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1、支撑口盖的加工【摘要】机械制造业是国民经济的支柱产业，可以说，没有发达的机械制造业，就不可能有国家的真正繁荣的富强。而机械制造业的发展规模和水平，则是反应国民经济实力和科学技术水平的重要标志之一。提高加工效率，降低生产成本，提高加工质量，快速更新产品，是机械制造业竞争和发展的基础，也是机械制造业技术水平的标志。20世纪50年代初第一台数控机床出现了，数控机床是典型的机电一体化产品，综合了精密机械、电子、电力拖动、自动控制、自动检测、故障诊断和计算机等方面的技术。数控机床的高精度、高效率及高柔性决定了大力推广使用数控机床是我国制造业提高制造能力和水平，提高市场适应能力和竞争能力的必由之路。数控铣
2、削加工是机械加工中最常用和最主要的数控加工方法之一，加入WTO以来，我国汽车工业、航空航天工业得到了快速发展，大量具有复杂曲面的零件如模具、叶片和螺旋浆等，都需要用数控铣床进行加工。本设计以数控铣床加工工艺、编程与操作为核心内容，介绍了数控铣床利用计算机辅助编程加工典型零件的应用实践技能。关键词： 数控铣床；典型零件;计算机辅助编程 目 录1 设计说明书21.1 绪论21.1.1 数控加工41.1.2 Masterman介绍41.2毕业设计的基本内容41.2.1 数控加工工工艺分析41.2.2加工程序的编制51.3 工艺分析与选择51.3.1 零件图工艺分析51.3.2 确定装夹方案61.3.
3、3 确定加工顺序61.3.4 刀具选择61.3.5切削用量选择71.3.6拟定数控加工工序卡81.4主要加工程序101.4.1 绘制mastercam实体101.4.2 mastercam实体加工及导出程序10结束语21谢 辞22参考文献231 设计说明书1.1 绪论数控机床即数字程序控制机床，是自动化机床的一种。最早出现的数控铣床。60年代后，点位控制的机床迅速发展，出现了数控钻床、数控冲床和数控坐标镗床。这类机床不需要复杂的控制运算法就可以实现加工。数控机床是现代制造业的关键设备，一个国家的数控机床的产量和技术水平在某种深度上就代表这个国家的制造业水平和竞争力近年来，我国数控机床的产量持续
4、增长，数控化率也显著提高。另一方面我国数控产品的技术水平和质量也不断提高。目前我国一部分普及型数控机床的生产已经形成一定规模，产品技术性能指标较为成熟，价格合理，在国际市场具有一定竞争力。我国数控机床行业所掌控的五轴联动数控技术较成熟，并已有成熟商品走向市场。我国数控机床高端产品的生产上取得了一定的突破。目前我国已经可以供应网络化、集成化柔性化的数控机床。同时，我国也已进入世界高速数控机床生产国和高精度精密度数控机床生产国的行列。目前我国已经研制成功一批主轴转速在8000-10000转/分以上的数控机床。我国数控机床行业近年来大力推广应用CAD等信息技术，很多企业已开始和计划实施应用ERP、M
5、RP和电子商务.如济南第二机床集团有限公司的CAD普及率达100%，是国家级“CAD示范企业”，企业的MRP系统应用也非常成功，现代化管理水平较高。但是和发达国家相比，我国数控机床行业在信息化技术应用上仍然存在很多不足。信息化技术基础薄弱，对外国技术依存度高。我国数控机床行业总体的技术开发能力和技术基础薄弱，信息化技术应用程度不高。行业现有的信息化技术来源主要依靠引进国外技术，对国外技术的依存度较高，对引进技术的消化仍停留在掌握已有技术和提高国产化率上，没有上升到形成产品自主开发能力和技术创新能力的高度。具有高精、高速、高效、复合功能、多轴联动等特点的高性能数控机床基本上还得依赖进口。生产成熟
6、度较低，可靠性不高。国外数控系统平均无故障时间在10000小时以上，国内仅3000-5000小时：整机平均无故障实践国外达800小时以上，国内最好只有300小时。创新能力低市场竞争力不强。我国生产数控机床的企业虽然达百余家，但大多数未能形成规模生产，信息化技术利用不足，创新能力低，制造成本高、产品市场竞争能力不强。随着柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求。当今数控机床信息化正朝着以下几个方面发展。高速度、高精度化，速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品质量。目前，我国生产的第六代数控机床系统均采用位数、频率更高的处理器，以提高
7、系统的基本运算速度，使得高速运算、模块化及多轴组成控制系统成为可能。同时新一代数控机床采用超大规模集成电路和多微处理器结构，以提高系统的数据处理能力。智能化。现代数控机床的只能化发展影响加工精度和物理量进行检测、建模、提取特征、自动感知加工系统的内部状态及外部环境，快速做出实现最佳目标的智能决策，对机床的工艺参数进行实时控制，使机床的加工处于最佳状态。基于CAD和CAM的数控编程自动化。随着计算机应用技术的发展，目前CAD/CAM图形交互式自动编程已得到较多的应用，是数控机床发展的新趋势。它是利用CAD绘制的零件加工图样，经计算机内的刀具轨迹数据进行计算和后置处理，从而自动生成数控机床零部件加
