复杂数控加工零件加工毕业设计

I 复杂数控加工零件加工 工艺和程序设计 摘要 本次设计是对一典型平板类零件进行数控加工设计，侧重于对零件的数控加工工艺分析和编程编写，主要设计内容有：完成该零件的工艺规程（包括工艺过程卡、工序卡和数控刀具卡）和主要工序的内容设计， 以最优的路线完成零件的加工，达到实际生产的需要。 用 G 代码编制该零件的数控加工程序， 并 运用CAD/CAM 相关软件 绘制零件图以及三维实体图 ， 使人能一目了然的了解到零件的结构特征。 学会使用图表资料和手册 ，将 与本设计有关的各种资料的名称 、 出处 ， 能够做到熟练应用 。 关键词： 工艺分析、数 控编程、 CAD/CAM II Abstract The design is a typical design of NC machining for flat parts, focusing on analysis and programming of NC machining process of parts prepared, main design elements: complete the part of the procedure specification (including process cards, processes card and CNC tools cards) and primary content design, optimal routes to complete parts of the processing, to actual production needs. Preparing NC machining of the parts with the g code programs, and draw the parts using CAD/CAM software, as well as three dimensional entity, so that people get a clear understanding of the structural features of the part. Learn how to use chart information, and manuals, and this name, source of information relevant to the designing, can do skilled application. Key words: analysis of techniques, NC programming, CAD/CAM III 目录 摘要 . I Abstract . II 绪论 . 1 第 1 章 西门子 802D 数控系统简介 . 2 1.1 SINUMERIK 802D. 2 1.1.1SINUMERIK 802D 介绍 . 2 1.2 G 代码 . 2 1.3 M 代码 . 3 第 2 章 零件图纸的分析 . 4 2.1 零件图分析 . 4 第 3 章 加工准备与设计 . 6 3.1 机 床及毛坯材料的选择 . 6 3.1.1 机床的选择 . 6 3.1.2 毛坯的选择 . 7 3.1.3 加工余量 . 8 3.2 夹具及刀具的选择 . 8 3.2.1 夹具的选择 . 8 3.2.2 刀具选择 . 8 3.3 基准的选择 . 11 3.4 切削用量 . 12 3.4.1 吃刀量 . 12 3.4.2 进给速度 . 12 3.4.3 切削速度 . 13 3.5 确定工艺路线 . 15 3.6 数控加工工序卡 . 17 第 4 章 编程设计 . 21 参考文献： . 29 总结 . 30 致谢 . 31 IV 附录 . 32 1 绪论 随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用 。机械制 造业正在越来越多的采用数控技术改善其生产加工方式。 近几年来，机械加工业大量采用数控机床取代传统的普通机床进行机械加工，普通机械逐渐被数控机械所代替。数控机床综合了微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制、电机与拖动，电子和电力、精密测量、气液压及现代机械制造技术等多种先进技术的机电一体化产品，是数控机床的心脏。具有高精度，高效率，柔性自动化等特点决定了今后发展数控机床是我国机械制造业技术改造的必由之路，是工厂自动化的基础。数控机床在各个机械制造企业已成为大、中型企业的主要技术装备。 作为装备制造业的母 机，数控机床将获得高速发展。根据中国机床工具协会的调查，航天航空、国防军工制造业需要大型、高速、精密、多轴、高效数控机床；汽车、摩托车、家电制造业需求高效、高可靠性、高自动化的数控机床和成套柔性生产线；电站设备、造船、冶金石化设备、轨道交通设备制造业； IT 业、生物工程等高技术产业需求纳米级亚微米级加工数控机床；工程机械、农业机械等传统制造业的产业升级，特别是民营企业的蓬勃发展，需要大量数控机床进行着装备。 通过对数控技术的兴起和对未来的推测来看，随着数控机床的广泛应用与现代化企业对零件加工精度的要求提高，社 会对其相应技术人才的需求也越来越高。这就需要我们对数控机床有更深刻的认识和了解。 本次课程的设计正是一次实践，运用学过的数控的基础课程、技术课程和专业课程，对所学的知识进行综合整理与应用。这是一次理论与实际结合的锻炼过程。 