典型零件的数控编程与加工 毕业论文.doc

典型零件的数控编程与加工设计任务书设计题目：典型零件的数控加工设计要求：第一：熟悉数控铣床结构及的加工性能第二：零件图的分析及确定加工内容第三：AUTO CAD图形的绘制第四：三维图形的绘制第五：选定加工设备第六：切削用量及刀具选择、装夹第七：制定零件的加工工艺路线第八：自动生成加工程序，完成加工操作设计进度要求：第一周 搜集资料和确定设计题目第二周 零件的工艺分析第三周 绘制CAD二维图、CAXA三维图第四周 计算、编程第五周 校核、修改、成文和定稿第六周 电子稿的输入和排版第七周 毕业答辩 摘 要本设计主要课题就是典型零件的数控编程与加工。其零件设计图是参考相关资料设计的，零件结构相对复杂，有一定的加工精度的要求，此零件的加工既有平面加工，又有曲面和凸台凹槽加工，综合能力比较强。所以用手工编程是无法单独完成这个椭圆盘的加工的，必须用数控铣床与CAM软件配合加工，这就凸显了CAM软件的优点。此毕业设计既能考查手工编程能力，又能考查使用CAM软件编程技术，有一定的代表性，本课题从零件加工工艺分析、定位装夹及加工刀具选择、铣削加工参数的计算，加工时的走刀路线的拟定，到最终程序的编制，每一个工步都要进行了详细的分析，反复多次查阅资料进行实例研讨，才能得出合理的加工设计方案。此零件采用的是AutoCAD2008进行平面图形的绘制，用CAXA2011制造工程师进行三维图的绘制，最后在FANUC数控机床上加工出符合要求的零件。 关键词：数控铣,椭圆盘,CAXA制造工程师目 录设计任务书I摘 要II目 录III绪 论11 数控加工简介及要求21.1数控加工简介21.2数控加工的一般原则31.3数控加工的基本内容41.4数控加工的编程52 选定加工设备82.1 加工设备的选定82.2 设定零件图的装夹方案83 零件的分析、制定工艺方案103.1 椭圆盘的加工零件图：103.2 分析研究产品的零件图样103.3 工件的材料及毛坯的选择113.4 零件的工艺性分析113.5 刀具和铣削用量的选择124、零件的编程184.1 上端面加工程序184.2 用Ø7.9的麻花钻钻孔184.3 用CAXA制造工程师自动生成零件粗加工的加工程序204.4用CAXA制造工程师自动生成零件精加工的加工程序204.5 用CAXA制造工程师生成外部曲面局部精加工的程序214.6 用CAXA制造工程师生成半球局部精加工程序224.7 用Ø125的端铣刀铣底面235 零件的实体加工245.1 加工之前的准备工作245.2 模拟仿真加工255.3 实体零件的加工25总 结28致 谢29参考文献30绪 论自从工业革命以来，机床工业发生了翻天覆地的变化。大多数人了解的是铣床、车床和钻床，也就是所说的普通机床，这些设备通过技术工人操作手轮移动 刀架使刀具沿正确的方向走刀到零件所加工的位置。普通机床需要通过接受过较长时间的专业培训并且具有一定操作技能的操作者在具备一定条件的环境下才能加工出高质量的零件。相对来说，普通设备的加工效率较低，成本较高。数控机床以其卓越的柔性自动化性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，它开创了机械产品向机电一体化发展的先河，成为先进制造技术中的一项核心技术。数控系统技术的突飞猛进为数控机床的技术进步提供了条件。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一体化产品。装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。数控技术的发展趋势有：高速化，高精度，多轴联动控制和功能复合，集成化和信息化。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已驰皙世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位数控机床在我国机械行业的发展中，它不仅解决了普通机床难以解决的许多加工难题，而且提高了加工精度和生产效率，同时也对加工工艺和刀具设计提出了许多新的、更高的要求。