數(shù)控銑中典型零件的設計制造及工藝畢業(yè)論文

1、<p><b>　　本科生畢業(yè)論文</b></p><p>　　數(shù)控銑中典型零件設計制造及工藝（CAD/CAM）</p><p>　　學生姓名 </p><p>　　學 號 </p><p>　　學 院 機電工程學院

2、 </p><p>　　專 業(yè) 機械電子工程 </p><p>　　指導教師 </p><p><b>　　2012年6月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　數(shù)控技術及數(shù)控機床在

3、當今機械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國家基礎工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機械制造工業(yè)提升改造和實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產的重要手段和標志。數(shù)控技術及數(shù)控機床的廣泛應用，給機械制造業(yè)的產業(yè)結構、產品種類和檔次以及生產方式帶來了革命性的變化。數(shù)控機床是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備。它的發(fā)展是信息技術(IT)與制造技術(MT)結合發(fā)展的結果?，F(xiàn)代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技術，都是建立在數(shù)控技

4、術之上的。掌握現(xiàn)代數(shù)控技術知識是現(xiàn)代機電類專業(yè)學生必不可少的。</p><p>　　本設計是數(shù)控銑典型零件的加工，通過對零件圖的分析，毛坯的選擇，裝夾方案的確定，合理地進行了加工工藝分析，并制定了工藝文件。正確的選用了刀具，最后用Pro/E數(shù)控加工仿真并自動編程。</p><p>　　關鍵詞：數(shù)控銑典型零件 數(shù)控工藝 編制程序 數(shù)控加工</p><p><

5、;b>　　Abstract</b></p><p>　　Numerical control technology and numerical control machine tool in today's mechanical manufacturing industry and the important position of great benefit shows its basi

6、c industry in the modern countries in strategic function, and has become a traditional mechanical manufacturing industry upgrading transformation and automation, flexibility, integration of the production of the importan

7、t means and sign. Numerical control technology and the wide application of numerical control machine, machinery m</p><p>　　This design is CNC typical parts processing, through to the analysis of the drawing,

8、 the choice of blank, clamping schemes to determine the, the reasonable processing technology analysis, and formulated the process documents. The correct choose the cutting tools, with the Pro/E nc machining simulation a

9、nd automatic programming.</p><p>　　Keywords: CNC milling typical parts; numerical control technology; programming; CNC processing</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘

10、 要I</b></p><p><b>　　關鍵詞I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第一章 緒論5</b></p><p>　　1.1 數(shù)控加工內容的選擇5</p><p>　　1.2 機床的選擇5<

11、;/p><p>　　第二章 數(shù)控加工工藝性分析6</p><p>　　2.1零件毛坯余量的確定6</p><p>　　2.1.1分析毛坯的加工余量6</p><p>　　2.1.2分析毛坯的變形及余量大小均勻性6</p><p>　　2.2零件圖的分析6</p><p>　　2.2.1零件

12、圖的完整性與正確性分析6</p><p>　　2.2.2零件技術要求分析6</p><p>　　2.2.3尺寸標注方法分析7</p><p>　　2.2.4零件的結構工藝性分析7</p><p>　　2.2.5數(shù)控加工的定位基準8</p><p>　　2.3定位基準及裝夾方案分析9</p>&

13、lt;p>　　2.3.1定位基準的選擇9</p><p>　　2.3.2數(shù)控銑床夾具的確定9</p><p>　　2.4刀具的選擇10</p><p>　　2.4.1刀具尺寸選擇10</p><p>　　2.4.2刀具卡片的制定11</p><p>　　2.5切削用量選擇12</p>&

14、lt;p>　　2.5.1確定背吃刀量12</p><p>　　2.5.2確定主軸轉速12</p><p>　　2.5.3進給速度14</p><p>　　2.6切削液選擇14</p><p>　　2.7起刀、進刀和退刀的工藝問題的處理15</p><p>　　2.7.1程序起始點、返回點和切入點（進刀點

15、）切出點（退刀點）的確定15</p><p>　　2.7.2程序起始點、返回點和切入點、切出點的方法15</p><p>　　2.7.3起始平面、返回平面、進刀平面、退刀平面和安全平面的確定16</p><p>　　2.8數(shù)控加工工藝方案的制定17</p><p>　　2.8.1加工順序方案的制定17</p><

16、p>　　2.8.2制定工藝路線和工序卡片18</p><p>　　第三章 ProE數(shù)控加工與自動編程21</p><p>　　3.1體積塊銑削21</p><p>　　3.2精度分析30</p><p><b>　　設計小結32</b></p><p><b>　　參考文

17、獻33</b></p><p><b>　　致 謝34</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　隨著數(shù)控技術的發(fā)展，數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，它對國計民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展

18、起著越來越重要的作用。</p><p>　　本課題是對我所學知識的應用，它包括了我在大學四年所學的全部知識，在機電專業(yè)上具有代表性，而且提高了我們綜合運用各方面知識的能力。程序的編制到程序的調試，零件的加工運用到了我們四年所學的專業(yè)課程：《工程制圖》、《AUTO CAD制圖》、《數(shù)控技術》、《機械制造技術基礎》等。這將我所學到的理論知識充分運用到了實際加工中，切實做到了理論與實踐的有機結合。

19、 </p><p>　　1.1 數(shù)控加工內容的選擇</p><p>　　當選擇并決定對某個零件進行數(shù)控加工后，一般情況下，并非其全部加工內容都適合在數(shù)控機床上完成，而往往只是其中的一部分工藝內容適合數(shù)控加工。為了提高生產效率，充分發(fā)揮數(shù)控的優(yōu)勢，選擇哪些最合適、最需要的內容和工序進行數(shù)控加工。一般可按下列原則選擇數(shù)控加工內容：</p><p>　　(1)普通機

