盘类零件加工工艺分析加编程模板.docx

经典零件加工工艺分析
赵佳
06高职数控（2）班
摘 要：伴随科学技术飞速发展和经济竞争日趋猛烈，机械产品更新速度越来越快，数控加工技术作为优异生产力代表，在机械及相关行业领域发挥着关键作用，机械制造竞争，其实质是数控技术竞争。此次设计就是进行经典盘类零件数控加工工艺和编程，侧重于该零件工艺分析、加工路线确实定及加工程序编制。并绘制零件图、加工路线图。用G代码编制该零件数控加工程序，并附以编程尺寸计算方法，其中零件工艺规程分析是此次论文关键和难点。
关键词：加工工艺， 数控编程，刀具，盘类零件
引言：伴随科学技术飞速发展和经济竞争日趋猛烈，机械产品更新速度越来越快，数控加工技术作为优异生产力代表，在机械及相关行业领域发挥着关键作用，机械制造竞争，其实质是数控技术竞争。机械制造业在国民经济中起着特殊关键作用它为各个经济部门提供优异技术装备，为人民生活提供所需机械商品，为国防事业提供了现代化武器，也为各个部门提供了多种机械设备，其中机械设备全部是由不一样零件而组成，这些零件是由不一样工种分别加工出来。尽管有部分零件已经用精密铸造或冷压等方法来制造，不过，绝大多数零件制造还离不开数控机床加工。在加工盘类零件时，为了克服盘类零件轮廓形状复杂、难于控制尺寸、带特殊螺纹和凹凸等，以至得不到理想表面粗糙度和形状精度要求等特点。所以，对零件结构工艺性分析、基准选择、刀具选择、工艺路线确实定、程序编制等全部有较高要求。在制订零件加工工艺过程中，需要注意是所要零件结构特点、精度、等技术要求，选择合理加工工艺。在工件加工过程中，将所学理论知识和实际操作技能相结合，选择合理加工基准。此次设计就是进行经典盘类零件数控加工工艺和编程，侧重于该零件工艺分析、加工路线确实定及加工程序编制。并绘制零件图、加工路线图。用G代码编制该零件数控加工程序，并附以编程尺寸计算方法，其中零件工艺规程分析是此次论文关键和难点。
一、数控加工工艺内容和步骤
1、数控加工工艺关键包含以下内容：
（1）选择适合在数控机床上加工零件，确定工序内容。
（2）分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求。
（3）确定零件加工方案，制订数控加工工艺路线。如划分工序、安排加工次序、处理及非数控加工工序衔接。
（4）加工工序设计。如选择零件定位基准、确定夹具方案、划分工步、选择刀具和辅具、确定切削用量等。
（5）数控加工程序调整。如选择对刀点和换刀点、确定刀具赔偿和加工路线等。
（6）分配数控加工中容差。
（7）处理数控铣床上部分工艺指令。
即使数控加工工艺内容较多，但有些内容和一般机床加工工艺很相同。
2、数控加工工艺步骤
数控加工工艺步骤是制订加工工艺规程关键内容之一，其关键内容包含选择各加工表面加工方法、划分加工阶段、划分工序和安排工序前后次序等。设计者应依据从生产实践总结出来部分综合性标准，结合实际生产条件，提出多个方案，经过对比分析，从中选择最好方案。
（1）加工方法选择
机械零件结构形状是多个多样。每一个表面全部有多个加工方法，在数控铣床上，能够完成表面加工操作，具体选择应依据零件加工精度、表面粗糙度、材料、结构形状、尺寸及生产类型等原因，选择对应加工方法和加工方案。
（2）加工阶段划分
当零件加工质量要求较高时，往往不可能用一道工序来满足要求，而要用几道工序才能达成所要求加工质量。为确保加工质量和合理使用设备、人力，零件加工过程通常按工序性质不一样，可分为粗加工、半精加工、精加工和光整加工四个阶段。
(3)工序划分可分为工序集中标准和工序分散标准。
(4)加工次序安排分为先粗后精、优异后远、内外交叉、基面先行标准。
二、数控铣床关键功效和加工特点
1、数控铣床关键功效：
各类型数控铣床所配置数控系统虽各有不一样，其关键功效基础相同。
（1） 点位控制功效
此功效能够实现对相互位置精度要求很高孔系加工。
（2） 连续轮廓控制功效
此功效能够实现直线、圆弧插补功效及非圆曲线加工。
（3） 刀具半径赔偿功效
此功效能够依据零件图样标注尺寸来编程，而无须考虑所用刀具实际半径尺寸，从而降低编程时复杂数值计算。
（4） 刀具长度赔偿功效
此功效能够自动赔偿刀具长短，以适应加工中对刀具长度尺寸调整要求。
（5） 百分比及镜像加工功效
此功效可将编好加工程序按指定百分比改变坐标值来实施。镜像加工又称轴对称加工，假如一个零件形状相关坐标轴对称，那么只要编出一个或两个象限程序，而其它象限轮廓就能够经过镜像加工来实现。
（6） 旋转功效
该功效可将编好加工程序在加工平面内旋转任意角度来实施。
（7）子程序调用功效
有些零件需要在不一样位置上反复加工一样轮廓形状，将这一轮廓形状加工程序作为子程序，在需要位置上反复调用，就能够完成对该零件加工。
(8) 宏程序功效
该功效可用一个总指令代表实现某一功效一系列指令，并能对变量进行运算，使程序更具灵活性和方便性。

