畢業(yè)設計斜面和例角類零件加工工藝的探討學生姓名學號年級專業(yè)指導教師劉志偉系部機電工程系廣東東莞提交日期2014年5月指導教師評語簽名日期成績（注成績評定請按優(yōu)、良、中、及格、不及格五級評定）開題報告畢業(yè)設計預期目標及工作方案一、選題目的和意義題目各稱斜面和例角類零件加工工藝的探討；1、選題目的據(jù)網(wǎng)上調(diào)查發(fā)現(xiàn)在“斜面和例角類零件加工工藝的探討”的畢業(yè)論文方面存在不足，因此通過分析斜面和例角類零件加工工藝來認識和了解數(shù)控銑床在斜面和例角零件加工方面的加工工藝的特性，并進一步加深探究和理解斜面和例角零件加工的加工難點等很有實際研究價值。討論價值在于加工斜面和例角類零件加工時，要用到多種方法進行對比，研究各種方法的優(yōu)缺點（如表面質(zhì)量，加工時間，效率等等）。隨著機械制造行業(yè)的迅猛發(fā)展，銑削加工已經(jīng)成為很多產(chǎn)品加工的方式，而此類產(chǎn)品加工的精度和質(zhì)量要求都比較高。因此產(chǎn)品的加工工藝的設計是保證產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要的環(huán)節(jié)。而制造技術是各國經(jīng)濟競爭的重要支柱之一，經(jīng)濟的成功在很大程度上得益于先進的制造技術，而機床是機械制造技術重要的載體，它標志著一個國家的生產(chǎn)能力和技術水平，因此在我國國民經(jīng)濟建設中，機床工業(yè)起著重要的作用。在國防、航空、航天和深潛的部門，其零件的精度要求非常高，幾何形狀也日趨復雜，且改型頻繁，生產(chǎn)周期短，這就要求迅速適應不同零件的加工，因此通過利用數(shù)控銑床和相關軟件來分析斜面和例角零件加工工藝來作為畢業(yè)設計題目很有實際研究價值。2、選題意義選擇“斜面和例角類零件加工工藝的探討”作為畢業(yè)設計題目，能檢驗大學這兩年多來學習數(shù)控銑床方面等知識的一個很好的途徑。做好畢業(yè)設計是能培養(yǎng)設計者的綜合運用所學理論知識和技能的一種綜合性工程實踐訓練，是培養(yǎng)設計者的創(chuàng)造能力，并能養(yǎng)成在理論聯(lián)系實際的工作作風和提高工程實踐能力；同樣還能提高設計者分析和解決實際問能力，是畢業(yè)論文設計者走向工作崗位之前的工作基本訓練，畢業(yè)設計者的工作對于被培養(yǎng)成合格的高級工程技術人才至關重要的鍛煉。二、論文的理論依據(jù)、研究方法、研究內(nèi)容；1、理論依據(jù)（1）、分析零件結構工藝性（例如1零件圖樣尺寸的正確標注、2保證獲得設計要求的加工精度、3保證基準統(tǒng)一原則、4考慮到毛坯的結構工藝性等）；（2）、加工方法的選擇；（3）、平面加工方法的選擇（例如主要采用端銑刀和立銑刀加工）；（4）、固定斜角平面加工（加工斜面的最佳方法是采用五坐標數(shù)控銑床，主軸擺角后加工，可以不留殘留面積）等。2、研究內(nèi)容綜合運用機械制造基礎、數(shù)控加工工藝、數(shù)控編程與加工、公差配合與測量技術、機械制圖、CAD/CAM等技術等課程的學習內(nèi)容，進行的一個重要的實踐應用環(huán)節(jié)。需做到以下幾點閱讀任務書，明確設計任務及要求；合理選擇材料、刀具、夾具、加工路線。通過這次設計來鞏固自己的專業(yè)理論知識，熟練掌握查閱資料的能力，提高自己的動手設計能力，為以后的工作打下堅定的基礎。1、按圖紙要求制定正確的加工工藝方案；2、選擇合理的加工方法；3、編寫斜面和例角類零件加工工藝程序等。3、研究方法制定斜面和例角類零件加工路線確定工件的等級要求、尺寸要求來選擇刀具及夾具；利用仿真軟件對工件進行加工，跟據(jù)所編程序選擇合理的刀具等參數(shù)進行數(shù)控模擬加工。