機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文典型凸臺(tái)零件的數(shù)控工藝編程及仿真加工全套圖紙

1、目目 錄錄1 前言前言 .32 零件的數(shù)控工藝分析零件的數(shù)控工藝分析 .42.1 零件圖的分析.42.2 確定數(shù)控加工工藝.52.3 刀具和切削用量的選擇.62.4 零件的裝夾及夾具的選擇.63 數(shù)控加工程序的編制數(shù)控加工程序的編制 .73.1 程序原點(diǎn)的設(shè)置.73.2 對(duì)刀方法和設(shè)置.73.3 數(shù)值計(jì)算.123.4 編制程序.124 仿真過程和結(jié)果仿真過程和結(jié)果 .184.1 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件簡(jiǎn)介.184.2 仿真過程.194.3 仿真結(jié)果.225 總結(jié)總結(jié) .236 致謝致謝 .24參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .251 前言裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控

2、技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國(guó)防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說過“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn)” 。制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策。

3、總之，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706利用數(shù)控機(jī)床對(duì)典型零件進(jìn)行分析，確定其加工工藝、加工方法、路線、工藝參數(shù)。和加工這個(gè)零件用到的刀具，以方便選擇刀具，預(yù)備刀具，計(jì)算相鄰輪廓交點(diǎn)坐標(biāo)，以及怎么裝夾，所用的夾具，然后手工編程，程序校驗(yàn)，校驗(yàn)無誤，最后進(jìn)行加工，制造出精度較高的合格零件。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，數(shù)控加工技術(shù)對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)（it、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因?yàn)樾省①|(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主題。高速、高精加工技術(shù)可極大地

4、提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。而對(duì)于數(shù)控加工，無論是手工編程還是自動(dòng)編程，在編程前都要對(duì)所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對(duì)一些工藝問題（如對(duì)刀點(diǎn)、加工路線等）也需要一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的產(chǎn)品。 本文根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，針對(duì)具體的零件，進(jìn)行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，并進(jìn)行了編程及仿真2 零件的數(shù)控工藝分析2.1 零件圖的分析該零件由通孔、沉孔、凸臺(tái)、凹槽、球面孔組成，如圖 1。其中尺寸精度和表面粗糙度如圖所示。零件材料為 45#鋼，熱處

5、理調(diào)質(zhì)硬度250-300hbs。由于典型零件需要配合的薄壁零件，形狀比較簡(jiǎn)單，但是工序復(fù)雜，表面質(zhì)量和精度要求高，所以從精度要求上考慮，定位和工序安排比較關(guān)鍵。為了保證加工精度和表面質(zhì)量，根據(jù)毛胚形狀和尺寸，分析采用兩次定位（一次粗定位，一次精定位）裝夾加工完成，按照 基準(zhǔn)面先 主后次、先近后遠(yuǎn)、先里后外、先粗加工后精加工、先面后孔的原則依次劃分工序加工.。圖 1 零件圖2.2 確定數(shù)控加工工藝加工順序從右到左進(jìn)行，具體加工工步：1）鉆定位孔，銑削上部平面和四個(gè)側(cè)面，粗、精銑凸臺(tái)；2）銑凹槽、鉆中心孔、鉆螺紋空底孔；3）攻絲、鉆中心孔孔底；4）鏜孔、銑倒角。表 1 零件的加工工序卡零件圖號(hào)零件

6、名稱文件編號(hào)第 頁數(shù)控加工工序卡nc 01xxx工序號(hào)工序名稱材料銑輪廓45 鍛鋼加工車間設(shè)備型號(hào)主程序名子程序名加工原點(diǎn)%001g50刀具半徑補(bǔ)償?shù)毒唛L(zhǎng)度補(bǔ)償25050工 裝裝夾板工步號(hào)工步內(nèi)容夾具刀具1鉆定位孔虎鉗t012盤銑刀裝夾板t02工藝員xxx校對(duì)xxx審定批準(zhǔn)2.3 刀具和切削用量的選擇銑削上部平面時(shí)，選取 1 號(hào)刀具：面銑刀刀具半徑 50mm，刀具長(zhǎng)度100mm，刀柄選用配套錐頭刀柄。主軸轉(zhuǎn)速取粗車切削速度 v=120m/min，根據(jù)毛坯尺寸，并結(jié)合實(shí)際選取粗車時(shí)轉(zhuǎn)速 n=2000r/min。進(jìn)給速度計(jì)算得，銑削上部凸臺(tái)取進(jìn)給量 f=0.22mm/r，計(jì)算得銑削進(jìn)給速度 v=1