2、数控铣床含有一般铣床特点外还有以下特点：
（1）零件加工适应性强、灵活性好，能加工零件形状尤其复杂或难以控制尺寸零件。如盘类零件、壳体类零件。
(2)能加工一般铣床无法加工或极难加工零件。如用数学模型描述复杂曲线零件和三维空间曲面零件。
(3)能一次装夹定位后，需进行多道工序加工零件。
(4)加工精度高、加工质量稳定可靠。
（5）生产效率高，自动化高。能够减轻操作者劳动强度，有利于生产管理。
（6）从切削原理上讲，不管是端铣或是周围铣全部属于断续切削方法，而不像车削呢杨连续车削，所以对刀具要求较高含有良好抗冲击性、韧性、耐磨性。

3、数控加工对技术人员要求
数控加工对技术人员水平要求相当高，数控工艺和程序质量是确保产品加工质量合格最关键和最关键原因。数控加工时，产品质量完全靠数控工艺和数控程序来确保。产品加工具体细节在进行工艺设计和程序编制时必需全方面考虑，只有设计正确才能确保产品加工质量要求。在数控加工朝高速、超高速和复合化加工方向发展趋势下，对技术人员就提出了更高要求。
三、盘类套件加工工艺分析
1、零件结构特点

图1 盘类套件
零件由两部分组成，零件加工特点是由平面加工、孔加工、腔槽加工、轮廓加工、型面加工。同时也有配和加工。
（1）零件1结构分析：
① 4个异型轮廓尺寸公差为mm；
② 未标尺寸公差均为±0.10mm。图3.1.1是主件，关键加工部件上部,平面加工中要确保尺寸（41）mm，孔加工中有￠36mm和4-￠16mm孔，￠36mm孔是零件基准孔，4-￠16mm孔对基准孔￠36mm对称0.02mm,孔间距为(141.42±0.02)mm，孔尺寸精度全部是比较高，梅花形外轮廓￠120 mm壁厚1.57mm，尺寸40mm对基准对称0.02mm，四方异形搭子除要确保外轮廓尺寸外，还要确保2-164mm尺寸。