編寫設計說明書。擬重點解決的問題。確定所選毛胚時應正確計算零件的強度、剛度。根據(jù)零件的設計要求進行數(shù)控編程，編程時要選擇好加工路線、刀具號、切削用量并按照數(shù)控機床規(guī)定的使用功能指令代碼及程序段格式，逐段編寫加工程序；據(jù)加工零件的設計圖紙及相關技術文件，對零件的材料、毛坯種類、形狀、尺寸、精度、表面質(zhì)量以及熱處理要求等進行綜合分析。利用卡盤等夾緊工具對工件進行夾緊，根據(jù)工件的表面等要求合理選擇基準面，對工件進行數(shù)控加工時數(shù)控機床出現(xiàn)的一些故障應及時排除等。4、進展按排1準備階段（12月15日12月30日）搜集有關資料，準備參考；2完成開題報告及論文大綱交老師批閱（1月1日1月15日）；3依據(jù)論文大綱完成論文一稿交老師批閱（1月16日3月10日）；4完成論文二稿交老師批閱（3月11日4月10日）；5完成三稿（4月11日4月30日）；6完成相關論文簡介、答辯提綱，準備答辯階段（5月1日5月10日）；7畢業(yè)設計答辯階段（5月中旬）目錄前言7摘要8第1章實例加工911、零件圖紙1012、零件圖樣工藝分析1113、銑床的對刀1114、零件的加工工藝性分析12141、加工工序12142、工藝設計1415、編制數(shù)控刀具及加工工藝卡15第2章MASTERCAM程序?qū)С?521、用MASTERCAM導出步驟1622編制程序圖截圖17結論27總結27參考文獻28斜面和例角類零件加工工藝的探討作者指導老師劉志偉（東莞職業(yè)技術學院2011級機械制造與自動化，東莞523808）摘要本文在分析斜面和例角類零件加工工藝的探討如何利用車間現(xiàn)有設備，合理安排機械加工工序，保證零件的技術要求，減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率，是我們首要考慮的問題。關鍵詞斜面、例角、加工工藝、工序、生產(chǎn)效率1前言斜面和例角類零件加工工藝的探討可以通過銑削加工產(chǎn)品加工的方式來探討。制造技術是作為各國經(jīng)濟競爭的重要支柱之一，而經(jīng)濟的成功在很大程度上得益于先進的制造技術，而機床是機械制造技術重要的載體，它標志著一個國家的生產(chǎn)能力和技術水平。機床工業(yè)本身是國民經(jīng)濟的一個重要先行部門，擔負這為國民經(jīng)濟各部門提供現(xiàn)代化技術裝備的任務，所以，在我國國民經(jīng)濟建設中，機床工業(yè)起著重要的作用。然而在機械制造業(yè)中，大批大量生產(chǎn)時采用專用機床、組合機床、專用自動線等并配以相應的工裝，這些設備的初期投資費用大、生產(chǎn)準備時間長，并且不適應產(chǎn)品的更新?lián)Q代。單件小批生產(chǎn)時，由于產(chǎn)品多變而不宜采用專用機床，特別是在國防、航空、航天和深潛的部門，其零件的精度要求非常高，數(shù)控機床的設計和制造技術有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面培訓一批設計、制造、使用和維護的人才；通過合作生產(chǎn)先進數(shù)控機床，使設計、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進技術的差距；通過利用國外先進元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開始能自行設計及制造高速發(fā)展，因此研究斜面和例角類零件加工工藝的探討有利于加強設計者的研究能力。從20世紀中葉數(shù)控技術出現(xiàn)以來，數(shù)控銑床給機械制造業(yè)帶來了革命性的變化。