機械加工畢業(yè)設計---支撐口蓋的加工

1、<p><b>　　支撐口蓋的加工</b></p><p><b>　　【摘要】</b></p><p>　　機械制造業(yè)是國民經濟的支柱產業(yè)，可以說，沒有發(fā)達的機械制造業(yè)，就不可能有國家的真正繁榮的富強。而機械制造業(yè)的發(fā)展規(guī)模和水平，則是反應國民經濟實力和科學技術水平的重要標志之一。提高加工效率，降低生產成本，提高加工質量，快速更新產品

2、，是機械制造業(yè)競爭和發(fā)展的基礎，也是機械制造業(yè)技術水平的標志?！　?0世紀50年代初第一臺數控機床出現(xiàn)了，數控機床是典型的機電一體化產品，綜合了精密機械、電子、電力拖動、自動控制、自動檢測、故障診斷和計算機等方面的技術。數控機床的高精度、高效率及高柔性決定了大力推廣使用數控機床是我國制造業(yè)提高制造能力和水平，提高市場適應能力和競爭能力的必由之路?！　悼劂娤骷庸な菣C械加工中最常用和最主要的數控加工方法之一，加入WTO以來，我國汽車工

3、業(yè)、航空航天工業(yè)得到了快速發(fā)展，大量具有復雜曲面的零件如模具、葉片和螺旋漿等，都需要用數控銑床進行加工。　　本設計以數控銑床加工工藝、編程與操作為核心內容，介紹了數控銑床利用計算機輔助編程加工典型零件的應用實踐技能。</p><p>　　關鍵詞： 數控銑床；典型零件;計算機輔助編程 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p&g

4、t;<b>　　1 設計說明書2</b></p><p><b>　　1.1 緒論2</b></p><p>　　1.1.1 數控加工4</p><p>　　1.1.2 Masterman介紹4</p><p>　　1.2畢業(yè)設計的基本內容4</p><p>　　1

5、.2.1 數控加工工工藝分析4</p><p>　　1.2.2加工程序的編制5</p><p>　　1.3 工藝分析與選擇5</p><p>　　1.3.1 零件圖工藝分析5</p><p>　　1.3.2 確定裝夾方案6</p><p>　　1.3.3 確定加工順序6</p><p&g

6、t;　　1.3.4 刀具選擇6</p><p>　　1.3.5切削用量選擇7</p><p>　　1.3.6擬定數控加工工序卡8</p><p>　　1.4主要加工程序10</p><p>　　1.4.1 繪制mastercam實體10</p><p>　　1.4.2 mastercam實體加工及導出程序

7、10</p><p><b>　　結束語21</b></p><p><b>　　謝 辭22</b></p><p><b>　　參考文獻23</b></p><p><b>　　1 設計說明書</b></p><p>&l

8、t;b>　　1.1 緒論</b></p><p>　　數控機床即數字程序控制機床，是自動化機床的一種。最早出現(xiàn)的數控銑床。60年代后，點位控制的機床迅速發(fā)展，出現(xiàn)了數控鉆床、數控沖床和數控坐標鏜床。這類機床不需要復雜的控制運算法就可以實現(xiàn)加工。數控機床是現(xiàn)代制造業(yè)的關鍵設備，一個國家的數控機床的產量和技術水平在某種深度上就代表這個國家的制造業(yè)水平和競爭力</p><p>

9、　　近年來，我國數控機床的產量持續(xù)增長，數控化率也顯著提高。另一方面我國數控產品的技術水平和質量也不斷提高。目前我國一部分普及型數控機床的生產已經形成一定規(guī)模，產品技術性能指標較為成熟，價格合理，在國際市場具有一定競爭力。我國數控機床行業(yè)所掌控的五軸聯(lián)動數控技術較成熟，并已有成熟商品走向市場。我國數控機床高端產品的生產上取得了一定的突破。目前我國已經可以供應網絡化、集成化柔性化的數控機床。同時，我國也已進入世界高速數控機床生產國和高精度

