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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
論文題目: 數(shù)控銑削加工工藝設(shè)計(jì)
學(xué)院名稱: 廈門華天涉外職業(yè)技術(shù)學(xué)院
班 級(jí):
學(xué) 號(hào):
學(xué)生姓名:
指導(dǎo)教師:
完成時(shí)間: 年 月 日
III
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摘 要
本文介紹了銑削零件從毛坯到成品的加工過程。對(duì)零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，制定了零件的加工工藝內(nèi)容。選擇了零件毛坯和設(shè)備，確定了定位基準(zhǔn)與夾具，對(duì)零件的加工工藝方案、切削用量的選擇等進(jìn)行了具體的分析。編制了工藝卡、工序卡和刀具卡片，采用UG自動(dòng)編寫程序。并使用銑削加工加工出零件，進(jìn)行質(zhì)量分析。
關(guān)鍵詞：
銑削零件；數(shù)控加工；工藝分析；UG（CAM）
Abstract
This paper introduces the pentagon convex platform parts from blank to finished products processing process. For parts of the structure analysis, formulated the machining process of the part of the content. Choose the parts blank and equipment, determined the locating datum and fixtures, the processing technology of the scheme for parts, and selection of cutting parameter of the analysis of the concrete. Compiled the process card, process card and the cutting tool card, adopt the automatic programming. And use the milling machining center out parts, for the quality analysis.
Keywords:
polygon convex platform parts; Milling processing; UG（CAM）
目 錄
摘 要 I
Abstract II
1 課題產(chǎn)生的目的及背景 1
1．1 課題的目的及意義 1
2 零件圖分析 3
3 零件加工工藝內(nèi)容 3
3.1 加工精度分析 3
3.2毛坯、余量分析 3
3.3設(shè)備的選擇 4
3.3.1選擇刀具 4
3.3.2選擇夾具 6
3.3.3 銑削外輪廓工序尺寸精度分析 7
3.3.4 定位方案的確定 7
3.3.5 夾緊方案及夾緊元件的確定 8
3.4 定位基準(zhǔn)的選擇 8
3.4.1 銑削力及夾緊力的計(jì)算 8
3.4.2 夾具裝配草圖 9
3.5加工工序的安排 9
3.5.1加工方案的制定 10
3.6 切削用量的選擇 10
3.6.1主軸轉(zhuǎn)速的確定 11
3.6.2進(jìn)給速度的確定 12
3.6.3背吃刀量的確定 13
3.6.4冷卻液的選擇 13
3.7 編寫工藝文件 14
3.7.1 工藝過程卡 14
3.7.2 工序卡 16
3.8 實(shí)體造型 22
4 零件的數(shù)控加工程序編制 22
4.1 零件加工程序 22
程序名稱O0001 22
程序名稱0002 23
程序名稱0003 24
程序名稱0004 25
程序名稱0005 26
程序名稱0006 27
程序名稱0007 28
程序名稱0008 29
致 謝 31
參考文獻(xiàn) 32
3
-
廈門華天涉外職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
1 課題產(chǎn)生的目的及背景
1．1 課題的目的及意義
數(shù)控銑床銑削零件，是理論知識(shí)和實(shí)踐的課題。它主要的意義是讓我們了解數(shù)控技術(shù)，了解數(shù)控技術(shù)給我們生活帶來(lái)的方便，給我國(guó)的傳統(tǒng)工藝帶來(lái)的巨大的改變。
同過去的傳統(tǒng)加工相比，數(shù)控不僅加工自動(dòng)化程度高，在數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，除了手工裝卸工件外，全部加工過程都是由機(jī)床自動(dòng)完成。而且，數(shù)控加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控加工尺寸精度通常在0.005-0.1MM之間。數(shù)控加工對(duì)象比較廣泛，生產(chǎn)的效率也比較高：一方面自動(dòng)化程度高，在一次裝夾中能完成較多表面，省去了劃線，多次裝夾，檢測(cè)等工序；例如凸輪零件在加工過程中，先把刀對(duì)好，再利用數(shù)控編程技術(shù)使加工深度逐漸的加深，這樣既能不損壞刀具，又能達(dá)到加工要求。這樣就提高了效率。數(shù)控技術(shù)生產(chǎn)的效率.質(zhì)量是先進(jìn)技術(shù)的主題。
21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適用控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用鏈接方便的智能化，如智能化的自動(dòng)編程，自動(dòng)化的人機(jī)界面等；還有智能診斷.智能監(jiān)控方面的內(nèi)容，方便系統(tǒng)的診斷和維修等。
