畢業(yè)數(shù)控車床銑床銑編程與設計資料doc

1、畢業(yè)論文 題目:數(shù)控車床(銑床)的零件設計及編程 學生學號: 學生姓名: 專業(yè)班級: 08數(shù)控 指導老師: 陳紅江 二一一年 五 月目 錄第一章 緒論2第二章 零件圖紙分析52.1 零件的特征52.2 數(shù)值計算5第三章 工件的定位與裝夾73.1加工精度要求73.2定位基準的選擇73.3裝夾方式73.4工藝過程制定8第四章 車削工藝分析94.1 選擇夾具94.2 工步設計94.3 刀具選擇94.4 設計走刀路線12第五章 切削用量155.1 切削用量155.2 主軸轉速的確定15第六章 數(shù)控車床的對刀166.1 刀位點166.2 待加工毛坯的對刀166.3 刀偏值的測定16第七章 編程17第八章

2、 結論20參考文獻21后記22數(shù)控車削加工工藝及編程第一章 緒論關鍵詞:數(shù)控車床 車削加工工藝 工藝分析 摘要:數(shù)控機床的加工工藝與普通機床的加工藝雖有諸多相同之處,但也有許多不同之處為此,分析了數(shù)控車削的加工工藝 數(shù)控機床產(chǎn)生20世紀40年代,隨著科學技術和社會生產(chǎn)的發(fā)展,機械產(chǎn)品的形狀和結構不斷改進,對零件的加工質量要求越來越高,零件的形狀越來越復雜,傳統(tǒng)的機械加工方法已無法達到零件加工的要求,迫切需要新的加工方法數(shù)控車床又稱為CNC(computer numerical control)車床,即用計算機數(shù)字控制的車床,是國內(nèi)使用量最大覆蓋面最廣的一種數(shù)控機床CNC車床能加工各種形狀不同的

3、軸類盤類即其它回轉體零件數(shù)控機床是數(shù)字控制機床的簡稱,是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序,并將其譯碼,從而使機床動作并加工零件 數(shù)控機床的控制單元 數(shù)控機床的操作和監(jiān)控全部在這個數(shù)控單元中完成,它是數(shù)控機床的大腦 與普通機床相比,數(shù)控機床有如下特點: 加工精度高,具有穩(wěn)定的加工質量; 可進行多坐標的聯(lián)動,能加工形狀復雜的零件; 加工零件改變時,一般只需要更改數(shù)控程序,可節(jié)省生產(chǎn)準備時間; 機床本身的精度高剛性大,可選擇有利的加工用量,生產(chǎn)率高(一般為普通機床的35倍); 機床自動化程度高,可以減輕勞動強度; 對操作人員的素質要求較高,

4、對維修人員的技術要求更高 數(shù)控機床一般由下列幾個部分組成: 主機,他是數(shù)控機床的主題,包括機床身立柱主軸進給機構等機械部件他是用于完成各種切削加工的機械部件 數(shù)控裝置,是數(shù)控機床的核心,包括硬件(印刷電路板CRT顯示器鍵盒紙帶閱讀機等)以及相應的軟件,用于輸入數(shù)字化的零件程序,并完成輸入信息的存儲數(shù)據(jù)的變換插補運算以及實現(xiàn)各種控制功能 驅動裝置,他是數(shù)控機床執(zhí)行機構的驅動部件,包括主軸驅動單元進給單元主軸電機及進給電機等他在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實現(xiàn)主軸和進給驅動當幾個進給聯(lián)動時,可以完成定位直線平面曲線和空間曲線的加工 輔助裝置,指數(shù)控機床的一些必要的配套部件,用以保證數(shù)控機

5、床的運行,如冷卻排屑潤滑照明監(jiān)測等它包括液壓和氣動裝置排屑裝置交換工作臺數(shù)控轉臺和數(shù)控分度頭,還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等 編程及其他附屬設備,可用來在機外進行零件的程序編制存儲等 自從1952年美國麻省理工學院研制出世界上第一臺數(shù)控機床以來,數(shù)控機床在制造工業(yè),特別是在汽車航空航天以及軍事工業(yè)中被廣泛地應用,數(shù)控技術無論在硬件和軟件方面,都有飛速發(fā)展 加工中心 加工中心是帶有刀庫和自動換刀裝置的一種高度自動化的多功能數(shù)控機床工件在加工中心上經(jīng)一次裝夾后,能對兩個以上的表面完成多種工序的加工,并且有多種換刀或選刀功能,從而使生產(chǎn)效率大大提高 加工中心按其加工工序分為鏜銑和車削兩大類,按控制軸數(shù)可