2 第 1 章 西门子 802D 数控 系统简介 1.1 SINUMERIK 802D 具有免维护性能的 SINUMERIK802D，其核心部件 - PCU （面板控制单元）将 CNC、 PLC、人机界面和通讯等功能集成于一体。可靠性高、易于安装。 图 1-1 操作面板和伺服放大器 1.1.1SINUMERIK 802D 介绍 SINUMERIK802D 可控制 4 个进给轴和一个数字或模拟主轴。通过生产 现场总线 PROFIBUS 将 驱动器 、输入输出模块连接起来。 模块化的驱动装置 SIMODRIVE611Ue 配套 1FK6 系列伺服电机，为机床提供了全数字化的动力。 通过视窗化的调试工具软件，可以便捷地设置驱动参数，并对驱动器的控制参数进行动态优化。 SINUMERIK802D 集成了内置 PLC 系统，对机床进行逻辑控制。采用标准的 PLC的编程语言 Micro/WIN 进行控制 逻辑设计 。并且随机提供标准的 PLC 子程序库和实例程序，简化了制造厂设计过程，缩短了设计周期。 1.2 G 代码 表 1-1 常用 G 代码 代码 功能 格式 G00 快速定点位 G00 X-Y-Z F* G01 直线插补 G01 X-Y-Z F* G02 顺时针方向圆弧插补 G02 X-Y-Z CR=* F* G03 逆时针方向圆弧插补 G03 X-Y-Z CR=* F* G17 X-Y 平面选择 G18 X-Z 平面选择 3 1.3 M 代码 表 1-2 常用 M 指令 M0 暂停 M1 有条件停止 M2 程序结束 M3 主 轴正转 M4 主轴反转 M5 主轴停止 M6 换刀 M8 冷却液开 M9 冷却液关 M17 子程序结束 M19 主轴定位 M25 托盘 上升 M30 程序结束 ，返回程序开始 G19 Y-Z 平面选择 G40 刀具补偿取消 G41 刀具左补偿 G41 X-Y G42 刀具右补偿 G42 X-Y G90 绝对坐标偏差 G91 相对坐标偏差 G94 主轴每分钟进给 G95 主轴每转进给 4 第 2 章 零件图纸的分析 2.1 零件图分析 所要加 工的零件的零件图、三维造型图所示如下： 2.1 零件图 5 2.2 三维造型图 （ 1） 该零件 毛坯 尺寸为 200mm150mm37mm， 且除上表面外其他表面均已加工。 （ 2）在零件上有多个加工特征，包括四个通孔、键槽、型腔、圆弧、曲面凸台，尺寸标注完整。主要加工项目有 ： 上平面、对称腔槽 （ 槽宽 500.02mm、槽深 10mm） 、 2 12（ ES=+0.018 EI=0）的 孔、 24 (ES=+0.021 EI=0) 的 孔、 40 (ES=+0.025mm EI=0) 的 孔、 R10 和 R20 的圆弧倒角、 R20、 R40 和 R100 的圆弧曲面以及外轮廓的尺寸 。 （ 3）该零件表面粗糙度内轮廓及通孔 Ra1.6um 和其余 Ra3.2um，参数合理便于加工。 （ 4）零件材料为 45 钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。 该复杂零件技术要求有： a. 未注公差 0.1mm； b. .圆弧曲面误差不大于 0.05mm； c. 去除毛刺。 6 第 3 章 加工准备与设计 在对零件进行加工前要 对零件进行许多分析，如机床选择、毛坯选择及加工余量的确定、刀具选择、装夹方式、基准选择（确定坐标零点）等。 3.1 机床及毛坯材料的选择 3.1.1 机床的选择 机床的选择首先要考虑其能否满足零件加工的外形尺寸和质量要求，其次考虑机床的精度是否能满足加工的设计要求，凸台的最大圆弧半径及零件的尺寸应在数控系统允许范围内，最后从实际生产出发，要在满足加工要求的前提下，尽可能的提高效率。考虑以上几点，普通机床无法满足该零件的加工， 可选择两轴半以上的数控铣床。结合我们学校车间的实际情况，本零件选用汉川机床厂XH714G 用 SIEMENS 802D 系统。 该系列立式加工中心机床，是集机、电、液等先进技术于一体的小型立式加工机床，具有合理的设计结构，可靠的精度稳定性及保持性。主要用于中小型零件、模具等多品种加工，工件一次装夹后，可自动高效、高精度的连续完成铣、钻、镗、铰等工序。广泛适用于模具、机车、造船、机电、机床 、 印刷、轻纺等制造行业 。 该铣床的功能参数如表 3-1 下。 表 3-1 XH714G 型数控铣床基本参数 机床重 4400Kg 最大载重 600kg 工作台 900mm 长 400mm 宽 坐标范围 X630mm Y400mm Z500mm 轴承锥孔 NO.40(7:24) 最大钻孔直径 22 最大镗孔直径 100 主轴最高转速 8000rmin 主轴功率 7.5/11kw X、 Y、 Z 向切削进给速度 0-10000 mmmin 快速进给速度 X24 mmin Y24 mmin Z20 mmin 工作电源 380V 7 图 3-1 立式加工中心 XH714G 3.1.2 毛坯的选择 毛坯是根据零件所要求的形状、工艺尺寸等制成的机械加工对象。它是制定加工工艺规程的基础。毛坯的不同种类及制造方法对零件工艺过程影响很大，零件工艺过程中的工序数量、材料消耗、机械加工劳动量等在很大程度上取决于所选的毛坯，故正确选择毛坯具有重要的技术经济意义。 1.毛坯的选择的原则： 1)经济合理性原则 4)资源最佳利益原则 2)环境保护原则 5)能量消耗最小原则 3)安全宜人原则 6)功能适应性原则 2.