毕业设计（论文）典型薄壁零件的工艺设计及实体加工.doc

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1、西安航空职业技术学院毕 业 设 计（论 文）论文题目：典型薄壁零件的工艺设计及实体加工 所属二级学院：航空制造工程学院指导老师： 职 称： 副教授学生姓名： 班级、学号: 专 业： 数 控 技 术西安航空职业技术学院制2015年 9 月 5 日西安航空职业技术学院 毕业设计（论文）任务书题目：典型薄壁零件的工艺设计及实体加工任务与要求：1、熟悉机床的操作; 2、设计零件数控加工工艺路线,选择刀具、确定切削参数3、编写数控加工工序卡4、编写数控加工刀具卡5、编写数控加工程序单6、利用数控仿真软件仿真零件加工过程7、实际加工零件8、检测加工精度是否符合要求时间： 2015 年 9月 25 日 至

2、2015 年 12月 5日 共 8 周所属二级学院：航空制造工程学院学生姓名： 学 号：专业： 数 控 技 术指导单位或教研室：数控技术教研室指导教师： 职 称：副教授西安航空职业技术学院制2015年 9 月 5日毕业设计(论文)进度计划表日 期工 作 内 容执 行 情 况指导教师签 字2015.9.21-2015.9.30Master cam 界面的熟悉与熟悉CAD的介绍2015.10.1-2015.10.7零件造型2015.10.8-2015.10.15编制数控加工工艺卡片、确定切削参数、刀具等2015.10.16-2015.10.23仿真加工，修改程序，实体加工2015.10.24-20

3、15.10.31编写说明书、填写各种卡片2015.11.1-2015.11.7完成说明书的修改2015.11.8-2015.11.15完成中间不合理的修改2015.11.16-2015.11.23绘图（零件图、标准视图并打印）教师对进度计划实施情况总评 签名 年 月 日 本表作评定学生平时成绩的依据之一。摘要 本零件为典型薄壁类零件，但是该加工对于各种影响因素十分敏感，为了满足加工的精度要求，保障产品质量，避免变形，需要对加工工艺中的加工参数、加工器具进行优化选择，本文通过研究薄壁零件数控铣削加工的施工难点，探讨薄壁零件数控铣削加工中的工艺选择、参数设定以及器具选择。关键词： 加工工艺 Pic

4、k toThis part is a typical thin-wall parts, but the processing is very sensitive to the various influence factors, in order to satisfy the requirement of the machining precision, guarantee product quality, to avoid deformation, need to optimize the processing parameters of processing technology, pro

5、cessing equipment selection, this paper studies the construction difficulties of nc milling thin-walled parts discusses nc milling thin-walled parts in the process, parameter setting and equipment selection.Keywords: processing technology目 录摘要1前言4一 绪论51.1 数控铣床的简介51.2 数控机床的特点51.3 数控机床在国民经济中的地位和作用61.4

6、 数控机床的种类6二 零件工艺分析92.1零件图工艺路线分析92.2材料的选择10三 夹具和装夹方式的选择11 3.1装夹方式11 3.2夹具的选择11四 刀具及切削用量的选择12 4.1 数控加工刀具的要求及种类12 4.2 刀具的组成13 4.3刀具材料14 4.4切削力14 4.4.1切削力的产生15 4.4.2影响切削力的因素15 4.5刀具磨损15 4.5.1刀具磨损的形式15 4.5.2刀具磨损的原因15 4.5.3刀具磨损过程15 4.5.4刀具的磨钝标准16 4.6切削用量选择16 4.7选择刀具17 4.8编制加工工艺卡片18五 数控编程的选择及MASTERCAM X5的仿真

7、215.1数控编程方法21 5.1.1手工编程21 5.1.2自动编程22 5.1.3编程方法的选择225.2 Mastercam X5的仿真23 5.2.1毛坯的设置23 5.2.2刀具的设置23 5.2.3刀路的设计24 5.2.4件一粗铣凸台薄壁及中心圆台的刀路设计25 5.2.5件1精铣的刀路设计27 5.2.6件2的粗铣刀路设计28 5.2.7精加工件2的刀路设计29 5.2.8钻孔的刀路设计305.3 加工程序32总结 33致谢34参考文献35 前言从20世纪中叶数控技术出现以来，数控铣床给机械制造业带来了革命性的变化。数控铣床加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减

