畢業(yè)設(shè)計數(shù)控銑削零件加工工藝設(shè)計及自動編程

1、正文一 數(shù)控加工工藝1 圖面分析如圖 11 所示，毛坯為 110X110x40加工下圖零件 , 要求外形加工深為 10mm、開放槽與內(nèi)孔加工深為 5mm、U形槽與鍵槽加工深為 4mm。尺寸無公差要求。圖 112 零件毛坯的工藝分析零件在進行數(shù)控銑削加工時，由于加工過程的自動化，所以要注意各方面的問題，如裝夾問題在設(shè)計毛坯時就要仔細考慮好。毛坯應(yīng)該有足夠的余量及加工鋼度，這里毛坯選擇： 45#鋼尺寸： 102mmx102mmx12mm3 零件加工工藝的分析數(shù)控加工工藝文件既是數(shù)控加工、產(chǎn)品的依據(jù)，也是操作者必須遵守、執(zhí)行的規(guī)程。它是編程人員在編制加工程序單時必須編制的技術(shù)文件。本零件由于軌跡加工

2、復(fù)雜，而且精度要求高，所以選擇在數(shù)控銑床上加工4 加工方案及加工路線的確定確定加工方案時，首先應(yīng)該根據(jù)主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步確定為達到這些要求所需要的加工方法。此時要考慮數(shù)控機床使用的合理性和經(jīng)濟性，并充分發(fā)揮數(shù)控機床的功能。以零件平臺左下角作為坐標原點，工件需要加工的地方有 U 形槽、開放槽、鍵槽和外形輪廓，按所選刀具進行加工路線的確定：粗、精銑外輪廓粗、精銑鍵槽粗銑開放槽和 U形槽精銑開放槽和 U形槽。1）數(shù)控銑削加工的編程任務(wù)書，見表11表 1 1數(shù)控編程任務(wù)書產(chǎn)品零件圖號03000-30任務(wù)書編號數(shù)控 0921 班數(shù)控編程*零件名稱任務(wù)書共 1使用數(shù)控設(shè)備數(shù)控加工中心頁

3、主要工藝說明及技術(shù)要求：1、數(shù)控銑削加工零件軌跡曲線的精度要求。詳見產(chǎn)品工藝卡。2、技術(shù)要求詳見零件圖1-1收到編程時間12 月 28日經(jīng)手人*編制陳志榮審核*編程*審核*批準2）確定裝夾方案：由于夾具確定了零件在數(shù)控機床坐標系中的位置，因而根據(jù)要求夾具能保證零件在機床坐標系的正確坐標方向，同時協(xié)調(diào)零件與機床坐標系的尺寸。工件坐標系在工件的中心位置，Z 軸方向在工件的上表面。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，加工外形輪廓、內(nèi)形輪廓，可選用精密壓板進行裝夾。3）數(shù)控銑削加工工序：數(shù)控銑削加工分粗加工和精加工二次銑削進行，其基本工序如下：外形輪廓粗銑加工使用直徑是12mm的硬質(zhì)合金立銑刀：鍵槽粗銑加工使用直徑是

4、12mm的硬質(zhì)合金鍵槽銑刀，精加工分別留0.3mm、0.2mm，精銑加工：使用直徑是8mm的硬質(zhì)合金鍵槽銑刀。詳細數(shù)控加工工序卡和切削用量選擇見表 12 表 1 2 數(shù)控加工工序卡機械廠數(shù)控加工工序卡廠品名城或代號零件名稱圖號03000-30工藝序號程序編號夾具名稱夾具編號使用設(shè)備車間01O0130精密虎鉗00001加工中心VMC-55工步號工步內(nèi)容加工面刀具號刀具主軸進給背吃備規(guī)格轉(zhuǎn)速速度刀量注1銑外形輪廓外輪廓T0110001002銑鍵槽內(nèi)輪廓T0260090粗銑開放槽和 U 形T02600803槽內(nèi)槽精銑開放槽和 U 形T02500604槽內(nèi)槽編制陳志榮審核批準第 1 頁共 1 頁4）數(shù)

