畢業(yè)設計（論文）-典型薄壁零件的工藝設計及實體加工.doc

《畢業(yè)設計（論文）-典型薄壁零件的工藝設計及實體加工.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《畢業(yè)設計（論文）-典型薄壁零件的工藝設計及實體加工.doc（46頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、西安航空職業(yè)技術學院畢 業(yè) 設 計（論 文）論文題目：典型薄壁零件的工藝設計及實體加工 所屬二級學院：航空制造工程學院指導老師： 職 稱： 副教授學生姓名： 班級、學號: 專 業(yè)： 數(shù) 控 技 術西安航空職業(yè)技術學院制2015年 9 月 5 日西安航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文）任務書題目：典型薄壁零件的工藝設計及實體加工任務與要求：1、熟悉機床的操作; 2、設計零件數(shù)控加工工藝路線,選擇刀具、確定切削參數(shù)3、編寫數(shù)控加工工序卡4、編寫數(shù)控加工刀具卡5、編寫數(shù)控加工程序單6、利用數(shù)控仿真軟件仿真零件加工過程7、實際加工零件8、檢測加工精度是否符合要求時間： 2015 年 9月 25 日 至

2、2015 年 12月 5日 共 8 周所屬二級學院：航空制造工程學院學生姓名： 學 號：專業(yè)： 數(shù) 控 技 術指導單位或教研室：數(shù)控技術教研室指導教師： 職 稱：副教授西安航空職業(yè)技術學院制2015年 9 月 5日畢業(yè)設計(論文)進度計劃表日 期工 作 內 容執(zhí) 行 情 況指導教師簽 字2015.9.21-2015.9.30Master cam 界面的熟悉與熟悉CAD的介紹2015.10.1-2015.10.7零件造型2015.10.8-2015.10.15編制數(shù)控加工工藝卡片、確定切削參數(shù)、刀具等2015.10.16-2015.10.23仿真加工，修改程序，實體加工2015.10.24-20

3、15.10.31編寫說明書、填寫各種卡片2015.11.1-2015.11.7完成說明書的修改2015.11.8-2015.11.15完成中間不合理的修改2015.11.16-2015.11.23繪圖（零件圖、標準視圖并打?。┙處煂M度計劃實施情況總評 簽名 年 月 日 本表作評定學生平時成績的依據(jù)之一。西安航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文摘要 本零件為典型薄壁類零件，但是該加工對于各種影響因素十分敏感，為了滿足加工的精度要求，保障產(chǎn)品質量，避免變形，需要對加工工藝中的加工參數(shù)、加工器具進行優(yōu)化選擇，本文通過研究薄壁零件數(shù)控銑削加工的施工難點，探討薄壁零件數(shù)控銑削加工中的工藝選擇、參數(shù)設定以及器

4、具選擇。關鍵詞： 加工工藝 Pick toThis part is a typical thin-wall parts, but the processing is very sensitive to the various influence factors, in order to satisfy the requirement of the machining precision, guarantee product quality, to avoid deformation, need to optimize the processing parameters of processin

5、g technology, processing equipment selection, this paper studies the construction difficulties of nc milling thin-walled parts discusses nc milling thin-walled parts in the process, parameter setting and equipment selection.Keywords: processing technology目 錄摘要1前言4一 緒論51.1 數(shù)控銑床的簡介51.2 數(shù)控機床的特點51.3 數(shù)控機

6、床在國民經(jīng)濟中的地位和作用61.4 數(shù)控機床的種類6二 零件工藝分析92.1零件圖工藝路線分析92.2材料的選擇10三 夾具和裝夾方式的選擇11 3.1裝夾方式11 3.2夾具的選擇11四 刀具及切削用量的選擇12 4.1 數(shù)控加工刀具的要求及種類12 4.2 刀具的組成13 4.3刀具材料14 4.4切削力14 4.4.1切削力的產(chǎn)生15 4.4.2影響切削力的因素15 4.5刀具磨損15 4.5.1刀具磨損的形式15 4.5.2刀具磨損的原因15 4.5.3刀具磨損過程15 4.5.4刀具的磨鈍標準16 4.6切削用量選擇16 4.7選擇刀具17 4.8編制加工工藝卡片18五 數(shù)控編程的選

7、擇及MASTERCAM X5的仿真215.1數(shù)控編程方法21 5.1.1手工編程21 5.1.2自動編程22 5.1.3編程方法的選擇225.2 Mastercam X5的仿真23 5.2.1毛坯的設置23 5.2.2刀具的設置23 5.2.3刀路的設計24 5.2.4件一粗銑凸臺薄壁及中心圓臺的刀路設計252西安航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 5.2.5件1精銑的刀路設計27 5.2.6件2的粗銑刀路設計28 5.2.7精加工件2的刀路設計29 5.2.8鉆孔的刀路設計305.3 加工程序32總結 33致謝34參考文獻35 前言從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

8、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。現(xiàn)代的CAD

9、/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。 隨著數(shù)控技術的發(fā)展，采用數(shù)控系統(tǒng)的機床品種日益增多，有銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機床和電火花加工機床等。此外還有能自動換刀、一次裝卡進行多工序加工的加工中心、車削中心等1958年我國開始研制數(shù)控機床，1975