8、轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控铣床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。 数控铣床集计算机技术、电子技术、自动控制、传感测量、机械制造、网络通信技术于一体，是典型的机电一体化产品，它的发展和运用，开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式，使世界制造业的格局发生了巨大变化。现代的CAD/CAM、FMS、CIMS等，都是建立在数控技术之上。数控技术水平的高

9、低已成为衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，已经成为当今制造业的发展方向。 数控铣床具有广泛的适应性，加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；加工性能比一般自动机床高，可以精确加工复杂型面，因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果。 随着数控技术的发展，采用数控系统的机床品种日益增多，有铣床、镗床、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花加工机床等。此外还有能自动换刀、一次装卡进行多工序加工的加工中心、车削中心等1958年我国开始研制数控机床，1975年又研制出第一台加工中心。我国是世界上机床产量最多的国家，但数控机床的

10、产品竞争力在国际市场中仍处于较低水平，即使在国内市场也面临着严峻的形势。目前，在数控技术领域，我国同先进国家之间还存在不小的差距，但这种差距正在缩小。数控技术的应用也从机床控制拓展到其他控制设备，如：数控电火花线切割机床、数控测量机和工业机器人等。一 绪论1.1 数控铣床的简介 数字控制（Numerical Control）技术，简称为数控技术，是一种自动控制技术，它用数字指令来控制机床的运动。数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的,两者的加工工艺基本相同,结构也有些相似,但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床,所以其结构也与普通铣床有很大区别。数控铣床是数控加工中一类重要的机床，它能够进行铣削

11、、钻削、铰孔、忽孔、攻螺纹孔、切削螺纹等工艺过程；数控铣削加工中心则进一步具有刀库和自动换刀机构，在工件的一次装夹中，可以集铣、钻、镗等加工为一体，对 两个或两个以上的表面自动完成加工，生产效率高，加工质量好，适合箱体、立体曲面、型腔等非回转体的加工。数控铣削中心又有立式或卧式两种。数控铣床及其加工中心的编程有刀具半径自动补偿、刀具长度自动补偿和孔加工固定循环指令。1.2 数控机床的特点数控机床在机械制造业中得到日益广泛的应用，是因为它具有以下的特点：1.2.1能适应不同零件的自动加工数控机床是按照被加工零件的数控程序来进行加工的，当改变加工零件时，只需重新编制程序，输入新的数控程序，不必用凸

12、轮、模、样板或钻镗模等专用工艺装备。因此，生产准备周期短，有利于机械产品的更新换代。1.2.2工序集中数控机床在结构和功能设计时，充分考虑了工序集中，使机床在粗加工时有足够刚度和强度，在精加工时又有可靠的精度。因此，一次装夹可以实现粗加工到精加工的不同工序，减少了机床、夹具的数量，也减少了因重新装夹造成的误差，同时能够缩短等待和装夹等辅助时间。1.2.3生产效率和加工精度高、加工质量稳定由于数控机床的结构刚性好，因此，允许进行大切削量的强力切削，这就提高了切削效率，节省了机动时间。自动换速、自动换刀和其他辅助的装置作为自动化等功能，使辅助时间大大缩短，而且无需工序间的检验与测量。所以比普通机床

13、的生产效率提高3-4倍，甚至更高。同时，由于数控机床的精度高，可以利用软件进行精度的校正和补偿，又因为它是数控程序自动进行加工，可以避免人为的误差。因此，不但加工精度高，而且质量稳定。1.2.4能完成复杂型面的加工数控机床几乎可以实现任何轨迹的运动任何形状的空间曲面的加工，如加工一些普通机床难以加工的螺旋桨，汽轮机、涡轮等空间曲面，采用数控机床就会很容易加工。1.2.5减轻工人的劳动强度由于数控机床实现自动化或半自动化加工，许多辅助动作均由机床完成，因此工人的劳动量减少。1.3 数控机床对我的影响。让我们了解了现代数控机床的生产方式和工艺过程。熟悉了一些材料的成形方法和主要机械加工方法及其所用

14、主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术、新技术、新设备在机床生产上的应用。在数控机床的生产装配以及调试上，具有初步的独立操作技能。1.4 数控机床的种类1.4.1 按功能水平分类1） 经济型数控机床 这种数控机床主要是采用开环控制数控系统，采用步进电机驱动。从而价格比较便宜但是机床的精度相对于其他类型机床要差一点，因为机床在价格上有优势从而在制造业广泛采用。2) 普通型数控机床 这种数控机床主要采用半闭环控制数控系统，采用脉冲编码器进行角位移动的反馈，提高数控系统控制的精度。精度相对于经济型机床要高，在工厂也应用的比较多。3）高档数控机床 这种数控机床主要采用闭环控制数控