毛坯的种类 1）铸件 适用于做形状复杂的零件毛坯 2）锻件 适用于要求强度较高、形状比较简单的零件 3）型材 热轧型材的尺寸较大、精度低，多用于一般零件毛坯 4）焊接类 对于大件来说，焊接件简单方面，特别是单件小批生产可大大缩短生产周期 5)冷冲压件 适用于形状复杂的板料零件 毛坯应根据实际加工情况设置，平板类零件对材料的要求不高，根据经济合理性原则和功能适应性原则以及资源最佳利用原则选择 45 钢。 45 钢属于中碳钢，这类钢调质处理后具有良好的综合力学性能，即既具有较高的强度、硬度，又具有较 好的塑性、韧性，是优质碳素结构钢中应用最广泛的一类，且相对于其他同类达到要求的材料价格较便宜，能量消耗较小，它也是工厂中常用的一种加工材料。毛坯属于型材 ,零件的加工要求尺寸 为 200mm150mm35mm，毛坯的尺寸为 200mm150mm37mm，且除上表面外其他表面均已加工。 8 3.1.3 加工余量 加工余量大小，直接影响零件的加工质量和生产率。加工余量过大，不仅增加机械加工劳动量，降低生产率，而且增加材料、工具和电力的消耗，增加成本。但若加工余量过小，又不能消除前工序的各种误差和表面缺陷，甚至产生废品 。因此，必须合理地确定加工余量。其确定的方法有 ：经验估算法、查表修正法、分析计算法。首先 根据工艺人员的经验来确定加工余量。为避免产生废品，所确定的加工余量一般偏大。 要准确余量则需要 根据有关手册，查得加工余量的数值，然后根据实际情况进行适当修正。 在看到这个零件时 ,根据实训时的相关经验。该零件的加工余量如下：粗加工时 0.5mm ，半精加工内轮廓单边留 0.3mm 余量，半精加工外轮廓单边留 0.3mm余量。 3.2 夹具及刀具的选择 3.2.1 夹具的选择 机床夹具的种类很多，按使用的机床类型分为车床夹具、铣床夹具、钻 床夹具、镗床夹具、加工中心夹具等。而按专门化程度划分来说，该零件使用的是立式数控铣床。零件又属于平板类零件，应使用通用夹具，通用夹具是已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用来装夹不同工件的夹具。根据我们学校车间的实际设备的使用情况我们选用机用平口虎钳。 3.2.2 刀具选择 1. 刀具应具备的性能 在金属加工中根据被加工工件的特点选择合适的刀具，能够充分发挥机床的性能，提高生产效率，降低生产成本。将单价、效率、寿命及缩短的辅助时间等因素综合起来看，选择正确的刀具将会事半功倍，在加工中刀具应具备以下性能： 1) 高的硬度和耐磨性：硬度是刀具应具备的基本特性。刀具要从工具上切下切屑，其硬度必须比工件材料的硬度大。切削金属所用刀具的切削刃硬度一般都在 60HRC 以上。耐磨性是材料抵抗磨损的能力。一般来说，刀具材料的硬度越高，其耐磨性就越好。 2) 足够的强度和韧性： 要使刀具在承受很大压力，以及在切削过程中经常出现的冲击和振动条件下工作，而不产生崩刃和折断，刀具材料就必须具有足够的强度和韧性。 3) 高的耐热性（热稳定性）：耐热性是衡量刀具材料切削性能的主要标志。刀具材料还应该具有抗氧化的能力以及良好的抗粘结合和抗扩散 的能力，即刀具材料用具有良好的化学稳定性。 4) 良好的热物理性能和耐热冲击性能：刀具在断续切削或使用切削液时， 9 常常受到很大的热冲击因而刀具内会产生裂纹而导致断裂刀具材料导热性能越好，切削热越容易从切削区散开，有利于降低切削温度。耐热冲击性能好的刀具材料，切削加工时可以使用切削液。 5) 良好的工艺性能：为了便于刀具的制造，要求刀具材料具有良好的工艺性能，如锻造性能、热处理性能、高温塑性变形性能、磨削加工性能等。 6) 经济性：经济性是刀具材料的重要指标之一，优质刀具材料虽然单件刀具成本很高，但因其使用寿命 长，分摊到每个零件成本则不一定高。因此在选用刀具材料时要综合考虑。 2. 常用刀具材料 1） 高速钢 具有较高的强度和韧性，并且具有一定硬度和耐磨性。在 600仍能保持较高的硬度，较之其他工具钢耐高，但压延性较差，热加工困难，耐热冲击性较弱。磨性好且比硬质合金韧性 2） 硬质合金 硬质合金材料中含有大量金属碳化物，这些碳化物熔点高、化学稳定好、热稳定性好。因此，硬质合金材料的硬度、耐磨性、耐热性都很高，能在 8001000保持较好的加工性能。切削性能比高速钢高得多，刀具耐用度可提高几倍到几十倍，在耐用度相 同时，切削速度可提高 410 倍。 3） 陶瓷 有很高的耐热性与耐磨性，常温硬度达 9195HRC， 1200高温下硬度为 80HRC 而且高温下抗弯强度、韧性降低极少。有很高的化学稳定性，陶瓷与金属亲和力小，高温抗氧化性好，在耐热合金等难加工材料的加工中广泛的应用。 4）立方氮化硼 热压成形后的氮化硼 BN 制品易于进行机械加工，且加工精度可高达 0.01mm 可制成形状复杂而精度要求较高的零件。其使用寿命、加工精度、抗裂纹能力、抗磨损能力都要优于硬质合金刀具和陶瓷刀具。 5） 聚晶金刚石 适用于高效地加工有色 金属和非金属材料，能得到高精度、高光亮的加工表面，使其在高精加工领域中得到了普及。 上述五大类刀具材料的硬度、耐磨性，金刚石最高，递次降低到高速钢。材料的韧性则是高速钢最高，金刚石最低。在数控机床中，采用最广泛的是硬质合金类。因为这类材料目前从经济性、适应性、多样性、工艺性等各方面，综合效果都优于陶瓷、立方氮化硼、聚晶金刚石。 与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。 3.刀具 分类 1)刀具按工件加工表面的形式可分为五类 a.加工各种外表面的刀具 ，包括 车刀 、 刨刀 、 铣刀 、外表面 拉刀 和 锉刀 等； b.