平面凸轮数控铣工艺分析及程序编制本科毕业论文.doc

毕 业 设 计

题 目 平面凸轮数控铣工艺分析及程序编制

姓 名 学 号
系（院）机电工程系 班 级
指导教师 周庆 职 称

年 月 日

目录
前言------------------------------------------2
绪论------------------------------------------4
第一章 数控技术的概述 ------------------------5
1.1 数控系统的组成----------------------------------7
1.2 数控技术发展的特点------------------------------8
第二章 凸轮加工工艺分析及设计-----------------6
2.1凸轮加工工--------------------------------10
2.2加工方法选择及加工方案确定----------------11
2.3数控加工工艺路线的设计--------------------14
2.4铣削凸轮平面的加工路线-----------------------16
2.5凸轮的定位与夹紧方案的确定------------------------------16
2.6刀具的选择和切削用量的确定-------------------------18
第三章 凸轮加工数控编程----------------------22
3.1 数控编程的方法------------------------------22
3.2 凸轮加工程序的编制--------------------------22
第四张 总结 ------------------------------------26
致 谢 ---------------------------------------27
参考文献 ---------------------------------------28

前 言
数控技术就是指一种采用计算机对机械加工过程中的各种控制信息进行数字化运算、处理、并驱动单元对机械执行构件进行自动化控制的技术。世界各工业发达国家通过发展数控技术、建立数控机床产业，促使制造业跨入一个新的发展阶段，给国民经济的结构带来了巨大的变化。数控机床是世界第三次产业革命的重要内容，它不但是机电工业的重要基础装备，还是汽车、石化、电子和现代医疗装备等产业现代化的主要手段。虽然数控机床产业本身的产值远不如汽车、化工等产业，但高效的数控机床给制造业带来了现代化的生产方式以及高倍率的效益增长，这是促进国民经济发展的巨大源动力。特别是数控技术在制造业的扩展与延伸所产生的辐射作用和波及效果，足以给机械制造业的产业结构、产品结构、制造方式及管理模式等带来深刻的变化。
近年来，我国对数控加工和数控设备的应用呈突飞猛进之势，包括以组合机床为主的大量生产方式现在都向以数控设备为主的生产方式转变，社会上对掌握数控技术的人才需求越来越大，特别是对掌握数控加工技术的人才需求量更大。
此次设计，要求对图示零件进行数控加工工艺分析和手工编写程序指令，这就对对我们关于数控技术的掌握提出了比较高的要求，并且让我们对数控方面的知识更加了解,是对我们日后的就业能力的初测试。
这份说明书是对整个设计过程的描述，包容了零件图样的分析、刀具夹具的选用、工艺路线的拟定以及手工编程的全部内容。在零件的加工过程中工艺分析是尤其重要的，而数控加工工艺分析与处理是数控编程的前提和依据，没有符合实际的数控加工工艺，就不可能有真正可行的数控加工程序，所以这次设计的重点就在数控加工工艺上，结合数控加工工艺要求和零件的使用要求对轴的数控加工工艺流程作了较详尽的分析。
但是由于设计者的知识不全面,在设计中出现许多考虑不周的地方，希望指导老师能予谅解和给予帮助

绪 论
本文的研究背景及意义
本文主要研究了平面凸轮机构轮廓的数控铣削工艺以及在此基础上的数控铣床的程序编制。了解数控铣床在凸轮加工中的运用从而完成盘形凸轮数控铣工艺性分析及程序编制和槽形凸轮数控铣工艺性分析及编写数控加工工艺文件。
数控编程技术是数控技术重要的组成部分。从数控机床诞生之日起，数控编程技术就受到了广泛关注，成为CAD/CAM系统的重要组成部分，各工业发达国家业投入了大量的人力物力开发实用的数控编程系统。本文以数控编程中的加工工艺分析及设计为出发点，着力分析零件图，从数控加工的实际角度出发，以数控加工的实际生产为基础，以掌握数控加工工艺为目标，在了解数控加工铣削基础、数控铣床刀具的选用、数控加工工件的定位与装夹、拟定加工方案、确定加工路线和加工内容以及对一些特殊的工艺问题处理的基础上，控制数控编程过程中的误差，从而大大缩短了加工时间，提高了效率，降低了成本。
数控编程技术的历史
1. 我国从1958年起，由一批科研院所，高等学校和少数机床厂起步进行数控系统的研制和开发。由于受到当时国产电子元器件水平低，部门经济等的制约，未能取得较大的发展。
2. 在改革开放后，我国数控技术才逐步取得实质性的发展。经过“六五"(81----85年)的引进国外技术，“七五”(86------90年)的消化吸收和“八五”(91~一-95年)国家组织的科技攻关，才使得我国的数控技术有了质的飞跃，当时通过国家攻关验收和鉴定的产品包括北京珠峰公司的中华I型，华中数控公司的华中I型和沈阳高档数控国家工程研究中心的蓝天I型，以及其他通过“国家机床质量监督测试中心”测试合格的国产数控系统如南京四开公司的产品。
3.我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50%，库存超过4个月。从1 9 9 5年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在1 9 9 9年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。