在本设计说明书中，通过对零件图分析，加工设备和刀具选择，切削速度、进给量、切削深度等参数的选择，制订了零件的数控加工工艺；所设计的零件结构便于成型，并且成本低，效率高，涉及面广。 1 数控加工简介及要求数控机床是一种高效的自动化加工设备，它严格按照加工程序，自动对工件进行加工。从数控系统外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序，简称数控程序，它是机床数控系统的应用软件。与数控系统应用软件对应的是数控系统内部的系统软件，系统软件是用于数控系统工作控制的。1.1数控加工简介1、是高速加工技术发展迅速高速加工技术发展迅速，在高档数控机床中得到广泛应用。应用新的机床运动学理论和先进的驱动技术，优化机床结构，采用高性能功能部件，移动部件轻量化，减少运动惯性。在刀具材料和结构的支持下，从单一的刀具切削高速加工，发展到机床加工全面高速化，如数控机床主轴的转速从每分钟几千转发展到几万转、几十万转；快速移动速度从每分钟十几米发展到几十米和超过百米；换刀时间从十几秒下降到10秒、3秒、1秒以下，换刀速度加快了几倍到十几倍。应用高速加工技术达到缩短切削时间和辅助时间，从而实现加工制造的高质量和高效率。2、是精密加工技术有所突破通过机床结构优化、制造和装配的精化，数控系统和伺服控制的精密化，高精度功能部件的采用和温度、振动误差补偿技术的应用等，从而提高机床加工的几何精度、运动精度，减少形位误差、表面粗糙度。加工精度平均每8年提高1倍，从1950年至2000年50年内提升100倍。目前，精密数控机床的重复定位精度可以达到1µm，进入亚微米超精加工时代。3、是技术集成和技术复合趋势明显技术集成和技术复合是数控机床技术最活跃的发展趋势之一，如工序复合型车、铣、钻、镗、磨、齿轮加工技术复合，跨加工类别技术复合金切与激光、冲压与激光、金属烧结与镜面切削复合等，目前已由机加工复合发展到非机加工复合，进而发展到零件制造和管理信息及应用软件的兼容，目的在于实现复杂形状零件的全部加工及生产过程集约化管理。技术集成和复合形成了新一类机床复合加工机床，并呈现出复合机床多样性的创新结构。4、是数字化控制技术进入了智能化的新阶段数字化控制技术发展经历了三个阶段:数字化控制技术对机床单机控制；集合生产管理信息形成生产过程自动控制；生产过程远程控制，实现网络化和无人化工厂的智能化新阶段。智能化指工作过程智能化，利用计算机、信息、网络等智能化技术有机结合，对数控机床加工过程实行智能监控和人工智能自动编程等。加工过程智能监控可以实现工件装卡定位自动找正，刀具直径和长度误差测量，加工过程刀具磨损和破损诊断、零件装卸物流监控，自动进行补偿、调整、自动更换刀具等，智能监控系统对机床的机械、电气、液压系统出现故障自动诊断、报警、故障显示等，直至停机处理。随着网络技术的发展，远程故障诊断专家智能系统开始应用。数控系统具有在线技术后援和在线服务后援。人工智能自动编程系统能按机床加工要求对零件进行自动加工。在线服务可以根据用户要求随时接通INTERNET接受远程服务。采用智能技术来实现与管理信息融合下的重构优化的智能决策、过程适应控制、误差补偿智能控制、故障自诊断和智能维护等功能，大大提高成形和加工精度、提高制造效率。信息化技术在制造系统上的应用，发展成柔性制造单元和智能网络工厂，并进一步向制造系统可重组的方向发展。5、是极端制造扩张新的技术领域极端制造技术是指极大型、极微型、极精密型等极端条件下的制造技术。极端制造技术是数控机床技术发展的重要方向。重点研究微纳机电系统的制造技术，超精密制造、巨型系统制造等相关的数控制造技术、检测技术及相关的数控机床研制，如微型、高精度、远程控制手术机器人的制造技术和应用；应用于制造大型电站设备、大型舰船和航空航天设备的重型、超重型数控机床的研制；IT产业等高新技术的发展需要超精细加工和微纳米级加工技术，研制适应微小尺寸的微纳米级加工新一代微型数控机床和特种加工机床；极端制造领域的复合机床的研制等。1.2数控加工的一般原则（1）结合本校数控基地的情况，合理安排合计内容。也可以采用与校外企业合作的方式设计课题。（2）必须保障人身安全和设备安全，在编程操作前应熟悉数控机床的操作说明书，并按照操作规程操作。