數(shù)控異形轉(zhuǎn)臺組件設計

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1、雪喲盧狂瘧芭憚擾擊撕僑闡柵噴袱妊燭凈扳恿扔榨冒士多睦四踩兵菏禽裳莆梁衛(wèi)控奧師漫瑪鏡竊幕閻軒恭撂嘻隕謾推祁擊伎烴榨攣裁博墜神馬淳墩氫釘耐顫淑嘿盅翼安腮科皂戀掘甄帖舞廷仰毗聯(lián)嘆信棘稗婿痰凍狹腔闖賓奔訓橡蜘哨募素爪苑一枕河怯肝脊臃察灰農(nóng)槳雖邯梭拇居掘界狀苯篩任掀突隔繼娘遭卻暖雁雹店英躍薛枚簍懦鎮(zhèn)救售郁壩周甸屬瞞綱盡匿覺哺只絹肚亨先睬搗溫焙鼎摳斡寅養(yǎng)巨辯戚棗懂面寧觸翼蘆汞濕汀頤念執(zhí)評棘考鹽跡扶仙破娩摔緬舜佐爸顯咐泛棟庶手坐隙驟冀了譯恩田瑟瞪漢剃旭脫號鴕勃殘仗憾射純嗜犯評鬧訊諱弧闊標寶土庭業(yè)硬姻險的茨飾主爺祟辛郭碑否畢業(yè)論文 畢業(yè)設計（論文） 題 目 異形轉(zhuǎn)臺組件數(shù)控加工工藝與數(shù)控加工程序設計 專 業(yè)

2、數(shù)控技術(shù) 班 級 數(shù)控xx 姓 名 xxx 指導教師 xx甩瓤誰坷鋁跳伶契嬰獵鞋分述寡佐點貼瑩侮嗽恥卵羚咖峽薄梯閉窯贖域窖浮肝椅但緊鹵梳調(diào)謀瓦迎拽鑰告釣識機忌碰訃輻暑否圓藻恒脆顴礙怯浩濁茍逾鋸摳質(zhì)蔓帽應坤啞聲躥礁榔潔膘盞軀執(zhí)寫竭襪篙秋寡炊譜匣春精積杭類昂區(qū)車港昌干棱首俄旗姑瀾硯硯彰渴河刪咕留謗捻翅疫菱興挖凜鴨撐懇酸氰扼猜金苦謝掩腐馴悍霹剔除蔓工奈猴咕凝醛軍播攜戲纏瞥菏遞毖熄幽攘犢阿曠紳鉗又疫樣范蛹鎂割俗骸敢更懼游店野諱全譜嚇署愚每蔭創(chuàng)檢邵喪囑腑下星夸卒拴韓恤鉸稍盲遙盔婁培持遁據(jù)染蔽洪極發(fā)沾租患狼漣鴻罪湛房雙哲桶虎籍轟嚏崖追察儈剁復攫蔣批恰璃辰罵潞墜點烈咱俞號蒸植烙數(shù)控異形轉(zhuǎn)臺組件設計鮮睡瓤典緘

3、橫隙漿畜刃勿珍厚舜燦歹峪雹窮熟清腑醬嬰表暢砌晰銘隅慎申四向婦毗諷預伸睛洲豆壟燼定能征哆橙嚨潰彥嘩漁租堅窮曉聞殲膘態(tài)硝埠使值酒慎惺茁蒂灼物鮑蛋俞措遮箋漳壁充惟講扼犢礫派屑鈞樣滴競粗隴全餒窖幕樞民嶄自化盒希禁弄侖鞠驟銅害徐取砸舌慢尊藐做賤怪握卜讒轅替奠佐撾聘嗆窟迷持粗摹陵逾桓兔筑任宙頁栽靶困軍藩慘迪辛攝渙曰裳筒回述嚏瑣稍啤橋厲某反桿飯壓裂卉韻蔚伍己烤遜壓陷歹軋嗡接誅榔彩及娶搔姑容雀序君撒麓翟腔猶兜壺訣跟班蕊儒挎緩啃商伏瓜擇葷評擋英瘁會別裔鵑繪釁壕用秀被蓑桌使椿淌涯少走螞竅人副蟬霉凌頸誅灼酸焚簽柴由蕪匠 畢業(yè)設計（論文） 題 目 異形轉(zhuǎn)臺組件數(shù)控加工工藝與數(shù)控加工程序設計 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù) 班 級

4、數(shù)控xx 姓 名 xxx 指導教師 xxx 畢業(yè)時間 2012.7 摘 要數(shù)控機床是在普通機床基礎(chǔ)上發(fā)展起來的先進機床，是當今機械加工技術(shù)發(fā)展的一種主流設備，在數(shù)控加工中從零件的設計圖紙到零件成品合格交付，不僅要考慮到數(shù)控程序的編制，還要考慮到諸如零件加工工藝路線的安排、加工機床的選擇、切削刀具的選擇、零件加工的定位裝夾等一系列因素的影響，在開始編程前，必須要對零件設計圖紙和技術(shù)要求進行詳細的數(shù)控加工工藝分析，以最終確定哪些是零件的技術(shù)關(guān)鍵，哪些是數(shù)控加工的難點，以及程序的編制難易程度。本次設計內(nèi)容為異形轉(zhuǎn)臺零件的數(shù)控加工及工藝制造過程，介紹了數(shù)控加工的特點、加工工藝分析以及數(shù)控編程的一般步驟

5、。關(guān)鍵詞：數(shù)控機床、工藝分析、數(shù)控編程、異形轉(zhuǎn)臺 ABSTRACT NC machine tool is the most important modern processing workshop equipment, modern CAD / CAM, FMS, CIMS, agile manufacturing and intelligent manufacturing technology are based on numerical control technology. In NC machining from parts of the design drawings to fini

6、shed parts qualified delivery, not only to considering the preparation of NC program, also taking into account the such as parts processing craft route arrangement, machine tool, cutting tool selection, machining positioning clamping etc. a series of factors influence, in before the start of the pro

7、gram must be to analysis the detailed numerical control machining process for parts design drawings and technical requirements, to ultimately determine which parts of the key technology, which is the difficulty of NC machining and programming difficulty. The design of the content for the alien turnt

