毕业设计（论文）
题 目: 院 (系) ：专 业：姓 名：学 号：指导教师： 端盖零件的数控铣床铣削
编程与加工
机电工程学院
二〇一三年月日
毕业设计（论文）任务书
毕业设计(论文) 进度计划表
毕业设计(论文) 中期检查记录表
摘 要
数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基地，是现代制造技术的核心，是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段。正是因为数控技术对于我国的制造业有着举足轻重的作用，因此我希望能通过本次毕业设计对数控技术进行进一步的了解与分析。
我的这份毕业设计的主要内容是对我们机械类加工在日常加工中常见的工件取其中的一典型端盖零件进行系统的编程与操作设计，从数控加工前应做的准备开始到数控加工工艺分析、数控刀具及其选择、工件装夹方式与数控加工夹具的选择、程序编制中的数值计算、数控加工程序的编制、数控车削加工、数控铣削加工、数控加工中心编程及自动编程技术等内容以及数控加工时应注意的问题做了一一的说明。由于水平有限，自己对设计的完成还不是很完善，有不足之处，希望老师斧正。
关键词：数控技术 编程 加工 工艺分析
Abstract
The numerical control technology is the realization of automation, flexible, integrated production base of manufacturing industry, is the core of modern manufacturing technology, is an important means to improve essential manufacturing quality and productivity. It is because the numerical control technology play a decisive role for the manufacturing industry of our country, so I hope that through this graduation design is understanding and further analysis of the CNC technology.
The main content of my this graduation design is a typical workpiece end of our machinery processing common in daily processing of the cover part of programming and operating system design, from the NC processing should be done before the preparation to the analysis of NC machining process, CNC tool and its selection, workpiece clamping and CNC machining fixture selection, program in numerical calculation, NC programming, CNC turning, CNC milling, CNC machining center programming and automatic programming technology and NC machining problems we should pay attention to when doing the one one instructions. Due to the limited level, on their design is not perfect, there are deficiencies, hope the teacher correct.
KEY WORD ：Numerical control technology Programming Processing
Process analysis
目录
第一章 引言 ......................................................................................................................... 1 第二章 数控编程方法 ......................................................................................................... 2 第一节 手工编程 .............................................................................................................. 2 第二节 自动编程 .............................................................................................................. 2 第三章 数控加工程序编程的内容与步骤 ......................................................................... 3 第一节 数控编程过程的内容 .......................................................................................... 3 第二节 数控编程步骤 ...................................................................................................... 3 第四章 设计说明书 ............................................................................................................. 5 第一节 工艺分析与选择 .................................................................................................. 5 第二节 确定装夹方案 ...................................................................................................... 6 第三节 确定加工顺序 ...................................................................................................... 6 第四节 刀具选择 .............................................................................................................. 6 第五节 切削用量选择 ...................................................................................................... 7 第六节 主要加工程序 ...................................................................................................... 