20、床無法加工的內容應作為優(yōu)先選擇內容。</p><p>　　(2)普通機床難加工，質量也難以保證的內容應作為重點選擇內容。</p><p>　　(3)普通機床加工效率低，工人手工操作勞動強度大的內容，可以在數(shù)控機床尚未加工能力的基礎上進行選擇。</p><p>　　此外在選擇數(shù)控加工內容時，還要考慮生產批量、生產周期、工序間周轉情況等因素，要盡量合理使用數(shù)控機床，達到

21、產品質量、生產率及綜合經(jīng)濟效益等指標都明顯提高的目的，要防止將數(shù)控機床降格為普通機床使用。</p><p>　　由于本次加工零件是單件，形狀較為復雜，故本次畢業(yè)設計的所有內容都選擇在數(shù)控機床上加工。</p><p><b>　　1.2 機床的選擇</b></p><p>　　根據(jù)圖形結構有曲面、輪廓、平面、內腔、橢圓、凹槽等型面，加工內容較復雜

22、，為了避免重復定位帶來的誤差，減少手工換刀操作,結合我校機床的實際情況。采用加工中心VDF850進行加工，該機床的X軸的行程850mm，Y軸的行程為510mm，Z軸的行程為 510mm，工作臺為1000×500mm，主軸中心線至工作臺的距離為550mm，主軸端面至工作臺中心線距離為150-660mm，斗笠式刀庫容量為20把，X,Y,Z切削速度0~760mm/min,X,Y,Z快速進給速度為20/20/18mm/min(大連數(shù)控

23、系統(tǒng))，主軸轉速為45-8000 r/min。</p><p>　　第二章 數(shù)控加工工藝性分析</p><p>　　2.1零件毛坯余量的確定</p><p>　　零件在進行數(shù)控銑削加工時，由于加工過程的自動化，使用余量的大小，如何裝夾等問題在選用毛坯時就要仔細考慮好，否則，如果毛坯不適合數(shù)控銑削，加工將很難進行下去，根據(jù)經(jīng)驗，列舉以下幾點：</p>&

24、lt;p>　　2.1.1分析毛坯的加工余量</p><p>　　該圖的毛坯采用鋁合金，且達到要求。所以圖2-1采用206×206×66（mm）的毛坯尺寸進行加工，由于該件是鑄造件，須考慮用到砂型誤差、收縮量及金屬液體流動性差不能充滿型腔等造成余量不均勻，此外，毛坯的扭曲變形量的不同地方造成余量不充分，不穩(wěn)定，因此，要采用數(shù)控銑削加工，其加工面均有充分的余量。</p><

25、;p>　　2.1.2分析毛坯的變形及余量大小均勻性</p><p>　　分析毛坯加工中與加工后的變形程度，考慮是否采用預防性措施和補救性措施，是對零件加工變形的一個重要保證。如對于厚鋁合金板，經(jīng)淬火時效后很容易在加工中與加工后變形。這時最好采用經(jīng)預拉伸處理的淬火板坯，對于毛坯的余量大小及均勻性，主要是考慮在加工時要不要分層切削，分幾層切削。自動編程時，尤其重要。</p><p>&l

26、t;b>　　2.2零件圖的分析</b></p><p>　　2.2.1零件圖的完整性與正確性分析</p><p>　　由于加工程序是以準確的坐標點來編制，零件的視圖應足夠、正確及表達清楚，并符合國家標準，尺寸及有關技術要求應標注齊全，圖2-1中有圓弧相切，幾何元素之間的關系較明確。</p><p>　　2.2.2零件技術要求分析</p>

27、<p>　　零件的技術要求主要指尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度及熱處理等。這些要求在保證零件使用性能的前提下應經(jīng)濟合理。過高的精度和表面粗糙度要求會使工藝過程復雜，加工困難，成本提高。圖2-1中要求最高尺寸公差為0.03mm，該零件最高精度等級為IT8級，被測表面與基準表面之間的平行度公差為0.002mm，表面粗糙度值全部為Ra1.6或Ra3.2，數(shù)控銑削加工經(jīng)粗、精加工可達到IT9-IT7級，表面粗糙度可達到R

28、a3.2-Ra1.6,故比較容易加工，但加工時如果裝夾不當極容易產生振蕩，如果定位不好可能會導致表面粗糙度值增加，加工精度難以保證。</p><p>　　圖2-1 數(shù)控銑典型零件圖</p><p>　　2.2.3尺寸標注方法分析</p><p>　　零件圖上的尺寸標注方法有局部分散標注法、集中標注法和坐標標注法等。對在數(shù)控機床上加工的零件，零件圖上的尺寸在加工精度能

29、夠保證使用性能的前提下，可不必用局部分散標注，應采用集中標注或以同一基準標注，即標注坐標尺寸，這樣，既便于編程又有利于設計基準、工藝基準與編程原點的統(tǒng)一。圖5-1中的尺寸標注采用的是同一基準標注，達到了要求。</p><p>　　2.2.4零件的結構工藝性分析</p><p>　　（1）分析零件的變形情況，保證獲得要求的加工精度，雖然數(shù)控機床加工精度很高，但對一些特殊情況，就應工藝上充分重

30、視這一問題，應當考慮采取一些必要的工藝措施進行預防。該零件的材料是屬于鑄鋁類零件，屬于不易變形的零件，能夠滿足要求，對該零件可以進行退火處理等措施來減少或消除變形的影響。</p><p>　　（2）盡量統(tǒng)一零件輪廓內圓弧的有關尺寸。若工件的被加工輪廓高度低，轉接圓弧半徑大，可以采用較大直徑的銑刀來加工，且加工其底板面時，進給次數(shù)也相應減少，表面加工質量也會好一些，因此工藝性能較好；反之，數(shù)控銑削工藝性較差，一般來

