腰形零件数控加工工艺分析
目录
引言 1
一、腰形零件的介绍 2
（一）结构的简介 2
（二）腰形零件的加工内容 2
二、数控加工工艺分析 3
（一）机床介绍 3
(三)夹具的选择和工件的装夹 5
1.夹具的选择 5
2.工件的装夹 5
（四）刀具和切削参数的选择 6
1.刀具的选用 6
2.切削参数的选择 7
三、实际加工前CAM的仿真 7
四、结论 10
总结 11
参考文献 12
谢辞 13
引言
随着机械加工行业的发展，对数控加工的的需求也越来越多，并且对零件的加工要求等各方面都越来越高。为了保证产品制件的相关精度,质量等方面的要求,这也就必须要制定好良好的加工工艺。
加工工艺对于一个零件的加工起着至关重要的作用，对于零件的加工过程，质量方面都有着重要的意义，还要提高产品的加工效率，所以在编写加工工艺的时候就一定要考虑到这些方面，不可以遗漏一个的。所以加工工艺的每一个细节都要被重视，很可能一个很小的细节都对零件的加工起着重要的作用，也许就是这个细节会让零件报废的，不可以为了加工效率而影响质量。
本文以腰形零件作为研究对象，首先介绍薄片锯齿的外形和加工内容；其次介绍零件的数控加工工艺，包含机床介绍、工件材料、刀具及工装夹具的制作、切削参数选用以及加工路线的制定等；在通过MASTERCAM的仿真验证程序的可加工性，最后列举了部分的加工NC程序代码。
我的毕业设计课程来源于工厂的实际生产，本文重点介绍数控加工工艺路线的制定以及MASTERCAM的仿真加工。
一、腰形零件的介绍
（一）结构的简介
腰形零件是一个不规则的零件，形状较为复杂，工序繁多。零件外形大致是一个椭圆形，在这成型的基础上来加工，挖槽、打孔等操作，最终成型是我们需要的产品。零件的正面有一个大的槽，两个孔还有一个小孔，外形主要就是从正面加工的，挖槽需要精密的加工，还有精孔一定控制好尺寸，形位公差是3丝的，中间的槽里与两边的距离要控制的很好。
就如下图1-1所示。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
绍
（一）结构的简介
腰形零件是一个不规则的零件，形状较为复杂，工序繁多。零件外形大致是一个椭圆形，在这成型的基础上来加工，挖槽、打孔等操作，最终成型是我们需要的产品。零件的正面有一个大的槽，两个孔还有一个小孔，外形主要就是从正面加工的，挖槽需要精密的加工，还有精孔一定控制好尺寸，形位公差是3丝的，中间的槽里与两边的距离要控制的很好。
就如下图1-1所示。
图1-1腰形零件示意图
反面的加工比较简单一些，需要加工6个孔，但是要注意的地方是槽的加工。因为从两面加工出来的，外形上和精孔里的接刀痕要控制到摸不出来，还要保持表面的光洁度，但由于面上有凸台，不能用盘铣刀加工了，需要用到Ф4的立铣刀在面上以高转速慢走一遍。两个沉头孔形位公差2丝的，一定要控制好，不能因为这两个尺寸导致整个零件都报废了。
（二）腰形零件的加工内容
此零件主要是进行挖槽加工和打孔加工，所以理清楚思绪之后也就没有那么复杂了，但是精准尺寸却不能马虎的。需要用到许多的刀具，例如点钻、盘铣刀、钻头、平底刀等各种刀具，利用这些刀具来加工我们这款零件。
刀具的选用对我们的零件有着很大的影响，所以加工之前必须要检查刀具是否是正常的，刀具是否有破损，及时发现及时更换。
此零件的加工先后顺序是先铣外观，再加工槽和打孔，我们以上表面来作为基准面，为后续其他的加工的定位方便一点，也更加准确。具体的加工步骤会在下面介绍。
图1-2腰形零件示意图
二、数控加工工艺分析
（一）机床介绍
加工此零件不仅要用到三轴加工中心，还要用到四轴旋转加工中心。这样便于加工，也可以加快效率。
图2-1三轴加工中心
三轴加工中心比起四轴加工中心比较稳定一些，但是加工起来还是有点局限性，没有四轴加工的多面性，但是大多的精尺寸还是在三轴加工中心上面加工，，行程较大，既可以做大型工件，也可以做小型零件。它具备加工精度高，具有较高的加工质量；可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产效率高；机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；批量化生产，产品质量容易控制的优点。相对的，它也有一些缺点：对工作人员的素质要求较低，对维护人员的技术要求较高；加工路线不易控制，不想普通机床一样直观；维修不便，技术要求较高；工艺不易控制。
