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毕业设计说明书范例

毕业设计说明书

 课题花型凸模板数控加工设计

专业数控技术

班级0907

学生姓名曾银

指导教师杜军

年月日

目录

摘要：

2

关键词：

2

引言2

2.毕业设计课题3

2.1零件图3

2.2设计要求3

3.零件的工艺分析4

3.1中心孔4

3.2端面4

3.3基准4

3.4其他4

4.选择毛坯4

6.机床和装夹方式的选择5

6.1机床的选择5

6.2装夹方式的选择5

7.公式5

8.加工顺序和路线的安排5

9.刀具和切削用量的选择6

9.1刀具的选择6

9.2切削用量的选择[2].6

10.量具的选择6

11.加工路线的确定6

12.二维图8

13．三维图9

14.零件粗精加工手工编程9

15.机械加工工艺过程卡11

16.数控机械加工工序卡11

17.数控加工走刀路线图11

18.MastercamX加工图11

19数控仿真报告12

20.设计小结22

致谢22

参考文献:

22

附录22

摘要：

本课题主要是对花型凸模板的数控加工工艺设计。

零件的加工工艺的设计是对工件进行数控加工的前期工艺准备工作，是保证生产率和加工精度的前提条件。

因此在了解了零件图和毛坯材料的基础上，通过查询资料和相关书籍，对数控的应用和发展做了调查，完成了零件加工工艺的设计。

同时利用原有的理论知识和实训经验，在仿真软件上完成了零件的加工。

关键词：

数控铣削加工工艺仿真加工

引言

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电液一体化产品，即所谓的数字化装备，如数控机床等。

其技术涉及多个领域：

（1）机械制造技术；

（2）信息处理、加工、传输技术；（3）自动控制技术；（4）伺服驱动技术；（5）传感器技术；（6）软件技术等。

数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。

世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对市场的适应能力和竞争能力。

工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅大力发展自己的数控技术及其产业，而且在"高精尖"数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。

因此大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

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，对国计民生的一些重要行业国防、汽车等的发展起着越来越重要的作用，这些行业装备数字化已是现代发展的大趋势，如：

桥式三、五坐标高速数控龙门铣床、龙门移动式五座标AC摆角数控龙门铣床、龙门移动式三座标数控龙门铣床等。

本课题是对花型凸模板数控加工工艺设计，主要考虑花型凸模板的加工精度、粗糙度、公差等数据，从而确定加工工件的材料、数控机床和刀具、加工路线等，并且完成工序卡和设计说明书。

2.毕业设计课题：

花型凸模板零件数控加工工艺设计

2.1零件图

工件名：

花型凸模板

材料：

45#

设计总体要求：

数控铣加工工艺与数控加工编程、（仿真）加工。

2.2三维图

3.零件的工艺分析

分析零件的结构特点和技术要求，审查结构工艺性。

该零件为45#，其外形尺寸为120mm×80mm×25mm。

结构比较简单，形状为长方形，主要由平面、外轮廓、及对称孔组成。

3.1中心孔

Φ20的中心孔有较高的尺寸精度IT7～IT8，孔为非工作面，粗糙度没有特别要求，一般为12.5um。

3.2端面

端椭圆面所在的面为工作面，承受较大的载荷，粗糙度Ra为3.2um，椭圆面以及顶面在高度上的允许的上下偏差是-0.02～0mm。

在右端有两组中心在R30的圆弧上孔系。

3.3基准

为了保证加工面和不加工面有正确的位置及加工孔时余量均匀，根据粗基准选择原则，在加工底面时以上端面为基准，在将加工上表面及其他步骤时以Φ20的中心孔和底面为基准，同时还要考虑到其他基准。

