花瓣凸臺四方型腔銑削加工-數控機床畢業(yè)論文

宜賓職業(yè)技術學院畢業(yè)設計PAGEPAGE37花瓣凸臺四方型腔銑削加工摘要隨著科學技術飛速發(fā)展和經濟競爭的日趨激烈，機械產品的更新速度越來越快，數控加工技術作為先進生產力的代表，在機械及相關行業(yè)領域發(fā)揮著重要的作用，機械制造的競爭，其實只是數控技術的競爭。本次畢業(yè)課題設計通過對花瓣凸臺四方型腔模型零件進行結構分析，需要對其進行編程、鉆孔、銑削等數控加工，能較好地滿足了實際精度要求，提高了加工質量和設計效率。合適的工藝規(guī)程可以加工出符合精度要求的合格零件。依據整體功能確定各部位的結構并進行設計造型。從結構上分析零件，制定加工所需的工藝規(guī)程，從毛坯的確定到設計工藝路線，根據所需選擇適當的機床、刀具、相應的夾具、加工程序的編制和零件的檢驗。文中程序的編制采用CAXA軟件自動編程與手動編程相結合的方法生成。關鍵詞:零件的分析；工藝；數控加工；數控編程目錄1緒論 12零件加工工藝分析 22.1零件圖形分析 22.1.1圖形分析 22.1.2零件材料分析 32.1.3精度分析 32.2結構工藝性分析 32.2.1結構分析 32.2.2毛坯、余量的確定 33加工方案的制定 43.1加工方案分析 43.2加工方案制定 54定位基準的選擇 64.1基準的分類 64.2定位基準的選擇 64.2.1粗基準的選擇 64.2.2精基準的選擇 75確定裝夾方案和選擇夾具 85.1找正法 85.2用夾具裝夾 96設備選擇 116.1確定型號 116.2設備的介紹 117刀具與切削液選擇 127.1刀具材料的選擇 127.2刀具類型的選擇 137.3刀具參數的選擇 137.3.1面銑刀主要參數的選擇 137.3.2立銑刀主要參數的選擇 137.4切削液的選擇 148切削用量的選擇 158.1背吃刀量ap 158.2進給量f和進給速度vf的確定 168.3切削速度Vc 178.4確定主軸轉速n 179確定進給路線 1810數控加工工藝文件 1911CAXA輔助造型與軌跡生成 2411.1實體造型 2411.2刀具路徑的生成 2511.2.1外輪廓加工刀具軌跡 2511.2.2凸臺加工刀具軌跡 2611.2.3內腔加工刀具軌跡 2711.2.4孔加工刀具軌跡 2811.2.5所有加工刀具軌跡 2812程序編制 2913零件加工 2913.1加工準備 2913.2程序驗檢 2913.3加工零件 29總結 31致謝 32參考文獻 33附錄一： 34附錄二： 371緒論數控技術也叫計算機數控技術，它是采用計算機實現數字程序控制的技術。大力發(fā)展以數控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發(fā)達國家加速經濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，數控加工的需求也在增加，它的總的發(fā)展趨勢是：高精化、高速化、高效化、柔性化、智能化和集成化，并注重工藝適用性和經濟性。這種技術用計算機按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設備的運動軌跡和外設的操作時序邏輯控制功能。由于采用計算機替代原先用硬件邏輯電路組成的數控裝置，使輸入操作指令的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現，均可通過計算機軟件來完成，處理生成的微觀指令傳送給伺服驅動裝置驅動電機或液壓執(zhí)行元件帶動設備運行。目前我國的數控加工技術已廣泛應用于機械加工制造業(yè)中，如數控銑削、鏜削、車削、線切割、電火花加工等，其中數控銑削是復雜多變零件的主要加工方法。該零件就是典型的用數控銑削加工的零件，該模型綜合了運用了我三年所學的專業(yè)知識。鞏固和擴展了自己所學的基本理論和專業(yè)知識，培養(yǎng)了正確的設計和研究思想，大大提高了自己的動手能力。對本專業(yè)也有了更深刻的認識，更好的做到了實踐與理論的統(tǒng)一。2零件加工工藝分析在數控銑削加工中，對零件圖進行工藝分析的主要內容包括零件結構工藝性分析、選擇數控銑削的加工內容、零件毛坯的工藝性分析和加工方案分析。2.1零件圖形分析圖2-1花瓣凸臺四方型腔模型2.1.1圖形分析（1）分析零件圖是否完整、正確，零件的視圖是否正確、清楚，尺寸、公差、表面粗糙度及有關技術要求是否齊全、明確。從上圖可以看出該零件圖的尺寸符合了這一要求。（2）分析零件的技術要求，包括尺寸精度、形位公差、表面粗糙度及熱處理是否合理。過高的要求會增加加工難度，提高成本；過低的技術要求會影響工作性能，兩者都是不允許的。上圖的精度為IT9級，技術要求和尺寸精度都能滿足加工要求。（3）該零件圖上的尺寸標注既滿足了設計要求，又便于加工，各圖形幾何要素間的相互關系（相切、相交、垂直和平行）比較明確，條件充分，并且采用了集中標注的方法，滿足了設計基準、工藝基準與編程原點的統(tǒng)一。