目 录
1 绪论 ................................................................................................................................... 1
1.1概述 .................................................................................................................................. 1 1.2国内外技术状况及发展前景 .......................................................................................... 1 1.2.1数控编程技术概况 .................................................................................................... 1 1.2.2数控编程技术的发展 ................................................................................................ 3 1.2本文主要研究内容 .......................................................................................................... 3 1.3论文的主要研究内容 ...................................................................................................... 4
2 盘形零件的工艺分析 ................................................................................................... 5
2.1盘形零件的外形分析 ...................................................................................................... 5 2.2盘形零件的工艺分析 ...................................................................................................... 6 2.2.1复杂盘形零件毛胚的选择 ........................................................................................ 6 2.2.2盘形零件加工方法的选择 ........................................................................................ 7
3 盘形零件加工方案和加工余量的确定 .................................................................. 9
3.1盘形零件加工方案 .......................................................................................................... 9 3.2盘形零件加工余量的确定 ............................................................................................ 11
4 切削用量与基本工时的确定 ................................................................................... 13
4.1盘形零件切削用量及基本工时 .................................................................................... 13 4.1.1工序1：粗车端面D ............................................................................................... 13 4.1.2工序2：粗铣端面A、内槽F ................................................................................ 14 4.1.3工序3：粗、半精镗内孔E ................................................................................... 15 4.1.4工序4：粗车外轮廓 ............................................................................................... 16
5 盘形零件精加工部分的数控编程 ......................................................................... 18
5.1数控编程 ........................................................................................................................ 18 5.2数控加工程序 ................................................................................................................ 21 5.2.1车左端面 .................................................................................................................. 21 5.2.2铣右端面及内槽 ...................................................................................................... 22 5.2.3从右至左半精车外轮廓 .......................................................................................... 23
6 车床专用夹具设计 ..................................................................................................... 24
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6.1设计要求 ........................................................................................................................ 24 6.2夹具设计 ........................................................................................................................ 24 6.2.1定位基准的选择 ...................................................................................................... 24 6.2.2切削力及夹紧力的计算 .......................................................................................... 24 6.3定位误差分析 ................................................................................................................ 25 6.4夹具设计及操作的简要说明 ........................................................................................ 26