第一章 数控技术概述

数字控制（NC，Numerical Control）简称数控，是指利用数字化的代码构成的程序对控制对象的工作过程实现自动控制的一种方法。数控系统（NCS，Numerical Control System）是指利用数字控制技术实现的自动控制系统。
1.1 数控系统的组成
数控系统一般由输入输出装置、数控装置、伺服驱动装置和辅助控制装置四部分组成，有些数控系统还配有位置检测装置。
(1)输入输出装置
随着计算机技术的发展，一些计算机中的通用技术也融入数控系统。CNC机床在进行加工前，必须接受由操作人员输入的零件加工程序，然后才能根据输入的加工程序进行加工控制，从而加工出所需的零件。在加工过程中，操作人员要向机床控制装置输入操作命令，控制装置要为操作人员显示必要的信息，如坐标值、报警信号等。此外输入的程序并非全部正确，有时需要编辑、修改和调试。CNC系统中必须具备必要的交互设备，即输入/输出装置。
数控加工程序编制好后，一些存放在便于输入到数控装置的一种控制介质上。传统的方式是将编制好的程序记录在穿孔纸带或磁带上，然后由纸带阅读机或磁带机输入数控系统，因此纸带机和磁带机是早期数控机床的典型输入设备。
（2）数控装置
数控装置是数控系统的核心。它的主要功能是将输入装置传送的数控加工程序，经数控装置系统软件进行译码、插补运算和速度处理，产生位置和速度指令以及辅助控制功能信息等。系统进行数控加工程序译码时，将其区分成几何数据、工艺数据和开关功能。几何数据是道具相对于工件运动路径的数据，利用这些数据可加工出要求的工件几何形状；工艺数据是主轴转速S和进给速度F等功能的数据；开关功能是对机床电器的开关命令，如主轴起/停、刀具选择和交换、切削液的开/关、润滑液的起/停等。
（3）伺服驱动装置
伺服驱动装置包括主轴伺服驱动装置和进给伺服驱动装置两部分。伺服驱动装置由驱动电路和伺服电动机组成，并与机床上的机械传动部件组成数控机床的主传动系统和进给传动系统。主轴伺服驱动装置接收来自PLC的转向和转移指令，经过功率放大后驱动主轴电动机转动。进给伺服驱动装置在每个插补周期内接受数控装置的位移指令，经过功率放大后驱动进给电动机转动，同时完成速度控制和反馈控制功能。根据所选电动机的不同，伺服驱动装置的控制对象可以使步进电动机、直流伺服电动机或交流伺服电动机。伺服驱动装置有开环、半闭环和闭环之分。
（4）辅助控制装置
辅助控制装置是介于数控装置和机床机械、液压部件之间的控制装置，通过可编程序控制器（PLC）来实现。PLC和数控装置配合共同完成数控机床的控制，数控装置主要完成与数字运算和程序管理等有关的功能，如零件程序的编辑、译码、插补运算、位置控制等。PLC主要完成与逻辑运算有关的动作。如零件加工程序中的M代码、S代码、T代码等顺序动作信息，译码后转换成对应的控制信号，控制辅助装置完成机床的相应开关动作，如工件的装夹、刀具的更换、切削液的开关等一些辅助功能；它接受机床操作面板和来自数控装置的指令，一方面通过接口电路直接控制机床的动作，另一方面通过伺服驱动装置控制主轴电动机的转动。
（5）位置检测装置
位置检测装置与伺服驱动装置配套组成半闭环和闭环伺服驱动系统。位置检测装置通过直接或间接测量将执行部件的实际进给位移量检测出来，反馈到数控装置并与指令位移量进行比较，将其误差转换放大后控制执行部件的进给运动，以提高系统精度。
1.2 数控技术发展的特点
（1）自动化程度高，劳动程度低