因此該圖的尺寸標注符合了數控加工的特點。2.1.2零件材料分析在滿足零件功能的前提下，零件材料應立足國內，應選用較低廉的材料，避免用貴重的緊缺的材料。同時，零件材料選用不當，也會增加工藝難度。按照這些要求確定零件應選用較低廉的鋁塊。2.1.3精度分析該零件最高精度等級為IT9級。外輪廓四周無尺寸精度要求。通孔的表面粗糙度為Ra為3.2um，凸臺和上、下表面的粗糙度為3.2um，其它表面粗糙度均為Ra6.3um。但加工時由于裝夾不當極容易生產震蕩。如果定位不好可能會導致表面粗糙度，加工精度難以達到要求。2.2結構工藝性分析零件圖的工藝分析，是指對所設計的零件在滿足使用要求的前提下進行的制造的可行性和經濟性分析。它包括零件的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、切削加工工藝性能分析等。2.2.1結構分析從圖2-1上可以看出，花瓣凸臺圓弧型腔模的加工輪廓主要由圓弧和直線組成，該零件的加工內容主要有平面、輪廓、凸臺、型腔、鉆孔、螺紋。需要粗、精銑上下平面、外輪廓、凸臺、內腔、鉆孔及攻螺紋等加工工序。2.2.2毛坯、余量的確定毛坯的形狀和尺寸越接近成品零件，材料消耗就越少，機械加工的勞動量就越少，因此會提高機械加工效率，降低成本，但毛坯的制造費用卻提高了。因此確定毛坯要從機械加工和毛坯制造兩方面綜合考慮，以求得最佳效果，零件在進行數控銑削加工時，余量的大小、如何裝夾等問題在設計毛坯時就要仔細考慮好，否則，如果毛坯不適合數控銑削，加工就很難進行下去。主要應從以下幾個方面去考慮。（1）穩(wěn)定的加工余量該圖的毛坯采用鑄鋁，整個零件的外形尺寸為110mm×110mm×20mm，加工時應在工件上表面、側面各預留5mm的加工余量，所以整個工件毛坯的幾何外形尺寸為115mm×115mm×25mm。但由于零件在裝夾和加工過程中存在一定的變形，所以該零件在加工成型后可能會產生一定的誤差。（2）毛坯的裝夾適應性毛坯的裝夾適應性主要考慮毛坯在加工時定位和夾緊的可靠性與方便性，以便在一次裝夾中加工出較多的平面，由于該零件圖的加工內容可在一次裝夾內完成全部加工，所以在裝夾上直接采用平口虎鉗（見圖5-3）進行裝夾。（3）毛坯的變形及余量大小均勻性根據圖紙規(guī)定的材料及機械性能確定該零件采用的毛坯是鑄鋁，該毛坯經淬火后很容易在加工中與加工后出現變形現象，因此在需要考慮加工時是否分層切削，分幾層切削，一般盡量做到各個加工表面的切削余量均勻以減少內應力所致的變形。3加工方案的制定3.1加工方案分析零件所銑削部分主要是曲線輪廓加工、凸臺的加工、臺階孔的加工、螺紋的加工。在各步加工過程中，要根據零件圖形狀特征考慮加工中所存在的問題，從而選擇更好的解決方法，確保加工的順利完成、并達到零件的要求。該零件主要加工方案如下：（1）零件中凸臺的加工：帶圓弧的矩形和花瓣凸臺。對于帶圓弧的矩形，由于沒有拐角情況，可以采用與圓弧相應直徑的刀具完成加工；而對于花瓣凸臺，必須考慮圓弧的半徑（以便選用相應的刀具），若要一次加工完成，則要使用較大的刀具，但這將影響整個加工速度。也可以先用較大直徑的刀具進行粗銑，在用較小直徑的刀具進行殘料外形的精銑。（2）零件中孔的加工：由于零件中的孔直徑為φ10mm和φ6mm,又因為該孔是無毛坯孔的孔加工，應采用锪平端面→打中心孔→鉆孔→擴孔→鉸孔方案。（3）零件中螺紋的加工：螺紋的加工根據孔徑的大小，一般情況下，直徑在M6～M20mm之間的螺紋，通常采用攻螺紋的方法加工。直徑在M6mm以下的螺紋，在加工中心上完成底孔加工，通過其他手段攻螺紋，直徑在M20mm以上的螺紋，可采用鏜刀片鏜削加工。因為該零件的兩個螺紋孔的直徑為M10mm，所以采用攻螺紋方法。3.2加工方案制定根據零件圖樣，制定以下工藝方案，選取最佳一種，（即加工工時最短，又能保證質量）下面分析兩套工藝方案進行比較：結合零件圖分析：方案一：銑削3mm夾持面→銑上平面→粗銑外輪廓→精銑外輪廓→粗銑凸臺→精銑凸臺→粗銑內腔→精銑內腔→鉆孔→銑螺紋→翻面銑下平方案二：銑3mm的夾持面→粗銑外輪廓→粗銑凸臺→粗銑內腔→精銑外輪廓→精銑凸臺→精銑內腔→銑螺紋→鉆孔→翻面銑下平面；分析：在方案一中將外輪廓粗精銑放在一個工序中，可以減少換刀的次數，從而提高了加工的效率，減少了加工所用的時間。因此采用方案一。根據以上的兩種加工方案進行分析：方案一將粗精加工一起完成，這樣可以節(jié)省時間和換刀的次數，避免因換刀而引起的長度補償誤差。而方案二將粗精加工分開進行，增加了換刀次數和加工時間，因換刀而引起的長度補償誤差值增大。所以選擇方案一加工零件。4定位基準的選擇該零件是由若干表面組成的，每個表面之間都有一定的尺寸和相互位置要求。基準就是用以確定零件上點、線、面間的相互位置關系所依據的點、線、面。4.1基準的分類基準分為設計基準和工藝基準兩大類。設計基準：是指設計工作圖上所采用的基準。工藝基準：是指加工過程中所采用的基準。又分為有工序基準、定位基準和測量基準等。