數(shù)控零件加工編程及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

目 錄 1 專用夾具設(shè)計(jì)任務(wù) . 2 2 夾具設(shè)計(jì) . 4 2.1 零件分析及夾具方案對(duì)比 . 4 2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 . 4 2.3 切削力及夾緊力計(jì)算 . 4 2.4 定位誤差分析 . 4 2.5 夾具設(shè)計(jì)及操作說(shuō)明 . 5 二、手工編程 . 8 1、工藝分析 . 9 2、加工程序 . 10 3：機(jī)床模擬 . 10 （ 1） 設(shè)置毛坯 . 10 （ 2） 刀具選擇 . 11 （ 3） 刀具補(bǔ)正設(shè)置 . 12 （ 4）：坐標(biāo)系設(shè)置 . 13 （ 5）：程序輸入 . 13 （ 6）：模擬結(jié)果 . 14 三、自動(dòng)編程 . 14 1：任務(wù)來(lái)源 . 14 2：加工工藝分析及規(guī)劃 . 15 3：參數(shù)設(shè)置 . 16 4：軟件模擬 . 19 5:后置處理 . 20 6： NC 代碼（部分） . 21 1 專用夾具設(shè)計(jì) 任務(wù) 本次專用夾具設(shè)計(jì)任務(wù)是建立在被加工零件的工藝流程已經(jīng)確定的前提下進(jìn)行的專用夾具設(shè)計(jì) ，具體零件及工藝加工工藝過(guò)程卡片如下： 此零件為 (零件簡(jiǎn)要說(shuō)明 ),其具體結(jié)構(gòu)及工程圖如下： 夾具設(shè)計(jì)零件圖 夾具設(shè)計(jì) 零件 工藝 圖 經(jīng)指導(dǎo)老師 指導(dǎo)了解到此零件夾具為鉆夾具，其工程圖 如下 2 夾具設(shè)計(jì) 2.1 零件分析及夾具方案對(duì)比 采用 6 點(diǎn)定位原理固定 零件，用 一個(gè)滑動(dòng) V 型塊固定他在水平方向的移動(dòng)。用定位套固定他在垂直方向的移動(dòng)。 滑動(dòng) V 型塊是用螺紋螺旋夾緊的方式來(lái)控制的，在固定后，利用螺紋的自鎖，防止由于加工過(guò)程中受力，是滑動(dòng) V 型塊滑動(dòng)，造成誤差和工件的損壞。 2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 零件的下端面。 2.3 切削力及夾緊力計(jì)算 V 型塊的加緊力和刀具進(jìn)給時(shí)的切削力。 根據(jù)靜力學(xué)平衡原理列出靜力平衡方程式，就可以計(jì)算出夾緊力。 2.4 定位誤差分析 （ 1） 定位誤差（ dw）的計(jì)算： jb ： 定位基準(zhǔn)重合 jb 0 db： db 1/2（ D d min） 1/2（ 0.027 0.009 0） 0.018 dw： jb 和 db 相關(guān) dw 0.018 dw 1/3 T 滿足要求。 孔的內(nèi)壁和下底面的垂直度要求 2.5 夾具設(shè)計(jì)及操作說(shuō)明 夾具底座 固定軸 軸套 軸套 滑動(dòng) V 型塊 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄 夾具三維裝配圖 二 、手工編程 任務(wù)來(lái)源 ： 已知毛坯是外徑 40mm 的鋁棒，割刀寬 4mm。試編寫(xiě)該零件的加工程序并進(jìn)行圖形模擬。 圖 1 1、工藝分析 圖中所示為階梯軸零件，其成品的最大直徑為 36mm，由于直徑較小，可采用 40mm 圓柱棒料加工后切斷即可。 圖中尺寸 18， 24， 36， 75 有尺寸要求，因此在編程前應(yīng)該分別對(duì)這些尺寸進(jìn)行數(shù)學(xué)處理為 17.99 23.99 36.01 和 74.985 帶入程序 由于階梯軸零件徑向尺寸變化較大，應(yīng)注意使用恒線速度切削功能的應(yīng)用，以提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 由于被加工零件的材料為鋁件，因此在選擇刀具應(yīng)該選擇較大的刀具前角和后角。