6、分為三軸四軸和五軸加工中心 一數(shù)控車削加工工藝的內(nèi)容 數(shù)控車削加工工藝是采用數(shù)控車床加工零件時所運用的方法和技術手段的總和其主要內(nèi)容包括以下幾個方面: (一)選擇并確定零件的數(shù)控車削加工內(nèi)容;(二)對零件圖紙進行數(shù)控車削加工工藝分析;(三)工具夾具的選擇和調整設計;(四)工序工步的設計;(五)加工軌跡的計算和優(yōu)化;(六)數(shù)控車削加工程序的編寫校驗與修改;(七)首件試加工與現(xiàn)場問題的處理;(八)編制數(shù)控加工工藝技術文件;總之,數(shù)控加工工藝內(nèi)容較多,有些與普通機床加工相似 二數(shù)控車削加工工藝分析 工藝分析是數(shù)控車削加工的前期工藝準備工作工藝制定得合理與否,對程序的編制機床的加工效率和零件的加工精度

7、都有重要影響為了編制出一個合理的實用的加工程序,要求編程者不僅要了解數(shù)控車床的工作原理性能特點及結構掌握編程語言及編程格式,還應熟練掌握工件加工工藝,確定合理的切削用量正確地選用刀具和工件裝夾方法因此,應遵循一般的工藝原則并結合數(shù)控車床的特點,認真而詳細地進行數(shù)控車削加工工藝分析其主要內(nèi)容有:根據(jù)圖紙分析零件的加工要求及其合理性;確定工件在數(shù)控車床上的裝夾方式;各表面的加工順序刀具的進給路線以及刀具夾具和切削用量的選擇等 (一)零件圖分析 零件圖分析是制定數(shù)控車削工藝的首要任務主要進行尺寸標注方法分析輪廓幾何要素分析以及精度和技術要求分析此外還應分析零件結構和加工要求的合理性,選擇工藝基準 1

8、.尺寸標注方法分析 零件圖上的尺寸標注方法應適應數(shù)控車床的加工特點,以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸這種標注方法既便于編程,又有利于設計基準工藝基準測量基準和編程原點的統(tǒng)一如果零件圖上各方向的尺寸沒有統(tǒng)一的設計基準,可考慮在不影響零件精度的前提下選擇統(tǒng)一的工藝基準計算轉化各尺寸,以簡化編程計算 2.輪廓幾何要素分析 在手工編程時,要計算每個節(jié)點坐標在自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元素進行定義因此在零件圖分析時,要分析幾何元素的給定條件是否充分 3.精度和技術要求分析 對被加工零件的精度和技術進行分析,是零件工藝性分析的重要內(nèi)容,只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基礎上,才能正確合理地選

9、擇加工方法裝夾方式刀具及切削用量等其主要內(nèi)容包括:分析精度及各項技術要求是否齊全是否合理;分析本工序的數(shù)控車削加工精度能否達到圖紙要求,若達不到,允許采取其他加工方式彌補時,應給后續(xù)工序留有余量;對圖紙上有位置精度要求的表面,應保證在一次裝夾下完成;對表面粗糙度要求較高的表面,應采用恒線速度切削(注意:在車削端面時,應限制主軸最高轉速) (二)夾具和刀具的選擇 1.工件的裝夾與定位 數(shù)控車削加工中盡可能做到一次裝夾后能加工出全部或大部分代加工表面,盡量減少裝夾次數(shù),以提高加工效率保證加工精度對于軸類零件,通常以零件自身的外圓柱面作定位基準;對于套類零件,則以內(nèi)孔為定位基準數(shù)控車床夾具除了使用通

10、用的三爪自動定心卡盤四爪卡盤液壓電動及氣動夾具外,還有多種通用性較好的專用夾具實際操作時應合理選擇 2.刀具選擇 刀具的使用壽命除與刀具材料相關外,還與刀具的直徑有很大的關系刀具直徑越大,能承受的切削用量也越大所以在零件形狀允許的情況下,采用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命,提高生產(chǎn)率的有效措施第二章 零件圖紙分析2.1 零件的特征技術要求:1.不準用紗布及銼刀等修飾表面;未標注公差尺寸按GB1804M日   期簽    字編  號CK制圖審核項  目數(shù)控車削加工標準班級:08數(shù)控比例1材料:45鋼江西科技師范學院機電系數(shù)量

