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1、数控专业毕业设计说明书设计题目MG3凹槽零件加工工艺及编程的设计学生姓名张三学号指导教师李四专业数控技术年级S20级摘要本课题通过查阅相关的书籍及对市场及人们生活的调查，分析了凹槽类零件的数控加工工艺及编程在我国的重要性及所存在的问题，从而做出相应的措施。主要是对凹槽零件进行加工工艺分析，采用具体事例分析的方法，说明凹槽类零件加工工艺的分析步骤，同时对凹槽类零件进行程序编制过程的设计，根据设计要求制定多种方案，确定手动编程和自动编程相结合的方案完成对凹槽类零件加工工艺设计及数控程序编制确定装夹方案，定位及相关的工序内容。凹槽类零件的工艺设计及程序的编制已是时代的必须，它的发展将推动我国工业的发
2、展。关键词：工艺；工序；切削用量；定位；误差目录1绪论11.1 数控铳床简介11.1 .1数控铳床发展11.2 2数控铳床的简介11.2 本课题研究的内容本课题研究的目的及意义21.3 国内外研究现状22凹槽类零件的数控加工工艺分析42.1 凹槽类零件的图纸分析42.2 凹槽类零件的工艺分析43凹槽类零件加工的材料、工具选择及参数设定63.1 零件毛坯的确定63.2加工方法的选择63.2.1粗铳63.2.2精铳63. 3凹槽类零件的定位基准的确定64. 4机床选择75. 5零件夹具的选择76. 6刀具选择77. 7切削用量的选择87.1 .1主轴转速的确定87.7 .2进给速度的确定94凹槽类
3、零件的加工工艺路线设计124.1 凹槽类零件切削用量的确定及工序卡片124.2 工序与工步的划分131 .2.1工序的划分134 .2.2工步的划分134.3编程主要定位点的确定134.4对刀点与换刀点的选择134.4.1对刀点134.4.2换刀点145凹槽类工件加工程序编制155.1 编程简介155.1.1 手工编程155.1.2 自动编程155.2编程方法155.3数控程序156结论与展望19参考文献21致谢221绪论1.1 数控铳床简介1.1.1 数控铳床发展随着社会和科技的发展，现代生产工艺中对机械产品的质量和生产率提出了更高的要求，机械制造业中加工工艺流程的自动化已经成为了现代机械制
4、造生产中优化机械产品的质量和生产率的新时代措施。通过自动化的改进我们可以实现产品的质量和生产系效率的提高同时可以达到降低生产成本和降低工人劳动强度的目的。我国新时代的数控技术仍然存在高端数控系统的主要依靠国外市场进口的现状，这其中最重要的原因是，国产技术中高端数控系统的短板主要有技术不够成熟、可靠性和质量性不稳定、精度达不到要求,因此,对于数控技术的质量保证才非常重要。随着现代社会制造业的发展,要求机床要具有性能与功能的维持性、可靠性、维修性和维修保隙性,换句话说也就是要求机床要具有可信性。数字控制能够有效地为单件、小批生产精密凹槽类零件提供了自动化加工手段。.我国数控系统最初研制了晶体管数控
5、系统和集成电路数控系统，在最初的时候，由于国外发达国家的技术封锁和中国当时自身条件的不足，我国的数控系统发展较慢，后来我国的数控技术在车、铳、钻、磨、齿轮等各个领域展开成功研制了数控加一工一中心。直到我国通过向发达国家的先进技术学取经验以后，同时引进了一些新技术，又在七五到九五期间取得了伺服驱动技术等重大科技攻关的关键胜利胜利，产生了一批充分代表我国当前数控机床水平的产品例如：中华1型、航天1型数控系统都能够满足国内各机床制造厂的数控系统所需的伺服系统，并且还全面应用于上个时代老设备的技术改良中。1.1.2 数控铳床的简介数字控制技术，是一种用数字指令来控制机床实现加工零件工艺过程中的完全自动