為了充分發(fā)揮數(shù)控加工優(yōu)勢(shì)，數(shù)控加工正在向工序集中.更高速高效率.更高精度.更高可靠性及更完善的功能方向發(fā)展。
課題目的：
（1）培養(yǎng)和提高自己綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力，進(jìn)一步將自己學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際問題當(dāng)中去，使所學(xué)的理論知識(shí)得到鞏固、擴(kuò)大、加深和系統(tǒng)化。
（2）學(xué)會(huì)利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)解決普通銑床難以解決的零件，使用現(xiàn)代數(shù)控銑床編程數(shù)控程序銑削凸輪零件，學(xué)會(huì)和同學(xué)們一起互相合作，互相探討，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。
2．課題任務(wù)、設(shè)計(jì)內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)途徑
課題任務(wù)：
（1）分析零件的數(shù)控銑削加工工藝。
（2）合理的選擇數(shù)控機(jī)床，
（3）利用數(shù)控銑床銑削零件。
（4）利用CAD/CAM技術(shù)畫圖根據(jù)其圖樣自動(dòng)生成加工程序，然后轉(zhuǎn)換到數(shù)控銑床，讓其加工出合格的零件
設(shè)計(jì)內(nèi)容：數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)、程序編制；機(jī)床、刀具、材料的選擇；工件的裝夾；數(shù)控銑；工藝路線的擬定。
2 零件圖分析
如圖2-1該零件為平面類零件，可以看出該零件由平面、沉頭孔、螺紋孔組成。
圖2-1二維零件圖
3 零件加工工藝內(nèi)容
3.1 加工精度分析
該零件的加工精度為IT7級(jí)，表面粗糙度為0.8um。加工時(shí)應(yīng)保證零件的Φ60mm孔為H7為60上差為+0.03mm，下差為0mm，表面粗糙度為0.8um;4個(gè)沉頭孔Φ12H8上差為0.027mm下差為0mm。螺紋孔要求也相對(duì)較高IT7級(jí)。4個(gè)螺紋孔的定位尺寸要求上下表面粗糙度均為6.3um可能是定位需要。材料不得有裂紋和氣孔，并去除毛刺，符合GB/T1804-M國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
3.2毛坯、余量分析
該零件的材料為45鋼材料。45鋼材料有良好的硬度、剛度，切削性能。其毛坯尺寸為162mm×162mm×17mm，各處都有單邊加工余量。由于零件在裝夾和加工過程中存在一定的變形，所以該零件加工成型后會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，只要控制在公差范圍內(nèi)就可以。
3.3設(shè)備的選擇
根據(jù)數(shù)控銑床所加工的對(duì)象來(lái)分析，能完成該零件的加工。從零件的結(jié)構(gòu)形狀和精度以及加工的難易程度等條件來(lái)選擇數(shù)控設(shè)備的型號(hào)，因?yàn)樵摿慵善矫?、沉頭孔、螺紋孔組成，但是考慮到該零件的表面粗糙度和加工精度有一定的要求，為了減少因多次換刀而帶來(lái)的人為誤差，避免多次裝夾引起的定位誤差，因此選擇教學(xué)設(shè)備數(shù)控銑削，華中數(shù)控XD-A40加工。
3.3.1選擇刀具
數(shù)控機(jī)床上用的刀具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求。對(duì)刀具的基本要求：
（1）銑刀剛性要好。銑刀剛性要好的目的有二：一是為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量的需要；二是為適應(yīng)數(shù)控銑床加工過程中難以調(diào)整切削用量的特點(diǎn)；
（2）銑刀的耐用度要高。尤其是當(dāng)一把銑刀加工的內(nèi)容很多時(shí)，如刀具不耐用而磨損較快，不僅會(huì)影響零件的表面質(zhì)量與加工精度，而且會(huì)增加換刀引起的調(diào)刀與對(duì)刀次數(shù)，也會(huì)使工作表面留下因?qū)Φ墩`差而形成的接刀臺(tái)階。除上述兩點(diǎn)之外，銑刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇及排屑性能等也非常重要。
根據(jù)不同的加工內(nèi)容，則需要不同規(guī)格的刀具來(lái)進(jìn)行加工，該零件材料為45鋼，毛坯為162mm×162mm×17mm而零件的實(shí)際尺寸為160±0.2mmX160±0.2mmX15±0.09mm余量較為充足，考慮到加工效率，接刀痕跡，走刀的重疊量。綜上分析確定銑上下平面用Φ40端銑刀，Φ58、Φ11麻花鉆鉆孔，Φ12銑孔，Φ14.5銑沉頭孔，Φ40端銑刀精銑外輪廓。
切削用刀具材料應(yīng)具備的性能有：
（1）高速鋼 比工具鋼硬，用于低速或不連續(xù)切削，刀具壽命較長(zhǎng)；
（2）高性能高速鋼 強(qiáng)韌、抗邊緣磨損性強(qiáng)，用于可粗切或精切任何材料，包括鋼、不銹鋼、非鐵和非金屬材料，切削速度可比高速鋼高，強(qiáng)度和韌性較粉末冶金好；
（3）粉末冶金高速鋼 良好的抗熱性和抗碎片磨損，用于切削鋼、高溫合金、不銹鋼、鋁、碳鋼及合金鋼和其他不易加工的材料，切削速度可比高性能高速鋼高15%；
（4）硬質(zhì)合金 耐磨損、耐熱，用于可鍛鑄鐵、碳鋼、合金鋼、不銹鋼、鋁合金的精加工，壽命比一般工具鋼高10-20倍；
（5）陶瓷 高硬度、耐熱沖擊性好，用于高速粗加工，鑄鐵和鋼的精加工，也適合加有色金屬和非金屬材料不適合加工鋁、鎂、鈦及其合金，還可用于高速加工；