（3）兼顾加工精度和加工效率，在保证加工精度的前提下，认真进行公工艺分析，制定出合理的工艺方案，选择合理的切削用量。1.3数控加工的基本内容1、加工材料及刀具、夹具的准备程序准备仅仅是第一步，程序校验通过以后，接下来就是加工材料及刀具和夹具的准备。由于我们所选用的这些材料没有很高的硬度，故对刀具无特别要求，选用普通刀具即可。但在加工时由于零件的形状和技术要求不同，要选择不同类型的刀具来加工，例如加工三角形螺纹要选择三角螺纹车刀，加工圆弧则要选择圆弧到或者是尖刀来进行加工等，合理的选择加工刀具是加工好零件的基本保证。夹具的选择比较简单，如在数控车床上加工铝棒和石蜡棒，铝棒和石蜡棒直接由三爪自定心卡盘夹紧即可；而在铣床上加工时，只要按普通铣床的要求，用压板将铝或石蜡板固定在工作台上或机用平口钳夹紧就可以了，夹紧力的控制以在加工过程中工件不发生移动为宜。但是在实际数控机床加工应用中，要综合考虑数控机床的技术要求、夹具的特点、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相关因素来正确选用刀具和夹具，而在学习过程中要求学生把石蜡材料看成是金属材料来进行加工，用加工金属材料的切削参数来加工石蜡材料，在加工过程中合理分配加工余量，将粗加工和精加工进行区分。通过以上做法，加工出的工件符合图纸要求，效果良好，达到了数控机床操作的目的。2、数控机床的调整与对刀数控加工程序编写完和零件材料准备好以及选择了恰当的刀具后，要对数控机床进行调整、润滑、检查等工作，确保数控机床的性能。然后再进行对刀，使数控机床上每一把刀具的刀位点在刀架转位后或换刀后，每把刀的刀位点的位置都重合在同一点。在对刀完成后即进行零件的试加工，以检验程序与对刀的精确性，如果试加工的零件的尺寸精度与形位公差不符合图纸要求，则要进行刀具偏差的微量修调，然后再进行试加工，一直到所加工的零件符合图纸要求。通过试加工以后，就可以对该零件进行批量加工了。一个数控加工的零件是否合格，数控机床的对刀起到关键的作用，也就是说所加工的零件是否合格的基本保证是对刀要准确。3、数控加工工艺设计（1）零件图的工艺性分析；（2）加工方法的选择；（3）工序的划分；（4）加工路线的安排；（5）走刀路线及工序步骤；（6）加工刀具的选择。4、数控操作技能（1）进行编程操作前，应熟悉数控铣床的操作说明书，并严格按照操作规程操作。（2）检查数控铣床各部分机构是否完好，各按钮是否能自动复位。（3）车间工具都应放在固定位置，不可随意乱放，爱护工具、经常保持量具的清洁，用后擦净，涂油后放入盒中；工作位置周围应经常保持整洁清洁。（4） 数控加工时精力应高度集中，出现问题时应立即切断电源，并向指导教师报告。5、零件的加工程序编写及校验在数控机床上加工零件，不管数控机床使用的是何种操作系统，必须要有与数控机床相适应的数控加工程序。首先，学生根据教师给出的零件图自行编制加工程序。在编写加工程序的时候先分析零件图，根据零件图的技术要求来分析加工工艺路线，确定加工步骤，合理选择加工中每一道工序中要使用的刀具以及加工中的切削用量参数，并进行与数控加工程序相关的数学处理。此外，在选择和决定加工内容时，也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。在数学处理时会出现一些繁琐的坐标计算问题，为简化计算和缩短计算时间，我们让学生在计算机模拟房内利用AutoCAD软件先绘制零件图，再利用AutoCAD软件的查询命令予以解决并记下数据。通过工艺分析与数学计算，再根据所确定的工艺路线与零件加工步骤来编写程序。在编写完数控加工程序之后，利用数控机床制造商提供的配套数控仿真教学软件在计算机模拟室进行反复校验和仿真模拟，以检查程序的正确性，同时，对坐标数值、进给量、刀具补偿补值等参数进一步处理，以适应实际加工需要。