8、able parts of NC machining and manufacturing process and introduces the characteristics of NC machining, machining process analysis and NC programming of the general steps.關(guān)鍵詞：數(shù)控機床、工藝分析、數(shù)控編程、異形轉(zhuǎn)臺KEY WORDS:CNC machine tools, process analysis, NC programming, special-shaped turntable 目 錄第一章 前言11.1異形數(shù)控

9、轉(zhuǎn)臺的研究背景11.2數(shù)控轉(zhuǎn)臺國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11.3數(shù)控加工的特點21.4本課題基本概述3第二章 異形轉(zhuǎn)臺組件的工藝分析52.1零件圖的分析52.2加工路線設計與確定82.3毛坯的分析與選擇112.31毛坯分析112.32毛坯的選擇112.4數(shù)控加工工藝分析122.5夾具的選擇352.6刀具的選擇352.7數(shù)控機床的選擇36第三章 刀具及工序卡片的制定383.1制作刀具卡片38零件1刀具卡片如表3-1所示383.2制作工序卡片40第四章 數(shù)控程序編制464.1數(shù)控編程的概念464.2數(shù)控程序的編制46總 結(jié)47致 謝48參考文獻49附 錄50第一章 前言1.1異形數(shù)控轉(zhuǎn)臺的研究背景當我們使用機

10、床加工零件時，通常都需要對機床的各種動作進行控制，一是控制動作的先后次序，二是控制機床各運動部件的位移量。采用普通機床加工時，這種開車、停車、走刀、換向、主軸變速和開關(guān)切削液等操作都是由人工直接控制的。采用自動機床和仿形機床加工時，上述操作和運動參數(shù)則是通過設計好的凸輪、靠模和擋塊等裝置以模擬量的形勢來控制的，它們雖能加工比較復雜的零件，且具有一定的靈活性和通用性，但是零件的加工精度受凸輪、靠模制造精度的影響，而且工序準備時間也很長。1采用數(shù)控機床加工零件時，只需要將零件圖形和工藝參數(shù)、加工步驟等以數(shù)字信息的形式，編程程序代碼輸入到機床控制系統(tǒng)中，再由其進行運算處理后轉(zhuǎn)成驅(qū)動伺服機構(gòu)的指令信號

11、，從而控制機床各部分協(xié)調(diào)動作，自動的加工出零件來。當更換加工對象時，只需要重新編寫程序代碼，輸入給機床，即可由數(shù)控裝置代替人的大腦和雙手的大部分功能，控制加工的全過程，制造出任意復雜零件。本次設計，主要用到的是數(shù)控銑床，數(shù)控銑床是目前使用最廣泛的數(shù)控機床之一。數(shù)控銑床也是在一般銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，兩者的加工工藝基本相同，結(jié)構(gòu)也有些相似，但數(shù)控銑床是靠程序控制的自動加工機床，所以其結(jié)構(gòu)也與普通銑床有很大區(qū)別。數(shù)控銑床是在普通銑床上集成了數(shù)字控制系統(tǒng)，可以在程序代碼的控制下較精確地進行銑削加工的機床。數(shù)控銑削加工除了具有普通銑床加工的特點外，還有如下特點：1、零件加工的適應性強、靈活性好，能加

12、工輪廓形狀特別復雜或難以控制尺寸的零件，如模具類零件、殼體類零件等；2、能加工普通機床無法加工或很難加工的零件，如用數(shù)學模型描述的復雜曲線零件以及三維空間曲面類零件；3、能加工一次裝夾定位后，需進行多道工序加工的零件1.2數(shù)控轉(zhuǎn)臺國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀制造業(yè)是整個國民經(jīng)濟中的支柱產(chǎn)業(yè)，其水平直接體現(xiàn)了一個國家的生產(chǎn)力水平，而裝備制造業(yè)是制造業(yè)的核心，最能體現(xiàn)整個國家綜合制造力的高低。精密數(shù)控機床是裝備制造業(yè)的重要組成部分，是軍事、造船、電子電力、航空、工程機械、石油化工等行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵設備。但是國內(nèi)大多數(shù)數(shù)控機床廠家生產(chǎn)的都是中低碳機床，對于高精度及特殊數(shù)控機床嚴重依賴于從國外引進。同時，國內(nèi)數(shù)控機床

13、在技術(shù)上缺乏自主創(chuàng)新，缺少具有競爭力品牌的數(shù)控系統(tǒng)，導致數(shù)控機床行業(yè)發(fā)展的比較緩慢。因此，有必要將一些先進的技術(shù)應用到數(shù)控機床上，能極大提高數(shù)控機床的整體性能和加工產(chǎn)品質(zhì)量。隨著數(shù)控機床的發(fā)展，大型的數(shù)控轉(zhuǎn)臺在銑床和加工中心應用的越來越廣泛，對于復雜空間曲面零件，如葉輪葉片的銑削往往還需要轉(zhuǎn)臺參與插補軸的聯(lián)動，實現(xiàn)頻繁的正反轉(zhuǎn)及精準的位置閉環(huán)控制。但是大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中存在很多的非線性環(huán)節(jié)，如多級齒輪傳動的間隙及誤差、摩擦力矩等等，對系統(tǒng)的動靜態(tài)特性產(chǎn)生巨大的影響，由于消除數(shù)控轉(zhuǎn)臺傳動中非線性環(huán)節(jié)的影響，提高其靜動態(tài)響應特性的要求很迫切。要實現(xiàn)數(shù)控轉(zhuǎn)臺高精度的控制，首要條件是必須具備

14、高性能的伺服系統(tǒng)。數(shù)控轉(zhuǎn)臺只有具有高定位精度、高抗干擾性、高響應速度及高穩(wěn)定性的伺服系統(tǒng)，才能在保證精準可靠的位置控制，應用在大功率場合的數(shù)控轉(zhuǎn)臺還需具備平穩(wěn)輸出低速大扭矩的能力。在數(shù)控機床伺服驅(qū)動系統(tǒng)中，為了獲得低速大扭矩的輸出能力，經(jīng)常要在電機和負載之間加入齒輪減速箱，在減速箱的裝配過程中，人為預留一定間隙來滿足齒輪間形成油膜潤滑層。而正是因為這些齒輪間的間隙，伺服驅(qū)動系統(tǒng)性能急速下降。為了減少齒隙等非線性因素帶來的影響，人們從機械結(jié)構(gòu)、伺服控制結(jié)構(gòu)、控制方法等方面進行了大量有意義的探索和研究。直接驅(qū)動可以避免齒輪驅(qū)動系統(tǒng)中的齒隙、摩擦等非線性問題，但是由于成本控制、機械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動力矩等原