11、1重量學號圖號一零件材料 該零件是一回轉體零件(單位:mm),以45#調質處理的毛坯,毛坯尺寸85×112mm二零件特點 從圖紙中我們可以看出該零件輪廓由直線圓弧螺紋共同構成一個復雜成型曲線回轉軸加工部分包括螺紋,外圓,一個退刀槽,錐面,倒角,等2.2 數(shù)值計算 生活中,我們對幾何信息的認知有多種方法,常用的有數(shù)形結合法(解析法)但有時面對復雜的圖形,解析法會帶來繁重的數(shù)學計算AUTO CAD作為一套專業(yè)的繪圖軟件,它強大的信息處理功能為圖形中繁雜點的計算帶來了可能我們在操作界面中繪制圖形后就可以打開狀態(tài)欄中的捕捉對象捕捉按鈕,在繪圖區(qū)捕捉相關的點同時,在狀態(tài)欄中就可以看到這些點的坐

12、標第三章 工件的定位與裝夾3.1加工精度要求加工圖紙如上圖,零件加工部分包括M48×1.5螺紋,85 外圓,一個45退刀槽, R70圓弧,45×26孔等零件的主體尺寸長度為290mm,最大位置直徑為853.2定位基準的選擇 定位基準選擇原則(1)基準重合原則(2)基準統(tǒng)一原則(3)便于裝夾原則(4)便于對刀原則 根據(jù)定位基準選擇原則,避免不重合誤差,便于編程,以工序的設計基準作為定位基準零件加工時,先以85外圓的軸線作為軸向定位基準,加工零件;然后以零件軸線作為軸向定位基準,以軸臺的端面的中心作為該軸件剩余工序的軸向定位基準,并且把編程原點選在設計基準上3.3裝夾方式1 選

13、擇夾具夾具的作用是保證工件在機床上的正確位置和牢固的安裝,即定位和夾緊,從而使數(shù)控加工順序進行,保證工件的位置精度,同時也保證工件坐標系能夠建立在正確的位置上 車削加工的工件一般是回轉體,對于回轉體零件,一般選擇三爪自定心卡盤本零件選擇三爪自定心卡盤作夾具3.4工藝過程制定 由于每個零件結構形狀不同,各表面的技術要求也有所不同,故加工時,其定位方式則各有差異一般加工外形時,以內(nèi)形定位;加工內(nèi)形時又以外形定位因而可根據(jù)定位方式的不同來劃分工序考慮到零件的形狀不易裝夾,故先加工零件的左邊的部分,然后以左面的零件軸線為定位基準加工右面的部分并且考慮到加工原則中的先近后遠先粗后精制定加工工藝如下:為減

14、少換刀,對刀次數(shù)及減少輔助時間,選用90°外圓車刀進行粗加工和精加工用切斷刀進行切槽加工 調頭用三爪卡盤固定住左端85外圓留有3mm長以防刀具與夾具發(fā)生干涉并用活動頂尖頂住工件右端,保證同軸度和精度并防止工件轉動時搖晃不定用90°外圓車刀依次進行粗精加工;用刀寬為3mm的切槽刀車退刀槽,用螺紋車道粗精加工M48×1.5螺紋第四章 車削工藝分析4.1 選擇夾具對于回轉體零件,一般選擇三爪自定心卡盤本零件選擇三爪自定心卡盤作夾具4.2 工步設計該零件從棒料開始加工,要進行粗加工精加工切槽以及車螺紋加工等工步:1） 粗車外圓2） 精車循環(huán)3） 切槽4） 車螺紋4.3 刀

15、具選擇為適應數(shù)控機床加工精度高加工效率加工工序集中及零件裝夾次數(shù)少的要求,數(shù)控刀具具有很高的切削效率.高精度.高重復定位精度.可靠度和耐用度 選擇刀具通常要考慮(1)被加工工件的材料及性能(2)切削工藝的類別(3)被加工工件的幾何形狀,零件精度,加工余量(4)被吃刀量,進給速度,切削速度考慮到以上因素故粗車時,要選用強度高,耐用度高的刀具以滿足粗車時大吃刀量,大進給量的要求.精車時要選用精度高,耐用度好的刀具以保證加工精度的要求. 1)粗車90°外圓車刀T01012)精車90°外圓車刀T02023)切槽切斷刀(刀寬3mm)T03034)車螺紋螺紋車刀T0404刀具列表如下生