10、精密度數控機床生產國的行列。目前我國已經研制成功一批主軸轉速在8000-10000轉/分以上的數控機床。我國數控機床行業(yè)近年來大力推廣應用CAD等信息技術，很多企業(yè)已開始和計劃實施應用ERP、MRPⅡ和電子商務.如濟南第二機床集團有限公司的CAD普及率達100%，是國家級“CAD示范企業(yè)”，企業(yè)的MRPⅡ系統(tǒng)應用也非常成功，現(xiàn)代化管理水平較高。</p><p>　　但是和發(fā)達國家相比，我國數控機床行業(yè)在信息化技

11、術應用上仍然存在很多不足。</p><p>　　信息化技術基礎薄弱，對外國技術依存度高。我國數控機床行業(yè)總體的技術開發(fā)能力和技術基礎薄弱，信息化技術應用程度不高。行業(yè)現(xiàn)有的信息化技術來源主要依靠引進國外技術，對國外技術的依存度較高，對引進技術的消化仍停留在掌握已有技術和提高國產化率上，沒有上升到形成產品自主開發(fā)能力和技術創(chuàng)新能力的高度。具有高精、高速、高效、復合功能、多軸聯(lián)動等特點的高性能數控機床基本上還得依賴進

12、口。</p><p>　　生產成熟度較低，可靠性不高。國外數控系統(tǒng)平均無故障時間在10000小時以上，國內僅3000-5000小時：整機平均無故障實踐國外達800小時以上，國內最好只有300小時。</p><p>　　創(chuàng)新能力低市場競爭力不強。我國生產數控機床的企業(yè)雖然達百余家，但大多數未能形成規(guī)模生產，信息化技術利用不足，創(chuàng)新能力低，制造成本高、產品市場競爭能力不強。</p>

13、<p>　　隨著柔性制造系統(tǒng)的迅速發(fā)展和計算機集成系統(tǒng)的不斷成熟，對數控加工技術提出了更高的要求。當今數控機床信息化正朝著以下幾個方面發(fā)展。</p><p>　　高速度、高精度化，速度和精度是數控機床的兩個重要指標，它直接關系到加工效率和產品質量。目前，我國生產的第六代數控機床系統(tǒng)均采用位數、頻率更高的處理器，以提高系統(tǒng)的基本運算速度，使得高速運算、模塊化及多軸組成控制系統(tǒng)成為可能。同時新一代數控機

14、床采用超大規(guī)模集成電路和多微處理器結構，以提高系統(tǒng)的數據處理能力。</p><p>　　智能化?，F(xiàn)代數控機床的只能化發(fā)展影響加工精度和物理量進行檢測、建模、提取特征、自動感知加工系統(tǒng)的內部狀態(tài)及外部環(huán)境，快速做出實現(xiàn)最佳目標的智能決策，對機床的工藝參數進行實時控制，使機床的加工處于最佳狀態(tài)。</p><p>　　基于CAD和CAM的數控編程自動化。隨著計算機應用技術的發(fā)展，目前CAD/CA

15、M圖形交互式自動編程已得到較多的應用，是數控機床發(fā)展的新趨勢。它是利用CAD繪制的零件加工圖樣，經計算機內的刀具軌跡數據進行計算和后置處理，從而自動生成數控機床零部件加工程序，以實現(xiàn)CAD與CAM的集成。隨著CIMS技術的發(fā)展，當前又出現(xiàn)了CAD/CAPP/CAM集成的全自動編程方式，其編程所需的加工工藝參數不必由人工參與直接從系統(tǒng)內部的CAPP數據庫獲得，推動數控機床系統(tǒng)自動化的進一步發(fā)展。</p><p>　