6、化的机械自动控制技术，一般我们称为数控技术。数控铳床是通过人工普通铳床为基础研究制造出来的,所以数控铳床与人工普通铳床的的加工工艺流程与结构接近相同，当然数控铳床与普通铳床也有有很大区别，首先数控铳床加工的工件相对误差小、加工零件的质量更加平稳。零件加工的适应性强能加工轮廓形状特别复杂或手工难以控制尺寸的零件，如本文提到的凹槽类零件的加工。它能够进行攻螺纹孔、切削螺纹等多道复杂零件加工工艺流程工艺过程；数控铳削加工中心则具有更加完备的刀库和自动换刀机构，在机械工件的加工过程中，可以集多道加工工艺流程为一道整体工序，可以同时完成多个机械零件的自动化加工，适合箱体、型腔等非回转体工件的加工。数控铳
7、削中心分为立式或卧式两种结构方式。数控铳床加工编程中具有自动化刀具半径和长度的自动补偿，孔加工固定等循环指令。1.2 本课题研究的内容本课题研究的目的及意义着现代社会的不断发展，对凹槽类的需求越来越大，现代社会对于大多数复杂的凹槽类零件凹槽类零件的加工较开放区域的加工困难，切削加工时刀具容易扎刀，工件的质量也难保证。在提高凹槽类零件加工精度和满足大批量的凹槽类零件需求等方面传统的加工方式都已无法满足现代社会的需求。本文则针对凹槽的类零件的工艺设计及程序的编制，利用数控加工技术，从凹槽类零件的加工路线，切削参数设置等方面着手，研究了在普通工艺范围内凹槽类零件的数控加工，较好的解决了凹槽类零件数控
8、加工的难题，为工程中同类零件的加工提供了一定的参考价值。一些欧美国家在利用电子数控技术加工生产凹槽零件方面已经有了相当成熟的技术，而我国仍处于比较落后的状态。利用数控技术对凹槽类零件加工对以上问题具有不可替代的意义。本文则针对凹槽的类零件的工艺设计及程序的编制，进行了深入的研究分析。其中凹槽加工使用子程序可以大大精简零件加工程序，而且程序可读性强，也易于检查，保障了凹槽类零件的生产质量通过实训项目的学习，使我提高了对工件上凹槽加工方法、刀具选择、编程技的综合处理能力，设计比较经济的凹槽类零件加工工艺规程，实现理论与实践的相结合，提高自己的素质和水平能够更加充分的利用数控机床加工。1.3 国内外
9、研究现状我国数控系统最初研制了晶体管数控系统和集成电路数控系统，在最初的时候，由于国外发达国家的技术封锁和中国当时自身条件的不足，我国的数控系统发展较慢，后来我国的数控技术在车、铳、钻、磨、齿轮等各个领域展开成功研制了数控加一工一中心。近年来我国微电子及功率电子技术的发展和以现代控制理论为基础的高精度伺服系统出现，使利用数控系统加工凹槽类零件的工艺性能日益完善，加工的凹槽类零件各项性能指标大为提高，产品具有以下特点：较精度化、生产加工批量化、加工过程多处理器结构。国外利用数控系统加工凹槽类零件研究处于比较领先的地位，主要应用先进的伺服控制技术，伺服系统来进行切削加工，提高了加工的精确性及稳定性
10、更好的保障了凹槽类零件的加工质量；由于丰富的编程方式；采用先进的、高效的精度保障技术；通讯互联网功能不断加强利用数控技术加工凹槽类零件已经在机械制造行业中占有举足轻重的地位。总之，凹槽类零件的数控加工技术正在朝着高精度、高效率、高柔性和智能化方向发展，它会从根本上改变现有的凹槽类零件年的生产模式，提高凹槽类零件的生产效率。e:8.52.649 b: 11.111.48. 749 0:46.391.20.968 d:56.2S5.14 :19.506.29.994 f:28.2M.21t2M 原点为1针对称中。2凹槽类零件的数控加工工艺分析2.1凹槽类零件的图纸分析零件图纸工艺分析过程包括审查图