8、工程序，以实现CAD与CAM的集成。随着CIMS技术的发展，当前又出现了CAD/CAPP/CAM集成的全自动编程方式，其编程所需的加工工艺参数不必由人工参与直接从系统内部的CAPP数据库获得，推动数控机床系统自动化的进一步发展。发展可靠性最大化。数控机床的可靠性一直是用户最关心的主要指标。新一代的数控系统将采用更高集成度的电路芯片，利用大规模或超大规模的专用及混合式集成电路，减少元器件的数量，从而提高可靠性。同时通过自行运行诊断、在线诊断、离线诊断等多种诊断程序，实现对系统硬件、软件和各种外部设备进行故障诊断和报警。因此对数控机床研究成为现代机床设计的重要课题。本次设计我主要利用计算机辅助编程
9、对典型零件进行编程及加工。1.1.1 数控加工数控加工就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，并不断的向直接指挥机床的电动机功能部件机床的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数控加工和工艺参数的获取，即数控编程。1.1.2 Masterman介绍Mastercam是美国CNC Software Inc.公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件。它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径摸拟及真实感摸拟等到功能于一身。它具有方便直观的几何造型 Mas
10、tercam提供了设计零件外形所需的理想环境，其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。 Mastercam9.0以上版本还有支持中文环境，而且价位适中，对广大的中小企业来说是理想的选择，是经济有效的全方位的软件系统，是工业界及学校广泛采用的CAD/CAM系统。Mastercam不但具有强大稳定的造型功能，可设计出复杂的曲线、曲面零件，而且具有强大的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。其可靠刀具路径效验功能使Mastercam可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查出刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况，真实反映加工过程中的实际情况，不愧为一优秀的CAD/CAM软
11、件。同时Mastercam对系统运行环境要求较低，使用户无论是在造型设计、CNC铣床、CNC车床或CNC线切割等加工操作中，都能获得最佳效果Mastercam提供400种以上的后置处理文件以适用于各种类型的数控系统，比如常用的FANUC系统，根据机床的实际结构，编制专门的后置处理文件，编译NCI文件经后置处理后便可生成加工程序。1.2毕业设计的基本内容1.2.1 数控加工工工艺分析（1）零件图的工艺性分析（2）加工方法的选择（3）工序的划分（4）加工路线的安排（5）走刀路线及工序顺序（6）加工刀具的选择1.2.2加工程序的编制 （1）数值计算（2）mastercam实体图绘制（3）master
12、cam实体加工（4）导出程序（1）零件图工艺分析（2）确定装夹方案（3）确定装夹顺序（4）选择加工用量具（5）合理选择切削用量（6）拟定数控铣削加工工序卡（7）根据加工工序步骤绘制mastercam实体图并加工导出程序1.3 工艺分析与选择1.3.1 零件图工艺分析该零件图主要由平面、孔系及外轮廓组成，内孔加工方法有钻孔、镗孔、绞孔、扩孔、拉孔、磨孔及光学加工方法，下表面的孔为25和12组成的阶梯孔，由于表面粗糙度为3.2没有公差要求，所以可以选用钻孔和镗孔直接加工，平面轮廓粗糙度为3.2可采用粗铣然后精铣完成加工，选择以上方案完全可以保证尺寸精度、形状精度和表面粗糙度。1.3.2 确定装夹方
13、案由于夹具确定了零件在数控铣床坐标系中的位置，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。此零件加工可用平口虎钳装夹。1.3.3 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、生产效率和生产成本。按照基面先行、线面后孔、先主后次先粗后精的原则确定加工顺序，即先加工基准面（底面）顺序为 粗精铣下表面-六边形内腔-12通孔-25孔-四个角落，表面加工 铣表面-加工台阶面及其内孔-两个弧-铣四个角落。手工去多余余量1.3.4 刀具选择反面加工刀具数控刀具调整卡型别型材零件图号零件名称设备名称数控铣床设备型号程序号基本材料4
14、5硬度300340HB工序名称数控铣工序号序号刀号刀具名称刀具图号刀具参数刀补地址加工部位刀片刀尖半径刀杆规格半径形状1T01160面铣刀(一)硬质合金下表面2T0222平头铣刀(二)硬质合金四周轮廓3T0312平头铣刀(三)硬质合金四角凹槽4T048R3圆鼻铣刀(四)硬质合金中部六边形腔体5T0530平头铣刀(五)硬质合金中部35内孔6T0611麻花钻(六)硬质合金12内孔7T0722平头铣刀(八)硬质合金25内孔正面加工刀具数控刀具调整卡型别型材零件图号零件名称设备名称数控铣床设备型号程序号基本材料45硬度300340HB工序名称数控铣工序号序号刀号刀具名称刀具图号刀具参数刀补地址加工部位