16、　發(fā)展可靠性最大化。數控機床的可靠性一直是用戶最關心的主要指標。新一代的數控系統(tǒng)將采用更高集成度的電路芯片，利用大規(guī)?；虺笠?guī)模的專用及混合式集成電路，減少元器件的數量，從而提高可靠性。同時通過自行運行診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序，實現(xiàn)對系統(tǒng)硬件、軟件和各種外部設備進行故障診斷和報警。</p><p>　　因此對數控機床研究成為現(xiàn)代機床設計的重要課題。本次設計我主要利用計算機輔助編程對典型零件進行編程及

17、加工。</p><p>　　1.1.1 數控加工</p><p>　　數控加工就是將加工數據和工藝參數輸入到機床，機床的控制系統(tǒng)對輸入信息進行運算與控制，并不斷的向直接指揮機床的電動機功能部件—機床的伺服機構發(fā)送脈沖信號，伺服機構對脈沖信號進行交換和放大處理，然后由傳動機構驅動數控機床，從而加工零件，所以數控加工的關鍵是數控加工和工藝參數的獲取，即數控編程。</p><

18、p>　　1.1.2 Masterman介紹</p><p>　　Mastercam是美國CNC Software Inc.公司開發(fā)的基于PC平臺的CAD/CAM軟件。它集二維繪圖、三維實體造型、曲面設計、體素拼合、數控編程、刀具路徑摸擬及真實感摸擬等到功能于一身。它具有方便直觀的幾何造型 Mastercam提供了設計零件外形所需的理想環(huán)境，其強大穩(wěn)定的造型功能可設計出復雜的曲線、曲面零件。 Masterca

19、m9.0以上版本還有支持中文環(huán)境，而且價位適中，對廣大的中小企業(yè)來說是理想的選擇，是經濟有效的全方位的軟件系統(tǒng)，是工業(yè)界及學校廣泛采用的CAD/CAM系統(tǒng)。</p><p>　　Mastercam不但具有強大穩(wěn)定的造型功能，可設計出復雜的曲線、曲面零件，而且具有強大的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。其可靠刀具路徑效驗功能使Mastercam可模擬零件加工的整個過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查出刀具和夾

20、具與被加工零件的干涉、碰撞情況，真實反映加工過程中的實際情況，不愧為一優(yōu)秀的CAD/CAM軟件。同時Mastercam對系統(tǒng)運行環(huán)境要求較低，使用戶無論是在造型設計、CNC銑床、CNC車床或CNC線切割等加工操作中，都能獲得最佳效果Mastercam提供400種以上的后置處理文件以適用于各種類型的數控系統(tǒng)，比如常用的FANUC系統(tǒng)，根據機床的實際結構，編制專門的后置處理文件，編譯NCI文件經后置處理后便可生成加工程序。</p>

21、;<p>　　1.2畢業(yè)設計的基本內容</p><p>　　1.2.1 數控加工工工藝分析</p><p>　　（1）零件圖的工藝性分析</p><p>　?。?）加工方法的選擇</p><p><b>　?。?）工序的劃分</b></p><p>　?。?）加工路線的安排</

22、p><p>　　（5）走刀路線及工序順序</p><p>　?。?）加工刀具的選擇</p><p>　　1.2.2加工程序的編制 </p><p><b>　?。?）數值計算</b></p><p>　?。?）mastercam實體圖繪制</p><p>　?。?）master

23、cam實體加工</p><p><b>　?。?）導出程序</b></p><p>　?。?）零件圖工藝分析</p><p><b>　?。?）確定裝夾方案</b></p><p><b>　?。?）確定裝夾順序</b></p><p>　?。?）選擇加

24、工用量具</p><p>　　（5）合理選擇切削用量</p><p>　?。?）擬定數控銑削加工工序卡</p><p>　?。?）根據加工工序步驟繪制mastercam實體圖并加工導出程序</p><p>　　1.3 工藝分析與選擇</p><p>　　1.3.1 零件圖工藝分析</p><p>

