凸形板零件加工工艺分析及加工程序编制
目录
引言 2
一、凸形板零件图纸初步分析及处理 3
（一）零件图纸分析 3
1. 毛坯尺寸 3
2.刀具的选择 5
3.切削用量及下刀方法的确定 5
4.粗加工方法 5
5.工件的定位与装夹 5
二、零件加工工艺分析 6
（一）零件工艺分析 6
1.零件图分析，选择加工内容 6
2.选择加工中心 6
3.刀具的选择 7
（二）编制零件加工工艺 7
1.加工方法选择 7
2.确定零件装夹方案 8
三、数控加工自动程序编制与加工 10
（一）凸形板零件结构分析 10
（二）零件的三维立体建模 10
（三）毛坯与刀具选取 11
（四）编制加工程序 12
（五）零件加工 17
总结 20
参考文献 21
谢辞 22
引言
众所周知，用数控机床来加工零件，是要按照事先编写好的数控程序或经过仿真软件后处理的到的程序输入机床中来实现自动地对零件进行加工。它的加工特点是把所要加工零件的工艺加工路线、刀具的运动轨迹、一些必要的切削参数、刀具编号等，按照数控机床规定的指令代码与规定的格式来编写加工程序单，并把程序输入到数控机床的数控装置，从而实现控制机床进行加工。由于数控车床的功能强大，为了能够有效地利用数控机床的各种功能，使数控机床能够按照正确的程序进行安全与可靠地进行工作，本次课题选取了凸形板零件加工。并且严格地按照毕业实践设计的要求，来对零件进行加工工艺的分析、刀具选择及其各项切削参数的选择、工件的装夹方式与夹具 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
的选择、加工程序的编制等。
??在本次的毕业实践设计中，选取的对象是一个凸形板类零件，并且加工要求基本仍在二维的加工范围之内，但是零件的内、外轮廓的各项几何要素并不都是有简单的直线与圆弧组成，并且还有一部分的椭圆，因此，若采用手工编程，必须要采用宏程序来完成椭圆部分的编程任务。另外，考虑到自动编程技术具备数学处理能力强、能快速、自动生成数控程序、后置处理程序灵活多变、程序自检、纠错能力很强、便于实现与数控系统的通信等特点，就采用自动编程技术进行课题制作，通过对零件的图纸工艺分析、UG建模、软件模拟加工、编制加工程序、来完成自动编程。
一、凸形板零件图纸初步分析及处理
如图1-1所示为零件的加工图纸
图1-1零件加工图纸
（一）零件图纸分析
1. 毛坯尺寸
该零件的毛坯尺寸为：150mm*120mm*26mm
毛坯材料为45钢，在装上数控机床之前，上下底面、前后左右侧面都已经加工完毕，并且都已达到毛坯图上的零件要求。如图1-1所示，该凸板零件的加工特点是；上表面型腔加工，外轮廓，并且顶部的厚度为0.9mm，严格属于薄壁件，加工难度较大，薄壁很容易损坏，所以所需机床要能够很好地处理薄壁变形的问题。同时，通孔周围的4个M10螺纹孔的位置精度要求较高，因此在选择合理的机床来加工时。要着重的从机械加工的特点要求与加工精度要求、所需使用的刀具尺寸上来考虑。因此决定采用立式加工中心来进行零件的加工。选择机床的具体情况如下：
该机床所使用的数控系统为FAUNC，型号为国产XH714D立式数控加工中心，工作台尺度为900*400，X轴行程为450mm，Y轴行程为450mm，有Z轴行程为500mm，主轴断面到工作台的距离为125mm～625mm。由于该机床具备装夹定位准确，重复定位、回转精度高、主体构件刚度高，主轴的恒定转速功率范围宽、低转速扭矩大，等特点，且刀库可同时装夹刀具容量为12把等，该机床比较适合一些中小型零件所需的加工，故选择它作为本工件的加工设备。机床外形图如图1-2所示。
图1-2加工中心机床
由零该件的设计图样来看，零件的结构设计合理，尺寸的标注完整，各项的精度要求也符合国家标准，尺寸要求属于中等偏上精度范围；且零件的工艺性也不错，因此可以选择零件的底面作为基准加工。此零件的中心位置为一个Φ30的通孔，所以将坐标系建立在中心的位置，则毛坯上表面作为Z=0。坐标系建立完成后在零件的工作图中标注出内外轮廓的基点坐标，4个螺纹孔的坐标，刀具的下刀点、建立刀补点、注入点、切入点等。
2.刀具的选择
在数控车床加工过程中，刀具的选择是其中最重要的工艺内容之一，刀具选择的好坏不仅影响着机床后续零件加工的效率、也在很大程度上决定着最后零件的加工质量。因此，在选取各种刀具时，是在机床的加工能力、零件的工序内容和工件的毛坯材料等基本因素上着手的。本零件所需的刀具有，加工平面用的面铣刀，加工内外轮廓用的键槽铣刀和立铣刀、加工各种光孔、螺纹孔用的中心孔、扩孔钻、麻花钻、铰刀以及加工螺纹的丝锥。其规格要求根据加工尺寸选择，上表面轮廓粗铣时用的面铣刀直径应该大一些，从而减小刀轨接刀的痕迹，但必须要小于加工中心所允许的装刀直径。刀柄部根据主轴锥孔和拉紧机构进行选择。具体的所选刀具及刀柄见刀具卡片。
