膝盖弯曲系统零件的数控编程及CNC加工
膝盖弯曲系统零件的数控编程及CNC加工[2020123181603]
【摘要】
加工中心是典型的集高技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了一个国家设计制造的水平也大大提高了劳动生产率，降低了劳动成本，改善了工人的工作环境，降低了工人的劳动强度。本文对信号箱支撑板的数控加工做了阐述，分析了信号箱支撑板的结构特点、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。主要分析了零件的毛坯形状、三次装夹用的夹具定位和夹紧。认真设计分析毛坯以及考虑怎样用所设计的毛坯一次性加工出两个相同的零件，进而提高加工效率，节约材料。利用加工中心高精度的特性，对于高精度要求的零件再适合不过，比如对圆角曲面轮廓的加工，位置的计算测量，都由加工中心来保证精度。在加工过程中，需要多次装夹，很容易产生定位误差，本文对于这样那样的问题也得到了解决，而且对于一项零件加工的过程也得到了详细的体会，相信以后自己一定能独立的完成一项加工。
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关键字:】加工中心；加工工艺；夹具；加工效率；刀具；切削用量；数控编程
引言 1
一、零件图分析 2
（一）结构分析 2
（二）精度分析 2
（三）材料分析 2
二、确定毛坯 2
三、制定加工工艺 3
（一）前期准备 4
1.处理毛坯 4
2.主要治具设计 4
（二）加工顺序的安排 4
1.加工顺序的安排原则 4
2.加工顺序安排 4
（三）机床选择 5
（四）刀具选择 7
（五）夹具设计 7
（六）切削用量的确定 9
1.主轴转速的确定 9
2.进给速度的确定 10
3.背吃刀量的选择 10
（七）加工工艺卡 10
四、仿真加工 11
1.加工第二次装夹用的螺纹孔 11
2.粗铣表面 12
3.精铣表面 12
4.铣台阶 12
5.铣四周轮廓 12
6.倒角 13
7.割断 13
五、数控加工程序 13
总结 21
参考文献 22
谢辞 23
引言
数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、成组技术与现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一体，是现代先进制造技术的基础和核心。
数控加工就是采用数控程序控制机床进行零件加工的一种加工方法，相对于普通机床加工，数控加工具有加工效率高、劳动强度低、加工精度高、柔性好等一系列优点，在数控机床加工中，数控程序是不可缺少的一部分，数控机床之所以能够加工出各种形状、不同尺寸和精度的零件，就是因为编程人员为其编制了不同的数控加工程序。编写数控加工程序的过程就是将加工零件的工艺过程、工艺参数、位移数据及开关命令（换刀、切削液开/关等）等信息用数控系统规定的功能代码和格式按加工顺序编写成加工程序单，并记录在信息载体上，再通过信息载体将数控加工程序输入机床数控装置，从而指挥数控机床按照数控程序的内容加工出合格的零件，数控程序编写的合理与否，直接影响到零件的加工质量及效率。
现在社会讲究经济化加工，在最短的时间内加工工出更多的合格产品和利用最少的原材料加工合格产品，达到高效率的利用原材料，符合现在经济的发展要求，也是企业追求效益的有效方法。本次加工方案确定的思想就是经济性生产加工产品，短时间内，利用一个毛坯，一次性加工出两个产品。对于类似特征零件的加工，完全可以采用本文的加工工艺，举一反三。对于社会，经济性的加工毫无疑问的是发展经济性经济的有效手段，也是创建节约型社会的要求；对企业，经济性加工更是企业追求利益的有效途径，也是企业长久发展的手段。对个人来说，是个人价值的体现。
