数控编程设计说明书
一、零件的加工工艺性分析
1．零件工艺分析
该零件主要由平面、外形轮廓、孔系、凹槽、曲面等组成结构形壮较复杂且为方形的零件，很适合加工中心进行加工。
从尺寸精度上看，中间型腔的长度、宽度尺寸要求较高，粗糙度要求也很高为Ra1.6,孔Ф10H7的轴线到零件右边的距离尺寸较高，其尺寸为102.287±0.017mm，孔Ф32的尺寸要求也较高，其轴线到零件右边距离尺寸较高为136±0.02mm且孔壁的粗糙度也有要求为Ra1.6。从零件图中可看出凹槽壁也有粗糙度要求为Ra1.6，曲面也有一定的尺寸精度要求，另零件的上表面对下表面有平行度要求及零件的上表面对右侧面有垂直度要求。
此外，该零件的轮廓要素描述、尺寸标注均完整，该零件在加工时需准确定位，以保证各个精度的要求。
2.确定装夹方案
为了使工序基准与定位基准重合，并敞开所有的加工部位，减小定位误差应以下表面、前表面及后表面为基准面。此零件采用平口钳进行装夹，并用百分表校正平口钳固定钳口，使之与工作台X轴移动方向平行。为了增加平稳度、便于装夹，在工件下表面与平口钳之间放入精度较高的平行垫块（垫块的厚度与宽度适当），利用木锤敲打工件，使平行块不能移动后夹紧。工作原
点选在曲面的中心，装夹定位简图如图1－1所示：
图1-1
3.毛坯的类型及材料的分析
该零件形壮为方形，故毛坯也选用方形材料。材料为LY（硬铝），且表面的粗糙度、平行度及垂直度均在普通机床上加工达到要求，该材料切削加工性能较好，不需要进行热处理，但在加工过程中容易粘刀，故在加工时要开冷却液。毛坯的尺寸为160X120X30mm.
4.确定加工顺序及加工路线
由于该零件比较复杂，加工部位比较多，因而需要采用多把刀具才能完成所有的切削加工。按照基面先行、先面后孔、先粗后精的原则确定加工顺序，外轮廓采用顺铣加工，刀具沿切线方向切入与切出。
具体的加工顺序及走刀路线如下：
（1）粗铣带多个圆弧的型腔
由于是粗铣，可以选用一把刀具将整个型腔铣出来，选用合
适的硬质合
金三刃立铣刀，走两次即可铣完，粗铣时留0.2mm的铣削余量。其进给路线
如图1－2所示。
（2）精加工带多个圆弧的型腔，其加工路线同图1－2。
（3）粗加工宽度为mm的凹槽，粗加工时宽度合深度均留0.2mm
的加工余量，其加工进给路线如图1-2所示。
（4）精铣宽度为mm的凹槽，宽度方向两边各铣一刀致要求的尺寸，深度致mm，其进给路线图如图1－2所示。
（5）粗铣R24圆弧处的外形轮廓，必须选用直径小于或等于12mm 的铣刀，否则就会出现过切，加工留0.2mm的余量，其进给路线图如图1－2所示。
（6）精加工R24圆弧处的外形轮廓，加工时留0.2mm的加工余量，其进给路线图如图1－2所示。
（7）孔系的加工
孔加工前，为便于钻头引正，选用中心钻加工中心孔然后在钻孔。内加工的方案在很大程度上取决于内孔表面本身的尺寸精度和粗糙度。对于精度较高、粗糙度Ra值较小的表面，一般不能一次加工到规定的尺寸，而要划分加工阶段逐步进行。该零件的孔系加工方案的选择如下：
a．孔Ф32，表面粗糙度值为Ra1.6，选择“钻－粗镗－半精镗－精镗”的方案，留给精加工的余量为0.2mm，其进给路线如图1－3所示。
b．孔Ф10H7，表面粗糙度为Ra3.2，无尺寸公差要求，选择“钻－绞”方案，留给精加工的余量为0.2mm，其进给路线如图1－3所示。
c．螺纹孔4XM10，采用先钻底孔后改用丝锥攻丝的加工方发，其进给路线如图1－3所示。
（8）曲面的加工
a．中间型腔凸台曲面的加工，采用球头铣刀用“行切法“来加工，留给精加工的余量为0.2mm，其进给路线如图1－4所示。
