數(shù)控專業(yè)畢業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

1、數(shù)控專業(yè)畢業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書一零件圖分析圖十為箱體類零件，零件材料為 45#，毛坯尺寸（長 * 寬*高）為 146mm*100mm*20mm 單件生產(chǎn)。圖紙分析該零件圖主要由平面、型腔、孔及螺孔組成。兩側(cè)個(gè)一個(gè)20mm*96mm*13mmm凹槽，中間為旋轉(zhuǎn) 90 度的正方形凸槽，壁厚 2mm 高 4mm 正槽內(nèi)部深 4mm 處 有通孔 4* 12 在正方槽內(nèi)部四角處，R10 R6 圓弧相切在通孔， 12 外部深為 18mm 凸槽外有通孔 10H7,螺紋孔 M6 各兩個(gè)在方形凸臺(tái)四周，該零件形狀機(jī) 構(gòu)一般，尺寸精度要求較高，要求低平面公差值為0.05mn,凸槽壁厚平行度要求為 0.1mm 凸槽內(nèi)圓

2、弧對(duì)稱必須位于距離公差值為0.02mm 且相對(duì)于基準(zhǔn)中心平面 A 對(duì)稱。但有多處內(nèi)圓角使用刀具較多。 零件材料為 45#,切削加工性較 好，可采用高速鋼刀具，該零件適合采用數(shù)控銑床加工。主要的加工內(nèi)容有平面，凹槽、通孔 6 個(gè)螺紋孔 2 個(gè)。低平面粗糙度為 1.6，兩 側(cè)凹壁上表面粗糙度為 3.2， 4 個(gè)通孔粗糙度為 1.6。加工時(shí)除了保證形狀和尺 寸要求外，主要是控制加工中的變形。因此，加工時(shí)采用依次分層銑削的方法 并控制每次的切削深度。孔加工采用鉆、鉸可達(dá)到要求。二、 數(shù)控機(jī)床的選擇品牌：華中數(shù)控 型號(hào) XK714主電機(jī)功率： 5.5KW 運(yùn)動(dòng)方式：輪廓控制加工尺寸范圍： 1000*40

3、0*500mm 主軸轉(zhuǎn)速 0-8000rpm 控制方式：半閉環(huán)控制控制系統(tǒng)： HNC-21M用途：金屬切削 適用范圍：通用結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：XK714 數(shù)控床身銑床鋼性很高、加工精度好，可以自動(dòng)連續(xù)完成 對(duì)零件的銑、鉆、鏜、擴(kuò)、鉸等多種工序加工，適用于中等批量生產(chǎn)的各種平 面、階梯面、2 / 12溝槽、圓弧面、螺旋槽、齒輪、齒條、花鍵、孔等各種形狀零件 的加工。可廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)及其他行業(yè)的機(jī)械加工、機(jī)修部門，尤其對(duì)于 成批零件加工、模具加工和較精密零件加工具有很強(qiáng)的適用性。主軸采用主軸變頻專用電機(jī)配用進(jìn)口變頻器經(jīng)過兩檔齒輪機(jī)械變速以實(shí)現(xiàn) 機(jī)床主軸的無級(jí)調(diào)速。變速操縱機(jī)構(gòu)采用間歇齒條機(jī)構(gòu)控制，通過高

4、低檔轉(zhuǎn)換 手柄以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)掛檔變速。主軸松拉刀機(jī)構(gòu)具有響應(yīng)快、力量大、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。X、Y、Z 坐標(biāo)均采用交流伺服電機(jī)通過高精度無齒隙聯(lián)軸器與精密級(jí)滾珠絲 杠副直聯(lián)，絲杠軸承采用高精度、高剛性成組角接觸球軸承，穩(wěn)定性好、精度 高，保證了機(jī)床的傳動(dòng)剛性，位置精度和高傳動(dòng)精度。機(jī)床配有全封閉防護(hù)罩 及刀具自動(dòng)冷卻系統(tǒng)。XK713 數(shù)控銑床參數(shù)X,Y,Z 方向進(jìn)給速度范圍 03000mm/minX,Y,Z 方向快速移動(dòng)速度（ max） 8000mm/min主軸轉(zhuǎn)速范圍 606000rmp主軸刀柄 BT40刀柄拉釘 P40T主電機(jī)功率 5.5KW主軸最大輸出扭矩 52Nm主軸箱垂直移動(dòng)最大距離 （Z）