5、控銑削加工刀具：刀具的選擇是數(shù)控加工中重要的工藝內(nèi)容之一，他不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時，選擇刀具通常要考慮機床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。與傳統(tǒng)的加工方法相比，數(shù)控加工對刀具的要求更高。不僅要求精度高、剛度高、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。這就要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料制造數(shù)控加工刀具，并優(yōu)選刀具參數(shù)。選取刀具時，使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀。銑削平面時，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀。對一些主體型面和變斜角輪廓行的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形刀、錐形刀和盤

6、形刀。曲面加工常采用球頭銑刀，但加工曲面較低和平坦部位時，刀具以球頭頂端刃切削，切削條件較差，因而應(yīng)采用環(huán)形刀。此零件使用直徑是 12mm的硬質(zhì)合金立銑刀和直徑為 8mm的硬質(zhì)合金立銑刀進行內(nèi)外輪廓粗加工，再用直徑 12mm的立銑刀進行外輪廓的精加工，用直徑 8mm的立銑刀進行內(nèi)輪廓的精加工，這樣有利于表面粗糙度的保證。數(shù)控刀具明細表及數(shù)控刀具卡見表1 3表 13 數(shù)控刀具明細表及數(shù)控刀具卡零件圖號零件名稱材料數(shù)控刀具程序編號車間使用設(shè)備03000-3045#鋼明細表O0130機 6加工中心刀具換刀方式加工部位刀具號 刀位號刀具名稱直徑長度手動/ 自動設(shè)定補償設(shè)定T11 號刀位12mm立銑刀1

7、2mm12手動外形輪廓T22 號刀位8mm立銑刀8mm12手動內(nèi)輪廓編制陳志榮審核批準第1頁共1頁二、自動編程概述自動編程技術(shù)使用計算機幫助人們解決復(fù)雜零件的數(shù)控加工編程問題。計算機完成大量瑣碎的數(shù)值計算，并省去了編寫單位的工作量，因而能提高變成效率。自動編程關(guān)鍵在于解決手工編程無法解決的許多復(fù)雜形狀零件變成問題。自動編程按照編程方式的不同劃分為APT語言和圖形編程兩種方式。 APT程序語言系統(tǒng)現(xiàn)在已很少使用；圖形編程方式的主要特點是一圖形要素作為輸入方式，在圖形交互方式下，用戶輸入加工量間的幾何形狀，選擇刀具參數(shù)、定義機床、確定走到軌跡等，計算機自動計算到位數(shù)據(jù)，并能進行加工過程的模擬和仿真

8、，最后生成程序，圖形編程方式形象、直觀、效率高。固現(xiàn)在人們通常用圖形編程方式。三、數(shù)控仿真加工數(shù)控加工操作和說明數(shù)控銑床加工的零件，其加工質(zhì)量要求比較高。所以在數(shù)控加工過程中的各個環(huán)節(jié)都應(yīng)嚴格操作。（1）必須按照數(shù)控加工工件方法安裝工件。安裝后工件徑向跳動不得大于0.025mm。（2）必須應(yīng)用對刀樣板準確校正程序設(shè)定的零點。（3）如若零件的表面粗糙度達不到要求，則應(yīng)更該加工參數(shù)，再達不到要求更換新刀重新進行數(shù)控加工。數(shù)控仿真加工基本操作數(shù)控仿真加工即是將實際的機床操作在計算機上的模擬。數(shù)控仿真加工的操作步驟如下：（1）進入數(shù)控仿真系統(tǒng)界面后，首先要選擇所需機床，本書中選擇的是 FANUC立式加

