1、目錄 前言前言 .1 1 1零件圖審查零件圖審查 .1 1.1 分析零件圖.2 1.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析.2 2.2.工藝規(guī)程設(shè)計(jì)工藝規(guī)程設(shè)計(jì) .2 2 2.1 確定毛坯.2 2.2 基準(zhǔn)的選擇.3 2.3 擬定工藝路線.3 2.3.1 表面加工的選擇 .4 2.3.2 加工順序的安排.4 2.3.3 主要機(jī)加工工序簡(jiǎn)圖 .5 2.4 設(shè)備及其工藝裝備的選擇.6 2.4.1 機(jī)床的選擇 .6 2.4.2 夾具的選擇 .7 2.4.3 刀具的選擇.7 2.4.4 量具的選擇.7 2.5 切削用量的選擇.8 3 3數(shù)控編程數(shù)控編程 .8 3.1 數(shù)控編程的分類.8 3.2 編程原點(diǎn)的確定及數(shù)值計(jì)

2、算 .9 3.2.1 編程原點(diǎn)的確定.9 3.2.2 編程數(shù)值計(jì)算.10 3.3 加工程序清單.10 4 4設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié) .12 5 5致謝致謝 .13 6 6參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .14 凹模機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)凹模機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) 13 機(jī)械制造班 蔡智慧 指導(dǎo)老師：高嶸 【摘 要】本文主要介紹了數(shù)控技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，緊接著對(duì)凹模零件進(jìn)行工藝分析、 再確定其加工工藝路線，加工設(shè)備及其工藝裝備的選擇，最后編制出該零件的相關(guān) 工藝卡片及編制零件的數(shù)控加工程序，對(duì)本文做出總結(jié)。 【關(guān)鍵字】 數(shù)控加工中心；凹模；加工工藝；自動(dòng)編程。 前言 數(shù)控加工是機(jī)械行業(yè)一門新的專業(yè)，數(shù)控技術(shù)是數(shù)字程序控制數(shù)控機(jī)械實(shí)

3、現(xiàn)自 動(dòng)工作的技術(shù)。它廣泛用于機(jī)械制造和自動(dòng)化領(lǐng)域，較好地解決多品種、小批量和 復(fù)雜 零件加工以及生產(chǎn)過程自動(dòng)化問題。本畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容主要是詳細(xì)敘述利用數(shù)控 銑床加工形狀復(fù)雜的零件。大致包含了數(shù)控技術(shù)特點(diǎn)的闡述、零件的工藝分析過程、 加工中一些問題的解決方法、數(shù)控加工過程、數(shù)控編程、機(jī)床操作與零件自檢過程 等，另外還有設(shè)計(jì)說明書、參考文獻(xiàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)、致謝詞等部分。 1零件圖審查 如圖所示為 1.1 零件圖，該生產(chǎn)批量為單間小批量生產(chǎn)： 圖 1.1 零件圖 1.11.1 分析零件圖分析零件圖 1.1.11.1.1 檢查零件圖的完整性和確定性 經(jīng)審查，該零件視圖準(zhǔn)確完整表達(dá)狠直觀清晰，符合國家標(biāo)

4、準(zhǔn)，尺寸，公差， 以及技術(shù)要求的標(biāo)注完全合理。 1.1.2 零件的技術(shù)要求分析 零件的技術(shù)要求包括尺寸精度。形狀精度，位置精度，表面粗糙度要求等，這 些技術(shù)要求應(yīng)當(dāng)是能夠保證零件使用性能前提下的極限值。進(jìn)行零件技術(shù)要求的分 析，主要是分析這些技術(shù)要求的合理性，以及實(shí)現(xiàn)的可能性，重點(diǎn)分析重要表面和 部位的加工精度和技術(shù)要求，為制定合理的加工方案做好準(zhǔn)備。同時(shí)通過分析以確 定技術(shù)要求是否過于嚴(yán)格，因?yàn)檫^高的精度和過小的表面粗糙度要求會(huì)使工藝過程 變得復(fù)雜，加工難度大，增加不必要的成本。 從圖 1.1 分析得知，該零件的尺寸精度有：厚度 120.05 的精度等級(jí)為 IT11 級(jí)、尺寸 700.05