5、500mm工作臺(tái)縱向移動(dòng)最大距離 （X）600mm工作臺(tái)橫向移動(dòng)最大距離 （Y）400mm工作臺(tái)（寬X長）400*1000mm工作臺(tái)最大承載重量 500kgT 型槽（數(shù)量X槽寬X中心距）3*18*85mm進(jìn)給軸電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 : 垂直方向（ Z）11Nm縱橫方向（X/丫丫）11Nm3 / 12定位精度 0.01/300mm重復(fù)定位精度 0.005mm機(jī)床電源乃總功率 3P/50Hz/380V/15KVAMpa機(jī)床外形尺寸（長X寬X高）2740X2150X2257mm機(jī)床重量（毛重 / 凈重） 4000kg三、數(shù)控加工零件的工藝性分析 數(shù)控加工工藝分析涉及面很廣，在此主要從數(shù)控加工的可能性和方便性

6、方 面來分析。1 、（ 1 ）零件圖上尺寸數(shù)據(jù)的給出，應(yīng)符合程序編制方便的原則1 ）零件的完整性與正確性 零件圖樣應(yīng)表達(dá)正確，標(biāo)注齊全合理。構(gòu)成零件輪廓的幾何要素要正確、 齊全。為編程提供依據(jù)，根據(jù)工件零件圖能夠分析出零件的工藝圖形，各處的 圖形要求與圖形輪廓表達(dá)清楚。2）尺寸標(biāo)注方法分析 尺寸標(biāo)注應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)，圖樣上應(yīng)盡量采用統(tǒng)一的設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 。為了方便編程又有利于基準(zhǔn)的統(tǒng)一。 零件圖的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)以工件中心為設(shè)計(jì)中心， 編程程序可以以工件的中心定為編程設(shè)計(jì)中心原點(diǎn)。3）零件技術(shù)要求分析。 尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度及熱處理等 ，決定了該表面的最終加工方法，進(jìn)而得出中間工序和

7、粗加工工序所采用的加工方法。工件 多處公差要求等級(jí)較高， 包括工件外形輪廓尺寸呢， 公差等級(jí) IT6 ，孔加工的尺 寸 H7,工件厚度的公差范圍為+/_0.052 ;其他處工件凹槽的公差等級(jí)也較高。 工件的多處要求進(jìn)行精加工的處理，以達(dá)到零件圖的公差等級(jí)要求。工件的表 面粗糙度為 3.2,工件加工的同時(shí)要根據(jù)工件要求的尺寸公差值和粗糙度值進(jìn)行 酌情處理,由于公差尺寸的等級(jí)要求,所以在工件定位的是要求的公差等級(jí)要求較高,盡 可能做到零誤差。（2）零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)1 ）零件的內(nèi)腔和外型最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸。如此進(jìn)行可以減 少使用刀具的規(guī)格和換刀的次數(shù),使得編程

8、方便,生產(chǎn)效益提高。4 / 122）內(nèi)槽圓角的大小,決定著刀具直徑的大小,因此內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)太小。3）零件銑削底平面時(shí)，槽底圓角半徑 r 不應(yīng)過大。4）應(yīng)采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。本零件結(jié)構(gòu)有外形尺寸為 100*80、凸臺(tái)、凹槽、孔等多樣尺寸。凹槽利于用 數(shù)控系統(tǒng)通過旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系 G68 進(jìn)行加工。各外形尺寸用子程序進(jìn)行循環(huán)加工。 各孔用數(shù)控銑床孔加工方法進(jìn)行C12、C20 孔。C8 的平孔孔采用C6 的銑刀用 螺旋下刀的方法進(jìn)行銑削。（3）零件毛坯的工藝性分析零件在進(jìn)行數(shù)控銑削加工時(shí)，由于加工過程的自動(dòng)化，使得余量的大小、 如何裝夾等問題在設(shè)計(jì)毛坯時(shí)就要仔細(xì)考慮好。根據(jù)實(shí)際中的使用經(jīng)驗(yàn)，下列 幾方

9、面應(yīng)該作為零件毛坯工藝性分析的要點(diǎn)。1）毛坯應(yīng)該有充分、穩(wěn)定的加工余量2）分析零件毛坯的裝夾適應(yīng)性3）分析毛坯的變形、余量大小以及均勻性工件毛坯尺寸為 150*100*26，毛坯尺寸具有足夠的加工余量。工件裝夾采 用機(jī)用虎鉗進(jìn)行裝夾。對(duì)工件毛坯進(jìn)行裝夾工件毛坯工件受力均勻。零件毛坯材料選擇與確定。材料牌號(hào):45材料名稱:優(yōu)質(zhì)碳素鋼標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：GB699-88試樣尺寸:25試樣狀態(tài):退火鋼抗拉強(qiáng)度：600 (MPa)屈服強(qiáng)度: 355(MPa)延長率： 16%斷面收縮率 : 40%布氏硬度: 197(Hblack eye化學(xué)成分：材料化學(xué)成分組成元素比例（）碳 C : 0.42 0.50 鉻 Cr

