數(shù)控支承板畢業(yè)設(shè)計

1、.第一章 零件圖工藝分析1.1零件結(jié)構(gòu)和加工工藝要求分析1.1.1 支承板的形狀結(jié)構(gòu)分析支承板底座的主體結(jié)構(gòu)式一個厚度為25mm，長為230mm，高為170mm的長方體，所用的材料為45鋼，調(diào)制處理加工，加工完成后對表面進行黑色處理，長方體的4個側(cè)棱分別加工成C20mm的側(cè)棱，其余的棱線均做成C1的倒角正中央先從上向下加工1個40H7mm的通孔，在銑一個80.5mm，深度為12mm的凹槽，從側(cè)面銑一個寬度為14mm，深度為12mm的通槽，前后對稱面的左右兩側(cè)各加工1個25H7的通孔，在這兩個孔的四周再各加工4個M8的螺紋通孔，工件上還加工2個22H7的通孔，在這兩個通孔 四周個加工2個M6的螺

2、紋孔工件的中部還加工6個M6的螺紋通孔（如圖1.1）。圖1.11.1.2尺寸要求分析零件的長度方向的尺寸以左右對稱面為基準(zhǔn)，寬度方向以前后對稱面為基準(zhǔn)。2個22H7通孔的定位尺寸是230mm，30，周圍的2個M6的螺紋盲孔的定位尺寸是36mm，其他孔的定位尺寸比較簡單，從圖上可以看得清楚。1.1.3技術(shù)要求分析 該零件對40H7通孔和2個22H7通孔的孔壁的表面粗糙度要求比較高，需加工到Ra為1.6，前后通槽的兩側(cè)面及地面需加工到Ra為3.2m，其余表面加工到Ra6.3m。加工該零件時，要注意形位公差的要求，對前后通槽的對稱面和2個25H7通孔的對稱面有對稱度公差的要求，公差值為0.01mm，

3、以40H7通孔的軸線為基準(zhǔn)；對2個22H7通孔的軸線有位置度公差的要求，公差值為0.01mm，也以40H7通孔的軸線為基準(zhǔn)；對底面有平行度公差的要求，公差值為0.01mm，以上面為基準(zhǔn)。毛坯為240x180x30的板材，在普通銑床上加工成230mmx170mmx25mm的長方料，上、下兩表面加工成Ra為3.2m，四周側(cè)面加工成Ra為6.3m。1.2毛坯和材料的選擇選材不當(dāng)是材料方面導(dǎo)致失效的主要原因。問題出在材料上，但責(zé)任在設(shè)計者身上。最常見的情況是，設(shè)計者僅根據(jù)材料的常規(guī)性能指標(biāo)作出決定，而這些指標(biāo)根本不能反映材料對所發(fā)生的那種類型失效的抗力。另一種情況是，盡管預(yù)先對零件的失效形式有較準(zhǔn)確的

4、估計，并提出了相應(yīng)的性能指標(biāo)作為選材的依據(jù)，但由于考慮到其它因素（如經(jīng)濟性、加工性能等），使得所選材料的性能數(shù)據(jù)不合要求，因而導(dǎo)致了失效。材料本身的缺陷也是導(dǎo)致零件失效的一個重要原因，常見的缺陷是夾雜物過多，過大，雜質(zhì)元素太多，或者有夾層、折疊等宏觀缺陷。圖1.2根據(jù)以上要求零件毛坯選擇45鋼，毛坯尺寸是根據(jù)圖紙而確定大小，根據(jù)本設(shè)計圖紙選擇毛坯大小為240mmx180mmx30mm的毛坯（如圖1.2）。1.3定位基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與

5、加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。（3）選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)?？梢员ＷC該面有足夠的加工余量。（4）應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。（5）粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準(zhǔn)的表面大多數(shù)是粗

6、糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)當(dāng)進行尺寸換算?；鶞?zhǔn)面的選擇應(yīng)遵循以下原則：(1) 基準(zhǔn)重合原則，直接選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。（2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，同一零件的多道工序盡可能選擇同一定位基準(zhǔn)。（3）自為基準(zhǔn)原則，某些要求加工余量小而均勻的精加工或光整加工工序，選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。（4）互為基準(zhǔn)反復(fù)加工原則，使各加工表面之間具有較高的位置精度，或為使加工表面具有均勻的加工余量，可采取兩個加工表面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的方法。（5）便于裝夾原則。圖1.3粗基準(zhǔn)面本零件基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)面為C面，粗銑定位基準(zhǔn)面