15、系统，它不仅有角位移反馈还有速度反馈和位移反馈。这种数控系统控制精度很高，而且功能很强大可以控制多轴联动加工一些复杂的空间曲面零件，所以高档机床的价格昂贵。一般加工一些难以加工的零件时采用，而且高档机床实现全自动化的加工。1.4.2 按运动方式分类 1）点位控制数控机床 这类数控机床的数控装置只要要求精确控制一个坐标点到另一个坐标点的精确定位，从而不限制从一点到另一点的运动轨迹和移动速度，且在移动过程中不进行任何切削加工。为了精确定位和提高生产效率，首先系统先快速接近定点位，然后进行1-3级减速，使之慢速定位，减小定位误差。这类数控机床主要有数控钻床、数控坐标镗床、数控点焊机和数控测量机床等。

16、2) 点位直线控制数控机床 这类机床不仅要求具有准确的定位功能，而且要求控制两个相关点之间的移动速度和移动轨迹，移动轨迹一般都由与各坐标轴线平行的直线段组成。3） 轮廓控制的数控机床 这类数控机床的数控系统能同时控制两个或两个以上的坐标轴，刀具可沿任意斜线、曲线、曲面连续切削,且能对整个加工过程中每一点的速度、位置进行控制。这类机床主要有数控车床、数控铣床、加工中心等。结构相对复杂，功能齐全。1.4.3 按控制系统方式分类1) 开环控制系统数控机床 这类机床没有运动部件的位置检测，数控装置发出的信号流是单向的，没有反馈，其精度主要取决于伺服系统的性能，控制回路为开环。2）闭环控制数控机床 这类

17、机床数控机床的数控装置中插补器发出的指令信号与工作台端测得的实际位置反馈信号进行比较，根据其差值不断控制坐标轴运动，进行误差修正，直到误差消除为止。3) 半闭环控制数控机床 大多数数控机床采用半闭环控制系统，它的检测元件安装在伺服电动机轴上或滚珠丝杠的轴端，检测伺服电机转角。这种系统可以获得稳定的控制特性和较好的调节性能。二 零件工艺的分析2.1零件图工艺路线分析 该工件主要由平面、凹槽、薄壁、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，25通孔公差等级为IT8级，表面粗糙度为Ra1.6，采用钻孔扩孔铰孔方案即可达到。8的四个通孔公差等级为IT

18、11级，表面粗糙度为Ra3.2级，使用8平底立铣刀即可。薄壁公差等级为IT12级，表面粗糙度为Ra3.2级，采用立铣刀粗铣精铣即可。在本设计中，平面与外轮廓表面粗糙度要求Ra3.2mm，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。 加工顺序的选择直接影响到零件的加工的质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则结合图样分析，由于此次加工工序集中，所以工序进行了如下安排：1）铣削平面，平面见光即可，保证毛坯尺寸为95*75*28，粗糙度为1.6，选用20mm的平底铣刀。 2）铣削外边缘轮廓，保证深度为10mm，粗糙度为1.6，选用20

19、mm的平底铣刀， 3）加工中间的25内孔，钻23的孔，留余量0，扩24的孔，留余量0.8，铰25的孔，留余量0.2。4）4*8孔选用8平底立铣刀加工。 5）精铣到工序留下的加工余量，保证图上个尺寸、精度，采用面铣刀进行铣削。6） 掉头装夹，铣削反面，保证厚度为28mm，表面粗糙度为1.6，选用20mm的平底铣刀。7） 粗加工心形内槽，选用10平底铣刀加工。8） 粗加工心形外轮廓，选用10平底铣刀加工（注意外部俩凸台）。9） 精铣到工序留下的加工余量，保证图上个尺寸、精度，采用面铣刀进2.2毛坯和材料的选择 由于各种机械的用途和性能不同，其零件的材料、结构和技术要求也各不相同。 零件应根据不同的

20、工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。45钢是常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达4552HRC。三 夹具和装夹方式的选择3.1 装夹方式数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧方案，要求有以下两点： 1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便性和精确性。 2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。综合以上分析可选用：平口虎钳。3.2 夹具的选择 根据对工件

