毕业论文 2

目 录

1 绪 论......................................................................................................................................... 3 2 零件的分析 ................................................................................................................................. 4

2.1 零件的特点 .............................................................................................................. 4 2.2 零件的工艺分析 ...................................................................................................... 4 2.2.1 零件的技术要求 ................................................................................................... 4 2.2.2 零件图纸工艺分析 ............................................................................................... 4 2.2.3 加工内容及要求 ................................................................................................... 5

3 工艺文件的编制 ......................................................................................................................... 7

3.1 毛坯的确定 .............................................................................................................. 7 3.2 定位基准的选择 ...................................................................................................... 7 3.3 装夹方案的确定 ...................................................................................................... 8 3.4 切削用量的确定 ...................................................................................................... 9 3.4.1 背吃刀量与加工余量的确定 ............................................................................... 9 3.4.2 主轴转速的确定 ................................................................................................. 10 3.4.3 进给速度的确定 ................................................................................................. 11 3.5 切削液的选择 ........................................................................................................ 12 3.6 机床的选择 ............................................................................................................ 12 3.7 夹具的选择 ............................................................................................................ 13 3.8 刀具的选择 ............................................................................................................ 14 3.9 量具的选择 ............................................................................................................ 15 3.10 进给路线的确定 .................................................................................................. 15 3.11 工艺文件的填写 .................................................................................................. 18

4 程序的编制 ............................................................................................................................... 24

4.1 数控编程的定义 .................................................................... 错误！未定义书签。 4.2 数控编程的内容与步骤 ........................................................................................ 25 4.3 数控编程的分类 .................................................................................................... 26 4.3.1 手工编程 ............................................................................................................. 26 4.3.2 自动编程 ............................................................................................................. 26

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4.4 加工程序编写 ........................................................................................................ 26

结 论........................................................................................................................................... 32 致 谢 ............................................................................................................................................ 34 参考文献......................................................................................................................................... 35 附 录 ............................................................................................................................................ 36

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1 绪 论

机械加工工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。

本课题，主要阐述机械加工工艺对零件生产加工的影响及作用，在数控机床上加工零件比通用机床加工零件的工艺规程要复杂得多。在数控加工前，要将机床的运动过程、零件的工艺过程、刀具的形状、切削用量和走刀路线都编入程序，这就要求程序设计人员应有多方面的知识基础。合格的程序员首先是一个合格的工艺人员，否则就无法做到全面周到地考虑零件加工的全过程，以及正确、合理地编制零件的加工程序。

在选定加工方法、划分工序后，工艺路线拟定的主要内容是合理安排这些加工方法和加工工序的顺序。零件的加工顺序通常包括切削加工工序、热处理工序和辅助工序，这些工序的安排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要安排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序，并解决好工序间的衔接问题。本课题研究的零件加工应遵循切削加工顺序的安排及设计原则，基面先行原则、先粗后精原则、先主后次原则、先面后孔原则先内后外原则、上道工序的加工不能影响到下道工序的定位于夹紧原则、以相同方式或同一刀具加工的工序，最好连续完成，以减少重复定位次数在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。

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2 零件的分析

2.1 零件的特点

此零件是汽车的转接盘零部件，起到连接作用，转接盘是汽车主要零件之一，直接承受介质压力，因此材料为45钢，加工性能好，且产品不容易在生产和放置中产生氧化，因而耐用性比较高。该零件中有凹槽、凸台、孔、型腔，可作数控加工的教学模型。 2.2 零件的工艺分析 2.2.1 零件的技术要求

（1） 各要素的形状应尽量简单，规格应尽量标准和统一。

（2） 刀具能正常的进入，退出和顺利通过加工各个轮廓，内腔，孔。 （3） 减少刀具或工件的装夹次数，提高工效。

（4） 孔的加工：如图2-1所示，孔的尺寸为?8，根据图纸公差要求，即孔加工时需铰孔保证加工精度。 2.2.2 零件图纸工艺分析

根据图纸图2-1所示，该零件表面由圆形凸台、圆弧凸台、内型腔、半圆弧凹槽及孔加工等表面组成，其中多个直径尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求。零件图尺寸标注完整，符合数控加工尺寸标注要求；轮廓描述清楚完整；零件材料为45钢，切屑加工性能较好，无热处理和硬度要求。

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图 2-1 零件简图

2.2.3 加工内容及要求

加工中心具有刀库功能，也就是说在加工中心上加工零件，一般是多工步，多刀具的零件加工，在安排加工顺序时同样要遵循，“基面先行”、“先粗后精”、“先主后次”及“先面后孔”的一般工艺原则。

根据零件图纸要求制定了以下两种方案：

方案一：铣夹持面→翻面夹持→粗精铣上平面→粗精铣外轮廓→粗精铣圆形凸台→粗精铣圆弧凸台→粗精铣内型腔→粗精铣两个凹槽→钻孔→翻面铣底平面。

方案二：铣夹持面→翻面夹持→粗精铣上平面→粗铣外轮廓→粗铣圆形凸台→粗铣圆弧凸台→粗铣两个内型腔→粗铣内型腔→钻孔→精加工→翻面铣底平面。

以上两种方案中第一种方案是从外面逐层往里面铣第一种方法与第二种相反。该零件凸台内型腔与凹槽的深度不一致，圆弧形凹槽的深度是5mm, 凸台内型腔的深度是5mm~10mm，第一种可减少在加工中的变形。第二种方案是先粗加工，后精加工，而第一种方案是一道工序粗精加工完了才加工下一个工序，大大的减少了换刀的时间。综上所述选择第一种加工方法进行加工。