通常使用划线的找正方法，兼顾到其他各加工面的余量分布。

该零件的外形有一定的复杂并且工作面有一定的精度要求，因此在选择精基准时首先考虑基准统一的方案。

零件的下表面为非工作面，精度要求较低，可以做其他加工面的基准。

为节省材料需去除倒有四个R20圆角的长方形形状的槽。

起外形尺寸为98±0.02mm×58±0.02mm。

为定位方便以及加工装夹考虑，以Φ20的中心孔和底面为基准加工，因此对孔的垂直度有要求。

3.4其他

除了上述的表面以外，需要铣出游四个相切的圆弧构成的槽，槽的宽度为16±0.02mm。

在零件的左端有两个相切Φ20的圆柱，中心线在同一平面上，在Φ20的中心孔两侧分别有-20°和-150°的斜面。

该零件的结构比较复杂，工艺性较好。

4.加工方案的选择

方案一

4.1选择一台数控机床：

由于此零件需要加工的地方有面、外轮廓和孔，需要多把刀才能完成。

如果采用多台数控机床加工，不能保证零件的形状精度和位置精度，还需要浪费中间搬运时间，这样产品质量和效率都会降低。

如果采用加工中心来加工，就可以减少换刀和工件搬运时间，提高生产率，增加利润。

方案二

4.2选择多台数控机床：

加工中心无论在加工精度还是生产效率上都比一般数控机床要高，因而它的价格也是很昂贵的，我们应合理使用加工中心。

在适当的地方使用合理的数控机床。

由于这个零件的形状公差和位置公差都没有特别的要求，按照IT14考虑，各个表面的粗糙度也只有R6.3，因此零件总体加工精度不是很高，而且也不是大批量生产，所以没必要选择加工中心，选择立式数控铣床和数控钻床就可以。