10、年又研制出第一臺加工中心。我國是世界上機床產(chǎn)量最多的國家，但數(shù)控機床的產(chǎn)品競爭力在國際市場中仍處于較低水平，即使在國內市場也面臨著嚴峻的形勢。目前，在數(shù)控技術領域，我國同先進國家之間還存在不小的差距，但這種差距正在縮小。數(shù)控技術的應用也從機床控制拓展到其他控制設備，如：數(shù)控電火花線切割機床、數(shù)控測量機和工業(yè)機器人等。一 緒論1.1 數(shù)控銑床的簡介 數(shù)字控制（Numerical Control）技術，簡稱為數(shù)控技術，是一種自動控制技術，它用數(shù)字指令來控制機床的運動。數(shù)控銑床是在一般銑床的基礎上發(fā)展起來的,兩者的加工工藝基本相同,結構也有些相似,但數(shù)控銑床是靠程序控制的自動加工機床,所以其結構也與

11、普通銑床有很大區(qū)別。數(shù)控銑床是數(shù)控加工中一類重要的機床，它能夠進行銑削、鉆削、鉸孔、忽孔、攻螺紋孔、切削螺紋等工藝過程；數(shù)控銑削加工中心則進一步具有刀庫和自動換刀機構，在工件的一次裝夾中，可以集銑、鉆、鏜等加工為一體，對 兩個或兩個以上的表面自動完成加工，生產(chǎn)效率高，加工質量好，適合箱體、立體曲面、型腔等非回轉體的加工。數(shù)控銑削中心又有立式或臥式兩種。數(shù)控銑床及其加工中心的編程有刀具半徑自動補償、刀具長度自動補償和孔加工固定循環(huán)指令。1.2 數(shù)控機床的特點數(shù)控機床在機械制造業(yè)中得到日益廣泛的應用，是因為它具有以下的特點：1.2.1能適應不同零件的自動加工數(shù)控機床是按照被加工零件的數(shù)控程序來進行

12、加工的，當改變加工零件時，只需重新編制程序，輸入新的數(shù)控程序，不必用凸輪、模、樣板或鉆鏜模等專用工藝裝備。因此，生產(chǎn)準備周期短，有利于機械產(chǎn)品的更新?lián)Q代。1.2.2工序集中數(shù)控機床在結構和功能設計時，充分考慮了工序集中，使機床在粗加工時有足夠剛度和強度，在精加工時又有可靠的精度。因此，一次裝夾可以實現(xiàn)粗加工到精加工的不同工序，減少了機床、夾具的數(shù)量，也減少了因重新裝夾造成的誤差，同時能夠縮短等待和裝夾等輔助時間。1.2.3生產(chǎn)效率和加工精度高、加工質量穩(wěn)定由于數(shù)控機床的結構剛性好，因此，允許進行大切削量的強力切削，這就提高了切削效率，節(jié)省了機動時間。自動換速、自動換刀和其他輔助的裝置作為自動化

13、等功能，使輔助時間大大縮短，而且無需工序間的檢驗與測量。所以比普通機床的生產(chǎn)效率提高3-4倍，甚至更高。同時，由于數(shù)控機床的精度高，可以利用軟件進行精度的校正和補償，又因為它是數(shù)控程序自動進行加工，可以避免人為的誤差。因此，不但加工精度高，而且質量穩(wěn)定。1.2.4能完成復雜型面的加工數(shù)控機床幾乎可以實現(xiàn)任何軌跡的運動任何形狀的空間曲面的加工，如加工一些普通機床難以加工的螺旋槳，汽輪機、渦輪等空間曲面，采用數(shù)控機床就會很容易加工。1.2.5減輕工人的勞動強度由于數(shù)控機床實現(xiàn)自動化或半自動化加工，許多輔助動作均由機床完成，因此工人的勞動量減少。1.3 數(shù)控機床對我的影響。讓我們了解了現(xiàn)代數(shù)控機床的

14、生產(chǎn)方式和工藝過程。熟悉了一些材料的成形方法和主要機械加工方法及其所用主要設備的工作原理和典型結構、工夾量具的使用以及安全操作技術、新技術、新設備在機床生產(chǎn)上的應用。在數(shù)控機床的生產(chǎn)裝配以及調試上，具有初步的獨立操作技能。1.4 數(shù)控機床的種類1.4.1 按功能水平分類1） 經(jīng)濟型數(shù)控機床 這種數(shù)控機床主要是采用開環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)，采用步進電機驅動。從而價格比較便宜但是機床的精度相對于其他類型機床要差一點，因為機床在價格上有優(yōu)勢從而在制造業(yè)廣泛采用。2) 普通型數(shù)控機床 這種數(shù)控機床主要采用半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)，采用脈沖編碼器進行角位移動的反饋，提高數(shù)控系統(tǒng)控制的精度。精度相對于經(jīng)濟型機床要高，在

15、工廠也應用的比較多。3）高檔數(shù)控機床 這種數(shù)控機床主要采用閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)，它不僅有角位移反饋還有速度反饋和位移反饋。這種數(shù)控系統(tǒng)控制精度很高，而且功能很強大可以控制多軸聯(lián)動加工一些復雜的空間曲面零件，所以高檔機床的價格昂貴。一般加工一些難以加工的零件時采用，而且高檔機床實現(xiàn)全自動化的加工。1.4.2 按運動方式分類 1）點位控制數(shù)控機床 這類數(shù)控機床的數(shù)控裝置只要要求精確控制一個坐標點到另一個坐標點的精確定位，從而不限制從一點到另一點的運動軌跡和移動速度，且在移動過程中不進行任何切削加工。為了精確定位和提高生產(chǎn)效率，首先系統(tǒng)先快速接近定點位，然后進行1-3級減速，使之慢速定位，減小定位誤差。