8 第七节 主要操作步骤 .................................................................................................... 14 结论 ..................................................................................................................................... 16 致谢 ..................................................................................................................................... 17 参考文献 ............................................................................................................................. 18
第一章 引言
本次论文主要讨论一典型端盖零件的数控铣床的编程方法，编程注意事项，加工工艺分析，刀位轨迹计算，编程与校验，刀具的选择，以及加工工艺路线的确定。为了更好的掌握数控零件的编程与加工，在以后的工作中能够独立的加工生产，熟练的掌握编程与加工是非常有必要的。
第二章 数控编程方法
第一节 手工编程
手工编程是指利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人工进行道具轨迹的运算，并进行指令编制。这种编程方法不需要计算机、编程器、编程软件等辅助设备，只需要有合格的编程人员即可。其优点是比较简单，对机床操作人员来说比较容易掌握且适应性较强；缺点是编程要花费大量时间。
第二节 自动编程
自动编程也称为计算机辅助编程，是指用计算机或编程器编制数控加工程序。自动编程的大部分工作都由计算机完成，如坐标值的计算、零件加工程序单的编写等。自动编程方法还可以通过计算机或自动绘图仪进行刀具运动轨迹的图形检查，从而及时验证程序的正确性。自动编程的优点在于大大减轻了编程人员的劳动强度，效率提高几十倍乃至上百倍，同时解决了手工编程无法解决的复杂零件的编程难题。
第三章 数控加工程序编程的内容与步骤
第一节 数控编程过程的内容
数控编程的主要内容有零件图的工艺分析，工艺方案的确定，加工轨迹坐标的数学计算，零件加工程序清单的编写，程序的输入、校验与首件试切。典型的数控编程过程如图4.1所示。
图4.1数控编程过程流程图
第二节 数控编程步骤
在数控编程之前，编程员应了解所用数控铣床的规格、性能、数控系统所具备的功能及编程指令格式等。根据零件形状尺寸及其技术要求编写程序。
（1）零件图的工艺分析
根据零件图的形状精度、尺寸精度、位置精度以及表面粗糙度等要求确定零件的加工方案，如加工方法的选择，加工顺序的安排，装夹方式的确定等。
（2）数学计算
为使数学计算更加方便，一般根据零件的几何特征建立一个工件坐标系，相对于该坐标系计算加工轨迹上各点的坐标值。对于形状比较简单的零件的加工来说，需要计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值。
（3）编写零件加工程序单
根据数控系统规定的指令代码及程序段格式，编写加工程序单，填写有关的工艺文件，如数控加工工序卡、数控刀具卡、数控加工程序单等。
（4）输入程序
通过键盘、光盘、磁盘等将程序输入到铣床的数控系统。 （5）程序校验与首件试切
在数控仿真系统上仿真加工过程，空运行观察进给路线是否正确，为进一步检验被加工零件的加工精度，还要进行零件的首件试切。
第四章 设计说明书
第一节 工艺分析与选择
图5.1 工件图
该零件图主要由平面、孔系及外轮廓组成，内孔表面的加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔及光加工方法选择原则，中间¢15孔的尺寸公差为H7，表面粗糙度要求较高，可采用钻——粗镗——精镗方案。两端¢10孔处没有尺寸公差要求，可采用自由尺寸公差IT11-IT12处理，表面粗糙度要求不高，可采用钻¢8——扩孔¢10的方案；平面轮廓与零件表面凸台常采用的加工方法有数控铣、线切割及磨削等。在本设计中，平面、外轮廓表面与零件表面凸台粗糙度要求Ra6.3mm,
可采用粗铣——精铣方案。图中位置精度要求较高的是底面与孔轴线之间的垂直度，在加工过程中应重点保证。
第二节 确定装夹方案
由于夹具确定了零件在数控铣床坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保证零件在铣床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与铣床坐标系的尺寸。根据零件的结构特点，加工上表面，¢60外圆及其台阶面和孔系时可选用一面两孔定位方式，即以底面、¢4H7和一个¢13孔定位，选择上述装夹方式结构相对简单，能保证加工要求，便于实施。
第三节 确定加工顺序
加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，即粗加工定位基准面（底面）——粗、精加工上表面———外圆及其台阶面——外轮廓铣削——精加工底面并保证尺寸。
第四节 刀具选择
刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。
与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。
选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀，铣削平面时应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀，对一些主体型面和斜角轮廓形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。曲面加工常采用球头铣刀，但加
工曲面较低平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因而采用环形铣刀。具体选择原则可参照表5.1。
表5.1刀具选择
第五节 切削用量选择
切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。切削用量的大小对切削力、切削速率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。
合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；半精加工或精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。
孔系加工切削用量见表5.2。该零件材料切削性能较好，铣削平面、外圆及其台阶面和外轮廓面时，留0.5mm 精加工余量，其次一刀完成粗铣。确定主轴转速时，先查切削用量手册，硬质合金铣刀加工加工铸铁（190-260HB ）时的切削速度为45-90m/min，取v=70m/min,然后根据铣刀直径计算主轴转速，并填入工序卡中（若
机床为有级调速，应选择与计算结果接近的转速）。N=1000v/3.14D确定进给率时，根据铣刀赤数、主轴转速和切削用量手册中给的每齿进给量，计算进给速度并填入工序卡片中。Vf=Fn=Fn* Zn 背吃刀量的选择应根据加工余量确定。粗加工时，一次进给应尽可能切除全部余量。在中等功率的机床上，背吃刀量可达8-10mm 。半精加工时，背吃刀量取为0.5-2mm 。精加工时，背吃刀量取为0.2-0.4mm.