在数控机床上加工零件时，除了手工装卸工件外，全部加工过程都可由机床自动完成。 在柔性制造系统上，上下料、检测、诊断、对刀、传输、调度、管理等也都可由机床自动完成，这样大大减轻了操作者的劳动强度，改善了劳动条件。
（2）具有加工复杂形状零件的能力
复杂形状零件在飞机、汽车、造船、模具、动力设备和国防工业等部门的产品制造中具有十分重要地位，其加工质量直接影响整机产品的性能。数控加工运动的任何可控性使其能完成普通加工方法难以完成或者无法进行的复杂型面加工。
（3）生产准备周期短
在数控机床上加工新的零件，大部分准备工作是根据零件图样编制的数控程序，而不是去准备靠模、专用夹具等工艺装备，而且编程工作可以离线进行。这样大大缩短了生产的准备时间，因此应用数控机床十分有利于产品的升级换代和新产品的开发。
（4）加工精度高、质量稳定
目前，普通数控加工的尺寸精度通常可达±0.005mm，最高的尺寸精度可达±0.01μm。数控机床是按预先编制好的加工程序进行工作的，加工过程中无需人的参与或调整，因此不受操作工人的技术水平或情绪的影响，加工精度稳定。另外，数控机床可以通过采用在线自动补偿（实时补偿）技术来消除或减少热变形、力变形和刀具磨损的影响，使加工精度的一致性得到保证。这在传统机床上则是无法做到的，因此采用数控加工技术可以提高零件的加工精度和产品质量。
（5）生产效率高
数控机床的加工效率一般比普通机床高2～3倍，尤其在加工复杂零件时，生产率可提高十几倍甚至几十倍。一方面是因为其自动化程度高，具有自动换刀和其他辅助操作自动化等功能，而且工序集中，在一次装夹中能完成较多表面的加工，省去了划线、多次装夹、检测等工序；另一方面是加工中可采用较大的切削用量，有效地减少了加工中的切削工时。数控机床在配有适当的刀库、工件毛坯库、上下料装置和多种传感器的条件下，不仅具有全自动的加工功能，而且具有对加工过程进行自动监控、检测、报警及修正误差等功能。因此，数控机床可以实现白班有人看管和做好各种准备工作后，二、三班则可以在“无人看管”的条件下（ 国外称为“熄灯生产” ）进行24小时乃至72小时的连续加工。这不仅改善了劳动条件，解决了晚上和节假日（含周六、周日）连续工作的问题，也大大提高了劳动生产率、设备利用率，缩短了生产周期，增加了企业的经济效益
（6）易于建立计算机通信网络
由于数控机床是使用数字信息，易于与计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）系统联结，形成计算机辅助设计和制造与数控机床紧密结合的一体化系统。另外，数控机床通过因特网（Internet）、内联网（Intranet）、外联网（Extranet）现在已可实现远程故障诊断及维修，以初步具备远程控制和调度，进行异地分散网络化生产的可能，从而为今后进一步实现制造过程网络化、智能化提供了必备的基础条件。当然，数控加工在某些方面也有不足之处，这就是数控机床价格昂贵，加工成本高，技术复杂，对工艺和编程要求较高，加工中难以调整，维修困难等。
第二章、凸轮加工工艺分析及设计
2.1凸轮加工工
数控铣床加工工艺过程一般是：先通过分析零件图样，明确工件适合在数控铣削的加工内容、加工要求，然后以此为出发点确定零件在数控铣削的加工工艺和过程顺序。
接着确定数控加工的工艺装备，如：确定何种类型、规格、技术参数的机床；考虑工件如何装夹及装夹方案的拟定；选择适合加工的表面、结构特征和技术要求的刀具并进行调试，明确和细化工步的具体内容，包括对走刀路线、位移量和切削参数等的确定。数控铣床加工工艺过程如图2.1所示。