16、這類數(shù)控機床主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標鏜床、數(shù)控點焊機和數(shù)控測量機床等。2) 點位直線控制數(shù)控機床 這類機床不僅要求具有準確的定位功能，而且要求控制兩個相關點之間的移動速度和移動軌跡，移動軌跡一般都由與各坐標軸線平行的直線段組成。3） 輪廓控制的數(shù)控機床 這類數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)能同時控制兩個或兩個以上的坐標軸，刀具可沿任意斜線、曲線、曲面連續(xù)切削,且能對整個加工過程中每一點的速度、位置進行控制。這類機床主要有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等。結構相對復雜，功能齊全。1.4.3 按控制系統(tǒng)方式分類1) 開環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)控機床 這類機床沒有運動部件的位置檢測，數(shù)控裝置發(fā)出的信號流是單向的，沒有反饋，其精

17、度主要取決于伺服系統(tǒng)的性能，控制回路為開環(huán)。2）閉環(huán)控制數(shù)控機床 這類機床數(shù)控機床的數(shù)控裝置中插補器發(fā)出的指令信號與工作臺端測得的實際位置反饋信號進行比較，根據(jù)其差值不斷控制坐標軸運動，進行誤差修正，直到誤差消除為止。3) 半閉環(huán)控制數(shù)控機床 大多數(shù)數(shù)控機床采用半閉環(huán)控制系統(tǒng)，它的檢測元件安裝在伺服電動機軸上或滾珠絲杠的軸端，檢測伺服電機轉角。這種系統(tǒng)可以獲得穩(wěn)定的控制特性和較好的調節(jié)性能。二 零件工藝的分析2.1零件圖工藝路線分析 該工件主要由平面、凹槽、薄壁、孔系及外輪廓組成，內孔表面的加工方法有鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、拉孔、磨孔及光加工方法選擇原則，25通孔公差等級為IT8級，表面粗糙度

18、為Ra1.6，采用鉆孔擴孔鉸孔方案即可達到。8的四個通孔公差等級為IT11級，表面粗糙度為Ra3.2級，使用8平底立銑刀即可。薄壁公差等級為IT12級，表面粗糙度為Ra3.2級，采用立銑刀粗銑精銑即可。在本設計中，平面與外輪廓表面粗糙度要求Ra3.2mm，可采用粗銑精銑方案。選擇以上方法完全可以保證尺寸、形狀精度和表面粗糙度要求。 加工順序的選擇直接影響到零件的加工的質量、生產(chǎn)效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原則結合圖樣分析，由于此次加工工序集中，所以工序進行了如下安排：1）銑削平面，平面見光即可，保證毛坯尺寸為95*75*28，粗糙度為1.6，選用20mm的平底銑

19、刀。 2）銑削外邊緣輪廓，保證深度為10mm，粗糙度為1.6，選用20mm的平底銑刀， 3）加工中間的25內孔，鉆23的孔，留余量0，擴24的孔，留余量0.8，鉸25的孔，留余量0.2。4）4*8孔選用8平底立銑刀加工。 5）精銑到工序留下的加工余量，保證圖上個尺寸、精度，采用面銑刀進行銑削。6） 掉頭裝夾，銑削反面，保證厚度為28mm，表面粗糙度為1.6，選用20mm的平底銑刀。7） 粗加工心形內槽，選用10平底銑刀加工。8） 粗加工心形外輪廓，選用10平底銑刀加工（注意外部倆凸臺）。9） 精銑到工序留下的加工余量，保證圖上個尺寸、精度，采用面銑刀進2.2毛坯和材料的選擇 由于各種機械的用途

20、和性能不同，其零件的材料、結構和技術要求也各不相同。 零件應根據(jù)不同的工作條件和使用要求選用不同的材料并采用不同的熱處理規(guī)范（如調質、正火、淬火等），以獲得一定的強度、韌性和耐磨性。45鋼是常用材料，它價格便宜經(jīng)過調質（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，淬火后表面硬度可達4552HRC。三 夾具和裝夾方式的選擇3.1 裝夾方式數(shù)控機床上零件的安裝方法與普通機床一樣，要合理選擇定位基準和夾緊方案，要求有以下兩點： 1）力求設計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一，這樣有利于編程時數(shù)值計算的簡便性和精確性。 2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待

21、加工表面。綜合以上分析可選用：平口虎鉗。3.2 夾具的選擇 根據(jù)對工件的定位分析，定位元件的選擇，故選擇機械式平口虎鉗作為零件夾具。對夾具選擇的基本要求： 1）為保持零件安裝方位與機床坐標系及程編坐標系方向的一致性，夾具應能保證在機床上實現(xiàn)定向安裝，還要求能協(xié)調零件定位面與機床之間保持一定的坐標尺寸聯(lián)系。 2）為保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夾具要做得盡可能開敞，因此夾緊機構元件與加工面之間應保持一定的安全距離，同時要求夾緊機構元件能低則低，以防止夾具與銑床主軸套筒或刀套、刃具在加工過程中發(fā)生碰撞。 3）夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。盡量不采用在加工過程中更換夾緊點的設計，當

22、非要在加工過程中更換夾緊點不可時，要特別注意不能因更換夾緊點而破壞夾具或工件定位精度。平口虎鉗即可滿足對此零件加工的裝夾 圖3-5 機械式平口鉗 圖3-6 液壓式平口鉗四 刀具及切削用量的選擇4.1 數(shù)控刀具的要求及種類4.1.1 加工刀具的要求 1）銑刀剛性要好一是為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量的需要；二是為適應數(shù)控銑床加工過程中難以調整切削用量的特點。2）銑刀的耐用度要高尤其是當一把銑刀加工的內容很多時，如刀具不耐用而磨損較快，就會影響工件的表面質量與加工精度，而且會增加換刀引起的調刀與對刀次數(shù)，也會使工作表面留下因對刀誤差而形成的接刀臺階，降低了工件的表面質量。除上述兩點之外，銑刀切削刃