表5.2孔系加工切削用量
第六节 主要加工程序
1、确定编程原点
铣床上编程坐标原点的位置是任意的，它是编程人员在编制程序时根据零件的特点来选定的，为了方便，一般根据工件形状和标注尺寸的基准以及计算最方便的原则确定工件上某一点为坐标原点，具体选择注意如下几点：
(1)编程坐标原点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，并减少计算错误。
(2)编程坐标原点应尽量选在精度较高的精度表面，以提高被加工零件的加工精度。
(3)对称的零件，编程坐标原点应设在对称中心上；不对称的零件，编程坐标原点应设在外轮廓的某一角上。
(4)Z轴方向的零点一般设在工件表面。
本设计选择¢15圆的圆心处为工件编程X 、Y 轴原点坐标，Z 轴原点坐标在工件上表面。
2、采用计算机辅助计算基点的坐标
选一个160X60X20的毛坯，根据零件图样，按已经确定的加工路线和允许的程序，保证误差，计算出数控系统所需数值，数值计算包括基点和节点的坐标、刀位点轨迹的计算，计算基点位置见图5.2，计算点坐标见表5.3：
图5.2基点位置计算 表5.3计算点坐标
3、程序编制
程序由四段组成：O1000 为主程序，选刀和铣削轮廓；O1001为铣削凸台子程序；O1002为钻定位孔子程序；O1003为粗精加工孔￠10mm 子程序；
程序如下： 主程序 O1000; N10 G28; N20 T01 M06; N30 G54; N40 S500 M03; N50 G00 X-100. Y-80.; N60 Z-20;
N70 G41 G00 X-75. Y-25. D01; N80 G01 Y0 F80;
N90 G02 X-50. Y25. R25.; N100 G01 X50.;
N110 G02 X50. Y-25. R25.; N120 G01 X-50.; N130 G02 X-75. Y0 R25.; N140 G01 Y50.;
N150 G40 G00 X100. Y100.;
N170 M05; N180 G28; N200 G00 X0 Y0; N210 M98 P1001; N220 M05; N230 G28; N240 T02 M06; N250 G00 X0 Y0; N260 M98 P1002; N270 M05; N280 G28; N290 T03 M06; N300 M08 M03 S600; N310 G00 X0 Y0; N320 G00 Z5.; N330 G01 Z-20. F150; N340 G01 Z5.; N350 M09 M05; N360 T01 M06; N370 M03 S600 M08; N380 G00 X100. Y100.;
N390 G41 G01 X50. Y0 D02 F120; N400 X15.; N410 Z-5.;
N420 G02 X15. Y0 R-15.; N430 G40 G00 Z100. M09; N440 G00 X0 Y0;
N460 G28; N470 T04 M06; N480 G00 X0 Y0; N490 M03 S500; N500 M98 P1003; N510 M05; N520 G28; N530 T05 M06; N540 G00 X0 Y0; N550 M03 S800; N560 M98 P1003; N570 M05; N580 G28; N590 M30; 子程序1 O1001; N10 G00 Z50.; N20 M03 S300; N30 G00 X-40. Y40.; N40 G00 Z5.; N50 G01 Z-4. F300.; N60 M08; N70 G01 Y-40.; N80 G01 X40.; N90 G01 Y40.; N100 G01 Z-7.; N110 G01 Y-40.;
N120 G01 X-40.; N130 G01 Y40.; N140 G00 Z50.; N150 M09; N160 M99; 子程序2 O1002;
N10 G80 M03 S800; N20 Z10. M08 F40;
N30 G91 G81 G99 X0 Y0 Z-26. R-4. F80; N40 X40.; N50 Y15.; N60 Y-30.; N70 X-80.; N80 Y15.; N90 Y15.; N100 G80; N110 M09;
N120 G90 G00 Z100.; N130 M99; 子程序3 O1003; N10 G80;
N20 G00 X40. Y15.; N30 Z20;
N40 G91 G81 G99 Z-26. R-4. F80; N50 Y-15.; N60 Y-15.;
N70 X-80.;
N80 Y15.;
N90 Y15.;
N100 G80 M09;
N110 G90 G00 Z100.;
N120 M99;
第七节 主要操作步骤
1、先开机床
接通CNC 和机床电源，系统启动后进入“加工”操作区JOG 运行方式
检查机床
开启后发现机床会出现报警信号，这时，需按下K1，使机床加上驱动力。这时才能正常操作机床。
2、回参考点
回参考点只能在JOG 的方式下运行。用铣床控制面板上“回参考点键”启动回参考点。在“回参考点”窗口中显示该坐标轴是否必须回参考点：如出现“〇”，则说明未回参考点，如出现●，则说明已回参考点，按下坐标方向键（正方向键），把每坐标都回参考点，通过选择另一方式如MDA AUTO或JOG 来结束回参考点。
3、参数设定
在CNC 进行工作前，必须对一些参数进行设定，对铣床和刀具进行调整：
（1）输入刀具参数及刀具补偿参数
(2) 输入/修改零点偏置
(3) 输入设定数值
刀具参数包括刀具几何参数，磨损量参数、刀具量参数和刀具型号参数等。有些参数如R 参数则一般不需修改
4、装夹工件
按照前面指定的装夹方式装夹工件
5、对刀
把每一把刀具都调到自己设定的编程零点，把编程零点所在铣床坐标值输入铣床中
6、输入程序
把自己编的程序输入铣床并定一个名字，对程序进行检查，确保程序本身没有错误以及也没有输入错误。
7、模拟仿真
按下MDA 键，按扩展键，再按编程仿真进入仿真系统，对程序进行仿真，检查仿真出的工件图形与要加工的工件有多大出入，并不断对程序进行修改，直到仿真的工件完全正确为止。
8、实际加工