7、后粗精銑B面，后銑4個側(cè)棱以B面為精基準(zhǔn)面精銑C面至高度到25mm(如圖1.3)。1.5刀具的選擇刀具的選擇是數(shù)控加工中重要的工藝內(nèi)容之一，它不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時，選擇刀具通常要考慮機床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。與傳統(tǒng)的加工方法相比，數(shù)控加工對刀具的要求更高，不僅要求精度高、剛度高、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。這就要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料制造數(shù)控加工刀具，并優(yōu)選刀具參數(shù)。選擇30mm的硬質(zhì)合金立銑刀銑4個側(cè)棱的C25mm倒棱和80.5mm的凹坑；選擇12mm的高速鋼鍵槽銑刀銑前后通槽；分別選擇39.6mm、24.6mm、21.6mm、5.1

8、5mm、6.91mm高速鋼鉆頭加工孔和螺紋底孔；分別選擇40mm、25mm、22mm硬質(zhì)合金鉸刀加工40H7、25H7、22H7光孔；選擇M6、M12高速鋼絲錐加工螺紋孔；選擇倒角銑刀加工所有的C1mm的倒角（如表1.2）。產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號序號刀具號刀具名稱數(shù)量加工表面刀具半徑刀尖角1T0130mm硬質(zhì)合金立銑刀1倒棱、銑80.5mm凹坑0.22T0212mm高速鋼鍵槽銑刀1銑前后通槽0.23T0339.6mm高速鋼鉆頭1鉆39.6mm孔0.24T0440mm硬質(zhì)合金鉸刀1加工40H7光孔5T0524.6mm高速鋼鉆頭1鉆24.6mm孔0.26T0625mm硬質(zhì)合金鉸刀1加工25

9、.7mm光孔0.27T0721.6mm高速鋼鉆頭1鉆21.6mm孔0.28T0822mm硬質(zhì)合金鉸刀1加工40H7光孔0.29T095.15mm高速鉆頭鋼1鉆M6螺紋底孔0.210T10M6的高速鋼絲錐1加工M6螺紋0.211T116.91mm高速鋼鉆頭1鉆M8螺紋底孔0.212T12M8的高速鋼絲錐1加工M8螺紋0.213T13倒角銑刀1倒所有的C1mm倒角14T14中心鉆13mm加工各孔的中心孔表1.21.6切削用量選擇1.6.1切削用量選擇原則合理選擇切削用量的原則是：粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工或精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)

10、濟性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而定。1.6.2選擇背吃刀量和側(cè)吃刀量表1. 3查表后倒棱面的加工，側(cè)吃刀量取af=5嗎，分5次走刀加工完成； dw-dm切削深度ap的計算公式：ap= 2式中：dw待加工表面外圓直徑，單位mm dm已加工表面外圓直徑，單位mm.粗銑80.5mm凹坑，采用環(huán)形走刀，背吃刀量af=2.2mm，側(cè)吃刀量af=15mm，加工后背吃刀量留ap=0.4mm的余量，側(cè)吃刀量留af=0.5mm的余量； 粗銑前后通槽，背吃刀量ap=11.5mm，側(cè)吃刀量af=6mm，底面留0.5mm加工余量，側(cè)面各留1mm的加工余量；精銑前后通槽，分左右兩次走

11、刀，每次走刀被吃刀量ap=0.5mm，側(cè)吃刀量af=1mm。1.6.3 主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速n的公式： n=1000Vc/D式中：D工件或刀尖的回轉(zhuǎn)直徑，單位mmVc切削速度，單位m/min（1）30mm硬質(zhì)合金立銑刀，D=30mm，根據(jù)表1. 3切削速度取vc=60m/min，n=1000Vc/D =100060/3.1430=636r/ min ，n可取680r/min；（2）12mm高速鋼鍵槽銑刀，D=12mm，根據(jù)表1. 3切削速度取vc=25m/min，n=1000Vc/D =100025/3.1412=663r/ min ，n可取700r/min；39.6mm高速鋼鉆頭，根據(jù)表1. 3