（1）工序基準:工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀和位置的基準。（2）定位基準：是指在加工中用作定位的基準。（3）測量基準：是指測量時所采用的基準。此外還有裝配過程中用于確定零、部件間相互位置的裝配基準。要求掌握基準的分類，定義，同等重要的是在訓練中提高選擇基準的能力。4.2定位基準的選擇選擇工件的定位基準，實際上是確定工件的定位基面。根據選定的基面加工與否，又將定為基準分為粗基準和精基準。在起始工序中，只能選擇未經加工的毛坯表面作為定位基準，這種基準稱為粗基準。已加工過的表面作為定位基準，則稱為精基準。在選擇定位基準時，是從保證工件精度要求出發(fā)的，因此分析定位基準選擇的順序就應為從精基準到粗基準。4.2.1粗基準的選擇選擇粗基準時，應保證加工面與不加工面之間的位置要求并合理分配各加工面的余量，保證加工面與不加工面的位置尺寸和位置精度，同時還要為后續(xù)工序提供可靠精基準。具體可按下列原則選擇：（1）非加工表面原則。為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應選不加工面為粗基準。（2）加工余量最小原則。義余量最小的表面作為粗基準，以保證各加工表面有足夠的加工余量。（3）重要表面原則。為保證重要表面的加工余量均勻，應選擇重要加工面為粗基準。（4）不重復使用原則。（5）便于裝夾原則。做為粗基準的表面，應盡量平整光滑，沒有飛邊、冒口、澆口或其他缺陷，以便使工件定位準確、夾緊可靠。4.2.2精基準的選擇選擇精基準時，應保證加工精度和裝夾可靠、方便，可參照下列原則進行：（1）“基準重合”原則加工零件時應直接選擇加工表面的設計基準為定位基準，可以避免由定位基準與設計基準不重合而引起的定位誤差。（2）“基準統(tǒng)一”原則加工同一零件的多道工序時盡可能選擇同一個定位基準，這樣可以保證加工表面間的相互位置精度，避免或減少因基準轉換而引起的誤差，也簡化了夾具的設計與制造工作，降低了成本，縮短了生產準備周期。例如，軸類零件加工采用采用兩端中心孔作統(tǒng)一定位基準加工各階梯外圓表面，可保證各階梯外圓表面的同軸度誤差?；鶞手睾虾突鶞式y(tǒng)一原則是選擇精基準的兩個重要原則，但實際生產中有時會遇到兩者相互矛盾的情況。此時，若采用統(tǒng)一定位基準能夠保證加工表面的尺寸精度，則應遵循基準統(tǒng)一原則；若不能保證尺寸精度，則應遵循基準重合原則，以避免使工序尺寸的實際公差值減小，增加加工難度。（3）“自為基準”原則當工件精加工或光整加工工序要求余量盡可能小而均勻時，應選擇加工表面本身作為定位基準。（4）“互為基準”原則當個加工表面之間具有較高的位置精度，或為是加工表面具有均勻的加工余量，則可采用兩個加工表面互為基準反復加工的方法。（5）“便于裝夾”原則所選精基準應保證工件定位準確穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結構簡單適用，操作方便靈活。同時定位基準應有足夠大的接觸面積，以承受較大的切削力。綜上所述：從零件圖上可以看出絕大多數的尺寸都實行對于底平面集中標注的方法，滿足了設計基準、工藝基準與編程原點的統(tǒng)一，即基準統(tǒng)一。并且下表面作為精基準可以滿足基準重合的原則。同時以下表面為基準便于一次裝夾。所以在加工中，先將零件的上表面作為粗基準，銑出夾持面，再將夾持面作為精基準進行加工。圖4-1粗基準示意圖圖4-2精基準示意圖5確定裝夾方案和選擇夾具在機床上加工零件時，為保證加工精度，必須先使工件在機床上占據一個正確的位置，即定位；然后將其壓緊夾牢，使其在加工中保持這一正確位置，即夾緊。從定位到夾緊的全過程稱為工件的裝夾。5.1找正法找正式用工具（或儀表）根據工件上的有關基準，找出工件在加工（或裝配）時的正確位置的全過程。用找正法裝夾工件稱為找正裝夾。找正裝夾又可分為劃線找正法（圖5-1）和直線找正法（圖5-2），劃線找正法是用劃針根據毛坯或半成品上所劃的線為基準找正它在機床上的正確位置的一種裝夾方法，但該方法定位精度低，一般在0.2～0.5mm之間，廣泛用于單件小批生產中，尤其適用于形狀復雜而笨重的工件，或毛坯的尺寸公差很大、無法采用夾具裝夾的工件；直線找正法是用劃線或儀表直接在機床上找正工件位置的裝夾方法，但該方法生產率較低，對工人的技術水平要求較高，一般只用于單件小批生產中。圖5-1劃線找正法圖5-2直接找正法5.2用夾具裝夾夾具是用一裝夾工件（和引導刀具）的裝置。用夾具裝夾能使工件迅速獲的正確位置，定位精度高而穩(wěn)定。用精基準定位時，工件的定位精度一般可達0.01mm。夾具裝夾工件廣泛用于成批大量生產。夾具種類很多，廣泛的應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、配件、焊接和檢測等工藝過程中。它直接影響著工件加工的精度、勞動生率和產品的制造成本等。按專門化程度可分為以下幾種：專用夾具：該夾具是指專為某一工件的某一加工工序而設計制造的夾具，其結構緊湊，操作方便，主要用于固定產品的大批量生產。