数控关键技术毕业设计方案.doc

天津轻工职业技术学院

毕业设计

题目名称： 经典盘类零件加工
系 部： 机械工程系
专业/班级：
姓 名：
指导老师：
时 间： 2月5日

目录
摘要 ································································· 3序言 ································································· 3
一、分析加工对象··························································· 4
1.1设备选择 ························································· 4
1.2刀具选择 ······················································· 4
1.3定位基准零件及夹具校正········································· 5
1.4尺寸精度要求 ····················································· 5
1.5形状和位置精度要求 ············································· 5
1.6表面粗糙度要求 ··················································· 5
1.7装夹方法要求······················································ 5
二、工艺过程卡/加工工序卡 ··············································· 5
2.1工艺过程 ························································· 5
2.2 切削用量确实定··················································· 6
2.3编制工艺过程卡··················································· 6
2.4编制加工工序卡 ··················································· 7
三、零件实体图形及程序··················································· 10
3.1零件实体图及零件图样············································· 10
3.2零件加工程序····················································· 10
四、总结································································· 13
五、参考文件····························································· 13

摘 要

用数控铣床完成零件加工，毛坯外形尺寸为72m×m72mm×19mm，材料选择尼龙块。按要求完成零件节点、基点计算，设定工件坐标系，制订正确工艺方案（包含定位、夹紧方案和工艺路线），选择合理刀具和切削工艺参数，编写数控加工程序，按尺寸精度和表面粗糙度值要求加工出零件。
首先在正确分析零件工艺性基础上，参考了部分相关资料，以CAXA绘图软件完成零件造型，数控铣床加工工艺设计和数控加工中心操作方法及过程，此过程包含零件实体造型、数控加工工艺设计基础内容、材料选择、节点基点计算、工件坐标系选择、刀具选择、参数选择等原因。同时，还要依据要求制订正确工艺方案（包含定位、夹紧方案和工艺路线），编写数控加工程序，按零件要求尺寸和精度来完成加工操作；其次就是我们在确保正确加工出产品同时还应满足其工艺要求，不仅要把产品做出来，还要确保其工艺要求达成标准。
关键词：
数控铣床 刀具选择 定义毛坯

前 言
毕业设计是我们大学学习生活很关键一部分，是我们在校学习最终一个步骤，是评价我们是否是一个合格大学生一个很关键标准，所以在做毕业设计时，我全部怀着很重视态度去做。
在刚接到要做毕业设计任务，我一下子感到无从下手，有点迷茫，因为从没有做过这么设计，经过几天查找资料，我发觉数控加工是机械行业一门新专业，数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作、柔性化、集成化生产基础。它广泛用于机械制造和自动化领域，很好地处理多品种、小批量和复杂零件加工和生产过程自动化问题。伴随计算机、自动控制技术飞速发展，数控技术已广泛地应用于数控机床、机器人和各类机电一体化设备上。同时，社会经济飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有快速发展和提升。伴随改革开放深入发展，全国尤其是国有大中型企业及三资企业，在生产中全部广泛地应用了数控加工技术和计算机辅助加工技术。因为市场竞争日益猛烈，从而造成对专业人才大量需求。
伴随民营经济飞速发展，中国沿海经济发达地域(如广东，浙江、江苏、山东)，数控人才更是供不应求， 所以我认为数控行业有着十分宽广前景，所以就有试着做这方面设计念头，又因为我们在校时也开了这方面课程，我对数控编程又有一定了解，就选择经典零件数控铣床铣削编程和操作设计这个课题。
要成为数控编程员就要含有：掌握数控加工工艺知识和数控机床操作，掌握机械设计和制造专业知识，熟练掌握三维CAD、CAXA、UG软件，熟练掌握数控手工和自动编程等技术；这么高要求就更能考察我们综合知识掌握怎么样，所以我愿意接收这个任务，来自我检验一下自己是否合格一个大学生。
经过一个多月准备，我毕业设计最终告以段落，一个多月忙碌对我来说有着丰富收获，我学会了怎样和同学、老师沟通，学会了和同学配合完成任务，学会了怎样利用图书、网络搜集信息等。