退出仿真系统，先按复位键，刚开始时可进行单步加工，按下步加工键。这时要一手按启动键，一手按停止键，如发现异常情况应立即停止。直到确定程序无误后方可按自动加工键，加工完成后，最后取下工件，加工完成。
数控加工工艺，是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的经验总结。
数控加工工艺过程，是利用切削工具在数控机床上直接改变加工对象的形状、尺寸、表面位置、表面状态等，使其成为成品或半成品的过程。
数控加工工艺和数控加工工艺过程的主要内容为：
1、选择并确定进行数控加工内容。
2、对零件图样进行数控加工工艺分析。
3、零件图形的数字处理及编程尺寸设定值的确定。
4、数控加工工艺方案的制定。
5、工步、进给路线的确定。
6、选择数控好几床的类型。
7、刀具、夹具、量具的选择和设计。
8、切削参数的确定。
9、加工程序的编写、校验与修改。
10、首件试切加工与现场问题处理。
11、数控加工工艺技术文件的定型与归档。
数控加工工艺内容要求具体、详细；数控加工工艺要求更严密、精确；制定数控加工工艺要进行零件图形的数学处理和编程尺寸设定值的计算；制定数控加工工艺选择切削用量时要考虑进给速度对工件形状精度的影响；制定数控加工工艺时要特殊强调刀具选择的重要性。数控加工程序的编写、校验与修改是数控加工工艺的一项特殊内容。
本文所研究的零件由于条件所限不能加工出来，只能在仿真软件上运行，不免一些不合理之处无法发现。
行文至此，我的这篇论文已接近尾声；岁月如梭，我三年的大学时光也即将敲响结束的钟声。离别在即，站在人生的又一个转折点上，心中难免思绪万千，一种感恩之情油然而生。生我者父母。感谢生我养我，含辛茹苦的父母。是你们，为我的学习创造了条件；是你们，一如既往的站在我的身后默默的支持着我。没有你们就不会有我的今天。谢谢你们，我的父亲母亲！
在这三年中，老师的谆谆教导、同学的互帮互助使我在专业技术和为人处事方面都得到了很大的提高。感谢重庆科创职业学院在我三年的大学生活当中对我的教育与培养，感谢机电学院的所有专业老师，没有你们的辛勤劳动，就没有我们今日的满载而归，感谢大学三年曾经帮助过我的所有同学。感谢我的论文指导老师—强老师，她对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助我进行论文的修改，老师们的热情解答和同学们的热心帮助才使我的毕业设计能较为顺利的完成。在此我向你们表示最衷心的感谢。
参考文献
[1]詹华西编．《数控加工与编程》．西安：西安电子科技大学出版社．2004年
[2]余英良编．《数控加工编程及操作》．北京：高等教育出版社．2005年
[3]李华编．《机械制造技术》．北京：高等教育出版社．2006年
[4]第一届全国数控技能大赛组委会编．决赛试题解析与点评．北京：中国科技技术出版社．2005年
[5]朱淑萍编．《机械加工工艺及装备》．北京：机械工业出版社．2002年
[6]陈子银，徐鲲鹏编．《数控加工技术》．北京：北京理工大学出版社．2006年
[7]《数控车床编程与操作基础》．武汉：武汉华中数控股份有限公司.2005年
毕业设计（论文）
题 目: 院 (系) ：专 业：姓 名：学 号：指导教师： 端盖零件的数控铣床铣削
编程与加工
机电工程学院
二〇一三年月日
毕业设计（论文）任务书
毕业设计(论文) 进度计划表
毕业设计(论文) 中期检查记录表
摘 要
数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基地，是现代制造技术的核心，是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段。正是因为数控技术对于我国的制造业有着举足轻重的作用，因此我希望能通过本次毕业设计对数控技术进行进一步的了解与分析。
我的这份毕业设计的主要内容是对我们机械类加工在日常加工中常见的工件取其中的一典型端盖零件进行系统的编程与操作设计，从数控加工前应做的准备开始到数控加工工艺分析、数控刀具及其选择、工件装夹方式与数控加工夹具的选择、程序编制中的数值计算、数控加工程序的编制、数控车削加工、数控铣削加工、数控加工中心编程及自动编程技术等内容以及数控加工时应注意的问题做了一一的说明。由于水平有限，自己对设计的完成还不是很完善，有不足之处，希望老师斧正。
关键词：数控技术 编程 加工 工艺分析
Abstract
The numerical control technology is the realization of automation, flexible, integrated production base of manufacturing industry, is the core of modern manufacturing technology, is an important means to improve essential manufacturing quality and productivity. It is because the numerical control technology play a decisive role for the manufacturing industry of our country, so I hope that through this graduation design is understanding and further analysis of the CNC technology.
The main content of my this graduation design is a typical workpiece end of our machinery processing common in daily processing of the cover part of programming and operating system design, from the NC processing should be done before the preparation to the analysis of NC machining process, CNC tool and its selection, workpiece clamping and CNC machining fixture selection, program in numerical calculation, NC programming, CNC turning, CNC milling, CNC machining center programming and automatic programming technology and NC machining problems we should pay attention to when doing the one one instructions. Due to the limited level, on their design is not perfect, there are deficiencies, hope the teacher correct.