12、切削速度取vc=25m/min，n=1000Vc/D =100025/3.1439.6=187r/ min ，n可取200r/min；40mm硬質(zhì)合金鉸刀，根據(jù)表1. 3切削速度取vc=60m/min,n=1000Vc/D =100060/3.1440=465r/ min ，n可取480r/min；24.6mm高速鋼鉆頭，根據(jù)表1. 3切削速度取vc=22m/min，n=1000Vc/D =100022/3.1424.6=263r/ min ，n可取280r/min；25mm硬質(zhì)合金鉸刀，根據(jù)表1. 3切削速度取vc=60m/min，n=1000Vc/D =100060/3.1425=745r

13、/ min ，n可取760r/min；21.6mm高速鋼鉆頭，根據(jù)表1. 3切削速度取vc=20m/min，n=1000Vc/D =100020/3.1421.6=288r/ min ，n可取300r/min；22mm硬質(zhì)合金銑刀，根據(jù)表1. 3切削速度取vc=60m/min，n=1000Vc/D =100060/3.1422=855r/ min ，n可取870r/min；5.15mm高速鋼鉆頭，根據(jù)表1. 3切削速度取vc=15m/min，n=1000Vc/D =100015/3.145.15=874r/ min ，n可取900r/min；M6的高速鋼鉆頭，根據(jù)表1. 3切削速度取vc=2.

14、5m/min，n=1000Vc/D =10002.5/3.146=172r/ min ，n可取180r/min；6.91mm高速鋼鉆頭，根據(jù)表1. 3切削速度取vc=16m/min，n=1000Vc/D =100016/3.146.91=776r/ min ，n可取700r/min；M8的高速鋼絲錐，根據(jù)表1. 3切削速度取vc=2.5m/min，n=1000Vc/D =100025/3.148=138r/ min ，n可取150r/min；倒角銑刀，切削速度取vc=25m/min，n可取500r/min；中心鉆，切削速度取vc=20m/min，n可取800r/min。1.6.4進給速度常用硬

15、質(zhì)合金或圖層硬質(zhì)合金切削不同材料時的切削用量推薦值見表1. 4。表1.4硬質(zhì)合金刀具切削用量推薦表刀具材料工件材料粗加工精加工切削速度（mmin）進給量（mmr）背吃刀量(mm)切削速度（mmin）進給量（mmr）背吃刀量(mm)硬質(zhì)合金或涂層硬質(zhì)合金碳鋼2200.232600.10.4低合金鋼1800.20.2332202200.10.10.4高合金鋼1200.231600.10.4鑄鐵800.20.2331401400.10.10.4不銹鋼800.221200.10.4鈦合金400.30.21.51.560600.10.10.4灰鑄鐵1200.30.3221501500.150.150.5

16、球墨鑄鐵1000.20.321201200.150.150.5鋁合金16000.21.516000.10.5參考表1.4倒棱角的加工，選取進給量fz=0.15mm/z；粗銑80.5mm凹坑，選取進給量fz=0.20mm/z；精銑80.5mm凹坑，選取進給量fz=0.10mm/z；粗銑前后通槽，選取進給量fz=0.20mm/z；精銑前后通槽，選取進給量fz=0.10mm/z；鉆39.6mm孔，選取進給量f=0.20mm/r；鉸40H7孔，選取進給量f=0.10mm/r；鉆24.6mm孔，選取進給量f=0.20mm/r；鉸25H7孔，選取進給量f=0.10mm/r；鉆21.6mm孔。選取進給量f=

17、0.20mm/r；鉸22H7孔，選取進給量f=0.10mm/r；鉆6.91mm孔，選取進給量f=0.10mm/r；鉆5.15mm孔，選取進給量f=0.08mm/r；鉆中心孔，選取進給量f=0.20mm/。1.7切削加工順序1.7.1加工順序的安排原則（1）基面先行原則。加工一開始，總是先把精基面加工出來，因為定位基準(zhǔn)的表面越精確，裝夾誤差就越小。（2）先粗后精原則。各個表面的加工順序按照粗加工半精加工精加工光整加工的順序依次進行，這樣才能逐步提高加工表面的精度和減少表面粗糙度。（3）先主后次原則。零件上的工作表面及裝配面精度要求較高，屬于主要表面，應(yīng)先加工，從而能及早發(fā)現(xiàn)毛坯中主要表面可能出現(xiàn)