4.3加工方案的确定并不是固定死的。

应根据当时可用的数控设备和客户需求产品的时间来灵活选择，应尽可能节约成本、提高利润。

本课程设计采用加工中心增加练习量。

4.选择毛坯

该零件为45#，毛坯为锻件。

在单件小批量生产类型下，考虑到零件的结构比较简单，因此采用自由锻造的方式生产毛坯。

此生产方式下的毛坯精度不高，但所需工具简单，成本低，生产准备周期短。

5.毛坯的热处理

毛坯是自由锻件，因为锻造温度比较高，容易形成较粗大的晶粒，采用高温正火可细化晶粒，改善组织的均匀性，为后续加工和热处理创造一个较好的先决条件。

45#属于中碳钢，宜采用正火代替调质，组织差别不大但正火更容易控制，调质则会由于过程相对复杂比较难控制成本也更高。

钢的正火通常是把钢加热到临界温度Ac3或Accm线以上（30-50）度，后进行空冷。

由于冷却速度稍快，与退火组织相比，组织中的珠光体量相对较多，且片层较细密，故性能有所改善，细化了晶粒，改善了组织，消除了残余应力。

对低碳钢来说，正火后提高硬度可改善切削加工性，提高零件表面光洁度；对于高碳钢，则正火可消除网状渗碳体，为下一步球化退火及淬火作好组织准备。

6.机床和装夹方式的选择

6.1机床的选择

数控立式升降台铣床

工作台面积（宽×长）       mm

320×1320

T形槽（槽数-宽度X间距）

3-18×70

三向行程（X/Y/Z）          mm

670/250/320

主轴端面到工作台面距离     mm

80-400

主轴中心线到床身导轨的距离 mm

350

主轴套筒移动距离           mm

70

立铣头最大回转角度

±45°

主轴锥孔

7：

24ISO50

刀柄形式

XT50

主轴转速                 r/min

18级30-1500

主轴电机功率               Kw

7.5

进给速度（X/Y/Z）        mm/min

5-1000

快速进给（X/Y/Z）        mm/min

5000/5000/2000

定位精度（国标）       mm

0.035

重复定位精度（国标）   mm

0.020

工作台最大承重             kg

200

机床外形尺寸（长X宽X高） mm

2490×2050×2059

机床净重（约）             kg

2700

6.2装夹方式的选择

在确定工件装夹方案时，要根据工件上已选择的定位基准确定工件的定位夹紧方式，并选择合适的夹具。

还应考虑以下几点：

1、减少刀具干涉。

多个表面加工时，要避免夹具结构包括夹具上的组件对刀具运动轨迹的干涉。

2、必须保证最小的夹紧变形。

在加工中，如果切削力大，需要的夹紧力也大，要防止工件夹紧变形而影响加工精度。

3、要求夹具装卸工件方便。

由于加工中心加工效率高，装夹工件的辅助时间对加工效率影响较大，所有要求配套夹具装卸工件时间短、定位可靠。

4多件同时装夹，提高效率。

对小型工件或加工时间较短的工件，可以采用多工位加工，以提高效率。

5、夹具结构应力求简单。

对批量小的零件应优先选择拼装夹具。

对形状简单的单件小批量生产的零件，可选用通用夹具。

对批量较大，且周期性投入，加工精度高的零件应选择专用夹具。

在小批量生产中，工件加工时应广泛采用通用夹具，因为毛坯精度较低，粗加工时可以采用划线找正装夹的方式，可以选择平口虎钳装夹，毛坯的外形简单，底面加工后平滑，适合这种装夹方式。

7.公式

Vc=πdn/1000

vc切削速度（m/s）；d工件待加工表面直径或刀具直径（mm）；n工件转速（r/s）

8.加工顺序和路线的安排

该件要求较高，刚性较差，加工分为粗加工、精加工两个阶段。

在粗加工阶段，遵循“先面后孔的原则，两组孔系位置精度要求较高，3孔宜集中在一道工序下加工，其他面加工也要适当集中。

根据“先基面后其他”的原则，在工艺过程中先将底面和槽加工出来。

根据“先面后孔“的原则，在每个加工阶段中均先加工平面在加工孔。

根据“先主后次”的原则，先加工工作表面，如椭圆以及右端工作面，再铣槽，最后加工曲面。

根据“先粗后精”的原则，先在普通机床上进行粗加工，后在数控机床上进行精加工。

平面和台阶面加工采用粗铣—精铣的加工方案，非工作表面在普通铣床上采用粗加工，工作表面用粗精加工结合

孔的直径较小，精度要求不是特别高，在普通机床上采用钻—铰的加工方案。

零件图（1-1）主视图中左端曲面在加工时采用循环加工的方式，因其是工作面要采用粗精加工结合的方法。

9.刀具和切削用量的选择

9.1刀具的选择

硬质合金刀YT15：

YT15适用于碳钢和合金钢加工中连续切削时粗车、半精车及精车，间断切削的端面精车，连续的半精铣与精铣等[1].[表3-2]。

面铣刀Ф60mm、立铣刀Ф30mm、端铣刀Ф30mm、直柄麻花钻Ф6mm、Ф10mm、Ф20mm、直柄扩孔钻Ф6mm、Ф10mm、Ф20mm、球头铣刀Ф10mm

9.2切削用量的选择[2].

粗加工背吃刀量为3mm，加工余量为1mm，精加工背吃刀量为0.5mm.