KEY WORD ：Numerical control technology Programming Processing
Process analysis
目录
第一章 引言 ......................................................................................................................... 1 第二章 数控编程方法 ......................................................................................................... 2 第一节 手工编程 .............................................................................................................. 2 第二节 自动编程 .............................................................................................................. 2 第三章 数控加工程序编程的内容与步骤 ......................................................................... 3 第一节 数控编程过程的内容 .......................................................................................... 3 第二节 数控编程步骤 ...................................................................................................... 3 第四章 设计说明书 ............................................................................................................. 5 第一节 工艺分析与选择 .................................................................................................. 5 第二节 确定装夹方案 ...................................................................................................... 6 第三节 确定加工顺序 ...................................................................................................... 6 第四节 刀具选择 .............................................................................................................. 6 第五节 切削用量选择 ...................................................................................................... 7 第六节 主要加工程序 ...................................................................................................... 8 第七节 主要操作步骤 .................................................................................................... 14 结论 ..................................................................................................................................... 16 致谢 ..................................................................................................................................... 17 参考文献 ............................................................................................................................. 18
第一章 引言
本次论文主要讨论一典型端盖零件的数控铣床的编程方法，编程注意事项，加工工艺分析，刀位轨迹计算，编程与校验，刀具的选择，以及加工工艺路线的确定。为了更好的掌握数控零件的编程与加工，在以后的工作中能够独立的加工生产，熟练的掌握编程与加工是非常有必要的。