（6）立方氮化硼 超強(qiáng)硬度、耐磨性好，用于硬度大于450HBW材料的高速切削，刀具壽命長(zhǎng)，可實(shí)現(xiàn)超精表面加工；
（7）聚晶金剛石 超強(qiáng)硬度、耐磨性好，用于粗切和精切鋁等有色金屬和非金屬材料，刀具壽命長(zhǎng)，可實(shí)現(xiàn)超精表面加工。
刀具卡3-1如下：
表3-1 數(shù)控加工刀具卡
產(chǎn)品名稱
銑削零件
零件
圖號(hào)
1
補(bǔ)償值/mm
備注
序號(hào)
刀具號(hào)
刀具名稱
刀柄型號(hào)
刀具
直徑/mm
長(zhǎng)度/mm
1
T0101
Φ40mm立銑刀
BT40
Φ40
實(shí)測(cè)
2
T0202
Φ11mm麻花鉆
BT40
Φ11
實(shí)測(cè)
3
T0303
Φ58mm麻花鉆
BT40
Φ58
實(shí)測(cè)
4
T0404
Φ12mm立銑刀
BT40
Φ12
實(shí)測(cè)
5
T0505
Φ14.5mm立銑刀
BT40
Φ14.5
實(shí)測(cè)
6
T0606
M16絲錐
BT40
編制
審核
批準(zhǔn)
共1頁(yè)
第1頁(yè)
3.3.2選擇夾具
在確定裝夾方案時(shí)，只需根據(jù)已選定的加工表面和定位基準(zhǔn)確定工件的定位夾緊方式，并選擇合適的夾具。
（1）專用夾具：一般在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中采用各種專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。除大批量生產(chǎn)之外，中小批量生產(chǎn)中也需要采用一些專用夾具，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析；
（2）組合夾具：組合夾具是一種模塊化的夾具。標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件具有較高的精度和賴磨性，可組裝成各種夾具。夾具用完可拆卸，清洗后可留、待組裝新的夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，元件能重復(fù)多次使用并具有減少專用夾具數(shù)量等優(yōu)點(diǎn)；
（3）通用夾具：已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱為通用夾具。其尺寸、結(jié)構(gòu)已經(jīng)規(guī)范化，而且具有一定的通用性，這類夾具適應(yīng)性強(qiáng)，可用于一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件，價(jià)格便宜。其缺點(diǎn)是夾具精度不高，生產(chǎn)效率也比較低，較難裝夾。一般適用于單件小批量生產(chǎn)中。
選擇裝夾方法的要點(diǎn)：
（1）盡可能的選擇箱體的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)；粗基準(zhǔn)的選擇要保證重要表面的加工余量均勻，使不加工表面的尺寸、位置符合圖紙的要求，且便于裝夾；
（2）銑床高速?gòu)?qiáng)力切削時(shí)，定位基準(zhǔn)要有足夠的接觸面積和分布面積，以承受大的切削力且定位移動(dòng)可靠；
（3）夾具本身要以銑床工作臺(tái)上的基準(zhǔn)槽或基準(zhǔn)孔來(lái)定位并安裝到機(jī)床上，這可確保零件的工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系固定的尺寸關(guān)系，這是和普通機(jī)床的一個(gè)重要區(qū)別。
經(jīng)綜合分析：該零件批量10萬(wàn)件應(yīng)選用專用夾具。
該零件形狀規(guī)則，上下兩個(gè)平面較光整，加工面與加工面之間的位置精度要求不高。在平口虎鉗上夾持毛坯為162mm×162mm的兩側(cè)面，讓毛坯上平面高出平口虎鉗5mm以上；銑削出一平面，反面銑削平面、鉆孔及鏜孔；再以鏜好的孔為定位基準(zhǔn)，裝夾到專用夾具上定位加工外輪廓面。
3.3.3 銑削外輪廓工序尺寸精度分析
該工序加工外輪廓長(zhǎng)160±0.2mm、寬160±0.2mm、高15±0.09mm。本次夾具設(shè)計(jì)的目的是為了更快捷的裝夾工件，提高加工效率，保證加工精度。
3.3.4 定位方案的確定
該工序的加工需要控制Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Y軸移動(dòng)、X軸移動(dòng)、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Z軸移動(dòng)5個(gè)自由度；定位元件可選擇定位裝夾銷定位，其中定位裝夾銷定位可控制零件的Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Y軸移動(dòng)、X軸轉(zhuǎn)動(dòng)、X軸移動(dòng)四個(gè)自由度，而支撐釘則控制Z軸移動(dòng)。
故其精銑外輪廓夾具圖（JB/T8018.1-1999，如圖3-3）
圖3-3
3.3.5 夾緊方案及夾緊元件的確定
本套夾具選用壓板和螺母壓緊；其元件主要銷釘支座組成。
3.4 定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種，用未加工過的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)，用已加工過的表面作為定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。
選擇定位基準(zhǔn)要遵循基準(zhǔn)重合原則，即力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣做可以減少基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差和數(shù)控編程中的計(jì)算量，并且能有效地減少裝夾次數(shù)。
