配合件的数控加工毕业论文
2020-03-02 20:10:47 来源：范文大全收藏下载本文
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摘要 .....................................................1
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应用和大力发展。80年代，国际上出现了1～4台加工中心或车削中心为主体，再配上工件自 动装卸和监控检验装置的柔性制造单元（FlexibleManufacturingCell——FMC）。这种单元投 资少，见效快，既可单独长时间少人看管运行，也可集成到FMS或更高级的集成制造系统中 使用。
在20余年间，我国数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训 一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开 始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求， 但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数 控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，与日本数 控机床的水平差距很大。
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工自动化程度高、精度高、质量稳定、生产效率高、周期短、设备使费用高的特点。
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（3）自为基准原则。 （4）互为基准原则。
（5）精基准的选择应保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便。
根据上诉原则得出定位基准应首先以毛坯的一个平面为粗基准，铣削 2mm的夹持面，再 以夹持面为精基准来加工零件，零件加工完毕，再以加工后的上平面为精基准来铣掉夹持面。
图 5-1装夹及定位基准示意
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选取的原则是：在满足各个部分加工要求的前提下，尽量减小刀具长度，以提高工艺系统的 刚性，制造工艺和编程时，一般不必准确的确定刀具的长度，只需初步估算出刀具长度范围。
Z 0
Tt 根据经验公式：T 1 =A-B-N+L+ + 公式中 ：T1 —刀具长度
A—主轴端面至工作台中心最大距离 B—主轴在 Z向的最大行程 N—加工表面距工作台中心距离 L—工件的加工深度尺寸
Z 0 —刀具切出工件长度（以加工表面取 2-5 mm毛坯表面取 5-8 mm）
刀具长度示意图如图 6-1：
图 6-1刀具长度示意图
6.2 程序起始点、返回点和切入点、切出点的确定
（1）程序起始点
程序起始点是指程序开始时，刀尖（刀位点）的初始停留点，采用 G54对刀时为对刀点。在 同一个程序中，起始点和返回点最好应相同，在加工时，多个程序的设置最好也完全相同。
（2）程序返回点
程序返回点是指一把刀程序执行完毕后，刀尖返回后的停留点为换刀点。 （3）切入点（进刀点）
在进刀或切削过程中，要使刀具不受损坏，一般来说，对粗加工而言，选择曲面内的最 高角点作为曲面的切入点（初始切削点）。因为该点的余量较小，进刀时不易损坏刀具。对精 加工而言，选择曲面内某个曲率比较平缓的角点作为曲面的切入点，因为在该点处，刀具所
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受的弯矩小，不易折断刀具。总之，要避免将铣刀当钻头用，立铣刀不能轴向进刀，最否则 因受力大，排屑不便而使刀具受损。 （4）切出点（退刀点）
切出点（退刀点）是指曲面切削完毕后，刀具与曲面的接触点。这个主要考虑在切完工 件后退出工件是否要损伤工件的其它表面及是否与机床的其它部分和夹具相互撞击的情况。
6.3 起始平面、返回平面、进刀平面和安全平面的确定
（1）起始平面
是程序开始时刀具的初始位置所在的 Z平面，如前所述，一般定义在被加工零件的最高点之 上 50-100mm左右的某一位置上，在加工时取高出工件 100mm。 （2）返回平面
是指程序结束时，刀尖点（不是刀具中心）所在的 Z平面，它也定义在被加工表面的最高处 50-100mm的某一个位置上，在加工时取高出工件 100mm。 （3）进刀平面
以快速下刀的位置到达安全平面，一般为（10-20mm）以 G01速度在 Z向下刀的平面，取高 出工件 20mm。 （4）退刀平面
加工完零件之后，退出加工表面，一般是退出加工表面（10-20mm）快速至退刀平面，取高出 工件 20mm。 （5）安全平面
就是加工时，为了提高工作效率而进行设置的一个平面，一般是高出工件（10-30mm），取高 出工件 30mm。
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表 7-1花型键零件加工的工艺路线
工序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 工序名称 备料 1 钳工 铣削 铣削 钳工 钳工精修 检验 备料 2 加工成品
工序内容
将毛坯铸成 70×60×40mm 画线找正找出中心点的位置 铣夹持面
上平面、外轮廓、型腔、键槽、4个孔 去加工印痕，矫正内腔死角 全面按图纸要求
测量各部分尺寸、形状精度检测 将毛坯铸成 20×38×20mm
根据花型键主体加工成顶盖并装配成品
钳台 KVC650 KVC650 钳工用具 设备
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切削油