23、的幾何角度參數(shù)的選擇及排屑性能等也非常重要，切屑粘刀形成積屑瘤在數(shù)控銑削中是十分忌諱的?？傊?，根據(jù)被加工工件材料的熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量，選擇剛性好，耐用度高的銑刀，是充分發(fā)揮數(shù)控銑床的生產(chǎn)效率和獲得滿意的加工質量的前提4.1.2 常用銑刀種類常用銑刀種類 1 ）面銑刀圖3-7 2 ）成型銑刀圖3-8 3 ) 球頭銑圖3-9 4 ) 鼓形銑刀圖4-0除上述幾種類型的銑刀外，數(shù)控銑床也可使用各種通用銑刀。但因不少數(shù)控銑床的主軸內有特殊的拉刀裝置，或因主軸內孔錐度有別，須配制過渡套和拉桿。4.2 刀具的組成各種數(shù)控刀具的結構都由裝夾部分和工作部分組成。整體結構刀具的裝夾部分和工作部分都做在

24、刀體上；鑲齒結構刀具的工作部分(刀齒或刀片)則鑲裝在刀體上。 刀具的裝夾部分有帶孔和帶柄兩類。帶孔刀具依靠內孔套裝在機床的主軸或心軸上，借助軸向鍵或端面鍵傳遞扭轉力矩，如圓柱形銑刀、套式面銑刀等。4.3 刀具材料刀具材料一般是指刀具切削部分的材料。它的性能優(yōu)劣是影響加工表面質量、切削效率、刀具壽命的重要因素。選用新型刀具材料不但能有效地提高切削效率、加工質量和降低成本，而且往往是解決某些難以加工材料的工藝關鍵。金屬切削過程中，刀具切削部分在高溫下承受著很大切削力與劇烈摩擦等作用，因此刀具切削部分的材料必須具備下列性能。4.3.1高的硬度和耐磨性刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度，刀具材料的常

25、溫硬度要求在60HRC以上，并具有良好的耐磨性。一般刀具材料硬度越高，耐磨性也越好。4.3.2足夠的強度和韌性為防止刀具變形,崩刃和斷裂,刀具材料必須具有足夠的強度和韌性,通常用材料的抗彎強度和沖擊韌性表示。4.3.3高的耐熱性耐熱性是指指刀具材料在高溫下仍能保持硬度,耐磨性、強度和韌性的能力。刀具材料的耐熱性越好，允許的切削速度越高。一般刀具材料高溫硬度越高，耐熱性越好。4.3.4良好的工藝性 為了便于刀具的制造，要求刀具材料有良好的加工性能和熱處理性能。如良好的鍛造性能，切削加工性能，刃磨性能等，且要求淬透性好，熱處理變形小。4.4 切削力切削力是切削過程中的基本物理現(xiàn)象之一，是分析工藝及

26、設計和使用機床、刀具、夾具的重要依據(jù)。4.4.1 切削力的產(chǎn)生切削時，使被加工材料發(fā)生變形的切削所需要的力稱為切削力。切削力的來源有兩個方向：一是三個變形區(qū)的變形抗力；二是刀具與切削、工件表面間。4.4.2 影響切削力的因素工件材料的影響 1) 工件材料的強度、硬度越高，切削力越大； 2） 工件材料的塑性、韌性越大，變形抗力和摩擦力越大，切削力也越大。切削用量的影響 1) 背吃刀量和進給量增大，都會使切削力增大，但兩者的影響程度不同。在切削面積相同條件下，采用大的進給量比采用大的背吃刀量時引起的切削力小。 2） 切削速度Vc。加工塑性金屬材料時，切削速度對切削力有明顯影響；加工脆性金屬材料時，

27、切削速度對切削力沒有顯著影響。刀具幾何參數(shù)的影響 此外，刀具的材料，刀具的磨損及切削液等都會影響切削力的大小。4.5 刀具磨損 在切削工程中刀具的磨損是不可避免的，刀具的磨損對加工效率，加工質量和成本有直接的影響。當磨損量達到一定值時，必須及時磨刀或更換新刀。4.5.1 刀具磨損的形式 1）前面磨損； 2) 后面磨損； 3）前后面同時磨損。4.5.2 刀具磨損的原因刀具磨損是機械、熱、化學等方面綜合作用的結果，其主要原因有以下幾個方面。1）磨料磨損；2)粘結磨損；3）擴散磨損；4)氧化磨損；5）相變磨損。4.5.3 刀具磨損過程1)初期磨損階段；2）正常磨損階段；3)急劇磨損階段4.5.4 刀

28、具磨鈍標準為了保證刀具有足夠的壽命，必須在磨損量達到急劇磨損階段之前就停止使用，進行刃磨或換刀。因此要對刀具規(guī)定一個允許磨損量的最大值，這個值稱為刀具磨鈍標準或磨損限度。根據(jù)磨鈍標準可以判斷刀具是否磨鈍，從而決定刀具是否需要重新刃磨。4.6 切削用量的選擇在切削加工過程中，切削用量的大小直接影響生產(chǎn)率、加工成本、加工質量、刀具耐用度、機床功率等各個方面，因此切削用量的合理選擇是十分重要的。所謂合理的切削用量是指在保證質量的前提下，能充分發(fā)揮機床、刀具的切削性能，且能達到提高生產(chǎn)率、降低成本目的的一種切削用量。4.6.1 切削用量的原則 1） 粗加工切削用量的選擇：首先采用大的背吃刀，其次采用較