我大学三年读的是数控专业，对数控技术有了一定的理解和掌握，具备一定操作技能。选择球阀顶法兰数控加工工艺分析及编程，将我所学知识进行运用和巩固，为走上工作岗位打下一定的基础。
本次设计主要介绍如何应用数控加工技术进行零件的成组加工，充分利用数控加工高效率、低劳动强度、高柔性等特点，来成组加工信号箱支撑板，经济好、效率高。本文根据零件的图纸和技术要求，对该零件进行了详细的数控加工工艺分析，依据分析结果，确定了该零件的加工方法、装夹方式、定位基准、使用刀具、加工顺序安排、工步划分、走刀路线和切削用量等，并制定了零件的数控加工工艺过程卡片和数控加工工序卡片和刀具卡片，最后采用手工编程编制了该零件的数控加工程序。
一、零件图分析
图1-1 信号箱支撑板图
（一）结构分析
如图1-1所示，该产品主要是一个三角形板类零件，该零件结构主要包括：宽2.5、长35、高5的台阶，倒角。
（二）精度分析
台阶尺寸要求：宽2.5的尺寸偏差为正负0.15，长35的尺寸上偏差为0、下偏差为0.15，高5的尺寸上下偏差为0.15；零件整体厚度10的上下偏差为0.15；零件整体宽度22.5的上下偏差为0.1；角度60.26度的尺寸偏差为0.5度。
（三）材料分析
该零件要求采用AL6061，是铝镁硅合金的一种，是以铝为基体元素和以镁、硅为主要合金元素的变形合金。属6×××系铝合金。热成型性好，中等强度，良好的可焊性和耐腐蚀性。6061具有加工性能极佳、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。主要用于有一定强度、可焊接性与抗腐蚀性高的各种工业结构件，如制造卡车、搭式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工等。 拉伸强度(25℃MPa) 屈服强(25℃MPa)。淬火敏感性也比6063高，挤压之后不能实现风淬，需要重新固溶处理和淬火时效，才能获得较高的强度。
二、确定毛坯
选择毛坯时就要考虑减少成型件的修边量，减少材料的浪费，降低产品的加工成本；选择合理的毛坯有利于装夹和提高加工效率。毛坯的形状和尺寸主要由零件表面组成的形状、结构、尺寸及加工余量等因素确定，并尽量与零件相接近，以减少机械加工的劳动量。
该零件是一个三角板类零件，如果使用平口钳装夹，在加工时会震动进而会产生较大的加工误差；如果把毛坯设计为一块三角板类，利用压板进行装夹定位，在加工时需要多次拆卸和安装，再次装夹前没有装置保证毛坯的位置固定，会产生定位误差。因此，本文把毛坯设计为一块37mm*37mm*11mm的方形板类毛坯，采用合理的装夹方式，在不移动工件的情况下合理利用螺钉和压板装夹定位，即能满足加工要求又不会产生装夹误差。
本次加工的基础思想是高效率利用毛坯来加工零件，在最短的时间内加工出合格产品，考虑到零件的结构特点，可以在一块毛坯上一次性加工出两个相同的零件，提高生产效率，提高材料利用率。
如图1-1所示，该零件的最大长度尺寸为35mm，最大宽度尺寸为22.5mm，最大高度尺寸为10mm。本零件采用组合加工，根据以上叙述，确定毛坯为正方形，其尺寸为37mm*37mm*11mm。如图2-1。
图2-1 毛坯
三、制定加工工艺
零件总体形状是直角三角形，要加工上下表面、铣轮廓和台阶，如果多次装夹势必带来很大误差，三角形也不便于装夹。受几何图形的启发，两个直角三角形可以拼成一个长方形，形状规整，便于装夹。所以考虑一个长方形毛坯上加工出两个零件，见图3-1。
加工过程需要铣平面，铣侧面，铣台阶，细小的圆弧面，最后的割断。在铣削各个面时不能碰到夹具，所以要设计合理的夹具。为了在最短的时间内加工出零件，提高加工效率，我决定是先在根据毛坯样板和零件特点，设计出毛坯图纸并在毛坯图纸上设计出装夹时所用孔的位置，确定好割断区域，然后上机床将毛坯找正、装夹，加工出两个定位孔，再攻螺纹，加工成螺纹孔。之后再加工平面、台阶、轮廓、圆弧面，最后割断。