矿物油、动植物油、极压添加剂或油性
润滑
从工件材料考虑，切削铝时不得使用水溶液，考虑到冷却液作用和价格，选择乳化液可 以满足要求。
从刀具材料考虑，硬质合金刀具一般采用乳化液作为冷却液，其冷却效果很好。综合以 上的种种分析，采用乳化液作为冷却液效果很好。它的主要作用：冷却、润滑、清洗而且还 有一定的防锈作用。
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外包装尺寸：长×宽×高 1790×1130×1780mm
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190~260 160~320 铝 黄铜
70~120 53~56
21~36 9~18 4.5~10 100~200 20~50
66~150 45~90 21~30 200~400 100~180 从理论上讲， v
的值越大越好，因为这不仅可以提高生产率，而且可以避免生成积屑瘤
c 的临界速度，获得较低的表面粗糙度值。但实际上由于机床、刀具等的限制，综合考虑：
取粗铣时 v
=150m/min
c 精铣时 v
=200m/min
c 代入 2-1式中：
1000
150
n
= 粗 3.1
4=2388.5r/min 计算的主轴转速 n要根据机床有的或接近的转速选取
取n
=2389 r/min
粗
n
=
精
3.14
=3184.7r/min
1000
200
n
=3185 r/min
精
同理计算 φ10键槽铣刀：
取 n粗 =2000r/min
n
= 3000r/min
精
切削进给速度 F时切削时单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移，单位 mm/min。 它与铣刀的转速 n、铣刀齿数 z及每齿进给量 f Z（mm/z）的关系为：
F= f
zn
Z f
Z
每齿进给量 的选取主要取决于工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度值等
f
Z 越小，反之则越大；工件表面粗糙度值越小，f
Z就越 因素。工件材料的强度和硬度越高，
小；硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀，可参考表 10-2选取。
表10-2铣刀每齿进给量 f
Z
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每齿进给量 f
/（mm/z）
工件材料
高速钢铣刀
0.10~0.15 0.12~0.20 0.06~0.20
Z
粗铣
硬质合金铣刀 0.10~0.25 0.15~0.30 0.10~0.25
高速钢铣刀 0.02~0.05 0.05~0.10
精铣
硬质合金铣刀 0.10~0.15 0.02~0.05 钢 铸铁 铝
综合选取：粗铣 f
=0.06 mm/z
Z 精铣 f
=0.03mm/z
Z 铣刀齿数 z=3 上面计算出：
n
=2389 r/min
粗
n
=3185 r/min
精
将它们代入式子计算：
粗铣时：F=0.06×3×2389
=430mm/min
精铣时：F=0.03×3×3185
=287mm/min 切削进给速度也可由机床操作者根据被加工工件表面的具体情况进行手动调整，以获得 最佳切削状态。
对转接盘图加工工艺设计，如下表 10-3所示。
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表10-3零件加工工艺过程卡片 产品名称或代
号
01
零件 名称
材料
零件图号 X-01 工厂 数控加工工艺
卡片
花型 主体 件
HT200 工序 程序 号 工步 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 夹具 名称 虎钳 工步内容
夹具编号 使用设备 车间
刀具 号 T01 T01 T02 T02 T02 T03 T04 T04 T04 T04
铣削中心 KVC650
背吃 主轴
刀具直 进给速度
转速 刀量 备注
径 mm/min
r/min mm 面
φ80 面
φ80 球
φ20 球
φ20 立
φ20 立
φ20 立
φ8 立
φ8 立
φ8 立
φ8
钻
φ9
1500 2500 2389 3185 2389 3185 2000 3000 2000 3000
500 3000 1500 1500
300 200 430 287 430 287 200 300 300 300 100 200 300 200
1 0.2 4 0.2 2.8 0.2 2.6 0.2 0.2 0.2 0.2 1.2 1 0.2 粗铣上平面留余量
0.2mm 精铣上平面留余量
0.2mm 粗铣外轮廓留余量
0.2mm 精铣外轮廓至尺寸 粗铣圆型腔留余量 0.2 mm 精铣圆型腔至图 粗铣方型腔留余量 0.2 mm
精铣方型腔至图 粗铣弧型键槽留余量
0.2 mm 精铣弧型键槽至图
钻孔
绞孔 粗铣下平面留余量
0.2mm 精铣下平面至图
T05 T06
绞 φ10 T01 T01
面
φ80 面
φ80
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总之，在此次毕业设计中我学到了许多知识。
参考文献
[1] 山颖.现代工程制图[M].北京：中国农业出版社，2004：21.[2] 邱永成.机械基础[M].北京：中国农业出版社，2004：55.[3] 陈于萍.高晓康.互换性与测量技术[M].北京：高等教育出版社，2001：49.[4] 赵长明.刘万菊.数控加工工艺及设备[M].北京：高等教育出版社，2003：11.[5] 鞠加彬.数控技术[M].北京：中国农业出版社，2004：77.[6] 扬伟群.数控工艺培训教程[M].北京：清华大学出版社，2005：12.[7] 南景富.AutoCAD基础教程[M].北京：中国农业出版社，2004：10.