29、大的進給量，最后根據(jù)刀具耐用度確定合理的切削速度。2 ) 精加工切削用量的選擇：采用較小的背吃刀和進給量，在保證刀具耐用度的前提下，盡可能采用大的切削速度。4.6.2 制定切削用量的步驟 1）確定背吃刀量ap（mm） 背吃刀量根據(jù)加工余量確定，盡可能采用大的背吃刀量。粗加工時，在保留半精、精加工余量的前提下，盡量將粗加工余量一次切除。在中等功率的機床上，背吃刀量可達810mm，如果余量太大，導致機床功率不足，刀具強度不夠或工藝系統(tǒng)剛性不足等，可n次走刀分切。半精加工和精加工時，因預留的加工余量已較大，一般都可一次切完。半精加工時背吃刀量可取0.52mm，精加工背吃刀量可取0.1-0.4mm。

30、2) 確定進給量Vf粗加工時，工件表面質量要求不高，但切削力往往很大。合理的進給量應是工藝系統(tǒng)能承受的最大進給量，即在滿足機床進給機構強度，刀桿強度，刀片強度，工件剛性等限制條件下，選取盡可能大的進給量；精加工時，合理的進給量應是能滿足已加工表面粗糙度要求的最大進給量，實際生產(chǎn)中，經(jīng)常采用查表法確定進給量，具體可查閱相關手冊. 進給速度Vf（mm/min）進給量f（mm/r）刀具轉速n刀具齒數(shù)Z進給量f及每齒進給量fz的關系為：Vf=fn=fzZn 銑上表面：查表得銑削速度vc=60115m/min，每齒進給量fz=0.20.1mm/z，銑削深度13mm。取n=1000100/3.142015

31、92n/min vf= 637mm/min 銑外輪廓：查表得銑削速度vc=60115m/min，每齒進給量fz=0.030.02 mm/z。銑削8mm*4孔取n=1000r/min vf= 0.1mm/min加工25mm的中心孔鉆25孔的，取s=0.21mm/r，v=106.1mm/,n=553.6r/min 擴25的孔，取s=0.75mm/r,v=56.85，n=720r/min鉸25的孔，取s=1.9mm/r,v=7.55m/s，n=100r/min銑中心薄壁內：查表得銑削速度vc=60115m/min，進給量f=0.030.02 mm/z。粗：n=100065/3.14102000r/m

32、in vf= 60.022000240mm/min精：vc=65(1+30%)=84.5 m/min n=100084.5/3.14102500r/min銑中心薄壁外：查表得銑削速度vc=60115m/min，進給量f=0.030.02 mm/z。4.7 選擇刀具刀具的選擇是數(shù)控加工中重要的工藝內容之一，它不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工質量。編程時選擇刀具通?？紤]機床的加工能力、工序內容、工件材料等因素。下表就是本次銑削中用到的所有刀具：工件的刀具卡片：零件名稱相配件零件圖號刀具號刀具名稱刀具備注直徑（mm)刀長(mm)T01立銑刀2040銑外輪廓T02立銑刀1040粗加工T03立銑

33、刀840精加工T04麻花鉆2345鉆孔T05擴孔鉆2445擴孔T06鉸刀2545鉸孔4.8 編制加工工藝卡4.8.1加工工藝過程卡片序號工序內容定位及夾緊1裝夾工件機械式平口鉗夾持2銑削上表面機械式平口鉗夾持3銑削上表面外輪廓機械式平口鉗夾零件4鉆孔25mm機械式平口鉗夾零件5擴孔25mm機械式平口鉗夾零件6鉸孔25mm機械式平口鉗夾零件7打孔4*8mm機械式平口鉗夾零件8精加工上表面余量機械式平口鉗夾零件9銑削下表面機械式平口鉗夾零件10銑削心形內槽機械式平口鉗夾零件11銑削心形薄壁機械式平口鉗夾零件12銑削下表面?zhèn)z凸臺機械式平口鉗夾零件4.8.2正面加工工序卡片：單位數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名

34、稱或代號零件圖號西安航空職業(yè)技術學院1零件名稱材料45鋼使用設備工序號1夾具名稱平口虎鉗夾具編號切削液選擇乳化液工布號工布內容走刀次數(shù)量具及檢具刀具號夾具主軸轉速/（r/min）進給速度/(mm/min)背吃刀量/（mm/r）備注1銑表面游標卡尺T01平口虎鉗15926371粗加工2銑外輪廓游標卡尺T01平口虎鉗15921150.3粗加工3鉆25中心孔游標卡尺T04平口虎鉗5531060.2粗加工4擴25中心孔游標卡尺T05平口虎鉗720560.75粗加工5鉸25中心孔游標卡尺T06平口虎鉗10081.9精加工6銑4*8孔至H22mm游標卡尺T03平口虎鉗1000600.1精加工7精加工余量游

35、標卡尺T03平口虎鉗25001150.1精加工5.8.3 反面加工工序卡片單位數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱或代號零件圖號西安航空職業(yè)技術學院1零件名稱材料45鋼使用設備工序號1夾具名稱平口虎鉗夾具編號切削液選擇乳化液工布號工布內容走刀次數(shù)量具及檢具刀具號夾具主軸轉速/（r/min）進給速度/(mm/min)背吃刀量/（mm/r）備注1粗銑表面留余量1mm游標卡尺T01平口虎鉗15926371粗加工2粗加工心形內槽游標卡尺T02平口虎鉗20002400.5粗加工3粗加工外輪廓游標卡尺T02平口虎鉗20002400.5粗加工4粗加工倆凸臺游標卡尺T02平口虎鉗20002400.5粗加工5精加工余量游標