1.4数控加工的编程数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床，机床的控制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向直接指挥机床运动的电动机功能部件机床的伺服机构发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行交换和放大处理，然后由传动机构驱动数控机床，从而加工零件，所以数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。 数控编程：数控机床和普通机床不同，整个加工过程中不需要人的操作，而由程序来进行控制。在机床上加工零件时，首先要分析零件图样的要求、确定合理的加工路线及工艺参数、计算刀具中心运动轨迹及其位置数据；然后把全部工艺过程以及其他辅助功能（主轴的正转与反转、切削液的开与关、变速、换刀等）按运动顺序，用规定的指令代码及程序格式编制成数控加工程序，经过调试后记录在控制介质上；最后输入到书空机床的数控装置中，以此控制数控机床完成工件的全部加工过程。因此，把从零件图样开始到获得正确的程序载体为止的全过程称为零件加工程序的编制。数控编程一般分为手工编程和自动编程两种。（1）手工编程。手工编程是指程序编制的整个过程步骤几乎全部是由人工来完成的。对于几何形状不太复杂的零件，所需要的加工程序不长，计算也比较简单，出错的机会较少，这时用手工编程即及时又经济，因而手工编程仍被广泛地应用于形状简单的点位加工及平面轮廓加工中。但是工件复杂，特别是加工非圆弧曲线、曲面等表面，或工件加工程序比较长的，使用手工编程将十分烦琐、费时，而且容易出现错误，常会出现手工编程工作跟不上数控机床加工的情况。影响数控机床的开动率。此时必须用自动编程的方法编制程序。（2）自动编程。自动编程有两种：APT软件编程和CAM软件编程。APT软件是利用计算机和相应的处理程序后置处理程序进行处理，以得到加工程序的编程方法。在具体的编程过程中，除拟定工艺方案仍主要依靠人工方案外，（有些自动编程系统能自动确定 最佳的加工工艺参数），其余的工作，包括数值计算、编写程序单、制作控制介质、程序检验等各项工作均由计算机自动完成。编写人员只需根据图样的要求，使用数控语言编写出零件加工的源程序，送入计算机，由计算机自动地进行数值计算、后置处理，编写出零件加工程序单，并在屏幕模拟显示加工过程，及时修改，直至自动生成相关数据，或将加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作。CAM软件是将加工零件以图形形式输入计算机，由计算机自动进行数值计算前置处理，在屏幕上形成加工轨迹，及时修改，再通过后置处理形式加工程序输入数控机床进行加工。自动编程的出现使得一些计算烦琐、手工编写很困难的。或手工无法编出的程序都能实现。本设计根据零件的具体加工位置和零件的工艺特点，可以选择手工编程、也可以利用计算机进行自动编程的方式。2 选定加工设备2.1 加工设备的选定由加工的零件的形状和图纸的公差要求，我们可以分析得出：无论是轮廓还是孔的加工都是在零件的上表面，因此可选用立式加工中心，或立式铣床；考虑到现实的加工条件；我们选择FANUC 数控铣床XK5040加工。FANUC 数控铣床XK5040的主要参数如下：工作台面的尺寸：760 X 400 mm2行程： X轴：760 mm Y轴：400 mm Z轴: 600 mm工作台外轮廓尺寸（长X宽）：860 X 450 mm主轴锥孔：50（7：24 ）JB2324-7B刀柄规格：ST40主轴功率：5.5kw主轴转速：180 6000 （r/min）进给速度：10 2500 （mm/min）快速移动速度：6000 (mm/min)加工精度：±0.001 mm定位精 ±0.012 mm2.2 设定零件图的装夹方案1、定位基准的选择 在加工零件时，为了保证工件被加工表面相对于机床和刀具之间的正确位置，要选择定位基准时应注意尽量减少装夹次数，尽量做到在一次装夹中能把零件上所有要加工的表面加工出来，定位基准应该尽量与设计基准重合，以减少定位误差对尺寸精度的影响。2、夹具的选择在数控铣床上所使用的装夹方法与普通铣床上的一样，所使用的夹具往往并不复杂，只要求有简单的定位夹紧机构即可；但考虑到现实加工生产中的效率问题，在小批量生产时可选用通用夹具或组合夹具，大批量生产时一般采用专用夹具以提高生产效率。