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（1）上表面加工方案

如图2-1所示，因下表面的精度要求不高，所以是预加工面朝上，以底面和两侧面定位夹紧，粗、精加工上平面

（2）外轮廓加工方案

如图2-1所示，铣削外表面轮廓时，铣刀的切入和切出点应沿零件轮廓曲线的延长线上切向切入和切出零件表面，而不应沿法向直接切入零件，以避免加工表面产生划痕，保证零件轮廓光滑。

（3）凸台加工方案

根据图形尺寸要求及其加工精度可知：凸台的精度要求较高，，所以可以采用粗加工—精加工方案完成，以满足加工要求，并且可以用刀补值修改加工余量。

（4）凹槽加工方案

如图2-1所示凹槽的深度要求为5mm，其精度要求较高。因此采用粗加工—精加工方案完成，能满足加工要求。凹槽的圆弧半径为4mm，所以在选择加工刀具时应选用半径应小于或等于4mm的铣刀。

（5）内型腔加工方案

根据图形尺寸要求及其加工精度可知：凸台内型腔的精度要求较高，，所以可以采用粗加工—精加工方案完成，以满足加工要求，并且可以用刀补值修改加工余量。

（6）孔的加工方案

如图2-1所示，小孔的尺寸为?8，根据公差的要求因此需钻、绞孔完成，保证其加工精度。

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3 工艺文件的编制

3.1 毛坯的确定

转接盘是汽车主要零件之一，直接承受介质压力，所用材料必须符合“转接盘的压力与温度等级”的规定。常用材料有下面几种：灰铸铁 、可锻铸铁 、球墨铸铁、 耐酸高硅球墨铸铁、碳素钢、铜合金、高温铜、低温钢、不锈耐酸钢。

鉴于目前国内工艺水平，各厂参差不齐，用户又往往不易检验。介于学习便于加工，学校硬件要求，选择的毛坯材料为普遍的45钢。

毛坯的选择原则有生产纲领的大小，零件材料和性能的要求，零件的结构形状及尺寸，现有的生产条件。

该零件的长为90mm，宽90mm，高20mm，毛坯的长、宽、高应大于零件的长、宽、高，但要在便于加工的前提下要选择合理的尺寸，做到不浪费材料，减少成本。根据零件图纸要求及毛坯的选择原则确定毛坯尺寸长为95mm，宽95mm，高25mm的方形45钢材料。

图 3-1 毛坯图

3.2 定位基准的选择

正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容，也是保证零件加工精度的关键。

定位基准分为精基准、粗基准和辅助基准。在最初加工工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准(粗基准)。在后续工序中，则使用已加工表面作

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为定位基准(精基准)。

在选择定位基准时，是保证工件精度要求出发的，因此分析定位基准选择的顺序就应从精基准到粗基准。

（1）精基准的选择原则

选择精基准时，应保证加工精度和装夹可靠、方便，可参照下列原则进行选择。基准重合原则，基准统一原则，自为基准原则，互为基准原则，便于装夹原则。

（2）粗基准的选择原则

选择粗基准要求应能保证加工面与不加工面之间的位置要求并合理分配各加工面的余量，同时要为后续工序提供精基准。具体可按下列原则选择。非加工表面原则，加工余量最小原则，重要表面原则，不重复使用原则，便于工件装夹原则。

定位基准是工件在定位时所依据的基准。综上所述，由于外轮廓的两个平行面有较高的平行度要求，因此选用外轮廓的两个平行面做为精基准。因此本零件加工中以上表面作为粗基准铣出外轮廓（精基准），并以外轮廓的两个平行面做为精基准进行加工。 3.3 装夹方案的确定

数控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、可调夹具和其他通用夹具，以缩短生产准备时间和节省生产费用。

（2）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。 （4）夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，及夹具要敞开，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀。

（5）为提高数控加工的效率，批量较大的零件加工可采用多工位、气动或液压夹具。

根据数控机床上用的夹具应满足安装调整方便、刚性好、精度高、耐用度好

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足这些条件。如图3-2所示。

铣削装夹 图3-2 装夹及定位基准示意

3.4 切削用量的确定

数控加工的切削用量包括：背吃刀量ap，主轴转速n或切削速度Vc、进给速度Vf或进给量f。切削用量选择的原则是：保证零件加工质量和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，最大可能地保证刀具的耐用度，并充分发挥机床的性能最大限度地提高生产效率，降低生产成本。根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量。 3.4.1 背吃刀量与加工余量的确定

背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，为保证零件表面粗糙度要求，背吃刀量一般取0.1~0.4mm较为合适是根据余量来确定的，在工艺系统刚性和机床功率允许的条件下，最好尽量选择较大的背吃刀量，以减少进给次数。

加工余量的大小对零件的加工质量、生产效率和生产成本有较大影响，应合理确定，过大的余量会浪费材料，增加机床和刀具的磨损，提高了生产成本，不能全部消除上道工序和表面缺陷，可能造成废品。因此加工余量应合理确定，影响加工余量的因素如下。