孔加工刀具 ，包括 钻头 、 扩孔钻 、 镗刀 、 铰刀 和内表面 拉刀 等； c.螺纹加工刀具 ，包括 丝锥 、 板牙 、自动开合螺纹切头、 螺纹车刀 和螺纹铣刀等； 10 d.齿轮加工刀具 ，包括 滚刀 、 插齿刀 、 剃齿刀 、 锥齿轮 和拉刀等； f.切断刀具 ，包括镶齿圆 锯片 、 带锯 、弓锯、切断车刀和 锯片铣刀 等等。 此外，还有组合刀具。 2)按 切削运动 方式和相应的刀刃形状，刀具又可分为三类： a.通用刀具 ，如 车刀 、 刨刀 、 铣刀 (不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀 )、 镗刀 、 钻头 、 扩孔钻 、 铰刀 和 锯 等； b.成形刀具 ，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如 成形车刀 、成形刨刀、成形铣刀、 拉刀 、 圆锥铰刀 和各种螺纹加工刀具等； c.特殊刀具， 加工一些特殊工件，如：齿轮，花键等用的刀具。如、插齿刀 、 剃齿刀 、锥齿轮 刨刀 和锥 齿轮铣刀 盘等。 标准可转位面铣刀的直径为 16-630 mm。粗铣时，铣刀直径要小些，因为粗铣切削力大，选小直径铣刀可减小切削扭距。精铣时，铣刀直径要选大些，尽量包容工件整个加工宽度，以提高加工精度和效率，并减小相邻两次进给之间的接刀痕迹。 由于数控机床要求铣刀能快速自动装卸，而立铣刀刀柄部结构有很大不同。一般由专业厂家按照一定的规范制造成统一形式、尺寸的刀柄。直径大于 40160mm 立铣刀可做成套式结构。立铣刀的有关尺寸参数，推荐用下述经验数据选取： 刀具半径 R 应小于零件内轮廓面的最小曲率半径， R 一般取 R=(0.80.9)R。 零件的加工高度 H(1/41/6)R，以保证刀具有足够的刚度。 对于深槽，选取 l=H+(510)mm(l 为刀具切削 部分长度 )。 选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，平板零件周边及轮廓的加工，常采用立铣刀，因此在铣削外轮廓的时候选用 16mm 的高速钢立铣刀。 铣削平面时应选硬质合金刀片铣刀，且要注重切削效率，故面铣的时候选用 80mm 的面铣刀。将刀具参数编入卡片： 表 3-2 数控加工刀具卡 产 品名称和代号 复杂零件的加工 零件 名称 平面零件加工 零件 图号 A4 序号 刀具号 刀具 加工表面 备注 规格名称 数量 1 T01 80mm 面铣刀 1 铣平面 2 T02 16mm 高速钢立铣刀 1 粗加工外轮廓 3 T03 25mm 高速钢立铣刀 1 粗加工 50mm 的凹槽 4 T04 8mm 键槽铣刀 1 粗加工两圆弧凹槽 5 T05 11.8mm 直柄麻花钻 1 钻孔 6 T06 8mm 立铣刀 1 精加工两圆弧凹槽 7 T07 12mm 立铣刀 1 精加工 外轮廓侧面、凹槽侧面、圆柱形 11 8 T08 3mm 中心钻 1 钻孔 9 T09 12mm 铰刀 1 边上两孔铰孔加工 10 T10 40mm 精镗刀 1 精镗 40mm 孔 11 T11 24mm 精镗刀 1 精镗 24mm 孔 编制 夏培元 审核 批准 2012/11/09 共 1页 第 1 页 3.3 基准的选择 （ 1） 基准重合原则 以设计基准为定位基准，避免基准不重合误差，调整法加工零件时，如果基准不重合将出现基准不重合误差。所谓调整法，是在预先调整好刀具与机床的相对位置，并在一批零件 的加工过程中保持这种相对位置的加工方法。与之相对应的是试切法加工，即试切一测量一调整一再试切，循环反复直到零件达到尺寸要求为止。试切法适用于单件小批生产下的逐个零件加工。 （ 2） 基准统一原则 选用统一的定位基准来加工工件上的各个加工表面。以避免基准的转换带来的误差，利于保证各表面的位置精度 ,简化工艺规程 ,夹具设计和制造缩短生产准备周期。典型的基准统一原则是轴类零件、盘类零件和箱体类零件。轴的精基准为轴两端的中心孔，齿轮是典型的盘类零件，常以中心孔及 个端面为精加工基准，而箱体类常以一个平面及平面上的两个定 位用工艺孔为精基准。 （ 3） 自为基准原则 当某些精加工表面要求加工余量小而均匀时，可选择该加工表面本身作为定位基准，以搞高加工面本身的精度和表面质量。 （ 4） 互为基准原则 能够提高重要表面间的相互位置精度，或使加工余量小而均匀。 （ 5） 装夹方便原则 所选定位基准应能使工件定位稳定，夹紧可靠，操作方便，夹具结构简单。 以上每项原则只能说明一个方面的问题，理想的情况是使基准既 “ 重合 ” 又“ 统一 ” ，同时又能使定位稳定、可靠，操作方便，夹具结构简单。但实际运用中往往出现相互矛盾的情况，这就要求从技术和经济两方面进行综 合分析，抓住主要矛盾，进行合理选择。 还应该指出，工件上的定位精基准，一般应是工件上具有较高精度要求的重要工作表面，但有时为了使基准统一或定位可靠，操作方便，人为地制造一种基准面，这些表面在零件的工件中并不起作用，仅仅在加工中起定位作用，如顶尖孔、工艺搭子等。这类基准称为辅助基准。 由于该零件为平板类零件，为方便装夹，提高加工质量，该零件设计基准在毛坯料的上表面。结合 上述 原则 ，将工件坐标系的原点设定在毛坯上表面，对角线交点位置。为使数控编程方便，将图纸转化为坐标。 12 3.4 切削用量 在一定切削条件下，合 理选择切削用量是提高切削效率、保证刀具耐用度和加工质量的主要手段。 数控铣床的切削用量包括切削速度 Vc、进给速度 fv 、背吃刀量 pa 和侧吃刀量 ca 。