5、的精度等級(jí)為 IT10 級(jí)、尺寸 1000.05 的精度等級(jí)為 IT9-10 級(jí)，其余未標(biāo)注公差等級(jí)按 IT12 進(jìn)行加工；形狀精度按 GB1184-80 控制；表面粗 糙度要求有：臺(tái)階輪廓的表面粗糙度均為 Ra1.6um，其余表面粗糙度為 Ra6.3um。 1.21.2 零件結(jié)構(gòu)工藝性分析零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 該零件形狀為輪廓、孔組成 因此選擇在數(shù)控機(jī)床上加工，可以完成所有部位， 并能提高加工效率。 2. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.12.1 確定毛坯確定毛坯 毛坯圖的尺寸都是在零件圖尺寸的基礎(chǔ)上，加減總加工余量得到毛坯尺寸，毛 坯各面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般同零件圖一致。因?yàn)閺拿鞒叽绲淖饔脕碇v并不要求它和零

6、件圖一致，對(duì)它提出的要求是：（1）保證它在機(jī)械加工時(shí)有最均勻合理的粗加工 余量：（2）保證非加工面與加工面有最準(zhǔn)確的位置及尺寸。 根據(jù)該零件的技術(shù)要求，確定該零件的毛坯為 72mm*72mm*15mm。其毛坯圖如圖 2.1 所示： 圖 2.1 零件毛坯圖 2.22.2 基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)的選擇 （1）粗基準(zhǔn)的選擇原則： 粗基準(zhǔn)影響：位置精度、各加工表面的余量大小。 重點(diǎn)考慮：如何保證各加工表面有足夠余量，使不加工表面和加工表面間的尺寸、 位置符準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用的原則：在同一尺寸方向上粗基準(zhǔn)通常只允許使用一次 這是因?yàn)榇只鶞?zhǔn)一般都很粗糙，重復(fù)使用同一粗基準(zhǔn)所加工的兩組表面之間位置誤 差會(huì)相當(dāng)大，因

7、此，粗基一般不得重復(fù)使用。 (2) 精基準(zhǔn)的選擇：重點(diǎn)考慮如何較少誤差，提高定位精度。 但根據(jù)盤類零 件的加工工藝及應(yīng)用，符合零件圖要求。 (3) 還要考慮保證零件加工表面相對(duì)于不加工表面具有一定位置精度的原則。 一般應(yīng)以非加工面做為粗基準(zhǔn)，這樣可以保證不加工表面相對(duì)于加工表面具有較為 精確的相對(duì)位置。當(dāng)零件上有幾個(gè)不加工表面時(shí)，應(yīng)選擇與加工面相對(duì)位置精度要 求較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。 2.32.3 擬定工藝路線擬定工藝路線 工藝路線：從毛坯到成品的加工順序 影響加工質(zhì)量、效率、工人勞動(dòng)強(qiáng)度、 設(shè)備投資、車間面積、生產(chǎn)成本。 內(nèi)容：定位基準(zhǔn)選擇；各表面加工方法選擇；工序集中和分散；加工階段劃

8、分 和先后順序安排；設(shè)備及工裝選擇。 2.3.1 表面加工的選擇 選擇加工方法應(yīng)該考慮各種加工方法的特點(diǎn)、加工精度、表面粗糙度及各種加 工方法的經(jīng)濟(jì)性。 分析該零件得知，該零件的加工表面有平面、外輪廓、凹糟、通孔，零件為塊 類零件，其表面加工方法如下所述： （1）上下兩底面：表面粗糙度 Ra3.2um，因此只需要粗銑即可。 （2）外輪廓：表面粗糙度 Ra1.6um，余量也不多，因此只需粗銑即可。 （3）凹糟：表面粗糙度為 Ra3.2um，為保證其表面粗糙度，故需要進(jìn)行粗、精 銑。 （4）孔的加工：表面粗糙度為 Ra1.6um，故均一次加工到位。 2.3.2 加工順序的安排 (1)先基準(zhǔn)面后其他

9、表面先把基準(zhǔn)面加工出來，再以基準(zhǔn)面定位加工其它表面，以保證加工質(zhì)量。 （2）先粗加工后精加工即粗加工在前，精加工在后，粗精分開。 （3）主要表面后次要表面如主要表面是指裝配表面、工作表面，次要表面是指鍵槽、聯(lián)接用的光孔等。 （4）先加工平面后加工孔平面輪廓尺寸較大，平面定位安裝穩(wěn)定，通常均以平面定位來加孔。 2.3.3 主要機(jī)加工工序簡(jiǎn)圖 工序內(nèi)容工序簡(jiǎn)圖 銑外輪廓 保證尺寸 1000.05um ，700.05um 銑一平面 保證表面粗糙 度 Ra3.2um 銑另一 面，臺(tái)階外 型輪廓、橢 圓槽、型腔、 通孔、螺紋 2.42.4 設(shè)備及其工藝裝備的選擇設(shè)備及其工藝裝備的選擇 2.4.1 機(jī)床的