36、卡尺T04平口虎鉗250084.50.1精加工五 數(shù)控編程的選擇及MASTERCAM X5的仿真5.1 數(shù)控編程方法數(shù)控編程方法可分為手工編程和自動編程兩種。5.1.1 手工編程(1)手工編程的定義 手工編程是指主要由人工來完成數(shù)控機床程序編 制各個階段的工作。當被加工零件形狀不十分復雜和程序較短時，都可以采用手工編程的方法。對于幾何形狀不太復雜的零件，所需要的加工程序不長，計算也比較簡單，出錯機會較少，這時用手工編程既經(jīng)濟又及時，因而手工編程被廣泛地應用于形狀簡單的點位加工及平面輪廓加工中。但對于一些復雜零件，特別是具有非圓曲線的表面，或者零件的幾何元素并不復雜，但程序量很大的零件(如一個零

37、件上有許多個孑L或平面輪廓由許多段圓弧組成)，或當銑削輪廓時，數(shù)控系統(tǒng)不具備刀具半徑自動補償功能，而只能以刀具中心的運動軌跡進行編程等特殊情況，由于計算相當繁瑣且程序量大，手工編程就難以勝任，即使能夠編出程序來，往往耗費很長時間，而且容易出現(xiàn)錯誤。據(jù)國外統(tǒng)計，當采用手工編程時，一個零件的編程時間與在機床上實際加工時間之比，平均約為30：1，而數(shù)控機床不能開動的原因有2030是由于加工程序編制困難，編程所用時間較長，造成機床停機。因此，為了縮短生產(chǎn)周期，提高數(shù)控機床的利用率，有效地解決各種模具及復雜零件的加工問題，采用手工編制程序已不能滿足要求，而必須采用“自動編制程序”的方法。(2)手工編程的

38、意義 手工編程的意義在于加工形狀簡單的零件(如直線與直線或直線與圓弧組成的輪廓)時，快捷、簡便；不需要具備特別的條件(價格較高的硬件和軟件等)；對機床操作或程序員不受特殊條件的制約；還具有較大的靈活性和編程費用少等優(yōu)點。手工編程在目前仍是廣泛采用的編程方式，即使在自動編程高速發(fā)展的將來，手工編程的重要地位也不可取代，仍是自動編程的基礎。在先進的自動編程方法中，許多重要的經(jīng)驗都來源于手工編程，并不斷豐富和推動自動編程的發(fā)展。(3)手工編程的不足 手工編程既繁瑣、費時，又復雜，而且容易產(chǎn)生錯誤。其原因是：1)零件圖上給出的零件形狀數(shù)據(jù)往往比較少，而數(shù)控系統(tǒng)的插補功能要求輸入的數(shù)據(jù)與零件形狀給出的數(shù)

39、據(jù)不一致時，沈陽機床就需要進行復雜的數(shù)學計算，而在計算過程中可能會產(chǎn)生人為的錯誤。2)加工復雜形面的零件輪廓時，圖樣上給出的是零件輪廓的有關尺寸，而機床實際控制的是刀具中心軌跡。因此，有時要計算出刀具中心運動軌跡的坐標值，這種計算過程也較復雜。對有刀具半徑補償功能的數(shù)控系統(tǒng)，要用到一些刀具補償?shù)闹噶?，并要計算出一些?shù)據(jù)，這些指令的使用和計算過程也比較繁瑣復雜，容易產(chǎn)生錯誤。3)當零件形狀以抽象數(shù)據(jù)表示時，就失去了明確的幾何形象，普通車床在處理這些數(shù)據(jù)時容易出錯。無論是計算過程中的錯誤，還是處理過程中的錯誤，都不便于查找。4)手工編程時，編程人員必須對所用機床和數(shù)控系統(tǒng)以及對編程中所用到的各種指

40、令、沈陽機床代碼都非常熟悉。這在編制單臺數(shù)控機床的程序時，矛盾還不突出，可以說不大會出現(xiàn)代碼弄錯問題。但在一個編程人員負責幾臺數(shù)控機床的程序編制工作時，由于數(shù)控機床所用的指令、代碼、程序段格式及其他一些編程規(guī)定不一樣，所以就給編程工作帶來了易于混淆而出錯的可能性。5.1.2、自動編程自動編程是指借助數(shù)控語言編程系統(tǒng)或圖形編程系統(tǒng)，由計算機來自動生成零件加工程序的過程。編程人員只需根據(jù)加工對象及工藝要求，借助數(shù)控語言編程系統(tǒng)規(guī)定的數(shù)控編程語言或圖形編程系統(tǒng)提供的圖形菜單功能，對加工過程與要求進行較簡便的描述，而由編程系統(tǒng)自動計算出加工運動軌跡，并輸出零件數(shù)控加工程序。由于在計算機上可自動地繪出所

41、編程序的圖形及進給軌跡，所以能及時地檢查程序是否有錯，并進行修改，沈陽機床得到正確的程序。按輸入方式的不同， 自動編制程序可分為語言數(shù)控自動編程、普通車床圖形交互自動編程和語音提示自動編程等等。現(xiàn)在我國應用較廣泛的主要是圖形交互式編程。5.1.3 、編程方法的選擇在數(shù)控機床發(fā)展的過程中，在研制出各種數(shù)控機床的同時，也研制出了各種編程方法。至今，主要有手工編程和自動編程兩種方法，其他方法可視為這兩種方法的擴展，它們各有其適用范圍。究竟選擇哪一種編程方法，通常應根據(jù)被加工零件的復雜程度、數(shù)值計算的難度與工作量大小、現(xiàn)有設備(相應硬件與軟件)以及時間和費用等進行全面考慮，權衡利弊，予以確定。一般而言

