毕业设计——心形凸台零件的数控铣削加工工艺及其编程
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心形凸台零件的数控铣削加工工艺及其编程
【摘要】
本文主要介绍了心形凸台零件的数控铣削加工工艺及其编程， 开篇首先介绍了数控
技术的概述并对数控技术原理加以解释， 紧接着对零件图进行了简要的分析并确定其加 工方式，然后确定零件的毛坯、定位基准、装夹方式、刀具、量具、切削用量等等，再 制定出合理的加工方案，并制定相关的工艺文件，最后编制出零件的加工程序，在编制 程序时运用了自动编程与手工编程相结合的方法编制， 自动编程的应用大大减少了编程
时的计算量，同时也使得程序更加准确无误。
本文对本公司一项心形凸台产品阐述加工中心对其复杂形状的工件加工， 主要分析
了心形凸台零件的结构特点、加工要求、制定加工工艺、选择刀具夹具以及确定切削用 量等。利用数控车床高精度的特性，对于高精度要求再适合不过。对于高精度要求的加 工，位置误差的把握。在加工中零件对尺寸的高要求，自己对数控车床使用也越发熟悉。 我相信自己一定能独立的完成一项加工。
【关键词】：数控编程；工艺分析；切削用量；加工方案;
绪论 错误!未定义书签。
一、 零件的图样分析 5
（一） ..........................................................零件的结构特点分析 5
（二） ..........................................................零件的技术要求分析 5
二、 零件的工艺规程设计 6
（一） ................................................................. 毛坯的选择 6
（二） ............................................................. 定位基准的选择 6
（三） ............................................................. 装夹方式的选择 6
（四） ..........................................................表面加工方法的选择 6
（五） ............................................................. 加工顺序的安排 7
（六） ............................................................. 工艺路线的确定 7
（1） .................................................. 可能采取的工艺路线方案 7
（2） ........................................................工艺路线方案比较 8
（3） ......................................................工艺路线的最终确定 8
三、 设备及其工艺装备的确定 9
（一） ................................................................. 机床的选择 9
（二） ................................................................. 夹具的选择 9
（三） ................................................................. 刀具的选择 9
四、 切削用量的选取 11
五、 工艺卡片 11
（一） ................................................................. 工艺过程卡 11
（二） ............................................................. 数控加工工序卡 12
六、 数控加工程序的编制 13
（一） ............................................................. 编程方法的选择 13
（二） ............................................................编程坐标系的确定 13
（三） ............................................................... 加工程序清单 13
引言
本课题来源于丹阳市永和铝材有限公司。
数控机床指的是信息（程序指令）的形式数字代码，是由给定了工具的工作程序、 速度、轨迹进行自动加工的机器，称之为数控机床的控制。数控机床是在控制技术的基 础上和机械制造技术的基础上发展起来的。
数控加工特点：（1）高自动化，生产效率高。因为除了手动夹紧这方面的空白，其 他的步骤都可以自动由数控机床完成。数控加工以改善了劳动条件，减轻操作者的劳动 强度，消除交叉多次定位夹具测试等工序和辅助操作，有效的提高生产效率。 （2）加工
对象的适应性。加工时改变对象，除了更换工具和方法来解决粗糙外夹紧，只需要重新 编写新的程序，而不需要进行其他调整，进而缩短生产准备周期。 （3）加工质量稳定，
精度高。尺寸精度一般为0.005 ? 0.01毫米，部件的复杂程度不受影响。因为大多数 通过机器的操作，所以消除了人为误差，提高零件的大批量产品的尺寸一致性，并在机 器的精确控制使用位置检测装置，从而更加提高数控加工的精确度。
本课题的主要内容和主要任务：
（1） 主要内容
本文重点对心脏形凸台数控加工过程中的问题， 如粗选，定位基准的选择，选择钳,
切割工具和测量工具的选择，选择在切割这些问题后，完成了分析相关问题的参数的方 法，制定合理的处理方案，以及相关的技术文件，数控加工过程的部分编制的发展。
（2） 主要任务
1） 绘制零件图，您可以自由手绘或使用 CAD软件。
2） 零件进行工艺分析。
3） 制定合理的加工程序，填写工艺卡（如数控加工工艺卡和信用卡处理程序等）
。
4） 制备的部件的数控加工程序（制剂的手动或自动编程）。
5） 书面说明。
一、零件的图样分析
（一）零件的结构特点分析
如图1-1所示零件图，图中有不清晰之处请参加附图，从图中可以看出，该零件的 结构为：一方形板上有一心型凸台、左右两个小凸台、两个腰型槽、 2个M1O的螺纹盲
孔以及中间的光滑通孔组成，这些结构形状较复杂，在普通铣床上难以加工，而在数控 铣床上加工这些结构属于易加工产品。此零件也很典型的反映出数控铣床在机械加工中 的应用。
图1-1 心型凸台零件图
（二）零件的技术要求分析
0
从图2.1分析得知，该零件的尺寸精度要求有：尺寸 40 0.03的精度等级为IT8级、
0 0.025 0.021
尺寸38 0039的精度等级为IT8级、尺寸必8° 的精度等级为IT7级、尺寸20° 的精
0 0
度等级为IT7级、尺寸1 1 0027的精度等级为IT8级、尺寸8 0.022的精度等级为IT8级，
0.025
其余未注尺寸公差按IT10进行控制；表面粗糙度要求有：①380 孔的表面、凸台轮 廓表面// 1.