切削用量的选择方法是考虑刀具的耐用度，先选取背吃刀量或侧吃刀量，其次确定进给速度，最后确定切削速度。 3.4.1 吃刀量 如图 3-2 所示，背吃刀量pa为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为mm，端 铣时pa为切削层深度，圆周铣削时pa为被加工表面的宽度。侧吃刀量ca为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为 mm，端铣时ca为被加工表面宽度，圆周铣削时ca为切削层深度。端铣背吃刀量和圆周铣侧吃刀量的选取主要由加工余量和对表面质量要求决定。 （ 1）工 件表面粗糙度要求为 Ra3.2 12.5m，分粗铣和 半精铣两步铣削加工，粗铣后留半精铣余量 0.5 1.0mm。 图 3-2 铣刀铣削用量 （ 2）工件表面粗糙度要求为 Ra0.8 3.2m，可分粗铣、半精铣、精铣三步铣削加工。半精铣时端铣背吃刀量或圆周铣削侧吃刀量取 1.5 2mm，精铣时圆周铣侧吃刀量取 0.3 0.5mm，端铣背吃刀量取 0.5 1mm。 该工 件的表面粗糙度为 Ra3.2，孔及型腔粗糙度为 Ra1.6，其余为 Ra3.2。应采用半精铣、精铣， 半精铣吃刀量 2mm，精铣吃刀量 1mm。 3.4.2 进给速度 进给速度指单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移，单位为 mm/min。它与铣刀转速 n、铣刀齿数 Z 及每齿进给量 zf (单位为 mm/z)有关。 13 进給速度的计算公式： fv = zf Z n （ 3-1） 式中 : 每齿进给量 zf 的选用主要取决于工件材料和刀具材料的机械性能、工件表面粗糙度等因素。当工件材料的强度和硬度高，工件表面粗糙度的要求高，工件刚性差或刀具强度低， zf 值取小值 ,每齿进给量的选用参考表见表 3-2。 表 3-2 铣刀每齿进给量 zf 参考表 工件 材料 每 齿 进 给 量 zf (mm/z) 粗铣 精铣 高速钢铣刀 硬质合金铣刀 高速钢铣刀 硬质合金铣刀 钢 0.10 0.15 0.10 0.25 0.02 0.05 0.10 0.15 铸铁 0.12 0.20 0.15 0.30 3.4.3 切削速度 铣削的切削速度与刀具耐用度 T、每齿进给量 zf 、背吃刀量 pa 、侧吃刀量 ea以及铣刀齿数 Z 成反比，与铣刀直径 d 成正比。其原因是 zf 、 pa 、 ea 、 Z 增大时，使同时工作齿数增多，刀刃负荷和切削热增加，加快刀具磨损，因此刀具耐用度限制了切削速度的提高。表 3-3 列出了铣削切削速度 cV 的参考值。 表 3-3 铣削时的切削速度参考表 工件材料 硬度（ HBS） 切削速度 Vc (m/min) 高速钢铣刀 硬质合金刀具 钢 225 18 42 66 150 225 325 12 36 54 120 铸铁 325 425 6 21 36 75 =R2 GOTOB MARK1 N16 G17 G0 Z10； N17 RET； 29 参考文献： 1 汪红 李荣兵 . 数控铣床加工教程 . 北京 ： 化学工业出版社 ， 2009.1 2 陆英，陈小龙主编 .机械制图 .M北京：化学工业出版社， 2009 3 王 甫茂 . 机械制造基础 . 上海 ： 上海交通大学 出版社， 2005. 4 吕思科 . 机械制图 . 北京： 北京理工大学 出版社， 2007.7 5 艾兴 . 切削用量简明手册 . 北京： 机械 工业出版社， 2007.9 6 章富安 . 对我国数控技术发展的思考 .中国机械工程 ， 1999 7 顾京 . 数控加工编程与操作 .北京：高等教育出版社， 2003.9 8 张德红 . 数控铣削加工技术 .宜宾职业技术学院， 2009 9 孟少农 . 机械加工工艺手册 . 北京：机械工业出版社， 1991 10邓建新，赵军主编 .数控刀具材料选用手册 .北京：机械工业出版社， 2005 11徐宏海，谢富春主编 . 数控铣床 .北京：化学工业出版社， 2003 12 赵刚主编 . 数控铣削编程与加工 .北京：化学工业出版社， 2007 13 孙学强 . 机械制造基础 .北京：机械工业出版社， 2008.2 30 总结 2012 年 10 月，我开始了我的毕业设计论文工作，时至今日。论文基本完成。从最初的茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路的逐渐的清晰， 整个写作过程难以用语言来表达。经过一个多月的奋战，紧张而又充实的毕业设计终于落下帷幕了。回想这段日子，感慨万分，在这次毕业设计的过程中，我拥有了无数的回忆和收获。 通过这次毕业设计，我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在查找资料的过程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，认识了将来数控铣床的发展方向，是自己在专业知识方面动手能力有了质的飞跃。 我从零件的图纸开始分析零件的形状结构，根据其工艺要求编制加工工艺，选择设备刀具、装夹、编程、到三维建模。这所有的问题都一步步解决，最终写成了这篇论文。这对于我的理 论和实践知识的一个良好的结合和过度起到了重要作用。也使我对零件加工的整体过程有了一个高度的把握，对我以后参加工作有了一个很好的开端。 