42、，加工形狀簡單的零件，沈陽機床例如點位加工或直線切削零件，用手工編程所需的時間和費用與用自動編程所需的時間和費用相差不大，因此采用手工編程比較合適。而當被加工零件形狀比較復雜，如復雜的模具，若不采用自動編程，不僅在時間和費用上不合理，有時甚至用手工編程方法無法完成。本題有些部分可以采用手工編程，有些部分可以采用自動編程，對于，外邊緣輪廓以及鉆孔攻絲可采用手工編程，而圖中的型腔銑削中可采用自動編程的方這樣不容易出錯，也可減少很多計算，大大的提高了生產(chǎn)效率。5.2 Mastercam X5的仿真5.2.1 毛坯的設置在進行刀具軌跡生成之前，需要先設置好所加工的機床、加工的毛坯、刀具等等。（1）機床

43、的選擇設置步驟：“機床類型”“銑床”“默認”。（2）加工毛坯設置好機床以后，將在軟件的操作管理面板中的看到如圖4.1所示界面。 圖4.1 操作管理 圖4.2 毛坯設置選擇圖4.1中的材料設置，對面板中的參數(shù)進行設置，毛坯位957528，設置后如圖4.2所示。5.2.2 XXXX選擇“刀具路徑”“刀具管理器”，將得到如圖4.3所示的對話框，然后我們將第3章中的刀具依次添加到刀具管理器當中。圖4.3 刀具管理器5.2.3 刀路的設計正面銑削平面刀路設計（1）單擊“刀具路徑”“平面銑”，根據(jù)提示，拾取輪廓線9575矩形，單擊確認選擇，將跳出如圖4.4所示的平面加工刀具路徑參數(shù)設置界面，在界面中，首先

44、選擇第一把20平底刀，將其“進給速率”設置為115，主軸轉速1592，下刀速率100，單擊“十字架”應用選擇。圖4.4平面加工參數(shù)設置（2）單擊“共同參數(shù)”，將里面的數(shù)據(jù)設置成如圖4.5所示。圖4.5 共同參數(shù)的設置（3）設置完畢后，單擊右下角的按鈕確認設置，將得到如圖4.6所示的刀路。圖4.6銑面刀具路徑及加工5.2.4 粗銑凸臺輪廓及圓角曲線凸臺的刀路設計（1）單擊“刀具路徑”“粗加工-殘料加工”，根據(jù)提示，拾取邊界范圍，單擊確認選擇，將跳出如圖4.7所示的外形加工刀具路徑參數(shù)設置界面，在界面中，選擇20平底刀，將其“進給速率”設置為115，主軸轉速1592，下刀速率100。圖4.7 殘料

45、加工刀具設置參數(shù)（2） 單擊“曲面參數(shù)”選項，如圖4.8參數(shù)設置。圖4.8 曲面參數(shù)設置參數(shù)（3）單擊“殘料加工參數(shù)”選項，將其參數(shù)設置為如圖4.9所示。圖4.9 Z軸最大進給及Z軸最低位置參數(shù)設置（4）設置完畢后，單擊右下角的按鈕確認設置，將得到如圖5.0所示的刀路。 圖5.0 粗銑輪廓凸臺的刀具路徑及加工5.2.5 精銑的刀路設計運用殘料精加工的方法，設計出精銑凸臺刀具路徑及加工效果圖如圖5.1所示。圖5.1 精銑凸臺、凹槽的刀路及加工效果圖5.2.6 反面粗加工心形曲面的刀路設計（1）單擊“曲面粗加工”“殘料”，根據(jù)提示，拾取邊界范圍，單擊確認選擇，將跳出如圖所示的3D刀具路徑參數(shù)設置界

46、面，在界面中，首先選擇中心除料銑削，然后單擊刀具，10平底刀，將其“進給速率”設置為240，主軸轉速2000。（2）單擊“曲面參數(shù)”選項，如粗加工參數(shù)一樣。（3）單擊“殘料加工參數(shù)”選項，設置如圖5.2所示參數(shù)。圖5.2 殘料加工加工參數(shù)設置（5）設置完畢后，單擊右下角的按鈕確認設置，將得到如圖4.12所示的刀路。 圖4.12 粗銑心形的走刀路徑及加工效果5.2.7 精加工心形的刀路設計（1）單擊“曲面精加工”“殘料加工”，根據(jù)提示，拾取邊界范圍，單擊確認選擇，隨后跳出3D刀具路徑參數(shù)設置界面，在界面中，設置方法如正面精加工參數(shù)一致，然后單擊刀具，選擇8平底刀刀，將其“進給速率”設置為85，主

47、軸轉速2500。 （2）單擊“殘料加工加工參數(shù)”選項，設置如圖4.13所示參數(shù)。圖4.13殘料加工加工參數(shù)設置（5） 設置完畢后，單擊右下角的按鈕確認設置。 5.2.8 孔的刀路設計（1）單擊“刀具路徑”“鉆孔”，根據(jù)提示，拾取4個孔的中心點，單擊確認選擇，將跳出如圖4.14所示的鉆孔加工刀具路徑參數(shù)設置界面，在界面中，選擇8的平底銑刀，將其“進給速率”設置為60，主軸轉速1000，單擊“十字架”應用選擇。圖4.14 鉆孔的參數(shù)設置（2）單擊“共同參數(shù)”選項，將其參數(shù)設置如圖4.15所示。圖4.15 鉆孔共同參數(shù)設置（3）設置完畢后，單擊右下角的按鈕確認設置，將得到如圖4.16所示的刀路。圖4

