畢業(yè)設(shè)計(jì)_數(shù)控銑削零件加工工藝設(shè)計(jì)與自動(dòng)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(kāi)放槽與孔加工深為 5mm、 U形槽與鍵槽加工深為 4mm。尺寸無(wú)公差要求。剖10圖 112 零件毛坯的工藝分析零件在進(jìn)行數(shù)控銑削加工時(shí)，由于加工過(guò)程的自動(dòng)化，所以要注意各方面的問(wèn)題，如裝夾問(wèn)題在設(shè)計(jì)毛坯時(shí)就要仔細(xì)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(shí)必須編制的技術(shù)文件。本零件由于軌

2、跡加工復(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(shí)，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(dá)到這些要求所需要的加工方法。此時(shí)要考慮數(shù)控機(jī)床使用的合理性和經(jīng)濟(jì)性，并充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能。以零件平臺(tái)左下角作為坐標(biāo)原點(diǎn)，工件需要加工的地方有U 形槽、開(kāi)放槽、鍵槽和外形輪廓，按所選刀具進(jìn)行加工路線的確定：粗、精銑外輪廓粗、精銑鍵槽粗銑開(kāi)放槽和 U形槽精銑開(kāi)放槽和U 形槽。1）數(shù)控銑削加工的編程任務(wù)書(shū)，見(jiàn)表11表 11數(shù)控編程任務(wù)書(shū)產(chǎn)品零件圖號(hào)03000-30任務(wù)書(shū)編號(hào)數(shù)控 0921 班數(shù)控編程*零件名稱(chēng)任務(wù)書(shū)共 1使用數(shù)控設(shè)備數(shù)控加工中心

3、頁(yè)主要工藝說(shuō)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(jiàn)產(chǎn)品工藝卡。2、技術(shù)要求詳見(jiàn)零件圖1-1收到編程時(shí)間12 月28日經(jīng)手人*編制志榮審核*編程*審核*批準(zhǔn)2）確定裝夾方案：由于夾具確定了零件在數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，因而根據(jù)要求夾具能保證零件在機(jī)床坐標(biāo)系的正確坐標(biāo)方向，同時(shí)協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。工件坐標(biāo)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(diǎn)，加工外形輪廓、形輪廓，可選用精密壓板進(jìn)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(jìn)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

4、是 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(xì)數(shù)控加工工序卡和切削用量選擇見(jiàn)表 12表 12數(shù)控加工工序卡機(jī)械廠數(shù)控加工工序卡廠品名城或代號(hào)零件名稱(chēng)圖號(hào)03000-30工藝序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱(chēng)夾具編號(hào)使用設(shè)備車(chē)間01O0130精密虎鉗00001加工中心VMC-55工步號(hào)工步容加工面刀具號(hào)刀具主軸進(jìn)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銑鍵槽輪廓T02600903粗銑開(kāi)放槽和 U形槽T0260080槽4精銑開(kāi)放槽和 U形槽T0250060槽編制志榮審核批準(zhǔn)第 1 頁(yè)共 1 頁(yè)4）數(shù)控銑削加工刀

5、具：刀具的選擇是數(shù)控加工中重要的工藝容之一，他不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時(shí)，選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序容、工件材料等因素。與傳統(tǒng)的加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)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(shí)，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(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀。對(duì)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(pán)形刀。曲面加工常

6、采用球頭銑刀，但加工曲面較低和平坦部位時(shí)，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(jìn)行外輪廓粗加工，再用直徑 12mm的立銑刀進(jìn)行外輪廓的精加工， 用直徑 8mm的立銑刀進(jìn)行輪廓的精加工，這樣有利于表面粗糙度的保證。數(shù)控刀具明細(xì)表及數(shù)控刀具卡見(jiàn)表 13 表 13 數(shù)控刀具明細(xì)表及數(shù)控刀具卡零件圖號(hào)零件名稱(chēng)材料數(shù)控刀具程序編號(hào)車(chē)間使用設(shè)備03000-3045#鋼明細(xì)表O0130機(jī) 6加工中心刀具換刀方式加工部位刀具號(hào)刀位號(hào)刀具名稱(chēng)直徑長(zhǎng)度手動(dòng)/ 自動(dòng)設(shè)定補(bǔ)償設(shè)定T11 號(hào)刀位12mm立銑刀 12mm12手動(dòng)外