一、 分析加工对象
1、设备选择
（1）依据该零件外形，适合在铣床上加工。因为零件形状比较复杂，在一般铣床上难以确保其精度，所以要想确保技术要求,只有在数控铣床上加工才能确保其加工尺寸精度。现本学校有FANUC XKT714G系统立铣数控铣床。所以选择FANUC XKT714G系统立铣数控铣床。
（2）选择夹具：机用平口钳
（3）毛坯：72mm×72mm×19mm尼龙块
2、刀具选择
选择刀具时，要使刀具表面和被加工工件表面相适应，所以这么工件只能选平底铣刀，来确保加工出来工件表面质量。
刀具号
刀具名称
半径赔偿
用途
T1
φ10mm平底刀
D01
铣内轮廓
T2
φ12mm平底刀
D02
铣外轮廓

3、定位基准、零件及夹具校正
（1）把平口钳安装在数控铣床工作台面上，两个固定钳口和X轴基础平行并张到最大。
（2）依据零件高度情况，在放入零件前应对零件、平口钳表面进行清理，先加工一个侧面，再以这个侧面为基准，和平口钳接触加工另一面。同理加工其它侧面，以保加工质量。
4、尺寸精度要求
分析零件图样尺寸精度要求，以判定能否利用铣削工艺达成，并确定控制尺寸精度工艺方法。
在该项分析过程中，还能够同时进行部分尺寸换算，如增量尺寸和绝对尺寸及尺寸链计算等。在利用数控车床车削零件时，常常对零件要求尺寸取最大和最小极限尺寸平均值作为编程尺寸依据。
5 、形状和位置精度要求
零件图样上给定形状和位置公差是确保零件精度关键依据。该零件整体要求长72mm，宽72mm。能够依据数控铣床特殊需要进行部分技术性处理，方便有效控制零件形状和位置精度。
6、表面粗糙度要求
表面粗糙度是确保零件表面微观精度关键要求，也是合理选择数控机床、刀具及确定切削用量依据（粗糙度为3.2）。
7、装夹方法要求
铣床装夹：平口钳：不影响刀具进给运动、必需确保最小夹紧变形、要求夹具装卸工具方便、考虑多件夹紧、夹具结构努力争取简单、夹具应方便在机床工作台上装夹。

二、 工艺过程卡/加工工序卡
开机时首先机床回到原点。依据零件图纸，进行对刀，程序零点设在零件中心上，程序名为O1000。
1、工艺过程
1.铣削内圆步骤
（1）夹零件毛坯，
（2）指定点定位，下刀
（3）加刀补铣削圆槽。
（4）程序结束，回到下一步指定点。
2.铣削腰槽加工步骤
（1）定位，下刀。
（2）铣削腰槽。
（3）程序结束，回到下一步指定点。
3.铣削凸台加工步骤
（1）定位，下刀。
（2）加刀补，铣削轮廓。
（3）扩大刀补去除余量。
（4）程序结束，回到下一步指定点
4.铣削凹槽加工步骤
（1）定位，下刀
（2）加刀补，铣削凹槽。
（3）扩大刀补去除余量。
（4）程序结束并回到换刀点。
2、切削用量确实定
1）背吃刀量ap确实定
在工艺系统刚度和机床功率许可情况下，尽可能选择较大背吃刀量，以降低进给次数。当零件精度要求较高时，则应考虑留出精铣余量，其所留精铣余量通常比一般铣削时所留余量小，常取0.1～0.5㎜，其内轮廓背吃刀量分别为：粗加工为2、精加工表 0.1。其外轮廓为2。