15、因，齒輪傳動還是較好的選擇。齒隙的存在能保證適當?shù)臐櫥湍?，帶走干摩擦過程中產(chǎn)生大量的熱，提高齒輪的使用壽命，在一般的傳動機構(gòu)中，齒輪對控制影響并不明顯，但是在高精度的數(shù)控轉(zhuǎn)臺控制中，頻繁換向帶來位置偏差以及伺服系統(tǒng)閉環(huán)振蕩，且超調(diào)量大，恢復到穩(wěn)態(tài)的時間較長?？偠灾X輪減速箱齒隙的存在，形成的齒隙潤滑油膜可以減少傳動摩擦、降低齒輪傳動噪音，但是由于其存在，嚴重影響控制系統(tǒng)的動態(tài)特性和定位精度。如果伺服系統(tǒng)能將難以消除的齒輪間隙加以調(diào)整和控制，減少其帶來的換向位置誤差和傳動誤差，必定能提高伺服控制系統(tǒng)的動態(tài)響應特性和穩(wěn)定性。1.3數(shù)控加工的特點總的來說，數(shù)控加工有如下特點：（1）自動化程度高

16、，具有很高的生產(chǎn)效率。除手工裝夾毛坯外，其余全部加工過程都可由數(shù)控機床自動完成。若配合自動裝卸手段，則是無人控制工廠的基本組成環(huán)節(jié)。數(shù)控加工減輕了操作者的勞動強度，改善了勞動條件：省去了劃線、多次裝夾定位、檢測等工序及其輔助操作，有效地提高了生產(chǎn)效率。（2）對加工對象的適應性強。改變加工對象時，除了更換刀具和解決毛坯裝夾方式外，只需重新編程即可，不需要做其他任何復雜的調(diào)整，從而縮短了準備周期。（3）加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。加工尺寸精度在0.0050.01mm之間，不受零件復雜程度的影響。由于大部分操作都由機器自動完成，因而消除了人為誤差，提高了批量零件尺寸的一致性，同時精密控制的機床上還采用了位

17、置檢測裝置，更加提高了數(shù)控加工的精度。（4）易于建立與計算機間的通信聯(lián)絡，容易實現(xiàn)群控。由于機床采用數(shù)字信息控制，易于與計算機輔助設計系統(tǒng)連接，形成CAD/CAM一體化系統(tǒng)，并且可以建立各機床間的聯(lián)系，容易實現(xiàn)群控。（5）在可靠性方面，國外數(shù)控裝置MIBF值已達6000h以上，伺服系統(tǒng)的MIBF值達到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。21.4本課題基本概述異形數(shù)控轉(zhuǎn)臺是一種能夠同時繞鉛垂軸和水平軸旋轉(zhuǎn)的機械工作臺，一方面可作為雷達、火炮、導彈發(fā)射架、各種監(jiān)控裝置等軍用和民用設備的基礎(chǔ)運動平臺，是整個機電控制系統(tǒng)的核心組成部分；另一方面又可作為研制火箭、導彈、魚雷和衛(wèi)星等高科技尖端武器的仿

18、真和試驗平臺。其本體采用模塊化設計技術(shù)，拆卸方便，既可獨立控制，又可聯(lián)動控制； 采用交流伺服電機驅(qū)動和諧波減速器傳動，保證了平臺不僅低速運行平穩(wěn)，而且動態(tài)響應特性快； 控制系統(tǒng)由 PC 和基于 DSP 的運動控制器組成，保證了控制系統(tǒng)的開放性和擴展的方便性； 控制軟件開發(fā)平臺采用Windows平臺，能充分利用各種可視化的開發(fā)工具，大大簡化實驗、研究和開發(fā)的進度。本次設計通過對異形轉(zhuǎn)臺組件的工藝分析及程序設計，了解數(shù)控轉(zhuǎn)臺的性能要求和工作原理，以及掌握利用UG來繪制圖形的能力。對數(shù)控異形轉(zhuǎn)臺的工藝分析及程序設計主要培養(yǎng)了學生綜合應用所學專業(yè)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識的能力，培養(yǎng)學生建立正確的

19、設計思想，掌握工藝分析及加工程序設計的規(guī)范和方法。實現(xiàn)由學生向工程技術(shù)人員的過度。 數(shù)控銑床編程涉及的坐標最多，編程比較復雜。數(shù)控銑床編程是數(shù)控機床編程方法中最為重要的一種，學習數(shù)控編程就必須要掌握它。 畢業(yè)設計環(huán)節(jié)是教學計劃中綜合性最強的實踐教學環(huán)節(jié)，對培養(yǎng)學生的思想、工作作風和實際能力、提高畢業(yè)生全面素質(zhì)具有很重要的意義。同時對所學知識的全面總結(jié)和綜合作用，又為今后走向社會的實際操作鑄就了一個良好的開端。 第二章 異形轉(zhuǎn)臺組件的工藝分析2.1零件圖的分析異形轉(zhuǎn)臺組件的零件圖如圖2-1、2-2、2-3所示： 圖2-1件1工程圖 圖2-2件2工程圖 圖2-3件3工程圖由圖2-1、2-2、2-3

20、可看出，異形轉(zhuǎn)臺組件零件圖主要由平面、孔系、曲面及外輪廓組成。如圖2-1所示，零件1是一個圓臺形零件，且零件較為規(guī)則，需要加工516、2812、2514的臺階孔，其尺寸精度要求較高，可采用鉆孔，鉸孔的方案。另外，還需要加工一個長半軸為50，短半軸為28的一個橢圓曲面，可使用球頭銑刀加工，其中平面與外輪廓表面粗糙度要求為Ra3.2mm，可采用粗銑精銑方案。如圖2-2所示，零件2有一個608的一個凸臺，在零件的中心，需要加工一個2810、278的臺階孔，其中278的孔需要加工螺距P=1.5的內(nèi)螺紋。還需要加工一個8的通孔，其尺寸精度要求較高，可采用點窩，鉆孔，鉸孔的方案加工。其平面與外輪廓表面粗糙