b．Ф32孔口处倒圆，由于表面粗糙度要求不高，可采用立铣刀或球头铣刀来加工，留给精加工的余量为0.2mm，其加工路线图如图1－5所示。
二、数控加工的工艺分析
1.机床设备的主要技术参数
结合实际的加工及经济方面的因素，选用JCS-018数控立式加工中心
数控系统为FANUC－BZSKTCM
2.各个加工表面加工方法及方案的分析
(1)粗加工带多个圆弧的型腔
经过粗略计算可知该轮廓于曲面间的最小距离为16.23mm,所
以选择的
刀具直径应比该距离要小点,选用刀具直径为Ф14mm比较合适,刀具号为T01
粗加工时的切削用量经查资料和通过公式Vf=f×n及n=1000Vc/πD计算可知
主轴的转速为800r/min,进给速度Vf=80mm/min,切削深度为5mm,分两次切削
(2)精加工带多个圆弧的型腔
精加工可选用粗加工的刀具,切削参数为:主轴转速S=1000r/min,进给
速度Vf=60mm/min,切削深度αp=0.2mm.
(3)粗加工×的凹槽
受槽宽的限制且需要精加工,应选择直径为11mm的硬质合金三刃立铣刀
进行粗加工,刀具号为T02,粗加工时的切削参数为:主轴转速S=700r/min,进
给速度Vf=70mm/min,切削深度αp=5mm,分两次切削.
(4)精加工×的凹槽
精加工选用粗加工时所用的刀,切削参数为:主轴转速S=900r/min,进给
速度Vf=50mm/min,切削深度αp=0.2mm.
(5)粗加工R24的圆弧外形轮廓
因为最小的圆弧为R6,故可重复选用T02刀具,粗加工时的切削参数为:
主轴转速S=700r/min,进给速度Vf=70mm/min,切削深度αp=5mm.
(6)精加工R24的圆弧外形轮廓
选用上步用的刀具,切削参数为:主轴转速S=900r/min,进给速\Vf=50
mm/min,切削深度αp=0.2mm.
(7)钻所有孔的中心孔
选用Ф3mm的中心钻,刀具号为T03.切削参数为:主轴转速S=1200r/min
,进给速度Vf=120mm/min,切削深度αp=5mm.
(8)加工Ф32mm的孔加工(孔径较大,且有精度要求:应先钻底孔,再镗孔“粗
镗-半精镗-精镗”)
选用Ф27的钻头，刀具号为T04，切削参数为:主轴转速S＝300r/min,
进给速度Vf=40mm/min,钻深为35mm.
(9)粗镗Ф32mm的孔
选用内孔镗刀,刀具号为T05,粗镗至Ф30,切削参数为:主轴转速S=500
r/min,进给速度Vf=80mm/min,背吃刀量为αp=1.5mm.
(10)半精镗Ф32mm的孔
选用上步所用的镗刀,半精镗至Ф31.6mm,切削参数为:主轴转速S=700
r/min,进给速度Vf=70mm/min,背吃刀量为αp=0.8mm.
(11)精镗Ф32mm的孔
选用上步所用的刀具,切削参数为:主轴转速S=1000r/mm,进给速度Vf=
60mm/min,背吃刀量为αp=0.2mm.
(12)加工Ф10H7的孔
选用直径为Ф9.8mm的直柄麻花钻,刀具号为T06,切削参数为:主轴转
速S=600r/min,进给速度Vf=60mm/min,钻深为35mm.
(13)绞孔加工
选用直径为Ф10mm的机用绞刀,刀具号为T07,切削参数为:主轴转速S=
100r/min,进给速度Vf=40mm/min,切削深度αp=0.1mm.
(14)4-M10的螺纹孔加工
螺纹的实际牙型高度可通过公式h=0.6495P计算得出.查有关书籍可知
M10的螺纹孔螺距为 1.5,计算可得h=0.97425,螺纹的内径D=8.375mm.故选用
Ф8.4mm的直柄麻花钻,刀具号为T08,切削参数为:主轴转速S=450r/min,进
给速度Vf=60mm/min,钻深为35mm.