25、;　　該零件圖主要由平面、孔系及外輪廓組成，內孔加工方法有鉆孔、鏜孔、絞孔、擴孔、拉孔、磨孔及光學加工方法，下表面的孔為Φ25和Φ12組成的階梯孔，由于表面粗糙度為3.2沒有公差要求，所以可以選用鉆孔和鏜孔直接加工，平面輪廓粗糙度為3.2可采用粗銑然后精銑完成加工，選擇以上方案完全可以保證尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度。</p><p>　　1.3.2 確定裝夾方案</p><p>　　由

26、于夾具確定了零件在數控銑床坐標系中的位置，因而根據要求夾具能保證零件在機床坐標系的正確坐標方向，同時協(xié)調零件與機床坐標系的尺寸，根據零件的結構特點加工上表面。此零件加工可用平口虎鉗裝夾。</p><p>　　1.3.3 確定加工順序</p><p>　　加工順序的選擇直接影響到零件的加工質量、生產效率和生產成本。按照基面先行、線面后孔、先主后次先粗后精的原則確定加工順序，即先加工基準面（底

27、面）順序為 粗精銑下表面-六邊形內腔-Φ12通孔-Φ25孔-四個角落，表面加工 銑表面-加工臺階面及其內孔-兩個弧-銑四個角落。手工去多余余量</p><p>　　1.3.4 刀具選擇</p><p>　　1.3.5切削用量選擇</p><p>　　切削用量包括主軸轉速（切削速度）、切削深度或寬度、進給速度（進給量）等。切削用量的大小對切削力、切削速率、刀具磨損、加

28、工質量和加工成本均有顯著影響。對于不同的加工方法，需選擇不同的切削用量。</p><p>　　合理選擇切削用量的原則是:粗加工時，一般以提高生產率為主，但也考慮經濟性和加工成本：半精加工或精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟性和加工成本。具體數值應根據機床說明書、切削用量手冊，并結合經驗而定。</p><p>　　該零件材料切削性能較好，銑削平面、Φ25、Φ12Φ6、Φ3

29、5以及臺階面和外輪廓面時，一次性完成加工。</p><p>　　確定主軸轉速時，先查切削用量手冊，硬質合金銑刀加工鋁合金時的銑削速度為80-120m/min取100m/min，然后根據銑刀直徑計算主軸轉速并填入工序卡中。</p><p>　　N=1000V/3.14D</p><p>　　確定進給率時，根據銑刀齒數、主軸轉速和切削用量手冊中給的每齒進給量，計算進給速

30、度并填入工序卡中：</p><p><b>　　Vf=Fn×Z×n</b></p><p>　　背吃刀量的原則應根據加工余量確定。粗加工時，一次進給應盡可能切除全部余量。在中等功率的機床上，背吃刀量達8-10mm。半精加工時，背吃刀量取0.5-2mm。精加工時背吃刀量取0.2-0.4。</p><p>　　1.3.6擬定數控

31、加工工序卡</p><p><b>　　1.4主要加工程序</b></p><p>　　1.4.1 繪制mastercam實體</p><p>　　1.4.2 mastercam實體加工及導出程序</p><p><b>　　反面加工圖</b></p><p><b

32、>　　自動生成的程序</b></p><p><b>　　%123</b></p><p><b>　　O0000</b></p><p><b>　　N100G21</b></p><p>　　N102G0G17G40G49G80G90</p>

33、<p>　　(20. FLAT ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 160.)</p><p><b>　　N104T1M6</b></p><p>　　N106G0G90G54X-301.Y-74.998A0.S50M5</p><p>　　N108G43H1Z50.M8&

34、lt;/p><p><b>　　N110Z10.</b></p><p>　　N112G1Z-1.F7.2</p><p><b>　　N114X221.</b></p><p>　　N116G3X258.499Y-37.499R37.499</p><p>　　N118X221

35、.Y0.R37.499</p><p>　　N120G1X-221.</p><p>　　N122G2X-258.499Y37.499R37.499</p><p>　　N124X-221.Y74.998R37.499</p><p>　　N126G1X301.</p><p>　　N128G0Z50.</p&g

36、t;<p><b>　　N130M5</b></p><p>　　N132G91G28Z0.M9</p><p>　　N134G28X0.Y0.A0.</p><p><b>　　N136M01</b></p><p>　　(8. FLAT ENDMILL TOOL - 11 DIA.

