典型轮廓零件铣削加工工艺分析
典型轮廓零件铣削加工工艺分析[20200123191031]
日期： 2012年11月5日 【摘要】
现代数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测以及精密机械等高新技术的产物，是典型的机电一体化产品，是完全新型的自动化机床。
随着科学的迅速发展，机械产品性能、结构、形状和材料的不断改进、精密度不断提高，生产类型由大批量（如汽车）生产向多品种小批量生产转化。因此，对零件加工质量和精度的要求越来越高。由于产品变化频繁，目前在一般机械加工中，单件、小批量的产品约占七成以上。为有效地保证产品质量，提高劳动生产率和降低成本，对机床提出了高精度，具有较好的通用性和较大的灵活性，以适应生产对象频繁变化的需要与高自动化的要求。数控铣床是铣削加工功能较全的数控机床。它可以把铣削、螺纹加工、钻削等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。采用数控铣床进行加工可以大大提高产品质量，保证加工零件的精度，减轻劳动强度，为新产品的研制和改型换代节省大量的时间和费用，提高企业产品的竞争力 。
本文根据轮廓零件的图纸及技术要求，对该零件进行数控加工工艺的分析，并编制数控加工程序、刀具卡片、加工工艺卡片等。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】工艺分析；数控编程；刀具；工艺卡片。
引言 1
一、零件工艺分析 2
﹙一﹚零件图 2
﹙二﹚毛坯的选择 2
﹙三﹚切削液的选择 2
﹙四﹚机床的选择 3
﹙五﹚机床夹具的选择 3
二、工件的定位 3
三、工艺路线的设计 3
﹙一﹚加工方法的选择 3
﹙二﹚走刀路线顺序及安排工步顺序 4
四、刀具的选择 4
五、对刀点和换刀点的确定 4
六、轮廓铣削加工工艺卡片 5
七、程序的编写 8
总结 12
参考文献 13
谢辞 14
引言
随着数控技术的发展，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。
数字控制机床简称数控机床，这是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。
数控铣床的组成大体有输入装置、数控装置、伺服系统、检测及辅助装置和机床本体等组成。
数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但与普通机床有着一定区别。
1.工序集中
数控机床一般带有可以自动换刀的刀架、刀库，换刀过程有程序控制自动进行，因此，工序比较集中，减少机床占地面积，节约厂房，同时减少或没有中间环节，既省时又省人力。
2.自动化程度高
数控机床加工时，不需人工控制刀具，自动化程度高对操作工人的要求降低。
3.产品质量稳定
数控机床的加工自动化，免除了普通机床上工人的疲劳、粗心等人为误差，提高了产品的一致性。
4.加工效率高
数控机床的自动换刀等使加工过程紧凑，提高了劳动生产率。
5.柔性化高
改变数控加工程序，就可以在数控机床上加工新的零件，且又能自动化操作，柔性好，效率高。
6.加工能力强
数控机床能精确加工各种轮廓，而有些轮廓在普通机床无法加工。
本设计包括零件的工艺分析、刀具的选择、零件加工程序及工艺卡片的编制等内容;并详细分析了零件的工艺。
一、零件工艺分析
﹙一﹚零件图
零件的尺寸如图1-1所示：
图1-1零件图
﹙二﹚毛坯的选择
粗铣后精铣加工余量为0.5mm，加上粗加工余量1mm，由此可确定出此零件的毛坯尺寸为100 mm×100 mm×16 mm。材料为45钢。
﹙三﹚切削液的选择
合理地使用切削液，可以改善切削条件，减少刀具磨损，提高已加工表面质量，这也是提高金属切削效益的有效途径之一。切削液有冷却、润滑、清洗与防锈的作用。切削液分水溶性切削液、油溶性切削液和固体润滑剂。切削液应根据工件材料材料、刀具材料、加工方法和技术要求等具体情况进行选用。高速钢刀耐热性差，需采用切削液。通常粗加工时，主要以冷却为主，同时也希望能减少切削力和降低功效消耗，可采用3％—5％的乳化液；精加工时，主要目的是改善加工表面质量，降低刀具磨损，减少积屑瘤，可以采用15％－20％的乳化液。硬质合金刀具耐热性高，一般不用切削液。若要使用切削液，则必须连续、充分地供应，否则因骤冷骤热，产生的内硬力将导致刀片产生裂纹。切削铸铁一般不用切削液。切削铜合金等有色金属时，一般不用含硫的切削液，以免腐蚀工件表面。切削铝合金时一般不用切削液，但在铰孔时，常用5：1的煤油和机油的混合液或轻柴油，要求不高时，也可用乳化液。
综上所述选用乳化液。
﹙四﹚机床的选择
数控铣床是以铣削为加工方式的数控机床。数控铣床在机床设备中应用很广泛，它能够进行平面铣削、外形轮廓铣削、三维及三维以上复杂型面铣削，还可进行钻孔、镗孔等加工。
综上所述加工该轮廓零件选用数控铣床加工。
﹙五﹚机床夹具的选择
由于夹具确定了零件在机床坐标系中的位置，即加工原点的位置，因而首先要求夹具能保证零件在机床坐标系中的正确坐标方向，同时也要协调零件与机床坐标系的尺寸。除此之外，主要考虑下列几点：