31、說，當R<0.2H(H為被加工輪廓面的最大高度值)，這種工藝性較差。</p><p>　　根據(jù)圖2-1，當銑U型槽時采用直徑10mm鍵槽銑刀時，則R5mm， </p><p><b>　　即：5＞0.2×5</b></p><p><b>　　故：工藝性較好</b></p><p>

32、　　綜上所述，在一個零件上，這種內腔圓弧半徑數(shù)值上的工藝性顯得相當重要，零件的外形、內腔最好采用統(tǒng)一的幾何類型或尺寸，這樣可以減少換刀次數(shù)，一般來說，即使不能要求完全統(tǒng)一，但也要力求將數(shù)值相近的圓弧半徑分組靠攏，達到局部統(tǒng)一，以盡量減少銑刀的規(guī)格與換刀次數(shù)，并避免因頻繁換刀而增加了零件加工面上的接刀階差，降低表面質量。</p><p>　　2.2.5數(shù)控加工的定位基準</p><p>　　

33、加工中定位基準的確定應注意以下幾點：</p><p>　?。?）應采用統(tǒng)一的基準定位，數(shù)控加工工藝特別強調定位加工，若無統(tǒng)一的基準定位會因工件重新安裝產生的定位誤差而導致加工后的兩個面上的輪廓位置及尺寸不協(xié)調現(xiàn)象，因此為保證兩次裝夾加工后其相對位置的準確性，應采用統(tǒng)一的基準定位。</p><p>　?。?）統(tǒng)一的基準可以是工件上已有表面，也可以是輔助基準，工件上最好有合適的孔作為定位基準，

34、若沒有，應專門設置工藝孔作為定位基準，稱之為輔助基準，工件上如沒有合適的輔助基準位置，可考慮采用在毛坯上增加工藝凸臺，制出工藝孔或在后續(xù)加工工序要加工掉的余量上設置工藝孔，在完成定位加工后再去除的方法。</p><p>　　綜上，圖2-1中采用增加工藝凸臺，銑兩個夾持面作為基準，可以一次性裝夾而加工完所要加工的表面，沒有重復定位，故能保證基準統(tǒng)一。如圖2-2：</p><p>　　圖2-2

35、 裝夾及定位基準示意</p><p>　　2.3定位基準及裝夾方案分析</p><p>　　2.3.1定位基準的選擇</p><p>　　根據(jù)零件圖及加工要求選擇設備為加工中心VDF850，同普通機床一樣在加工中心上加工時裝夾仍應遵守六點定位原則：</p><p>　?。?）盡量選擇零件上的設計基準作為定位基準。</p><

36、;p>　?。?）當零件的定位基準與設計基準不能重合且加工面與其設計基準又不能在一次安裝內同時加工時，應認真分析裝配圖紙，確定該零件設計基準的設計功能，通過尺寸鏈的計算，嚴格規(guī)定定位基準與設計基準間的公差范圍，確保加工精度。</p><p>　?。?）一次裝夾能夠完成全部關鍵精度部分的加工。</p><p>　?。?）定位基準的選擇要保證完成盡可能多的加工內容。</p>

37、<p>　?。?）批量加工時，零件定位基準應盡可能與建立工作坐標系的對刀基準重合。</p><p>　?。?）必須多次安裝時應遵從基準統(tǒng)一原則。</p><p>　　綜上所述，我選擇設計基準作為定位基準，一次裝夾保證其精度，并且遵循基準統(tǒng)一原則。</p><p>　　2.3.2數(shù)控銑床夾具的確定</p><p>　　數(shù)控銑床夾具的選

38、擇應考慮以下幾點：</p><p>　　（1）夾緊機構或其他元件不得影響進給，加工部位要敞開。</p><p>　?。?）為保持零件的安裝方位與機床坐標系及編程坐標系方向的一致性，夾具應能保證在機床上實現(xiàn)定向安裝。</p><p>　?。?）夾具的剛性和穩(wěn)定性要好。</p><p>　　（4）裝夾方便輔助時間應盡量短。</p>

39、<p>　　（5）夾具的結構應力求簡單。</p><p>　　（6）減少更換夾具的準備—結束時間。</p><p>　　（7）減少夾具在機床上的使用誤差。</p><p>　　經(jīng)上綜合分析，結合我校實際，該零件的裝夾可選用平口虎鉗及墊片和墊塊作為輔助夾緊裝置加工所需內容。根據(jù)零件圖分析，該零件可采取如下工藝措施：以夾持面和兩個側面定位選用虎鉗裝夾，如圖2-

40、2所示。安排粗、精加工，采用小直徑銑刀銑夾持面以減小切削變形。裝夾夾持面加工上面，完成加工內容，最后翻面夾凸臺面，將夾持面銑掉。由于毛坯為鋁合金在裝夾時勿過于緊以免發(fā)生變形造成加工精度的誤差。</p><p><b>　　2.4刀具的選擇</b></p><p>　　刀具的合理選擇和使用，對提高數(shù)控加工效率、降低生產成本、縮短交貨期及加快新產品開發(fā)等方面有十分重要的作

41、用。國外有資料表明，刀具費用一般占制造成本2.5%-4%，但它卻直接影響占制造成本20%的機床費用和38%的人工費用。如果進給速度和切削速度提高15%-20%，則可降低制造成本10%-15%。這說明使用好的刀具會增加成本，但效率提高則會使機床費用和人工費用有很大的降低，這正是工業(yè)發(fā)達國家制造業(yè)所采用的加工策略之一。應根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性質、加工工序、切削用量以及其他相關因素正確選擇刀具及刀柄。</p><