數(shù)控銑床加工具有如下特點加工柔性好，加工精度高，生產(chǎn)率高，減輕操作者勞動強度、改善勞動條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化以及經(jīng)濟效益的提高。數(shù)控銑床是一種高度機電一體化的產(chǎn)品，適用于加工多品種小批量零件、結構較復雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價格昂貴不允許報廢的關鍵零件、要求精密復制的零件、需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件以及要求100檢驗的零件。數(shù)控銑床集計算機技術、電子技術、自動控制、傳感測量、機械制造、網(wǎng)絡通信技術于一體，是典型的機電一體化產(chǎn)品，它的發(fā)展和運用，開創(chuàng)了制造業(yè)的新時代，改變了制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)結構、管理方式，使世界制造業(yè)的格局發(fā)生了巨大變化?，F(xiàn)代的CAD/CAM、FMS、CIMS等，都是建立在數(shù)控技術之上。數(shù)控技術水平的高低已成為衡量一個國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標志，實現(xiàn)加工機床及生產(chǎn)過程數(shù)控化，已經(jīng)成為當今制造業(yè)的發(fā)展方向。數(shù)控銑床具有廣泛的適應性，加工對象改變時只需要改變輸入的程序指令；加工性能比一般自動機床高，可以精確加工復雜型面，因而適合于加工中小批量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較復雜的工件，并能獲得良好的經(jīng)濟效果。摘要本畢業(yè)設計，介紹了本課題的背景及意義和機械制造加工工藝，討論了數(shù)控加工程序的編制，分析了手工編程的方法和應用。在此基礎上，利用MASTERCAM軟件對復雜零件加工的數(shù)控編程進行了討論和具體實踐，對結果進行了仿真驗證，生成了該零件的數(shù)控加工程序。通過本次畢業(yè)設關鍵詞數(shù)控銑床加工工藝數(shù)控編程MASTERCAM復雜斜面和例角類零件加工第1章實例加工11、零件圖紙12、零件圖樣工藝分析斜面和例角類零件加工工藝探討圖紙如上，該圖有斜面、曲面、例角、挖槽和鉆孔等特征，加工難點是加工斜面、例角和曲面。由于刀具長度有限，在頂面對刀時選前、后面和左面為基準，確保孔的位置。由于該零件的尺寸很小，一般大的刀具很難一次性加工到位，因此需要分粗加工、半精加工和精加工的加工步驟以及相應的加工刀具和工具等條件。在加工該零件時考慮到加工先后面和裝夾方法等問題，本零件應先加工圖紙的底面和鉆孔，以底面和孔為基準來裝夾加工正面以達到合理加工要求。在正面加工時應按照加工要求，先加工外形后加工挖槽，接著加工曲面和斜面的加工步驟。13、銑床的對刀對刀裝工件，刀具主軸正轉3000對X軸將刀移到工件一側輕碰提刀上來，相對坐標X清零移刀到工件另一側，記錄當前坐標值為X將刀移到X/2處，X清零對Y軸將刀移到工件一側輕碰提刀上來，相對坐標Y清零移刀到工件另一側，記錄當前值為Y將刀移到Y/2處，Y清零對Z軸（對工件表面清零即可）設置工件坐標1,對刀完成后（到在X0Y0Z0）2,POS坐標一般全設3,將刀提到安全高度。注意事項1、對于圓，對某一軸時，其他軸不能移動。2、在圓弧上對刀，要同一高度，不如產(chǎn)生的平面不是跟工作臺平行的。3、用尋邊器對刀，要注意轉速。14、零件的加工工藝性分析1加工工序從圖形可以看出輪廓的周邊是直線和圓弧，零件的裝夾采用平口虎鉗和墊塊。在安裝工件時，需要注意工件安裝要放在鉗口中間部位，安裝臺虎鉗時，要固定好鉗口，工件被加工部分要求高出鉗口，避免刀具與鉗口發(fā)生干涉。