3.4.1 銑削力及夾緊力的計(jì)算
（1）銑削力的計(jì)算
該零件銑外輪廓時(shí)的銑削力為，其計(jì)算公式如下：
公式（3.1）
式中： ────圓周銑削力（N）；
────銑削條件改變時(shí)銑削力修正系數(shù)；
、、、、、的值見《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2版第2卷》表2.1-79；
────背吃刀量；
────每齒進(jìn)給量；
────銑削寬度；
────銑刀直徑；
────主軸轉(zhuǎn)速。
由切削用量中得知其粗銑時(shí)主軸轉(zhuǎn)速n=3185r/min，=0.5=1，=20，=0.15mm/齒，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2版第2卷》表2.1-78得知，=2450，=1.1，=0.8，=0.9，=0.1，=1.1，代入公式3.1計(jì)算銑削力
526.16N。
精銑時(shí)的切削力與鉆孔時(shí)的切削力均小于粗銑時(shí)的切削力，故只要夾緊力能滿足粗銑時(shí)的切削力即可滿足其它精銑與鉆孔的切削力。
（2）夾緊力的計(jì)算
根據(jù)切削力與夾緊力的關(guān)系式，查《機(jī)械加工工藝裝備設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-37得知K=2.34，故=2.34×526.16≈1231.21N。
3.4.2 夾具裝配草圖
圖3.3 夾具裝配圖
3.5加工工序的安排
工序通常包括切削加工工序、熱處理工序和輔助工序等，工序的安排與否將直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和加工成本。
切削加工工序通常按以下原則劃分：
（1）以一次安裝作為一道工序；
（2）以粗、精加工劃分工序；
（3）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序；
（4）以加工部位劃分工序。
在具有良好冷卻系統(tǒng)的加工中心上，對(duì)于毛坯質(zhì)量高、加工余量較小、加工精度要求不高或新產(chǎn)品試制等單件或生產(chǎn)批量很小的零件，可在加工中心上一次或兩次裝夾完成全部粗、精加工工序。
由于本零件的加工余量較小，根據(jù)零件特點(diǎn)將加工內(nèi)容分為粗、精兩個(gè)工序完成。
3.5.1加工方案的制定
在數(shù)控加工中，刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡稱為加工路線。加工路線的確定原則：
（1）加工路線因保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高；
（2）使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，減少編程工作量；
（3）應(yīng)使加工路線最短，這樣既可以減少程序段，又可以減少空刀時(shí)間。
根據(jù)零件圖樣，制定以下工藝方案，選取最佳一種，（即加工工時(shí)最短，又能保證質(zhì)量）下面分析一套工藝方案進(jìn)行比較：
方案：Φ40銑刀銑上表面→鉆通孔Φ11→翻面鉆Φ58的孔→換刀→銑下表面和Φ60孔→銑Φ12孔→銑Φ14.5銑沉頭孔→絲錐攻螺紋M16→上工裝銑外輪廓；
分析：遵循刀具集中原則，粗精分開，先面后孔原則故此方案可行。
3.6 切削用量的選擇
數(shù)控切削用量即切削參數(shù)包括主軸轉(zhuǎn)速、銑削深度與寬度、進(jìn)給量、行距、殘留高度、層高等。對(duì)于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量。切削用量是加工過程中重要的組成部分，合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。切削用量的因素包括：
（1）機(jī)床 機(jī)床剛性、最大轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等；
（2）刀具 刀具長(zhǎng)度、刃長(zhǎng)、刀具刃口、刀具材料、刀具齒數(shù)、刀具直徑等；
（3）工件 毛坯材質(zhì)、熱處理性能等；
（4）裝夾方式 壓板、臺(tái)鉗、托盤等；
（5）冷卻情況 油冷、水冷、氣冷等。
當(dāng)進(jìn)行數(shù)控編程時(shí)編程人員必須確定每道工序的切削用量并以指令的形式寫入程序中。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度充分發(fā)揮刀具切削性能保證合理的刀具耐用度。并充分發(fā)揮機(jī)床的性能最大限度地提高生產(chǎn)率降低成本。
3.6.1主軸轉(zhuǎn)速的確定
主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件的（或刀具）的直徑來(lái)選擇，其計(jì)算公式為：
（公式3-1）
公式中：
為切削速度，單位為m/min由刀具的耐用度決定；
n為主軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min；
D為銑刀的直徑，單位為mm。
切削速度的選取如表3-2所示:
表3-2 銑削時(shí)切削速度
工件材料
硬度/HBS
切削速度/(m/min)
高速鋼銑刀
硬質(zhì)合金銑刀
鋼
<225
18~42
66~150
225~325
12~36
54~120
325~425
6~21
36~75
鑄鐵
<190
21~36
66~150
190~260
9~18
45~90
160~320
4.5~10
21~30
鋁
70~120
100~200
200~400
由于每把刀計(jì)算方式相同，現(xiàn)選取粗、精銑平面Ф20的立銑刀為例說明其計(jì)算過程。
根據(jù)切削原理可知，切削速度的高低主要取決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。