材料为45号钢，切削性能尚好，选用硬质合金或高速钢为材质的刀具可满足工艺要求。
3.切削用量及下刀方法的确定
零件加工的切削用量主要包括主轴转速（切削速度）、切削深度、进给速度（进给量）等。切削用量的大小对切削力、切削功率。刀具的磨损、加工的质量和所需成本有着显著的影响。一般而言，对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量。此处采用的事计算、查表、类比相结合的方法，从而将不同加工方法中所需用到的工艺参数通过列表的形式表达出来。
在加工上表面的型腔是，刀具是从X=0，Y=0点下刀的，由于零件原来此处就有一个直径25mm的通孔，故采用垂直下刀。粗加工留精加工余量0.5mm。
4.粗加工方法
在进行型腔加工时，考虑到内轮廓的表面平滑，在自动编程过程中采用圆弧切入，圆弧切出的进出方式；同时，刀具也是在一次进刀中将内轮廓加工完毕；不过，在型腔的局部可能会留有一些死角，我们可以通过手工加工来加以去除；这要求在精加工内腔结束时，在刀具未提起时，手工去除，从而保持内墙平面高度一致。
在加工零件外轮廓时，根据零件的结构特点，采用旋转指令来依次加工阶梯半圆的盲孔，这样可减少编程工作量。每一个阶梯盲孔都利用子程序来进行编制，这部分用了两级子程序嵌套方式编制程序。在二级子程序中，内外轮廓的走刀方式为顺铣、左补偿。分层进刀，每一次进刀两量为-2mm。
5.工件的定位与装夹
由于该零件毛坯是一块150mmX120mmX26mm长方体，材料为45钢，而且6个面都已加工到位，故选用平口钳进行装夹，使其固定钳口侧与加工中心机床打的X轴一致。为了保护零件的两个端面的粗糙度在所需范围内，要用两块平行垫铁片将工件两端面夹紧，在毛坯内侧用平行点铁片垫起，保持端面水平夹紧，从而保证满意加工的各项要求。由于工件坐标系的原点位置需要用对刀来实现，故毛坯的定位与装夹只要保证方向一致就可以进行加工了。
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T08
引言 2
一、凸形板零件图纸初步分析及处理 3
（一）零件图纸分析 3
1. 毛坯尺寸 3
2.刀具的选择 5
3.切削用量及下刀方法的确定 5
4.粗加工方法 5
5.工件的定位与装夹 5
二、零件加工工艺分析 6
（一）零件工艺分析 6
1.零件图分析，选择加工内容 6
2.选择加工中心 6
3.刀具的选择 7
（二）编制零件加工工艺 7
1.加工方法选择 7
2.确定零件装夹方案 8
三、数控加工自动程序编制与加工 10
（一）凸形板零件结构分析 10
（二）零件的三维立体建模 10
（三）毛坯与刀具选取 11
（四）编制加工程序 12
（五）零件加工 17
总结 20
参考文献 21
谢辞 22
引言
众所周知，用数控机床来加工零件，是要按照事先编写好的数控程序或经过仿真软件后处理的到的程序输入机床中来实现自动地对零件进行加工。它的加工特点是把所要加工零件的工艺加工路线、刀具的运动轨迹、一些必要的切削参数、刀具编号等，按照数控机床规定的指令代码与规定的格式来编写加工程序单，并把程序输入到数控机床的数控装置，从而实现控制机床进行加工。由于数控车床的功能强大，为了能够有效地利用数控机床的各种功能，使数控机床能够按照正确的程序进行安全与可靠地进行工作，本次课题选取了凸形板零件加工。并且严格地按照毕业实践设计的要求，来对零件进行加工工艺的分析、刀具选择及其各项切削参数的选择、工件的装夹方式与夹具 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
的选择、加工程序的编制等。
??在本次的毕业实践设计中，选取的对象是一个凸形板类零件，并且加工要求基本仍在二维的加工范围之内，但是零件的内、外轮廓的各项几何要素并不都是有简单的直线与圆弧组成，并且还有一部分的椭圆，因此，若采用手工编程，必须要采用宏程序来完成椭圆部分的编程任务。另外，考虑到自动编程技术具备数学处理能力强、能快速、自动生成数控程序、后置处理程序灵活多变、程序自检、纠错能力很强、便于实现与数控系统的通信等特点，就采用自动编程技术进行课题制作，通过对零件的图纸工艺分析、UG建模、软件模拟加工、编制加工程序、来完成自动编程。
一、凸形板零件图纸初步分析及处理