21、的定位分析，定位元件的选择，故选择机械式平口虎钳作为零件夹具。对夹具选择的基本要求： 1）为保持零件安装方位与机床坐标系及程编坐标系方向的一致性，夹具应能保证在机床上实现定向安装，还要求能协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标尺寸联系。 2）为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹具要做得尽可能开敞，因此夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的安全距离，同时要求夹紧机构元件能低则低，以防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、刃具在加工过程中发生碰撞。 3）夹具的刚性与稳定性要好。尽量不采用在加工过程中更换夹紧点的设计，当非要在加工过程中更换夹紧点不可时，要特别注意不能因更换夹紧点而破坏夹具

22、或工件定位精度。平口虎钳即可满足对此零件加工的装夹 图3-5 机械式平口钳 图3-6 液压式平口钳四 刀具及切削用量的选择4.1 数控刀具的要求及种类4.1.1 加工刀具的要求 1）铣刀刚性要好一是为提高生产效率而采用大切削用量的需要；二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点。2）铣刀的耐用度要高尤其是当一把铣刀加工的内容很多时，如刀具不耐用而磨损较快，就会影响工件的表面质量与加工精度，而且会增加换刀引起的调刀与对刀次数，也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶，降低了工件的表面质量。除上述两点之外，铣刀切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等也非常重要，切屑粘刀形成积屑瘤在数控铣

23、削中是十分忌讳的。总之，根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好，耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率和获得满意的加工质量的前提4.1.2 常用铣刀种类常用铣刀种类 1 ）面铣刀图3-7 2 ）成型铣刀图3-8 3 ) 球头铣图3-9 4 ) 鼓形铣刀图4-0除上述几种类型的铣刀外，数控铣床也可使用各种通用铣刀。但因不少数控铣床的主轴内有特殊的拉刀装置，或因主轴内孔锥度有别，须配制过渡套和拉杆。4.2 刀具的组成各种数控刀具的结构都由装夹部分和工作部分组成。整体结构刀具的装夹部分和工作部分都做在刀体上；镶齿结构刀具的工作部分(刀齿或刀片)则镶装在刀体上。 刀具的装

24、夹部分有带孔和带柄两类。带孔刀具依靠内孔套装在机床的主轴或心轴上，借助轴向键或端面键传递扭转力矩，如圆柱形铣刀、套式面铣刀等。4.3 刀具材料刀具材料一般是指刀具切削部分的材料。它的性能优劣是影响加工表面质量、切削效率、刀具寿命的重要因素。选用新型刀具材料不但能有效地提高切削效率、加工质量和降低成本，而且往往是解决某些难以加工材料的工艺关键。金属切削过程中，刀具切削部分在高温下承受着很大切削力与剧烈摩擦等作用，因此刀具切削部分的材料必须具备下列性能。4.3.1高的硬度和耐磨性刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，刀具材料的常温硬度要求在60HRC以上，并具有良好的耐磨性。一般刀具材料硬度越高，

25、耐磨性也越好。4.3.2足够的强度和韧性为防止刀具变形,崩刃和断裂,刀具材料必须具有足够的强度和韧性,通常用材料的抗弯强度和冲击韧性表示。4.3.3高的耐热性耐热性是指指刀具材料在高温下仍能保持硬度,耐磨性、强度和韧性的能力。刀具材料的耐热性越好，允许的切削速度越高。一般刀具材料高温硬度越高，耐热性越好。4.3.4良好的工艺性 为了便于刀具的制造，要求刀具材料有良好的加工性能和热处理性能。如良好的锻造性能，切削加工性能，刃磨性能等，且要求淬透性好，热处理变形小。4.4 切削力切削力是切削过程中的基本物理现象之一，是分析工艺及设计和使用机床、刀具、夹具的重要依据。4.4.1 切削力的产生切削时，

26、使被加工材料发生变形的切削所需要的力称为切削力。切削力的来源有两个方向：一是三个变形区的变形抗力；二是刀具与切削、工件表面间。4.4.2 影响切削力的因素工件材料的影响 1) 工件材料的强度、硬度越高，切削力越大； 2） 工件材料的塑性、韧性越大，变形抗力和摩擦力越大，切削力也越大。切削用量的影响 1) 背吃刀量和进给量增大，都会使切削力增大，但两者的影响程度不同。在切削面积相同条件下，采用大的进给量比采用大的背吃刀量时引起的切削力小。 2） 切削速度Vc。加工塑性金属材料时，切削速度对切削力有明显影响；加工脆性金属材料时，切削速度对切削力没有显著影响。刀具几何参数的影响 此外，刀具的材料，刀