第二章 数控编程方法
第一节 手工编程
手工编程是指利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人工进行道具轨迹的运算，并进行指令编制。这种编程方法不需要计算机、编程器、编程软件等辅助设备，只需要有合格的编程人员即可。其优点是比较简单，对机床操作人员来说比较容易掌握且适应性较强；缺点是编程要花费大量时间。
第二节 自动编程
自动编程也称为计算机辅助编程，是指用计算机或编程器编制数控加工程序。自动编程的大部分工作都由计算机完成，如坐标值的计算、零件加工程序单的编写等。自动编程方法还可以通过计算机或自动绘图仪进行刀具运动轨迹的图形检查，从而及时验证程序的正确性。自动编程的优点在于大大减轻了编程人员的劳动强度，效率提高几十倍乃至上百倍，同时解决了手工编程无法解决的复杂零件的编程难题。
第三章 数控加工程序编程的内容与步骤
第一节 数控编程过程的内容
数控编程的主要内容有零件图的工艺分析，工艺方案的确定，加工轨迹坐标的数学计算，零件加工程序清单的编写，程序的输入、校验与首件试切。典型的数控编程过程如图4.1所示。
图4.1数控编程过程流程图
第二节 数控编程步骤
在数控编程之前，编程员应了解所用数控铣床的规格、性能、数控系统所具备的功能及编程指令格式等。根据零件形状尺寸及其技术要求编写程序。
（1）零件图的工艺分析
根据零件图的形状精度、尺寸精度、位置精度以及表面粗糙度等要求确定零件的加工方案，如加工方法的选择，加工顺序的安排，装夹方式的确定等。
（2）数学计算
为使数学计算更加方便，一般根据零件的几何特征建立一个工件坐标系，相对于该坐标系计算加工轨迹上各点的坐标值。对于形状比较简单的零件的加工来说，需要计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值。
（3）编写零件加工程序单
根据数控系统规定的指令代码及程序段格式，编写加工程序单，填写有关的工艺文件，如数控加工工序卡、数控刀具卡、数控加工程序单等。
（4）输入程序
通过键盘、光盘、磁盘等将程序输入到铣床的数控系统。 （5）程序校验与首件试切
在数控仿真系统上仿真加工过程，空运行观察进给路线是否正确，为进一步检验被加工零件的加工精度，还要进行零件的首件试切。
第四章 设计说明书
第一节 工艺分析与选择
图5.1 工件图
该零件图主要由平面、孔系及外轮廓组成，内孔表面的加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔及光加工方法选择原则，中间¢15孔的尺寸公差为H7，表面粗糙度要求较高，可采用钻——粗镗——精镗方案。两端¢10孔处没有尺寸公差要求，可采用自由尺寸公差IT11-IT12处理，表面粗糙度要求不高，可采用钻¢8——扩孔¢10的方案；平面轮廓与零件表面凸台常采用的加工方法有数控铣、线切割及磨削等。在本设计中，平面、外轮廓表面与零件表面凸台粗糙度要求Ra6.3mm,
可采用粗铣——精铣方案。图中位置精度要求较高的是底面与孔轴线之间的垂直度，在加工过程中应重点保证。
第二节 确定装夹方案
由于夹具确定了零件在数控铣床坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保证零件在铣床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与铣床坐标系的尺寸。根据零件的结构特点，加工上表面，¢60外圆及其台阶面和孔系时可选用一面两孔定位方式，即以底面、¢4H7和一个¢13孔定位，选择上述装夹方式结构相对简单，能保证加工要求，便于实施。
第三节 确定加工顺序
加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，即粗加工定位基准面（底面）——粗、精加工上表面———外圆及其台阶面——外轮廓铣削——精加工底面并保证尺寸。
第四节 刀具选择
刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。
与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。
选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀，铣削平面时应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀，对一些主体型面和斜角轮廓形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。曲面加工常采用球头铣刀，但加
工曲面较低平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因而采用环形铣刀。具体选择原则可参照表5.1。
表5.1刀具选择
第五节 切削用量选择
切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或宽度、进给速度（进给量）等。切削用量的大小对切削力、切削速率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。
合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；半精加工或精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。
孔系加工切削用量见表5.2。该零件材料切削性能较好，铣削平面、外圆及其台阶面和外轮廓面时，留0.5mm 精加工余量，其次一刀完成粗铣。确定主轴转速时，先查切削用量手册，硬质合金铣刀加工加工铸铁（190-260HB ）时的切削速度为45-90m/min，取v=70m/min,然后根据铣刀直径计算主轴转速，并填入工序卡中（若
机床为有级调速，应选择与计算结果接近的转速）。N=1000v/3.14D确定进给率时，根据铣刀赤数、主轴转速和切削用量手册中给的每齿进给量，计算进给速度并填入工序卡片中。Vf=Fn=Fn* Zn 背吃刀量的选择应根据加工余量确定。粗加工时，一次进给应尽可能切除全部余量。在中等功率的机床上，背吃刀量可达8-10mm 。半精加工时，背吃刀量取为0.5-2mm 。精加工时，背吃刀量取为0.2-0.4mm.