7 结论 ................................................................................................................................. 29 参考文献 ............................................................................................................................... 30 致 谢 .................................................................................................................................... 32 毕业设计（论文）知识产权声明 ................................................................................ 33 毕业设计（论文）独创性声明 ..................................................................................... 34 附录1机械加工工艺过程卡片 附录1机械加工工序卡片
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1 绪论
1 绪论
1.1概述
毕业设计是我们在大学学完了全部的基础课、技术基础课以及全部专业课之后进行的。这是我们对所学各课程的一次深入的综合性的链接，一次全面系统性的复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。毕业设计做的好也是对自己能力的提升与肯定。
就我个人而言，我希望通过这次毕业设计对自己的未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、研究问题、解决问题的能力，为以后进入工作岗位准备条件，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。
1.2国内外技术状况及发展前景
1.2.1数控编程技术概况
随着电子技术的发展，数控（NC）系统有了较大的发展，从硬件数控发展成计算机数控（Computer Numerical Control,CNC）。CNC与NC系统的主要区别在于，CNC机床采用专用的或通用的计算机控制，系统软件常驻内存中，零件加工程序可以输入到内存中[1]。只要改变计算机的控制软件，就能实现一种新的控制方式，从而加工出一种新的工件。数控编程技术已经涉及制造工艺、计算机技术、数学、计算机几何、微分几何、人工智能等众多学科领域知识，它所追求的目标是如何有效的获得满足各种零件加工要求的高质量数控加工程序，以便充分发挥数控机床的性能、获得更高的加工效率与加工质量。数控编程的主要内容包括：分析加工要求并进行工艺设计，以确定加工方案，选择合适的机床、刀具、夹具，确定合理的走刀路线及切削用量等；建立工件的几何模型、计算加工过程中刀具相对工件的运动轨迹或机床运动轨迹；按照数控系统可接受的程序格式，生成零件加工程序，然后对其进行验证和修改，直到得到合格的加工程序[2]。
所谓数控编程，就是将零件的工艺过程、工艺参数、刀具位移与方向以及其它辅助动作（换刀、冷却、加紧等），按运动顺序和所用数控机床规定的指令代码及程序格式编制加工程序单（相当于普通机床的工艺过程卡），再将程序单中的全部内容记录在控制介质上（如穿孔带，磁带等）然后输给数控装置，从而指挥数控机床加工[3]。这种从零件图纸到制成控制介质的过程称为数控加工的程序编制。在数控电子技术的快速发展的基础上，至今已经历了手工编程、 语言自动编程和图形交互式自动编程三个发展阶段[4]。数控编程的一般过程如下图所示：
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西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）
分确编制 析定数写备 程 首 零件图 零 工 值 程 控 机床序 件
加工 件艺计序制检 试 图过算 单 介验 切 纸 程 质
图1.1 程序编制全过程
对于几何形状不太复杂的简单零件，计算简单,加工程序不多，采用手工编程较容易实现，手工编程就是如图1.1所示程序编制的全过程。但对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面的零件，用手工编程就有一定困难，出错的概率增大，有的甚至无法编出程序，因此必须用自动编程的方法编制程序[5]。语言自动编程与手工编程相比，提高编程效率数倍乃至数十倍，但它必须对要加工的每一个几何体作精确的描述和定义，而某些复杂的几何图形几乎难以用语言来精确描述，在三维加工领域更是这样。特别是当今 CAD技术的蓬勃发展更衬托出这种编程方法的不适应性，于是 20世纪 80年代后期就进入了基于图形的图形交互式自动编程阶段[6]。图形化编程所需要的零件图在 CAD /CAM系统中由 CAD软件产生，数控编程者可利用 CAD软件进行建模，构建出零件几何形状，然后对零件图样进行工艺分析，确定加工方案，利用软件的计算机辅助制造 (CAM)功能,完成工艺方案的制订、切削用量的选择、刀具及其参数的设定，指定被加工部位和参考面，程序就自动计算出刀具的加工路径并生成刀位轨迹文件，还可模拟加工状态，显示刀具路径和刀具形状以检验走刀轨迹，如有错误，可立即修正。利用后处理功能可生成指定数控系统用的数控加工程序。因此我们把这种自动编程方式称为图形交互式自动编程，图形编程方式大大减小了编程出错率，提高了编程效率和可靠性[7]。
数控加工技术已得到广泛应用 ,如数控铣削、镗削、车削、线切割、电火花加工等。数控设备为精密复杂零件的加工提供了基本条件，但要达到预期的加工效果，编制高质量的数控程序是必不可少的，因为数控加工程序不仅包括零件的工艺过程，而且还包括刀具的形状和尺寸、切削用量、走刀路径等工艺信息[8]。对于简单的零件，通常采用手工编程的方法；对于复杂的零件，往往需要借助于 CAM软件编制加工程序，以缩短编程人员的编程时间，提高程序的正确性和安全性 ,降低生产成本 ,提高工作效率[9]。
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西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）
1.2.2数控编程技术的发展
CAD/CAM技术是先进制造技术的重要组成成分,它的发展和应用使传统的产品设计、制造内容和工作方式等都发生了根本性的变化。CAD/CAM技术已成为衡量一个国家科技现代化和工业现代化水平的重要标志之一[10]。目前，应用较为广泛的数控编程系统有APT-Ⅳ/SS、CADAM、CATIA、EUKLID、UG、INTERGRAPH、Pro/Engineering、MasterCAM等，这些系统的数控编程都比较强，各有特色。国内西北工业大学、华中理工大学等开发的图形编程系统如NPU/GNCP和InterCAM也具有2.5D零件加工和雕塑曲面多轴加工等功能，达到了实用化程度[11]。
1946年在美国诞生了世界上第一台电子计算机。1952年，计算机技术应用到了机床上，在麻省理工学院（M IT）诞生了第一台数控机床。从此，数控机床的发展日新月异，到今天已经经历了两个阶段和六代：1952-1970年为数控（NC）阶段，这阶段划分为三代，即第一代电子管（1965年）[12]。自1970年起，小型计算机用于数控系统，数控技术进入计算机数控（CNC）阶段，这是第四代数控；1974年进入第五代数控，其特征为微处理器用于数控。
前五代虽然解决了许多制度问题，但均属于封闭式结构的数控系统。随着现代制造技术的发展，对数控系统提出了越来越高的要求。新型的数控系统应能运用于各种计算机软硬件平台上，并提出统一风格的用户交互环境，以便用户的操作、维护和更新换代
[13]
。还应能在普及型个人计算机的操作系统上，简便地应用系统所配置的软件模块和硬
件运动控制插件卡；机床制造商和用户能够方便的进行软件开发，追加功能和实现功能的个性化，使CNC系统具有PC的高手分析能力，大容量存储功能，各种软件的支撑，图文显示的优势以及联网的灵活性，显然，封闭式结构的CNC系统根本无法满足这些要求[14]。在这种情况下，基于PC的第六代数控系统—开放式数控系统便应运而生。
1.2本文主要研究内容
盘型零件是机械加工中常见的典型零件之一，它的应用范围很广。通过对盘型零件的数控编程研究可以基本掌握数控加工工艺的基础知识，盘型零件加工编制的过程、编程语言和典型零件加工程序的一般编写方法。数控加工编程功能模块功能包括图形几何造型、刀具轨迹设计、刀具轨迹编辑、加工仿真等。
仿真系统具备对数控机床操作全过程和加工运行环境仿真的功能，通过仿真软件的模拟可以明确的分析出加工方案的错误和不足之处以避免在实际生产中由于错误方案导致成本的提高和材料的浪费[15]。
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