從理論上講，切削速度的值越大越好，因?yàn)檫@不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以避免生成積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但實(shí)際上由于機(jī)床、刀具等的限制，綜合考慮：
取粗銑時(shí)=200m/min
精銑時(shí)=250m/min
代入3-2式中： = 1000 ×200/（3.14×20）
= 1000×250/（3.14×20）
=3185r/min =3980r/min
3.6.2進(jìn)給速度的確定
切削進(jìn)給量F是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料和性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。
刀切削進(jìn)給量F是切削時(shí)單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)方向的相對(duì)位移，單位為mm/min。它與銑轉(zhuǎn)速n、銑刀齒數(shù)z及每齒進(jìn)給量fz（mm/z）的關(guān)系為:
F=fz·Z·N （公式3-2）
公式中：
F—切削進(jìn)給量，單位：（mm/min）
z—銑刀齒數(shù)
fz—銑刀每齒工作臺(tái)移動(dòng)距離，即每齒進(jìn)給量（mm/z）
每齒進(jìn)給量fz的選取主要取決與工具材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工具材料的強(qiáng)度和硬度越高，fz越小，反之越大。硬質(zhì)合金銑刀的每齒進(jìn)給量高于同類高速鋼銑刀。銑刀每齒進(jìn)給量如表3-3所示：
表3-3 銑刀每齒進(jìn)給量
工件材料
每齒進(jìn)給量/（mm/z）
粗銑
精銑
高速鋼銑刀
硬質(zhì)合金銑刀
高速鋼銑刀
硬質(zhì)合金銑刀
鋼
0.10~0.15
0.10~0.25
0.02~0.05
0.10~0.15
鑄鐵
0.12~0.20
0.15~0.30
鋁
0.06~0.20
0.10~0.25
0.05~0.10
0.02~0.05
綜合選取：粗銑=0.2 mm/z
精銑=0.03mm/z
銑刀齒數(shù)z=3
上面計(jì)算出主軸轉(zhuǎn)速： =3185r/min =3980 r/min
將它們代入式子3-2計(jì)算：
粗銑時(shí)：F=0.2×3×3185 精銑時(shí)：F=0.03×3×3980
=1911mm/min =358mm/min
3.6.3背吃刀量的確定
背吃刀量是根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來(lái)決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使被吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般留0.2-0.5mm。
選擇時(shí)應(yīng)使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。如切削用量表3-4所示：
表3-4 切削用量表
工步內(nèi)容
刀具號(hào)
刀具規(guī)格mm
主軸轉(zhuǎn)速r/min
進(jìn)給速度mm/min
背吃刀量mm
粗銑正面
T0101
Φ40
3185
1911
1
鉆孔8XΦ11
T0202
Φ11
600
100
鉆Φ58孔
T0303
Φ58
600
100
銑反面和Φ60孔
T0404
Φ40
3185
1911
1
銑Φ12的孔及Φ14.5沉頭孔
T0505
T0606
Φ12
Φ14.5
2500
1500
攻螺紋
T0707
M16
60
銑外輪廓
T0808
Φ40
3185
1911
1
3.6.4冷卻液的選擇
為了刀具和工件的溫度，不僅要減少切削熱的產(chǎn)生，而且要改善散熱條件，使用切削液可以有效的降低溫度還可以防止切削層金屬的變形。減少切削與刀具前面的摩擦和工件與刀具后面的摩擦，現(xiàn)有冷卻液分為：水溶液、乳化液和切削油三大類。根據(jù)零件材料和刀具材料分析，為了得到較高的表面質(zhì)量和精度，并且減少水與鋁的化學(xué)反應(yīng)。所以選取10％乳化液效果較好。
冷卻液表3-5如下所示：
表3-5 冷卻液主要成分及作用
冷卻液名稱
主要成分
主要作用
水溶液
水、防銹添加劑
冷卻
乳化液
水、油、乳化悸
冷卻、潤(rùn)滑、防銹
切削油
礦物油、動(dòng)植物油、極壓油添加劑或油性
潤(rùn)滑
3.7 編寫工藝文件
工藝設(shè)計(jì)完成后就需要形成紙質(zhì)或電子文檔，常稱為工藝卡片或工藝規(guī)程，可統(tǒng)稱為工藝文件。工藝文件應(yīng)包括下列內(nèi)容：
（1）機(jī)床、工裝、量具和量?jī)x、附件、毛坯等規(guī)格型號(hào)；
（2）工序、工步表格；
（3）和工序、工步表格相關(guān)聯(lián)的程序清單；
（4）和管理有關(guān)的工時(shí)定額、日期、人員、權(quán)限等記錄。
3.7.1 工藝過程卡
此零件的工藝過程卡片如表3-6所示：
表3-6 數(shù)控加工工藝過程卡片
工廠
數(shù)控加工工序卡號(hào)
產(chǎn)品名稱或代號(hào)
零件名稱
材料
零件圖號(hào)
01
銑削零件
45#
1
夾具名稱
夾具編號(hào)
使用設(shè)備
車間
虎鉗、
專用夾具
01
華中數(shù)控XD-A40
工序號(hào)
工序內(nèi)容
刀具號(hào)
主軸轉(zhuǎn)速/（r/min）
進(jìn)給速度（mm/min）
背吃刀量/mm
備注
1
下料
2
粗銑正面
T0101
3185
1911
1
3
鉆Φ11孔
T0303
600
100
4
鉆Φ58孔
T0404
400
100
銑反面和Φ60孔
T0202
3185
1911
1
銑Φ12孔和Φ14.5沉頭孔