如图1-1所示为零件的加工图纸
图1-1零件加工图纸
（一）零件图纸分析
1. 毛坯尺寸
该零件的毛坯尺寸为：150mm*120mm*26mm
毛坯材料为45钢，在装上数控机床之前，上下底面、前后左右侧面都已经加工完毕，并且都已达到毛坯图上的零件要求。如图1-1所示，该凸板零件的加工特点是；上表面型腔加工，外轮廓，并且顶部的厚度为0.9mm，严格属于薄壁件，加工难度较大，薄壁很容易损坏，所以所需机床要能够很好地处理薄壁变形的问题。同时，通孔周围的4个M10螺纹孔的位置精度要求较高，因此在选择合理的机床来加工时。要着重的从机械加工的特点要求与加工精度要求、所需使用的刀具尺寸上来考虑。因此决定采用立式加工中心来进行零件的加工。选择机床的具体情况如下：
该机床所使用的数控系统为FAUNC，型号为国产XH714D立式数控加工中心，工作台尺度为900*400，X轴行程为450mm，Y轴行程为450mm，有Z轴行程为500mm，主轴断面到工作台的距离为125mm～625mm。由于该机床具备装夹定位准确，重复定位、回转精度高、主体构件刚度高，主轴的恒定转速功率范围宽、低转速扭矩大，等特点，且刀库可同时装夹刀具容量为12把等，该机床比较适合一些中小型零件所需的加工，故选择它作为本工件的加工设备。机床外形图如图1-2所示。
图1-2加工中心机床
由零该件的设计图样来看，零件的结构设计合理，尺寸的标注完整，各项的精度要求也符合国家标准，尺寸要求属于中等偏上精度范围；且零件的工艺性也不错，因此可以选择零件的底面作为基准加工。此零件的中心位置为一个Φ30的通孔，所以将坐标系建立在中心的位置，则毛坯上表面作为Z=0。坐标系建立完成后在零件的工作图中标注出内外轮廓的基点坐标，4个螺纹孔的坐标，刀具的下刀点、建立刀补点、注入点、切入点等。
2.刀具的选择
在数控车床加工过程中，刀具的选择是其中最重要的工艺内容之一，刀具选择的好坏不仅影响着机床后续零件加工的效率、也在很大程度上决定着最后零件的加工质量。因此，在选取各种刀具时，是在机床的加工能力、零件的工序内容和工件的毛坯材料等基本因素上着手的。本零件所需的刀具有，加工平面用的面铣刀，加工内外轮廓用的键槽铣刀和立铣刀、加工各种光孔、螺纹孔用的中心孔、扩孔钻、麻花钻、铰刀以及加工螺纹的丝锥。其规格要求根据加工尺寸选择，上表面轮廓粗铣时用的面铣刀直径应该大一些，从而减小刀轨接刀的痕迹，但必须要小于加工中心所允许的装刀直径。刀柄部根据主轴锥孔和拉紧机构进行选择。具体的所选刀具及刀柄见刀具卡片。
材料为45号钢，切削性能尚好，选用硬质合金或高速钢为材质的刀具可满足工艺要求。
3.切削用量及下刀方法的确定
零件加工的切削用量主要包括主轴转速（切削速度）、切削深度、进给速度（进给量）等。切削用量的大小对切削力、切削功率。刀具的磨损、加工的质量和所需成本有着显著的影响。一般而言，对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量。此处采用的事计算、查表、类比相结合的方法，从而将不同加工方法中所需用到的工艺参数通过列表的形式表达出来。
在加工上表面的型腔是，刀具是从X=0，Y=0点下刀的，由于零件原来此处就有一个直径25mm的通孔，故采用垂直下刀。粗加工留精加工余量0.5mm。
4.粗加工方法
在进行型腔加工时，考虑到内轮廓的表面平滑，在自动编程过程中采用圆弧切入，圆弧切出的进出方式；同时，刀具也是在一次进刀中将内轮廓加工完毕；不过，在型腔的局部可能会留有一些死角，我们可以通过手工加工来加以去除；这要求在精加工内腔结束时，在刀具未提起时，手工去除，从而保持内墙平面高度一致。
在加工零件外轮廓时，根据零件的结构特点，采用旋转指令来依次加工阶梯半圆的盲孔，这样可减少编程工作量。每一个阶梯盲孔都利用子程序来进行编制，这部分用了两级子程序嵌套方式编制程序。在二级子程序中，内外轮廓的走刀方式为顺铣、左补偿。分层进刀，每一次进刀两量为-2mm。
5.工件的定位与装夹
由于该零件毛坯是一块150mmX120mmX26mm长方体，材料为45钢，而且6个面都已加工到位，故选用平口钳进行装夹，使其固定钳口侧与加工中心机床打的X轴一致。为了保护零件的两个端面的粗糙度在所需范围内，要用两块平行垫铁片将工件两端面夹紧，在毛坯内侧用平行点铁片垫起，保持端面水平夹紧，从而保证满意加工的各项要求。由于工件坐标系的原点位置需要用对刀来实现，故毛坯的定位与装夹只要保证方向一致就可以进行加工了。
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