表5.2孔系加工切削用量
第六节 主要加工程序
1、确定编程原点
铣床上编程坐标原点的位置是任意的，它是编程人员在编制程序时根据零件的特点来选定的，为了方便，一般根据工件形状和标注尺寸的基准以及计算最方便的原则确定工件上某一点为坐标原点，具体选择注意如下几点：
(1)编程坐标原点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，并减少计算错误。
(2)编程坐标原点应尽量选在精度较高的精度表面，以提高被加工零件的加工精度。
(3)对称的零件，编程坐标原点应设在对称中心上；不对称的零件，编程坐标原点应设在外轮廓的某一角上。
(4)Z轴方向的零点一般设在工件表面。
本设计选择¢15圆的圆心处为工件编程X 、Y 轴原点坐标，Z 轴原点坐标在工件上表面。
2、采用计算机辅助计算基点的坐标
选一个160X60X20的毛坯，根据零件图样，按已经确定的加工路线和允许的程序，保证误差，计算出数控系统所需数值，数值计算包括基点和节点的坐标、刀位点轨迹的计算，计算基点位置见图5.2，计算点坐标见表5.3：
图5.2基点位置计算 表5.3计算点坐标
3、程序编制
程序由四段组成：O1000 为主程序，选刀和铣削轮廓；O1001为铣削凸台子程序；O1002为钻定位孔子程序；O1003为粗精加工孔￠10mm 子程序；
程序如下： 主程序 O1000; N10 G28; N20 T01 M06; N30 G54; N40 S500 M03; N50 G00 X-100. Y-80.; N60 Z-20;
N70 G41 G00 X-75. Y-25. D01; N80 G01 Y0 F80;
N90 G02 X-50. Y25. R25.; N100 G01 X50.;
N110 G02 X50. Y-25. R25.; N120 G01 X-50.; N130 G02 X-75. Y0 R25.; N140 G01 Y50.;
N150 G40 G00 X100. Y100.;
N170 M05; N180 G28; N200 G00 X0 Y0; N210 M98 P1001; N220 M05; N230 G28; N240 T02 M06; N250 G00 X0 Y0; N260 M98 P1002; N270 M05; N280 G28; N290 T03 M06; N300 M08 M03 S600; N310 G00 X0 Y0; N320 G00 Z5.; N330 G01 Z-20. F150; N340 G01 Z5.; N350 M09 M05; N360 T01 M06; N370 M03 S600 M08; N380 G00 X100. Y100.;
N390 G41 G01 X50. Y0 D02 F120; N400 X15.; N410 Z-5.;
N420 G02 X15. Y0 R-15.; N430 G40 G00 Z100. M09; N440 G00 X0 Y0;
N460 G28; N470 T04 M06; N480 G00 X0 Y0; N490 M03 S500; N500 M98 P1003; N510 M05; N520 G28; N530 T05 M06; N540 G00 X0 Y0; N550 M03 S800; N560 M98 P1003; N570 M05; N580 G28; N590 M30; 子程序1 O1001; N10 G00 Z50.; N20 M03 S300; N30 G00 X-40. Y40.; N40 G00 Z5.; N50 G01 Z-4. F300.; N60 M08; N70 G01 Y-40.; N80 G01 X40.; N90 G01 Y40.; N100 G01 Z-7.; N110 G01 Y-40.;
N120 G01 X-40.; N130 G01 Y40.; N140 G00 Z50.; N150 M09; N160 M99; 子程序2 O1002;
N10 G80 M03 S800; N20 Z10. M08 F40;
N30 G91 G81 G99 X0 Y0 Z-26. R-4. F80; N40 X40.; N50 Y15.; N60 Y-30.; N70 X-80.; N80 Y15.; N90 Y15.; N100 G80; N110 M09;
N120 G90 G00 Z100.; N130 M99; 子程序3 O1003; N10 G80;
N20 G00 X40. Y15.; N30 Z20;
N40 G91 G81 G99 Z-26. R-4. F80; N50 Y-15.; N60 Y-15.;
N70 X-80.;