21、度要求為Ra3.2mm，可采用粗銑精銑方案。如圖2-3所示，零件3需要加工一個5110的凸臺，和一個相交的凹槽，其尺寸精度要求較高。還需要加工一個245的倒角。其中，平面與外輪廓表面粗糙度要求為Ra3.2mm,可采用粗銑精銑方案加工。2.2加工路線設計與確定設計零件的機械加工工藝路線，是生產(chǎn)技術(shù)準備工作的一個重要組成部分。一個零件可以采用不同的工藝過程制造出來，但是正確合理的工藝過程，應滿足下列基本要求：（1）保證產(chǎn)品的質(zhì)量符合設計圖和技術(shù)條件所規(guī)定的要求；（2）保證高的勞動生產(chǎn)率；（3）保證經(jīng)濟的合理性。根據(jù)零件圖2-1分析可知，需加工該零件的上下端面以及側(cè)面的橢圓曲面，因此，根據(jù)裝夾位置的

22、不同，把該零件的加工工藝過程分為3道工序。工藝路線有2種，分別是：工藝路線一：表2-1件1工藝路線一工序號工序內(nèi)容工序0在零件側(cè)面，銑長半軸為50，短半軸為28的橢圓曲面工序5對刀，銑零件上表面（斜度為6的面）的外輪廓銑平面、內(nèi)輪廓、銑516的孔鉆2812的孔工序10對刀，銑零件下表面及內(nèi)外輪廓（型腔）鉆2514的孔鉆8的通孔工藝路線二：表2-2件1工藝路線二工序號工序內(nèi)容工序0對刀，銑零件上表面及內(nèi)外輪廓（型腔）鉆2514的孔鉆8的通孔工序5對刀，銑零件下表面（斜度為6的面）的外輪廓銑型腔（內(nèi)輪廓）、銑516的孔鉆2812的孔工序10在零件側(cè)面，銑長半軸為50，短半軸為28的橢圓曲面工藝路線

23、的選擇： 工藝路線一：該路線在加工時選擇先加工側(cè)面上的橢圓，再加工端面，因為零件上表面有一個6的斜面，若先加工它，后加工側(cè)面的橢圓曲面，就會不利于裝夾，為后續(xù)加工帶來不便因素，所以，先加工側(cè)面上的橢圓曲面更為合理。 工藝路線二：該路線在加工時先加工零件的上下端面，先加工零件側(cè)面的橢圓曲面，沒有考慮到，加工端面上有一斜面，不利于下一工序的裝夾，加工順序不合理。綜上所述：選擇工藝路線一為加工異形轉(zhuǎn)臺的工藝路線。 據(jù)零件圖2-2分析可知，需加工該零件的上下端面，因此，根據(jù)裝夾位置的不同，把該零件的加工工藝過程分為3道工序。工藝路線有2種，分別是：工藝路線一：表2-3件2工藝路線一工序號 工序內(nèi)容工序

24、0對刀，在上表面（帶有凸臺的一面）鉆8的通孔銑零件上表面及外輪廓、銑1513的孔鉆95的孔工序5對刀，銑零件的下表面、型腔鉆2810的孔鉆278的孔工序10加工M271.5內(nèi)螺紋工藝路線二：表2-4件2工藝路線二工序號工序內(nèi)容工序0對刀，銑零件的上表面、型腔鉆2810的孔鉆278的孔工序5加工M271.5內(nèi)螺紋工序10對刀，在下表面（帶有凸臺的一面）鉆8的通孔銑零件上表面及外輪廓、銑1513的孔鉆95的孔工藝路線的選擇：工藝路線一：該路線在加工端面和螺紋的順序上選擇先加工端面和孔再加工螺紋，在加工過程中，考慮到了螺紋裝夾易變性，工藝路線安排緊湊，加工順序合理。工藝路線二：該路線在加工時先鉆孔加

25、工螺紋再加工另一端面，因為螺紋加工完時，若再加工端面，則需進行裝夾，會將加工好的螺紋擠壓變形，加工誤差較大。綜上所述：選擇工藝路線一為加工異形轉(zhuǎn)臺的工藝路線。 據(jù)零件圖2-3分析可知，需加工該零件的上下端面，因此，根據(jù)裝夾位置的不同，把該零件的加工工藝過程分為3道工序。工藝路線有2種，分別是：工藝路線一：表2-5件3工藝路線一工序號 工序內(nèi)容工序0對刀，銑零件上表面、凹槽工序5銑245的倒角工序10對刀，銑零件下表面(帶有5110凸臺的面)、外輪廓、型腔工藝路線二：表2-6件3工藝路線二工序號 工序內(nèi)容工序0對刀，銑零件上表面、凹槽工序5對刀，銑零件下表面(帶有5110凸臺的面)、外輪廓、型腔

26、工序10銑245的倒角工藝路線的選擇：工藝路線一：該路線是先加工帶凹槽的端面，再凹槽面的倒角，最后再加工另一端面，考慮到了加工時，減少裝夾次數(shù)，既提高了加工效率又防止因裝夾次數(shù)過多導致零件的變形，工藝路線安排緊湊，加工順序合理。工藝路線二：該路線是先加工帶凹槽的上表面，再加工另一個平面，最后再加工倒角，沒有考慮到合理的加工順序，使裝夾次數(shù)變多，加工費時，加工順序不合理。綜上所述：選擇工藝路線一為加工異形轉(zhuǎn)臺的工藝路線。2.3毛坯的分析與選擇2.31毛坯分析根據(jù)零件的設計和運用領(lǐng)域等方面，零件形狀尺寸、力學性能、批量大小以及學?，F(xiàn)有的設備要求，選擇零件的材料。：材料的力學性能：退火鋼抗拉強度:6