15、刀片刀尖半径刀杆规格半径形状1T01160面铣刀(一)硬质合金上表面2T028R3圆鼻铣刀(二)硬质合金凸台3T038平底立铣刀(三)硬质合金中部凸台4T0416平底立铣刀(四)硬质合金中部56内孔5T055麻花钻(五)硬质合金66个内孔6T068R1圆鼻铣刀(七)硬质合金四周槽1.3.5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。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
16、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。该零件材料切削性能较好，铣削平面、25、126、35以及台阶面和外轮廓面时，一次性完成加工。确定主轴转速时，先查切削用量手册，硬质合金铣刀加工铝合金时的铣削速度为80-120m/min取100m/min，然后根据铣刀直径计算主轴转速并填入工序卡中。N=1000V/3.14D确定进给率时，根据铣刀齿数、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中：Vf=FnZn背吃刀量的原则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，背吃刀量达8
17、-10mm。半精加工时，背吃刀量取0.5-2mm。精加工时背吃刀量取0.2-0.4。切削用量刀具下表面主轴转速r/(rmin-1)进给速度T01160面铣刀2000120T0222平头铣刀1500150T0312平头铣刀2500150T048R3圆鼻铣刀4000200T0530平头铣刀1100200T0611麻花钻2000110T0722平头铣刀1500150下表面T01160面铣刀2000120T028R3圆鼻铣刀4000200T038平底立铣刀4000200T0416平底立铣刀2000100T055麻花钻5000200T068R1圆鼻铣刀40002001.3.6拟定数控加工工序卡单位名称数
18、控加工工序卡产品名称或代号零件名称零件图号数控毕业设计支撑口盖工艺序号程序编号夹具名称夹具编号XK714D数控加工中心平口虎钳P1000实训基地工步号工步内容刀具号刀具规格mm主轴转r/min进给速度mm反面加工1精铣下表面T01160面铣刀20001202四周轮廓T0222平头铣刀15001503四角凹槽T0312平头铣刀25001504中部六边形腔体T048R3圆鼻铣刀40002005中部35内孔T0530平头铣刀1100200612内孔T0611麻花钻2000110725内孔T0822平头铣刀1500150正面加工1上表面T01160面铣刀20001202凸台T028R3圆鼻铣刀4000
19、2003中部凸台T038平底立铣刀40002004中部56内孔T0416平底立铣刀200010056个6内孔T055麻花钻50001506四周槽T078R1圆鼻铣刀4000200编制审核批准第 1页共1 页1.4主要加工程序1.4.1 绘制mastercam实体1.4.2 mastercam实体加工及导出程序反面加工图自动生成的程序%123O0000N100G21N102G0G17G40G49G80G90(20. FLAT ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 160.)N104T1M6N106G0G90G54X-301.Y-74.998
20、A0.S50M5N108G43H1Z50.M8N110Z10.N112G1Z-1.F7.2N114X221.N116G3X258.499Y-37.499R37.499N118X221.Y0.R37.499N120G1X-221.N122G2X-258.499Y37.499R37.499N124X-221.Y74.998R37.499N126G1X301.N128G0Z50.N130M5N132G91G28Z0.M9N134G28X0.Y0.A0.N136M01(8. FLAT ENDMILL TOOL - 11 DIA. OFF. - 11 LEN. - 11 DIA. - 8.)N138T1
21、1M6N140G0G90G54X106.453Y-55.755A0.S50M5N142G43H11Z50.M8N144Z9.N146G1Z0.F4.5N148G2X111.75Y-53.75Z-.303R8.N150X119.75Y-61.75Z-.962R8.N152X117.047Y-67.745Z-1.317R8.N154X111.75Y-69.75Z-1.621R8.N156X103.75Y-61.75Z-2.279R8.N158X106.453Y-55.755Z-2.634R8正面加工图自动生成程序%456O0000N100G21N102G0G17G40G49G80G90(8. FL