27、具的磨损及切削液等都会影响切削力的大小。4.5 刀具磨损 在切削工程中刀具的磨损是不可避免的，刀具的磨损对加工效率，加工质量和成本有直接的影响。当磨损量达到一定值时，必须及时磨刀或更换新刀。4.5.1 刀具磨损的形式 1）前面磨损； 2) 后面磨损； 3）前后面同时磨损。4.5.2 刀具磨损的原因刀具磨损是机械、热、化学等方面综合作用的结果，其主要原因有以下几个方面。1）磨料磨损；2)粘结磨损；3）扩散磨损；4)氧化磨损；5）相变磨损。4.5.3 刀具磨损过程1)初期磨损阶段；2）正常磨损阶段；3)急剧磨损阶段4.5.4 刀具磨钝标准为了保证刀具有足够的寿命，必须在磨损量达到急剧磨损阶段之前就

28、停止使用，进行刃磨或换刀。因此要对刀具规定一个允许磨损量的最大值，这个值称为刀具磨钝标准或磨损限度。根据磨钝标准可以判断刀具是否磨钝，从而决定刀具是否需要重新刃磨。4.6 切削用量的选择在切削加工过程中，切削用量的大小直接影响生产率、加工成本、加工质量、刀具耐用度、机床功率等各个方面，因此切削用量的合理选择是十分重要的。所谓合理的切削用量是指在保证质量的前提下，能充分发挥机床、刀具的切削性能，且能达到提高生产率、降低成本目的的一种切削用量。4.6.1 切削用量的原则 1） 粗加工切削用量的选择：首先采用大的背吃刀，其次采用较大的进给量，最后根据刀具耐用度确定合理的切削速度。2 ) 精加工切削用

29、量的选择：采用较小的背吃刀和进给量，在保证刀具耐用度的前提下，尽可能采用大的切削速度。4.6.2 制定切削用量的步骤 1）确定背吃刀量ap（mm） 背吃刀量根据加工余量确定，尽可能采用大的背吃刀量。粗加工时，在保留半精、精加工余量的前提下，尽量将粗加工余量一次切除。在中等功率的机床上，背吃刀量可达810mm，如果余量太大，导致机床功率不足，刀具强度不够或工艺系统刚性不足等，可n次走刀分切。半精加工和精加工时，因预留的加工余量已较大，一般都可一次切完。半精加工时背吃刀量可取0.52mm，精加工背吃刀量可取0.1-0.4mm。 2) 确定进给量Vf粗加工时，工件表面质量要求不高，但切削力往往很大。

30、合理的进给量应是工艺系统能承受的最大进给量，即在满足机床进给机构强度，刀杆强度，刀片强度，工件刚性等限制条件下，选取尽可能大的进给量；精加工时，合理的进给量应是能满足已加工表面粗糙度要求的最大进给量，实际生产中，经常采用查表法确定进给量，具体可查阅相关手册. 进给速度Vf（mm/min）进给量f（mm/r）刀具转速n刀具齿数Z进给量f及每齿进给量fz的关系为：Vf=fn=fzZn 铣上表面：查表得铣削速度vc=60115m/min，每齿进给量fz=0.20.1mm/z，铣削深度13mm。取n=1000100/3.14201592n/min vf= 637mm/min 铣外轮廓：查表得铣削速度v

31、c=60115m/min，每齿进给量fz=0.030.02 mm/z。铣削8mm*4孔取n=1000r/min vf= 0.1mm/min加工25mm的中心孔钻25孔的，取s=0.21mm/r，v=106.1mm/,n=553.6r/min 扩25的孔，取s=0.75mm/r,v=56.85，n=720r/min铰25的孔，取s=1.9mm/r,v=7.55m/s，n=100r/min铣中心薄壁内：查表得铣削速度vc=60115m/min，进给量f=0.030.02 mm/z。粗：n=100065/3.14102000r/min vf= 60.022000240mm/min精：vc=65(1+