图2.1 数控铣床加工工艺过程
2.1.1分析零件图
图5.1所示为槽形凸轮零件，在铣削加工前，该零件是一个经过加工的圆盘，圆盘直径为，带有两个基准孔及。及两个定位孔。

2.1 零件图

（1）分析零件的尺寸标注
该零件凸轮轮廓由HA、BC、DE、FG和直线AB、HG以及过渡圆弧CD、EF所组成。组成轮廓的各几何元素关系清楚，条件充分，所需要基点坐标容易求得。凸轮内外轮廓面对X面有垂直度要求。该零件的材料为HT200，切削工艺性较好。
(2)分析凸轮加工的质量要求
（1）表面间的平行度和垂直度，为了保证配合能够紧密贴和。所以工件应该装的平稳。
（2）表面粗糙度和精度等记，一般表面精度为IT6以上。表面粗糙度＜0.1高精度的表面。
（3）孔和槽的精度，垂直度，粗糙度。最终精度可达IT6-IT10。粗糙度1.6-0.4mm。垂直度要求高。
（4）其他部分达到尺寸要求即可。
加工的关键问题是如何保证平面凸轮零件的尺寸、形状、位置精度和表面粗糙度。

2.2加工方法选择及加工方案确定
2.2.1机床的合理选用
机床的种类繁多，不同类型的数控铣床其使用范围也有一定的局限性，只有在一定的工作条件下加工一定的工件才能达到最佳的效果。因此，确定要选择的铣床之前，应首先明确加工的对象、内容和要求。
1考虑的是零件的外形尺寸和重量，使其在机床的允许范围以内。
2考虑数控机床的精度是否能满足凸轮的设计要求。
3看凸轮的最大圆弧半径是否在数控系统允许的范围之内。
根据以上三条即可确定加工平面凸轮所要使用的数控机床为两轴以上联动的数控铣床。
2.2.2加工方法的选择
机械零件的结构形状是多种多样的，但它们都是由平面、外圆柱面、内圆柱面或曲面、廓形面等基本表面组成的。加工方法的选择原则是保证加工表面的精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在加工平面凸轮时，应结合零件的结构形状、尺寸大小、材料及生产类型等因素全面考虑。
2.2.3加工方案设计的原则
凸轮零件上的加工表面，常常是通过粗加工半精加工和精加工逐步达到，对这些表面仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。

2.3数控加工工艺路线的设计
数控加工工艺路线设计是下一步工序设计的基础，其设计的质量会直接影响零件的加工质量与生产效率。设计工艺路线时应对零件图、毛坯图认真消化，结合数控加工的特点灵活运用普通加工工艺的一般原则，尽量把数控加工工艺路线设计得更合理一些。
2.3.1数控铣削加工平面凸轮零件的工序顺序
在数控铣床上加工零件，凸轮工序比较集中，在一次装夹中，尽可能完成全部工序。根据数控铣床的特点，为了保持数控铣床的精度，降低生产成本，延长使用寿命，通常把凸轮零件的粗加工，特别是基准面、定位面的加工在普通机床上进行。
凸轮零件的加工工序通常包括切削加工工序、铣削加工工序和辅助工序，这些工序的顺序直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。因此，在设计工艺路线时，应合理安排好切削加工、铣削加工和辅助工序的顺序，并解决好工序间的衔接问题。
铣削加工零件划分工序后，各工序的先后顺序排定通常要考虑如下原则：
(1)基面先行原则
用作精基准的表面应优先加工出来。
(2)先粗后精原则
各个表面的加工顺序按照粗加工→半精加工→精加工→光整加工的顺序依次进行，逐步提高表面的加工精度和减小表面粗糙度。
(3)先主后次原则
零件的主要工作表面、装配基面应先加工，从而能及早发现毛坯中主要表面可能出现的缺陷。次要表面可穿插进行，放在主要加工表面加工到一定程度后、最终精加工之前进行。
(4)先面后孔原则
对平面轮廓尺寸较大的零件，一般先加工平面，再加工孔和其他尺寸，这样安排加工顺序，一方面用加工过的平面定位，稳定可靠；另一方面在加工过的平面上加工孔，孔加工的编程数据比较容易确定，并能提高孔的加工精度，特别是钻孔时的轴线不易歪斜。
对于平面盘形凸轮来说，后3个原则很容易理解，不再叙述，下面重点讲述基面先行原则，对它的应用往往是排列工序的关键，也是难点。

