数控零件的数控铣床铣削编程与设计.doc

1、技术学院毕 业 设 计 （ 论 文 ）题 目 零件的数控铣床铣削编程与操作设计 系 （ 分 院 ） 机 械 电 子 工 程 系 学 生 姓 名 学 号 专 业 名 称 指 导 教 师 年 月 日 河南职业技术学院 机械电子工程系（分院）毕业设计（论文）任务书姓 名 专 业 班 级毕业设计（论文）题 目零件的数控铣床铣削编程与操作设计毕业设计（论文）选题的目的与意义数控加工是目前的一门新的专业，热门专业，正在高速发展，数控加工程序是有多道复杂的程序组成的，这就为我们学习带来不便，为了使学习更方便，使用更加有条理，我编写了这份典型零件的数控铣床铣削编程与操作设计，希望为大家的工作、学习带来方便。毕

2、业设计（论文）的资料收集情况（含指定参考资料）刘文信：机床数控技术 ，机械工业出版社，2005。黄大贵：微机数控系统 ，电子科技出版社，2004。韩鸿鸾：基础数控技术 ，机械工业出版社，2004。李斌：数控加工技术 ，高等教育出版社，2001。余英良：数控加工编程及操作 ，高等教育出版社，2004。毕业设计（论文）工作进度计划接受任务日期 年 月 日要求完成日期 年 月 日学 生 签 名：年 月 日指导教师签名：年 月 日 系（分院）主任（院长）签名：年 月 日毕业设计（论文）指导教师评阅意见表姓 名 学 号 性 别专 业 班 级毕业设计（论文）题 目零件的数控铣床铣削编程与操作设计评阅意见成

3、绩 指导教师签字 年 月 日毕业设计（论文）答辩意见表姓 名 学 号 性 别专 业 班 级毕业设计（论文）题 目 零件的数控铣床铣削编程与操作设计答辩时间 地 点姓 名 职 称 学 历 从事专业组 长成 员答辩小组成员秘 书答辩小组意见答 辩 成 绩：答辩小组组长签名：年 月 日零件的数控铣床铣削编程与操作设计摘要：数控加工是机械行业一门新的专业，数控技 术是数字程序控制数控机械 实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自 动化领域， 较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着计算机、自动控制技术的飞速发展，数控技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上

4、。同 时，社会 经济的飞速发 展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。本设计是对我们机械类加工日常加工中常见的工件取其中的一典型零件进行系统的编程与操作设计，从数控加工前应做的准 备开始到数控加工工艺分析、数控刀具及其选择、工件装夹方式与数控加工夹具的选择、程序编 制中的数值计算、数控加工程序的编制、数控车削加工、数控铣削加工、数控加工中心编程及自动编 程技术等内容等数控加工 时应注意的问题做了一一的说明。关键词：数控铣床 铣削加工 机械零件数控加工是将加工数据和工艺参数输入到机床，机床的控制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向直接指挥机床运动的电动机功能部件机床的

5、伺服机构发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行交换和放大处理，然后由传动机构驱动数控机床，从而加工零件，所以数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。一、工艺分析与选择（一） 、 零件图工艺分析该零件图主要由平面、孔系及外轮廓组成，内孔表面的加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔及光加工方法选择原则，中间40 孔的尺寸公差为 H7，表面粗糙度要求较高，可采用钻粗镗精镗方案， 。两端13mm 和20mm 孔处没有尺寸公差要求，可采用自由尺寸公差 IT11-IT12 处理，表面粗糙度要求不高，可采用钻13mm扩孔20mm 的方案；平面轮廓常采用的加工方法有数控铣、线切割及磨削等。在

6、本设计中，平面与外轮廓表面粗糙度要求 Ra6.3mm,可采用粗铣精铣方案。选择以上方法完全可以保证尺寸、形状精度和表面粗糙度要求。（二） 、确定装夹方案由于夹具确定了零件在数控机床坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保证零件在机床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸根据零件的结构特点，加工上表面，60mm 外圆及其台阶面和孔系时可选用一面两孔定位方式，即以底面、4H7 和一个13mm 孔定位，如图 1 示，选择上述装夹方式结构相对简单，能保证加工要求，便于实施。图 1 装夹方式1-开口垫圈 2-压紧螺母 3-带螺纹圆柱销4-带螺纹削边销 5-辅助压紧螺母 6-垫片图 2 加工底面