42、p>　　刀具材料切削性能的影響也非常重要：例如切削低硬材料時可以使用高速剛刀具，而切削高硬度的材料時就必需用硬質合金刀具如表2-1所示。</p><p>　　表 2-1 刀具材料特性和用途</p><p>　　刀具選擇的總原則是：安裝調整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性，結合我校實際，采用高速鋼刀具加工。 </p&g

43、t;<p>　　2.4.1刀具尺寸選擇</p><p>　　刀具尺寸選擇包括直徑尺寸和長度尺寸：</p><p>　?。?）直徑尺寸：根據(jù)零件圖樣不同，選用的刀具尺寸不一樣，因圖而異。</p><p>　　選取的原則是：在刀具能夠滿足加工前提下，盡量選取直徑大的刀具，銑削刀具都是成型刀具且標準，在同時可根據(jù)選取刀具的直徑提取刀具各異的刀具。</p

44、><p>　?。?）長度尺寸：在加工中心上，刀具長度一般是指主軸端面到刀尖距離,包括刀柄和刃具。</p><p>　　選取的原則是：在滿足各個部分加工要求的前提下，盡量減小刀具長度，以提高工藝系統(tǒng)的剛性，制造工藝和編程時，一般不必準確的確定刀具的長度，只需初步估算出刀具長度范圍。</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗公式： =A-B-N+L++</p><p

45、>　　公式中 ：—刀具長度</p><p>　　A—主軸端面至工作臺中心最大距離</p><p>　　B—主軸在Z向的最大行程</p><p>　　N—加工表面距工作臺中心距離</p><p>　　L—工件的加工深度尺寸</p><p>　　—刀具切出工件長度（以加工表面取2-5 mm，毛坯表面取5-8 mm）&

46、lt;/p><p>　　刀具長度示意圖如圖2-3</p><p>　　圖2-3 刀具長度示意圖</p><p>　　2.4.2刀具卡片的制定</p><p>　　對圖2-1的刀具設計卡片如表2-2</p><p>　　表2-2 數(shù)控加工刀具卡片</p><p><b>　　2.5切削用量選

47、擇</b></p><p>　　切削用量包括切削速度（主軸轉速n）、背吃刀量和進給量f（或進給速度）其確定原則與普通機械加工相似，對于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量，并編入程序單內。</p><p>　　選擇切削用量的基本原則是：粗加工時，一般以提高生產率為主，但也應考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證質量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值

48、應根據(jù)機床說明書，參考的切削用量手冊，并結合經(jīng)驗而定。</p><p>　　2.5.1確定背吃刀量</p><p>　　主要根據(jù)機床、夾具、刀具和工件的剛度來決定，在剛度允許的情況下，應盡可能使背吃刀量等于加工余量，應以最少進給次數(shù)切除這一加工余量，最好一次切凈余量，以提高生產效率，為了保證加工精度和表面粗糙度，一般都要留一點余量最后精加工，在數(shù)控機床上，精加工余量可小于普通機床，銑型腔=

49、 2.5mm，銑孔=2.5mm，銑外輪廓=2.5mm，銑拋物面=2.5mm。</p><p>　　2.5.2確定主軸轉速</p><p>　　主要根據(jù)允許的切削速度(m/min)選取</p><p>　　n= （2-1）</p><p><b>　　其中-切削速度</b&

50、gt;</p><p>　　D-工件或刀具的直徑（mm）</p><p>　　由于每把刀計算方式相同，現(xiàn)選取12的立銑刀為例說明其計算過程。</p><p><b>　　D=12mm</b></p><p>　　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，可參考表2-3

51、選取。</p><p>　　表2-3 銑削時切削速度</p><p>　　從理論上講，的值越大越好，因為這不僅可以提高生產率，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。但實際上由于機床、刀具等的限制，綜合考慮：</p><p>　　取粗銑時 =100m/min</p><p>　　精銑時 =150m/min</p>

52、;<p><b>　　代入5-1式中：</b></p><p>　　= =</p><p>　　=2653.93r/min =3980.8r/min</p><p>　　計算的主軸轉速n要根據(jù)機床有的或接近的轉速選取</p><p>　　取=2500 r/min

53、 =4000 r/min</p><p>　　同理計算10鍵槽銑刀：</p><p>　　取 =2000r/min = 3000r/min</p><p><b>　　2.5.3進給速度</b></p><p>　　切削進給速度時切削時單位時間內工件與銑刀沿進給方向的相對位移，單位mm/

54、min。它與銑刀的轉速n、銑刀齒數(shù)z及每齒進給量（mm/z）的關系為</p><p>　　=nz (2-2)</p><p>　　每齒進給量的選取主要取決于工件材料的力學性能、刀具材料、工件表面粗糙度值等因素。工件材料的強度和硬度越高，越小，反之則越大；工件表面粗糙度值越小，就越??；硬質合金銑刀的每齒進給量高于同類高速鋼銑刀，可參考表2-4選取&

55、lt;/p><p>　　表2-4 銑刀每齒進給量</p><p>　　綜合選?。捍帚?0.06 mm/z</p><p>　　精銑=0.03mm/z</p><p><b>　　銑刀齒數(shù)z=3</b></p><p>　　上面計算出： =2500 r/min =4000 r/min&l

56、t;/p><p>　　將它們代入式子8-2計算。</p><p>　　粗銑時：=0.06×3×2500</p><p>　　=450mm/min</p><p>　　精銑時：=0.03×3×4000</p><p>　　=360mm/min</p><p>　