10、選擇 由于該零件屬于單件小批量生產(chǎn)，因此不用考慮生產(chǎn)效率燈問題，只要在能夠 保證其精度要求的前提下選擇相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行加工即可，但為了減少人為的換刀量， 根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床，確定選擇由德國 DMG 公司生產(chǎn)其常規(guī)參數(shù)如下 內(nèi)插軸數(shù)： 五軸 各軸行程 ： 橫向 X 軸 2440 mm 或2440mm 縱向 Y 軸 1200 mm 或1220mm 垂直方向 Z 軸 750 mm 或750 mm A 軸 +/-100 C 軸 +/-225 軸最快移動(dòng)速度： X 軸 26 m/min Y 軸 60 m/min Z 軸 15m/min 雙擺頭主軸功率 7.5 kW -15KW 2.4.2 夾具的選擇 夾具

11、是加工中心(機(jī)床)切削加工的重要工藝裝備之一。相對(duì)于普通機(jī)床而言, 加工中心具有效率高,精度高以及優(yōu)良的加工柔性。因此,所用夾具應(yīng)保證準(zhǔn)確的定 位、可靠的夾緊及靈活多變的特點(diǎn),且夾具結(jié)構(gòu)一般不宜復(fù)雜。2 工件的安裝原則為 提高加工中心的生產(chǎn)效率,保證加工質(zhì)量。 2.4.3 刀具的選擇 為此在刀具選擇上首先要考慮選用硬性較好的刀具材料,以提高加工進(jìn)給量和 單位時(shí)間材料去除率,以便減少刀具的更換時(shí)間和次數(shù),從而提高加工效率；其次在 加工工藝上考慮，在保證工件加工精度的前提下,合理安排工藝路線,多選用定徑刀 具和成形刀具,盡可能減少加工工序和刀具軌跡,提高機(jī)床的使用效率。刀具的具體 選用應(yīng)該遵循以下

12、原則： （1）能使用硬質(zhì)合金刀具的,不選用高速鋼刀具。 （2)優(yōu)先使用帶涂膜層(用物理氣相沉積法涂覆 TiN 等)的刀具以提高耐磨性。 （3)盡量使用可轉(zhuǎn)位刀片,減少刀具磨損后的更 換預(yù)調(diào)時(shí)間。 （4)優(yōu)先考慮使用定徑刀具,或者刀具的尺寸易于調(diào)整。 （5)盡量使用成形銑刀 根據(jù)上述原則選擇刀具見下表： 刀具選擇表 刀具號(hào)刀具名稱刀具規(guī)格加工表面刀具材料 T01 面銑刀80mm 面銑刀銑上下兩表面 YT15 T02 立銑刀12 立銑刀兩 刃 外輪廓 YT15 T03 立銑刀8 立銑刀兩刃凹槽 YT15 T04 鉆頭8 鉆頭鉆孔 YT15 2.4.4 量具的選擇 該零件精度不高， 因盡可能選擇通用

13、夾具 ，在這里選擇通用量具，在這里 選擇游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量如圖 2.5 所示： 圖 2.5 游標(biāo)卡尺 2.52.5 切削用量的選擇切削用量的選擇 合理的選擇切削用量，對(duì)零件的表面質(zhì)量、精度、加工效率影響很大。切削用 量包括主軸的轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進(jìn)給量。 合理選擇切削用量的原則：粗加工時(shí)，一般以提高效率為主，并考慮經(jīng)濟(jì)性和 加工成本；半精加工和精加工，應(yīng)該在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng) 濟(jì)性、加工成本。 本題中的切削用來請(qǐng)參照附錄數(shù)控加工工序卡片。 3 3數(shù)控編程 3.13.1 數(shù)控編程的分類數(shù)控編程的分類 數(shù)控編程方法可分為自動(dòng)編程和手動(dòng)編程兩種： （1）自動(dòng)編程：自動(dòng)編程是相對(duì)與手動(dòng)