16、產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品名稱車削加工程序編號 材料牌號45#鋼工序號 零件名稱 夾具名稱三爪自定心卡盤車間數(shù)控實訓基地工序名稱 零件圖號 設備名稱 數(shù)控加工工序卡片共 2 頁第 1頁裝配圖號 設備型號FANUC-OT工步號工步內(nèi)容加工部位刀具名稱刀具圖號刀具規(guī)格主軸轉速進給速度切削深度備注1粗車 90°外圓車刀1800 2自動換刀8精車 90°外圓車刀22500 自動換刀9切槽 切斷刀33300 自動換刀10車螺紋 螺紋車刀4 150 自動換刀工藝員 審核 批準 時間 修訂 (90°外圓車刀)(切斷車刀)(螺紋車刀) 4.4 設計走刀路線(1)粗車循環(huán) 粗車的主要任務是去除余量

17、,可以用復合循環(huán)指令來設定設計走刀路線時,應設定工件坐標系XOZ要求:畫出刀具形狀;標注工件坐標系;標明進刀點,起刀點,每層切深,退刀量,精車余量U,W;畫出刀具運動軌跡,如圖所示,起刀點(100,100)為安全位置,進刀點為接近工件點,切深d=2,退刀量 e=0.5,精車余量U=1W=0.5 粗車外圓走刀路線(2)精車精車外圓即在粗車基礎上車一刀即可,其走刀路線較為簡單,主要需標出關鍵點,畫出刀具軌跡,如圖所示,起刀點坐標為(100,100),進刀點(接近)坐標,將每一走刀段都標上序號,以便編程時一一對應要算出所有基點坐標,并標在圖上 精車外圓走刀路線(3)切槽 切槽即在工件上切一個退刀槽,

18、用切斷刀加工,刀寬3mm切槽時,只能X向進退刀,不能Z向切削,否則易打刀(刀具折斷),當?shù)秾挼扔诓蹖?切槽刀只切一次;當?shù)秾捫∮诓蹖挄r,應根據(jù)情況切多次,路線為先X向退刀,Z向平移,再X向進刀如圖所示,起刀點坐標(100,100),進刀點坐標為(36,20),基點A坐標為(22.5,-60) 切槽走刀路線(4)車螺紋車螺紋車刀走的軌跡是平行于Z軸的直線,只是進給的速度為每轉進給一個導程如圖所示標出了起刀點坐標為(100,100),每層進刀量X1X2, 車螺紋走刀路線第五章 切削用量5.1 切削用量切削用量包括切削速度,背吃刀量和進給量.對于不同的加工方法需要選擇不同的切削用量粗加工時一般以加工

19、效率為主通常選擇較大的背吃刀量和進給量,采用較小的切削速度 .精加工時通常選擇較小的背吃刀量和進給量采用較高的切削速度,對于原材料45#,粗加工時ap取3 ,Vf取800m/min ,f取0.4mm/r;精加工時ap取0.25 , Vf取1000m/min ,f取0.2/r對于牙型較深,螺距較大時,可分數(shù)次進給,每次進給的背吃刀量用螺紋深度減速去精加工背吃刀量所得之差按遞減速:所以粗車S800,F0.3;精車S2500,F0.15;切槽S300,F0.05;車螺紋S150,F3(螺距)5.2 主軸轉速的確定主軸的轉速是由切削刃上選定點相對于工件的主運動的線速度主運動速度 n=1000Vc/d

20、單位為r/min 第六章 數(shù)控車床的對刀6.1 刀位點在進行數(shù)控加工的編程時,往往將整個刀具濃縮視為一個點,那就是刀位點,它是在刀具上用于表現(xiàn)刀具位置的參照點對刀操作就是要測定出程序起點處刀具刀位點相對機床原點以及工件原點的坐標位置在對刀時,常用的儀器有:對刀測頭千分表或對刀瞄準儀等對刀點可以設置在零件夾具上或機床上面(盡可能設置在零件的設計基準或工藝基準上)6.2 待加工毛坯的對刀試切端面 : 將兩端面已經(jīng)加工好的待加工毛坯裝夾到主軸上,在工件的伸出端安裝Z 軸向設定器快移刀具接近到Z 軸向設定器,改用增量方式控制刀具工進,至到指示燈亮時停止動作,保持 Z軸 向不動,取出軸向設定器然后在機床