組合夾具：組合夾具是機床夾具中一種標準化、系列化、通用化程度很高的新型工藝裝備，它是由一套預先制造好的標準元件組合而成的，具有各種不同的形狀、尺寸和規(guī)格，有較好的互換性、耐磨性和較高的精度，適用于產品經常變換的生產（如單件小批生產、新產品試制和臨時突擊性的生產任務）一般不受工件形狀復雜程度的限制，適用于外形尺寸在20～600mm的工件?？烧{夾具：可調夾具包括通用夾具和組合夾具，見有通用和專用夾具的優(yōu)點，其適用范圍較寬，加工對象并不十分明確。通用夾具：通用家具是指已經標準化、無需調整或稍加調整就可以用來裝夾不同工件的夾具，如三爪卡盤、四爪卡盤、平口虎鉗和萬能分度頭等。這類夾具適應性強，可用于一定形狀和尺寸范圍內的各種工件，價格便宜。其缺點是夾具精度不高，生產率也比較低，較難裝夾。一般實用于單件小批量生產中。數控加工的特點對夾具提出幾點要求：（1）當零件加工批量不大時，應盡量采用組合夾具、可調試夾具及其他通用夾具，以縮短生產準備時間、節(jié)約生產費用。（2）在成批生產時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。（3）零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機床的停頓時間。（4）夾具上各零件應不防機床對零件各表面的加工，即夾具要開敞，其定位、夾緊機構元件不能影響加工中的走刀。該零件不僅精度要求較高，可以看到輪廓的周邊曲線圓弧和粗糙度值要求也較高，零件采用通用夾具中的平口虎鉗裝夾。平口虎鉗如圖5-3所示。圖5-3平口虎鉗6設備選擇6.1確定型號從前面的內容看出零件的換刀次數為六次，如采用數控銑床加工該零件，不利于保證為IT9級的加工精度。在加工時應采用加工中心加工，我院數控基地的FANUC-0i加工中心分為KVC650和KVC650/1兩種類型。而零件毛坯的外形尺寸為115x115x25mm，X、Y、Z方向最大行程為200x200x50mm，主軸轉速范圍在240～4000r/min之間，且屬于單件生產，應采用平口虎鉗裝夾。且該零件由平面、圓弧、凸臺、型腔組成。因此我選擇KVC650加工中心加工該零件。6.2設備的介紹數控立式加工中心KVC650是由自貢長征機床有限責任公司生產的，防護等級IP54級，電源電壓為3×380V電源頻率為50HZ，系統(tǒng)為FANUC，具有較高可操作性，功能齊全和加工精度高的優(yōu)點。其主要參數如表6-1所示。表6-1加工中心KVC的主要參數工作臺面尺寸（長×寬）405×1307（mm）主軸錐孔/刀柄形式24ISO40/BT40（MAS403）工作臺最大縱向行程650主配控制系統(tǒng)FANUC0iMate-MC工作臺最大橫向行程450換刀時間（s）6.5主軸箱垂向行程500主軸轉速范圍60—6000(r/min)工作臺T型槽（槽數-寬度×間距）5-16×60快速移動速度10000（mm/min）主電動機功率5.5/7.5（kw）進給速度5—800（mm/min）脈沖當量（mm/脈沖）0.001工作臺最大承載(kg)700機床外形尺寸(長×寬×高)(mm)2540×2520×2710機床重量(kg)40007刀具與切削液選擇7.1刀具材料的選擇刀具材料主要指刀具切削部分的材料。刀具切削性能的優(yōu)劣（如表7-1），直接影響著生產效率、加工質量和生產成本。而刀具的切削性能，首先取決于切削部分的材料；其次是幾何形狀及刀具結構的選擇和設計是否合理。在切削過程中，刀具切削部分不僅要承受很大的切削力，而且要承受切削變形和摩擦產生的高溫。要保持刀具的切削能力，刀具應具備如下的切削性能：（1）高硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必須高與工件材料的硬度，常溫下一般應在HRC60以上。一般來說，刀具材料的硬度越高，耐磨度也越好。（2）足夠的強度和韌性。刀具切削部分要承受很大的切削力和沖擊力因此刀具材料必須要有足夠的強度和韌性。（3）良好的耐熱性和導熱性。刀具材料的耐熱性是指在高溫下仍能保持其硬度和強度的性能，這是刀具材料必備的關鍵性能。耐熱性越好，刀具材料在高溫時抗塑性變形的能力、抗磨損的能力越強。高溫硬度是耐熱性的重要指標，常用的耐熱溫度表示，如高速鋼約為600℃，硬質合金可達800～1000℃。（4）良好的工藝性。為便于制造，要求刀具材料具有良好的可加工性，包括熱加工性能（熱塑性、可焊性、淬透性）和機械加工性能。表7-1常用刀具材料性能比較刀具材料切削速度耐磨性硬度硬度隨溫度變化高速鋼最低最差最低最大硬質合金低差低大陶瓷刀片中中中中金剛石高高高小根據該表所顯示的內容可以看出硬質合金鋼刀具材料的切削速度和硬度都較低且耐磨性較差，而該零件的材料為鋁塊，.切削速度和硬度較低。因此在銑削該零件時不用很高的切削速度和硬度，該零件所選用的刀具應該為硬質合金鋼。7.2刀具類型的選擇銑刀類型應與工件表面形狀和尺寸相適應。