7、形輪廓T22 號(hào)刀位8mm立銑刀 8mm12手動(dòng)輪廓編制志榮審核批準(zhǔn)第1頁(yè)共1頁(yè)二、自動(dòng)編程概述自動(dòng)編程技術(shù)使用計(jì)算機(jī)幫助人們解決復(fù)雜零件的數(shù)控加工編程問(wèn)題。計(jì)算機(jī)完成大量瑣碎的數(shù)值計(jì)算，并省去了編寫(xiě)單位的工作量，因而能提高變成效率。自動(dòng)編程關(guān)鍵在于解決手工編程無(wú)法解決的許多復(fù)雜形狀零件變成問(wèn)題。自動(dòng)編程按照編程方式的不同劃分為APT語(yǔ)言和圖形編程兩種方式。APT程序語(yǔ)言系統(tǒng)現(xiàn)在已很少使用； 圖形編程方式的主要特點(diǎn)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(jī)床、確定走到軌跡等，計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算到位數(shù)據(jù)，并能進(jìn)行加工過(guò)程的模擬和仿真，最后生成程序，圖

8、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(shuō)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(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)嚴(yán)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(dòng)不得大于0.025mm。（ 2）必須應(yīng)用對(duì)刀樣板準(zhǔn)確校正程序設(shè)定的零點(diǎn)。（ 3）如若零件的表面粗糙度達(dá)不到要求，則應(yīng)更該加工參數(shù)，再達(dá)不到要求更換新刀重新進(jìn)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(shí)際的機(jī)床操作在計(jì)算機(jī)上的模擬。數(shù)控仿真加工的操作步驟如下：（ 1）進(jìn)入數(shù)控仿真系統(tǒng)界面后，首先要選擇所需機(jī)床，本書(shū)中選擇的是FANUC立式加工中心。然

9、后急停釋放、啟動(dòng)、回參考點(diǎn)。（ 2）將編好的的程序通過(guò) DNC傳送輸入到機(jī)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(jī)床鎖定的條件下空運(yùn)行此程序，檢查其編寫(xiě)有無(wú)錯(cuò)誤并進(jìn)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(duì)應(yīng)的刀座上。（ 4）對(duì)刀和參數(shù)設(shè)置。在 X、 Y、 Z 軸分別對(duì)刀后的測(cè)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(cè)量零件，檢查其各部分尺寸是否達(dá)到要求。四用 CIMATRON進(jìn)行自動(dòng)編程先用 Cimatron 制作零件的三維圖，然后進(jìn)行零件的加工工藝分析， 選擇合適的加工工藝。選擇機(jī)床，在此選擇FANUC立式加

10、工中心，然后在軟件上定義毛坯大小和坐標(biāo)原點(diǎn)，在此選擇零件上表面的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)。先進(jìn)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(jìn)行外輪廓精加工，分別采用外形加工和挖槽加工最后再鉆孔加工。最后進(jìn)行倒角的加工。在每個(gè)刀具路徑設(shè)置時(shí)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(duì)零件進(jìn)行模擬加工。1 Cimatron自動(dòng)編程隨著 CAD/CAM、數(shù)控加工及快速成型等先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展， Cimatron 是業(yè)界公認(rèn)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

11、需要的多項(xiàng)功能，并有人性化、智能化的特點(diǎn)，還有刀路計(jì)算快、 NC文件短等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)其編程操作簡(jiǎn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行精加工，其圖樣為：（5）最終加工