通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识太理论化了，面对单独的课题是感觉茫然的。自己要学的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，有点眼高手低。通过这次设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质。 最后，在此感谢我们的指导老师徐老师对我的悉心的指导，感谢老师们给我的帮助，在设计方面，我通过查阅大量的有关资料。与同 学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计做的也不是太好，但在设计过程中所学的东西是在这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。 31 致谢 这次毕业设计的完成，首先要感谢我的指导教师徐昆鹏老师，在毕业设计零件仿真加工及其说明书编制过程中，给予了精心的指导，并讲解了各项专业要领，提出了宝贵的专业意见，是他让我学到了很多知识才使我的毕业设计能够按期完成。其次感谢学校给予的支持和帮助，感谢同学们的无私帮助。同时要感谢 在百忙之中来参加我毕业答辩的评审老师们。 在做毕业设计的时候，有很多不懂的，或者说不精通的把，没办法，只能去图书馆一些一些的自己找相关书籍，把一些理论上的东西有重新复习了边，从而让自己做毕业设计的时候有思路，虽然到最后自己的毕业设计不是很好，但是我花了时间、精力去完成这篇论文。 在此，在此由衷的感谢我的辅导老师徐昆鹏对我的帮助和辅导，谢谢你不耐其烦的帮我讲解了一些东西，谢谢！ 32 附录 自动程序 N100 G21 N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90 N104 T1 M6 N106 G0 G90 G54 X-188. Y74.998 A0. S450 M3 N108 G43 H1 Z150. N110 G1 Z20. F0. N112 X148. F300. N114 G2 Y24.999 R24.999 N116 G1 X-148. N118 G3 Y-24.999 R24.999 N120 G1 X148. N122 G2 Y-74.998 R25. N124 G1 X-188. N126 G0 Z150. N128 M5 N130 G91 G28 Z0. N132 G28 X0. Y0. A0. N134 M01 N136 T2 M6 N138 G0 G90 G54 X-114.087 Y-8.677 A0. S500 M3 N140 G43 H2 Z150. N142 Z23. N144 G1 Z11. F0. N146 X-104.089 Y-8.878 F120. N148 G3 X-93.891 Y.92 R10. N150 G2 X-87.752 Y22.948 R45.9 N152 G1 X-68.701 Y55.949 N154 G2 X-53.454 Y67.884 R25.9 N156 X71.539 Y64.452 R205.9 N158 X87.685 Y32.16 R25.9 N160 G3 X88.639 Y21.337 R14.1 N162 G2 X87.752 Y-22.948 R45.9 N164 G1 X68.701 Y-55.949 N166 G2 X39.149 Y-67.902 R25.9 N168 G3 X-57.257 Y-65.255 R194.1 N170 G2 X-87.685 Y-32.16 R25.9 N172 G3 X-88.639 Y-21.337 R14.1 N174 G2 X-93.891 Y.92 R45.9 N176 G3 X-103.688 Y11.118 R10. N178 G1 X-113.686 Y11.319 N180 X-113.587 Y-8.687 N182 X-103.589 Y-8.888 N184 G3 X-93.391 Y.91 R10. N186 G2 X-87.319 Y22.698 R45.4 N188 G1 X-68.268 Y55.699 N190 G2 X-53.315 Y67.403 R25.4 N192 X71.374 Y63.98 R205.4 N194 X87.208 Y32.311 R25.4 N196 G3 X88.197 Y21.104 R14.6 N198 G2 X87.319 Y-22.698 R45.4 N200 G1 X68.268 Y-55.699 N202 G2 X39.287 Y-67.421 R25.4 N204 G3 X-57.367 Y-64.768 R194.6 N206 G2 X-87.208 Y-32.311 R25.4 N208 G3 X-88.197 Y-21.104 R14.6 N210 G2 X-93.391 Y.91 R45.4 N212 G3 X-103.188 Y11.108 R10. N214 G1 X-113.186 Y11.309 N216 X-114.087 Y-8.677 N218 Z10. F0. N220 X-104.089 Y-8.878 F120. N222 G3 X-93.891 Y.92 R10. N224 G2 X-87.752 Y22.948 R45.9 N226 G1 X-68.701 Y55.949 