整个零件的加工顺序的拟订按照基面先行、先粗后精的原则确定。因此应先加工用作定位基准的及两个定位孔、面，然后再加工凸轮槽内外轮廓表面。由于该零件的及两个定位孔、面已在前面工序加工完毕，在这里只分析加工槽的走刀路线，走刀路线包括平面内进给走刀和深度进给走刀两部分路线。平面内的进给走刀，对外轮廓是从切线方向切入；对内轮廓是从过渡圆弧切入。在数控铣床上加工时，对铣削平面槽形凸轮，深度进给有两种方法：一种是在（或）平面内来回铣削逐渐进刀到既定深度；另一种是先打一个工艺孔，然后从工艺孔进刀到既定深度。
进刀点选在点，刀具来回铣削，逐渐加深到铣削深度，当达到既定深度后，刀具在平面内运动，铣削凸轮轮廓。为了保证凸轮的轮廓表面有较高的表面质量，采用顺铣方式，即从点开始，对外轮廓按顺时针方向铣削，对内轮廓按逆时针方向铣削。
2.4.铣削凸轮平面的加工路线
刀具切人凸轮时，应避免沿凸轮外廓的法向切入，而应沿凸轮外廓曲线延长线的切向切入，这是避免在切入处由于法向力过大产生刀具的刻痕而影响表面质量，保证凸轮外廓曲线平滑度。同理，在切离工件时，在凸轮的轮廓处直接退刀，会造成进给停顿，使工件表面出现凹坑，因此也应该沿零件轮廓延长线的切向逐渐切离工件。
此外，凸轮加工中应避免进给停顿。因为加工过程中的切削力会使工艺系统产生弹性变形并处于相对平衡状态，进给停顿时，切削力突然减小会改变系统的平衡状态，刀具会在进给停顿处的零件轮廓上留下刻痕。
为提高凸轮精度和减小凸轮表面粗糙度，可以采用多次走刀的方法，精加工余量一般以为宜，而且精铣时宜采用顺铣，以减小凸轮表面粗糙度的值。
2.5凸轮的定位与夹紧方案的确定
凸轮的定位基准与夹紧方案的确定，应遵循前面所述有关定位基准的选择原则与工件夹紧的基本要求。此外，还应该注意下列三点：
1)力求设计基准、工艺基准与编程原点统一，以减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量。
2)设法减少装夹次数，尽可能做到在一次定位装夹中，能加工出工件上全部或大部分待加工表面，以减少装夹误差，提高加工表面之间的相互位置精度，充分发挥数控机床的效率。
3)避免采用占机人工调整方案，以免占机时间太多，影响加工效率。
2.5.2夹具的选择
平面凸轮的装夹以平面工作台为安装的基础，定位夹具或工件，并通过夹具最终定位夹紧工件，使工件在整个加工过程中始终与工作台保持正确的相对位置。数控加工用的夹具大都是通用性的，编程人员在大多数情况下不进行实际设计，而是选用。对专用的工夹具，编程人员可以参与设计方案的讨论和提出要求，由夹具设计人员进行设计。
平面凸轮加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对固定；二是要能协调凸轮零件与机床坐标系的尺寸。除此之外，重点考虑以下几点：
1)单件小批量生产时，优先选用组合夹具、可调夹具和其他标准化通用夹具，以缩短生产准备时间和节省生产费用。
2)在成批生产时，才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。
3)零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间，减少辅助时间。
4)为满足数控加工精度，要求夹具定位、夹紧精度高。
夹具安装要点：
目前液压卡盘和液压夹紧油缸的连接是靠拉杆实现的，如图1。液压卡盘夹紧要点如下：首先用搬手卸下液压油缸上的螺帽，卸下拉管，并从主轴后端抽出，再用搬手卸下卡盘固定螺钉，即可卸下卡盘。