(15)攻4-M10的螺纹孔
选用M10的丝锥,刀具号为T09,切削参数为:主轴转速S=60r/min,进
给速度Vf=50mm/min.
(16)精加工Ф32mm孔口的倒圆角
选用上步所用的刀具,切削参数为:主轴转速S=800r/min,进给速度Vf
=1000mm/min,每次切削深度为αp=0.1mm.
(17)精加工中间型腔的凸台曲面
选用上步加工用的刀具,切削参数为:主轴转速S=800r/min,进给速度
Vf=1000mm/min,每次切削深度为αp=0.1mm.
加工R3圆角曲面的程序为: 中间型腔的凸台曲面程序为:
O0007
O0008
G54G90G17G21G40T01
G54G90G18G21G40T10
N1 M03S700; N1 M03S800;
N2 G00 XO YO Z150.0; N2 G00 X-22.0 Y-24.0 Z150;
N3 G43 Z50.0 H01; N3 G43 Z5.0 H01;
N4 X-86.0 Y0; N4 GO1 Z0 F100;
N5 Z-3.0; N5 G01 X-15.0;
N6 G01 X-102.0 F100; N6 #1=-24.0;
N7 #1=0; N7 WHILE[#1LE24];
N8 WHILE[#1LE90]; N8 G02 X15.0 Y[#1] R25.0 F70;
N9 #2=3*COS[#1]-105.0; N9 #1=#1+0.1;
N10 #3=3*SIN[#1]-3.0; N10 G01 Y[#1] F100;
N11 G01 X#2 F80; N11 G03 X-15.0 Y[#1] R25.0 F70;
N12 Z#3; N12 #1=#1+0.1;
N13 GO2 I[-#2-86] F70; N13 G01 Y[#1] F100;
N14 #1=#1+1.5; N14 ENDW;
N15 ENDW; N15 Z0;
N16 G00 G49 Z100.0; N16 G00 G49 Z150.0;
N17 M30; N17 M30;
3.必要的轨迹点坐标的计算
(1)铣深度为10的外形轮廓的坐标点
A(-112.558,-68.000) B(-102.166,-60.000) C(-85.943,-31.000)
D(-90.386,-23.596) E(-110.000,0) F(-128.000,0)
G(-108.708,-35.332) H(-112.132,-41.262) I(-113.479,-33.922)
J(-113.308,-43.828) K(-123.000,-43.828) L(-123.000,-68.000)
(2)挖×的槽的坐标点
①(-87.1549,-68.0000) ②(-94.0831, -68.0000) ③(-53.091,-3.000)
④(-90.619,68.000) ⑤(-89.464,-68.000) ⑥(-79.072,-60.000)
⑦(-46.163,-3.000) ⑧(-46.163,3.000) ⑨(-83.536,66.000)
⑩(-92.928,60.000) ⑾（-60.0194，3.000）⑿（-60.0194，-3.000）⒀（-92.928，-60.000）⒁（-91.773，-68.000）
(3)铣中间型腔必要的坐标点
①(-27.500,0) ②(-40.000,0) ③(-40.000,-32.000)
④(-32.1288,-39.999) ⑤(-21.9288,-45.999) ⑥(-15.000,-50.000)
⑦(15.000,-50.000) ⑧(21.9288,-45.999) ⑨(32.1288,-39.999)
⑩(40.000,-32.000) ⑾(40.000,0) ⑿(40.000,32.000)
⒀(32.1288,39.999) ⒁(21.9288, 45.999) ⒂(-15.000, 50.000)
⒃(-15.000,50.000) ⒄(-21.9288,45.999) ⒅(-32.1288,39.999)
⒆(-40.000,32.000) ⒇(-15.000,0) (21)(-15.000,24.000)
(22)(15.000,24.000) (23)(15.000,-24.000)
(24)(-15.000,-24.000)
(25)(-27.500,5.500)
(4)钻中心孔的坐标点
①(-86.000,0) ②(-52.287,0) ③(-38.000,48.000)
④(38.000,48.000) ⑤(38.000,-48.000) ⑥(-38.000,-48.000)
⑦(-137.793,0)