（1）前工序的加工表面质量（包括表面粗糙度和表面破坏深度）； （2）前工序的工序尺寸公差；

（3）前工序的位置误差：如工件表面在空间的弯曲、偏斜以及误差等； （4）本工序安装误差；

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加工余量的大小，直接影响零件的加工质量和生产率。加工余量大，不仅增加机械加工劳动量，降低生产率，而且增加材料、工具和电力的消耗、增加成本。但是加工余量小，有不能消除前工序的各种误差和表面缺陷，甚至产生废品。因此必须合理的确定加工余量。其确定的方法有：

（1）估算法：经验估算法是根据工艺人员的经验来确定加工余量的。 （2）查表修正法：根据手册，查表得出加工余量的数值，然后根据实际情况进行适当的修正。

（3）分析计算法：对影响加工余量的各种因素进行分析，然后根据一定的计算式来计算加工余量的方法。

由于我院的设备限制，通过分析得出此零件采用经验估算法来确定加工余量：毛坯材料为45钢，铣削加工，刀具材料为高速钢，粗铣余量0.8 mm，精铣0.2mm。

3.4.2 主轴转速的确定

主要根据允许的切削速度Vc(m/min)选取：

n=

其中Vc-切削速度（m/min）； D-工件或刀具的直径（mm）；

由于每把刀计算方式相同，现选取16的立铣刀为例说明其计算过程。

D=16 mm

根据切削原理可知，切削速度的高低主要取决于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素，可参考表3-1选取。

表3-1 铣削时切削速度表

切削速度vc/ (m/min) 工件材料 硬度/HBS 高速钢铣刀 <225 钢 225~325 325~425 铸铁

1000Vc ?D硬质合金铣刀 66~150 54~120 36~75 66~150 18~42 12~36 6~21 21~36 10

<190

190~260 160~320 铝 黄铜 70~120 53~56 9~18 4.5~10 100~200 20~50 45~90 21~30 200~400 100~180 从理论上讲，vc的值越大越好，因为这不仅可以提高生产率，而且可以避免生成积屑瘤的临界速度，获得较低的表面粗糙度值。但实际上由于机床、刀具等的限制，综合考虑：

铣削加工： 取粗铣vc=25m/min 精铣vc=30m/min 代入式中： n粗=497.6r/min n精=796.2 r/min 计算的主轴转速n要根据机床有的或接近的转速选取： 取n粗=500r/min n精=600r/min 同理计算?12立铣刀：取n粗 =600r/min n精=800r/min 3.4.3 进给速度的确定

切削进给速度F时切削时单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移，单位mm/min。它与铣刀的转速n、铣刀齿数z及每齿进给量fZ（mm/z）的关系为

F=fZz n

每齿进给量fZ的选取主要取决于工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度值等因素。工件材料的强度和硬度越高，fZ越小，反之则越大；工件表面粗糙度值越小，fZ就越小；硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀，可参考表3-3选取。

表3-2 铣刀每齿进给量fZ

每齿进给量fZ/（mm/z） 工件材料 高速钢铣刀 钢 0.10~0.15 粗铣 硬质合金铣刀 0.10~0.25 高速钢铣刀 0.02~0.05 精铣 硬质合金铣刀 0.10~0.15

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铸铁 铝 0.12~0.20 0.06~0.20 0.15~0.30 0.10~0.25 0.05~0.10 0.02~0.05 综合选取，铣削加工：D=12mm

粗铣fZ=0.10mm/z 精铣fZ=0.04mm/z 铣刀齿数z=3 上面计算出： n粗=600r/min n精=800r/min 将它们代入式子计算：

粗铣时：F=0.10×3×600 =180 mm/min

精铣时：F=0.04×3×800=96 mm/min

切削进给速度也可由机床操作者根据被加工工件表面的具体情况进行手动调整，以获得最佳切削状态。 3.5 切削液的选择

为了刀具和工件的温度，不仅要减少切削热的产生，而且要改善散热条件，使用切削液可以有效的降低温度还可以防止切削层金属的变形，减少切削与刀具前面的摩擦和工件与刀具后面的摩擦。

常用的冷却液主要有以下三种，见表3-3

表3-3 常用冷却液 冷却液名称 水溶液 乳化液 切削油 主要成份 水、防锈添加剂 水、油、乳化剂 主要作用 冷却 冷却、润滑、清洗 矿物油、动植物油、极压添加剂或油性 润滑 从工件材料、冷却液作用和价格、学校的条件考虑，选择乳化液可以满足要求并且经济实用。

从刀具材料考虑，硬质合金和高速钢刀具一般采用乳化液作为冷却液，其冷却效果很好。

综合以上的种种分析，采用乳化液作为冷却液各方面效果更佳。它的主要作用：冷却、润滑、清洗而且还有一定的防锈作用。 3.6 机床的选择

数控加工方法是根据被加工零件图样和工艺要求编制加工程序，由加工程序

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控制数控机床并自动加工出工件。数控机床适用于加工零件较复杂、精度要求高、产品更新快、生产周期要求短的场合。但数控机床的初始投资费用比较大，在选用数控机床加工时要充分考虑其经济效益。

综合所述，由于该零件中形状较多，需要铣削加工。铣削加工时需要多次换刀，为了避免重复定位带来的误差，减少手工换刀操作，结合我院机床的实际情况，选用型号KVC650加工中心，如图3-3所示，机床的参数如表3-4所示。