该零件中心孔及孔系加工切削用量的选择参考表（数控加工工序卡片）。

10.量具的选择

量具：

测量零件长度、孔的内径方面的尺寸选择：

游标卡尺、千分尺

测量零件高度选择：

高度游标卡尺、千分尺

用于孔中心的找正选择：

百分表

用于粗糙度的检测：

粗糙度仪

用于水平面的检测：

水平仪

11.加工路线的确定

铣下表面

铣下端毛坯外形

铣底槽

铣上表面

铣上端毛坯外形

铣椭圆

铣右端台阶面

钻Φ20mm通孔

钻Φ10mm的三孔系

钻Φ6mm的三通孔系

铣右端槽

铣左端曲面

12.二维图

13．三维图

14.零件粗精加工手工编程

14.1下表面加工

%1234

G92X0Y0Z100

M03S2000

T01

G17G90G54G0X100Y20

G00G43Z50H01

Z5

G01Z-2F250

X-100

Y-20

X100

G00Z50

G91G28Z0

M06T02

G17G90G54G00X0Z100

G00G42X59D08

Y39

G43Z5H02

Z0

G01Z-32F200

X-59

Y-39

X59

Y59

G00G40X0

Z100

G91G28Z0

G17G90G54X0Y0Z100

G00G42X0D02

X-29Y-29

G00G43Z10H02

Z1

G02X-49Y-9R20

G01Z-4F200

Y9

G02X-29Y29R20

G01X29

G02X49Y9R20

G01Y-9

G02X29Y-29R20

G01X-29

G02X-49Y-9R20

G00G40X0

Z50

G91G28Z0

M30

14.2上表面加工

%1234

G92X0Y0Z100

M03S2000

T01

G17G90G54G0X100Y20

G00G43Z50H01

Z5

G01Z-2F250

X-100

Y-20

X100

G00Z50

G91G28Z0

G17G90G54G00X0Y0

GOOG42X59Y0D01

G43Z30H01

G01Z-14F200

#103=360

WHILE#103GE0

#104=18*COS[#103]

#105=24*SIN[#103]

G41X#104Y#105D01

#103=#103-1

ENDW

G00G40X0

Y0

Z50

G91G28Z0

M06T02

G17G90G54G00X100

G0G43Z50H02

G01Z-5F200

M98P1000

G01Z-8

M98P1000

G01Z-11

M98P1000

G01Z-14

M98P1000

G00Z50

G91G28Z0

M06T03

G17G90G54G00X0Y0

G00G43Z50H03

G98G73X0Y0Z-30R10Q3P2K5F200

G00Z50

G91G28Z0

M06T04

G17G90G54G00X0Y0Z100

G00G43Z50H04

G98G73X26.26Y23Z-30R10Q3P2K5F200

G98G73X37Y0Z-30R10Q3P2K5F200

G98G73X26.26Y-23Z-30R10Q3P2K5F200

G00Z50

G91G28Z0

M06T05

G17G90G54G00X0Y0Z100

G00G43Z50H05

G98G73X26.26Y23Z-19R10Q3P2K5F200

G98G73X37Y0Z-19R10Q3P2K5F200

G98G73X26.26Y-23Z-19R10Q3P2K5F200

G00Z50

G91G28Z0

M06T06

G17G90G54X0Z100

G00G41X38D06

Y0

G01Z-16H06

G03X31.4Y29.13R38

G03X21.13Y16.87R-8

G02X21.13Y-16.78R22

G03X31.40Y-29.13R-8

G03X31.40Y29.13R38

G00Z50

G00G40X0

G91G28Z0

M06T07

G18G90G54G00X0Y0Z100

G00G41X-65D07

X-59

G00Y-35

M98P2000

G00Y-26

M98P2000

G00Y-17

M98P2000

G00Y-8

M98P2000

G00Y1

M98P2000

G00Y10

M98P2000

G00Y19

M98P2000

G00Y28

M98P2000

G00Y34

M98P2000

G00G40X0Y0

G91G28Z0

M30

O1000

G01X49Y-60

Y60

X29

Y-60

G00Z50

M99

O2000

G01Z-12H07F200

G03X-39Z-12R-10

G02X-20.34Z-17R-10

G01X-11.68Z-2

X0

X14Z-7

X30

G00Z50

M99

15.机械加工工艺过程卡（另附页）

16.数控机械加工工序卡（另附页）

17.数控加工走刀路线图（另附页）

18.MastercamX加工图

18.1底面加工

12.218.18.2上表面加工图

19数控仿真报告

19.1下表面加工

SwanSoftHNC-21M数控报告

工件信息

长度:

123.000

宽度:

85.000

高度:

30.000

材料:

08F低碳钢

数控NC代码

%1234

G92X0Y0Z100

M03S2000

T01

G17G90G54G0X100Y20

G00G43Z50H01

Z5

G01Z-2F250

X-100

Y-20

X100

G00Z50

G91G28Z0

M06T02

G17G90G54X0Y0Z100

G00G42X0D02

X-29Y-29

G00G43Z10H02

Z1

G02X-49Y-9R20

G01Z-4F200

Y9

G02X-29Y29R20

G01X29

G02X49Y9R20

G01Y-9

G02X29Y-29R20

G01X-29

G02X-49Y-9R20

G00G40X0

Z50

G91G28Z0

M30

加工视窗

SwanSoftCNC输出信息

消息模式

2010-11-0310:

27进入SSCNC:

HNC-21M

2010-11-0310:

27打开程式Oc进行编辑!

2010-11-0310:

32打开程式Oc进行编辑!

2010-11-0310:

53切换模式为HNC21T:

JOG

2010-11-0310:

54切换模式为HNC21T:

SBK

2010-11-0310:

55切换模式为HNC21T:

ZRN

2010-11-0310:

55Z回到参考点

2010-11-0310:

55Y回到参考点

2010-11-0310:

55X回到参考点

2010-11-0310:

55切换模式为HNC21T:

SBK

2010-11-0310:

55Z方向超程!

2010-11-0310:

55Z方向超程!

2010-11-0310:

55切换模式为HNC21T:

SBK

2010-11-0310:

55切换模式为HNC21T:

SBK

2010-11-0310:

55切换模式为HNC21T:

ZRN

2010-11-0310:

57切换模式为HNC21T:

JOG

2010-11-0311:

02切换模式为HNC21T:

ATUO

2010-11-0311:

02NC启动

2010-11-0311:

04NC启动

2010-11-0311:

05切换模式为HNC21T:

ZRN

2010-11-0311:

05切换模式为HNC21T:

JOG

2010-11-0311:

05切换模式为HNC21T:

ATUO

2010-11-0311:

05NC启动

2010-11-0311:

06切换模式为HNC21T:

JOG

2010-11-0311:

06切换模式为HNC21T:

ATUO

2010-11-0311:

06NC启动

2010-11-0311:

06主轴没有开启，碰刀!

2010-11-0311:

07切换模式为HNC21T:

ZRN

2010-11-0311:

07切换模式为HNC21T:

ATUO

2010-11-0311:

07NC启动

2010-11-0311:

07切换模式为HNC21T:

ZRN

2010-11-0311:

07切换模式为HNC21T:

JOG

2010-11-0311:

09切换模式为HNC21T:

ATUO

2010-11-0311:

09NC启动

2010-11-0311:

10切换模式为HNC21T:

ZRN

2010-11-0311:

10切换模式为HNC21T:

ATUO

2010-11-0311:

11NC启动

2010-11-0311:

12切换模式为HNC21T:

SBK

2010-11-0311:

12切换模式为HNC21T:

ATUO

2010-11-0311:

12NC启动

2010-11-0311:

12NC启动

2010-11-0311:

12切换模式为HNC21T:

ZRN

2010-11-0311:

12切换模式为HNC21T:

JOG

2010-11-0311:

12切换模式为HNC21T:

ATUO

2010-11-0311:

12切换模式为HNC21T:

ZRN

2010-11-0311:

14切换模式为HNC21T:

ATUO

2010-11-0311:

14NC启动

2010-11-0311:

14切换模式为HNC21T:

JOG

2010-11-0311:

14切换模式为HNC21T:

ZRN

2010-11-0311:

15切换模式为HNC21T:

ATUO

2010-11-0311:

15NC启动

2010-11-0311:

16切换模式为HNC21T:

JOG

2010-11-0311:

16切换模式为HNC21T:

SBK

2010-11-0311:

16切换模式为HNC21T:

JOG

2010-11-0311:

16切换模式为HNC21T:

ZRN

2010-11-0311:

18在第16行中，刀具补偿没有直线段引入!

2010-11-0311:

20切换模式为HNC21T:

ATUO

2010-11-0311:

20NC启动

2010-11-0311:

20NC启动

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ZRN

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SBK

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