加工大平面應采用面銑刀；加工凸臺、凹槽及平面輪廓常采用立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔，可選用鑲硬質合金的玉米銑刀；加工曲面常采用球頭銑刀；加工空間曲面、模具型腔或凸模成型表面多采用模具銑刀；加工封閉的鍵槽選擇鍵槽銑刀；加工變斜角零件的變斜角面應選用鼓形或錐形銑刀；加工各種直的或圓弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等應選用成型銑刀。因此，在加工該零件時，選用面銑刀加工上平面；選用立銑刀加工凸臺和型腔；鉆孔時使用鉆頭加工。7.3刀具參數的選擇7.3.1面銑刀主要參數的選擇面銑刀主要參數的選擇應根據工件的材料、刀具的材料及加工性質的不同來確定面銑刀的幾何參數。粗銑時，銑刀直徑要小些，因為粗銑切削力大，小直徑銑刀可減少切削扭矩。精銑時，銑刀之精要大些，盡量包容工件整個加工寬度，以提高精度和效率減少相鄰兩次進給之間的接刀痕跡。因而在加工零件的上表面時，要注意選用刀具直徑。一般選用φ100mm的面銑刀。但為了減少刀具的換刀次數，加工該零件選用φ25mm的立銑刀。7.3.2立銑刀主要參數的選擇（1）銑刀直徑D的選擇一般情況下，為減少走到次數，提高銑削速度和銑削量，保證銑刀有足夠的剛度以及良好的散熱條件，應盡量選擇直徑較大的銑刀。但選擇銑刀直徑往往受到零件材料、剛性、加工部位的幾何形狀、尺寸及工藝要求等因素的限制。當零件的內輪廓轉接凹圓弧半徑R較小時，銑刀直徑D也隨之較小，D=2R，另外銑刀的剛性以銑刀直徑D與刃長L的比值來表示，一般取D/L>0.4～0.5。（2）銑刀刃長的選擇為提高銑刀的剛性，對銑刀的刃長應保證在保證銑削過程不發(fā)生干涉的情況下，盡量可根據以下兩種情況進行選擇。加工深槽或盲孔時：L=H+2式中：L為銑刀刀刃長度（mm）；H為槽深尺寸（mm）。加工外表面或通孔、通槽時：L=H+r+2式中：r為銑刀端刃圓角半徑（mm）。（3）銑刀端刃圓角半徑r的選擇銑刀端刃圓角半徑r的大小一般應與零件圖樣要求一致。但粗加工銑刀因尚未切削到工件的最終輪廓尺寸，也可以適當選得小些，有時甚至選為“清根”（r＝0～0.5mm）但在編程時需要認真考慮粗加工以后留下多少余量，以保證精加工銑刀可以把圖樣要求的r加工出來，不要造成其根部缺損。根據上述刀具選擇原則和零件結構的實際情況相結合，該材料為鋁件，工件毛坯為115mm×115mm×25mm。零件實際尺寸為110mm×110mm×20mm有足夠的加工余量，而不同的加工內容需要不同的刀具，因此確定加工平面、加工輪廓、加工凸臺選用Ф25mm立銑刀；加工內腔選用φ207.4切削液的選擇切削液是為提高切削加工效率而使用的液體。它可有效的減少摩擦，改善散熱條件，從而降低切削力、切削溫度和減少刀具磨損，提高生產效率和加工質量。切削液具有冷卻、潤滑、清洗和防銹作用，常用的有乳化液和切削油兩種。乳化液由水、油、乳化劑組成，低濃度的乳化液主要起冷卻作用，用于粗加工和磨削加工；高濃度的乳化液主要起潤滑作用，用于精加工。切削油的主要成分是礦物油，有時采用動植物油或復合油。它具有良好的潤滑性能，對于提高零件表面的加工質量有重要作用。一般用于低速精加工，如精車絲杠、螺紋及齒輪加工等。需要注意的是，加工鑄鐵件一般不用切削液。這是因為鑄鐵件的崩碎切削沖入導軌會加大磨損，清理和維護也不方便。采用硬質合金刀具加工可以不使用切削液，這是因為硬質合金耐熱性好，一般不需要使用切削液。若要使用切削液，則必須大量連續(xù)注射，以免硬質合金刀片因冷熱不均產生裂紋。為了降低刀具和工件的溫度，不僅要減少切削熱的產生，而且要改善散熱條件使用切削液可以有效地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磨擦和工件與刀具的摩擦。根據零件材料和刀具材料分析，該加工適采用乳化液效果較好。8切削用量的選擇切削用量是表示機床主運動和進給運動大小的重要參數，包括切削速度、進給量和背吃刀量。其選擇方法是：先選背吃刀量和側吃刀量，其次選擇進給速度，最后確定切削速度。其選擇原則是：粗加工時，一般以提高生產效率為主，同時也應考慮經濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟性和加工成本。同時還應考慮機床的性能，如機床剛性、主軸功率等。8.1背吃刀量ap背吃刀量又叫切削深度，它主要根據加工余量和工藝系統(tǒng)的剛性決定，其基本原則是：在工藝系統(tǒng)剛性允許時，應首先選擇一個可能大的背吃刀量，其次選擇一個較大的進給量，為了保證加工表面質量可留少量精加工余量，一般留0.2～0.5粗加工時，在留下精加工、半精加工的余量后，盡可能一次走到將剩下的余量切除；若余量過大不能一次切除，也應按先多后少的不等余量加工法加工。第一刀的ap應盡可能大些，使刀口在里面切削，避免工件表面不平及有硬皮的鑄鍛件。精加工時，ap應根據粗加工留下的余量確定，采用逐漸降低背吃刀量的方法，逐步提高加工精度和表面質量。一般精加工時，取ap=0.05～0.8mm;半精加工時，取ap=1.0～3.0mm。