12、成零件圖樣為：2 Cimatron數(shù)控自動(dòng)編程軟件后置處理的原理分析及其對(duì)NC程序的影響。（1）默認(rèn)后置處理情形下，各工藝參數(shù)的設(shè)定對(duì)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(shí)自動(dòng)生成程序時(shí)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(xiàng)設(shè)置對(duì)生成NC程序的影響。如：程序番號(hào)與行號(hào)的輸出控制；圓弧插補(bǔ)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(jī)床系統(tǒng)的程序編寫(xiě)特點(diǎn)，分析改進(jìn)后置處理文件的可行性，構(gòu)思改進(jìn)方案。針對(duì)現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)

13、床系統(tǒng)（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(yàn)證改進(jìn)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(shí)應(yīng)能使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用和充分的發(fā)揮。數(shù)控機(jī)床是一種高效率的自動(dòng)化設(shè)備，它的效率高于普通機(jī)床的2 3 倍，所以，要充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的這一特點(diǎn)，必須熟練掌握其性能、特點(diǎn)、使用操作方法，同時(shí)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(jì)是我對(duì)大學(xué)學(xué)習(xí)的總結(jié)，他使我懂得了理論與實(shí)踐的重要性，它體現(xiàn)了我在大學(xué)中所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)是畢業(yè)生提交的一份有一定學(xué)術(shù)價(jià)值的科技論文，是對(duì)我們學(xué)

14、習(xí)成果的綜合性總結(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(yàn)學(xué)生掌握知識(shí)的程度、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題基本能力的一份綜合答卷，還是對(duì)學(xué)校人才培養(yǎng)效果的全面檢驗(yàn)，是學(xué)校教育教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要容。 。通過(guò)本課題的設(shè)計(jì)，我對(duì)數(shù)控加工的整個(gè)過(guò)程有了比較全面的了解。在設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)過(guò)選擇刀具，使我對(duì)數(shù)控機(jī)床刀具系統(tǒng)的各類(lèi)和特點(diǎn)及數(shù)控機(jī)床刀具材料和使用圍有了較深的了解，基本掌握了數(shù)控機(jī)床刀具的選用方法；經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)加工工藝方案，進(jìn)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(jī)床用夾具的種類(lèi)與特點(diǎn)，對(duì)教材中有關(guān)定位基準(zhǔn)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(guò)編制零件的加工程序，基

15、本熟悉數(shù)控編程的主要容及步驟、編程的種類(lèi)、程序的結(jié)構(gòu)與格式，對(duì)數(shù)控編程前數(shù)學(xué)處理的容、基點(diǎn)坐標(biāo)、輔助程序段的數(shù)值計(jì)算等有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。另外，我還學(xué)會(huì)了利用自動(dòng)編程軟件 CIMATRON對(duì)零件進(jìn)行造型、 加工軌跡生成、 后置處理及加工程序向機(jī)床傳輸加工等技術(shù)和方法。工藝設(shè)計(jì)、數(shù)值計(jì)算及程序編制的整個(gè)過(guò)程雖然任務(wù)比較繁重，但在設(shè)計(jì)過(guò)程中自己通過(guò)不斷學(xué)習(xí)和實(shí)踐，每解決一個(gè)問(wèn)題，都會(huì)感到不盡的喜悅和興奮。在編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我翻閱了大量的相關(guān)資料，對(duì)兩年多來(lái)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)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(lái)所學(xué)的知識(shí)得到了鞏固和提高，使我們對(duì)數(shù)控技術(shù)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)有了更寬廣更深入的了

16、解，增加了對(duì)工件設(shè)計(jì)和數(shù)控加工的經(jīng)驗(yàn)。更重要的是，在此過(guò)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(wèn)題的能力。通過(guò)本設(shè)計(jì)的實(shí)踐， 真切體會(huì)到理論必須和生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。 教材中所學(xué)到的許多容在實(shí)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(wèn)題，在工藝方案確定后，加工程序也經(jīng)過(guò)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(duì)自己和我的專(zhuān)業(yè)更加充滿信心。另外，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深入體會(huì)到現(xiàn)代制造技術(shù)的先進(jìn)性。現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)依靠 CAD/CAM軟件的應(yīng)用，即提高了機(jī)械制造技術(shù)的效率和精度，又節(jié)省了勞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化制造。編 者2012 年 3.20參考

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