2.6刀具的选择和切削用量的确定
刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。
表1 槽形凸轮的数控加工刀具卡片
产品名称或代号

零件名称
平面槽形凸轮
零件图号
01
序号
刀具号
刀具
加工表面
备注
规格名称
数量
刀长/mm

20
粗铣凸轮槽
内外轮廓

20
精铣凸轮槽
内外轮廓

编制

审核

批准

共2 页 第 1页

表2 槽形凸轮的数控加工工序卡片
夹具名称
日期
零件图号
零件名称
螺旋压板
2009-4-20
01
槽形凸轮
工步号
工步内容
刀具号
刀具
规格

主轴转速

进给速度

背吃
刀量

备注
1
来回铣削，逐渐加深铣削深度

分两层铣削
2
粗铣凸轮槽内轮廓

自动
3
粗铣凸轮槽外轮廓

自动
4
精铣凸轮槽内轮廓

自动
5
精铣凸轮槽外轮廓

自动
编制

审核

批准
共2 页 第2页

2.6.1铣削用刀具及其选择
数控加工中，铣削平面零件内外轮廓及铣削平面常用平底立铣刀，该刀具有关参数的经验数据如下：
1)铣刀半径应小于零件内轮廓面的最小曲率半径，一般取。
2)零件的加工高度，以保证刀具有足够的刚度。
3)粗加工内轮廓时，铣刀最大直径可按下(2-1)计算：
(2-1)
式中 ——轮廓的最小凹圆角半径；
——圆角邻边夹角等分线上的精加工余量；
——精加工余量；
——圆角两邻边的最小夹角。
4)用平底立铣刀铣削内槽底部时，由于槽底两次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半径，即直径为，编程时取刀具半径为。
此外对于一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常用球形铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀和盘铣刀。
2.6.3吃刀量的选择
当刀具铣削加工时，刀具切入工件包括两个方向和深度，即铣削深度和铣削宽度。
（1）切削深度。(背吃刀量)
切削深度也称为背吃刀量，在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，可以等于加工余量，即尽量做到一次进给铣去全部的加工余量，这是提高生产效率的一个有效措施。只有当表面粗糙度要求小于时，为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，才需要考虑留一定的余量进行精加工。
（2）切削宽度。(侧吃刀量)
在编程软件中称为步距，一般切削宽度与刀具直径成正比。在粗加工中，步距取得大些有利于提高加工效率。使用平底刀进行切削时，一般的取值范围为：。而使用圆鼻刀进行加工，刀具直径应扣除刀尖的圆角部分，即 (为刀具直径，为刀尖圆角半径)，而可以取到。而在使用球头刀进行精加工时，步距的确定应首先考虑所能达到的精度和表面粗糙度。
（3）背吃刀量或侧吃刀量与表面质量的要求
在工件表面粗糙度要求为时，如果圆周铣削的加工余量小于，端铣的加工余量小于，粗铣一次进给就可以达到要求。但在余量较大、工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可分两次进给完成。
在工件表面粗糙度要求为时，可分粗铣和半精铣两步进行。粗铣时背吃刀量或侧吃刀量尽量做到一次进给铣去全部的加工余量，工艺系统刚性较差或机床动力不足时，可分两次进给完成。粗铣后留余量，在半精铣时切除。
2.6.4进给量的选择
粗铣时，限制进给量提高的主要因素是切削力，进给量主要是根据铣床进给机构的强度，刀杆的刚度，刀齿的强度及铣床、夹具、工件的工艺系统刚度来确定。在强度和刚度许可的条件下，进给量可以尽量选取得大一些。精加工时，限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度。为了减少工艺系统的振动，减小已加工表面的残留面积高度，一般选取较小的进给量。每齿进给量的选择方法总结如下：
①一般情况下，粗铣取大值，精铣取小值。
②对刚性较差的工件，或所用的铣刀强度较低时，铣刀每齿进给量应适当减小。
③在铣削加工不锈钢等冷硬倾向较大的材料时，应适当增大铣刀每齿进给量，以免刀刃在冷硬层上切削，以致加速刀刃的磨损。
④精铣时，铣刀安装后的径向及轴向圆跳动量愈大，则铣刀每齿进给量应相应适当地减小。