11、纸、分析零件结构工艺性、尺寸精度、形位精度和表面粗糙度等零件图纸技术要求。如图（2-1）所示该MG3凹槽零件图纸的尺寸标注完整，符合加工要求，零件加工的部位清楚明确。该加工材料钢，为45号钢。加工内容有轮廓铳削、挖槽铳削、钻孔等；加工内容设计随广但并不复杂，是典型的适合数控铳削类加工的零件。该零件要求最高的粗糙度Ra为3.2m,未标注公差的尺寸，允许误差0.07mm,且曲面表面加工残留高度小于等于0.Imm0技术要柒：毛矮尺J,5OTI2OX25外彩不Min工余注公充的尺、九0.07金由我布加工残国用度E0.Im图21MG3凹槽零件2.2凹槽类零件的工艺分析加工工艺路线包括：1.选择工件加工方
12、法2.划分工件加工各个阶段3.划加工工件的分工序4.确定工件加工顺序的安排5.确定进给加工路线等过程。根据该案例零件图纸的要求对曲面轮廓和凸起内轮廓等应该选择先半精加工再精加工的加工方法，另外加工时为了不损坏内部曲面而达到更高的精度，加工此处时应留足够的精加工余量。根据加工方法该零件的加工工序划分按粗、半精、精加工分序法划分。加工顺序按先粗后精的的原则确定。3凹槽类零件加工的材料、工具选择及参数设定3.1零件毛坯的确定根据零件工艺设计时，毛坯的选择是指确定毛坯的种类、制造方法以及余量确定后的毛坯尺寸。零件材料为45号钢，根据技术要求，要求零件进行去毛刺的处理，即要求外形光洁且美观，根据零件的结
13、构形状及外形尺寸以及生产纲领的大小可选择锻件。由零件图（IT）尺寸分别为150x120x35,毛坯四面已铳好。本文中的零件毛坯材质是经过充分处理的钢材料适合切削加工。该零件除了处理毛坯至图纸尺寸外其他的加工部位一次装夹可完成整个零件的加工。3.2加工方法的选择3.2.1 粗铳铳零件图的外轮廓：用中8立铳刀铳外轮廓。将工件坐标系G54建立在工件的中心上。在对外轮廓铳削时，采用分层铳深方式进行，加工余量为0.2。再用修改程序和刀补的方法铳去外轮廓余量。铳零件图的内轮廓：用中8立铳刀铳内轮廓。将工件坐标系G54建立在工件的中心上。在对内轮廓铳削时，采用分层铳深方式进行，加工余量为0.2。再用修改程序
14、和刀补的方法铳去内轮廓余量，注意一定不要铳去正中心的凸起。3.2.2 精铳用上述所说的加工工艺，同样用中8立铳刀铳零件图的外、内轮廓和不规则圆台凸起。去毛刺、清洗、检验。3.3凹槽类零件的定位基准的确定加工过程中我们选择加工的粗基准时，应考虑保证MG3凹槽工件的各加工表面有充足的材料余量，做到不加工表面与加工表面间的尺寸相应位置能够符合图纸的基本要求，因此，粗基准选择时我们尽量选择毛坯材料的最大平面。充分考虑到轮廓和不规则圆台加工基本的要求，我们的加工定位粗基准时应选择MG3凹槽工件件的底面。加工过程中我们选择加工的精基准时，应充分考虑到各MG3凹槽工件的加工表面留有充足的余量并且必须达到余量
15、统一，使之不参与MG3凹槽工件的加工。参照轮廓和不规则圆台加工工艺过程的基本要求，我们加工定位精基准时要选择MG3凹槽工件的底面和侧面。3. 4机床选择按照机械加工的基本要求当我们加工不同类型的工件时要在不同的数控机床上加工，要充分考虑机械工件的加工设计条件以此来选择我们需要的加工机床，数控车床通常应用于工件工形状复杂的工件加工中。其中：数控立式链、铳床和立式加工中心一般应用于形状复杂平面和立体型工件；数控卧式镣、铳床和卧式加工中心一般应用于加工复杂的壳类工件，同时多坐标联动的卧式加工中心也可用来加工各种复杂曲面类工件。该课题MG3凹槽工件尺寸较小加工流程较为便捷，同时因为需要换约三把端铳刀用来加工，并且机床能够实现自动换刀大大提高了MG3凹槽工件的加工效率，再加上学校的实习资源有限，所以选用FANUC加工中心。4. 5零件夹具的选择图3-1平口虎钳本次工艺加工流程我选用的是平口虎钳如图（3T）所示平口虎钳具有以下特点：1.有耐用的铸铁钳身，能够提供符合加工强度要求的夹持力，夹持稳定。2 .用镀铭涂层，能够起到有效的防蚀作用。3 .操作较为