2）进给量f（有些数控机床用进给速度Vf）
进给量f选择应该和背吃刀量和主轴转速相适应。在确保工件加工质量前提下，
能够选择较高进给速度（1500㎜/min以下）。在铣削时，应选择较低进给速度。当刀具空行程尤其是远距离“回零”时，能够设定尽可能高进给速。
3）主轴转速确实定
铣削外圆时主轴转速应依据零件上被加工部位直径，并按零件和刀具材料和加工性质等条件所许可切削速度来确定。加工本零件内轮廓时主轴转速为：粗加工时800，精加工为1000。加工外轮廓时为800。

3、编制工艺过程卡
机械工程系
机械加工工艺卡
产品
名称

图号

零件名称
盘类零件
共1页
第1页
毛坯种类
尼龙块
材料牌号

毛坯尺寸
72mm×72mm×19mm
序号
工种
工步
工艺内容
工具
夹具
刀具
量具
1

下料
72mm×72mm×19mm
平口钳
φ10
游标卡尺、
铣
床
铣削
内圆槽
定位下刀，精铣圆槽
平口钳
φ10平底铣刀
铣腰槽
定位，下刀，铣削斜槽
φ10平底铣刀
铣凸台
定位下刀，铣凸台，扩大刀补去余量
φ12平底铣刀
铣凹槽
定位下刀，铣凹槽，扩大刀补去余量
φ12平底铣刀

4、编制加工工序
数控加工工序卡1
零件名称
经典盘类
零件图号
图1
夹具名称
平口钳
设备名称及型号
数控铣床FANUC XKT714G
材料名称及牌号
尼龙块
硬度
适中
工序名称
加工内轮廓、外轮廓
工序号
1

工步号
工步内容
切削用量
刀具
量具
n
f
编号
名称
名称
1
铣内轮廓
800
80
T01
铣刀
游标卡尺

工步号
工步内容
切削用量
刀具
量具
n
f
编号
名称
名称
2
铣外轮廓
800
80
T01
铣刀
游标卡尺

工步号
工步内容
切削用量
刀具
量具
n
f
a
编号
名称
名称
1
铣内圆
800
80
2
T01
平底铣刀
游标卡尺
2
铣斜槽
800
80
2
T01
平底铣刀
游标卡尺
3
铣凸台
800
80
2
T01
平底铣刀
游标卡尺
4
铣凹槽
800
80
2
T01
平底铣刀
游标卡尺

三、零件实体图形（零件图样）

零件加工程序：
O1000； 程序名
G90 G54； 程序初始化
M03 S800； 主轴正传转速为800r/min
G00 X0 Y0 Z10.； 快速点定位
G00 X14. Y-12. Z10.； 快速点定位
G01 Z-2. F50； 刀具攻进至深度要求
G42 G01 X4. Y-12. D01 F200； 建立右侧半径赔偿
G02 X4. Y-12.I10. J0； 顺铣深度为6mm圆
G01 Z-4. F50； 刀具攻进至深度要求
G42 G01 X4. Y-12.D01 F200； 建立刀具右侧半径赔偿
G02 X4. Y-12.I10. J0； 顺铣深度为6mm圆
G01 Z-6. F50； 刀具攻进至深度要求
G42 G01 X4. Y-12.D01 F200； 建立刀具右侧半径赔偿
G02 X4. Y-12.I10. J0； 顺铣深度为6mm圆
G00 Z10.； 快速提刀至工件上10mm处
G40； 取消刀补
G00 X-18.Y-12. Z10.； 快速点定位
G01 Z-2. F50； 刀具攻进至深度要求
G02 X14. Y20. R32.； 顺铣深度为5mm槽
G01 Z-4. F50； 刀具攻进至深度要求
G03 X-18. Y-12. R32.； 逆铣深度为5mm槽
G01 Z-5. F50； 刀具攻进至深度要求
G02 X14. Y20. R32.； 顺铣深度为5mm槽
G00 Z10.； 快速提刀至工件上10mm处
G00 X-31.Y-60.； 快速点定位
G01 Z-4. F50； 刀具攻进至深度要求
G41 G01 X-26. Y-17. D02 F200； 建立刀具左侧赔偿
G01 X-26.Y-12.； 加工深度为4mm外轮廓
G02 X14. Y28. R40.；
G02 X18.62 Y13.44 R8.；
G03 X19.83 Y2.93 R6.；
G02 X1.66 Y-22.22 R-16.；
G03 X-2.97 Y-20. R6.；
G01 X-23.Y-20.；
G02 X-26. Y-17. R3.；
G01 X-26. Y-12.；
G00 Z10.； 快速提刀至工件上10mm处
G40； 取消刀补
G00 X60. Y-36.； 快速点定位
G01 Z-4. F50； 刀具攻进至深度要求
M98 P1001； 调用O1001子程序
G00 X60. Y-36.； 快速点定位
G01 Z-8. F50； 刀具攻进至深度要求
M98 P1001； 调用O1001子程序
G00 X100. Y100. Z100.； 快速退刀
M05； 主轴停止
M30； 程序结束