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附 录
图 一
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图 二
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加工程序指令表： O0100 N10 T20 N11 G90 G80 G00 G17 G40 M23 N12 G43 H50 Z50.S1500 M03 N13 G00 X1.451 Y-2.504 Z50. M08 N14 Z1 N15 G01 Z-10.F60 N16 X-2.441 Y-1.555 F200 N17 G02 X-1.784 Y2.281 I2.45 J1.555 N18 G03 X-0.003 Y4.114 I-5.932 J7.548 N19 X1.794 Y2.269
I7.714 J5.715 N20 G02 X2.887 Y-0.146 I-1.759 J-2.251 N21 X1.794 Y-2.269 I-2.854 J0.127 N22 G03 X-0.003 Y-4.114 I5.916 J-7.56 N23 X-1.784 Y-2.281
I-7.714 J-5.715 N24 G02 X-2.441 Y-1.555 I1.793 J2.281 N25 G01 X-6.494 Y-4.126 F60 N26 G02 X-4.751 Y6.055 I6.503 J4.126 F200 N27 G03 X-2.946 Y9.299 I-2.966 J3.774 N28 G01 X-2.874 Y9.601 N29 G03 X-2.762 Y10.274 I-4.667 J1.122 N30 G01 X-.2699 Y10.945 N31 Y12.699 N32 X2.699 N33 Y10.945 N34 X2.762 Y10.274 N35 G03 X2.874 Y9.601 I4.779 J0.448 N36 G01 X2.934 Y9.349 N37 G03 X4.752 Y6.049 I4.776 J-6.031 N38 G02 X7.691 Y0.0 I-4.718 J-6.031 N39 G01 X7.685 Y-0.31 N40 G02 X4.752 Y-6.049 I-7.651 J0.291 N41 G03 X2.934 Y-9.35 I2.958 J-3.78 N42 G01 X2.874 Y-9.601 N43 G03 X2.762 Y-10.274 I4.667 J-1.122 N44 G01 X2.699 Y-10.945 N45 Y-12.699 N46 X-2.699
主程序 0100 选择 2号刀 选择 XY平面
刀具长度补偿，主轴正转
快速定位 „„ 直线插补
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圆弧插补（顺圆） 圆弧插补（逆圆）
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圆弧插补（顺圆）
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N47 Y-10.945 N48 X-2.762 Y-10.274 N49 G03 X-2.874 Y-9.601 I-4.779 J0.448 N50 G01 X-2.946 Y-9.299 N51 G03 X-4.751 Y-6.055 I-4.771 J-0.53 N52 G02 X-6.494 Y-4.126 I4.759 J6.055 N53 G01 X-8.859 Y-5.626 F60 N54 X-10.547 Y-6.698 N55 G02 X-7.717 Y9.829 I10.556 J6.698 F200 N56 G01 X-7.67 Y10.276 N57 X-7.595 Y10.497 N58 X-7.541 Y10.722 N59 X-7.499 Y11.169 N60 Y14.743 N61 X-7.485 Y15.19 N62 X-7.448 Y15.46 N63 X-7.412 Y15.637 N64 G02 X-4.914 Y17.499 I2.433 J-0.657 N65 G01 X4.914 N66 X5.361 Y17.468 N67 G02 X7.485 Y15.19 I-0.361 J-2.466 N68 G01 X7.499 Y14.743 N69 Y11.169 N70 X7.541 Y10.722 N71 X7.595 Y10.497 N72 X7.67 Y10.276 N73 X7.71 Y9.829 N74 G02 X12.483 Y0.447 I-7.677 J-9.81 N75 G01 X12.492 Y0.0.N76 X12.483 Y-0.447 N77 G02 X7.71 Y-9.829 I-12.449 J0.428 N78 G01 X7.67 Y-10.276 N79 X7.595 Y-10.497 N80 X7.541 Y-10.722 N81 X7.499 Y-11.169 N82 Y-14.743 N83 X7.485 Y-15.19 N84 X7.448 Y-15.46 N85 X7.412 Y-15.637 N86 G02 X4.914 Y-17.499I-2.433 J0.657 N87 G01 X-4.914 N88 G02 X-6.515 Y-16.977 I-0.058 J2.538
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圆弧插补（逆圆） 圆弧插补（顺圆）
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走刀至 X-10.574 Y-6.698
圆弧插补（顺圆）