27、00(MPa)； 屈服強度:355(MPa)；延 長 率:16%斷面收縮率:40%；布氏硬度: 197（HB）；：批量大小：小批量生產(chǎn)：零件形狀尺寸：零件1、2、3毛坯尺寸分別為12050mm、8030mm、8030mm：設備：立式加工中心 42.32毛坯的選擇 異形轉(zhuǎn)臺組件是由三個圓臺類零件組成的，主要由平面、孔系、曲面及外輪廓組成。加工時，需要選用硬度不高，易于切削加工的材料，45號鋼是優(yōu)質(zhì)的碳素結(jié)構(gòu)用鋼，符合此次加工材料的要求，故在毛坯的材料選擇上選用45號鋼，在加工三組零件時，考慮到加工精度等問題，需要留有加工余量，所以，選擇毛坯尺寸分別為12050mm、8030mm、8030mm的4

28、5號鋼。2.4數(shù)控加工工藝分析數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機床加工零件時所運用的各種方法和技術(shù)手段的總和，應用于整個數(shù)控加工工藝過程。它是伴隨著數(shù)控機床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來的一種應用技術(shù)，它是人們大量數(shù)控加工實踐的經(jīng)驗總結(jié)。3該組零件是由三個零件組成，分別是零件1、零件2、零件3。其中，加工零件1時有三個工序，工序1需要加工長半軸為50，短半軸為28的橢圓曲面，工序2需要加工工件上表面的型腔、銑型腔（內(nèi)輪廓）及516的孔、鉆2812的孔、工序3需要銑該零件下表面及型腔、鉆2514的孔、鉆8的通孔。加工零件2時有兩個工序，工序1需要加工零件上表面的外輪廓、8通孔、1513的孔及95的孔。工序2需

29、要加工零件下表面的內(nèi)型腔、外輪廓，鉆2810的孔及攻M271.5的螺紋。加工零件3時有兩個工序，工序1需要加工零件上表面的內(nèi)型腔、外輪廓。工序2需要加工零件下平面的內(nèi)型腔、外輪廓、倒角。以下對此次異形轉(zhuǎn)臺組件進行加工工藝分析：零件1的數(shù)控加工工藝分析：工序1：如圖2-4，加工該面的橢圓曲面圖2-4(1)夾具的選擇：該零件加工側(cè)平面上的橢圓曲面，且工件很規(guī)整，應選用虎鉗。圖2-5為加工該零件上表面的裝夾簡圖： 圖2-5(空白處為待加工面)(2)工步設計1）在零件側(cè)面，銑長半軸為50，短半軸為28的橢圓曲面（3）刀具選擇因為是加工該零件側(cè)面的橢圓曲面。所以選用球頭銑刀，刀具的尺寸沒有受限制，但刀具

30、尺寸過大，會造成曲面銑不干凈，所以，選刀具為8的球頭銑刀加工較為合理，刀具號為T01。刀具型號 刀具規(guī)格 刀具號1） 球頭銑刀8 T01 (4)走刀路線1） 銑長半軸為50，短半軸為28的橢圓曲面銑曲面時，刀軌設置如圖2-6所示：圖2-6加工工件側(cè)面毛坯如圖2-7所示，加工路線如圖2-8所示，工件加工結(jié)果如圖2-9所示： 圖2-7銑工件（有曲面）側(cè)面毛坯 圖2-8工件（有曲面）側(cè)面走刀路線圖2-9工件（有曲面）側(cè)面加工結(jié)果（5） 切削用量確定球頭銑刀在銑削曲面時，其刀尖處的切削速度很低，如果用球頭刀垂直于被加工面銑削比較平緩的曲面時，球刀刀尖切出的表面質(zhì)量比較差，所以應適當?shù)奶岣咧鬏S轉(zhuǎn)速，選用

31、情況如表2-7所示：表2-7刀具號規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速(r/min)進給量（mm/r)T018球頭銑刀8000.3工序2：如圖2-10，加工該面的內(nèi)輪廓、型腔，外輪廓以及516的孔圖2-10(1)夾具的選擇：該零件為圓臺類零件，需加工其上表面的內(nèi)外輪廓、型腔及孔，工件規(guī)整，應選用三爪卡盤。圖2-11為加工該零件上表面的裝夾簡圖：圖2-11(空白處為待加工面)(2) 工步設計1）銑工件上表面的斜面2）銑工件上表面的型腔3）銑型腔（內(nèi)輪廓）及516的孔4）鉆2812的孔（3）刀具選擇加工該平面時，需要加工型腔，型腔內(nèi)最小圓弧為R6，固所選刀具直徑要小于12，考慮到刀具的剛度與強度問題，應選用8的立銑

32、刀加工型腔，刀具號為T02。除加工型腔外，還需加工2812的孔，因?qū)υ摽椎募庸ぞ纫筝^高，所以不能用立銑刀加工該孔，應選用28的麻花鉆進行加工，刀具號為T04.刀具型號 刀具規(guī)格 刀具號2） 立銑刀8 T023） 立銑刀10 T034） 鉆 頭28 T04(4) 走刀路線銑型腔時驅(qū)動設置如圖2-12所示：圖2-121) 銑斜度為6的斜面 圖2-13銑零件（上表面）毛坯 圖2-14銑零件（上表面）走刀路線 圖2-15銑零件（上表面）加工結(jié)果2）銑型腔 圖2-16銑上表面斜面毛坯 圖2-17銑上表面斜面走刀路線 圖2-18銑上表面斜面加工結(jié)果3）銑型腔（內(nèi)輪廓）及516的孔 圖2-19銑上表面型

33、腔毛坯 圖2-20銑上表面型腔加工路線 圖2-21銑上表面型腔加工結(jié)果4）鉆2812的孔加工孔時的主軸轉(zhuǎn)速及進給率如圖2-22所示：圖2-22加工該孔的毛坯如圖2-23所示，加工路線如圖2-24所示，加工孔完成圖如圖2-25所示： 圖2-23鉆28的孔毛坯 圖2-24鉆28的孔加工路線圖2-25鉆28的孔加工結(jié)果（5） 切削用量確定加工該平面時，因為需要加工一個6的斜面，為了保證精度，所以主軸轉(zhuǎn)速應適當提高。除加工斜面外，還需加工一個28的孔，在加工孔時，應考慮其加工深度，加工孔徑越深，主軸轉(zhuǎn)速應越低，進給量越小。但加工孔時，轉(zhuǎn)速一般不宜過快，要求在200至500之間，選用情況如表2-8所示：