子程序
O1001； 程序名
G41 G01 X23. Y-31. D03 F200； 建立刀具左半径赔偿
G01 X-20. Y-31.； 加工深度为8mm外轮廓
G02 X-25.52 Y-27.34 R6.；
G02 X-25.52 Y27.34 R70.；
G02 X-20. Y31. R6.；
G01 X23. Y31.；
G03 X32. Y22. R9.；
G01 X32. Y-22.；
G02 X23. Y-31. R9.；
G00 Z10. 快速提刀至工件上10mm处
G40； 取消刀补
M99； 返回主程序

总 结
经过本课题设计，我对数控加工整个过程有了较全方面了解。经过设计中选择刀具，我对数控工具系统特点和数控机床刀具材料和使用范围有了较深刻了解，基础掌握数控机床刀具选择方法；经过设计加工工艺方案，深入了解工件定位基础原理、定位方法和定位元件及数控机床用夹具种类和特点，对教材中相关定位基准选择标准和数控加工夹具选择方法有了更深了解；经过编制零件加工程序，基础熟悉数控编程关键内容及步骤、编程种类、程序结构和格式，对数控编程前数学处理内容、基点坐标、辅助程序段数值计算有了深入认识。另外，我还学会了利用 CAD 、CAXA软件辅助对 零件进行造型、加工轨迹生成、后置处理及加工程序向机床输入加工等很多技术和方法。工艺设计、数值计算及程序编制整个过程即使任务比较繁重，但在设计过程中经过自己不停学习，尤其是自主学习，和实践和试验，我克服了很多难题，这种成就感使我感到十分喜悦和兴奋。
经过本设计实践，我真切体会到理论和生产实践相结合。教材中学到很多知识在实践中得到了印证，但在具体操作中也出现了部分意想不到问题，在工艺方案确定后，加工程序也经过数次调整、修改才最终完成了零件加工。看到自己加工出合格零件，我对我自己和我所学专业愈加充满了信心。 
“人生满期望,前路由我创！”现在毕业在即,我相信,经过自己勤奋和努力,一定能使我在未来工作中实现自己人生价值,找到属于自己一方天地.

致 谢
三年学生生活立即结束，我们将要踏入社会，在这个大舞台去愈加好历练自己。很感谢各位老师关心和培养，是你们让我们知道了更多。毕业设计是我们在学校最终一个任务，毕业设计对我们来说确实是一个不小考验，起初很慌乱，不知怎样下手，因为对题目不限制，这使我们设计范围扩大了，降低了极少难度，两个月认真查找资料，和同学配合，最终告一段落，这次设计又使我学到了很多知识，温故了以前知识。同时也明白了老师良苦用心，也知道自己知识是多么少，还需要学习。两个月努力我学到了很多知识，更多了解了数控，知道自己以后人生方向在哪，以后路知道怎么走了，找到了自己人生价值观。借此机会向各位老师说声谢谢，谢谢你们培养，祝你们身体健康，事业顺利！