48、.16 鉆中心孔的走刀路徑 圖4.17 鉆鉸孔的走刀路徑及加工效果5.3 加工程序正面程序反面程序%O000N104 T1 M6N106 G0 G90 G54 X-10.5 Y-.5 M5N108 G43 H1 Z50.N110 Z5.N112 G1 Z0. F0.N114 X10.5N116 Y.5N118 X-10.5N544 X4.197 Y-6.209N546 X4.758 Y-5.791N548 X5.324 Y-5.277N550 X5.705 Y-4.857N552 X5.867 Y-4.663N554 X6.039 Y-4.431N556 G0 Z5.N558 Z50.N560

49、 M5N562 G91 G28 Z0.N564 G28 X0. Y0. N566 M30%O000N104 T1 M6N106 G0 G90 G54 X10.146 Y9.859 S1909 M3N108 G43 H219 Z50.N110 Z14.8N112 G1 Z9.8 F500.N114 X9.069 Y10.967N116 X8.437 Y11.583N118 X7.151 Y12.801N7218 X41.996 Y-42.26N7220 X41.223 Y-42.374N7222 X40.728 Y-42.443N7224 X39.94 Y-42.481N7226 X39.441

50、 Y-42.5N7228 X.087N7230 G0 Z-14.8N7232 Z50.N7234 M5N7236 G91 G28 Z0.N7238 G28 X0. Y0. N7240 M30總 結在我們即將畢業(yè)之即，我選擇典型零件的加工做為我畢業(yè)設計的內容，因為它可以生產(chǎn)制品的精度之高，實屬一種經(jīng)濟快捷的生產(chǎn)方式，塑料的質輕、比強度高、化學穩(wěn)定性好、容易成型加工、可焊性好、與其他材料相嵌接等一系列優(yōu)點，廣泛的應用于日常生活。數(shù)控工藝的最大特點是精確，省去大量的人力勞動，能夠制出所需的任意數(shù)量的直接使用或者稍做處理即可使用的制品。在數(shù)控加工工藝中，涉及設備和原材料狀況、制品設計、工藝條件等多種因

51、素，數(shù)控是與這些因素密切相連的關鍵環(huán)節(jié)，數(shù)控技術的合理性和可靠性，直接影響到制品的質量以及整個工藝過程的效率和效益。所以這次設計我們不僅要了解數(shù)控機床的結構和工作原理還要考慮加工工藝具體步驟、而且要結合CAD軟件繪制圖紙等諸多因素，這對我們三年的學習是一個總結，讓我們把所學的東西綜合的運用起來，同時也找到了我們學習中的不足之處。 強調市場需求為導向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機床、典型數(shù)字化機械、重點行業(yè)關鍵設備等）帶動數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點解決數(shù)控系統(tǒng)和相關功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題

52、。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產(chǎn)品；沒有規(guī)模就不會有價格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品；當然，沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。這次的畢業(yè)設計不但使我鞏固了大學三年來所學的專業(yè)知識，而且通過老師的指導使我學到了課堂以外的知識，尤其使我對數(shù)控加工過程有了更深的認識和了解。從最初的選題，開題到計算、繪圖直到完成設計。同時，仍有很多課題需要后輩去努力去完善。但是畢業(yè)設計也暴露出自己專業(yè)基礎的很多不足之處。比如缺乏綜合應用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解，等等。這次實踐是對自己大學三年所學的一次大檢閱，使我明白自己知識還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學之路還很長，以后更應該在工作中學習，努力使自己

53、 成為一個對社會有所貢獻的人。致 謝三年的學習即將結束,在此我衷心地感謝各位曾經(jīng)指導我?guī)椭业睦蠋?，尤其我的畢業(yè)設計指導老師，在他的耐心教導和無私幫助下，我順利的完成了畢業(yè)設計，同時他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和謙和的為人給我留下了深刻的印象。經(jīng)過制作這次的畢業(yè)設計，使我的理論知識和實際操作能力都得到一個很大的提高，能更好的掌握AutoCAD制圖和數(shù)控機床的操作，資料文獻查閱檢索能力有了很大的提高。畢業(yè)設計也是對我這三年來所學知識的一個檢測。課題設計階段，老師總是熱心幫助我們，使許多困難都不攻自破。在此，對老師表示衷心的感謝。參考文獻1白鈺枝 佛新崗, Master cam X5,中國鐵道出版社，2013

54、.92趙岷，機械制圖與AutoCAD，西北大學出版社，2006.83宋育紅 王春玲，機械設計基礎，北京理工大學出版社，2012.14周養(yǎng)萍，機械制造技術,西北大學出版社,2009.95隋秀凜，現(xiàn)代制造技術，高等教育出版社，2002.116于榮賢等，機械制圖與計算機繪圖，機械工業(yè)出版社，2004.37李河水 趙曉東，數(shù)控加工編程與操作，國防科技大學出版社，2008 .88趙長明 劉萬菊 ，數(shù)控加工工藝及設備，高等教育出版社 2005.99陳洪濤，數(shù)控加工工藝及編程，高等教育出版社，2006.10 36西安航空職業(yè)技術學院畢 業(yè) 設 計（論文）審 查 意 見 書指導教師對學生 李媛媛 所完成的題目為 典型蓋板類零件的工藝設計及實體加工 的畢業(yè)設計（論文）進行情況、完成質量的審查意見： 成績： 指