37、 OFF. - 11 LEN. - 11 DIA. - 8.)</p><p><b>　　N138T11M6</b></p><p>　　N140G0G90G54X106.453Y-55.755A0.S50M5</p><p>　　N142G43H11Z50.M8</p><p><b>　　N144Z9.&

38、lt;/b></p><p>　　N146G1Z0.F4.5</p><p>　　N148G2X111.75Y-53.75Z-.303R8.</p><p>　　N150X119.75Y-61.75Z-.962R8.</p><p>　　N152X117.047Y-67.745Z-1.317R8.</p><p>

39、;　　N154X111.75Y-69.75Z-1.621R8.</p><p>　　N156X103.75Y-61.75Z-2.279R8.</p><p>　　N158X106.453Y-55.755Z-2.634R8……</p><p><b>　　正面加工圖</b></p><p><b>　　自動生成程

40、序</b></p><p><b>　　%456</b></p><p><b>　　O0000</b></p><p><b>　　N100G21</b></p><p>　　N102G0G17G40G49G80G90</p><p>　　

41、(8. FLAT ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 160.)</p><p><b>　　N104T1M6</b></p><p>　　N106G0G90G54X-296.Y-69.998A0.S50M5</p><p>　　N108G43H1Z50.M8</p>&l

42、t;p><b>　　N110Z10.</b></p><p>　　N112G1Z-5.F4.5</p><p><b>　　N114X216.</b></p><p>　　N116G3X250.999Y-34.999R34.999</p><p>　　N118X216.Y0.R34.999&l

43、t;/p><p>　　N120G1X-216.</p><p>　　N122G2X-250.999Y34.999R34.999</p><p>　　N124X-216.Y69.998R34.999</p><p>　　N126G1X296.</p><p>　　N128G0Z50.</p><p>

44、<b>　　N130M5</b></p><p>　　N132G91G28Z0.M9</p><p>　　N134G28X0.Y0.A0.</p><p><b>　　N136M01</b></p><p>　　(20. FLAT ENDMILL TOOL - 2 DIA. OFF. - 2 LEN

45、. - 2 DIA. - 22.)</p><p><b>　　N138T2M6</b></p><p>　　N140G0G90G54X-109.975Y70.581A0.S50M5</p><p>　　N142G43H2Z50.</p><p><b>　　N144Z5.</b></p>

46、;<p>　　N146G1Z-25.F7.2</p><p>　　N148X-102.778Y77.778</p><p>　　N150G2X-95.Y81.R11.</p><p>　　N152G1X95.</p><p>　　N154G2X102.778Y77.778R11.</p><p>　　N1

47、56G1X109.975Y70.581</p><p>　　N158X120.581Y59.975</p><p>　　N160X127.778Y52.778</p><p>　　N162G2X131.Y45.R11.</p><p>　　N164G1Y-45.</p><p>　　N166G2X127.778Y-52

48、.778R11.</p><p>　　N168G1X120.581Y-59.975</p><p>　　N170X109.975Y-70.581</p><p>　　N172X102.778Y-77.778</p><p>　　N174G2X95.Y-81.R11.</p><p>　　N176G1X-95.</

49、p><p>　　N178G2X-102.778Y-77.778R11.</p><p>　　N180G1X-109.975Y-70.581</p><p>　　N182X-120.581Y-59.975</p><p>　　N184X-127.778Y-52.778</p><p>　　N186G2X-131.Y-45.R