7、20mm/min，粗、精加工上下大小凸臺(tái)選用 v=80mm/min。表 2 刀具選擇及參數(shù) 刀號(hào) 刀具名稱 規(guī)格 用途 t01 鉆頭 50*100鉆定位孔 t02 三面刃銑刀 10*100銑上平面 t03三面刃銑刀5*100粗銑上凸臺(tái)2.4 零件的裝夾及夾具的選擇裝夾方案可知，該零件屬于典型銑削類零件，沒有特殊要求。故而采用通用虎鉗裝夾，如圖 2 所示 。圖 2 虎鉗裝夾夾具圖3 數(shù)控加工程序的編制3.1 程序原點(diǎn)的設(shè)置程序原點(diǎn)是指程序中的坐標(biāo)原點(diǎn)，即在數(shù)控加工時(shí)，刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。本次加工中以零件的上表面幾何中心作為基準(zhǔn)建立坐標(biāo)系，坐標(biāo)原點(diǎn)為o。3.2 對(duì)刀方法和設(shè)置首先設(shè)定毛坯，如

8、下圖，圖 3 定義毛坯圖設(shè)定夾具，由于本零件為典型銑削類零件，底面和側(cè)面要求精度較高，故而采用先打中心定位孔，再使用工藝板進(jìn)行裝夾。采用零點(diǎn)偏移值來設(shè)置程序原點(diǎn)，使用標(biāo)準(zhǔn)尋邊器進(jìn)行對(duì)刀操作如下圖，通過對(duì)刀將刀偏值寫入?yún)?shù)從而獲得工件坐標(biāo)系。這種方法操作簡(jiǎn)單，可靠性好，他通過刀偏與機(jī)械坐標(biāo)系緊密的聯(lián)系在一起，只要不斷電、不改變刀偏值，工件坐標(biāo)系就會(huì)存在且不會(huì)變，即使斷電，重啟后回參考點(diǎn)，工件坐標(biāo)系還在原來的位置。圖 4 選擇基準(zhǔn)工具把尋邊器移到到工件左側(cè)距離零件合適位置，換用手輪調(diào)節(jié)距離工件位置，然后利用塞尺測(cè)量跟工件的松緊程度，由工件的精度可知，這里采用 0.05mm 的塞尺，直到塞尺顯示合適

9、為止，如下圖圖 5 塞尺測(cè)量圖 6 塞尺提示信息 此時(shí)記錄 crt 屏幕上的 x 軸坐標(biāo)，如下圖圖 7 crt 顯示器 x 左側(cè)坐標(biāo)獲取零件右側(cè) x 軸坐標(biāo)，把尋邊器移到到工件左側(cè)距離零件合適位置，換用手輪調(diào)節(jié)距離工件位置，然后利用塞尺測(cè)量跟工件的松緊程度，由工件的精度可知，這里采用0.05mm 的塞尺，直到塞尺顯示合適為止，如下圖圖 8 塞尺提示信息圖 9 crt 顯示器上右側(cè) x 軸坐標(biāo)以此類推，分別獲得工件右側(cè) x 軸機(jī)床坐標(biāo)、y 軸前側(cè)和后側(cè)坐標(biāo)。z 軸對(duì)刀：由于刀具長(zhǎng)度不一樣，z 軸對(duì)刀不能采用尋邊器對(duì)刀，換下尋邊器，換上 1 號(hào)銑刀，進(jìn)行 z 軸對(duì)刀，如下圖，圖 10 塞尺提示信息

10、圖 11 crt 顯示器上右側(cè) z 軸坐標(biāo)以上操作對(duì)刀完成，有下面計(jì)算可得零點(diǎn)偏置坐標(biāo)參數(shù)，0 .5002xx）（右側(cè)左側(cè)偏置x0005.4152yyy）（右側(cè)左側(cè)偏置95.317z偏置選擇 offset seting 按鈕，如下圖圖 12 選擇按鈕輸入偏置坐標(biāo)，如下圖圖 13 輸入偏置坐標(biāo)以上操作步驟完成了基準(zhǔn)刀具的對(duì)刀。則 crt 屏幕上的絕對(duì)坐標(biāo)值處顯示基準(zhǔn)刀具刀尖在工作坐標(biāo)系的位置。如下圖圖 14 crt 顯示器上機(jī)床回參考點(diǎn)后的的偏置坐標(biāo)3.3 數(shù)值計(jì)算起刀點(diǎn)坐標(biāo)（0，0） ；3.4 編制程序%o0001(o0001)n100 g21n102 g0 g17 g40 g49 g80 g