57、　切削進給速度也可由機床操作者根據(jù)被加工工件表面的具體情況進行手動調整，以獲得最佳切削狀態(tài)。</p><p><b>　　2.6切削液選擇</b></p><p>　　由于在切削加工過程中，被切削層金屬的變形、切屑與刀具前面的摩擦和工件與刀具后面的摩擦要產生大量的熱——切削熱。大量的切削熱被工件吸收9%～30%、切屑吸收50%～80%、刀具吸收4%～10%，其余由周圍

58、介質傳出，而在鉆削時切削熱有52%傳入麻花鉆。</p><p>　　由于熱脹冷縮的原理，工件和刀具吸收了一部分的熱量，工件和刀具產生變形最終影響加工精度。如果大量的切削熱傳入刀具，容易使刀具損壞——造成“燒刀”的現(xiàn)象。為了提高加工零件的精度和刀具的耐用度及使用壽命，在切削加工過程中必須使用冷卻液對工件和刀具進行冷卻，以避免造成“燒刀”的現(xiàn)象和零件精度的影響。</p><p>　　通過查詢資

59、料知道常用的切削液主要有以下三種，見表2-5</p><p>　　表2-5 常用切削液</p><p>　　從工件材料考慮，切削鋁時不得使用水溶液，考慮到冷卻液作用和價格，選擇乳化液可以滿足要求。</p><p>　　從刀具材料考慮，硬質合金刀具一般采用乳化液作為冷卻液，其冷卻效果很好。</p><p>　　綜合以上的種種分析，采用乳化液作為

60、冷卻液效果很好。它的主要作用：冷卻、潤滑、清洗而且還有一定的防銹作用。</p><p>　　2.7起刀、進刀和退刀的工藝問題的處理</p><p>　　2.7.1程序起始點、返回點和切入點（進刀點）切出點（退刀點）的確定</p><p><b>　　(1) 程序起始點</b></p><p>　　程序起始點是指程序開始時

61、，刀尖（刀位點）的初始停留點，采用G54對刀時為對刀點。</p><p><b>　　(2) 程序返回點</b></p><p>　　程序返回點是指一把刀程序執(zhí)行完畢后，刀尖返回后的停留點為換刀點。</p><p>　　(3) 切入點（進刀點）</p><p>　　切入點（進刀點）是指在曲面的初始切削位置上，刀具與曲面的

62、接觸點。</p><p>　　(4) 切出點（退刀點）</p><p>　　切出點（退刀點）是指曲面切削完畢后，刀具與曲面的接觸點。</p><p>　　2.7.2程序起始點、返回點和切入點、切出點的方法</p><p>　　(1) 起始點、返回點的確定原則</p><p>　　在同一個程序中，起始點和返回點最好應相同

63、，圖2－1的程序起始點就是在X0Y0Z100的位置，在加工時，多個程序的設置最好也完全相同。</p><p>　　(2) 切入點選擇原則</p><p>　　在進刀或切削過程中，要使刀具不受損壞，一般來說，對粗加工而言，選擇曲面內的最高角點作為曲面的切入點（初始切削點）。因為該點的余量較小，進刀時不易損壞刀具。對精加工而言，選擇曲面內某個曲率比較平緩的角點作為曲面的切入點，因為在該點處，刀

64、具所受的彎矩小，不易折斷刀具。</p><p>　　總之，要避免將銑刀當鉆頭用，否則因受力大，排屑不便而使刀具受損。</p><p>　　(3) 切出點的選擇原則</p><p>　　這個主要考慮在切完工件后退出工件是否要損傷工件的其它表面及是否與機床的其它部分和夾具相互撞擊的情況。</p><p>　　2.7.3起始平面、返回平面、進刀平面

65、、退刀平面和安全平面的確定</p><p>　　圖2-4 刀具在加工中的幾個平面</p><p><b>　　(1) 起始平面</b></p><p>　　起始平面是程序開始時刀具的初始位置所在的Z平面，如前所述，一般定義在被加工零件的最高點之上50－100mm左右的某一位置上，在加工時取高出工件100mm。</p><p&

66、gt;<b>　　(2) 返回平面</b></p><p>　　返回平面是指程序結束時，刀尖點（不是刀具中心）所在的Z平面，它也定義在被加工表面的最高處50－100mm的某一個位置上，在加工時取高出工件100mm。</p><p><b>　　(3) 進刀平面</b></p><p>　　進刀平面以快速下刀的位置到達安全平

67、面，一般為（10－20mm）以G01速度在Z向下刀的平面，取高出工件20mm。</p><p><b>　　(4) 退刀平面</b></p><p>　　退刀平面加工完零件之后，退出加工表面，一般是退出加工表面（10－20mm）快速至退刀平面，取高出工件20mm。</p><p><b>　　(5) 安全平面</b><

68、;/p><p>　　安全平面就是加工時，為了提高工作效率而進行設置的一個平面，一般是高出工件（10－30mm），取高出工件30mm。</p><p>　　刀具在加工中的幾個平面如圖2-4所示。</p><p>　　2.8數(shù)控加工工藝方案的制定</p><p>　　一般根據(jù)零件加工精度，表面粗糙度，材料，結構形狀，尺寸及生產類型確定零件表面的數(shù)控銑

69、削加工方法及加工方案。</p><p>　　2.8.1加工順序方案的制定</p><p>　　根據(jù)零件圖樣，制定以下加工順序方案，選取最佳一種，（即加工工時最短，且又能保證質量）下面分析兩套加工順序方案進行比較。</p><p><b>　　方案一：</b></p><p><b>　　1下料。</b&g