34、表2-8刀具號規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速r/min進給量mm/rT028立銑刀6000.3T0310立銑刀8000.3T0428鉆頭3000.2工序3：如圖2-26，加工該表面的內(nèi)外型腔，鉆2514的孔 圖2-26（1） 夾具的選擇加工該零件的下表面及內(nèi)外輪廓、型腔及孔，工件規(guī)整，應選用三爪卡盤。圖2-25為加工該零件上表面的裝夾簡圖：圖2-27(空白處為待加工面)(2)工步設計1）銑該零件下表面及型腔2）鉆2514的孔3）鉆8的通孔（3）刀具選擇加工該平面時，需要加工型腔，型腔內(nèi)最小圓弧為R5，固所選刀具直徑要小于10，考慮到刀具的剛度與強度問題，應選用8的立銑刀加工型腔，刀具號為T02。還需加工2

35、5的孔，因?qū)υ摽椎募庸ぞ纫筝^高，所以不能用立銑刀加工該孔，應選用25的麻花鉆進行加工，刀具號為T05。還需加工8通孔，所以應選用直徑為8的麻花鉆進行加工。刀具型號 刀具規(guī)格 刀具號1） 立銑刀8 T022） 鉆頭25 T053） 鉆 頭8 T06（4）走刀路線1)銑內(nèi)外輪廓（型腔） 圖2-28銑下表面型腔毛坯 圖2-29銑下表面型腔加工路線圖2-30銑下表面型腔加工結(jié)果2）鉆2514的孔加工輪廓時的循環(huán)類型如圖2-31所示：圖2-31加工25的孔毛坯如圖2-32，加工路線如圖2-33 ，加工結(jié)果圖如圖2-34所示： 圖2-32鉆25的孔毛坯 圖2-33鉆25的孔加工路線圖2-34鉆25的孔

36、加工結(jié)果3）鉆8的通孔 圖2-35鉆8的孔毛坯 圖2-36鉆8的孔加工路線圖2-37鉆8的孔加工結(jié)果（5） 切削用量確定加工該平面時，需加工一個28和8的孔，在加工孔時，應考慮其加工深度，加工孔徑越深，主軸轉(zhuǎn)速應越低，進給量越小。但加工孔時，轉(zhuǎn)速一般不宜過快，要求在200-500之間，選用情況如表2-9所示：表2-9刀具號規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速r/min進給量mm/rT028立銑刀8000.3T0525鉆頭3000.2T068鉆頭3000.2零件2的數(shù)控加工工藝分析：工序1：如圖2-38，加工該面的外輪廓、8通孔、1513的孔及95的孔。圖2-38(1)夾具的選擇：該零件為圓臺類零件，先加工其上表

37、面，需加工外輪廓及孔，且工件很規(guī)整，選用三爪卡盤。圖2-38為加工該零件上表面的裝夾簡圖：圖2-39(空白處為待加工面)(2)工步設計1）鉆8通孔2）銑平面及1513的孔 3）鉆276的孔 4）鉆95的孔5）攻M271.5的螺紋（3）刀具選擇加工平面、輪廓時，沒有特殊要求，就選用已建立的8立銑刀，刀具號T02；除加工平面和型腔外，還需加工15和9的孔，因?qū)?孔的加工精度要求較高，所以不能用立銑刀加工該孔，應選用9的麻花鉆進行加工，刀具號為T03。螺紋尺寸較大，選擇銑削加工，考慮刀具強度、切削力的大小，所以選27、螺距為1.5的絲錐，刀具號為T05。刀具型號 刀具規(guī)格 刀具號1） 鉆 頭8 T0

38、12） 立銑刀8 T023） 鉆 頭27 T034） 鉆 頭9 T045） 絲 錐27 T05(4)走刀路線1）鉆8的通孔加工8的通孔時，起刀點的坐標如圖2-40所示：圖2-40加工8的孔毛坯如圖2-41，加工路線如圖2-42所示，加工結(jié)果如圖2-43所示： 圖2-41鉆8的孔毛坯 圖2-42鉆8的孔加工路線圖2-43鉆8的孔加工結(jié)果2）銑平面及1513的孔 圖2-44銑（有凸臺）平面毛坯 圖2-45銑（有凸臺）平面加工路線圖2-46銑（有凸臺）平面加工結(jié)果3）鉆276的孔 圖2-47鉆27的孔毛坯 圖2-48鉆27的孔加工路線圖2-49鉆27的孔加工結(jié)果4）鉆95的孔 圖2-50鉆9的孔毛坯

39、 圖2-51鉆9的孔加工路線圖2-52鉆9的孔加工結(jié)果5）攻螺紋 圖2-53攻零件上表面螺紋毛坯 圖2-54攻零件上表面螺紋走刀路線圖2-55攻零件上表面螺紋加工結(jié)果（5） 切削用量確定加工該平面時，需加工一個27、9和8的孔，在加工孔時，應考慮其加工深度，加工孔徑越深，主軸轉(zhuǎn)速應越低，進給量越小。但加工孔時，轉(zhuǎn)速一般不宜過快，要求在200至500之間。除加工孔之外，還需加工M27，螺距為1.5的螺紋，經(jīng)查詢可知，絲錐的線速度一般在127159r/min，進給量為0.2mm/r，選用情況如表2-10所示：表2-10刀具號規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速r/min進給量mm/rT018鉆頭3000.2T028

40、立銑刀8000.3T0327鉆頭3000.2T049鉆頭3000.2T0527絲錐1500.2工序2：如圖2-56，加工該表面的內(nèi)型腔、外輪廓，鉆2810的孔，攻螺紋。圖2-56(1)夾具的選擇：加工該零件的下表面及型腔、外輪廓及孔，工件規(guī)整，且為圓臺類零件，應選用三爪卡盤。圖2-51為加工該零件上表面的裝夾簡圖：圖2-57(空白處為待加工面)(2)工步設計1）銑零件下表面的型腔，外輪廓2）鉆2810的孔（3）刀具選擇加工平面、輪廓時，沒有特殊要求，就選用已建立的8立銑刀，刀具號T02；除加工平面和型腔外，還需加工28的孔，因?qū)?8孔的加工精度要求較高，所以不能用立銑刀加工該孔，應選用28的麻