11、90( 銑平面 )n104 t1 m6n106 g0 g90 g54 x-190. y58.998 a0. s1000 m3n108 g43 h1 z25.n110 z10.n112 g1 z0. f50.n114 x190. f200.n116 g0 z25.n118 x-190. y0.n120 z10.n122 g1 z0. f50.n124 x190. f200.n126 y-58.998n128 x-190.n130 g0 z25.n132 m5n134 g91 g28 z0.n136 a0.n138 m01( 銑外輪廓 )n140 t2 m6n142 g0 g90 g54 x-96

12、. y-99. a0. s1200 m3n144 g43 h2 z25.n146 z2.n148 g1 z-4.75 f50.n150 y-83. f150.n152 g2 x-80. y-67. i16. j0.n154 g1 x80.n156 g3 x88. y-59. i0. j8.n158 g1 y59.n160 g3 x80. y67. i-8. j0.n162 g1 x-80.n164 g3 x-88. y59. i0. j-8.n166 g1 y-59.n168 g3 x-80. y-67. i8. j0.n170 g2 x-64. y-83. i0. j-16.n172 g1

13、y-99.n174 g0 z25.n176 x-96.n178 z2.n180 g1 z-9.5 f50.n182 y-83. f150.n184 g2 x-80. y-67. i16. j0.n186 g1 x80.n188 g3 x88. y-59. i0. j8.n190 g1 y59.n192 g3 x80. y67. i-8. j0.n194 g1 x-80.n196 g3 x-88. y59. i0. j-8.n198 g1 y-59.n200 g3 x-80. y-67. i8. j0.n202 g2 x-64. y-83. i0. j-16.n204 g1 y-99.n206

14、g0 z25.n208 x-96.n210 z2.n212 g1 z-14.25 f50.n214 y-83. f150.n216 g2 x-80. y-67. i16. j0.n218 g1 x80.n220 g3 x88. y-59. i0. j8.n222 g1 y59.n224 g3 x80. y67. i-8. j0.n226 g1 x-80.n228 g3 x-88. y59. i0. j-8.n230 g1 y-59.n232 g3 x-80. y-67. i8. j0.n234 g2 x-64. y-83. i0. j-16.n236 g1 y-99.n238 g0 z25.n

15、240 x-96.n242 z2.n244 g1 z-19. f50.n246 y-83. f150.n248 g2 x-80. y-67. i16. j0.n250 g1 x80.n252 g3 x88. y-59. i0. j8.n254 g1 y59.n256 g3 x80. y67. i-8. j0.n258 g1 x-80.n260 g3 x-88. y59. i0. j-8.n262 g1 y-59.n264 g3 x-80. y-67. i8. j0.n266 g2 x-64. y-83. i0. j-16.n268 g1 y-99.n270 g0 z25.n272 x-96.n

16、274 z2.n276 g1 z-23.75 f50.n278 y-83. f150.n280 g2 x-80. y-67. i16. j0.n282 g1 x80.n284 g3 x88. y-59. i0. j8.n286 g1 y59.n288 g3 x80. y67. i-8. j0.n290 g1 x-80.n292 g3 x-88. y59. i0. j-8.n294 g1 y-59.n296 g3 x-80. y-67. i8. j0.n298 g2 x-64. y-83. i0. j-16.n300 g1 y-99.n302 g0 z25.n304 x-96.n306 z2.n

17、308 g1 z-28.5 f50.n310 y-83. f150.n312 g2 x-80. y-67. i16. j0.n314 g1 x80.n316 g3 x88. y-59. i0. j8.n318 g1 y59.n320 g3 x80. y67. i-8. j0.n322 g1 x-80.n324 g3 x-88. y59. i0. j-8.n326 g1 y-59.n328 g3 x-80. y-67. i8. j0.n330 g2 x-64. y-83. i0. j-16.n332 g1 y-99.n334 g0 z25.n336 x-96.n338 z2.n340 g1 z-

18、33.25 f50.n342 y-83. f150.n344 g2 x-80. y-67. i16. j0.n346 g1 x80.n348 g3 x88. y-59. i0. j8.n350 g1 y59.n352 g3 x80. y67. i-8. j0.n354 g1 x-80.n356 g3 x-88. y59. i0. j-8.n358 g1 y-59.n360 g3 x-80. y-67. i8. j0.n362 g2 x-64. y-83. i0. j-16.n364 g1 y-99.n366 g0 z25.n368 x-96.n370 z2.n372 g1 z-38. f50.