图3-3 数控加工中心

表3-4 机床主要参数表

工作台面尺寸（长×宽） 工作台最大纵向行程 工作台最大横向行程 主轴箱垂向行程 工作台T型槽 （槽数-宽度×间距） 主电动机功率 脉冲当量 机床外形尺寸 (长×宽×高) 405×1307(mm) 650(mm) 450(mm) 500(mm) 5-16×60(mm) 5.5/7.5(kw) 0.001 (mm/脉冲) 主轴锥孔/刀柄形式 主配控制系统 换刀时间 主轴转速范围 快速移动速度 进给速度 工作台最大承载 24ISO40 / BT40（MAS403） FANUC 0iMate-MC 6.5(s) 60—6000( r/min) 10000（mm/min） 5—800（mm/min） 700(kg) 4000(kg) 2540mm×2520mm×2710mm 机床重量 3.7 夹具的选择

所用夹具应与生产类型相适应。单件小批生产时，应优先选择通用夹具，如各种通用卡盘、平口虎钳、分度头、回转工作台等。也可使用组合夹具。中批生

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产可以选用通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具。大批量生产应尽量使用高效率的专用夹具，如气动、液动、电动夹具。此外夹具的精度应满足加工精度要求。

加工中心夹具的确定因素有以下几点：

（1）夹紧机构或其它元件不得影响进给加工部位要敞开。

（2）为保持零件安装方位与机床坐标系及编程坐标系各方向的一致性，夹具应能保证在机床上实现定向安装。

（3）夹具的刚性和稳定性要好。 （4）装夹方便,辅助时应尽量短。 （5）夹具结构应力求简单。

（6）见效更换夹具的准备——结束时间。 （7）减小夹具在机床上的使用误差。

综合分析：该零件作为汽车零部件结构复杂，形状规则，四个侧面较光整，加工面与加工面之间的位置精度要求较高。所以，以底面和两个侧面作为定位基准，一般可用平口虎钳和一些辅助装夹的垫块垫片从工件侧面夹紧,便可加工。 3.8 刀具的选择

对于数控加工，刀具材料也是很重要的一个方面，刀具材料可以决定一个零件加工的质量、精度和加工效率，加工工序相对集中及零件装夹次数少等要求数控机床对所用的刀具有许多性能上的要求。只有达到这些要求才能使数控机床真正发挥效率。在数控机床所使用的刀具就具有以下特点:

（1）刀具有很高的切削性能。

（2）数控刀具有很高的精度和重复定位精度。 （3）实现刀具尺寸的预调和快速换刀。 （4）具有一个比较完善的工艺系统。 （5）建立刀具管理系统。

（6）应有刀具在线监控及尺寸补偿系统。

（7）铣刀刚性要好。铣刀刚性要好的目的有二：一是为提高生产效率而采用大切削用量的需要；二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点。

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（8）铣刀的耐用度要高。尤其是当一把铣刀加工的内容很多时，如刀具不耐用而损较快，不仅会影响零件的表面质量与加工精度，而且会增加换刀引起的调刀与对刀次数，也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶，从而降低了零件的表面质量。

除上述两点之外，铣刀切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等也非常重要。切削粘刀形成积屑瘤在数控铣削中是十分忌讳的，根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好，耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率和获得满意加工质量的前提。

对于铣削加工来说数控机床的一次性投资是很高的，而这些先进设备的效率能否发挥出来，在一定程度上取决于刀具及其性能的好坏。随着制造技术的发展，开发大量新的工刀具材料对提高切削加工的效率起着决定性的作用。而该零件结构复杂精度要求高，即采用硬质合金材料的刀具。 3.9 量具的选择

单件小批生产应选用通用夹具，如游标卡尺、千分尺等。大批量生产时尽量选用极限量规、高效专用检具。 3.10 进给路线的确定

针对零件图纸的要求给出加工进给路线图，图3-4~3-10所示。

数控加工中刀具相对运动轨迹和方向称为加工路线，加工路线的确定，首先必须保证加工零件尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单，走刀路线尽量短、效率高等。

进刀方式和退刀方式是直接影响表面加工精度的重要因素之一，直线进刀容易在工件表面上留下进、退刀的痕迹，而沿圆弧方向进刀或退刀就不同，既不会留下痕迹而且还不会影响表面加工质量。

进刀方式和退刀方式是直接影响表面加工精度的重要因素之一，这样不得不选取一种有利于加工又对表面加工精度影响不大的方式，为保证表面质量和提高生产效率，切削方式和切削方向的选择就必须慎重。

（1）往复型走刀方式：切削加工过程中顺铣、逆铣交替进行，表面质量差，但加工效率高。

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（2）单方向走刀方式：在切削加工过程中，可以顺铣，也可以逆铣。一般粗加工选用逆铣，精加工选用顺铣。

（3）圆弧走刀方式：综合了往复式走刀方式和单刀走刀方式的优点。 步骤1：铣90mm×90mm平面（上平面），保证尺寸精度，选用面铣刀，加工路线图如3-4所示。

步骤2：铣?90的圆槽，保证尺寸精度，选用立铣刀，加工路线图如3-5所示。

步骤3：铣圆弧凸台，保证尺寸精度，选用立铣刀，，加工路线图如3-6所示。 步骤4：铣两个对称圆弧槽，保证尺寸精度，选用立铣刀，加工路线图如3-7所示。

步骤5：铣?25圆槽，保证尺寸精度，选用立铣刀，加工路线图如3-8所示。 步骤6：铣40mm×20mm×5mm，保证尺寸精度,选用立铣刀，，加工路线图如3-9所示。