9、工中心。然后急停釋放、啟動、回參考點。（2）將編好的的程序通過 DNC傳送輸入到機床的數(shù)控裝置，或直接在操作面板上輸入程序。程序?qū)牒?，在機床鎖定的條件下空運行此程序，檢查其編寫有無錯誤并進行調(diào)試。（3）定義毛坯尺寸， 并選擇夾具。根據(jù)要求選擇刀具， 并將其安裝在對應(yīng)的刀座上。（4）對刀和參數(shù)設(shè)置。在 X、Y、Z 軸分別對刀后的測量值輸?shù)綌?shù)控裝置的參數(shù)界面中。（5）根據(jù)程序加工零件。（6）完成后測量零件，檢查其各部分尺寸是否達到要求。四用 CIMATRON進行自動編程先用 Cimatron 制作零件的三維圖，然后進行零件的加工工藝分析，選擇合適的加工工藝。選擇機床，在此選擇FANUC立式加工中

10、心，然后在軟件上定義毛坯大小和坐標原點，在此選擇零件上表面的中心為坐標原點。先進行零件的整體粗加工，選擇合適的粗加工刀具方式，這里選擇曲面環(huán)繞粗加式方式。再進行內(nèi)外輪廓精加工，分別采用外形加工和挖槽加工最后再鉆孔加工。最后進行倒角的加工。在每個刀具路徑設(shè)置時都必須選擇合適的參數(shù)，才能生出合理的刀具軌跡。然后選擇合適的控制方法和合理的參數(shù)設(shè)置對零件進行模擬加工。1 Cimatron自動編程隨著 CAD/CAM、數(shù)控加工及快速成型等先進制造技術(shù)的不斷發(fā)展，Cimatron 是業(yè)界公認的最優(yōu)秀的CAD/CAM加工軟件之一，也是目前在模具行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的CAD/CAM軟件之一，具有一般加工所需要的多

11、項功能，并有人性化、智能化的特點，還有刀路計算快、 NC文件短等優(yōu)點；同時其編程操作簡單而易用。根據(jù)零件的形狀及其要求，按照合理的方法及其正確的參數(shù)設(shè)置才能產(chǎn)生出合理的刀軌路徑。(1) 用直徑為 12mm的硬質(zhì)合金立銑刀粗精加工外形輪廓，其加工圖樣為：(2) 用直徑為 8mm的硬質(zhì)合金立銑刀使用 CIMATRON中的 POCKET方式進行鍵槽粗精加工，其加工圖樣為：（3） 用直徑為 12mm的硬質(zhì)合金鍵槽銑刀使用 CIMATRON中的 WCUT方法進行粗加工，其加工圖樣為（4）用直徑為 12mm的硬質(zhì)合金鍵槽銑刀采用CIMATRON中的 WCUT方式進行精加工，其圖樣為：（5）最終加工成零件圖

12、樣為：2 Cimatron數(shù)控自動編程軟件后置處理的原理分析及其對NC程序的影響。（1）默認后置處理情形下，各工藝參數(shù)的設(shè)定對生成NC程序的影響因素分析。（2）后置處理（ *.PST ）文件的意義及文件結(jié)構(gòu)剖析。了解Cimatron 后置處理時自動生成程序時的流向控制關(guān)系。（3）探索改變后置處理（ *.PST）文件的主要參數(shù)項設(shè)置對生成NC程序的影響。如：程序番號與行號的輸出控制；圓弧插補的程序輸出格式控制；第四軸數(shù)據(jù)輸出的控制；換刀指令的輸出控制；自定義變量及其算法控制等。（4）了解現(xiàn)代制造中心現(xiàn)有數(shù)控機床系統(tǒng)的程序編寫特點，分析改進后置處理文件的可行性，構(gòu)思改進方案。針對現(xiàn)有的數(shù)控機床系統(tǒng)

