毕业设计零件数控铣加工工艺与编程

****本科毕业设计(论文) 零件铣削加工工艺分析

3.2确定加工方法和加工路线

3.2.1选择加工方法

零件的表面及台阶面的的粗糙度要求为Ra?3.2,所以在铣削加工时，可以分别调用CYCLE71/CYCLE72先粗铣,再精铣的方案。又考虑到选择的零件的毛坯是铝件，其切削加工性能很好且表面无硬皮，所以在铣削加工时采用顺铣的方法，这样可以提高其加工零件的表面粗糙度且可以减少刀具的磨损。在对圆槽进行加工时，考虑到机床的加工的精度和定位的精度较高，所以在加工直径为20mm的圆槽时，可以采用带端刃的立铣刀，调用循环POCKET4进行粗铣和精铣加工，就能够满足零件的加工精度的要求。对于零件上两个螺纹孔2-M6-6H的加工时，可以采用先调用CYCLE83钻孔后用丝锥调用CYCLE84进行攻丝的方法进行加工。对于零件上的两个凹槽可以调用循环POCKET1并且利用立铣刀进行粗铣和精铣将其加工出来。

3.2..2选择加工路线

在确定加工的路线时，应该遵循的原则是“基面先行，先面后孔，先粗后精” 在对正八边形的外轮廓和凸台轮廓进行加工时，由于采用的毛坯是铝件,切削性能好，所以应该采用顺铣的加工方法进行加工，以提高其加工的质量。同时，在刀具切入和切出时，为了避免在刀具的切入和切出处留下进刀和退刀的刀痕，所以刀具应该沿零件的切向切入和切向切出。

所以，根据毛坯的特点，在加工时，选择上表面作为定位基准面，首先按先后顺序粗铣零件的上表面，正八边形及凸台轮廓多余部分，然后在精铣零件的上表面，正八边形及凸台轮廓多余部分，然后在分别粗铣、精铣凸台轮廓，然后再分别粗铣、精铣零件的中心孔，然后分别粗铣和精铣两个凹槽，最后再钻螺纹孔和攻丝。

3.3选择切削用量

由于零件的毛坯选择的是铝件，所以其切削的加工性能好，采用加工所用的机床是数控立式铣床，考虑到实际所用的立式铣床(教学型铣床,刚性较差)的性能和加工的特点，其背吃刀量（即每次最大铣削深度MID）的最大取值为2mm，又由于加工零件的表面的粗糙度要求较高为Ra3.2,所以在加工时需要进行粗、精加工，所以在粗加工时，选择的背吃刀量MID为1.5mm，精加工时选择的精加工

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余量(轮廓方向FAL或深度方向FALD)为0.3mm。又由于机床的最大进给量为100mm/min，所以为了提高加工的效率，在粗加工时，选择的轮廓方向进给量（即FFP1）为100mm/min，深度方向的进给量（即FFD）为50mm/min。在精加工时，为了保证表面和轮廓加工的精度要求，选择的轮廓方向的进给量为（即FFP1）为80mm/min，深度方向的进给量（即FFD）为40mm/min。

由于加工的零件材料为铝件，其切削加工性能好，而且所选的进给量和背吃刀量都相对较小，所以经查表参考，切削速度可以取得大些，所以选择的切削速度为160m/min。所以当选择?40的面铣刀对零件进行铣削加工时，其主轴的转速：

1000?v1000?160n???1273r/min

??d??40经过计算可得，可选择其粗加工的主轴转速为1000r/min，精加工的主轴转速为1200r/min。又由于其余铣刀和钻头的直径都小于面铣刀的直径，所以其允许的主轴最大转速可以大于面铣刀的最大转速。所以在用其余铣刀进行加工时，粗加工选择的主轴转速为1000r/min，精加工选择的主轴转速为1200r/min。根据数控铣床的要求，在攻丝时其主轴的转速取为500r/min（一般取400～600r/min），攻丝后退刀时，为了减少空行程的时间，所以选择的主轴转速为700r/min。