步骤7：钻4×?3定位孔，保证尺寸精度，选用?3中心钻，加工路线图如3-10所示。

步骤8：钻4×?7.8定位孔，保证尺寸精度，选用?7.8钻头，加工路线图如3-10所示。

步骤9：钻4×?8通孔，保证尺寸精度，选用?8铰刀，加工路线图如3-10所示。

图3-4 平面走刀路线图 图3-5 园凸台走刀路线图

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图3-6 圆弧凸台走刀路线图 图3-8 圆槽走刀路线图 图3-10 圆孔走刀路线图

图3-7 圆弧槽走刀路线图 图3-9 长方形槽走刀路线图17

3.11 工艺文件的填写

（1）零件的加工工序设计，如下表：

表3-5 机械加工工艺过程卡

零件名称 转接盘 零件材料 毛坯种类 45钢 方料 毛坯硬度 进给量(mm/ min) 150 150~96 毛重/kg 主轴转速(r/min) 500 500~800 净重/kg 切削速度(mm/min) 40 47~75 乳化液 乳化液 车型 每车件数 单件 工序号 工序名称 设备名称 夹具 冷却液 刀具 1 2 下料 铣夹持面 粗/精铣上表面 粗/精铣外轮廓 粗/精铣圆台凸台 钳台 数控加工中心 数控加工中心 数控加工中心 数控加工中心 数控加工中心 数控加工中心 数控加工中心 数控加工中心 数控加工中心 数控加工中心 虎钳 虎钳 虎钳 T01 T02 虎钳 150~96 500~800 47~75 乳化液 T01 虎钳 100~64 500~800 25~40 乳化液 T03 3 粗/精铣圆弧凸台 粗/精铣圆槽 粗/精铣长方形槽 粗/精铣圆弧槽 钻4×?8通孔 粗/精铣底平面 去毛刺 检验 虎钳 80 400 20 乳化液 T03 虎钳 150~96 500~800 47~75 乳化液 T03 虎钳 150~96 500~800 47~75 乳化液 T03 虎钳 100 ~64 500~800 10~16 乳化液 T04 4 虎钳 200 乳化液 T05 5 6 7 编制

虎钳 审核 138~96 500~800 批准 47~75 乳化液 共 1 页 T06 18

（2）机械加工工序卡：

表3-6 铣夹持面工序卡 零件图号 宜宾职业技术学院 数控加工工序卡 产品名称或代号 转接盘零件 工序内容 夹持面 材料 使用设备 工序号 程序编号 夹具名称 夹具编号 工步号 工步内容 加工面 刀具号 45钢 数控加工中心 2 平口虎钳 刀具规格主轴转速/进给速度备背吃刀量/mm /mm （r/min） （mm/min） 注 1 粗铣夹持面夹持面 对边5mm T01 立铣刀Φ20 500 160 0.8 2 精铣夹持面夹持面 对边5mm 审核 T01 立铣刀Φ20 700 200 0.2 编制

批准 共4页 第1页 19

表3-7 铣转接盘零件工序卡 宜宾职业技术学院 数控加工工序卡 产品名称或代号 零件图号 转接盘零件 工序内容 铣上平面、铣外轮廓、铣圆台凸台、铣圆弧凸台、铣圆弧凹槽、铣内型腔、 45钢 数控加工中心 3 O0002、O0003、O0004、O0005 平口虎钳 材料 使用设备 工序号 程序编号 夹具名称 夹具编号 工步号 工步内容 加工面 刀具号 刀具规格/mm 面铣刀Φ30 面铣刀Φ30 立铣刀Φ20 主轴转速进给速度/背吃刀备/（r/min） （mm/min） 量/mm 注 500 800 400 600 500 160 96 120 80 160 85 1 0.3 1 0.3 0.5 0.2 1 2 3 4 5 6 粗铣上平面 精铣上平面 粗铣外轮廓 上平面 上平面 外轮廓 T02 T02 T01 T01 T03 T03 精铣外轮廓 外轮廓 立铣刀Φ20 粗铣圆台凸台 精铣圆台凸台 圆台凸台 立铣刀Φ16 圆台凸台 立铣刀Φ16 700

20

7 8 9 10 11 12 13 14 编制

粗铣圆弧凸台 精铣圆弧凸台 粗铣圆槽 圆弧凸台 T03 T03 T03 T03 T03 T03 T04 T04 立铣刀Φ16 500 700 400 500 400 500 400 500 160 80 120 60 120 60 120 60 共4页 1 0.3 1 0.2 1 0.2 0.8 0.2 第2页 圆弧凸台 立铣刀Φ16 圆槽 立铣刀Φ16 精铣圆槽 圆槽 立铣刀Φ16 粗铣长方形 内型腔 精铣长方形内型腔 粗铣圆弧槽 长方形内型腔 长方形内型腔 圆弧槽 立铣刀Φ16 立铣刀Φ16 立铣刀Φ16 精铣圆弧槽 圆弧槽 立铣刀Φ16 审核 批准 21

表3-8 钻孔工序卡

宜宾职业技术学院 工序内容 数控加工工序卡 产品名称或代号 转接盘零件 钻4×?8通孔 零件图号 材料 45钢 使用设备 数控加工中心 工序号 4 程序编号 O0006、O0007、O0008 夹具名称 平口虎钳 夹具编号 工步号 工步内容 加工面 刀具号 刀具规格主轴转速/进给速度/背吃刀量 备注 /mm /mm （r/min） （mm/min） 1 钻4×?3定位孔 孔 T05 Φ3中心钻 80 10 0.1 2 钻4×?8通孔 铰孔Φ8H7mm成 孔 T06 钻头Φ7.8 铰刀Φ8H7 批准 100 10 0.2 2 孔 T07 68 7 0.1 编制