7、夹具（三） 、确定加工顺序加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，即粗加工定位基准面（底面）粗、精加工上表面60mm 外圆及其台阶面外轮廓铣削精加工底面并保证尺寸 40mm。（四） 、刀具选择刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参

8、数。图 -装 夹 方 式1开 口 垫 圈 2压 紧 螺 母 3-带 螺 纹 圆 柱 销4带 螺 纹 削 边 销 5辅 助 压 紧 螺 母 6垫 圈图 -加 工 底 面夹 具 为 台 虎 钳选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀，铣削平面时应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀，对一些主体型面和斜角轮廓形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。曲面加工常采用球头铣刀，但加工曲面较低平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因而采用环形铣刀。表 2-1 本设计中刀具的选择序号刀具编号 刀具规

9、格名称 数量 加工表面刀尖半径 /mm 备注1 T01 125mm 硬质合金端面 铣刀 1 铣削上下表 面 0.5 *2 T02 63 硬质合金立铣刀 1铣削60 外圆极其台阶面* *3 T03 38 钻头 1 钻40 底孔 * *4 T04 40 镗铣刀 1 镗40 内孔表面 0.2 25*255 T05 13 钻头 1 钻 2*22 螺孔 0.2 *7 T07 25 硬质合金立铣刀 1 铣削外轮廓 0.2 *编制 钱伟奇 审核 钱伟奇 批准 * 日期12 月 5日（五） 、 切削用量选择切削用量包括主轴转速（切削速度） 、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。切削用量的大小对切削力、切削速

10、率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；半精加工或精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。孔系加工切削用量见表 2。该零件材料切削性能较好，铣削平面、60mm 外圆及其台阶面和外轮廓面时，留 0.5mm 精加工余量，其次一刀完成粗铣。确定主轴转速时，先查切削用量手册，硬质合金铣刀加工加工铸铁（190-260HB）时的切削速度为 45-90m/min，取 v=70m

11、/min,然后根据铣刀直径计算主轴转速，并填入工序卡中（若机床为有级调速，应选择与计算结果接近的转速） 。N=1000v/3.14D确定进给率时，根据铣刀赤数、主轴转速和切削用量手册中给的每齿进给量，计算进给速度并填入工序卡片中。Vf=Fn=Fn* Zn背吃刀量的选择应根据加工余量确定。粗加工时，一次进给应尽可能切除全部余量。在中等功率的机床上，背吃刀量可达 8-10mm。半精加工时，背吃刀量取为0.5-2mm。精加工时背吃刀量取为 0.2-0.4mm。表 2-2 孔系加工刀具与切削用量参数刀具编号 加工内容 刀具参数主轴转速S/（r/min）进给量f/(mm/min)背吃刀量Ap/mm01

12、38 钻孔 38 钻头 200 40 1940H7 粗镗 镗铣刀 600 40 0.80240H7 精镗 镗铣刀 500 30 0.203 2mm*13 钻孔 13 钻头 500 30 6.5（六） 、拟定数控切削加工工序卡把零件加工顺序、所采用的刀具和切削用量等参数编入表 3 所示的加工工序卡中以指导编程和加工操作。表 2-3 数控加工工序卡产品名称代号 零件名称 零件图号单位名称 河南职业技术学院 数控技术毕业设计 端盖 *工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 车间* * 平口虎钳和一面两销 XK714D 数控中心工步号 工步内容刀具号/mm刀具规格/mm主轴转速/mm进给速度/mm背吃刀

13、量/mm 备注01 粗铣定位基准面 （底面） T01 125 180 40 4 手动02 粗铣上表面 T01 125 180 40 4 手动03 精铣上表面 T01 125 180 25 0.5 手动04 粗铣60 外极其台阶面 T02 63 360 40 5 手动05 精铣60 外极其台阶面 T02 63 360 25 0.5 手动06 钻40H7 底孔 T03 38 200 40 19 手动07 粗镗40H7 内孔表面 T04 25*25 600 40 0.8 手动08 精镗40H7 内孔表面 T04 25*25 500 30 0.2 手动09 粗铣外轮廓 T07 25 900 40 11