第三章 凸轮加工数控编制

3.1 数控编程的方法
编程是通过数控自动程序编制系统实现的。编程系统由硬件及软件两部分组成。硬件主要有计算机、绘图机、打印机、穿孔机及其他一些外围设备组成；软件及计算机编程系统，又称编译软件。
（1）准备原始数据：首先人们必须给计算机送入必要的原始数据，这些原始数据描述了被加工零件的所有信息，包括零件的几何形状、尺寸和几何要素之间的相互关系，刀具运动轨迹和工艺参数等等。
（2）输入翻译：原始数据以某种方式输入计算机后，计算机并不能立即识别和处理，必须通过一套预先存放在计算机中的编程系统软件，将他翻译成计算机能够识别和处理的形式。这种软件又成为编译软件。
（3）数学处理：这部分主要是根据已经翻译的原始数据计算出刀具相对于工件的运动轨迹。编译和计算合称为前置处理。
（4）后置处理：后置处理就是编程系统将前置处理的结果处理成具体的数控机床所需要的输入信息，即形成了零件加工的数控程序。
（5）信息的输出：将后置处理得到的程序信息，可制成穿孔纸带，用于数控机床的输入；也可利用计算机和数控机床的通讯接口直接把程序信息输入数控机床。
3.2凸轮加工程序的编程

程序
程序
O0001
N10 G54 G90 G01 Z40 F2000；
N20 M03 S800；
N30 G01 X-150 Y0；
N40 Z3 F100；
N50 G42 X-100 Y0；
N60 M98 P2000；
N70 G90 G01 X-100 Y0；
N80 M98 P2000；
N90 G90 G01 X-100 Y0；
N100 M98 P2000；
N110 G90 G01 X-100 Y0；
N120 M98 P2000；
N130 G90 G01 X-100 Y0；
N140 M98 P2000；
N150 G90 G01 X-100 Y0；
N160 M98 P2000；
N170 G90 G01 X-100 Y0；N180 M98 P2000；
N190 G90 G01 X-100 Y0；
N200 M98 P2000；
N210 G01 G40 Z40 F2000；
N220 M05；
N230 M30；
%

子程序
P2000
N10 G91 G01 Z-5 F100；
N20 G90 G03 X180 Y0 R140；
N30 G03 X-100 Y0 R140 ；
N40 G01 X-150 Y0；
N50 M99；
%

程序
程序
O0002
N10 G54 G90 G01 Z40 F2000；
N20 M03 S800；
N30 G01 X-150 ；
N40 Z-8 F100；
N50 G42 X-90 Y0；
N60 G03 X170 Y0 R130；
N70 G03 X-90 Y0 R130；
N80 X-70 Y0；
N90 G03 X150 Y0 R110；
N100 G03 X-70 Y0 R110；
N110 X-50 Y0；
N120 G03 X130 Y0 R90；
N130 G03 X-50 Y0 R90；
N140 X-32.5 Y0 R32.5；
N150 X32.5 Y0 R32.5；
N160 G00 X-150 Y0;

N170 Z-15 F100；
N180 X-90 Y0；
N190 G03 X170 Y0 R130；
N200 G03 X-90 Y0 R130；
N210 X-70 Y0；
N220 G03 X150 Y0 R110；
N230 G03 X-70 Y0 R110；
N240 X-50 Y0；
N250 G03 X130 Y0 R90；
N260 G03 X-50 Y0 R90；
N270 X-32.5 Y0 R32.5；
N280 X32.5 Y0 R32.5；
N290 G40 G01 Z40 F2000;
N300M05;
N310 M30;
%

3.3槽型铣削
经计算得：A(-37.6,57.85)， B(7.96,87.46) ，C(102.73,88.89)， D(148.53,20.98)
E(149.74,-8.84)， F(121.97,-61.51)， G(47.52,-79.34)， H(-12.97,-67.77)