13、 （ HNC、FANUC、MITSUBISHI、MAZAKA等）完成其相適應(yīng)的后置處理文件的修改。（5）調(diào)試驗證改進的后置處理程序，理想的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖樣的合格工件，同時應(yīng)能使數(shù)控機床的功能得到合理的應(yīng)用和充分的發(fā)揮。數(shù)控機床是一種高效率的自動化設(shè)備，它的效率高于普通機床的23 倍，所以，要充分發(fā)揮數(shù)控機床的這一特點，必須熟練掌握其性能、特點、使用操作方法，同時還必須在編程之前正確地確定加工方案。結(jié)論這次畢業(yè)設(shè)計是我對大學(xué)學(xué)習(xí)的總結(jié)，他使我懂得了理論與實踐的重要性，它體現(xiàn)了我在大學(xué)中所學(xué)知識的綜合應(yīng)用。畢業(yè)設(shè)計說明書是畢業(yè)生提交的一份有一定學(xué)術(shù)價值的科技論文，是對我們學(xué)習(xí)成果的

14、綜合性總結(jié)和檢閱，是在教師指導(dǎo)下所取得的科技成果的文字記錄，也是檢驗學(xué)生掌握知識的程度、分析問題和解決問題基本能力的一份綜合答卷，還是對學(xué)校人才培養(yǎng)效果的全面檢驗，是學(xué)校教育教學(xué)質(zhì)量評價的重要內(nèi)容。 。通過本課題的設(shè)計，我對數(shù)控加工的整個過程有了比較全面的了解。在設(shè)計過程當中通過選擇刀具，使我對數(shù)控機床刀具系統(tǒng)的各類和特點及數(shù)控機床刀具材料和使用范圍有了較深的了解，基本掌握了數(shù)控機床刀具的選用方法；經(jīng)過設(shè)計加工工藝方案，進一步了解了工件定位的基本原理、 定位方式與定位元件及數(shù)控機床用夾具的種類與特點，對教材中有關(guān)定位基準的選擇原則與數(shù)控加工夾具的選擇方法有了更深的理解；經(jīng)過編制零件的加工程序，

15、基本熟悉數(shù)控編程的主要內(nèi)容及步驟、編程的種類、程序的結(jié)構(gòu)與格式，對數(shù)控編程前數(shù)學(xué)處理的內(nèi)容、基點坐標、輔助程序段的數(shù)值計算等有了進一步的認識。另外，我還學(xué)會了利用自動編程軟件 CIMATRON對零件進行造型、 加工軌跡生成、后置處理及加工程序向機床傳輸加工等技術(shù)和方法。工藝設(shè)計、數(shù)值計算及程序編制的整個過程雖然任務(wù)比較繁重，但在設(shè)計過程中自己通過不斷學(xué)習(xí)和實踐，每解決一個問題，都會感到不盡的喜悅和興奮。在編寫畢業(yè)設(shè)計的過程中，我翻閱了大量的相關(guān)資料，對兩年多來所學(xué)專業(yè)知識進行了全面系統(tǒng)的分析、整理、總結(jié)。這不僅使我們兩年多來所學(xué)的知識得到了鞏固和提高，使我們對數(shù)控技術(shù)的專業(yè)知識有了更寬廣更深入

16、的了解，增加了對工件設(shè)計和數(shù)控加工的經(jīng)驗。更重要的是，在此過程中提高了我們自學(xué)和查閱資料的能力，鍛練了我們分析和解決問題的能力。通過本設(shè)計的實踐，真切體會到理論必須和生產(chǎn)實踐相結(jié)合。教材中所學(xué)到的許多內(nèi)容在實踐中得到了印證，但在具體操作中也出現(xiàn)了一些意想不到的問題，在工藝方案確定后，加工程序也經(jīng)過多次調(diào)試、修改才最終完成了零件的加工。看到自己加工出的合格的零件，我對自己和我的專業(yè)更加充滿信心。另外，通過這次畢業(yè)設(shè)計，我深入體會到現(xiàn)代制造技術(shù)的先進性?，F(xiàn)代機械制造技術(shù)依靠 CAD/CAM軟件的應(yīng)用，即提高了機械制造技術(shù)的效率和精度，又節(jié)省了勞動力，實現(xiàn)了自動化制造。編 者2012年3.20參考文

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