切削三要素的选择详见表3.1

表3.1 切削三要素 主轴转速进给速度(mm/min) FAL FALD 背吃刀量(每次最大铣削深度)(mm) 粗加工 精加工 1000 1200 100 80 50 40 1.5 0.3 (r/min) 注:在攻丝时,主轴的转速为500r/min，攻丝完退刀时主轴的转速为700r/min。

3.4选择刀具

在铣削零件的表面，采用面铣刀，调用循环程序CYCLE71进行加工，为了提高零件的表面加工的精度，避免在刀具的结合处产生刀痕，所以选择的刀具的直径应该尽量的大些，所以在铣削零件的表面时，选择的面铣刀的直径为40mm。为了减少刀具的数量，减少换刀的次数，用以在铣削外轮廓和凸台的部分切削时也选择直径为40mm的面铣刀。在铣削凸台轮廓时，由于受到轮廓凹弧半径的限制（凹弧的半径为15mm），所以在铣削凸台外轮廓时，选择的立铣刀的直径为

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16mm。在加工螺纹孔时，先采用直径为5mm的麻花钻钻孔，再采用M6的丝锥进行攻丝。在加工直径为20mm的圆槽时，可以选择直径为8mm的立铣刀进行从上往下铣削加工。在加工两个槽时，由于槽宽为10mm,同时也为了减少所用刀具的数量，所以可以采用直径为8mm的立铣刀进行加工。而刀具的材料为合金钢，刚度好，能够满足加工的刚度要求。详见数控刀具卡

3.5确定工件加工坐标系

选择工件的上表面的中心作为工件坐标系的原点（在零件的编程时采用零点偏移指令G54可以获得，如G54 TRANS X_ Y_ Z_）。如下简图3.2所示

图3.2 工件坐标系的设定

3.6计算刀具轨迹坐标

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由图可知1点的坐标为（- 45，0），再由三角函数公式可求得2?x2,y2?点坐标。如下：

y2??x1?tan22.5??45?tan22.5??18.640mmx2?x1??45

所以2点的坐标为（- 45，18.640），因此再由正八边形的特点可得其余各八边形各点的坐标。如下所示：

3（-18.640，45），4（18.640，45），5（45，18.640），6（45，-18.640）， 7（18.640，- 45），8（-18.640，- 45），9（- 45，-18.640）。

由图可知10点的坐标为（0，-30），而点11，12为直线与两圆弧的切点，所以求解如下所示：

假设直线的方程为：y?k?x?b(k?0,b?0) 两圆的方程为：?5

x2??y?20??102

2 由于直线与圆弧相切，所以圆心到直线的距离等于圆弧的半径。所以圆心 （-15，10）到直线距离为15，圆心（0，-20）到直线的距离为10，即由圆心到直线的距离公式：

所以直线方程为：y??1.421x?37.376

再由直线方程与圆弧方程联列求解可得：点11（-8.178，-25.756）点12（-27.267，1.365），再用对称性可得15（27.267，1.365），16（8.178，-25.756）。

点13,14都是圆弧与圆弧的交点，其交点必过两圆的圆心线。所以由三角形相似原理可得点13（-7.5，23），点14（7.5，23）。 点17，18的坐标可以根据三角函数求得。

x17?32?cos45??22.627y17??22.62715?可得

r?y?kx?b1?k

2

?20?b1?k2

10?15k?b1?k210?，可解得k=-1.421 ，b=-37.376

即的点17（22.627，-22.627），同理，由对称性可得点18（-22.627，-22.627） 根据以上的计算，得上图标示各点的坐标值如下：

1（-45，0），2（-45，18.640），3（-18.640，45），4（18.640，45），5（45，18.640）， 6（45，-18.640），7（18.640，-45），8（-18.640，-45），9（-45，-18.640）， 10（0，-30），11（-8.178，-25.756），12（-27.267，1.365），13（-7.5，23），

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