粗铣

程序
程序
O0003
N10 G00 G17 G49 G80 G90;
N20 Z10 M03 S800;
N30 G00 G54 G90 X-37.6 Y57.85;
N40 Z-22 M08;
N50 G01 X7.96 Y87.46;
N60 G02 X102.73 Y88.89 R90 F40;
N07 G02 X148.53 Y20.98 R95;
N80 G02 X149.74 Y-8.84 R150;
N90 G02 X121.97 Y-61.51 R72;
N100 G02 X47.52 Y-79.34 R93;
N110 G01 X-12.97 Y-67.77;
N120 G02 X-37.6 Y57.85 R69 F40;
N130 Z-27
N140 G01 X7.96 Y87.46;
N150 G02 X102.73 Y88.89 R90 F40;
N160 G02 X148.53 Y20.98 R95;

N170 G02 X149.74 Y-8.84 R150;
N180 G02 X121.97 Y-61.51 R72;
N190 G02 X47.52 Y-79.34 R93;
N200 G01 X-12.97 Y-67.77;
N210 G02 X-37.6 Y57.85 R69 F40;
N220 Z-31
N230 G01 X7.96 Y87.46;
N240 G02 X102.73 Y88.89 R90 F40;
N250 G02 X148.53 Y20.98 R95;
N260 G02 X149.74 Y-8.84 R150;
N270 G02 X121.97 Y-61.51 R72;
N280 G02 X47.52 Y-79.34 R93;
N290 G01 X-12.97 Y-67.77;
N300 G02 X-37.6 Y57.85 R69 F40;
%

精铣

程序
程序
O0004
N10 G00 G17 G40 G49 G80 G90；
N20 Z10 M03 S800；
N30 G00 G43 G90 G54 X-37.6 Y57.85；
N40 Z-31 M08；
N50 G01 X7.96 Y87.46;
N60 G02 X102.73 Y88.89 R90 F40;

N07 G02 X148.53 Y20.98 R95;
N80 G02 X149.74 Y-8.84 R150;
N90 G02 X121.97 Y-61.51 R72;
N100 G02 X47.52 Y-79.34 R93;
N110 G01 X-12.97 Y-67.77;
N120 G02 X-37.6 Y57.85 R69 F40;
%

3.4钻孔铣削

程序
程序
O0005
N10 G54 G90 G01 Z60 F2000；
N20 M03 S800；
N30 X0 Y0 Z-3 R10 F50；
N40 G98 G73 X0 Y0 Z-40 R17.5 Q5 F50；

N50 G73 X80 Y0 Z-40 R6 Q5 F50；
N60 G01 Z60 F2000；
N70 M05；
N80 M30；
%

总结
本文主要研究了平面凸轮机构的数控铣削工艺以及在此基础上的数控铣床的程序编制。了解数控铣床在凸轮加工中的运用从而完成平面凸轮数控铣工艺性分析及程序编制和编写数控加工工艺文件。
数控加工工艺是数控编程与操作的基础，合理的工艺是保证数控加工质量、发挥数控机床效能的前提条件。本文也正是从数控加工的实际角度出发，以数控加工的实际生产为基础，以掌握数控加工工艺为目标，在了解数控加工铣削基础、数控铣床刀具的选用、数控加工工件的定位与装夹以及数控编程中的加工工艺分析及设计等基础上，分析了平面凸轮数控铣工艺分析及程序编制，从而避免了普通铣床操作人员的人为误差，大大缩短了加工时间，提高了效率，降低了成本。
因此，在编程中合理确定数控加工工艺对实现优质、高效和经济的数控加工具有极为重要的作用。

致谢
经过三个多月的时间，我的毕业设计《平面凸轮数控铣工艺分析及程序编制》终于完成。作为数控专业的毕业生，由于本专业的特殊性，在设计过程中，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有周庆老师的指导，以及身边朋友们的帮助，想要靠一己之力完成此次设计是相当困难的。
首先，向周庆老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。从最初的选题到到最后定稿，周庆老师一直给我提供了许多宝贵建议。严肃的工作态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。除了敬佩老师的专业水平外，其朴实无华、平易近人的人格魅力更对我影响深远，不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。
其次，要感谢所有教过我的老师，你们教会我的不仅仅是专业知识，更多的是对待学习、对待生活的态度，乃至做人的道理。
最后衷心感谢参与论文评审