图2盘类套件
（2）零件配合要求：
① 曲面和4个异型配协议时，4-￠16H7圆柱销也同时能插入件1和件2相对应销孔内。
② 在旋转90、180、270度时，均能达成上述要求。
2、零件材料
零件材料为45号钢。
3、刀具选择
选择适宜刀具和加工参数，对于金属切屑加工，能取到事半功倍效果。
调质硬度在200HRB左右，外形尺寸180mm*180mm,平口钳夹紧，刀柄夹紧形式有侧固，弹簧夹头夹柄，分为强力和一般ER刀柄 ，￠32机夹立铣刀切屑参数推荐以下：端铣刀V=150～200/min,单齿轮进给量0.1～0.15mm/r。￠机夹端铣刀V=150～200m/min单齿进给量0.10mm/r。，￠12整体合金立铣刀为精加工用刀具，尽可能不要用于粗加工。
四、确定零件加工工艺
拟订工艺路线时首先要确定各个表面加工方法和加工方案。表面加工方法和方案选择，应同时满足加工质量、生产率和经济性等方面要求。其次是机械加工工序安排，安排标准是先加工基准面，划分加工阶段，次要表面穿插在各阶段间进行加工、先粗后精。依据以上标准零件1和零件2工艺路线可采取以下方案：
1、图1加工路线
(1)首先用￠32mm立铣刀粗铣，切深不得超出5mm，薄壁内可粗铣10mm深，注意各凸台之间及各凸台和薄壁之间因为空间原因只能用￠20mm立铣刀加工，所以在各凸台铣 至对应深度时，换用￠20mm立铣刀继续粗加工去量，然后用该刀精加工全部面，半精加工四面凸台轮廓部分及薄壁内外面。在这里除了要合理选择在加工不一样刀具切屑用量，更关键是能灵活利用数控系统中旋转功效。
(2)用￠8mm球头铣刀对全部孔点窝。
(3)用￠11转头钻周围4-￠11mm孔，钻中心￠12mm孔至￠11mm。
(4)用￠20mm立铣刀扩铣中心￠（36）mm孔至￠20mm,再用￠32mm立铣刀扩铣至￠32mm.然后再用￠20mm立铣刀圆弧插补周铣至￠35.8mm。
(5)用￠12mm涂层整体合金立铣刀精铣薄壁内外面，对于该工件闭合薄壁为了克服加工过成中让刀现象，所以先精铣其外面，然后用该刀精铣四面凸台轮廓部分；扩中心孔￠12mm孔至尺寸要求；扩铣周围4-（16）mm深20mm孔至￠15.95mm。在加工中除了要灵活利用数控系统中旋转功效外，还要用半径补尝功效来确保2-（141.42±0.02）mm,2-(164)mm和2-(40)mm,3-(91.8)mm等尺寸。
(6)用￠25mm精镗刀，精镗中心￠（36）mm孔至尺寸。
(7)用￠8mm球头铣刀加工四面凸台R3圆弧倒角；加工中心球面。
(8)用立铣刀加工出15度斜面。
(9)用￠（16H7）mm铰刀周围4-￠（16）mm深20mm孔至尺寸要求。
2、图2加工路线
（1）首先用￠32mm立铣刀粗铣去量，切深不得超 5 mm梅花槽及4个长方行槽粗铣至10.5mm深，4个异形槽粗铣至3.5mm深，轮廓方向单边留量0.5mm，换用￠20mm立铣刀半精加工全部槽及面，槽轮廓方向单边留量0.1mm.在这里一样用数控系统旋转功效。
（2）用￠8mm球头铣刀对全部孔点窝。
（3）用￠12mm涂层整体合金立铣刀精铣全部槽及面，扩铣中心￠12mm孔至尺寸要求；扩铣周围4-￠（16）mm孔至￠15.95mm。在加工除了 要灵活利用数控系统旋转功效外，还要用半径赔偿功效来确保2-（141.42±0.02）mm,2-(164)mm和2-(41)mm,2-(147)mm 和2-（91.8）mm等尺寸。
（4）：用￠（16H7）mm铰刀铰周围4-￠（16）mm孔至尺寸要求。
五、盘类零件加工程序
1、零件1程序
(1)梅花曲线外轮廓
O04 21
G54 （选择坐标系）
M03 S1500 G01 F500 （主轴正转 转速1500r/min 进给为500mm/min）
G01 Z10 (Z轴快速定位)
X0 Y0 （X轴Y轴快速定位）
G42 X25.9 Y0 D01 （X和Y向进给,并引入刀具半径赔偿）
G02 X45.9 Y0 R10 (顺时针圆弧切削,圆弧半径为10)
G03 X47.67 Y-7.07 R15 (逆时针圆弧切削,圆弧半径为15)
G02 X7.07 Y-47.67R30
G03 X-7.07 R15
G02 X-47.67 Y-7.07R30
G03 X-47.67 Y7.07R15
G02 X-7.07 Y47.67R30
G03 X7.07 Y47.67R15
G02 X47.67 Y7.07R30
G03 X45.9 Y0R15
G02 X25.9 Y0R10
G01 G40 X0 Y0 (取消刀补)
M30 (程序结束)
(2)四方槽
O0430
G00 G90 G54 X-100 Y30 (建立工件坐标系,绝对编程,X轴Y轴定位)
G43 H01 Z20 M03 S3000 (Z轴快速定位,调用刀具1号长度赔偿)
G01 Z-10.5 F500
G01 G42 X-100 Y20.5 D10 F310 (建立右刀补)
X-81
G02 X-74 Y13 R7.5
G01 Y-13
G02 X-81 Y-20.5 R7.5
G01 X-100
G00 Y-100
X-20.5
G01 Y-81
G02 X-13 Y-74R7.5
G01 X13
G02 X20.5 Y-81R7.5
G01 Y-100
G00 X100
Y-20.5
G01 X81
G02 X74 Y-13 R7.5
G01 Y13
G02 X81 Y20.5 R7.5
G01 X100
G00 Y100
X20.5
G01 Y81
G02 X13 Y74 R7.5
G01 Y100
G01 G40 X0 (取消刀补)
M30 (程序结束)
%
(3)四个角异形槽
%
O 0431
G0 0G90 G54 X-110 Y50
G43 H02 Z10 M03 S3000 (Z轴定位,建立2号刀具长度赔偿,主轴正转,转速3000r/min)
G01 Z-3.5 F500
G01 G41 X-90 Y60.634 D11F700
X-77.989 Y53.7
G03 X-59.882 Y56.083R15
G01 X-56.083 Y59.882
G03 X-53.7 Y77.989R15
G01 X-60.634 Y90
Y110
G00 X110
X40
G01 X60.634 Y90
X53.7 Y77.989
G03 X56.083 Y59.882R15
G01 X59.882 Y56.083
G03 X77.989 Y53.7R15
G01 X90 Y60.634
G00 X110
Y-40
G01 X90 Y-60.634
X77.989 Y-53.7
G03 X59.882 Y-56.083 R15
G01 X56.083 Y-59.882
G03 X53.7 Y-77.989 R15
G01 X60.634 Y-90
G00 Y-110
X-40
G01 X-60.634 Y-90
X-53.7 Y-77.989
G03 X-56.083 Y-59.882R15
G01 X-59.882 Y-56.083
G03 X-77.989 Y-53.7R15
G01 X-90 Y-60.634
G01 G40 X-110
M30
%