T0505
T0606
3980
358
攻螺紋M16
T0707
60
銑削外輪廓
T0808
3185
1911
1
去毛刺
鉗工
編制
審核
批準(zhǔn)
共 1頁(yè)
第1頁(yè)
3.7.2 工序卡
表3-7工序2工序卡
（單位名稱）
數(shù)控加工工序卡
零件名稱
零件圖號(hào)
工序號(hào)
程序編號(hào)
材料
銑削零件
1
2
O0001
45鋼
車間
工序2工序簡(jiǎn)圖
使用設(shè)備
XD-A40
夾具名稱
平口虎鉗
冷卻液選擇
乳化液
工步號(hào)
工步內(nèi)容
刀具號(hào)
量具
主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)
進(jìn)給速度/(mm/min)
背吃刀量/(mm/r)
備注
1
粗銑正面
T0101
游標(biāo)卡尺
3185
1911
0.5
編制
審核
批準(zhǔn)
共8頁(yè)
第1頁(yè)
表3-8工序3工序卡
（單位名稱）
數(shù)控加工工序卡
零件名稱
零件圖號(hào)
工序號(hào)
程序編號(hào)
材料
銑削零件
1
3
O0002
O0003
45鋼
車間
工序3工序簡(jiǎn)圖
使用設(shè)備
XD-A40
夾具名稱
平口虎鉗
冷卻液選擇
乳化液
工步號(hào)
工步內(nèi)容
刀具號(hào)
量具
主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)
進(jìn)給速度/(mm/min)
背吃刀量/(mm/r)
備注
1
鉆Φ11孔和Φ58的孔
T0202
T0303
游標(biāo)卡尺
600
100
編制
審核
批準(zhǔn)
共8頁(yè)
第2頁(yè)
表3-9 工序4工序卡
（單位名稱）
數(shù)控加工工序卡
零件名稱
零件圖號(hào)
工序號(hào)
程序編號(hào)
材料
五邊形凸臺(tái)零件
1
4
O0004
45G鋼
車間
工序4工序簡(jiǎn)圖
使用設(shè)備
XD-A40
夾具名稱
平口虎鉗
冷卻液選擇
乳化液
工步號(hào)
工步內(nèi)容
刀具號(hào)
量具
主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)
進(jìn)給速度/(mm/min)
背吃刀量/(mm/r)
備注
1
銑反面和Φ60孔
T0404
游標(biāo)卡尺
3185
1911
編制
審核
批準(zhǔn)
共8頁(yè)
第3頁(yè)
表3-10 工序5工序卡
（單位名稱）
數(shù)控加工工序卡
零件名稱
零件圖號(hào)
工序號(hào)
程序編號(hào)
材料
五邊形凸臺(tái)零件
1
5
O0005
O0006
45鋼
車間
工序5工序簡(jiǎn)圖
使用設(shè)備
XD-A40
夾具名稱
平口虎鉗
冷卻液選擇
乳化液
工步號(hào)
工步內(nèi)容
刀具號(hào)
量具
主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)
進(jìn)給速度/(mm/min)
背吃刀量/(mm/r)
備注
1
銑Φ12的孔及Φ14.5沉頭孔
T0505
T0606
內(nèi)徑千分表
2500
1500
編制
審核
批準(zhǔn)
共8頁(yè)
第4頁(yè)
表3-11 工序6工序卡
（單位名稱）
數(shù)控加工工序卡
零件名稱
零件圖號(hào)
工序號(hào)
程序編號(hào)
材料
多邊形凸臺(tái)零件
1
6
O0007
45#
車間
工序6工序簡(jiǎn)圖
使用設(shè)備
XD-A40
夾具名稱
平口虎鉗
冷卻液選擇
乳化液
工步號(hào)
工步內(nèi)容
刀具號(hào)
量具
主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)
進(jìn)給速度/(mm/min)
背吃刀量/(mm/r)
備注
1
鉆螺紋孔
T0707
內(nèi)徑千分尺
60
編制
審核
批準(zhǔn)
共8頁(yè)
第5頁(yè)
表3-11 工序7工序卡
（單位名稱）
數(shù)控加工工序卡
零件名稱
零件圖號(hào)
工序號(hào)
程序編號(hào)
材料
多邊形凸臺(tái)零件
1
7
O0008
45#
車間
工序7工序簡(jiǎn)圖
使用設(shè)備
XD-A40
夾具名稱
工裝
冷卻液選擇
乳化液
工步號(hào)
工步內(nèi)容
刀具號(hào)
量具
主軸轉(zhuǎn)速/(r/min)
進(jìn)給速度/(mm/min)
背吃刀量/(mm/r)
備注
1
銑外輪廓
T0808
內(nèi)徑千分尺
3185
1911
1
編制
審核
批準(zhǔn)
共8頁(yè)
第5頁(yè)
3.8 實(shí)體造型
UGNX6.0軟件造型，造型如圖3-10所示。
圖3-10 實(shí)體造型造型
4 零件的數(shù)控加工程序編制
4.1 零件加工程序
程序名稱O0001
程序
程序注釋
%1234
程序名
G54G90G80G17G64
建立工件坐標(biāo)系絕對(duì)編程
M03S3180
啟動(dòng)主軸
G0X120Y-110Z10
快速定位
G01Z-1F300
Z軸進(jìn)刀切削
G01X-120
走直線切削
Y-80
走直線切削
X120
走直線切削
Y-50
走直線切削
X-120
走直線切削
Y-20
走直線切削
X120
走直線切削
Y10
走直線切削
X-120
走直線切削
Y40
走直線切削
X120
走直線切削
Y70
走直線切削
X-120
走直線切削
Y100
走直線切削
X120
走直線切削
G0Z100
快速退刀刀安全距離
M30
程序結(jié)束返回程序前一段
程序名稱0002
程序
程序注釋
%1234
程序名
G54X0Y0Z10
建立工件坐標(biāo)系，定位起點(diǎn)
G90G17
絕對(duì)編程，定義加工面
M03S1000
啟動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)
G43G01Z10F200
刀具補(bǔ)償