审核 共4页 第3页 22

表3-9 铣下平面工序卡

宜宾职业技术学院 工序内容 数控加工工序卡 产品名称或代号 转接盘零件 翻面铣底面 零件图号 材料 45钢 使用设备 数控加工中心 工序号 5 程序编号 夹具名称 平口虎钳 夹具编号 工步号 工步内容 主轴转速/进给速度/背吃刀量加工面 刀具号 刀具规格/mm 备注 /mm （r/min） （mm/min） 1 翻面粗铣底面 底面 T02 面铣刀Φ30 500 160 1 2 翻面精铣底面 底面 T02 面铣刀Φ30 800 96 0.3 编制 审核 批准 共4页 第4页 （3）数控加工刀具:

刀具的合理选择和使用，对提高数控加工效率、降低生产成本、缩短交货期及加快新产品开发方面有十分重要的作用。所以应根据机床的加工能力、工件材料的性质、加工工序、切削用量以及其他相关因素正确选择刀具及刀柄。

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刀具材料切削性能的影响也非常重要：例如切削低硬材料时可以使用高速刚刀具，而切削高硬度的材料时就必需用硬质合金刀具，如表3-10所示。

表3-10 刀具材料特征和用途

材料 高速刚 主要特性 比工具刚硬 用途 低速或不连续切削 可锻铸铁、碳钢、合金钢、不锈钢、铝合金的精加工 优点 刀具寿命长、加工的表面较平滑 硬质合金 耐磨损、耐热 寿命比一般工具钢高10-20倍 如表3-11所示，为数控加工工序刀具卡片。

表3-11 数控加工刀具卡 产品名称或代号 工序号 刀具号 2 3 3 3 3 4 4 4 5 编制

T01 T02 T01 T03 T04 T05 T06 T07 T02 何伟 刀具名称 立铣刀 面铣刀 立铣刀 立铣刀 立铣刀 中心钻 钻头 铰刀 面铣刀 审核 零件图号 刀柄型号 JT-M2-50 JT50-XM2-105 JT-M2-50 JT-M2-50 JT-M2-50 JT-M2-50 JT-M2-50 JT-M2-50 JT50-XM2-105 张德红 零件名称 刀具 Φ20 Φ30 Φ20 Φ16 Φ8 Φ3 Φ7.8 Φ8H7 Φ30 批准 实测 实测 实测 实测 实测 实测 实测 实测 实测 程序编号 共1页 备注 长度补偿 长度补偿 长度补偿 长度补偿 长度补偿 长度补偿 长度补偿 长度补偿 第1页 直径/mm 长度/mm 补偿值/mm

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4 程序的编制

4.1 数控编程的定义

为了使数控机床能根据零件加工的要求进行动作，必须将这些要求以机床数控系统能识别的指令形式告知数控系统，这种数控系统可以识别的指令称为程度，制作程序的过程称为数控编程。 4.2 数控编程的内容与步骤

控编程步骤如图4-1所示，主要有以下几个方面的内容。

图4-1 数控编程步骤

（1）分析图样 包括零件轮廓分析，零件尺寸精度、形位精度、表面粗糙度、技术要求的分析，零件材料、热处理等要求的分析。

（2）确定加工工艺 包括选择加工方案，确定加工路线，选择定位与夹紧方式，选择刀具，选择各项切削参数，选择对刀点、换刀点。

（3）数值计算 选择编程原点，对零件图形各基点进行正确的数学计算，为编写程序单做好准备。

（4）编写程序单 根据数控机床规定的指令代码及程序格式编写加工程序单。

（5）制作控制介质 简单的数控程序直接采用手工输入机床，当程序自动输入机床时，必须制作控制介质。现在大多数程序采用软盘、移动存储器、硬盘作为存储介质，采用计算机传输来输入机床。目前，除了少数老式的数控机床仍在采用穿孔纸带外，现代数控机床均不再采用此种控制介质了。

（6）程序校验 程序必须经过校验正确后才能使用。一般采用机床空运行的方式进行校验，有图形显示卡的机床可直接在CRT显示屏上进行校验，现在有很多学校还采用计算机数控模拟进行校验。以上方式只能进行数控程序、机床

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动作的校验，如果要校验加工精度，则要进行首件试切校验。 4.3 数控编程的分类

数控编程可分为手工编程和自动编程两种。 4.3.1 手工编程

手工编程是指所有编制加工程序的全过程，即图样分析、工艺处理、数值计算、编写程序单、制作控制介质、程序校验都是由手工来完成。 4.3.2 自动编程

自动编程是指用计算机编制数控加工程序的过程。自动编程的优点是效率高，正确性好。自动编程由计算机代替人完成复杂的坐标计算和书写程序单的工作，它可以解决许多手工编制无法完成的复杂零件编程难题，但其缺点是必须具备自动编程系统或自动编程软件。自动编程较适合形状复杂零件的加工程序编制，如：模具加工、多轴联动加工等场合。 4.4 加工程序编写