18、的缺陷。（4）先面后孔原則。對于箱體、支架和機體類零件，平面輪廓尺寸較大，一般先加工平面，后加工孔和其他尺寸。（5）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊。根據(jù)以上原則，將零件加工順序、所采用的刀具和切削用量等參數(shù)編入表1.5所示的加工工序卡中以指導(dǎo)編程和加工操作。數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號支承板工序號程序編號夾具名稱夾具編號使用設(shè)備車間1通用夾具數(shù)控加工車間工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格(mm)主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進給量(mm/z)背吃刀量（mm）1銑4個側(cè)棱的C25mm倒棱T01306800.1552粗銑80.5mm凹坑T01306800.202.23精銑80.5m

19、m凹坑T01306800.100.44粗銑前后通槽T02127000.2011.55精銑前后通槽T02127000.100.56鉆中心孔T14中心鉆8000.207鉆一個39.6mm的通孔T0339.62000.2019.88用鉸刀加工40H7光孔T04404800.100.29鉆2個24.6mm的通孔T0524.62800.2012.310用鉸刀加工2個25H7光孔T06257600.100.211鉆2個21.6mm的通孔T0721.63000.2010.812用鉸刀加工2個22H7光孔T08228700.150.213鉆10個M6的螺紋底孔，4個深度為15mm，6個為通孔T095.1590

20、00.102.614用絲錐加工M6螺紋，4個深度為15mm，6個為通孔T10M618015鉆8個M8的螺紋底孔，為通孔T116.917000.083.516用絲錐加工M8螺紋T12M815017加工所有C1mm的倒角T13表1.53.8工藝路線設(shè)計方案一：（1）鋸床據(jù)毛坯240x180x30。（2）基準(zhǔn)以4面分中粗銑底板毛坯6面，各面給磨床留余量0.5mm。（3）基準(zhǔn)以4面分中，精磨底板6面。使底板加工尺寸為230x170x25（4）粗銑側(cè)棱C20（5）粗，精銑凹槽部位及倒角（6）鉆，擴，鉸孔40通孔（7）鉆，擴，鉸孔2-22通孔(8) 鉆，擴，鉸孔2-25通孔(9) 鉆螺紋孔8-M8通孔(1

21、0) 鉆螺紋孔6-M6通孔(11) 鉆螺紋孔4-M6(12）去毛刺，倒角，攻絲(13) 入庫方案一的特點是裝夾次數(shù)少避免了多次裝夾產(chǎn)生的誤差。方案二：（1） 鍛造毛坯240x180x30。（2） 選擇粗基準(zhǔn)面為C面，粗銑定位基準(zhǔn)面后粗精銑B面，后銑4個側(cè)棱；以B面為精基準(zhǔn)面精銑C（3） 銑 ， 銑4個側(cè)棱的C25mm倒棱（4） 銑， 粗、精銑80.5mm凹坑（5） 鉆， 鉆中心孔（6） 鉆，鉆一個39.6mm的通孔（7） 鉸， 用鉸刀加工40H7光孔（8） 鉆， 鉆2個24.6mm的通孔（9） 鉸， 用鉸刀加工2個25H7光孔（10） 鉆， 鉆2個21.6mm的通孔（11） 鉸 ，用鉸刀加工2

22、個22H7光孔（12） 鉆 ，鉆10個M6的螺紋底孔，4個深度為15mm，6個為通孔（13） 攻絲， 用絲錐加工M6螺紋，4個深度為15mm，6個為通孔（14） 鉆， 鉆8個M8的螺紋底孔，為通孔（15） 攻絲， 用絲錐加工M8螺紋（16） 去倒角， 加工所有C1mm的倒角（17） 檢驗，入庫方案二的特點是：裝夾時保證底面平整，確保加工精度。比較上述兩套方案后不難看出，方案一的裝夾次數(shù)比較少，看上去貌似更加的簡便，節(jié)省工時，但細(xì)細(xì)分析一下，可以發(fā)現(xiàn)，方案一在保證零件精度上有所欠缺，毛坯的材料分布欠均勻，即使夾具的自定心能力再好也不能保其起精度。雖然方案二裝夾次數(shù)比較多，但是保證了底面平整，保證