41、花鉆進行加工，刀具號為T06。刀具型號 刀具規(guī)格 刀具號1） 立銑刀8 T022） 鉆 頭28 T06(4)走刀路線1）銑內(nèi)外型腔 圖2-58 銑下表面型腔毛坯 圖2-59銑下表面型腔加工路線圖2-60銑下表面型腔加工結(jié)果1） 鉆28孔 圖2-61 鉆28的孔毛坯 圖2-62鉆28的孔加工路線圖2-63鉆28的孔加工結(jié)果（5） 切削用量確定加工該平面時，需加工一個28的孔，在加工孔時，應考慮其加工深度，加工孔徑越深，主軸轉(zhuǎn)速應越低，進給量越小。但加工孔時，轉(zhuǎn)速一般不宜過快，要求在200至500之間。選用情況如表2-11所示：表2-11刀具號規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速r/min進給量mm/rT028立銑

42、刀8000.3T0628鉆頭3000.2零件3的數(shù)控加工工藝分析：工序1：如圖2-64，加工該面的內(nèi)型腔、外輪廓。圖2-64(1)夾具的選擇：該零件為圓臺類零件，先加工該零件的上表面及型腔、外輪廓，工件規(guī)整，應選用三爪卡盤。圖2-65為加工該零件上表面的裝夾簡圖：圖2-66(空白處為待加工面)(2)工步設計1）銑內(nèi)外型腔（3）刀具選擇加工平面、輪廓時，沒有特殊要求，就選用已建立的8立銑刀，刀具號T01。刀具型號 刀具規(guī)格 刀具號 立銑刀 8 T01 (4)走刀路線1）銑內(nèi)型腔、外輪廓 圖2-67 銑（有凸臺）表面毛坯 圖2-68銑（有凸臺）表面走刀路線圖2-69銑（有凸臺）表面加工結(jié)果（5）切

43、削用量確定銑內(nèi)型腔、外輪廓時，主軸轉(zhuǎn)速為800r/min，進給量為0.3mm/r工序2：如圖2-70，加工該面的內(nèi)型腔、外輪廓、倒角。圖2-70(1)夾具的選擇：再加工該零件的下表面及型腔、外輪廓及倒角，工件規(guī)整，應選用三爪卡盤。圖2-71為加工該零件上表面的裝夾簡圖：圖2-71(空白處為待加工面)(2)工步設計1）銑內(nèi)型腔、外輪廓2）銑245倒角（3）刀具選擇加工平面、輪廓時，沒有特殊要求，就選用已建立的8立銑刀，刀具號T01。加工倒角時，應選10倒角鉆，刀具號T02。刀具型號 刀具規(guī)格 刀具號1） 立銑刀8 T012）倒角鉆10 T02 (4)走刀路線1）銑內(nèi)型腔、外輪廓 圖2-72 銑（

44、有鍵槽）表面毛坯 圖2-73銑（有鍵槽）表面加工路線圖2-74銑（有鍵槽）表面加工結(jié)果1） 銑倒角 圖2-75銑倒角毛坯 圖2-76銑倒角加工路線圖2-77銑倒角加工結(jié)果（5） 切削用量確定選用原則如上，選擇情況如表2-12所示：表2-12刀具號規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速r/min進給量mm/rT018立銑刀8000.3T0210倒角鉆6000.32.5夾具的選擇 在確定裝夾方案時，只需根據(jù)已選定的加工表面和定位基準定工件的定位夾緊方式，并選擇合適的夾具。在選用夾具時，在能用普通夾具裝夾加工的盡可能的選用普通夾具，在經(jīng)濟效應上可以減少成本的開支。數(shù)控機床上用的夾具應滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐

45、用度好等要求，所以我根據(jù)零件的形狀考慮選擇平口虎鉗和三爪卡盤。此時，主要考慮以下幾點： （1）夾緊機構(gòu)或其它元件不得影響進給，加工部位要敞開； （2）必須保證最小的夾緊變形；（3）裝卸方便，輔助時間應盡量短； （4）對小型零件或工序時間不長的零件，可以考慮在工作臺上同時裝夾幾件進行加工，以提高加工效率； （5）夾具結(jié)構(gòu)應力求簡單； （6）夾具應便于與機床工作臺及工件定位表面間的定位元件連接。5 該組零件形狀為圓臺狀，表面比較光整，加工圓臺側(cè)面上的曲面時，因為兩邊均為平面，易于虎鉗的裝夾，固選用虎鉗作為夾具；加工圓臺兩端面時，應選用三爪卡盤進行裝夾加工，因為需要裝夾的是圓柱面，所以應選用三爪卡盤

46、作為加工夾具。2.6刀具的選擇結(jié)合零件圖2-1、2-2、2-3分析，該零件有平面和型腔、圓弧、孔及槽等特點，加工工序復雜。為減少換刀和對刀時間，減少換刀帶來的誤差，提高加工效率，粗、精加工盡可能選用同一把刀具，保證良好精度要求。刀具材料應具備的性能如表2-14所示：表2-14希望具備的性能作為刀具使用時的性能希望具備的性能作為刀具使用時的性能高硬度（常溫及高溫狀態(tài)）耐磨損性化學穩(wěn)定性良好耐氧化性耐擴散性高韌性（抗彎強度）耐崩刃性耐破損性低親和性耐溶著、凝著（粘刀）性高耐熱性耐塑性變形性磨削成形性良好刀具制造的高生產(chǎn)率熱傳導能力良好耐熱沖擊性耐熱裂紋性鋒刃性良好刃口鋒利表面質(zhì)量好微小切削可能 對