32、30%)=84.5 m/min n=100084.5/3.14102500r/min铣中心薄壁外：查表得铣削速度vc=60115m/min，进给量f=0.030.02 mm/z。4.7 选择刀具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考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。下表就是本次铣削中用到的所有刀具：工件的刀具卡片：零件名称相配件零件图号刀具号刀具名称刀具备注直径（mm)刀长(mm)T01立铣刀2040铣外轮廓T02立铣刀1040粗加工T03立铣刀840精加工T04麻花钻2345钻孔T05扩孔钻2445扩孔T06铰

33、刀2545铰孔4.8 编制加工工艺卡4.8.1加工工艺过程卡片序号工序内容定位及夹紧1装夹工件机械式平口钳夹持2铣削上表面机械式平口钳夹持3铣削上表面外轮廓机械式平口钳夹零件4钻孔25mm机械式平口钳夹零件5扩孔25mm机械式平口钳夹零件6铰孔25mm机械式平口钳夹零件7打孔4*8mm机械式平口钳夹零件8精加工上表面余量机械式平口钳夹零件9铣削下表面机械式平口钳夹零件10铣削心形内槽机械式平口钳夹零件11铣削心形薄壁机械式平口钳夹零件12铣削下表面俩凸台机械式平口钳夹零件4.8.2正面加工工序卡片：单位数控加工工序卡片产品名称或代号零件图号西安航空职业技术学院1零件名称材料45钢使用设备工序号

34、1夹具名称平口虎钳夹具编号切削液选择乳化液工布号工布内容走刀次数量具及检具刀具号夹具主轴转速/（r/min）进给速度/(mm/min)背吃刀量/（mm/r）备注1铣表面游标卡尺T01平口虎钳15926371粗加工2铣外轮廓游标卡尺T01平口虎钳15921150.3粗加工3钻25中心孔游标卡尺T04平口虎钳5531060.2粗加工4扩25中心孔游标卡尺T05平口虎钳720560.75粗加工5铰25中心孔游标卡尺T06平口虎钳10081.9精加工6铣4*8孔至H22mm游标卡尺T03平口虎钳1000600.1精加工7精加工余量游标卡尺T03平口虎钳25001150.1精加工5.8.3 反面加工工序

35、卡片单位数控加工工序卡片产品名称或代号零件图号西安航空职业技术学院1零件名称材料45钢使用设备工序号1夹具名称平口虎钳夹具编号切削液选择乳化液工布号工布内容走刀次数量具及检具刀具号夹具主轴转速/（r/min）进给速度/(mm/min)背吃刀量/（mm/r）备注1粗铣表面留余量1mm游标卡尺T01平口虎钳15926371粗加工2粗加工心形内槽游标卡尺T02平口虎钳20002400.5粗加工3粗加工外轮廓游标卡尺T02平口虎钳20002400.5粗加工4粗加工俩凸台游标卡尺T02平口虎钳20002400.5粗加工5精加工余量游标卡尺T04平口虎钳250084.50.1精加工五 数控编程的选择及MA

36、STERCAM X5的仿真5.1 数控编程方法数控编程方法可分为手工编程和自动编程两种。5.1.1 手工编程(1)手工编程的定义 手工编程是指主要由人工来完成数控机床程序编 制各个阶段的工作。当被加工零件形状不十分复杂和程序较短时，都可以采用手工编程的方法。对于几何形状不太复杂的零件，所需要的加工程序不长，计算也比较简单，出错机会较少，这时用手工编程既经济又及时，因而手工编程被广泛地应用于形状简单的点位加工及平面轮廓加工中。但对于一些复杂零件，特别是具有非圆曲线的表面，或者零件的几何元素并不复杂，但程序量很大的零件(如一个零件上有许多个孑L或平面轮廓由许多段圆弧组成)，或当铣削轮廓时，数控系统

37、不具备刀具半径自动补偿功能，而只能以刀具中心的运动轨迹进行编程等特殊情况，由于计算相当繁琐且程序量大，手工编程就难以胜任，即使能够编出程序来，往往耗费很长时间，而且容易出现错误。据国外统计，当采用手工编程时，一个零件的编程时间与在机床上实际加工时间之比，平均约为30：1，而数控机床不能开动的原因有2030是由于加工程序编制困难，编程所用时间较长，造成机床停机。因此，为了缩短生产周期，提高数控机床的利用率，有效地解决各种模具及复杂零件的加工问题，采用手工编制程序已不能满足要求，而必须采用“自动编制程序”的方法。(2)手工编程的意义 手工编程的意义在于加工形状简单的零件(如直线与直线或直线与圆弧组