70、t;</p><p>　　2 外輪廓加工。普通機床</p><p>　　3 粗加工上面。以下表面為基準，夾具為虎口鉗。</p><p>　　4 精鉸內腔。以下表面為基準，夾具為虎口鉗。</p><p>　　5 精加工上面。以上表面為基準，夾具為虎口鉗。</p><p>　　6 加工拋物面。以下表面為基準，夾具為虎口鉗。

71、</p><p>　　7 加工孔Φ25。以下表面為基準，夾具為虎口鉗。</p><p>　　8 加工橢圓。以左端面跟上端面為基準，夾具為虎口鉗。</p><p>　　9 加工斜面、Φ12孔。以上端面為基準，專用夾具。</p><p><b>　　10 攻絲。</b></p><p><b&g

72、t;　　11 去毛刺、檢驗</b></p><p><b>　　方案二：</b></p><p><b>　　1下料。</b></p><p>　　2 外輪廓加工。普通機床</p><p>　　3 粗精加工上端面。上端面為基準，夾具為虎口鉗。</p><p>　　

73、4 粗加工上面。以下表面為基準，夾具為虎口鉗。</p><p>　　5 精鉸內腔。以下表面為基準，夾具為虎口鉗。</p><p>　　6 精加工上面。以上表面為基準，夾具為虎口鉗。</p><p>　　7 加工拋物面。以下表面為基準，夾具為虎口鉗。</p><p>　　8 加工孔Φ25。以下表面為基準，夾具為虎口鉗。</p>&

74、lt;p>　　9 加工橢圓。以左端面跟上端面為基準，夾具為虎口鉗。</p><p>　　10 加工斜面、Φ12孔。以上端面為基準，專用夾具。</p><p><b>　　11 攻絲。</b></p><p><b>　　12 去毛刺、檢驗</b></p><p>　　兩個方案其實差不多，但方案

75、二多了粗精銑下端面的工序，看似加工上端面時能民下端面為精基準，但其實是沒有必要的，這樣會造成加工工時的增加而增加不必要的成本。故選擇方案一進行加工</p><p>　　2.8.2制定工藝路線和工序卡片</p><p>　　(1) 對零件的加工制定重要工藝過程，如下表2-6所示</p><p>　　表2-6 數(shù)控銑典型零件加工的工藝路線</p><

76、p>　　(2) 對圖2-1加工工序設計，如下表2-7所示</p><p>　　表2-7 零件加工工序過程卡片</p><p>　　(3)對圖2-1路線設計</p><p>　　①上端面走刀路線圖2-5所示 </p><p>　　圖2-5 上端面走刀路線圖 </p><p>　?、趻佄锩孀叩堵肪€如圖2-

77、6所示</p><p>　　圖2-6拋物面走刀路線圖</p><p>　?、蹤E圓型腔走刀路線如圖2-7所示</p><p>　　圖2-7 橢圓型腔走刀路線圖</p><p>　　④斜面走刀路線如圖2-8</p><p>　　圖2-8 斜面走刀路線圖</p><p>　　第三章 ProE數(shù)控加工與

78、自動編程</p><p>　　在此說明書中舉例說明ProE數(shù)控加工操作過程與自動編程。</p><p><b>　　3.1體積塊銑削</b></p><p>　　Task1.新建一個數(shù)控制造模型文件</p><p>　　Step1.設置工作目錄。選擇下拉菜單命令，將工件目錄設置至F</p><p>

79、;　　Step.2在工具欄中單擊“新建文件”按鍵。</p><p>　　Step.3在“新建”對話框中，選中選項組中的選項，選中選項組中的選項，在文本框中輸入文件名mill_volume，取消復選框中的“”，單擊該對話框中的按鈕。</p><p>　　Step4.在系統(tǒng)彈出的“新文件選項”對話框中的模板選項緩步中選取mmns_mfg_nc模板，然后在該對話框中單擊按鈕。</p>

80、<p>　　Task2.建立制造模型</p><p>　　Stage1.引入?yún)⒄漳Ｐ?lt;/p><p>　　Step1.在菜單中，選擇→→命令</p><p>　　Step2.從彈出的文件 “打開”對話框中選取三維零件模型——mill_volume.prt作序模型，并將其打開，系統(tǒng)彈出“放置”操控板。</p><p>　　Step

81、3.在“放置”操控板中選擇命令，然后單擊按鈕，此時系統(tǒng)彈出“創(chuàng)建參照模型”對話框，單擊此時對話框中的按鈕，完成參考模型的放置，放置后如圖3-1所示。</p><p>　　Stage2.創(chuàng)建如圖3-2所示的工件</p><p>　　Step1.在菜單中，選擇→→命令，然后在“輸入工件名稱”中輸入名稱GONGJIAN2系統(tǒng)彈出如圖所示的“創(chuàng)建工件”操控板，完成工件的創(chuàng)建。工件如圖3-2所示&l

82、t;/p><p>　　Step2.在菜單中選擇命令，完成制造模型的設置</p><p><b>　　圖3-1</b></p><p><b>　　圖3-2 工件圖</b></p><p>　　Task3.制造設置</p><p>　　Step1.在菜單中，選擇→命令，系統(tǒng)彈出如圖

83、所示的“操作設置”對話框。</p><p>　　Step2.設置機床。單擊“操作設置”對話框中的按鈕，如圖所示的“機床設置”對話框，在下拉列表中選擇，在下拉列表中選擇，單擊“應用”按鈕，然后單擊按鈕，完成機床的設置，返回“操作設置”對話框。</p><p>　　Step3.設置機床坐標系。在“操作“對話框中的選項組中單擊按鈕，在彈出的菜單。</p><p>　　St