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P90
旋轉(zhuǎn)角度90°
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P180
旋轉(zhuǎn)角度180°
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P270
旋轉(zhuǎn)角度270°
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P360
旋轉(zhuǎn)角度360°
G49Z50
取消刀具補(bǔ)償退刀
G69M30
取消旋轉(zhuǎn)，程序返回起始點(diǎn)
%200
子程序名
G41G01X57Y57F200
直線插補(bǔ)
Z-17
切削深度
Z10
退刀
G40X0Y0
回到原點(diǎn)
M99
調(diào)用子程序結(jié)束
程序名稱0003
程序
程序注釋
%1234
程序名
G54X0Y0Z10
建立工件坐標(biāo)系
G90G17
絕對(duì)編程，定義加工面
M03S1000
啟動(dòng)主軸
G43G01Z10F200
建立刀具補(bǔ)償
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P90
旋轉(zhuǎn)角度90°
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P180
旋轉(zhuǎn)角度180°
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P270
旋轉(zhuǎn)角度270°
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P360
旋轉(zhuǎn)角度360°
G49Z50
取消刀具補(bǔ)償退刀
G69M30
取消旋轉(zhuǎn)，程序返回起始點(diǎn)
%200
子程序名
G41G01X0Y50F200
直線插補(bǔ)
Z-17
切削深度
Z10
退刀
G40X0Y0
回到原點(diǎn)
M99
調(diào)用子程序結(jié)束
程序名稱0004
程序
程序注釋
%1234
程序名
G54G90G80G17G64
建立工件坐標(biāo)系，絕對(duì)編程，定義加工面
M03S3180
啟動(dòng)主軸
G0X120Y-110Z10
快速定位
G01Z-1F300
Z軸進(jìn)刀切削
G01X-120
直線插補(bǔ)
Y-80
直線插補(bǔ)
X120
直線插補(bǔ)
Y-50
直線插補(bǔ)
X-120
直線插補(bǔ)
Y-20
直線插補(bǔ)
X120
直線插補(bǔ)
Y10
直線插補(bǔ)
X-120
直線插補(bǔ)
Y40
直線插補(bǔ)
X120
直線插補(bǔ)
Y70
直線插補(bǔ)
X-120
直線插補(bǔ)
Y100
直線插補(bǔ)
X120
直線插補(bǔ)
G0Z100
退刀
X0Y0Z5
定位
G01X30F200
直線插補(bǔ)
G02X30Y0I-30J0
圓弧插補(bǔ)
G01X0
直線插補(bǔ)
Y0
直線插補(bǔ)
G0Z100
退刀
M30
程序返回起始點(diǎn)
程序名稱0005
程序
程序注釋
%1234
程序名
G54X0Y0Z10
建立工件坐標(biāo)系
G90G17
絕對(duì)編程，定義加工面
M03S1000
啟動(dòng)主軸
G43G01Z10F200
建立刀具補(bǔ)償
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P90
旋轉(zhuǎn)角度90°
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P180
旋轉(zhuǎn)角度180°
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P270
旋轉(zhuǎn)角度270°
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P360
旋轉(zhuǎn)角度360°
G49Z50
退刀
G69M05
取消旋轉(zhuǎn)，停止主軸
G54X0Y0Z10
建立工件坐標(biāo)系
G90G17
絕對(duì)編程，定義加工面
M03S1000
啟動(dòng)主軸
G43G01Z10F200
建立刀具補(bǔ)償
M98P300
調(diào)用子程序%3000
G68X0Y0P90
旋轉(zhuǎn)角度90°
M98P300
調(diào)用子程序%3000
G68X0Y0P180
旋轉(zhuǎn)角度180°
M98P300
調(diào)用子程序%3000
G68X0Y0P270
旋轉(zhuǎn)角度270°
M98P300
調(diào)用子程序%3000
G68X0Y0P360
旋轉(zhuǎn)角度360°
G49Z50
退刀
G69M30
程序返回起始點(diǎn)
%200
子程序名
G41G01X57Y57F200
直線插補(bǔ)
Z-17
切削深度
Z10
退刀
G40X0Y0
取消刀具補(bǔ)償
M99
結(jié)束子程序
%300
子程序名
G41G01X0Y50F200
直線插補(bǔ)
Z-17
切削深度
Z10
退刀
G40X0Y0
取消刀具補(bǔ)償
M99
結(jié)束子程序
程序名稱0006
程序
程序注釋
%1234
程序名
G54X0Y0Z10
建立工件坐標(biāo)系
G90G17
絕對(duì)編程，定義加工面
M03S1000
啟動(dòng)主軸
G43G01Z10F200
建立刀具補(bǔ)償
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P90
旋轉(zhuǎn)角度90°
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P180
旋轉(zhuǎn)角度180°
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P270