21、操作面板上調出刀具補償菜單欄中刀偏表,在相關的試切長度填空欄中鍵入有關數(shù)值(當前刀具刀位點相對于程序原點的距離)試切外圓:快速將刀具刀位點移動刀毛坯端面角附近,然后用增量方式調節(jié) X Z 軸向進給至刀位點剛好切到毛坯外表面,再用MDI方式運行進行外圓車削同時保持X軸軸向坐標不變,退出刀具用游標卡尺測量出試切外圓直徑然后在刀偏表中鍵入試切直徑6.3 刀偏值的測定刀偏值就是各刀具相對于基準刀具的幾何補償用點動或步進方式操作移動刀具,使基準刀具刀位點對準工件的基準點,然后進行X軸 Z軸坐標清零,退刀換置刀具,再用點動或步進方式使該刀具刀位點對準工件上的同以一基準點,此時屏幕上顯示的坐標既是該刀號刀具

22、的幾何偏置 Xj, Zj .同理,可依次測定出其它刀具相對于基準刀具的幾何偏置在相應的刀偏表中依次鍵入選用刀具刀位點的幾何補償?shù)谄哒?編程 附:根據(jù)上述工藝分析所編制的加工程序,系統(tǒng)為FANUC-0T程序車削(FANUC-0T系統(tǒng))O%O0006N10G98G21M03S600N20T0101N30G00X100Z100N40G00X90Z2N41G01Z0N45X0N46X90N47G00N70G00X0 N80G01X0Z0 N90X47Z0N95X48Z-1N100Z-60N110X50N120X62Z-120N130Z-135N140X79N150X80Z-136N160Z-225N1

23、70X85N180Z-295N181G00 X100 Z100 N182T0202N190G70P70Q180S2500F80N200G00Z-155N210G01X80.3S600F100N220G02Z-215R70N230G00Z-155N240G01X80S2500F80N250G02Z-215R70N2600 G00 X100 Z100 N270T0303N280G00X53N290Z-60N300G01X45S600N310X53N320G00X100Z100N330T0404N340G00X53Z2N360X46.6N370X46.2N380X46.052N381X100Z100

24、N382T0303N383G00X90Z-293F120N384G01X0F45N385G01X90N390G00X100Z100N730M05 N740M30 第八章 結論數(shù)控機床作為一種使用廣泛典型的機電一體化產(chǎn)品,綜合應用了微電子技術計算機技術自動控制精密測量和機床結構等方面的最新成就,是一種高效的自動化機床隨著科學技術的不斷發(fā)展,迄今,國際上又出現(xiàn)了以一臺或多臺加工中心車削中心為主體,再配以工件自動裝卸和監(jiān)控檢查裝置的柔韌性制造系統(tǒng)FMS計算機集成制造系統(tǒng)CIMS和無人化工廠FA由于數(shù)控機床極高效率高精度和高柔韌性于一身,很好的代表了機床的主要發(fā)展方向時代和社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展,要求數(shù)

25、控系統(tǒng)與數(shù)控機床向更高的水平與層次邁進(高精度化運動高速化高柔韌性化智能化) 近年來,在國外的數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)制造技術突飛猛進的大背景下,通過大量的技術引進,我過現(xiàn)代制造工業(yè)在飛速發(fā)展(數(shù)控技術得到廣泛的應用)同時,我們還要看清現(xiàn)階段中國數(shù)控業(yè)與世界先進水平的差距我國只有擁有完全自主知識產(chǎn)權上的數(shù)控核心技術,才能實現(xiàn)真正意義上的“世界工廠”和“制造大國”乃至“工業(yè)強國”這使國人不得不開始重新思索中國數(shù)控在未來的發(fā)展之路參考文獻1 楊文 陳紅江 數(shù)控加工技術及編程 人民郵電出版社;20092 嵇寧 數(shù)控加工編程與操作 高等教育出版社;20083 趙長明 數(shù)控加工工藝及設備 北京:高等教育出版社