4.详细的程序清单
Ospp1
N1 G54G90G17G21G40 T01(粗铣中间的型腔) N2 M03 S800;
N3 G00 X0 Y0 Z100;
N4 #101=0;
N5 #26=4.85;
N6 #14=4.85;
N7 #9=80;
N8 #4=1;
N9 M98 Pspp2;
N10 #101=-4.58;
N11 #26=-9.7;
N12 #14=4.85;
N13 #9=80;
N14 #4=1;
N15 M98 Pspp2;
N16 M03 S1000;(精铣中间的型腔)
N17 #101=-9.7;
N18 #26=-10;
N19 #14=0.3;
N20 #9=60;
N21 #4=2;
N22 M98 Pspp2;
N23 G40 G00 X0 Y0;
N23 Z150 M05;
N24 M06 T02;(粗铣凹槽)
N25 G00 X-90.619 Y-68;
N26 M03 S700;
N27 G43 Z-4.85 H02;
N28 G01 X-53.091 Y-3 F70;
N29 G03 Y3 R6 F65;
N30 G01 X-90.619 Y68;
N31 G00 Z-9.7;
N32 G01 X-53.091 Y3;
N33 G02 Y-3 R6;
N34 G01 X-90.619 Y-68;
N35 G00 Z-10;
N36 M03 S900;(精铣凹槽)
N37 G41 G01 X-79.072 Y-60 D2 F50; N38 X-46.163 Y-3;
N39 G03 Y3 R6;
N40 G01 X-82.536 Y66;
N41 G03 X-92.928 Y60 R6;
N42 G01 X-60.019 Y3;
N43 G02 Y-3 R6;
N44 G01 X-92.928 Y-60;
N45 G40 X-91.773 Y-68;
N46 G00 Z150;
N47 M03 S700;(粗铣左边台阶外形轮廓) N48 G00 X0 Y0 Z100;
N49 #26=-4.85;
N50 #9=70;
N51 #4=1;
N52 M98 Pspp3;
N53 M22;
N54 MP8 Pspp3;
N55 M23;
N56 #26=-9.7;
N57 M98 Pspp3;
N58 M22;
N59 M98 Pspp3;
N60 M23;
N61 M03 S900;(精铣左边台阶外形轮廓) N62 #26=-10;
N63 #9=50;
N64 #4=2;
N65 M98 Pspp3;
N66 M22;
N67 M98 Pspp3;
N68 M23;
N69 G00 G49 Z150 M05;
N70 M06 T03;(钻所有孔的中心孔) N71 G00 X-120 Y0 Z200;
N72 M03 S1200;
N73 G43 Z50 H03;
N74 G81 G99 X-86 Y0 Z-4 R3 F120; N75 G98 X-52.287 Y0 Z-14 R7 F90; N76 G99 X-38 Y48 Z-4 R3 F90;
N77 X38;
N78 Y-48;
N79 G98 X-38;
N80 G00 X-120 Y0 M05;
N81 G49 Z100;
N82 M06 T04;(钻Ф32的孔的底孔) N83 G00 G43 Z50 H04;
N84 M03 S300;
N85 G98 G73 X-86 Y0 Z-35 R3 Q3 F40;
N86 G80 G49 G00 Z100 M05;
N87 M06 T05;(粗镗Ф32的孔)
N88 G00 G43 Z50 H05;
N89 M03 S500;
N90 G99 G85 X-86 Y0 Z-35 R3 F80;
N91 M03 S700;(半精镗Ф32的孔)
N92 G99 G85 X-86 Y0 Z-35 R3 F70;
N93 M03 S800;(精镗Ф32的孔)
N94 G98 G76 X-86 Y0 Z-35 R3 F60;
N95 G80 G49 G00 Z100 M05;
N96 M06 T06;(钻Ф10H7的底孔)
N97 M03 S600;
N98 G00 G43 Z50 H06;
N99 G98 G73 X-52.287 Y0 Z-35 R-7 Q3 F60; N100 G80 G00 G49 Z100 M05;
N101 M06 T07;(绞Ф10H7的孔)
N102 G00 G43 Z50 H07;
N103 M03 S100;
N104 G98 G85 X-52.287 Y0 Z-35 R-7 F40;
N105 G80 G00 G49 Z100 M05;