在加工零件時分粗加工和精加工，在粗加工時留2.0mm的加工余量,精銑留0.5mm的余量。8.2進給量f和進給速度vf的確定銑削加工的進給量f(mm/r)是指刀具轉一周，工件與刀具沿進給運動方向的相對位移量；進給速度是vf(mm/min)單位時間內工件與銑刀沿進給方向的相對位移量能，即切削刃上選定點相對工件的進給運動瞬時速度稱為進給速度，其單位為mm/min，是數控機床切削用量中的重要參數。受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。在輪廓加工中,在接近拐角處應適當降低進給量，以克服由于慣性造成工藝系統(tǒng)的變形和在輪廓拐角處造成超程的現象。進給量與進給速度的關系為：vf=nf（n為銑刀轉速）切削進給速度vf與銑刀的轉速n、銑刀齒數Z及每齒進給量fz的關系為：vF=fzZn根據公式可以看出：每齒進給量fz的選取主要取決于工件材料的力學性能、刀據材料、工件表面粗糙度等因素。當工件材料的強度和硬度越高，fz越小；反之則越大。硬質合金銑刀的每齒進給量高于同內高速鋼銑刀。工件表面粗糙度值越小，fz就越小。沒吃進給量的確定可參考表8-1取，工件剛性或刀具強度低時，應取較小值。表8-1刀每齒進給量參考值工件材料Fz/mm粗銑精銑高速鋼銑刀硬質合金銑刀高速鋼銑刀硬質合金銑刀鋼0.10～0.150.10～0.250.02～0.050.10～0.15鑄鐵0.12～0.200.15～0.30鋁0.06~0.200.10~0.250.05~0.100.02~0.058.3切削速度Vc銑削的切削速度Vc與刀具的耐用度、每齒進給量、背吃刀量、側吃刀量以及銑刀齒數成反比，而與銑刀直徑成正比。但切削速度的高底主要取決于被加工零件的精度，材料，刀具的材料和刀具的耐用度等因素。式中：T—耐用度fz—每齒進給量ap—背吃刀量Z—銑刀齒數D—銑刀直徑式中：qv、m、yv、xv、pv、mv為指數，cv、kv為系數，都由實驗確定，也可參考有關切削用量手冊選用。銑削加工的切削速度Vc也可參照表8-2取。表8-2銑削加工的切削速度參考值工件材料硬度（HBS）Vc/(m.min)高速鋼銑刀硬質合金銑刀鋼﹤22518～4266～150225～32512～3654～120325～4256～2136～75鑄鐵﹤19021～3666～150190～2609～1845～90260～3204.5～1021～30鋁70~120150～200350～500銅53~56100～150300～4008.4確定主軸轉速n確定主軸轉速時，主要根據工件材料、刀具材料、機床功率和加工性質（如粗、精加工）等條件確定其允許的切削速度。它是指切削是刀具切削刃上某點相對于待加工表面在主運動方向上的瞬時速度，切削速度確定后，即可計算出主軸轉速。主軸根據允許的切削速度Vc(m/min)選擇N=1000Vc/πD其中：N主軸轉速Vc切削速度(m/min)由刀具壽命來確定切削速度，常選為（100200）m/minD工件或刀具的直徑(mm)因此主軸轉速應根據上述公式得出。9確定進給路線在數控加工中，刀具刀位點相對于工件運動的軌跡稱為進給路線。進給路線不僅包括切削加工時的進給路線，還包括刀具到位、對刀、退刀和換刀等一系列過程的刀具運動線。確定進給路線時，要在保證被加工零件獲得良好的加工精度和表面質量的前提下，力求計算容易，走刀路線短，空刀時間少。進給路線的確定與工件表面狀況、要求的零件表面質量、機床進給機構的間隙、刀具耐用度以及零件輪廓形狀等有關。進給路線主要考慮以下幾個方面：（1）銑削零件表面時，要正確選用銑削方式。（2）進給路線盡量短，以減少加工時間。（3）進刀、退刀位置應選在零件不太重要的部位，并且使刀具沿零件的切線方向進刀、退刀，以避免產生刀痕。在切削內表面輪廓時，切入切出無法外延，銑刀只能沿法線方向切入和切出，此時，切入切出點應選在零件輪廓的兩個幾何元素的交點上。（4）先加工外輪廓，后加工內輪廓平面零件表面銑削的進給路線：①在用立銑刀側刃銑削零件外輪廓時，銑刀的切入和切出點應沿零件輪廓曲線的延長線上切入和切出零件表面，而不應沿法相直接切入零件，以避免加工表面產生劃痕，保證其零件輪廓光滑。②銑削封閉的內輪廓表面時，若內輪廓曲線允許外延，則應沿切線方向切入切出。若內輪廓曲線不允許外延，則刀具只能沿內輪廓曲線的法向切入切出，并將其切出點選在零件輪廓兩幾何元素的交點處。當內部幾何元素相切無交點時，為防止刀補取消時在輪廓拐角處留下凹口，刀具的切入切出點應遠離拐角。因此在銑削該零件時，銑削外輪廓的銑刀的切入和切出點應沿零件輪廓曲線的延長線上切入和切出零件表面；加工內腔時由于內輪廓曲線不允許外延，則刀具只能沿內輪廓曲線的法向切入切出。這樣既能減少走刀路線，又能保證零件的加工質量。