84、ep4.在下拉菜單命令，系統(tǒng)彈出如圖所示的“坐標系“對話框。然后依次選擇、和上表面作為創(chuàng)建坐標系的三個參照平面，最后單擊按鈕完成坐標系的創(chuàng)建，</p><p>　　Step5.退刀面的設置。在“操作設置“對話框中的選項卡中選擇按鈕，系統(tǒng)彈出”退刀設置“對話框，然后在下拉列表中選擇選項，選取坐標系為參照，在文本框中輸入10.0，最后單擊按鈕，完成退刀平面的創(chuàng)建。</p><p>　　Step

85、6.在“操作設置”對話框中的選項組中的文本框后輸入加工的公差值0.05，輸入完畢后先單擊按鈕，最后在菜單中選擇命令，完成制造設置。</p><p>　　Task4.加工方法設置</p><p>　　Step1.在菜單中，依次選擇→→→→→→命令。</p><p>　　Step2.在系統(tǒng)彈出的菜單中選擇如圖所示的復選框，然后選擇命令。</p><p

86、>　　圖3-3 “序列設置”菜單</p><p>　　Step3.在“刀具設定“對話框中選擇下拉菜單命令，設置如圖所示的刀具參數(shù)，依次單擊和按鈕。此時系統(tǒng)彈出編輯序列參數(shù)”體積塊銑削“對話框。</p><p>　　圖3-4“刀具設定”對話框</p><p>　　圖3-5 編輯序列參數(shù)“體積塊銑削”對話框</p><p>　　Step4.

87、在編輯序列參數(shù)“體積塊銑削”對話框中設置基礎的加工參數(shù)，如圖所示，在選擇下拉菜單菜單中的命令。接受系統(tǒng)默認的名稱，單擊“保存副本”對話框中的按鈕，然后再次單擊編輯序列參數(shù)“體積塊銑削”對話框中的按鈕，完成參數(shù)設置。此時系統(tǒng)彈出“定義窗口”菜單和“選取”菜單。</p><p>　　Step5.在菜單中選擇命令，在系統(tǒng)提示下，選取下拉菜單命令，系統(tǒng)彈出如圖所示的“特征”操作板。在操控板中單擊按鈕，此時單擊創(chuàng)建一個基準

88、面，選取上表面偏距為10的基準面為窗口平面；單擊按鈕，選取剛創(chuàng)建的基準面，然后單擊按鈕，系統(tǒng)彈出 “草繪”對話框（方向設置為底部），選取基準NC_ASM_FRONT平面為參照平面，然后單擊按鈕。系統(tǒng)進入草繪環(huán)境。</p><p>　　圖3-6 “特征”對話框</p><p>　　Step6.繪制截面草圖。進入截面草繪環(huán)境后，選取基準面和基準面為草繪參照，繪制的截面草圖如圖所示。完成特征截面

89、的繪制后，單擊工具欄中的“完成”按鈕，然后在“放置”操控板中單擊確定按鈕。完成銑削窗口的創(chuàng)建。</p><p><b>　　圖3-7 截面草圖</b></p><p>　　Task5.演示刀具軌跡</p><p>　　Step1.在彈出的菜單中選擇命令，此時系統(tǒng)彈出菜單。</p><p>　　Step2.在菜單中選擇命令

90、，彈出“播放路徑”對話框。</p><p>　　Step3.單擊“播放路徑”對話框中的按鈕，觀測刀具的行走路線，如圖所示。單擊欄打開窗口查看生成的CL數(shù)據(jù)，其CL數(shù)據(jù)如圖所示。</p><p>　　Step4.演示完成后，單擊“播放路徑”對話框中的按鈕。</p><p>　　圖3-8 刀具的行走路線</p><p>　　圖3-9 “播放路徑”

91、對話框</p><p>　　Task6.加工仿真</p><p>　　Step1.在菜單中選擇命令。觀察刀具切割工件的運行情況，運行結果如圖所示。</p><p>　　圖3-10 運行結果</p><p>　　Step2.演示完成后，單擊按鈕，關閉仿真軟件。</p><p>　　Step3.在菜單中選擇命令，返回菜單。

92、</p><p>　　Task7.切減材料</p><p>　　Step1.在系統(tǒng)彈出的菜單中，選擇→→→→命令</p><p>　　Step2.系統(tǒng)單擊如圖所示的“相交元件”對話框。選取，然后單擊按鈕，完成材料切減，切減后的模型如圖3-11所示。</p><p>　　Step3.在系統(tǒng)彈出的菜單中選擇命令，返回到菜單。</p>

93、<p>　　Step4.在彈出的菜單中選擇命令，返回到菜單。</p><p>　　Step5.選擇下拉菜單命令，保存文件。</p><p>　　Task8.數(shù)控代碼的生成</p><p>　　Step1.在菜單中，依次選擇→→→命令，系統(tǒng)彈出如圖3-12所示的菜單。 </p><p>　　圖3-11 “相交元件”對話框</p

94、><p>　　Step2.在彈出的菜單中選擇命令，彈出菜單。如圖3-13所示。</p><p>　　圖3-12 “軌跡”菜單 圖3-13 “輸出類型”菜單</p><p>　　Step3.按照系統(tǒng)默認設置，完成后選擇命令，在彈出的“保存副本”對話框中單擊按鈕保存文件，然后選擇菜單中的命令，完成數(shù)據(jù)文件的創(chuàng)建。 </p><

95、;p>　　Step4.在菜單中選擇命令，在彈出的菜單中選擇命令，系統(tǒng)彈出菜單，選擇其中的命令。</p><p>　　Step5.在彈出的菜單中選擇命令。在菜單中，選擇、和復選框，然后單擊命令。</p><p>　　Step6.在彈出的“保存副本”對話框中單擊按鈕保存文件，彈出如圖所示的菜單，選擇如圖3-14所示的復選框，單擊命令。</p><p>　　圖3-1