10、; 0.25 錳 Mn ; 0.50 0.80 鎳 Ni ; 0.25磷 P ; 0.035硫 S ; 0.03 硅 Si ; 0.17 0.37特性及應(yīng)用：5 / 12最常用中碳調(diào)質(zhì)鋼，綜合力學(xué)性能良好，淬透性低，水淬時(shí)易生裂紋。小型件 宜采用調(diào)質(zhì)處理，大型件宜采用正火處理強(qiáng)度較高，塑性和韌性尚好，用于制作承受負(fù)荷較大的小截面調(diào)質(zhì)件和應(yīng)力較 小的大型正火零件，以及對(duì)心部強(qiáng)度要求不高的表面淬火零件，2、加工方法的選擇與加工方案的確定（1 ）加工方法的選擇銑削加工方法的選擇原則是：保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要 求。由于獲得同一級(jí)精度及表面粗糙度的加工方法一般有多種，因而在實(shí)際選 擇時(shí)，

11、要結(jié)合零件的形狀、尺寸的大小和熱處理要求等綜合因素。（2）確定加工方案的原則零件上精確度要求較高的表面加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加 工逐步達(dá)到的。對(duì)于這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不 夠的，還應(yīng)該正確確定從毛坯到最終成形的加工方案。確定加工方案時(shí)，首先應(yīng)該根據(jù)主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初 步確定為達(dá)到這些要求所需要的加工方法。此時(shí)要考慮數(shù)控機(jī)床使用的合理性 和經(jīng)濟(jì)性，并充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能。原則上數(shù)控機(jī)床僅進(jìn)行較復(fù)雜零件重 要基準(zhǔn)的加工和零件的精加工。（3）平面類零件斜面輪廓加工方法的選擇在加工過程中，零件按表面輪廓可分為平面類零件和曲面類零件。其中平面類

12、零件斜面輪廓又分為兩種：本工件在其外形邊出分別有兩個(gè) C5 的倒角和兩個(gè) R10 的圓角，還具有兩處 凹槽圓角人 R7.5。3、工藝與工步的劃分（1）工序的劃分在數(shù)控銑床上加工零件，工序可以比較集中，在一次裝夾中盡可能完成大 部分或全部工序。首先應(yīng)該根據(jù)零件圖，考慮被加工零件是否可以在一臺(tái)數(shù)控 銑床上完成整個(gè)零件的加工，如若不能，則應(yīng)決定其中哪些部分的加工在數(shù)控 機(jī)床上進(jìn)行，哪些部分的加工在其它機(jī)床上進(jìn)行。一般工序的劃分有以下幾種 方式：6 / 121）零件的裝夾定位方式劃分工序由于每個(gè)零件結(jié)構(gòu)形狀不同， 各個(gè)表面的技術(shù)要求也不同，所以在加工中， 其定位方式則各有差異。一般銑削加工外形時(shí)，以內(nèi)

13、形定位；在銑削加工內(nèi)形 時(shí)以外形定位?？筛鶕?jù)定位方式的不同來劃分工序。2）按粗、精工序劃分加工 根據(jù)零件的加工精度、剛度和變形等因素來劃分工序時(shí)，可按粗、精加工 分開的原則來劃分工序，即先進(jìn)行粗加工，再進(jìn)行精加工。此時(shí)可使用不同的 機(jī)床或不同的刀具來進(jìn)行加工。通常在一次安裝中，不允許將零件的某一部分 表面加工完畢后，再加工零件的其他表面。3）按所用刀具劃分工序?yàn)榱藴p少換刀次數(shù)， 壓縮空程運(yùn)行時(shí)間， 減少不必要的定位誤差， 可按使用 刀具來集中工序的方法進(jìn)行零件的加工。既盡可能使用同一把刀具加工出盡可 能加工到的所有部位，然后再更換另一把刀具加工零件的其它部位。在專用數(shù) 控機(jī)床和加工中心中常常采用這種方法。2. 關(guān)于起刀、進(jìn)刀、退刀相關(guān)的工藝處理程序起始點(diǎn)是指程序開始時(shí)，刀尖（刀位點(diǎn)）的初始停留點(diǎn)。采用 G92 對(duì)刀時(shí)一般為對(duì)刀點(diǎn)。程序返回點(diǎn)是指一把刀具在程序執(zhí)行完畢后， 刀尖返回后的停留點(diǎn)。 切入點(diǎn) 是指在曲面的初始切削位置上，刀具與曲面的接觸點(diǎn)。切出點(diǎn)是指在曲面切削完畢后，刀具與曲面的接觸點(diǎn)。（1）程序起始點(diǎn)、返回點(diǎn)、切入點(diǎn)、切出點(diǎn)的確定1）程序起始點(diǎn)、返回點(diǎn)的確定在同一個(gè)程序中起始點(diǎn)和返回點(diǎn)最好相同。 如果一個(gè)零件的加工需要幾個(gè)程