同時(shí)對(duì)于加工切削速度的選擇，應(yīng)該在機(jī)床允許的范圍內(nèi)選擇較高的切削速度。 根據(jù)零件的加工要求 ， 輪廓粗、精車均采用可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金 93偏頭外園車刀，切斷采用寬 4mm 機(jī)夾硬質(zhì)合金切斷刀，螺紋采用高速鋼螺紋車刀。具體過(guò)程見(jiàn)下表。 加工步驟 加工內(nèi)容要求 刀具 主軸轉(zhuǎn)速(r/min)或切削速度(m/min) 進(jìn)給量 （ mm/r） 備注 1 粗車外輪廓，留單面余量0.2mm T01 轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金 93偏頭外園車刀 1200r/min 0.5 2 精車外輪廓至要求 T01 轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金 93偏頭外園車刀 120m/min 0.15 G96 恒線速度 3 切 6mm 寬退刀槽 T02 機(jī)夾硬質(zhì)合金切斷刀 120m/min 0.2 4 車 M30X2 螺紋 T03 螺紋車刀 800r/min G76 5 切斷 T02 機(jī)夾硬質(zhì)合金切斷刀 120m/min 0.2 2、加工程序 車削加工程序卡 零件號(hào) 0001 零件名稱 階梯軸 編制日期 2008-3-30 程序號(hào) O0001 編制人 姓名 * 序號(hào) 程序內(nèi)容 程序說(shuō)明 N10 G50 X50 Z50 工件坐標(biāo)系設(shè)定 N20 TO1O1 S1200 M03 F0.5 調(diào)用 T01 車刀，主軸預(yù)啟動(dòng)，設(shè)定工藝參數(shù) N30 G50 S2000 設(shè)定最高主軸轉(zhuǎn)速 2000r/min N40 G00 X42 Z0 接近工件 N50 G01 X-1 切斷面 N60 Z2 退刀 N70 G00 X50 Z10 進(jìn)入切削循環(huán)起點(diǎn) N80 G71 U1 R0.5 N90 G71 P100 Q240 U0.4 W0.2 N100 G00 X0 外輪廓精加工程序開(kāi)始 N110 G96 S120 F0.15 設(shè)定精加工恒線速度 120m/min, F0.15 N120 Z2 N130 G01 Z0 N140 G03 X17.99 Z-8.995 R8.995 N150 G01 Z-15 N160 X21 N170 X23.9 Z-37.5 N180 Z-46.5 N190 X27 N200 X30 Z-48 N210 Z-66.5 N220 X36.01 N230 Z-81 N240 N20 X41 外輪廓精加工程序結(jié)束 N250 N30 G70 P100 Q240 N260 M30 3：機(jī)床模擬 （ 1） 設(shè)置毛坯 啟動(dòng)斯沃?jǐn)?shù)控軟件后選擇 FUNUC 0iT 數(shù)控系統(tǒng)，進(jìn)入主界面，考慮到工件切斷及裝夾要求，故選擇毛坯尺寸為 40X125 的棒料，如下圖： （ 2） 刀具選擇 T01 刀具： T02 刀 具： T03 刀具： （ 3） 刀具補(bǔ)正設(shè)置 分別用 T01 T02 T03 刀具使用試切法獲得刀具長(zhǎng)度補(bǔ)正，其長(zhǎng)度補(bǔ)正分別為 T01 ： X=-260 Z=-470.833 T02 ： X=-260 Z=-475 T03： X=-260 Z=-476.002 由于 本程序加工使用了 G50 指令設(shè)置加工坐標(biāo)系， T01 為主刀具，因此其 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償為 0，而其它刀具和它的差為各自的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。 