26、;20034 夏鳳芳 數(shù)控機床 北京:高等教育出版社;20055 詹華西 數(shù)控加工與編程 西安:西安電子科技大學出版社;20046 袁哲俊 金屬切削刀具 上海:上海科學技術出版社;19936 蔡蘭,王霄 數(shù)控加工工藝學 化學工業(yè)出版社;20057 王愛玲 數(shù)控機床加工工藝 北京:機械工業(yè)出版社;20068 蔣建強 數(shù)控編程技術200例 科學出版社 北京希望電子出版社;20059 劉靖華 數(shù)控加工技術 高等教育出版社 ;200310 陳志雄 數(shù)控機床與數(shù)控編程技術 電子工業(yè)出版社;200311 王衛(wèi)兵 數(shù)控編程100例 北京:機械工業(yè)出版社;200612 徐宏海 數(shù)控加工工藝 化學工業(yè)

27、出版社;200413 武漢華中數(shù)控系統(tǒng)有限公司 華中數(shù)控車床操作說明書;后記隨著全球經(jīng)濟一體花的迅猛發(fā)展我國的制造業(yè)面臨著嚴峻的考驗數(shù)控技術作為當前一項先進的生產(chǎn)技術對我國的經(jīng)濟發(fā)展起著關鍵性的作用,作為高等職業(yè)教育的畢業(yè)生我們承擔著提高國內(nèi)數(shù)控技術水平的歷史重任在即將離開大學走向社會的時刻我我完成了此項畢業(yè)設計有著重要的意義畢業(yè)設計的編寫過程中參考了近年來數(shù)控技術的諸多論著與教材對參考文獻的表示深刻的謝意在編寫畢業(yè)設計時得到了學校機電工程系指導老師的支持與幫助,在此表示衷心的感謝因水平有限和設計中難免有錯誤和不妥之處懇望諒解! 編者 2011年5月1日設計任務書一.設計題目:零件的數(shù)控銑床銑

28、削編程與設計二.設計目的(1)了解數(shù)控銑床的基本原理(2)了解數(shù)控銑削加工編程的內(nèi)容和步驟(3)掌握數(shù)控銑削加工程序的編程結構格式和零件的數(shù)控編程方法(4)掌握數(shù)控銑床的操作方法(5)了解數(shù)控銑床與微機通過RS232接口的通信方法三.設計要求1. 設計安全要求由教師和實驗室指導教師組織學生進行畢業(yè)設計動員和安全教育要求學生在畢業(yè)設計時要做到以下幾點:(1)  進行編程操作前,應熟悉數(shù)控銑床的操作說明書,并嚴格按照操作規(guī)程操作(2)  檢查數(shù)控銑床各部分機構是否完好,各按鈕是否能自動復位(3)  車間工具都應放在固定位置,不可隨意亂放,

29、愛護工具經(jīng)常保持量具的清潔,用后擦凈,涂油后放入盒中;工作位置周圍應經(jīng)常保持整潔清潔(4)  數(shù)控加工時精力應高度集中,出現(xiàn)問題時應立即切斷電源,并向指導教師報告(5)  操作過程中出現(xiàn)銑床故障時,應及時向指導教師反映2. 設計質量要求(1)畢業(yè)設計過程中要認真學數(shù)控畢業(yè)設計指導書,并按照內(nèi)容要求進行畢業(yè)設計,保證畢業(yè)設計進度,按時保質完成畢業(yè)設計(2)畢業(yè)設計過程中要勤思考勤問勤做勤總結,不斷積累編程經(jīng)驗技巧,提高對數(shù)控加工工藝分析和編程能力 (3)按要求撰寫畢業(yè)設計說明書 (4)按要求的精度加工出給定零件3. 零件圖及技術要求加工零件如圖所示,料45

30、#,毛坯尺寸:長X寬X高為110mmX110mmX10mm四.設計任務(1)    零件圖工藝分析(2)    確定裝夾方案(3)    確定裝夾順序(4)    選擇加工用量具(5)    合理選擇切削用量(6)    擬訂數(shù)控銑削加工工序卡(7)    根據(jù)加工工序步驟編寫加工程序五.應完成的技術資料1.      開題報告2.

31、60;     加工零件實物3.      畢業(yè)設計說明書4.      技術資料 日 期簽 字編 號XK制圖審核項 目數(shù)控銑削加工標準班級:08數(shù)控比例1材料:45鋼江西科技師范學院機電系目 目 目 錄 設計任務書2摘 要5前 言61.開題報告71.1 數(shù)控技術畢業(yè)設計必須遵循的一般原則71.2 畢業(yè)設計的步驟71.3 畢業(yè)設計的基本內(nèi)容81.3.1 數(shù)控加工工藝設計81.3.2 加工程序的編制81.3.3 數(shù)控操作技能82.設計說明書92.1緒論92.