38、成的轮廓)时，快捷、简便；不需要具备特别的条件(价格较高的硬件和软件等)；对机床操作或程序员不受特殊条件的制约；还具有较大的灵活性和编程费用少等优点。手工编程在目前仍是广泛采用的编程方式，即使在自动编程高速发展的将来，手工编程的重要地位也不可取代，仍是自动编程的基础。在先进的自动编程方法中，许多重要的经验都来源于手工编程，并不断丰富和推动自动编程的发展。(3)手工编程的不足 手工编程既繁琐、费时，又复杂，而且容易产生错误。其原因是：1)零件图上给出的零件形状数据往往比较少，而数控系统的插补功能要求输入的数据与零件形状给出的数据不一致时，沈阳机床就需要进行复杂的数学计算，而在计算过程中可能会产生

39、人为的错误。2)加工复杂形面的零件轮廓时，图样上给出的是零件轮廓的有关尺寸，而机床实际控制的是刀具中心轨迹。因此，有时要计算出刀具中心运动轨迹的坐标值，这种计算过程也较复杂。对有刀具半径补偿功能的数控系统，要用到一些刀具补偿的指令，并要计算出一些数据，这些指令的使用和计算过程也比较繁琐复杂，容易产生错误。3)当零件形状以抽象数据表示时，就失去了明确的几何形象，普通车床在处理这些数据时容易出错。无论是计算过程中的错误，还是处理过程中的错误，都不便于查找。4)手工编程时，编程人员必须对所用机床和数控系统以及对编程中所用到的各种指令、沈阳机床代码都非常熟悉。这在编制单台数控机床的程序时，矛盾还不突出

40、，可以说不大会出现代码弄错问题。但在一个编程人员负责几台数控机床的程序编制工作时，由于数控机床所用的指令、代码、程序段格式及其他一些编程规定不一样，所以就给编程工作带来了易于混淆而出错的可能性。5.1.2、自动编程自动编程是指借助数控语言编程系统或图形编程系统，由计算机来自动生成零件加工程序的过程。编程人员只需根据加工对象及工艺要求，借助数控语言编程系统规定的数控编程语言或图形编程系统提供的图形菜单功能，对加工过程与要求进行较简便的描述，而由编程系统自动计算出加工运动轨迹，并输出零件数控加工程序。由于在计算机上可自动地绘出所编程序的图形及进给轨迹，所以能及时地检查程序是否有错，并进行修改，沈阳

41、机床得到正确的程序。按输入方式的不同， 自动编制程序可分为语言数控自动编程、普通车床图形交互自动编程和语音提示自动编程等等。现在我国应用较广泛的主要是图形交互式编程。5.1.3 、编程方法的选择在数控机床发展的过程中，在研制出各种数控机床的同时，也研制出了各种编程方法。至今，主要有手工编程和自动编程两种方法，其他方法可视为这两种方法的扩展，它们各有其适用范围。究竟选择哪一种编程方法，通常应根据被加工零件的复杂程度、数值计算的难度与工作量大小、现有设备(相应硬件与软件)以及时间和费用等进行全面考虑，权衡利弊，予以确定。一般而言，加工形状简单的零件，沈阳机床例如点位加工或直线切削零件，用手工编程所

42、需的时间和费用与用自动编程所需的时间和费用相差不大，因此采用手工编程比较合适。而当被加工零件形状比较复杂，如复杂的模具，若不采用自动编程，不仅在时间和费用上不合理，有时甚至用手工编程方法无法完成。本题有些部分可以采用手工编程，有些部分可以采用自动编程，对于，外边缘轮廓以及钻孔攻丝可采用手工编程，而图中的型腔铣削中可采用自动编程的方这样不容易出错，也可减少很多计算，大大的提高了生产效率。5.2 Mastercam X5的仿真5.2.1 毛坯的设置在进行刀具轨迹生成之前，需要先设置好所加工的机床、加工的毛坯、刀具等等。（1）机床的选择设置步骤：“机床类型”“铣床”“默认”。（2）加工毛坯设置好机床以后，将在软件的操作管理面板中的看到如图4.1所示界面。 图4.1 操作管理 图4.2 毛坯设置选择图4.1中的材料设置，对面板中的参数进行设置，毛坯位957528，设置后如图4.2所示。5.2.2