在本次考虑到该零件的加工为单件小批量生产，外形规则，零件装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间，夹具上各零部件不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要敞开，其定位、夹紧机构元件不影响加工中的走刀（如产生碰撞），夹紧装置的操作应方便、安全、省力。因此考虑到数控铣床自身的加工特点选用机用平口钳可满足上述要求，故确定夹具为机用平口钳。3、零件的夹紧与定位工件的夹紧和定位是工件装夹的两个过程为了保证工件被加工表面的技术要求，必须使工件相对于刀具和机床处于一个正确的加工位置。具体机床上的操作，我们选用机用平口钳装夹工件工件,校正平口钳固定钳口,使之与工作台X轴移动方向平行。在工件下表面与平口钳之间放入精度较高的平行垫块儿(垫块儿厚度与宽度适当),利用木锤或紫铜棒敲击工件,使平行垫块儿不能移动,夹紧工件。利用寻边器,找正工件X、Y轴零点,该零点位于工件的中心位置,定零件毛坯的上平面为零件加工编程时Z轴方向的零件程序零点,以方便对刀,设置Z轴零点与机械原点重合,刀具长度补偿利用Z轴定位器设定。3 零件的分析、制定工艺方案3.1 椭圆盘的加工零件图：图3.1椭圆盘图3.2 分析研究产品的零件图样在编制零件机械加工工艺规程前，首先应研究零件的工作图样和产品装配图样，熟悉该产品的用途、性能及工作条件，明确该零件在产品中的位置和作用；了解并研究各项技术条件制订的依据，找出其主要技术要求和技术关键，以便在拟订工艺规程时采用适当的措施加以保证。 数控铣削是机械加工中最常用和最主要的加工加工方法之一，它除了能铣削普通铣床能铣削的各种表面外，还能铣削普通铣床不能铣削的需要25坐标联动的各种平面轮廓和坐标轮廓。根据数控铣床的特点，从铣削加工角度考虑，适合数控铣削的主要加工对象有平面类零件，变斜角类零件和曲面类零件三种。在零件的形状分析中，需要加工的零件如图2.2零件实体图所示，经过分析可以得出：要加工的零件属于曲面类零件。图3.2椭圆盘的零件实体图 3.3 工件的材料及毛坯的选择零件材料选用45号优质碳素钢，性能如下：表3.1 材料的性能类别钢号抗拉强度b布氏硬度HB工艺性淬火硬度范围HRC优质碳素钢45597197切削加工性良好4555由于零件的最大长宽高是78x60x11.5，所以选择78x60x15的铸件为毛坯。3.4 零件的工艺性分析零件的结构工艺性是指零件所具有的结构是否便于毛坯制造，是否便于机械加工、是否便于装配拆卸，它是评价零件结构设计优劣的一个重要指标。零件的工艺性分析主要包括产品的零件图样分析、零件结构工艺性分析与零件毛皮的工艺性分析等。工艺分析的目的，一是审查零件的结构形状及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及热处理等的技术要求是否合理，是否便于加工和装配；二是通过工艺分析，对零件的工艺要求有进一步的了解，以便制订出合理的工艺规程。零件的技术要求主要是指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等。这些要求在保证零件使用性能前提下，经济合理。过高的精度和表面粗糙度要求会使工艺过程复杂、加工困难、成本提高。但过低的精度要求会使零件的质量达不到要求，从而使零件成为残次品。如图2.1零件图所示的零件图有精度要求的曲面及圆台尺寸，零件的高度、长度及宽度上的尺寸，且应该注意零件尺寸基准选择，在图3.1中高度方向的尺寸基准是以零件的上表面作为基准面表示的，在长度方向上是以中心轴线作为基准表示。3.5 刀具和铣削用量的选择1、刀具的选择对于数控铣床铣削刀具的基本要求是刚性要好，适应数控铣削加工中难以调整切削用量的特点，耐用度要高以免一把铣刀加工内容很多时，增加调刀和对刀次数。零件大多数加工表面为曲面，三个的三维曲面，外加四个沉孔和两个凸台，所涉及的刀具有端铣刀、立铣刀、麻花钻、球头铣刀等。按制造铣刀所用的材料可分为高速钢刀具、硬质合金刀具、金刚石刀具，其他材料的刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具，根据刀具材料的主要性能比较确定刀具表。