N228 G2 X-53.454 Y67.884 R25.9 N230 X71.539 Y64.452 R205.9 N232 X87.685 Y32.16 R25.9 N234 G3 X88.639 Y21.337 R14.1 N236 G2 X87.752 Y-22.948 R45.9 N238 G1 X68.701 Y-55.949 N240 G2 X39.149 Y-67.902 R25.9 N242 G3 X-57.257 Y-65.255 R194.1 N244 G2 X-87.685 Y-32.16 R25.9 N246 G3 X-88.639 Y-21.337 R14.1 N248 G2 X-93.891 Y.92 R45.9 N250 G3 X-103.688 Y11.118 R10. N252 G1 X-113.686 Y11.319 N254 X-113.587 Y-8.687 33 N256 X-103.589 Y-8.888 N258 G3 X-93.391 Y.91 R10. N260 G2 X-87.319 Y22.698 R45.4 N262 G1 X-68.268 Y55.699 N264 G2 X-53.315 Y67.403 R25.4 N266 X71.374 Y63.98 R205.4 N268 X87.208 Y32.311 R25.4 N270 G3 X88.197 Y21.104 R14.6 N272 G2 X87.319 Y-22.698 R45.4 N274 G1 X68.268 Y-55.699 N276 G2 X39.287 Y-67.421 R25.4 N278 G3 X-57.367 Y-64.768 R194.6 N280 G2 X-87.208 Y-32.311 R25.4 N282 G3 X-88.197 Y-21.104 R14.6 N284 G2 X-93.391 Y.91 R45.4 N286 G3 X-103.188 Y11.108 R10. N288 G1 X-113.186 Y11.309 N290 G0 Z150. N292 M5 N294 G91 G28 Z0. N296 G28 X0. Y0. A0. N298 M01 N300 T3 M6 N302 G0 G90 G54 X-91.044 Y-66.5 A0. S500 M3 N304 G43 H3 Z150. N306 Z5. N308 G1 Z0. F0. N310 X-99.5 Y-74.5 F120. N312 X88.038 N314 X68.899 Y-63.45 N316 G2 X37.885 Y-72.325 R30.5 N318 G3 X-56.236 Y-69.741 R189.499 N320 G2 X-92.069 Y-30.767 R30.5 N322 G3 X-92.712 Y-23.475 R9.5 N324 G2 X-91.735 Y25.248 R50.5 N326 G1 X-89.984 Y28.281 N328 X-99.5 Y33.775 N330 Y-74.5 N332 X-64.551 Y-70.461 N334 G3 X-56.236 Y-69.741 R30.5 N336 G2 X-53.948 Y-69.235 R189.499 N338 G1 X-17.793 Y-65.056 N340 F0. N342 G3 X-2.316 Y-77. R16. F120. N344 G1 X97.368 N346 X69.796 Y-61.081 N348 G3 X67.294 Y-61.493 R2. N350 G2 X38.572 Y-69.921 R28. N352 G3 X-56.791 Y-67.303 R192. N354 G2 X-89.686 Y-31.524 R28. N356 G3 X-90.499 Y-22.313 R12. N358 G2 X-89.57 Y23.998 R48. N360 G1 X-87.569 Y27.464 N362 G3 X-88.301 Y30.196 R2. N364 G1 X-102. Y38.105 N366 Y-77. N368 X-2.316 N370 G3 X12.548 Y-66.922 R16. N372 G0 Z150. N374 X-54.73 Y72.303 N376 Z5. N378 G1 Z0. F0. N380 G2 X-32.121 Y77.5 R210.5 F120. N382 G1 X-93.234 N384 X-68.899 Y63.45 N386 G2 X-54.73 Y72.303 R30.5 N388 G0 Z150. N390 X86.888 Y70.225 N392 Z5. N394 G1 Z0. F0. N396 X92.471 Y63.225 F120. N398 X99.5 Y77.5 N400 X39.438 N402 G2 X73.055 Y68.795 R210.5 N404 X92.069 Y30.767 R30.5 N406 G3 X92.712 Y23.475 R9.5 N408 G2 X91.735 Y-25.248 R50.5 N410 G1 X89.984 Y-28.281 N412 X99.5 Y-33.775 N414 Y77.5 N416 X97.529 Y9.854 N418 F0. N420 G3 X102. Y20.947 R15.999 F120. N422 G1 Y80. N424 X-102.564 N426 X-69.796 Y61.081 N428 G3 X-67.294 Y61.493 R2. 