根据对零件图纸的分析和工艺分析，对图2-1零件主要的铣削进行了加工

程序的编制，如表4-1~4-7所示。

表4-1~4-7 加工程序 表4-1 粗、精铣90×90的外轮廓(精铣时改变切屑参数及刀具半径补偿) 程序 O0001 N10 N20 N30 N40 N50 N60 G49G69G40G90G80G50 G54G00X-70Y-70Z50 M03S600 G00Z5M08 G01Z-2F100 G41G01X-45D01 说明 程序号 取消所有命令程序 绝对编程、建立工件坐标系 主轴正转 快速到达安全高度，冷却液开 直线插补切入工件，分层加工，通过修改Z值实现 建立刀具半径补偿

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N70 N80 N90 Y45 X45 Y-45 铣削轮廓 铣削轮廓 铣削轮廓 铣削轮廓 取消刀具半径补偿 抬刀，冷却液关 主轴停转 主轴停转 表4-2 粗、精铣Φ90的圆凸台(精铣时改变切屑参数及刀具半径补偿) 程序号 N100 X-45 N110 G40G01X-100 N120 G00Z100M09 N130 X0Y0 N140 M05 N150 M30 O0002 N10 N20 N30 N40 N50 N60 N70 N10 N80 N90 G49G69G40G90G80G50 G54G00X-70Y-70Z50 M03S600 G00Z5M08 G01Z0F100 M98P50022D01 G01Z0 M98P50022D02 G00Z50M09 X0Y0 取消所有命令程序 绝对编程、建立工件坐标系 主轴正转 快速到达安全高度，冷却液开 子程序调用 子程序调用 抬刀，冷却液关 主轴停转 程序结束 子程序 N100 M05 N110 M30 O0022 N10 N20 N30 N40 N50 N60 G91G01Z-1F100 G90G41G01X-45Y-60 G90G01X-45Y0 G02J45 G40G01X-100Y-80 M99 增量下刀 建立刀具半径补偿 铣削圆轮廓 铣削圆轮廓 取消刀具半径补偿 子程序结束

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表4-3 粗、精铣的圆弧凸台(精铣时改变切屑参数及刀具半径补偿) O0003 N10 G49G69G40G90G80G50 N20 N30 N40 N50 N60 N70 N80 G54G00X-70Y-70Z50 M03S600 G00Z5M08 G01Z0F100 M98P50033D01 G01Z0F100 G01X-50Y-33.388 程序号 取消所有命令程序 绝对编程、建立工件坐标系 主轴正转 快速到达安全高度，冷却液开 子程序调用 子程序调用 抬刀，冷却液关 坐标系原点 主轴停转 程序结束 子程序 G91G01Z-1F100 G90G41G01X-45Y-60 G90G01X-40Y0 G02J40 G40G01X-75Y-80 M99 增量加工 绝对编程 铣削圆轮廓 铣削圆轮廓 取消刀具半径补偿 子程序结束 子程序 G91G01Z-1F100 G90G41G01X-50Y-33.388 G01X-22.028Y-33.388 G02X-23.357Y-28.171R4 G03X-23.357Y28.171R60 G02X-22.028Y33.388R4 G02X22.028Y33.388R60 增量下刀 建立刀具半径补偿 顺时针铣R4圆弧 逆时针铣R60圆弧 顺时针铣R4圆弧 顺时针铣R60圆弧 N90 M98P50034D02 N100 G00Z50M09 N110 X0Y0 N120 M05 N130 M30 O0033 N10 N20 N30 N40 N50 N60 O0034 N10 N20 N30 N40 N50 N60 N70

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N80 G02X23.357Y28.171R4 顺时针铣R4圆弧 逆时针铣R60圆弧 顺时针铣R4圆弧 顺时针铣R60圆弧 取消刀具半径补偿 子程序结束 N90 G03X23.357Y-28.171R60 N100 G02X22.028Y-33.388R4 N110 G02X-22.028Y-33.388R60 N120 G40G01X-40Y50 N130 M99 表4-4 粗、精铣的内型腔(精铣时改变切屑参数及刀具半径补偿) O0004 N10 N20 N30 N40 N50 N60 N70 N80 N90 G49G69G40G90G80G50 G54G00X-70Y-70Z50 M03S600 G00Z5M08 G01Z0F100 M98P5044 G01Z0F100 M98P10045 G00Z50M09 程序号 取消所有命令程序 绝对编程、建立工件坐标系 主轴正转 快速到达安全高度，冷却液开 调用子程序 调用子程序 抬刀，冷却液关 坐标系原点 主轴停转 程序结束 子程序 G91G01Z-1F100 G90G01X5Y0 G01X5Y15 G01X-5Y15 Y-15 X5Y5 X5Y0 X0Y0 M99 增量下刀 绝对编程 铣长方形内型腔 铣长方形内型腔 铣长方形内型腔 铣长方形内型腔 铣长方形内型腔 返长方形回原点 子程序结束 N100 X0Y0 N110 M05 N120 M30 O0044 N10 N20 N30 N40 N50 N60 N70 N80 N90