【摘要】
加工中心是典型的集高技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了一个国家设计制造的水平也大大提高了劳动生产率，降低了劳动成本，改善了工人的工作环境，降低了工人的劳动强度。本文对信号箱支撑板的数控加工做了阐述，分析了信号箱支撑板的结构特点、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。主要分析了零件的毛坯形状、三次装夹用的夹具定位和夹紧。认真设计分析毛坯以及考虑怎样用所设计的毛坯一次性加工出两个相同的零件，进而提高加工效率，节约材料。利用加工中心高精度的特性，对于高精度要求的零件再适合不过，比如对圆角曲面轮廓的加工，位置的计算测量，都由加工中心来保证精度。在加工过程中，需要多次装夹，很容易产生定位误差，本文对于这样那样的问题也得到了解决，而且对于一项零件加工的过程也得到了详细的体会，相信以后自己一定能独立的完成一项加工。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】加工中心；加工工艺；夹具；加工效率；刀具；切削用量；数控编程
引言 1
一、零件图分析 2
（一）结构分析 2
（二）精度分析 2
（三）材料分析 2
二、确定毛坯 2
三、制定加工工艺 3
（一）前期准备 4
1.处理毛坯 4
2.主要治具设计 4
（二）加工顺序的安排 4
1.加工顺序的安排原则 4
2.加工顺序安排 4
（三）机床选择 5
（四）刀具选择 7
（五）夹具设计 7
（六）切削用量的确定 9
1.主轴转速的确定 9
2.进给速度的确定 10
3.背吃刀量的选择 10
（七）加工工艺卡 10
四、仿真加工 11
1.加工第二次装夹用的螺纹孔 11
2.粗铣表面 12
3.精铣表面 12
4.铣台阶 12
5.铣四周轮廓 12
6.倒角 13
7.割断 13
五、数控加工程序 13
总结 21
参考文献 22
谢辞 23
引言
数控技术集传统的机械制造技术、计算机技术、成组技术与现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通讯技术、液压气动技术、光机电技术于一体，是现代先进制造技术的基础和核心。
数控加工就是采用数控程序控制机床进行零件加工的一种加工方法，相对于普通机床加工，数控加工具有加工效率高、劳动强度低、加工精度高、柔性好等一系列优点，在数控机床加工中，数控程序是不可缺少的一部分，数控机床之所以能够加工出各种形状、不同尺寸和精度的零件，就是因为编程人员为其编制了不同的数控加工程序。编写数控加工程序的过程就是将加工零件的工艺过程、工艺参数、位移数据及开关命令（换刀、切削液开/关等）等信息用数控系统规定的功能代码和格式按加工顺序编写成加工程序单，并记录在信息载体上，再通过信息载体将数控加工程序输入机床数控装置，从而指挥数控机床按照数控程序的内容加工出合格的零件，数控程序编写的合理与否，直接影响到零件的加工质量及效率。
现在社会讲究经济化加工，在最短的时间内加工工出更多的合格产品和利用最少的原材料加工合格产品，达到高效率的利用原材料，符合现在经济的发展要求，也是企业追求效益的有效方法。本次加工方案确定的思想就是经济性生产加工产品，短时间内，利用一个毛坯，一次性加工出两个产品。对于类似特征零件的加工，完全可以采用本文的加工工艺，举一反三。对于社会，经济性的加工毫无疑问的是发展经济性经济的有效手段，也是创建节约型社会的要求；对企业，经济性加工更是企业追求利益的有效途径，也是企业长久发展的手段。对个人来说，是个人价值的体现。
我大学三年读的是数控专业，对数控技术有了一定的理解和掌握，具备一定操作技能。选择球阀顶法兰数控加工工艺分析及编程，将我所学知识进行运用和巩固，为走上工作岗位打下一定的基础。