調(diào)整刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償分別為 T01 ： X=0 Z=0 T02 ： X=0 Z=-4.167 T03： X=0 Z=-5.169 并輸入相應(yīng)的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償寄存器中， 如下圖所示： （ 4）：坐標(biāo)系設(shè)置 由于本程序加工使用了 G50 指令設(shè)置加工坐標(biāo)系，因此坐標(biāo)系 G54 設(shè)置為 0， 0， 0 （ 5）：程序輸入 （ 6）：模擬結(jié)果 三 、自動(dòng)編程 1：任務(wù)來(lái)源 圖 6： 連桿 要求：采用兩種加工方式來(lái)進(jìn)行自動(dòng)編程及模擬。 掌握刀具參數(shù)、切削參數(shù)、各種加工方式的參數(shù)的修改。 2：加工工藝分析及規(guī)劃 本零件為一連桿模具的凸模，采用 UG 軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助自動(dòng)編程來(lái)加工零件的外形。其主要內(nèi)容為確定從粗加工到精加工的流程及加工余量的分配，同時(shí)選擇合適的刀具和加工工藝參數(shù)和切削方式，并進(jìn)行切削仿真和后置處理以生成供數(shù)控機(jī)床加工的數(shù)控代碼文件。 首先分析被加工零件的幾何形狀，被加工零件為連桿凸模，在進(jìn)行 NC 加工之前應(yīng)先完成加工毛坯的預(yù)加工為 220X100X50 長(zhǎng)方體，由該零件形狀特點(diǎn)，可以選擇機(jī)用臺(tái)鉗對(duì)工件底部20mm 的部分進(jìn)行裝夾。 該 零件的形狀較為復(fù)雜，其頂部有限制刀具進(jìn)入的凹槽，和球形的曲面。其凹槽部位的最小側(cè)邊的圓角半徑為 4.75mm，底部的圓角半徑為 2mm，因此其形狀限制了選擇的精加工刀具的最大直徑為 8mm 的銑刀，同時(shí)為了加工出 2mm 的圓角，該 8mm 的銑刀必須磨 2mm 的圓角。同時(shí)對(duì)于球形的曲面為了便于加工必須選擇球刀進(jìn)行加工。對(duì)于粗加工，考慮到精加工的刀具直徑，選擇 16mm 的銑刀。 具體加工流程見(jiàn)下表 加工步驟 加工內(nèi)容要求 刀具 加工方式 備注 1 粗銑加工留單面余量 0.5mm 16mm 硬質(zhì)合金銑刀 FOLLOW PERIPHERY 型腔銑 每層 2mm 2 半精銑留單面余量 0.1mm 8mm 硬質(zhì)合金銑刀帶 2mm 圓角 PROFILE 型腔銑 每層0.5mm 3 精銑零件所有表面 8mm 球道 FIXED_CONTOUR固定軸銑 刀軌間距0.5mm 3：參數(shù)設(shè)置 1 ：加工坐標(biāo)系設(shè)置 為了便于加工坐標(biāo)系的找正，加工坐標(biāo)系設(shè)置在零件的上表面的中心處 2 ：加工幾何體的設(shè)置 3 ：刀具設(shè)置 4 ：加工余量設(shè)置 5 ：粗加工參數(shù)設(shè)置 6 ：半精加工參數(shù)設(shè)置 7 ：精加工參數(shù)設(shè)置 4：軟件模擬 1 ：粗加工 2 ：半精加工 3 ：精加工 5:后置處理 6： NC 代碼（部分） % N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 :0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X0.0 Y2.4033 S0 M03 N0050 G43 Z.3937 H00 N0060 Z.1181 N0070 Z.0472 N0080 G1 Z-.0709 F9.8 M08 N0090 Y2.0018 N0100 X4.3307 N0110 G2 X4.364 Y1.9685 I0.0 J-.0333 N0120 G1 Y-1.9685 N0130 G2 X4.3307 Y-2.0018 I-.0333 J0.0 N0140 G1 X3.0852 N0150 Y-1.5884 N0160 G3 X3.0847 Y1.5884 I-1.1162 J1.5882 N0170 G1 X3.9506 N0180 Y-1.5884 N0190 X3.0852 N0200 Y