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O00045 N10 N20 N30 N40 N50 N60 N70 N80 N90 G91G01Z-1F100 G90G01X5Y0 G01X0Y5 G01X-5Y0 G01X0Y-5 G01X5Y0 G01X7.5Y0 G03X7.5Y0I-7.5J0 G01X0Y0F100 子程序 增量下刀 绝对编程 铣圆内型腔 铣圆内型腔 铣圆内型腔 铣圆内型腔 铣圆内型腔 铣圆内型腔 返回原点 子程序结束 表4-5 粗、精铣两个圆弧槽(精铣时改变切屑参数及刀具半径补偿) N100 M99 O0005 N10 N20 N30 N40 N50 N60 N70 N80 N90 G90G54G00Z100M03S800 X0Y0 Z5M08 M98P5055 G68X0Y0R180 M98P5055 G69 G00Z50M09 X0Y0 程序号 绝对编程、建立工件坐标系、初始高度、主轴正转 快速到达下刀点 快速到达安全高度，冷却液开 子程序调用 坐标系旋转 子程序调用 取消坐标系旋转 抬刀，冷却液关 主轴停转 程序结束 子程序 G01X0Y30 G01Z-1F80 G41G01X-3.55D01F150 G03X0Y25.95R3.55 G02X18.3Y18.3R25.95 运动到下刀点 下刀 建立刀具半径补偿 圆弧切入 N100 M05 N110 M30 O0055 N10 N20 N30 N40 N50

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N60 N70 N80 N90 G03X24.1Y24.1R4.05 G03X-24.1R34.1 G03X-18.3Y18.3R4.05 G02X0Y25.95 圆弧切出 取消刀具半径补偿 抬刀至安全高度 返回主程序 表4-6 钻定位孔 N100 G03X3.55R3.55 N110 G40G01X0 N120 G00Z5 N130 M99 O0006 N10 N20 N30 N40 N50 N60 N70 N80 N90 G90G54G00Z100M03S600 X0Y0M08 G99G81X40Y40Z-18R8F100 X-40 Y-40 X31 G80Z100M09 M05 M30 程序号 绝对编程、建立工件坐标系、初始高度、主轴正转 运动到工件坐标系原点，冷却液开 钻第1个定位孔 钻第2个定位孔 钻第3个定位孔 钻第4个定位孔 抬刀，冷却液关 主轴停转 程序结束 表4-7 钻通孔 O0007 N10 N20 N30 G90G54G00Z100S600 X0Y0M08 G99G81X40Y40Z-18R8F60 程序号 绝对编程、建立工件坐标系、初始高度、主轴正转 运动到工件坐标系原点，冷却液开 钻第1个定位孔 钻第2个定位孔 钻第3个定位孔 钻第4个定位孔 抬刀，冷却液关 主轴停转 程序结束 N40 X-40 N50 N60 N70 N80 N90 Y-40 X31 G80Z100M09 M05 M30

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表4-7 绞孔 O0008 N10 N20 N30 N40 N50 N60 N70 N80 N90

G90G54G00Z100S600 X0Y0M08 G99G81X4031Y4031Z-18R8F60 X-40 Y-40 X40 G80Z100M09 M05 M30 程序号 绝对编程、建立工件坐标系、初始高度、主轴正转 运动到工件坐标系原点，冷却液开 钻第1个定位孔 钻第2个定位孔 钻第3个定位孔 钻第4个定位孔 抬刀，冷却液关 主轴停转 程序结束

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结 论

通过本次的毕业设计，让我在设计过程学到了很多的新知识，了解了不少数控技术上的有关知识，对以前没有接触到的新的知识有了认识了解，对所学的知识进行了全面的巩固复习。设计零件加工工艺及编制毕业论文说明书，需要理论与实际严密的结合，并需要查询大量的有关资料，从中学到丰富的理论技能知识，对自己的知识面及动手操作能力有较大的提高，在加工工艺过程上得到了提高，加强了对数控加工工艺卡片、工序卡片、刀具卡片的制作能力。

虽然在设计过程中也遇到不少的困难，有些问题是以前从来没有接触过的，需要花大量的时间查找各种资料，让我明白学习是要多花时间多动手，并联系到实际操作当中去，总结经验，积累更为丰富的理论知识及实践操作技术，多了解相关的知识，对它们进行深入的研究。但是让我学会了，如何面对困难和挫折的精神。在此次的设计过程中，我学会了独立完成一个零件的设计及加工，通过查阅各种资料和手册使我更多的了解了关于数控加工中心及零件设计的全过程。总之，在此次毕业设计中我学到了不少的知识。

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致 谢

在这次的毕业设计中使我学习了不少知识，但由于自己所学知识和经验的不足，使论文存在了一定的欠缺，在实际生产操作经验上也还有很大的差距，所以在实际操作中得到了许多老师和同学的帮助。首先，我要感谢廖璘志老师，是他给予了精心的指导，并讲解了各项专业要领，提出了宝贵的意见。在毕业设计过程中，同时也要感谢我曾经的任科教师，是他们的精心指导才使我的毕业设计能够按期完成，也要感谢同学对我的毕业设计提出宝贵意见和建议。

在此，再次表示衷心的感谢！

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参考文献

[1]邓爱国.数控工艺员[M].北京：清华大学出版社，2008 [2]袁永富.数控机床操作实训[M].北京：中国农业出版社，2006 [3]徐茂功.公差配合与技术测量[M].北京：机械工业出版社，2008 [4]赵宏立.机械加工工艺与装备[M].北京：人民邮电出版社，2009 [5]艾兴.切削用量简明手册[M].北京：机械工业出版社，2007

[6]赵长旭.数控加工工艺课程设计指导书[M].西安：西安电子科技大学出版社，2007 [7]顾京.数控加工编程及操作[M].北京：高等教育出版社，2008 [8]庄严.机械设计基础 [M].北京：北京理工大学出版社，2009 [9]周宪珠.机械制图[M].北京：北京理工大学出版社，2008 [10]杨伟群.数控工艺培训教程 [M].北京：清华大学出版社，2007

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附 录

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fx8g.html