本次设计主要介绍如何应用数控加工技术进行零件的成组加工，充分利用数控加工高效率、低劳动强度、高柔性等特点，来成组加工信号箱支撑板，经济好、效率高。本文根据零件的图纸和技术要求，对该零件进行了详细的数控加工工艺分析，依据分析结果，确定了该零件的加工方法、装夹方式、定位基准、使用刀具、加工顺序安排、工步划分、走刀路线和切削用量等，并制定了零件的数控加工工艺过程卡片和数控加工工序卡片和刀具卡片，最后采用手工编程编制了该零件的数控加工程序。
一、零件图分析
图1-1 信号箱支撑板图
（一）结构分析
如图1-1所示，该产品主要是一个三角形板类零件，该零件结构主要包括：宽2.5、长35、高5的台阶，倒角。
（二）精度分析
台阶尺寸要求：宽2.5的尺寸偏差为正负0.15，长35的尺寸上偏差为0、下偏差为0.15，高5的尺寸上下偏差为0.15；零件整体厚度10的上下偏差为0.15；零件整体宽度22.5的上下偏差为0.1；角度60.26度的尺寸偏差为0.5度。
（三）材料分析
该零件要求采用AL6061，是铝镁硅合金的一种，是以铝为基体元素和以镁、硅为主要合金元素的变形合金。属6×××系铝合金。热成型性好，中等强度，良好的可焊性和耐腐蚀性。6061具有加工性能极佳、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。主要用于有一定强度、可焊接性与抗腐蚀性高的各种工业结构件，如制造卡车、搭式建筑、船舶、电车、家具、机械零件、精密加工等。 拉伸强度(25℃MPa) 屈服强(25℃MPa)。淬火敏感性也比6063高，挤压之后不能实现风淬，需要重新固溶处理和淬火时效，才能获得较高的强度。
二、确定毛坯
选择毛坯时就要考虑减少成型件的修边量，减少材料的浪费，降低产品的加工成本；选择合理的毛坯有利于装夹和提高加工效率。毛坯的形状和尺寸主要由零件表面组成的形状、结构、尺寸及加工余量等因素确定，并尽量与零件相接近，以减少机械加工的劳动量。
该零件是一个三角板类零件，如果使用平口钳装夹，在加工时会震动进而会产生较大的加工误差；如果把毛坯设计为一块三角板类，利用压板进行装夹定位，在加工时需要多次拆卸和安装，再次装夹前没有装置保证毛坯的位置固定，会产生定位误差。因此，本文把毛坯设计为一块37mm*37mm*11mm的方形板类毛坯，采用合理的装夹方式，在不移动工件的情况下合理利用螺钉和压板装夹定位，即能满足加工要求又不会产生装夹误差。
本次加工的基础思想是高效率利用毛坯来加工零件，在最短的时间内加工出合格产品，考虑到零件的结构特点，可以在一块毛坯上一次性加工出两个相同的零件，提高生产效率，提高材料利用率。
如图1-1所示，该零件的最大长度尺寸为35mm，最大宽度尺寸为22.5mm，最大高度尺寸为10mm。本零件采用组合加工，根据以上叙述，确定毛坯为正方形，其尺寸为37mm*37mm*11mm。如图2-1。
图2-1 毛坯
三、制定加工工艺
零件总体形状是直角三角形，要加工上下表面、铣轮廓和台阶，如果多次装夹势必带来很大误差，三角形也不便于装夹。受几何图形的启发，两个直角三角形可以拼成一个长方形，形状规整，便于装夹。所以考虑一个长方形毛坯上加工出两个零件，见图3-1。
加工过程需要铣平面，铣侧面，铣台阶，细小的圆弧面，最后的割断。在铣削各个面时不能碰到夹具，所以要设计合理的夹具。为了在最短的时间内加工出零件，提高加工效率，我决定是先在根据毛坯样板和零件特点，设计出毛坯图纸并在毛坯图纸上设计出装夹时所用孔的位置，确定好割断区域，然后上机床将毛坯找正、装夹，加工出两个定位孔，再攻螺纹，加工成螺纹孔。之后再加工平面、台阶、轮廓、圆弧面，最后割断。
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