96、4 “后置期處理選項”菜單</p><p>　　Step7.在彈出的菜單中選擇其中的選項，如圖3-15所示。</p><p>　　Step8.在系統(tǒng)彈出的程序窗口中輸入程序起始號1，然后回車確認，系統(tǒng)彈出如圖3-17所示的“信息窗口”對話框，窗口中顯示出抹后置處理的各項信息。</p><p>　　圖3-15 后置處理列表</p><p>　　

97、圖3-16 “程序窗口”對話框</p><p>　　圖3-17 “信息窗口”對話框</p><p>　　Step9.單擊“信息窗口”對話框中的按鈕，在系統(tǒng)彈出的菜單中選擇命令，完成CL數(shù)控文件創(chuàng)建，并敢機床控制數(shù)據(jù)文件（MCD）。</p><p>　　Step10.返回當前的工作目錄，以記事本方式打開前面保存的seq001.tap文件，可以查看相應的數(shù)據(jù)文件，如圖3

98、-18所示。</p><p><b>　　3.2精度分析</b></p><p>　　產品在加工后進行檢驗，產品在基本尺寸上能夠保證，但存在許多不足。</p><p>　　圖3-19 顯示MCD文件</p><p>　　加工零件時采用的是“試切法”對刀，憑借肉眼去觀察實現(xiàn)的對刀，這與采用機外對刀儀對刀有很大的差別，這是造

99、成誤差最主要的原因。</p><p>　　產品的表面粗糙值并不理想，這與所用刀具和切削用量選擇不當有關，同時也與冷卻不充分產生積屑瘤有關。</p><p>　　在加工時要求機床主軸具有一定的回轉運動精度，即加工過程中主軸回轉中心相對刀具或者工件的精度，當主軸回轉時，實際回轉軸線其位置總是在變化的，也就是說，存在著回轉誤差，主軸的回轉誤差可分為三種形式：軸向竄動、徑向圓跳動角度擺角、主軸回轉

100、誤差對加工精度的影響。切削加工過程中的機床主軸回轉誤差使得刀具和工件間的相對位置不斷改變，影響著成形運動的準確性，在工件上引起加工誤差。</p><p>　　總之分析零件的加工精度，得到零件表面粗糙還勉強能達到圖紙要求。加工中還有其他一些因素影響加工精度，重點與安排加工的工藝過程有很大關系，粗精加工分別在不同的工序中進行，使粗加工之后有一定的時間讓殘余的應力從新分布，以減小對加工精度的影響，合理選擇刀具的幾何參數(shù)

101、，合理的選擇切削用量，合理的使用切削液都可以提高零件的加工精度。</p><p><b>　　設計小結</b></p><p>　　通過本次畢業(yè)設計，我系統(tǒng)的鞏固學習了大學四年的課程，對數(shù)控技術的運用有了更深的認識和了解。對典型零件的加工工藝也更加深刻。</p><p>　　我歷時一個月，系統(tǒng)的鞏固了如《機械制圖》、《機械制造技術技術》、《數(shù)控

102、技術》等專業(yè)課程。從設計選擇圖紙到產品的加工，在指導老師的帶領下，每一個環(huán)節(jié)都是由自己全部設計制作的。在這當中，感覺到在平時的學習中還不夠努力，造成畢業(yè)設計做起來有一定的難度，也感覺到了我們專業(yè)在進行實際操作中應勤動手、多動腦去思考，才能進行我們的產品零件的優(yōu)質加工，還應多去翻閱一些需要的相關資料。</p><p>　　通過這次對零件圖形進行加工及編制其說明書，增加了不少專業(yè)方面的知識，提高了動手能力，切實做到將

103、理論聯(lián)系到了實際生產中，也只有理論與實際巧妙的結合在一起，才能達到規(guī)定的各項性能指標，才能加工出完美的、符合要求的零件，對程序的編制也是此說明書的一個重要內容，只有合理的編制程序，制定出走刀路線，才能在最短的時間內加工出滿足要求的零件?？傊?，在此次畢業(yè)設計中我學到了不少的知識。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 劉朝儒，吳志軍.

104、機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2004</p><p>　　[2] 邱永成.機械基礎[M].北京：中國農業(yè)出版社，2004</p><p>　　[3] 于駿一，鄒青.機械制造技術基礎.吉林：機械工業(yè)出版社，2009</p><p>　　[4] 陳于萍，高曉康.互換性與測量技術[M].北京：高等教育出版社，2001</p><p>　　

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107、出版社，2004</p><p>　　[13] 羅學科.數(shù)控機床編程與操作實例[M].北京：化學工業(yè)出版社，2001</p><p>　　[14] 王維.數(shù)控加工工藝及編程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[15] 田萍.數(shù)控機床加工工藝及設備[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[16] 于杰

108、.數(shù)控加工工藝與編程.北京：國防工業(yè)出版社，2009</p><p>　　[17] 詹友剛.Pro/ENGINEER數(shù)控加工教程.北京：機械工業(yè)出版社，2008</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　這次畢業(yè)設計說明書及其零件的加工完成，首先要帶領我的指導教師*老師，老師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，精益求精的工作

109、作風，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。不僅是我樹立了遠大的學術目標、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與人處事的道理。畢業(yè)設計過程中老師給予了精心的指導，并講解了各項專業(yè)要領，提出了寶貴的意見。程序的編制過程中，也要感謝我曾經(jīng)的科任教師，是他們的精心指導才使我的畢業(yè)設計能夠按期完成，也要感謝同學對我的畢業(yè)設計提出寶貴意見和建議。在此，再次表示衷心的感謝！</p