常用刀具材料性能硬质合金：硬度较高，耐磨、耐热性较好，可采用较高切削速度，但抗弯强度和冲击韧度较低，刃口不能磨得太过锋利，可用于粗加工上表面；高速钢：具有较高强度、韧度和耐磨性，能承受较大冲击载荷，工艺性能好，容易磨出锋利的刃口，多用于加工外轮廓、钻孔、倒圆角。面铣刀（也称端铣刀）:用于立式铣床、端面铣床或龙门铣床上加工平面端面和圆周。面铣刀多制成套式镶齿结构和刀片机夹可转位结构，刀齿材料多为高速钢或硬质合金，刀体为40CR。立铣刀:用于加工平面、沟槽、台阶面和相互垂直的平面等,结构特点是球头或端面上布满切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，可以作径向和轴向进给，铣刀工作部分用高速钢制造。四刃立铣刀：该类刀具一般采用整体合金结构，其特点是拥有很强的稳定性，刀具可在加工面上稳固地工作，使加工质量得以有效的保证，用于精铣外轮廓。适用材料范围广，如碳素钢、模具钢、合金钢、工具钢、不锈钢、钛合金、铸铁、适用于一般模具、机械零件加工。表3.2数控加工刀具明细表零件图号零件名称材料数控加工刀具明细表数控设备数控系统LJT-01凸凹台综合加工45钢数控铣床FANUC Oi刀具号刀具名称刀具直径/mm换刀方式加工时间T01端铣刀Ø125手动T02麻花钻Ø7.9手动T03立铣刀Ø10手动T04立铣刀Ø8手动T05球头铣刀Ø8手动T06球头铣刀Ø3手动编制朱高杰审核 批准月 日2、铣削用量的选择铣削用量包括：切削速度、进给速度、背吃刀量和侧吃刀量，从刀具的耐用度出发，切削用量的选择方法是：先选取背吃刀量或侧吃刀量，其次确定进给速度，最后确定切削速度。（1）背吃刀量或侧吃刀量粗加工时，背吃刀量或侧吃刀量主要有机床、工件、刀具的刚度及加工余量和对表面质量的要求决定。为了改善表面粗糙度和加工精度可留少许余量精加工。 （2）进给速度 进给速度V与刀具转速N、铣刀齿数Z及每齿进给率 （单位为mm/z）的关系为： V = ·Z·N （式1）每齿进给量的选取主要取决于工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素，工件材料的强度和硬度越高，越小反之则越大硬质合金铣刀的进给量高于同类高速钢铣刀。工件表面粗糙度值越高，越小。表3.3每齿进给量(mm/z)刀具材料推荐进给量mm/z高速钢圆柱铣刀钢0.10.15铸铁0.120.20面铣刀钢0.040.06铸铁0.150.20三面刃铣刀钢0.040.06铸铁0.150.25硬质合金铣刀钢0.10.20铸铁0.150.30由于工件材料是钢件，由上表知道，每齿进给量 (mm/z)为0.10.20mm/z。具体取=0.1 mm.立铣刀通常有36个刀齿组成。根据其刀齿数目，可分为粗齿立铣刀、中齿立铣刀和细齿立铣刀，粗齿立铣刀刀齿少，强度高，容削空间大，适于粗加工；细齿立铣刀齿数多，工作平稳，适于精加工；中齿立铣刀介于粗齿和细齿之间，系通用系列，使用范围广泛，具有较高的切削稳定性。表3.4立铣刀直径与齿数项目直径mm2891516283250567080细齿5681012中齿46810粗齿3468从上表可知：由于所选刀具1是Ø125硬质合金端铣刀，铣端面时： 刀具3是Ø10高速钢立铣刀，只用于粗加工，粗铣时选齿数；粗铣时： 刀具4是Ø8的高速钢立铣刀，精铣时选齿数z=5;精铣时：刀具5是Ø8的球头铣刀，精加工时选齿z=2精铣时：刀具6是Ø3的球头铣刀，精加工齿数=2精铣时：主运动为旋转运动，切削速度Vc=dn/1000(m/min或m/s),d为工件直径，n为工件每分钟转数。3、钻削用量的选择钻削用量的选择应该根据铣削用量的选择方法在机床说明书允许的范围之内，查阅手册病结合经验决定。主轴转速n（单位为/rmm）根据选定的切削速度和加工直径或刀具直径d计算（:刀具的切削速度m/min；n:主轴转速r/min；d:刀具直径mm）高速钢钻头: (式2)根据表3.4可计算切削速度：表3.5 公式中的系数和指数加工材料加工类型公式中的系数和指数碳素结构钢和合金结构钢高速钢钻头（用切削液）80.40.70.211.10.40.50.2注：当钻孔深度超过3倍直径时，切削速度应乘修正系数.