1.当零件加工批量小时，尽量采用组合夹具，可调式夹具及其它通用夹具；
2.当小批量或成批生产时才考虑采用专用夹具，但应力求结构简单；
3.夹具要敞开，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀（如产生碰撞等）；
4.装卸零件要方便可靠，以缩短准备时间，有条件时，批量较大的零件应采用气动或液压夹具、多工位夹具。
铣床常用夹具：虎钳结构、螺旋压板结构、偏心夹紧结构、组合夹具等。
综上所述，考虑到该零件外轮廓为矩形,形状很规则，在外型上没有什么特别要求，故夹具选用平口虎钳即可。
二、工件的定位
工件定位的实质就是要限制对加工有不良影响的自由度。无论工件的形状和机构怎么不同，它们的六个自由度都可以用六个支承点限制，用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点定则。
工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位。工件被限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位称为不完全定位。
此轮廓零件选用了平口虎钳装夹，平口虎钳的一个底面就限制了工件的三个自由度：Z轴的移动、X轴和Y轴的转动；平口虎钳左右两面限制了工件的两个自由度：X轴的移动和Z轴的转动。平口虎钳共限制了工件的五个自由度，为不完全定位，但符合加工要求。
三、工艺路线的设计
﹙一﹚加工方法的选择
加工方法的选择原则：由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。例如，对于IT7级精度的孔采用镗削、铰削、磨削等加工方法均可达到精度要求，但箱体上的孔一般采用镗削或铰削，而不宜采用磨削。
经过分析零件的尺寸精度、几何形状精度、位置精度和表面粗糙度等要求，确定如下加工方法：
外轮廓、内轮廓铣削采用先粗加工后精加工，再倒内圆角，最后钻孔即可。
﹙二﹚走刀路线顺序及安排工步顺序
在数控加工工艺过程中，刀具时刻处于数控系统的控制下，因而每一时刻都应有明确的运动轨迹及位置。走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，同时也反映出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一，因此，在确定走刀路线时，最好画一张工序简图，将已经拟定出的走刀路线画上去（包括进、退刀路线），这样可为编程带来不少方便。工步的划分与安排一般可随走刀路线来进行，在确定走刀路线时，主要考虑以下几点：
日期： 2012年11月5日 【摘要】
现代数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测以及精密机械等高新技术的产物，是典型的机电一体化产品，是完全新型的自动化机床。
随着科学的迅速发展，机械产品性能、结构、形状和材料的不断改进、精密度不断提高，生产类型由大批量（如汽车）生产向多品种小批量生产转化。因此，对零件加工质量和精度的要求越来越高。由于产品变化频繁，目前在一般机械加工中，单件、小批量的产品约占七成以上。为有效地保证产品质量，提高劳动生产率和降低成本，对机床提出了高精度，具有较好的通用性和较大的灵活性，以适应生产对象频繁变化的需要与高自动化的要求。数控铣床是铣削加工功能较全的数控机床。它可以把铣削、螺纹加工、钻削等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。采用数控铣床进行加工可以大大提高产品质量，保证加工零件的精度，减轻劳动强度，为新产品的研制和改型换代节省大量的时间和费用，提高企业产品的竞争力 。
本文根据轮廓零件的图纸及技术要求，对该零件进行数控加工工艺的分析，并编制数控加工程序、刀具卡片、加工工艺卡片等。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】工艺分析；数控编程；刀具；工艺卡片。
引言 1
一、零件工艺分析 2
﹙一﹚零件图 2
﹙二﹚毛坯的选择 2
﹙三﹚切削液的选择 2
﹙四﹚机床的选择 3
﹙五﹚机床夹具的选择 3
二、工件的定位 3
三、工艺路线的设计 3
﹙一﹚加工方法的选择 3
﹙二﹚走刀路线顺序及安排工步顺序 4
四、刀具的选择 4
五、对刀点和换刀点的确定 4
六、轮廓铣削加工工艺卡片 5
七、程序的编写 8
总结 12
参考文献 13
谢辞 14
引言
随着数控技术的发展，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。
数字控制机床简称数控机床，这是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。
数控铣床的组成大体有输入装置、数控装置、伺服系统、检测及辅助装置和机床本体等组成。