加緊時，注意工件上浮。先加工底面粗加工和精加工，再加工正面粗加工、半精加工和精加工，加工坐標系G45建立在工件表面上，零件的對稱中心處。底面加工工序1先用95的麻花鉆頭鉆通孔（粗加工）；2粗加工銑9070底面大平面，選用16飛刀，以達到銑平底面作為正面基準來裝夾加工（粗加工和精加工）；3粗加工銑輪廓外形（粗加工和精加工），選用16飛刀，以達到方便裝夾；4粗加工銑內(nèi)輪廓凹槽通孔，斜降下刀，選用16立銑刀（半精加工）；5精加工加工銑9070大平面，選用16平底銑刀，以達到銑平底面作為正面基準來裝夾加工等。正面加工工序1粗加工銑9070正面大平面，選用16飛刀，以達到銑平底面（粗加工）；2粗加工銑輪廓外形8060（粗加工），選用16飛刀；3分別選用8和6的平底銑刀加工正面凹槽以達到符合零件加工要求（先進行粗加工，接著半精加工，最后精加工以達到符合零件加工要求）。2工藝設計1）選擇加工方案外形銑通孔16，采用粗銑精銑方案即可；孔尺寸精度要求，按粗銑精銑方案進行；斜降下刀即可。2）確定加工順序按照先粗后精、先面后孔的原則及為了減少換刀次數(shù)不劃分加工階段來確定加工順序。具體加工路線為粗、精銑底面粗、半精通孔粗、半精零件外形粗、精銑正面平面精銑通孔16的孔、再倒角和加工斜面，主要在斜面和例角類零件加工工藝探討方面加重分析具體順序見表。3）確定裝夾方案和選擇夾具該零件形狀較復雜、尺寸較小，有斜面、倒角和曲面都要加工，加工面與非加工面之間的位置精度要求不高，故可選通用平口虎鉗，以零件底面和兩個側面定位，用平口虎鉗鉗口從側面夾緊。4）選擇刀具根據(jù)加工內(nèi)容，所需刀具有面16MM銑刀、95MM麻花鉆、10MM、8MM、6MM立銑刀等，其規(guī)格根據(jù)加工尺寸選擇。精銑銑刀直徑應選大一些，以減少接刀痕跡?？紤]到兩次走刀間的重疊量及減少刀具種類，經(jīng)綜合分析確定粗、精銑銑刀直徑都選為。其他刀具根據(jù)孔徑尺寸確定。5）確定進給路線面的粗、精銑削加工進給路線根據(jù)銑刀直徑確定，因所選銑刀直徑為16MM，故安排沿X方向兩次進給。因為孔的位置精度要求不高，機床的定位精度完全能保證，所以所有孔加工進給路線均按最短路線確定。15、編制數(shù)控刀具及加工工藝卡151、工件的刀具卡片零件名稱零件圖號刀具刀具名稱直徑（MM刀長MM備注飛刀16R0850粗銑平面1645銑平面和輪廓銑830銑平面和輪廓銑立銑刀625銑平面和輪廓銑420銑平面和輪廓銑麻花鉆9570鉆孔152、正面的加工工序卡片153底面的加工工序卡片零件號零件名稱材料畢業(yè)設計數(shù)控加工工藝卡片1工序號程序編號夾具名稱使用設備O0001平口虎鉗數(shù)控銑床45鋼工步號工步內(nèi)容刀具號主軸轉速R/MM進給速度/MMMIN背吃刀量備注1銑9070大平面留余量01MM16R082200200005粗加工2銑輪廓外形留余量01MM16R082200200005粗加工3銑16的通孔16R08280040005精加工4銑235260的斜面16R082200200005粗加工5選用6平底銑刀銑曲面外形6平底銑刀2000150003粗加工6選用6平底銑刀銑曲面外形6平底銑刀20006003精加工7選用6平底銑刀銑倒角6平底銑刀2000150003粗加工8選用10平底銑刀銑橢圓261610平底銑刀200015003粗加工9選用6R3球刀銑橢圓26166R3球刀200030005精加工10銑9070大平面16350070005精加工11銑輪廓外形907016350070005精加工12銑16的孔16350070005精加工第2章MASTERCAM程序?qū)С鼋孛娈厴I(yè)設計數(shù)控加工工藝卡片零件號零件名稱材料145鋼工序號程序編號夾具名稱使用設備O0002平口虎鉗數(shù)控銑床工步號工步內(nèi)容刀具號主軸轉速R/MM