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直线插补 圆弧插补（顺圆）
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N89 X-7.499 Y-14.743 I1.587 J2.033 N90 G01 Y-11.169 N91 X-7.541 Y-10.722 N92 X-7.595 Y-10497 N93 X-7.67 Y-10.276 N94 X-7.717 Y-9.829 N95 G02 X-10.547 Y-6.698 I7.726 J9.829 N96 G01 X-8.859 Y-5.626 N97 Z-9 N98 X1.451 Y-2.504 N99 Z-20.F60 N100 G02 X-1.807 Y-2.263 I-1.453 J2.501 F200 N101 G01 X-1.855 Y-2.224 N102 X-1.916 Y-2.171 N103 G02 X-2.51 Y-1.432 I1.882 J2.124 N104 X-2.89 Y0.089 I2.438 J1.416 N105 G01 X-2.886 Y0.183 N106 X-2.872 Y0.313 N107 G02 X-10139 Y20666 I2.884 J-0.31 N108 X2.48 Y1.489I1.132 J-2.672 N109 X2.894 Y-0.008 I-2.549 J-1.511 N110 X2.36 Y-1.67 I-2.878 J0.008 N111 G01 X2.291 Y-1.767 N112 G02 X1.451 Y-2.504 I-3.863 J6.652 F200 N113 G01 X3.862 Y-6.655 F60 N114 G02 X-4.804 Y-6.012 I-3.863 J5.715 N115 G01 X-5.1 Y-5.763 N116 G02 X-6.661 Y-3.844 I5.066 J5.715 N117 X-7.687 Y0.268 I6.588 J3.827 N118 G01 X-7.676 Y0.538 N119 X-7.645 Y0.827 N120 G02 X-3.027 Y7.079 I7.656 J-0.824 N121 X6.601 Y3.95 I3.019 J-7.085 N122 X7.694 Y-0.004 I-6.67 J-3.971 N123 X6.269 Y-4.3455 I-7.678 J0.004 N124 G01 X6.251 Y-4.484 N125 G02 X3.862 Y-6.655 I-6.253 J4.48 N126 G01 X5.268 Y-9.076 F60 N127 X6.273 Y-10.806 N128 G02 X-7.715 Y-9.829 I-6.274 J10.802 F200 N129 G01 X-8.253 Y-9.382 N130 G02 X-10.811 Y-6.255 I8.22 J9.334
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圆弧插补（顺圆）
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圆弧插补（顺圆）
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圆弧插补（顺圆）
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圆弧插补（顺圆）
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圆弧插补（顺圆）
直线插补
圆弧插补（顺圆）
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圆弧插补（顺圆）
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圆弧插补（顺圆）
直线插补
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圆弧插补（顺圆）
直线插补 圆弧插补（顺圆）
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N131 X-12.483 Y0.447 I10.738 J6.238 N132 G01 X-12.466 Y0.894 N133 X-12.417 Y1.34 N134 G02 X-4.914 Y11.482 I12.429 J-1.337 N135 X10.722 Y6.41 I4.907 J-11.498 N136 X12.494 Y0.0 I-10.792 J-6.432 N137 X10.276 Y-7.101 I-12.478 N138 G01 X10.246 Y-7.148 N139 G02 X6.273 Y-10.806 I-10.247 J7.145 N140 G01 X5.268 Y-9.076 N141 G00 Z50.
N142 X-21.213 Y-7.5 M08 N143 Z2 N144 G01 Z-14.F60 N145 Z-15 N146 G02 Y7.5 I21.213 J7.5 F200 N147 G00 Z50 N148 X21.213 N149 Z4 N150 G01 Z2. F60 N151 Z-14 N152 Z-15 N153 G02 Y-7.5 I.21.213 J-7.5 F200 N154 G00 Z50 N155 M30
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圆弧插补（顺圆）
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圆弧插补（顺圆）
直线插补 快速定位
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