N106 M06 T08;(钻4×M10的螺纹底孔);
N107 G00 G43 Z50 H08;
N108 M03 S450;
N109 G99 G83 X-38 Y48 Z-35 R3 Q3 F60;
N110 X38;
N111 Y-48;
N112 G98 X-38;
N113 G80 G49 F00 Z100 M05;
N114 M06 T09;(攻4×M10的螺纹孔)
N115 G00 G43 Z50 H09;
N116 M03 S60;
N117 G99 G84 X-38 Y48 Z-30 R3 P1000 F50; N118 X38;
N119 Y-48;
N120 G98 X-38;
N121 G80 G49 G00 Z100 M05;
N122 M06 T02;(粗倒R3的圆角)
N123 G43 G00 X0 Y0 Z50 H02;
N124 M03 S800;
N125 X-86 Y0;
N126 Z-3;
N127 G41 G01 X-102 D1 F1000;
N128 #101=0;
N129 WHILE [#101 LE 90];
N130 #102=3*COS[#101]-105;
N131 #103=3*SIN[#101]-3;
N132 G01 X#102 F80;
N133 Z#103;
N134 G02 I[-#102-86] F70;
N135 #101=#101+1.5;
N136 ENDW;
N137 G49 G00 Z150;
N138 G40 G00 X0 Y0 M05;
N139 M06 T10;(精加工中间凸台曲面) N140 G54G90G18G21G40;
N141 M03 S800;
N142 G43 G00 Z50;
N143 X-22 Y-24;
N144 G01 Z0;
N145 X-15 F1000;
N146 #25=-24;
N147 WHILE [#25 LE 24];
N148 G02 X15 Y[#25] R25;
N149 #25=#25+0.1;
N150 Y[#25] F100;
N151 G03 X-15 Y[#25] R25 F1000;
N152 #25=#25+0.1;
N153 G01 Y[#25] F100;
N154 ENDW;
N155 Z1;
N156 G49 G00 Z150;
N157 M30;
子程序:
Ospp2
N1 G00 X-22.5 Y0;
N2 G01 Z#101 F150;
N3 G03 Z#26 I-5 K#14 F80;
N4 G41 G01 X-40 Y0 D#4 F#9;
N5 Y-32;
N6 G03 X-32.1288 Y-39.999 R8;
N7 G02 X-21.9288 Y-45.999 R12;
N8 G03 X-15 Y-50 R8;
N9 G01 X15;
N10 G03 X21.9288 Y-45.999 R8;
N11 G02 X32.1088 Y-39.999 R12; N12 G03 X40 Y-32 R8;
N13 G01 Y32;
N14 G03 X32.1288 Y39.999 R8; N15 G02 X21.9288 Y45.999 R12; N16 G03 X15 Y50 R8;
N17 G01 X-15;
N18 G03 X-21.9288 Y45.999 R8; N19 G02 X-32.1288 Y39.999 R12; N20 G03 X-40 Y32 R8;
N21 G01 X-40 Y0;
N22 G03 X-15 Y0 R12.5;
N23 G01 X-15 Y24;
N24 X15;
N25 Y-24;
N26 X-15;
N27 Y0;
N28 G03 X-27.5 Y12.5 R12.5;
N29 G01 Z3 F150;
N30 G00 Z100;
N31 M99;
Ospp3
N1 G00 X-112.558 Y-68;
N2 Z#26;
N3 G01 G41 X-102.166 Y-60 D#4 F#9; N4 X-85.943 Y-31;
N5 G03 X-90.388 Y-23.596 R6 F[#9-20]; N6 G02 X-110 Y0 R24;
N7 G03 X-128 Y0 R9;
N8 X-108.708 Y-35.332 R42 F[#9-20]; N9 G01 X-112.132 Y-41.262 F#9;
N10 X-113.479 Y-33.922;
N11 X-113.308 Y-43.828;
N12 X-123;
N13 G00 Y-68;
N14 G40 X-112.558 Y-68;
N15 Z50;
N16 M99;