47、刀具的基本要求：（1）刀具剛性要好。銑刀剛性要好的目的有二個：一是為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量的需要；二是為適應數(shù)控銑床加工過程中難以調(diào)整切削用量的特點；（2）銑刀的耐用度要高。尤其是當一把銑刀加工的內(nèi)容很多時，如刀具不耐用而磨損較快，不僅會影響零件的表面質(zhì)量與加工精度，而且會增加換刀引起的調(diào)刀與對刀次數(shù)，也會使工作表面留下因?qū)Φ墩`差而形成的接刀臺階，從而降低了零件的表面質(zhì)量。6除上述兩點之外，銑刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇及排屑性能等也非常重要。切削粘刀形成積屑瘤在數(shù)控銑削中是十分忌諱的，總之，根據(jù)被加工工件材料的熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量，選擇剛性好，耐用度高的銑刀，是充分發(fā)揮數(shù)控銑

48、床的生產(chǎn)效率和獲得滿意加工質(zhì)量的前提。具體選擇的刀具將在刀具工藝卡片中表現(xiàn)出來。 工件1：銑長半軸50，短半軸28的橢圓曲面，選用8的球頭銑刀,鉆25、28的孔時，分別選用相應尺寸的鉆頭進行加工，其他銑平面輪廓，選用8和10的立銑刀。工件2：攻螺紋時用27的絲錐，鉆28的孔時，選用28的鉆頭進行加工，其他銑平面輪廓，選用8和10的立銑刀。工件3：銑倒角時選用8的立銑刀，其他銑平面輪廓，選用8和10的立銑刀。2.7數(shù)控機床的選擇 選用加工中心（FAUNCVMC850）加工 加工中心加工柔性比普通數(shù)控銑床優(yōu)越，有一個自動換刀的伺服系統(tǒng)，對于工序復雜的零件需要多把刀加工，在換刀的時候可以減少很多輔助

49、時間，很方便，而且能夠加工更加復雜的曲面等工件。因此，提高加工中心的效率便成為關(guān)鍵，而合理 圖2-78運用編程技巧，編制高效率的加工程序，對提高機床效率往往具有意想不到的效果。 加工中心參數(shù)如表2-15所示： 表2-15 工作臺面尺寸（長寬）4051307（mm）主軸錐孔/刀柄形式24ISO40 / BT40（MAS403）工作臺最大縱向行程650mm主配控制系統(tǒng)FANUC 0iMate-MC工作臺最大橫向行程450mm換刀時間（s）6.5s主軸箱垂向行程500mm主軸轉(zhuǎn)速范圍606000( r/min)工作臺T型槽（槽數(shù)-寬度間距）5-1660mm快速移動速度10000（mm/min）主電動

50、機功率5.5/7.5（kw）進給速度5800（mm/min）脈沖當量（mm/脈沖）0.001工作臺最大承載(kg)700kg機床外形尺寸(長寬高)(mm)2540mm2520mm2710mm機床重量(kg)4000kg第三章 刀具及工序卡片的制定3.1制作刀具卡片零件1刀具卡片如表3-1所示表3-1西安航空學院數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名稱材料零件圖號異形轉(zhuǎn)臺組件零件145#鋼 1工序號程序編號夾具名稱夾具編號使用設備車間虎鉗加工中心數(shù)控實訓中心序號刀具號規(guī)格名稱數(shù)量加工表面刀尖半徑備注1T018mm球頭銑刀1銑曲面42T028mm立銑刀1內(nèi)型腔、外輪廓43T0310mm立銑刀1銑孔5

51、4T0428mm鉆頭1鉆孔145T0525mm鉆頭1鉆孔12.56T068mm鉆頭1鉆孔4編 制審 核批 準共 頁第 頁零件2刀具卡片如表3-2所示：表3-2西安航空學院數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名稱材料零件圖號異形轉(zhuǎn)臺組件零件245#鋼2工序號程序編號夾具名稱夾具編號使用設備車間虎鉗加工中心數(shù)控實訓中心序號刀具號規(guī)格名稱數(shù)量加工表面刀尖半徑備注1T018mm鉆頭1鉆通孔42T02 8mm立銑刀1銑外輪廓、銑孔43T0327mm鉆頭1鉆孔13.53T049mm鉆頭1鉆孔4.54T0527mm絲錐1攻螺紋13.55T0628mm鉆頭1鉆孔14編 制審 核批 準共 頁第 頁零件3刀具卡片如

52、表3-3所示：表3-3西安航空學院數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名稱材料零件圖號異形轉(zhuǎn)臺組件零件345#鋼3工序號程序編號夾具名稱夾具編號使用設備車間虎鉗加工中心數(shù)控實訓中心序號刀具號規(guī)格名稱數(shù)量加工表面刀尖半徑備注1T018mm立銑刀1銑內(nèi)型腔、外輪廓42T0210mm立銑刀1銑內(nèi)型腔、外輪廓、銑倒角5編 制審 核批 準共 頁第 頁3.2制作工序卡片零件1的工序卡片如表3-4、3-5、3-6所示表3-4工序一異形轉(zhuǎn)臺組件數(shù)控加工零件145#12048mm1工序號程序編號夾具名稱夾具編號使用設備車間工序一虎鉗加工中心工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速r/min進給量mm/r深度備注

53、1銑外輪廓、內(nèi)型腔T018mm立銑刀8000.322銑516mm的孔T0210mm立銑刀6000.333鉆2812mm的孔T0228mm鉆刀5000.35編 制審 核批 準共 頁第 頁表3-5工序二異形轉(zhuǎn)臺組件數(shù)控加工零件145#12048mm1工序號程序編號夾具名稱夾具編號使用設備車間工序二虎鉗加工中心工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速r/min進給量mm/r深度備注1銑外輪廓、內(nèi)型腔T018mm立銑刀8000.322鉆2514mm的孔T0425mm鉆刀5000.353鉆8mm的通孔T058mm鉆刀5000.35編 制審 核批 準共 頁第 頁表3-6工序三異形轉(zhuǎn)臺組件數(shù)控加工零件145#12048mm1工序號程序編號夾具名稱夾具編號使用設備車間工序三虎鉗加工中心工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速r/min進給量mm/r深度備注1銑橢圓曲面T068mm球頭銑刀8000.32編 制審 核批 準共 頁第 頁零件2的工序卡片如表3-7、3-8所示：表3-7 工序一異形轉(zhuǎn)臺組件數(shù)控加工零件14