22、AT ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 160.)N104T1M6N106G0G90G54X-296.Y-69.998A0.S50M5N108G43H1Z50.M8N110Z10.N112G1Z-5.F4.5N114X216.N116G3X250.999Y-34.999R34.999N118X216.Y0.R34.999N120G1X-216.N122G2X-250.999Y34.999R34.999N124X-216.Y69.998R34.999N126G1X296.N128G0Z50.N130M5N132G91G28Z0.M9N1
23、34G28X0.Y0.A0.N136M01(20. FLAT ENDMILL TOOL - 2 DIA. OFF. - 2 LEN. - 2 DIA. - 22.)N138T2M6N140G0G90G54X-109.975Y70.581A0.S50M5N142G43H2Z50.N144Z5.N146G1Z-25.F7.2N148X-102.778Y77.778N150G2X-95.Y81.R11.N152G1X95.N154G2X102.778Y77.778R11.N156G1X109.975Y70.581N158X120.581Y59.975N160X127.778Y52.778N162G2
24、X131.Y45.R11.N164G1Y-45.N166G2X127.778Y-52.778R11.N168G1X120.581Y-59.975N170X109.975Y-70.581N172X102.778Y-77.778N174G2X95.Y-81.R11.N176G1X-95.N178G2X-102.778Y-77.778R11.N180G1X-109.975Y-70.581N182X-120.581Y-59.975N184X-127.778Y-52.778N186G2X-131.Y-45.R11.N188G1Y45.N190G2X-127.778Y52.778R11结束语完成情况：在王
25、老师与同学的帮助下，我顺利的完成了此次设计。所得收获：此次设计不仅让我温习了以前的知识，从而加强了对专业知识的记忆，而且让我发现了许多以前为发现的学习上的疏漏，在做这份毕业设计的过程中我翻阅了许多关于数控加工的书籍，使我对数控加工的认识更加深了一步，许多原先不会的加工技巧在这次设计中得到了学习。 通过本次的设计实践，我真切的体会到理论与生产时间相结合，教材中学到额许多知识在实践中得到验证。经过进行的准备，我的毕业设计终于完成了，将近两个月的忙碌让我收获了很多，我学会了如何与同学、老师沟通，学会了与同学配合完成任务，学会了如何利用图书、网络收集信息等等。谢 辞走的最快的总是时间，来不及感叹，大学
26、生活已近尾声，四年多的努力与付出，随着本次论文的完成，将要划下完美的句号。 本论文设计在王中胜老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择到具体的写作过程，论文初稿与定稿无不凝聚着王中胜老师的心血和汗水，在我的毕业设计期间，王老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，王老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度使我深受感动，没有这样的帮助和关怀和熏陶，我不会这么顺利的完成毕业设计。在此向王老师表示深深的感谢和崇高的敬意！在临近毕业之际，我还要借此机会向在这三年中给予我诸多教诲和帮助的各位老师表示由衷的谢意，感谢他们三年来的辛勤栽培。不积跬步何以至千里，各位任课老师认真负责，在他们的悉
27、心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文。同时，在论文写作过程中，我还参考了有关的书籍和论文，在这里一并向有关的作者表示谢意。我还要感谢同组的各位同学以及我的各位室友，在毕业设计的这段时间里，你们给了我很多的启发，提出了很多宝贵的意见，对于你们帮助和支持，在此我表示深深地感谢！ 参考文献1:鞠全勇主编. 数控技术.程度.成都科技大学出版，19972:张超.郭红星主编. 机械设计基础.北京.国防工业出版社，20093:王贵明主编. 数控技术.北京.机械工业出版社，19974:张宝林主编. 数控实用技术.北京.机械工业出版社，20005:李福生主编. 使用数控机床技术手册.北京.北京出版社，19996:李文杰. 庞勇主编. 数控机床培训课程.西安航空职业技术学院，20087:何伟.刘浜.主编mastercam基础与应用教程.北京.机械工业出版社 8:李益民主编，机械制造工艺简明手册。哈尔滨工业出版社；9:蔡兰主编，数控加工工艺学。北京化学出版社；10:赵长旭主编，数控加工工艺。西安电子科技大学出版社；11:王道宏主编，机械制造技术。浙江大学出版社；12:徐宏海主编，数控加工工艺。北京化学出版社；13:陈洪涛主编，数控加工工艺与编程。北京高等教育出版社；14:艾兴、肖诗纲主编，切削用量简明手册。机械工业出版社；