50、11.</p><p>　　N188G1Y45.</p><p>　　N190G2X-127.778Y52.778R11……</p><p><b>　　結束語</b></p><p><b>　　完成情況：</b></p><p>　　在王老師與同學的幫助下，我順利的完成了

51、此次設計。</p><p><b>　　所得收獲：</b></p><p>　　此次設計不僅讓我溫習了以前的知識，從而加強了對專業(yè)知識的記憶，而且讓我發(fā)現(xiàn)了許多以前為發(fā)現(xiàn)的學習上的疏漏，在做這份畢業(yè)設計的過程中我翻閱了許多關于數控加工的書籍，使我對數控加工的認識更加深了一步，許多原先不會的加工技巧在這次設計中得到了學習。</p><p>　　通

52、過本次的設計實踐，我真切的體會到理論與生產時間相結合，教材中學到額許多知識在實踐中得到驗證。經過進行的準備，我的畢業(yè)設計終于完成了，將近兩個月的忙碌讓我收獲了很多，我學會了如何與同學、老師溝通，學會了與同學配合完成任務，學會了如何利用圖書、網絡收集信息等等。</p><p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　走的最快的總是時間，來不及感嘆，大學生活已近尾

53、聲，四年多的努力與付出，隨著本次論文的完成，將要劃下完美的句號。 本論文設計在xx老師的悉心指導和嚴格要求下業(yè)已完成，從課題選擇到具體的寫作過程，論文初稿與定稿無不凝聚著王中勝老師的心血和汗水，在我的畢業(yè)設計期間，xx老師為我提供了種種專業(yè)知識上的指導和一些富于創(chuàng)造性的建議，xx老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度使我深受感動，沒有這樣的幫助和關懷和熏陶，我不會這么順利的完成畢業(yè)設計。在此向xx老師表示深深的感謝和崇高的敬意！&l

54、t;/p><p>　　在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機會向在這三年中給予我諸多教誨和幫助的各位老師表示由衷的謝意，感謝他們三年來的辛勤栽培。不積跬步何以至千里，各位任課老師認真負責，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設計中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)論文。</p><p>　　同時，在論文寫作過程中，我還參考了有關的書籍和論文，在這里一并向有關的作者表示謝意。</p&g

55、t;<p>　　我還要感謝同組的各位同學以及我的各位室友，在畢業(yè)設計的這段時間里，你們給了我很多的啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見，對于你們幫助和支持，在此我表示深深地感謝！ </p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]:鞠全勇主編. 《數控技術.程度.成都科技大學出版》，1997</p><p>　　[2

56、]:張超.郭紅星主編. 《機械設計基礎》.北京.國防工業(yè)出版社，2009</p><p>　　[3]:王貴明主編. 《數控技術》.北京.機械工業(yè)出版社，1997</p><p>　　[4]:張寶林主編. 《數控實用技術》.北京.機械工業(yè)出版社，2000</p><p>　　[5]:李福生主編. 《使用數控機床技術手冊》.北京.北京出版社，1999</p>

57、<p>　　[6]:李文杰. 龐勇主編. 《數控機床培訓課程》.西安航空職業(yè)技術學院，2008</p><p>　　[7]:何偉.劉浜.主編《mastercam基礎與應用教程》.北京.機械工業(yè)出版社 </p><p>　　[8]:李益民主編，《機械制造工藝簡明手冊》。哈爾濱工業(yè)出版社；</p><p>　　[9]:蔡蘭主編，《數控加工工藝學》。北京化學

58、出版社；</p><p>　　[10]:趙長旭主編，《數控加工工藝》。西安電子科技大學出版社；</p><p>　　[11]:王道宏主編，《機械制造技術》。浙江大學出版社；</p><p>　　[12]:徐宏海主編，《數控加工工藝》。北京化學出版社；</p><p>　　[13]:陳洪濤主編，《數控加工工藝與編程》。北京高等教育出版社；<