三轴加工中心对提高我国的机械加工工艺水平产生了明显的促进作用，具备国内同类产品价格投入取得先于国内产品品质的效果，因此具有良好的性能价格比，可用于中小批量多品种的生产方式,也可进入自动线进行批量生产。使用该机床可以节省工艺装备,缩短生产准备周期,保证零件加工质量,提高生产效率。具备高刚性结构、优良制造、高精密刚性主轴、定位精度高、高效、可靠的自动换刀装置、采用高可靠度配套元件、机电一体化设计、最大限度满足顾客的设计的特点。
加工中心第四轴就是指的是加工中心数控分度头，它可以完成三轴加工中心不能一次性加工完成的任务，它通过旋转可以使产品实现多面的加工，四轴的运用可以更方便的加工的，减少装夹次数。通过零件的多样性越来越多了，人们不能仅仅局限于使用三轴加工中心来加工零件。四轴相对于三轴而言，更加的方便快捷，可以节省更多的加工时间，但是总会有些自身的缺点的，由于四轴需要旋转的，齿轮之间经过摩擦之后就会产生一些缝隙，缝隙对于加工的时候也会产生问题，所以在加工的时候一定不能马虎的把缝隙给忘记了。
如图2-2所示
图2-2四轴加工中心
（ 二）毛坯分析
我们使用的是长方体毛坯，材料铝合金，因为铝有好的流动，可塑性，所以加工出来的光整度，精度也是比较高的。为了保证加工的时候零件的精度和形位公差，加工之前需要进行处理，消除材料的应力，减少材料的变形。
毛胚的材料的选取也是很重要的，在加工之前一定要测量好了，对于尺寸的测量要准确，便于选取合适的毛胚料，这样既可以节省材料费，也可以节省加工时间。在零件加工的时候也会产生变形，稍微一点的变形就会对零件的尺寸产生很大的影响的，毛坯料在加工之前要进行时效处理这种热处理方式，来减少或消除应力，来减少变形，从而保证可以达到尺寸要求。也要在去除余量的时候控制好，切削量的多少也会影响零件的变形。
如图2-3所示
图2-3毛坯材料
(三)夹具的选择和工件的装夹
1.夹具的选择<
引言 1
一、腰形零件的介绍 2
（一）结构的简介 2
（二）腰形零件的加工内容 2
二、数控加工工艺分析 3
（一）机床介绍 3
(三)夹具的选择和工件的装夹 5
1.夹具的选择 5
2.工件的装夹 5
（四）刀具和切削参数的选择 6
1.刀具的选用 6
2.切削参数的选择 7
三、实际加工前CAM的仿真 7
四、结论 10
总结 11
参考文献 12
谢辞 13
引言
随着机械加工行业的发展，对数控加工的的需求也越来越多，并且对零件的加工要求等各方面都越来越高。为了保证产品制件的相关精度,质量等方面的要求,这也就必须要制定好良好的加工工艺。
加工工艺对于一个零件的加工起着至关重要的作用，对于零件的加工过程，质量方面都有着重要的意义，还要提高产品的加工效率，所以在编写加工工艺的时候就一定要考虑到这些方面，不可以遗漏一个的。所以加工工艺的每一个细节都要被重视，很可能一个很小的细节都对零件的加工起着重要的作用，也许就是这个细节会让零件报废的，不可以为了加工效率而影响质量。
本文以腰形零件作为研究对象，首先介绍薄片锯齿的外形和加工内容；其次介绍零件的数控加工工艺，包含机床介绍、工件材料、刀具及工装夹具的制作、切削参数选用以及加工路线的制定等；在通过MASTERCAM的仿真验证程序的可加工性，最后列举了部分的加工NC程序代码。
我的毕业设计课程来源于工厂的实际生产，本文重点介绍数控加工工艺路线的制定以及MASTERCAM的仿真加工。
一、腰形零件的介绍
（一）结构的简介
腰形零件是一个不规则的零件，形状较为复杂，工序繁多。零件外形大致是一个椭圆形，在这成型的基础上来加工，挖槽、打孔等操作，最终成型是我们需要的产品。零件的正面有一个大的槽，两个孔还有一个小孔，外形主要就是从正面加工的，挖槽需要精密的加工，还有精孔一定控制好尺寸，形位公差是3丝的，中间的槽里与两边的距离要控制的很好。
就如下图1-1所示。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
绍
（一）结构的简介