刀具2是Ø7.9硬质合金麻花钻，精铣时：3.6、制定工艺卡片走刀路线是数控加工过程中刀具相对于被加工件的的运动轨迹和方向。走刀路线的确定非常重要，因为它与零件的加工精度和表面质量密切相关。走刀路线的一般原则是：保证零件的加工精度和表面粗糙度；方便数值计算，减少编程工作量；缩短走刀路线，减少进退刀时间和其他辅助时间。在本设计中，根据零件的轮廓要求，应先加工出零件的外轮廓的形状，进而按层次加工零件里边的凹槽和凸台，然后进行曲面和球体的加工，最后反过来装夹零件用内卡爪，卡住凹槽铣削底面至加工要求。由于该工件外形规则，不便于装夹，无论是从工作的操作考虑还是从零件工艺加工要求考虑三爪卡盘都能满足需求，故选用三爪卡盘装夹工件，选用三爪卡盘装夹工件时，要校正三爪卡盘固定卡爪，使之与工作台X轴移动方向平行。在下表面与平口钳之间放如精度较高的平行垫块，利用木锤或铜棒敲击工件，使平行垫块不能移动，夹紧工件。将该工件的零点选定在工件阶梯孔的中心，然后根据零件图样应用软件进行编程加工出零件的大致形状。在加工过程中，应尽量减少换刀次数，用直径为125mm的铣刀铣出工件上表平面，然后用直径为7.9mm的麻花钻钻出四个沉孔，便于立铣刀的精加工，紧接着用直径为10mm的立铣刀加工完成零件大致外轮廓之后，再用直径为8mm的立铣刀进行精加工，加工过程中根据精度要求合理安排粗精加工，按照零件加工要求进行合理的工艺处理，最终获得完全符合要求的零件，零件的加工工艺卡片如下表3.6零件的加工工艺卡片。表3.6零件的加工工艺卡片零件号:LJT-01机床型号:FANUC序号加工内容刀具直径刀具材料刀具材料刀具类型主轴转速（r/min)进给速度(mm/min)1铣削上表面125mm硬质合金端铣刀800r/min240mm/min2粗钻沉孔7.9mm麻花钻1000r/min50mm/min3粗加工外轮廓10mm高速钢立铣刀800r/min96mm/min4精加工外轮廓6mm立铣刀1000r/min200mm/min5精加工外部曲面8mm球头铣刀1000r/min80mm/min6精加工半球曲面3mm球头铣刀1000r/min80mm/min7铣削下表面125mm端铣刀800r/min240mm/min4、零件的编程4.1 上端面加工程序O 0001N10 G00 G17 G54 G90 T01；N20 G43 Z30 H01 S800 M03；N30 G00 X-39 Y0；N40 G01 Z-1 F200 M07；N50 G01 X39；N60 G00 Z30；N70 M05;N80 M30；4.2 用Ø7.9的麻花钻钻孔O 0002N10 G90 G54 G00 Z100.000N12 S1000 M03N14 X-0.000 Y-15.000 Z100.000N16 Z16.500N18 G01 Z9.500 F50N20 G00 Z16.500N22 Z14.500 N24 G01 Z7.500 F50N26 G00 Z16.500N28 Z12.500N30 G01 Z5.500 F50N32 G00 Z16.500N34 Z20.000 N36 X11.000 Y-0.000N40 G01Z9.500 F50N42 G00 Z16.500N44 Z14.500N46 G01Z7.500 F50N48 G00 Z16.500N50 Z12.500N52 G01Z5.500 F50N54 G00 Z16.500N56 Z20.000 N60 Z16.500N58 X0.000 Y15.000N62 G01 Z9.500 F50N64 G00 Z16.500N66 Z14.500N68 G01 Z7.500 F50N70 G00 Z16.500N72 Z12.500N74 G01Z5.500 F50N76 G00 Z16.500 N78 Z20.0004.3 用CAXA制造工程师自动生成零件粗加工的加工程序O 0003N10 G90 G54 G00 Z100.000N12 S800 M03N14 