14、編程而言的 。它是利用計(jì)算機(jī)專用軟 件來編制數(shù)控加工程序。編程人員只需根據(jù)零件圖樣的要求，使用數(shù)控語言，由計(jì) 算機(jī)自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算及后置處理，編寫出零件加工程序單，加工程序通過直接 通信的方式送入數(shù)控機(jī)床，指揮機(jī)床工作。自動(dòng)編程使得一些計(jì)算繁瑣、手工編程 困難或無法編出的程序能夠順利地完成 （2）手動(dòng)編程：手工編程就是從分析零件圖樣、確定加工工藝過程、數(shù)值計(jì)算、 編寫零件加工程序單、制作控制介質(zhì)到程序校驗(yàn)都是人工完成。它要求編程人員不 僅要熟悉數(shù)控指令及編程規(guī)則，而且還要具備數(shù)控加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力。 對(duì)于加工形狀簡(jiǎn)單、計(jì)算量小、程序段數(shù)不多的零件，采用手工編程較容易，而且 經(jīng)濟(jì)、及時(shí)

15、。因此，在點(diǎn)位加工或直線與圓弧組成的輪廓加工中，手工編程仍廣泛 應(yīng)用。對(duì)于形狀復(fù)雜的零件，特別是具有非圓曲線、列表曲線及曲面組成的零件， 用手工編程就有一定困難，出錯(cuò)的概率增大，有時(shí)甚至無法編出程序，必須用自動(dòng) 編程的方法編制程序。 3.23.2 編程原點(diǎn)的確定及數(shù)值計(jì)算編程原點(diǎn)的確定及數(shù)值計(jì)算 3.2.1 編程原點(diǎn)的確定 從零件圖可以看出該零件屬于規(guī)則型零件，故可以將編程原點(diǎn)放在零件的幾何 對(duì)稱中心上，如圖 3.1 所示： 圖 3.1 原點(diǎn)確定圖 3.2.2 編程數(shù)值計(jì)算 該零件外形比較簡(jiǎn)單 ，只要通過機(jī)械制圖軟件進(jìn)行捕捉，由于該部分選擇的 是自動(dòng)編程加工，因此各交點(diǎn)的坐標(biāo)不用計(jì)算，零件的其

16、他尺寸均為規(guī)則性尺寸， 均可一目了然，故本節(jié)不作詳細(xì)的介紹了，具體的尺寸請(qǐng)根據(jù)程序清單及零件圖紙 進(jìn)行查閱。 3.33.3 加工程序清單加工程序清單 O0001; （外輪廓） G54G90G00X100.Y0.; M03S1500; Z30.; G01Z-6.F300; G01G42X40.Y0D1; G01X40.Y19.; G01X10.Y27.; G01X-40.Y27.; G03X-40.Y-27.R80.; G01X10.Y-27.; G01X40.Y-19.; G01X40.Y0; G01G40X100.Y.; G91G28Z0; M05; M30 O0002;（通孔） G54G9

17、0G00X0Y0; M03S1500; Z30; G99G81X15.Y15.Z-12.R15.F300; X2.010Y7.500; X2.010Y-7.500; X15.Y-15.; X27.990Y-7.500; X27.990Y7.500; G80; G91G28Z0; M05; M30; O0003;（內(nèi)四方凹槽） G54G90G00X-24.Y0; M03S1500; Z30.; G01Z-6.F300; G01G41X-8.Y0.D1; G01X-8.Y8.5; G03X-12.Y12.5R4.; G01X-36.Y12.5; G03X-40.Y8.5R4.; G01X-40.Y

18、-8.5; G03X-36.Y-12.5R4.; G01X-12.Y-12.5; G03X-8.Y-8.5R4.; G01X-8.Y0; G01G40X-24.Y0; G91G28Z0; M05; M30; O0004; （兩個(gè)凹槽） G54G90G00X43.Y28.; M03S1500; Z30; G01Z-8.5F300; G01X31.Y28.; G01Z30.; G01X43.Y-28.; G01Z-8.5; G01X31.Y-28.; G01Z30.; G91G28Z0; M05; M30; 4設(shè)計(jì)總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們每個(gè)大學(xué)生必須經(jīng)歷的一段過程，也是我們畢業(yè)前的一段寶貴 回憶，當(dāng)我們看到自己努力有收獲的時(shí)候，總是會(huì)有那么一點(diǎn)點(diǎn)自豪和激動(dòng)。任何 事情都是這樣子，需要我們腳踏實(shí)地的去做，一步一個(gè)腳印完成，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，有了 好的態(tài)度才能做好每一件事情，一開始都覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)很困難的任務(wù)，但是 經(jīng)過長時(shí)間的努力和累，經(jīng)過不斷地查找資料后寫作總結(jié)，我們都很好的按老師的 要求完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的寫作，這種收獲的喜悅相信每個(gè)人都能體會(huì)的到。 我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的寫作過程中可謂是獲