23、了零件的精度。綜合上述，方案二優(yōu)于方案一，因此本設(shè)計的工藝路線選擇方案一。第二章 零件加工程序的編制2.1數(shù)控程序編制的一般方法數(shù)控程序編制的一般方法主要有手動編程和自動編程。手動編程，即整個編程過程由人工完成，對編程人員的要求高，要熟悉數(shù)控代碼功能、編程規(guī)則，具備機械加工工藝知識和數(shù)值計算能力。適用于幾何形狀不太復(fù)雜的零件；三坐標(biāo)聯(lián)動以下加工程序。自動編程，即編程人員根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個自動編程系統(tǒng)的規(guī)定，將零件的加工信息用叫簡便的方式送入計算機，編程系統(tǒng)將能根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的類型輸出數(shù)控加工程序。自動編程適用于形狀復(fù)雜的零件；雖不復(fù)雜但編程人員工作量很大的零件（如有數(shù)千個孔的零件）；雖

24、不復(fù)雜但計算工作量大的零件（如非圓曲線輪廓的計算等）。2.1.1數(shù)控程序編制的內(nèi)容及步驟（一）分析零件圖樣和工藝處理1.選擇合適的對刀點對刀點刀具相對零件運動的起點，又稱起刀點。2.選擇對刀點的原則：（1）為了提高零件的加工精度，刀具的起點應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。（2）對刀點應(yīng)選在對到方便的位置，便于觀察和檢測。（3）對刀點的選擇應(yīng)便于坐標(biāo)值的計算。3.確定加工路線加工路線加工過程中刀具相對于工件運動的軌跡。加工路線的確定應(yīng)考慮以下幾個方面的問題：（1）應(yīng)使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空刀時間，大余量切除的走刀次數(shù)要少，每一次走刀應(yīng)切除盡可能多的加工內(nèi)容，盡量減少或

25、縮短空行程。（2）在車削與銑削零件時，應(yīng)盡量避免徑向切入和切出，而應(yīng)沿零件的切向切入和切出。（3）要選擇工件在加工后變形較小的路線。例如對細(xì)長零件或薄板零件，應(yīng)采用分幾次走刀加工到最后尺寸。此外，確定加工路線時，還要考慮工件的加工余量和機床、刀具的剛度等情況，確定是一次走刀還是多次走刀完成加工，以及在銑削加工中是采用順銑還是逆銑等。（二）數(shù)學(xué)處理先建立一個工件坐標(biāo)系，根據(jù)圖紙的要求，計算出刀具的運動軌跡。（三）編寫零件程序清單加工路線和工藝參數(shù)確定后，編寫程序清單。（四）程序輸入現(xiàn)代數(shù)控機床，多次用鍵盤把程序輸入到計算機中。在通信控制的機床中，程序可以由計算機接口傳送。（五）程序校驗和試切削校

26、驗通常的方法是將控制的內(nèi)容輸入到數(shù)控裝置中進行機床的空運轉(zhuǎn)檢查。對于平面輪廓的工件，可在機床上用筆代替刀具。坐標(biāo)紙代替工件進行空運行進行繪圖。對于空間曲面零件，可用木料或塑料工件進行試切，以此檢查機床運動軌跡與動作的正確性。在具有圖形顯示的機床上，用模擬刀具進行試切削過程的方法進行校驗。2.2零件加工程序的編制在完成了上述準(zhǔn)備工作后便可以進行零件加工程序的編制，我們學(xué)習(xí)了日本的FANUC系統(tǒng)和德國的SIEMENS系統(tǒng)，本設(shè)計選擇FANUC系統(tǒng)編程，N10G90G54 絕對坐標(biāo)編程，設(shè)定工作坐標(biāo)系N20G00X0.0Y0.0N30M03S800M08 主軸正轉(zhuǎn)N40G43Z5.0H14 調(diào)用刀具N50G99G81Z-3.0R5.0F0.2N60X-85.0Y0.0 鉆孔N70X100.91N80G80G49G00Z100.0N90M05M09 主軸停止N100M00 N110G54G00X0.0Y0.0N12