10數控加工工藝文件表10-1花瓣凸臺四方型腔零件加工過程卡片工序號工序名稱工序內容設備1備料毛坯115mm×115mm×2工件裝夾將工件裝上銑削平臺平口虎鉗3銑削銑夾持面銑床翻面裝夾粗精銑上平面粗精銑外輪廓保證尺寸110mm×110mm粗精銑凸臺粗精銑內腔4鉆削鉆2×Ф6中心孔預鉆2×Ф6孔擴2×Ф10孔鉸Ф20孔攻2×M12螺紋孔5銑削翻面銑夾持平面銑床6鉗工精修鉗工去毛刺清洗鉗工用具7檢驗測量各部分尺寸形成檢驗硬度、精度檢驗編制審核表10-2粗/精銑上表面工序卡工廠數控加工工序卡產品名稱或代號零件圖號零件名稱粗/精銑上平面材料鋁合金使用設備KVC650工序號2程序編號夾具名稱平口虎鉗夾具編號工步號工步內容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉速/（r/min）進給速度（mm/r）背吃刀量/mm備注1粗銑上平面T01Ф2512002401.52精銑上平面T02Ф2030006000.5編制審核批準共1頁第1頁表10-3粗/精銑凸臺工廠數控加工工序卡產品名稱或代號零件圖號零件名稱粗/精銑凸臺材料鋁合金使用設備KVC650工序號3程序編號夾具名稱平口虎鉗夾具編號工步號工步內容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉速/（r/min）進給速度（mm/r）背吃刀量/mm備注1粗銑凸臺T01Ф2512002401.52精銑凸臺T02Ф2030006000.5編制審核批準共1頁第1頁表10-4粗銑內型工廠數控加工工序卡產品名稱或代號零件圖號零件名稱粗∕精銑內腔材料鋁合金使用設備KVC650工序號4程序編號夾具名稱平口虎鉗夾具編號工步號工步內容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉速/（r/min）進給速度/（mm/r）背吃刀量/mm備注1粗銑內腔T02Ф2015003000.52精銑內腔T03Ф1030006000.5編制審核批準共1頁第1頁表10-6鉆孔工序卡工廠數控加工工序卡產品名稱或代號零件圖號零件名稱鉆孔材料鋁合金使用設備KVC650工序號5程序編號夾具名稱平口虎鉗夾具編號工步號工步內容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉速/（r/min）進給速度/（mm/r）背吃刀量/mm備注1鉆中心孔T04Ф310001001.02鉆Ф6的孔T05Ф610002001.03擴Ф10、Ф20的孔T06Ф970014004鉸Ф20的孔T07Ф18350601.05攻M12的螺紋T08Ф82502501.0編制審核批準共1頁第1頁表10-3刀具卡片產品名或代號零件名稱花瓣凸臺四方型腔零件零件圖號程序序號O0001工步號刀具號刀具名稱刀柄型號刀具直徑/mm刀具長度/mm補償值/mm備注1T01立銑刀Ф2BT40Ф255002T02立銑刀Ф2BT40Ф205003T03立銑刀Ф1BT40Ф105004T04中心鉆Ф3mBT40Ф35005T05鉆Ф6mmBT40Ф66006T06擴孔鉆Ф9mmBT40Ф106007T07鉸刀Ф18BT40Ф206008T08絲錐BT40Ф840011CAXA輔助造型與軌跡生成11.1實體造型圖11-1三維實體11.2刀具路徑的生成11.2.1外輪廓加工刀具軌跡選擇好刀具和正確的切削參數如圖11-2后生成刀具路徑如圖11-3所示。圖11-2圖11-3外輪廓刀具軌跡11.2.2凸臺加工刀具軌跡選擇好刀具和正確的切削參數如圖11-4后生成刀具路徑如圖11-5所示。圖11-4圖11-5凸臺加工刀具軌跡11.2.3內腔加工刀具軌跡選擇好刀具如圖11-6和正確的切削參數后生成刀具路徑如圖11-7所示。圖11-6圖11-7內腔加工刀具軌跡11.2.4孔加工刀具軌跡選擇好刀具和正確的切削參數后生成刀具路徑如圖11-8所示。圖11-8孔加工刀具軌跡11.2.5所有加工刀具軌跡所有刀具路徑顯示如圖11-9所示。圖11-9所有加工刀具軌跡12程序編制詳見附錄一13零件加工13.1加工準備開機檢驗機床是否正常，用平口虎鉗裝夾好零件，進行X、Y、Z三坐標回零。設定主軸轉速，建立正確的工件坐標系，該工件采用試切對刀法。并檢驗正確與否。13.2程序驗檢將編制好的程序按正確方法輸入數控系統(tǒng)，認真檢查是否存在錯誤并作相應的修改，采用空運轉，來檢驗機床動作及軌跡的正確性，在將機床處于單段運行狀態(tài)，檢驗刀具在機床中運行的位置是否正確，當位置確定后釋放單段運行狀態(tài)。13.3加工零件自動運行數控系統(tǒng)后，調節(jié)轉速和進給量，讓刀具擁有合適的切削參數，并且注意冷卻液及其他輔助功能的正常運行?？偨Y通過本次畢業(yè)設計，我真正認識到理論和實踐相結合的重要性。這次畢業(yè)設計并培養(yǎng)了我綜合運用所學的理論知識和實際操作知識去理性的分析問題和解決問題的能力，使我建立了正確的設計思想，掌握了工藝設計的一般程序、規(guī)范和方法，并進一步鞏固、深化的吸收了所學的基本理論知識和基本操作技能。同時，還提高了我設計、計算、繪圖、編寫技術文件、編寫數控程序、數控機床操作、實際加工零件和正確使用技術資料、標準、手冊等工具書的獨立工作能力，更培養(yǎng)了我勇于創(chuàng)新的精神及嚴謹的學風和工作作風。