旋轉(zhuǎn)角度270°
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P360
旋轉(zhuǎn)角度360°
G49Z50
取消刀具補(bǔ)償退刀
G69M30
取消旋轉(zhuǎn)，程序返回起始點(diǎn)
%200
子程序名
G41G01X57Y57F200
直線插補(bǔ)
Z-5
切削深度
Z10
退刀
G40X0Y0
回到原點(diǎn)
M99
調(diào)用子程序結(jié)束
程序名稱0007
程序
程序注釋
%1234
程序名
G54X0Y0Z10
建立工件坐標(biāo)系，定位起點(diǎn)
G90G17
絕對(duì)編程，定義加工面
M03S1000
啟動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)
G43G01Z10F200
刀具補(bǔ)償
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P90
旋轉(zhuǎn)角度90°
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P180
旋轉(zhuǎn)角度180°
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P270
旋轉(zhuǎn)角度270°
M98P200
調(diào)用子程序%2000
G68X0Y0P360
旋轉(zhuǎn)角度360°
G49Z50
取消刀具補(bǔ)償退刀
G69M30
取消旋轉(zhuǎn)，程序返回起始點(diǎn)
%200
子程序名
G41G01X57Y57F200
直線插補(bǔ)
G84X57Y57R7P2F1.5L2
攻絲
Z10
退刀
G40X0Y0
回到原點(diǎn)
M99
調(diào)用子程序結(jié)束
程序名稱0008
程序
程序注釋
%1234
程序名
G54G90G80G17G64
建立工件坐標(biāo)系，定義加工面
M03S3180
啟動(dòng)主軸
G00X100Y100Z10
快速定位
G01Z-1F200
直線插補(bǔ)
M98P0001L15
調(diào)用子程序15次
G01Z10
直線插補(bǔ)
G0Z150
快速退刀
M30
程序結(jié)束，返回起始點(diǎn)
%0001
子程序名
G91G01Y-100
相對(duì)編程
X-100
直線插補(bǔ)
Y100
直線插補(bǔ)
X100
直線插補(bǔ)
Z-1
直線插補(bǔ)
M99
結(jié)束子程序
表5-1產(chǎn)品檢驗(yàn)結(jié)果
加工部位
基本尺寸mm
測(cè)量尺寸mm
是否合格
備注
外輪廓
長(zhǎng)
160
長(zhǎng)
160.07
合格
寬
160
寬
160.03
高
15
高
15.001
中心孔
直徑
60H7
直徑
Φ60
合格
螺紋孔
沉頭孔
高
6
高
6.01
合格
編制
審核
致 謝
經(jīng)過這段時(shí)間的學(xué)習(xí)和工作，我終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。從開始思考論文題目到系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，再到論文設(shè)計(jì)的完成，每走一步對(duì)我來(lái)說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學(xué)期間獨(dú)立完成的最大的項(xiàng)目。在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多知識(shí)也有很多感受。我開始了獨(dú)立的學(xué)習(xí)和試驗(yàn)，查看相關(guān)的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起來(lái)，每一次改進(jìn)都是我學(xué)習(xí)的收獲，每一次試驗(yàn)的成功都會(huì)讓我興奮好一段時(shí)間。
最后，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師。是他們?cè)谖耶厴I(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì),使我能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此表示衷心的感激。各位老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。無(wú)論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對(duì)于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他們耐心的輔導(dǎo)。本設(shè)計(jì)能夠順利的完成，也歸功于各位老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。同時(shí)我在網(wǎng)上也搜集了不少資料，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成。在此本系的全體老師表示由衷的謝意。
大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào)，心中是無(wú)盡的難舍與眷戀。從這里走出，對(duì)我的人生來(lái)說，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去。即將結(jié)束再次學(xué)習(xí)的生活，相信等待我的是一片充滿機(jī)遇、風(fēng)險(xiǎn)與快樂的土地；也相信我和同仁們的事業(yè)必將如涅磐之鳳、浴火之凰。
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