34 N430 G2 X-54.037 Y69.901 R28. N432 X72.231 Y66.435 R208. N434 X89.686 Y31.524 R28. N436 G3 X90.499 Y22.313 R12. N438 G2 X89.57 Y-23.998 R48. N440 G1 X87.569 Y-27.464 N442 G3 X88.301 Y-30.196 R2. N444 G1 X102. Y-38.105 N446 Y20.947 N448 G3 X93.131 Y35.27 R16. N450 G0 Z150. N452 M5 N454 G91 G28 Z0. N456 G28 X0. Y0. A0. N458 M01 N460 T4 M6 N462 G0 G90 G54 X2.5 Y30.364 A0. S300 M3 N464 G43 H4 Z150. N466 Z10. N468 G3 X-12.5 Y7.451 R25. F60. N470 G1 Y-62.03 N472 G2 X12.5 Y-63.885 R192.5 N474 G1 Y77.375 N476 G3 X-12.5 Y76.933 R207.5 N478 G1 Y7.451 N480 G3 X2.5 Y-15.461 R25. N482 G0 Z150. N484 M5 N486 G91 G28 Z0. N488 G28 X0. Y0. A0. N490 M01 N492 T5 M6 N494 G0 G90 G54 X-56.935 Y8.038 A0. S800 M3 N496 G43 H5 Z150. N498 Z10. N500 G3 X-51.194 Y13.717 R8. F30. N502 G2 X-45.899 Y26.5 R53. N504 G3 X-52.828 Y30.5 R4. N506 X-61. Y0. R61. N508 X-53. R4. N510 G2 X-51.194 Y13.717 R53. N512 G3 X-53.327 Y21.506 R8. N514 G0 Z150. N516 X56.99 Y-15.27 N518 Z10. N520 G2 X41.719 Y-41.719 R59. N522 G3 X43.134 Y-43.134 R1. N524 X58.921 Y-15.79 R61.001 N526 X56.991 Y-15.268 R1. N528 G1 X56.99 Y-15.27 N530 G0 Z150. N532 M5 N534 G91 G28 Z0. N536 G28 X0. Y0. A0. N538 M01 N540 T6 M6 N542 G0 G90 G54 X0. Y-25. A0. S1200 M3 N544 G43 H6 Z150. N546 G98 G81 Z15. R25. F120. N548 Y30. N550 X-88.5 Y-62. N552 X88.5 Y62. N554 G80 N556 M5 N558 G91 G28 Z0. N560 G28 X0. Y0. A0. N562 M01 N564 T7 M6 N566 G0 G90 G54 X0. Y-25. A0. S550 M3 N568 G43 H7 Z150. N570 G98 G81 Z-17. R25. F80. N572 Y30. N574 X-88.5 Y-62. N576 X88.5 Y62. N578 G80 N580 M5 N582 G91 G28 Z0. N584 G28 X0. Y0. A0. N586 M01 N588 T8 M6 N590 G0 G90 G54 X-88.5 Y-62. A0. S800 M3 N592 G43 H8 Z150. N594 G98 G81 Z-17. R25. F100. N596 X88.5 Y62. N598 G80 35 N600 M5 N602 G91 G28 Z0. N604 G28 X0. Y0. A0. N606 M01 N608 T9 M6 N610 G0 G90 G54 X0. Y-25. A0. S1400 M3 N612 G43 H9 Z150. N614 G98 G81 Z-17. R25. F65. N616 G80 N618 M5 N620 G91 G28 Z0. N622 G28 X0. Y0. A0. N624 M01 N626 T10 M6 N628 G0 G90 G54 X0. Y30. A0. S1000 M3 N630 G43 H10 Z150. N632 G98 G81 Z-17. R25. F40. N634 G80 N636 M5 N638 G91 G28 Z0. N640 G28 X0. Y0. A0. N642 M01 N644 T11 M6 N646 G0 G90 G54 X93.548 Y-76.642 A0. S0 M5 N648 G43 H11 Z42.991 N650 Z22.991 N652 G1 Z12.991 F0. 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