腰形零件是一个不规则的零件，形状较为复杂，工序繁多。零件外形大致是一个椭圆形，在这成型的基础上来加工，挖槽、打孔等操作，最终成型是我们需要的产品。零件的正面有一个大的槽，两个孔还有一个小孔，外形主要就是从正面加工的，挖槽需要精密的加工，还有精孔一定控制好尺寸，形位公差是3丝的，中间的槽里与两边的距离要控制的很好。
就如下图1-1所示。
图1-1腰形零件示意图
反面的加工比较简单一些，需要加工6个孔，但是要注意的地方是槽的加工。因为从两面加工出来的，外形上和精孔里的接刀痕要控制到摸不出来，还要保持表面的光洁度，但由于面上有凸台，不能用盘铣刀加工了，需要用到Ф4的立铣刀在面上以高转速慢走一遍。两个沉头孔形位公差2丝的，一定要控制好，不能因为这两个尺寸导致整个零件都报废了。
（二）腰形零件的加工内容
此零件主要是进行挖槽加工和打孔加工，所以理清楚思绪之后也就没有那么复杂了，但是精准尺寸却不能马虎的。需要用到许多的刀具，例如点钻、盘铣刀、钻头、平底刀等各种刀具，利用这些刀具来加工我们这款零件。
刀具的选用对我们的零件有着很大的影响，所以加工之前必须要检查刀具是否是正常的，刀具是否有破损，及时发现及时更换。
此零件的加工先后顺序是先铣外观，再加工槽和打孔，我们以上表面来作为基准面，为后续其他的加工的定位方便一点，也更加准确。具体的加工步骤会在下面介绍。
图1-2腰形零件示意图
二、数控加工工艺分析
（一）机床介绍
加工此零件不仅要用到三轴加工中心，还要用到四轴旋转加工中心。这样便于加工，也可以加快效率。
图2-1三轴加工中心
三轴加工中心比起四轴加工中心比较稳定一些，但是加工起来还是有点局限性，没有四轴加工的多面性，但是大多的精尺寸还是在三轴加工中心上面加工，，行程较大，既可以做大型工件，也可以做小型零件。它具备加工精度高，具有较高的加工质量；可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产效率高；机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；批量化生产，产品质量容易控制的优点。相对的，它也有一些缺点：对工作人员的素质要求较低，对维护人员的技术要求较高；加工路线不易控制，不想普通机床一样直观；维修不便，技术要求较高；工艺不易控制。
三轴加工中心对提高我国的机械加工工艺水平产生了明显的促进作用，具备国内同类产品价格投入取得先于国内产品品质的效果，因此具有良好的性能价格比，可用于中小批量多品种的生产方式,也可进入自动线进行批量生产。使用该机床可以节省工艺装备,缩短生产准备周期,保证零件加工质量,提高生产效率。具备高刚性结构、优良制造、高精密刚性主轴、定位精度高、高效、可靠的自动换刀装置、采用高可靠度配套元件、机电一体化设计、最大限度满足顾客的设计的特点。
加工中心第四轴就是指的是加工中心数控分度头，它可以完成三轴加工中心不能一次性加工完成的任务，它通过旋转可以使产品实现多面的加工，四轴的运用可以更方便的加工的，减少装夹次数。通过零件的多样性越来越多了，人们不能仅仅局限于使用三轴加工中心来加工零件。四轴相对于三轴而言，更加的方便快捷，可以节省更多的加工时间，但是总会有些自身的缺点的，由于四轴需要旋转的，齿轮之间经过摩擦之后就会产生一些缝隙，缝隙对于加工的时候也会产生问题，所以在加工的时候一定不能马虎的把缝隙给忘记了。
如图2-2所示
图2-2四轴加工中心
（ 二）毛坯分析
我们使用的是长方体毛坯，材料铝合金，因为铝有好的流动，可塑性，所以加工出来的光整度，精度也是比较高的。为了保证加工的时候零件的精度和形位公差，加工之前需要进行处理，消除材料的应力，减少材料的变形。
毛胚的材料的选取也是很重要的，在加工之前一定要测量好了，对于尺寸的测量要准确，便于选取合适的毛胚料，这样既可以节省材料费，也可以节省加工时间。在零件加工的时候也会产生变形，稍微一点的变形就会对零件的尺寸产生很大的影响的，毛坯料在加工之前要进行时效处理这种热处理方式，来减少或消除应力，来减少变形，从而保证可以达到尺寸要求。也要在去除余量的时候控制好，切削量的多少也会影响零件的变形。
如图2-3所示
图2-3毛坯材料
(三)夹具的选择和工件的装夹
1.夹具的选择<
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