数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但与普通机床有着一定区别。
1.工序集中
数控机床一般带有可以自动换刀的刀架、刀库，换刀过程有程序控制自动进行，因此，工序比较集中，减少机床占地面积，节约厂房，同时减少或没有中间环节，既省时又省人力。
2.自动化程度高
数控机床加工时，不需人工控制刀具，自动化程度高对操作工人的要求降低。
3.产品质量稳定
数控机床的加工自动化，免除了普通机床上工人的疲劳、粗心等人为误差，提高了产品的一致性。
4.加工效率高
数控机床的自动换刀等使加工过程紧凑，提高了劳动生产率。
5.柔性化高
改变数控加工程序，就可以在数控机床上加工新的零件，且又能自动化操作，柔性好，效率高。
6.加工能力强
数控机床能精确加工各种轮廓，而有些轮廓在普通机床无法加工。
本设计包括零件的工艺分析、刀具的选择、零件加工程序及工艺卡片的编制等内容;并详细分析了零件的工艺。
一、零件工艺分析
﹙一﹚零件图
零件的尺寸如图1-1所示：
图1-1零件图
﹙二﹚毛坯的选择
粗铣后精铣加工余量为0.5mm，加上粗加工余量1mm，由此可确定出此零件的毛坯尺寸为100 mm×100 mm×16 mm。材料为45钢。
﹙三﹚切削液的选择
合理地使用切削液，可以改善切削条件，减少刀具磨损，提高已加工表面质量，这也是提高金属切削效益的有效途径之一。切削液有冷却、润滑、清洗与防锈的作用。切削液分水溶性切削液、油溶性切削液和固体润滑剂。切削液应根据工件材料材料、刀具材料、加工方法和技术要求等具体情况进行选用。高速钢刀耐热性差，需采用切削液。通常粗加工时，主要以冷却为主，同时也希望能减少切削力和降低功效消耗，可采用3％—5％的乳化液；精加工时，主要目的是改善加工表面质量，降低刀具磨损，减少积屑瘤，可以采用15％－20％的乳化液。硬质合金刀具耐热性高，一般不用切削液。若要使用切削液，则必须连续、充分地供应，否则因骤冷骤热，产生的内硬力将导致刀片产生裂纹。切削铸铁一般不用切削液。切削铜合金等有色金属时，一般不用含硫的切削液，以免腐蚀工件表面。切削铝合金时一般不用切削液，但在铰孔时，常用5：1的煤油和机油的混合液或轻柴油，要求不高时，也可用乳化液。
综上所述选用乳化液。
﹙四﹚机床的选择
数控铣床是以铣削为加工方式的数控机床。数控铣床在机床设备中应用很广泛，它能够进行平面铣削、外形轮廓铣削、三维及三维以上复杂型面铣削，还可进行钻孔、镗孔等加工。
综上所述加工该轮廓零件选用数控铣床加工。
﹙五﹚机床夹具的选择
由于夹具确定了零件在机床坐标系中的位置，即加工原点的位置，因而首先要求夹具能保证零件在机床坐标系中的正确坐标方向，同时也要协调零件与机床坐标系的尺寸。除此之外，主要考虑下列几点：
1.当零件加工批量小时，尽量采用组合夹具，可调式夹具及其它通用夹具；
2.当小批量或成批生产时才考虑采用专用夹具，但应力求结构简单；
3.夹具要敞开，其定位、夹紧机构元件不能影响加工中的走刀（如产生碰撞等）；
4.装卸零件要方便可靠，以缩短准备时间，有条件时，批量较大的零件应采用气动或液压夹具、多工位夹具。
铣床常用夹具：虎钳结构、螺旋压板结构、偏心夹紧结构、组合夹具等。
综上所述，考虑到该零件外轮廓为矩形,形状很规则，在外型上没有什么特别要求，故夹具选用平口虎钳即可。
二、工件的定位
工件定位的实质就是要限制对加工有不良影响的自由度。无论工件的形状和机构怎么不同，它们的六个自由度都可以用六个支承点限制，用合理分布的六个支承点限制工件六个自由度的法则，称为六点定则。
工件的六个自由度都限制了的定位称为完全定位。工件被限制的自由度少于六个，但能保证加工要求的定位称为不完全定位。
此轮廓零件选用了平口虎钳装夹，平口虎钳的一个底面就限制了工件的三个自由度：Z轴的移动、X轴和Y轴的转动；平口虎钳左右两面限制了工件的两个自由度：X轴的移动和Z轴的转动。平口虎钳共限制了工件的五个自由度，为不完全定位，但符合加工要求。
三、工艺路线的设计
﹙一﹚加工方法的选择
加工方法的选择原则：由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。例如，对于IT7级精度的孔采用镗削、铰削、磨削等加工方法均可达到精度要求，但箱体上的孔一般采用镗削或铰削，而不宜采用磨削。
经过分析零件的尺寸精度、几何形状精度、位置精度和表面粗糙度等要求，确定如下加工方法：
外轮廓、内轮廓铣削采用先粗加工后精加工，再倒内圆角，最后钻孔即可。
﹙二﹚走刀路线顺序及安排工步顺序
在数控加工工艺过程中，刀具时刻处于数控系统的控制下，因而每一时刻都应有明确的运动轨迹及位置。走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，同时也反映出工步顺序。走刀路线是编写程序的依据之一，因此，在确定走刀路线时，最好画一张工序简图，将已经拟定出的走刀路线画上去（包括进、退刀路线），这样可为编程带来不少方便。工步的划分与安排一般可随走刀路线来进行，在确定走刀路线时，主要考虑以下几点：
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