但是本次畢業(yè)設計也暴露出我的專業(yè)基礎還有很多不足之處。比如缺乏綜合應用專業(yè)知識的能力等。不過我自信在以后的工作中能夠克服這一缺陷并且能夠做得更好。致謝本次畢業(yè)設計的順利完成，首先要感謝我的指導老師對我的精心指導。從選題到零件圖的設計及其零件的工藝分析到零件加工完成的全過程給予了我耐心的指導和無私的幫助。他以他豐富的專業(yè)知識和科研經驗，解決了我在畢業(yè)設計中遇到的各種問題，同時還要感謝我所有的任課老師和所有同學在這三年來給自己的指導和幫助，是他們教會了我對專業(yè)知識的學習和掌握，讓我掌握了本項專業(yè)的要領。本次畢業(yè)論文使我在學習上和思想上都受益非淺，它大大的提高了我的動手能力，讓我能更好的把三年的專業(yè)知識融會貫通，對以后的工作提供了很大的平臺。參考文獻[1]趙長旭、關雄飛．數控加工工藝．西安電子科技大學出版社.2006[2]張德紅.數控銑削加工技術.宜賓職業(yè)技術學院.2001[3]顧京、王振宇.數控加工編程及操作.北京高等教育出版社.2003[4]呂思科、羅素華.機械制圖.北京理工大學出版社.2007附錄一：(凸臺加工程序1.cut,2009.9.17,22:30:26.109)N10G90GN12S950M03N14X0.000Y0.000Z100.000N16X44.064Y-44.300N18Z77.000N20G01Z27.000F100N22Z25.000F80N24Y-45.000……………N5888G03X34.410Y-25.121I1.482J-6.226N5890G02X33.744Y-36.774I-16.911J-4.879N5892G01X35.263Y-38.076F80N5894G02X55.000Y-29.000I19.737J-16.924F120N5896G01Y29.000N5898G02X29.000Y55.000I-0.000J26.000N5900G01X-4.789N5902Z60.000F4000N5904G00Z100.000N5906X0.000Y0.000N5908M05N5910M30(內腔加工程序2.cut,2009.9.17,22:35:19.125)N10G90GN12S950M03N14X0.000Y0.000Z100.000N16X0.100Y0.100N18Z77.000N20G01Z27.000F100……………N1628G03X21.000Y-11.000I0.000J10.000N1630G01Y0.100N1632Z60.000F4000N1634G00Z100.000N1636X0.000Y0.000N1638M05N1640M30(精加工程序3.cut,2009.9.17,22:37:18.953)N10G90GN12S3000M03N14X0.000Y0.000Z100.000N16X-47.747Y-0.038N18Z29.100N20G01Z19.100F100N22G02X-38.453Y12.300I12.836J-0.000F1000N24G03X-29.474Y24.946I-2.207J11.078N26G01X-29.596Y25.732……………N458G03X31.134Y-55.000I0.112J-23.978F1000N460G01Z20.100F100N462G00Z100.000N464X0.000Y0.000N466M05N468M30(鉆孔程序4.cut,2009.9.17,22:38:39.703)N10G90GN12S3000M03N14X0.000Y0.000Z100.000……………N28G01Z-8.000F1000N30Z12.500F100N32G00Z37.000N34Z100.000N36M05N38S3000M03……………N56G01Z-15.000F1000N58Z5.500F100N60G00Z30.000N62Z100.000N64X0.000Y0.000N66M05N68S3000M03N70X-44.000Y44.000N72Z35.000N74Z10.500N76G01Z-10.000F1000……………N110G00Z35.000N112Z100.000N114X0.000Y0.000N116M05N118M30附錄二：基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構件開發(fā)的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網絡的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現基于AT89S52單片機的通用數據采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應用研究HYPERLINK"/detail.htm?