32、2 工藝分析與選擇102.2.1 零件圖工藝分析102.2.2確定裝夾方案102.2.3確定加工順序122.2.4刀具選擇122.2.5 切削用量選擇132.2.6    擬定數(shù)控切削加工工序卡142.3 主要加工程序152.3.1 確定編程原點152.4 主要操作步驟22設 計 小 結24致 謝25參考文獻26摘 要大家都知道,數(shù)控加工是目前的一門新的專業(yè),熱門專業(yè),正在高速發(fā)展,數(shù)控加工程序是有多道復雜的程序組成的,這就為我們學習帶來不便,為了使學習更方便,使用更加有條理,我編寫了這份典型零件的數(shù)控銑床銑削編程與操作設計,希望為大家的工作學習帶來方便我的這份畢

33、業(yè)設計包括設計任務書摘要前言設計說明書等多個部分設計的主要是內(nèi)容是對我們機械類加工日常加工中常見的工件取其中的一典型零件進行系統(tǒng)的編程與操作設計,從數(shù)控加工前應做的準備開始到數(shù)控加工工藝分析數(shù)控刀具及其選擇工件裝夾方式與數(shù)控加工夾具的選擇程序編制中的數(shù)值計算數(shù)控加工程序的編制數(shù)控車削加工數(shù)控銑削加工數(shù)控加工中心編程及自動編程技術等內(nèi)容等數(shù)控加工時應注意的問題做了一一的說明其中數(shù)控機床我們現(xiàn)在用的是西門子系統(tǒng)的,包括編程語言到是西門子系統(tǒng)的由于水平有限,自己對設計的完成還不是很完善,有不足之處,希望老師斧正 前 言畢業(yè)設計是我們大學學習生活的很重要的一部分,是我們在校學習的最后的一個環(huán)節(jié),是評價

34、我們是否是一個合格大學生的一個很重要標準,因此在做畢業(yè)設計時,我都是懷著很重視的態(tài)度去做的在剛接到要做畢業(yè)設計的任務,我一下子感到無從下手,有點迷茫,由于從沒有做過這樣的設計,經(jīng)過幾天的查找資料,我發(fā)現(xiàn)數(shù)控加工是機械行業(yè)一門新的專業(yè),數(shù)控技術是數(shù)字程序控制數(shù)控機械實現(xiàn)自動工作的技術它廣泛用于機械制造和自動化領域,較好地解決多品種小批量和復雜零件加工以及生產(chǎn)過程自動化問題隨著計算機自動控制技術的飛速發(fā)展,數(shù)控技術已廣泛地應用于數(shù)控機床機器人以及各類機電一體化設備上同時,社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,對數(shù)控裝置和數(shù)控機械要求在理論和應用方面有迅速的發(fā)展和提高隨著改革開放深入發(fā)展,全國特別是國有大中型企業(yè)及三

35、資企業(yè),在生產(chǎn)中都廣泛地應用了數(shù)控加工技術和計算機輔助加工技術由于市場競爭日益激烈,從而導致對專業(yè)人才的大量需求隨著民營經(jīng)濟的飛速發(fā)展,我國沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)(如廣東,浙江江蘇山東),數(shù)控人才更是供不應求, 所以我覺得數(shù)控行業(yè)有著十分廣闊的前景,所以就有試著做這方面設計的念頭,又因為我們在校時也開了這方面的課程,我對數(shù)控的編程又有一定的了解,就選擇典型零件的數(shù)控銑床銑削編程與操作設計這個課題 要成為數(shù)控編程員就要具備:掌握數(shù)控加工工藝知識和數(shù)控機床的操作,掌握機械的設計和制造專業(yè)知識,熟練掌握三維CAD/CAM軟件,如ucProE等;熟練掌握數(shù)控手工和自動編程等技術;這樣的高的要求就更能考察我們