N80 Y15.;
N90 Y15.;
N100 G80 M09;
N110 G90 G00 Z100.;
N120 M99;
第七节 主要操作步骤
1、先开机床
接通CNC 和机床电源，系统启动后进入“加工”操作区JOG 运行方式
检查机床
开启后发现机床会出现报警信号，这时，需按下K1，使机床加上驱动力。这时才能正常操作机床。
2、回参考点
回参考点只能在JOG 的方式下运行。用铣床控制面板上“回参考点键”启动回参考点。在“回参考点”窗口中显示该坐标轴是否必须回参考点：如出现“〇”，则说明未回参考点，如出现●，则说明已回参考点，按下坐标方向键（正方向键），把每坐标都回参考点，通过选择另一方式如MDA AUTO或JOG 来结束回参考点。
3、参数设定
在CNC 进行工作前，必须对一些参数进行设定，对铣床和刀具进行调整：
（1）输入刀具参数及刀具补偿参数
(2) 输入/修改零点偏置
(3) 输入设定数值
刀具参数包括刀具几何参数，磨损量参数、刀具量参数和刀具型号参数等。有些参数如R 参数则一般不需修改
4、装夹工件
按照前面指定的装夹方式装夹工件
5、对刀
把每一把刀具都调到自己设定的编程零点，把编程零点所在铣床坐标值输入铣床中
6、输入程序
把自己编的程序输入铣床并定一个名字，对程序进行检查，确保程序本身没有错误以及也没有输入错误。
7、模拟仿真
按下MDA 键，按扩展键，再按编程仿真进入仿真系统，对程序进行仿真，检查仿真出的工件图形与要加工的工件有多大出入，并不断对程序进行修改，直到仿真的工件完全正确为止。
8、实际加工
退出仿真系统，先按复位键，刚开始时可进行单步加工，按下步加工键。这时要一手按启动键，一手按停止键，如发现异常情况应立即停止。直到确定程序无误后方可按自动加工键，加工完成后，最后取下工件，加工完成。
数控加工工艺，是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的经验总结。
数控加工工艺过程，是利用切削工具在数控机床上直接改变加工对象的形状、尺寸、表面位置、表面状态等，使其成为成品或半成品的过程。
数控加工工艺和数控加工工艺过程的主要内容为：
1、选择并确定进行数控加工内容。
2、对零件图样进行数控加工工艺分析。
3、零件图形的数字处理及编程尺寸设定值的确定。
4、数控加工工艺方案的制定。
5、工步、进给路线的确定。
6、选择数控好几床的类型。
7、刀具、夹具、量具的选择和设计。
8、切削参数的确定。
9、加工程序的编写、校验与修改。
10、首件试切加工与现场问题处理。
11、数控加工工艺技术文件的定型与归档。
数控加工工艺内容要求具体、详细；数控加工工艺要求更严密、精确；制定数控加工工艺要进行零件图形的数学处理和编程尺寸设定值的计算；制定数控加工工艺选择切削用量时要考虑进给速度对工件形状精度的影响；制定数控加工工艺时要特殊强调刀具选择的重要性。数控加工程序的编写、校验与修改是数控加工工艺的一项特殊内容。
本文所研究的零件由于条件所限不能加工出来，只能在仿真软件上运行，不免一些不合理之处无法发现。
行文至此，我的这篇论文已接近尾声；岁月如梭，我三年的大学时光也即将敲响结束的钟声。离别在即，站在人生的又一个转折点上，心中难免思绪万千，一种感恩之情油然而生。生我者父母。感谢生我养我，含辛茹苦的父母。是你们，为我的学习创造了条件；是你们，一如既往的站在我的身后默默的支持着我。没有你们就不会有我的今天。谢谢你们，我的父亲母亲！
在这三年中，老师的谆谆教导、同学的互帮互助使我在专业技术和为人处事方面都得到了很大的提高。感谢重庆科创职业学院在我三年的大学生活当中对我的教育与培养，感谢机电学院的所有专业老师，没有你们的辛勤劳动，就没有我们今日的满载而归，感谢大学三年曾经帮助过我的所有同学。感谢我的论文指导老师—强老师，她对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助我进行论文的修改，老师们的热情解答和同学们的热心帮助才使我的毕业设计能较为顺利的完成。在此我向你们表示最衷心的感谢。
参考文献
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[2]余英良编．《数控加工编程及操作》．北京：高等教育出版社．2005年
[3]李华编．《机械制造技术》．北京：高等教育出版社．2006年
[4]第一届全国数控技能大赛组委会编．决赛试题解析与点评．北京：中国科技技术出版社．2005年
[5]朱淑萍编．《机械加工工艺及装备》．北京：机械工业出版社．2002年
[6]陈子银，徐鲲鹏编．《数控加工技术》．北京：北京理工大学出版社．2006年
[7]《数控车床编程与操作基础》．武汉：武汉华中数控股份有限公司.2005年