X-49.448 Y37.645 Z100.000N16 Z15.000N18 G01 Z10.000 F50N20 X-41.948 F70N22 X41.671 F94N24 G02 X46.671 Y32.644 I-0.000 J-5.000N26 G01 Y-32.944N28 G02 X41.671 Y-37.944 I-5.000 J0.000N30 G01 X-41.948N32 G02 X-46.948 Y-32.944 I0.000 J5.000N34 01 Y32.645N36 G02 X-41.948 Y37.645 I5.000 J-0.000N38 G03 X-38.774 Y33.732 I1.587 J-1.956F70N40 G02 X-36.413 Y35.531 I30.748 J-37.900 F94N42 G02 X-36.282 Y35.624 I12.214 J-17.081N44 G02 X-33.204 Y37.645 I32.812 J-46.637N46 G01 X33.217N48 G02 X44.205 Y28.597 I-25.976 J-42.742N50 G02 X46.671 Y25.653 I-33.615 J-30.663N52 G01 Y-25.644N54 G02 X38.928 Y-33.603 I-37.362 J28.601N56 G01 X38.895 Y-33.629N58 G02 X32.712 Y-37.944 I-34.065 J42.222N60 G01 X-32.704N62 G02 X-34.693 Y-36.707 I30.940 J51.977N64 G02 X-34.809 Y-36.632 I11.432 J17.615N66 G02 X-41.183 Y-31.638 I27.076 J41.1264.4用CAXA制造工程师自动生成零件精加工的加工程序O 0004N10 G90 G54 G00 Z100.000N12 S1000 M03N14 X-25.288 Y0.003 Z100.000N16 Z15.010N18 G01 Z10.010 F100N20 G02 X-23.308 Y4.130 I5.289 J-0.000F200N22 G02 X-15.873 Y3.312 I3.309 J-4.127N24 G02 X-16.690 Y-4.123 I-4.127 J-3.309N26 G02 X-22.962 Y-4.378 I-3.309 J4.126N28 G02 X-24.126 Y-3.305 I2.963 J4.381N30 G02 X-25.288 Y0.003 I4.127 J3.309N32 G01 X-25.507 F150N34 Z15.010 F500N36 G00 Z41.510N38 X-17.710N40 Z16.510N42 G01 Z11.510 F100N44 G02 X-18.567 Y-1.782 I-2.289 J0.000 F200N46 G02 X-21.282 Y-1.893 I-1.432 J1.786N48 G02 X-21.785 Y-1.428 I1.283 J1.896N50 G02X-21.431 Y1.789 I1.786 J1.432N52 G02 X-18.213 Y1.435 I1.432 J-1.786N54 G02 X-17.710 Y0.003 I-1.786 J-1.432N56 G01 Z16.510 F500N58 G00 Z41.510N60 X-25.507N62 Z13.510N64 G01 Z8.510 F1004.5 用CAXA制造工程师生成外部曲面局部精加工的程序O 0005N10 G90 G54 G00 Z100.000N12 S1000 M03N14 X-0.053 Y34.000 Z100.000N16 Z-0.717N18 G01 Z-3.717 F100N20 X-0.000 Z-3.712 F80N22 X0.053 Z-3.714N24 Z-0.714 F500N26 G00