19、n374 y-83. f150.n376 g2 x-80. y-67. i16. j0.n378 g1 x80.n380 g3 x88. y-59. i0. j8.n382 g1 y59.n384 g3 x80. y67. i-8. j0.n386 g1 x-80.n388 g3 x-88. y59. i0. j-8.n390 g1 y-59.n392 g3 x-80. y-67. i8. j0.n394 g2 x-64. y-83. i0. j-16.n396 g1 y-99.n398 g0 z25.n400 m5n402 g91 g28 z0.n404 a0.n406 m01說明（此部分由

20、于程序太多，考慮到說明書的字?jǐn)?shù)，剩余的程序單存儲(chǔ)在文件夾中）4 仿真過程和結(jié)果4.1 數(shù)控加工仿真系統(tǒng)軟件簡(jiǎn)介上海宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)提供車床、立式銑床、臥式加工中心、立式加工中心； 控制系統(tǒng)有 fanuc 系統(tǒng)、siemens 系統(tǒng)、三菱系統(tǒng)、大森系統(tǒng)、華中數(shù)控系統(tǒng)、廣州數(shù)控系統(tǒng)以及上海市技能鑒定機(jī)構(gòu)所采用的 pa 系統(tǒng)。 豐富的刀具材料庫 采用數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理刀具材料和性能參數(shù)庫， 刀具庫含數(shù)百種不同材料和形狀的車刀、銑刀， 支持用戶自定義刀具以及相關(guān)特征參數(shù)。 機(jī)床操作全過程仿真 仿真機(jī)床操作的整個(gè)過程；毛坯定義、工件裝夾、壓板安裝、基準(zhǔn)對(duì)刀、安裝刀具、機(jī)床手動(dòng)操作等仿真。 加工運(yùn)行全環(huán)境仿真

21、 仿真數(shù)控程序的自動(dòng)運(yùn)行和 mdi 運(yùn)行模式；三維工件的實(shí)時(shí)切削，刀具軌跡的三維顯示；提供刀具補(bǔ)償、坐標(biāo)系設(shè)置等系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定。本軟件具備對(duì)數(shù)控機(jī)床操作全過程和加工運(yùn)行全環(huán)境仿真的功能。可以進(jìn)行數(shù)控編程的教學(xué)，能夠完成整個(gè)加工操作過程的教學(xué)。使原來需要在數(shù)控設(shè)備上才能完成的大部分教學(xué)功能可以在這個(gè)虛擬制造環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。 由于大部分的實(shí)訓(xùn)活動(dòng)可以在本仿真系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，使用本仿真軟件將大大減少在數(shù)控機(jī)床設(shè)備上的資金投入，從而可以加快當(dāng)前緊缺數(shù)控加工操作技術(shù)人員的培訓(xùn)速度。由于使用仿真軟件，也大大減少工件材料和能源的消耗，從而可以降低培訓(xùn)成本。由于仿真軟件不存在安全問題，學(xué)員可以大膽地、獨(dú)立地進(jìn)行學(xué)習(xí)和

22、練習(xí)。本軟件中不僅具有對(duì)學(xué)員編制的數(shù)控程序進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、具體指出錯(cuò)誤原因的功能，還具有在真實(shí)設(shè)備上無法實(shí)現(xiàn)的三維測(cè)量功能。這些功能使得學(xué)員可以進(jìn)行自我學(xué)習(xí)，自我檢測(cè)加工零件幾何形狀的精度，大大降低了教師的工作強(qiáng)度。4.2 仿真過程圖 15 數(shù)控加工仿真選擇機(jī)床示意圖圖 16 “數(shù)控加工仿真系統(tǒng)”軟件界面圖 17 回參考點(diǎn)導(dǎo)入外部數(shù)控程序，操作如圖所示，圖 18 導(dǎo)入外部程序圖 19 導(dǎo)入程序示意圖圖 20 輸入數(shù)控程序前后的 crt 界面圖 21 裝刀具示意圖4.3 仿真結(jié)果圖 22 最后仿真結(jié)果5 總結(jié)這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解。在今

23、后社會(huì)的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會(huì)及他人對(duì)你的認(rèn)可！ 回顧起此課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，從理論到實(shí)踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué) 的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)控車床系統(tǒng)進(jìn)行程序指令編寫以及應(yīng)用，使自己進(jìn)一步熟悉了工藝編制過程及數(shù)控基本編程指令基本意義。從以上編寫的程序，我們可以了解到數(shù)控技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，熟悉了數(shù)控編程的步驟和方法，基本上掌握了數(shù)控車削零件加工編程，使自己加深