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及腰型槽表面的粗糙度要求为 Ra1-6um，其余加工面的表面粗糙度要求为
Ra3.2um ；位置度要求有：心型凸台上表面与底面之间的平行度要求跳动量为 0.03，两
侧小凸台上表面与底面之间的平行度要求跳动量为 0.02。
二、零件的工艺规程设计
（一） 毛坯的选择
此零件是板类的零件，所以他的毛坯选择板材，毛坯的材料是铝合金，毛坯尺寸为
170mmx130mmx45mm
（二） 定位基准的选择
对于工件定位基准，实际是在确定工件的定位基面。根据选定的基面是否加工，将 定位基准分为粗基准和精基准。在开始的工序中，只能选择未加工的表面作为定位基准， 这种基准称为粗基准。用加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。
在选定位基准时，为了保证工件精度要求，因此分析定位基准选择的顺序应为从精 基准到粗基准。
（1） 精基准的选择原则
选择精基准，应能保证加工精度和装夹方便、可靠，可按照基准重合、基准统一、 自为基准、互为基准、便于装夹等原则进行选择。
根据其原则，确定该零件的精基准为零件的外轮廓及零件底面。
（2） 粗基准的选择原则
选择粗基准的要求是能保证不加工面和加工面之间位置要求并合理分配加工面的 余量，同时要为后续工序提供精基准，可按照不重复使用、重要表面、便于工件装夹、 加工余量最小、非加工表面、等原则进行选择。
根据其原则，确定该零件的粗基准为毛坯外边及底面。
（三） 装夹方式的选择
机床上加工时为了确保加工的精度，首先必须要让工件在机床上占据一个正确合适 的位置，即定位；然后压牢压紧使得在加工过程中工件位置不变，即夹紧。从定位到夹 紧的过程称之为工件的装夹。
经分析，这个零件需要3次装夹才能完成加工。第一次装夹是为了铣削零件底面， 此次装夹时以毛坯外轮廓定位，采用平口虎钳进行装夹；第二次装夹时加工零件的外轮 廓，此次装夹可以以加工好的底面进行定位，压零件上表面，该夹具具有 4个压板，即
前后左右，在铣前后边时压左右边的两块压板，铣左右边时压前后边的两块压板；在第 三次装夹时铣削剩余的部分，此次装夹可直接用机用平口虎钳装夹。
（四） 表面加工方法的选择
（1）上下两平面的加工方法
其尺寸精度要求较高，表面粗糙度要求不高，故其加工方法可按照粗、精加工进行，
在粗加工后留取0.5mm的余量进行精铣。
(2) 侧面的加工方法
其表面粗糙度和侧面的尺寸精度要求都不算太高，可直接进行粗铣即可。
(3) 心型凸台轮廓加工方法
其尺寸精度要求比较高，而表面粗糙度要求并不高， X、丫向的加工余量比较大，其
加工方法需按照粗、精加工进行，且粗加工时余量较多，需要进行 X、丫向分层铣削。
(5) ①38孔的加工方法
该孔的精度要求较高，达到IT7级，因为此孔的直径较大，若选用大铰刀的话，无 法加工出合格的表面，故需要进行镗削加工，故选择其加工方法为先钻①30mn底孔，再 进行扩孔，将其扩至①37.5mm给精镗孔留0.5mm余量，然后再进行精镗孔。
(6) 2-M10螺纹孔的加工方法
加工螺纹孔按照常规方法，采用预钻底孔，再攻螺纹的方法。
(五) 加工顺序的安排
加工顺序安排的原则是：先粗后精、先面后孔、基面先行。
根据以上的原则，确定该零件的加工顺序为：铣底面一铣前后侧面一铣左右侧面一 铣上表面—粗铣心型凸台及两侧小凸台—精铣心型凸台及两侧小凸台—粗铣腰型槽— 精铣腰型槽一钻中心孔一钻中间孔的底孔① 30m—扩孔至①37.5 —精镗孔至①38—钻