2、零件2加工程序
(1)梅花曲线外轮廓
%
O0422
G00 G90 G54 X70 Y10 (建立工件坐标系,绝对编 程,X轴Y轴定位)
G43 H03 Z10 M03 S3000
G01 G42 X65.9 Y0 D10 F30
G02 X45.9 Y0 R10
G02 X47.67 Y7.07 R15
G03 X7.07 Y47.67 R30
G02 X-7.07 Y47.67 R15
G03 X047.67 Y7.07R30
G02 X-7.07 R15
G03 X-7.07 Y-47.67 R30
G02 X7.07 R15
G03 X47.67 Y-7.07R30
G02 X45.9 Y0R15
G02 X65.9 Y0 R10
G01 G40 Y10
M30
(2)R3mm圆弧倒角R10mm球面宏程序
%
O0704
#1=4 (刀具半径)
#2=22.5 (圆半径)
#6=5 (切深值)
#4=90 (起始角度)
G00 G90 G54 X0 Y0
Z5
G01 Z[-#2-#6] F300
Z0
#4=88
WHILE[#4GE0] D01
#3=[#1+#6]*SIN[#4]-#1 (改变Z值)
#5=#6+#2-[#1+#6]*COS[#4] (改变圆半径)
G01Z[#3]F300
X#5
G03X#5I-#5
G01X[#2-#1-0.2]F1000
#4=#4-2
END1
#4=#5
WHILE[#4LE#5] D02
#3=[#1+#2]*SIN[#4]-#1-#6
#5=[#2-#1]*COS[#4]
G01Z#3F300
X#5
G03X#5I-#5
G01X0F1000
#4=#4+5
END2
X0
G00Z20
M30
结 论

在机械加工中，对盘类零件加工应用很广泛，要加工出一件合格工件，含有扎实理论基础、熟练操作能力和丰富工作经验是不可缺乏，除此之外，伴随科学技术不停发展，使用新旧结合加工方法也是有必需，本文经过对盘类零件加工，简明向大家介绍了盘类零件在加工过程中应用多种加工方法，和合理工艺安排，使我在加工过程中了解了多种加工方法在不一样加工过程中作用，最终能够顺利达成所加工零件尺寸要求和精度要求。使我在机械加工方面又积累了一定操作经验

致 谢
在这里我衷心感谢李聪老师，李聪老师在繁忙工作中耐心、细心指导我论文设计，使我做论文时少走了很多弯路，经过老师和同学们帮助，最终最终完成了此次论文设计。在完成论文同时我又学到了很多知识，我们小组全部有很大收获。
用这些简单语言并不能表示我对老师和同学们感激心情。最终，再次感谢全部在这次论文中给我帮助老师和同学。不管我以后在什么岗位全部会记得老师们在大学中给我深刻教导。
谢谢老师和同学们。

参考文件
[1] 袭洪浪主编.数控加工工艺学[M]. 北京：科学出版社，.6
[2] 刘力主编.机械制图[M].北京：高等教育出版社，.7
[3] 韩鸿鸾.数控加工工艺学.中国劳动社会保障出版社，