14、 手动10 精铣外轮廓 T07 25 900 25 22 手动编制 钱伟奇 审核 钱伟奇 批准 * 日期 12 月 5 日二、主要加工程序（一） 、确定编程原点铣床上编程坐标原点的位置是任意的，他是编程人员在编制程序时根据零件的特点来选定的，为了变成方便，一般要根据工件形状和标注尺寸的基准以及计算最方便的原则来确定的工件上某一点为坐标原点，具体选择注意如下几点：1、编程坐标原点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，并减少计算错误。2、编程坐标原点应尽量选在精度较高的精度表面，以提高被加工零件的加工精度。3、对称的零件，编程坐标原点应设在对称中心上；不对称的零件，编程坐标原点应设在外轮

15、廓的某一角上。4、Z 轴方向的零点一般设在工件表面。本设计选择40 圆的圆心处为工件编程 X、Y 轴原点坐标，Z 轴原点坐标在工件上表面。 （二） 、按工序编制各部分加工程序:注（用西门子系统）1、选一个 200X150X50 的毛坯；2、粗铣定位基准面（底面） ，采用平口钳装夹，如图 3：在 MDI 方式下，用125mm 平面端铣刀，主轴转速为 180r/min，可以用 LCYC75 指令铣基准面，主要确定几个 R 参数：R101=5，R102=3，R103=0，R104=2，R116=0，R117=0，R118=200，R119=150，R120=0，R121=4，R122=100，R12

16、3=100，R124=1，R125=1，R126=2，R127=1；3、粗铣上表面，将初铣的底面反过来， （注意上表面应露出超过 25mm）进行粗铣上表面，进给速度为 100mm/min 其余与步骤 1 相同；4、精铣上表面，进给速度为 25mm/min，其余同步骤 1；5、粗铣60 外圆及其台阶面，在手动方式下，用63 平面端铣刀，主轴转速为360r/min，粗铣时的横向进给率为 100mm/min，纵向进给率为 50mm/min，先铣一个62 的圆（注意刀具补偿）每刀进 4 mm，再依次将圆扩大，重复进行，直到把毛坯上多余的部分都铣掉，再进 4 mm，直到把铣到 20 mm 处为止，形成如

17、图 3 的形状；6、精铣60 的外圆及其台阶，将粗铣时留下的余量铣到，进给率应适当降低一些7、钻4 循环40H7 的底孔，在 MDI 方式下，用38 的钻头，主轴转速为 200 r/min 可以用深孔钻削 LCYC 83， 其中主要 R 参数：R101=5，R102=3，R103=0，R104=40，R105=1，R107=50，R108=80，R109=2，R110=3，R111=1，R127=1；8、粗镗40H7 内孔表面，使用镗刀，刀杆尺寸为 25X25 mm，主轴转速为 600 r/min使用 LCYC85 循环，其主要参数：R101=5，R102=3，R103=0，R104=40，R

18、105=1，R107=60，R108=100；9、精镗40H7 内孔表面，主轴转速为 600 r/min；10、钻 2 mmX13mm 螺孔，在 MDI 方式下，用40H7 的钻头，主轴转速为 600 r/min；11、粗铣外轮廓，装夹方式如图 4，在手动方式下，用25mm 平面立铣刀，主轴转速为 900 r/min ， 主轴转速为 360r/min，粗铣时的横向进给率为100mm/min，纵向进给率为 50mm/min，先铣一个深 4 mm 的外轮廓（注意刀具补偿）每刀进 4 mm，再依次将圆扩大，重复进行，直到把毛坯上多余的部分都铣掉；12、精铣刀外轮廓，在手动的方式下进行用25mm 平面

19、立铣刀，主轴转速为 900 r/min ，在 Z 轴方向不分层，一次铣到位。具体编程如下：铣底面，用125 应质合金端面铣刀LI001 N10 G94 G90 G54 G17 G71N20 S1000 M03 N30 GOO XO YO N40 Z5R101=5 R102=3 R103=0 R104=5R116=0 R117=0 R118=170 R119=110R121=4 R122=100 R123=50 R124=1R125=1 R126=2 R127=1N50 LCYC75N60 G00 Z40 N70 M30用125 应质合金端面铣刀LI002N10 G94 G90 G54 G17 G71N20 S1000 M03 N30 GOO XO YO