進給速度/MMMIN背吃刀量備注1銑9070大平面留余量01MM16R082200200005粗加工2銑輪廓外形8060留余量01MM16R082200200005粗加工3銑輪廓外形235260留余量01MM62200200005粗加工3選用95的麻花鉆頭鉆通孔95麻花鉆頭800703粗加工4銑內(nèi)輪廓擴16，斜降下刀余量01MM162500120005粗加工5銑9070大平面163500700精加工6銑輪廓外形9070163500700精加工7銑16的孔163500700精加工21、用MASTERCAM導出步驟211、首先完成三維建模（如圖11）；212、機床類型銑床默認刀具路徑面銑、外形銑削、鉆孔、曲面挖槽、標準挖槽、曲面流線，確定（如圖11）三維建模如上圖所示1）平面和外形開粗（粗加工）如上圖所示；或工步號工步內(nèi)容刀具號主軸轉速R/MM進給速度/MMMIN背吃刀量備注1銑9070大平面留余量01MM16R082200200005粗加工2銑輪廓外形留余量01MM16R082200200005粗加工工步號工步內(nèi)容刀具號主軸轉速R/MM進給速度/MMMIN背吃刀量備注1銑9070大平面留余量01MM16R082200200005粗加工2銑輪廓外形留余量01MM16R082200200005粗加工3銑16的通孔16R08280040005精加工（2）鉆孔（粗加工）如上圖所示；3選用95的麻花鉆頭鉆通孔95麻花鉆頭800703粗加工（3）擴孔（半精加工加）如上圖所示；4銑內(nèi)輪廓擴16，斜降下刀余量01MM162500120005粗加工5銑9070大平面163500700精加工6銑輪廓外形9070163500700精加工7銑16的孔163500700精加工（4）銑長方形凹槽（粗加工和精加工）如上圖所示；5選用6平底銑刀銑曲面外形6平底銑刀2000150003粗加工6選用6平底銑刀銑曲面外形6平底銑刀20006003精加工（5）銑橢圓半形槽（粗加工和精加工）如上圖所示；7選用6平底銑刀銑倒角6平底銑刀2000150003粗加工8選用10平底銑刀銑橢圓261610平底銑刀200015003粗加工9選用6R3球刀銑橢圓26166R3球刀200030005精加工（6）銑兩個對稱的矩形半形槽（粗加工和精加工）如上圖所示；5選用6平底銑刀銑曲面外形6平底銑刀2000150003粗加工6選用6平底銑刀銑曲面外形6平底銑刀20006003精加工（7）銑外形槽（粗加工和精加工）如上圖所示；（8）銑圓柱（粗加工和精加工）如上2幅圖所示；（9）用手動立體銑床加工斜面和倒角如下所示9選用6平底銑刀銑曲面外形6平底銑刀2000150003粗加工10選用6平底銑刀銑曲面外形6平底銑刀20006003精加工和（10）加工好的零件如上圖所示。理想的加工程序不僅應保證加工出符合圖樣的合格工件，同時應能使數(shù)控機床的功能得到合理的應用和充分的發(fā)揮。探討和總結一些數(shù)控車削過程中的工藝問題。1數(shù)控加工工序的劃分在數(shù)控機床上加工零件，工序比較集中，一次裝夾應盡可能完成全部工序，常用的工序劃分原則有以下兩種。保證精度原則提高生產(chǎn)效率的原則數(shù)控加工具5銑9070大平面163500700精加工6銑輪廓外形9070163500700精加工7銑16的孔163500700精加工有工序集中的條件，粗、精加工常在一次裝夾中完成，以保證零件的加工精度，當熱變形和切削力變形對零件的加工精度影響較大時，應將粗、精加工分開進行。數(shù)控加工中，為減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時間，應將需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再換另一把刀來加工其它部位。同時應盡量減少空行程，用同一把刀加工工件的多