36、的綜合知識掌握的怎么樣,所以我愿意接受這個任務,來自我檢驗一下自己是否合格一個的大學生經(jīng)過兩個多月的準備,我的畢業(yè)設計終于告以段落,兩個多月的忙碌對我來說有著豐富的收獲,我學到了很多,我學會了如何與同學老師的溝通,學會了與同學配合完成任務,學會了如何利用圖書網(wǎng)絡搜集信息等等1.開題報告數(shù)控技術畢業(yè)設計應包括數(shù)控加工工藝分析數(shù)控刀具及其選擇工件裝夾方式與數(shù)控加工夾具的選擇程序編制中的數(shù)值計算數(shù)控加工程序的編制數(shù)控車削加工數(shù)控銑削加工數(shù)控加工中心編程及自動編程技術等內(nèi)容若條件允許,還可以加上數(shù)控機床的安裝調試與驗收等內(nèi)容1.1 數(shù)控技術畢業(yè)設計必須遵循的一般原則(1)  

37、60; 結合本校數(shù)控基地的情況,合理安排合計內(nèi)容也可以采用與校外企業(yè)合作的方式設計課題(2)    必須保障人身安全和設備安全,在編程操作前應熟悉數(shù)控機床的操作說明書,并按照操作規(guī)程操作(3)    兼顧加工精度和加工效率,在保證加工精度的前提下,認真進行工藝分析,制定出合理的工藝方案,選擇合理的切削用量(4)    注意培養(yǎng)獨立獲取知識新技術新信息的能力,掌握科學研究的 方法1.2 畢業(yè)設計的步驟必須利用設計前一到二周的時間研究設計計劃和任務書,了解產(chǎn)品的工藝性和公差等級,在初步明確設計要求的基礎上,可

38、以步驟進行設計方案的論證(1)    分析零件圖樣 根據(jù)任務書,畫出零件圖,并對工件的形狀尺寸精度等級表面粗糙度刀具及等技術進行分析(2)    確定加工工藝方案根據(jù)上述的的分析,選擇加工方案,確定加工順序,加工路線裝夾方式切削用量材料等,要求有詳細的設計過程和合理的參數(shù) (3)    數(shù)值計算根據(jù)零件圖的尺寸,確定工藝路線及設計的坐標系,計算運動軌跡,得到刀位數(shù)據(jù)(4)    編寫零件加工程序 根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的功能指令及程序格式,逐步編寫加工程序單,寫出有關的工藝文件如工序卡

39、數(shù)控刀具卡刀具明細表加工工序單等(5)仿真加工校驗程序,程序編完后,利用GRAPS主功能,輸入毛坯尺寸,對 零件進行仿真加工,并判斷程序是否正確1.3 畢業(yè)設計的基本內(nèi)容1.3.1 數(shù)控加工工藝設計(1)    零件圖的工藝性分析(2)    加工方法的選擇(3)    工序的劃分(4)    加工路線的安排(5)    走刀路線及工步順序(6)    加工刀具的選擇1.3.2 加工程序的編制(1)加工工藝分析(2)

40、數(shù)值計算(3)程序校驗與首件試切1.3.3 數(shù)控操作技能(1)認知階段(2)聯(lián)系階段(3)自動化階段2.設計說明書2.1緒論1.數(shù)控加工就是將加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)輸入到機床,機床的控制系統(tǒng)對輸入信息進行運算與控制,并不斷地向直接指揮機床運動的電動機功能部件機床的伺服機構發(fā)送脈沖信號,伺服機構對脈沖信號進行交換和放大處理,然后由傳動機構驅動數(shù)控機床,從而加工零件,所以數(shù)控加工的關鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的獲取,即數(shù)控編程 2.數(shù)控編程及其發(fā)展數(shù)控機床和普通機床不同,整個加工過程中不需要人的操作,而由程序來進行控制在機床上加工零件時,首先要分析零件圖樣的要求確定合理的加工路線及工藝參數(shù)計算刀具中心運動

41、軌跡及其位置數(shù)據(jù);然后把全部工藝過程以及其他輔助功能(主軸的正轉與反轉切削液的開與關變速換刀等)按運動順序,用規(guī)定的指令代碼及程序格式編制成數(shù)控加工程序,經(jīng)過調試后記錄在控制介質上;最后輸入到書空機床的數(shù)控裝置中,以此控制數(shù)控機床完成工件的全部加工過程因此,把從零件圖樣開始到獲得正確的程序載體為止的全過程稱為零件加工程序的編制 數(shù)控編程一般分為手工編程和自動編程兩種(1)手工編程手工編程是指程序編制的整個過程步驟幾乎全部是由日人工來完成的對于幾何形狀不太復雜的零件,所需要的加工程序不長,計算也比較簡單,出錯的機會較少,這時用手工編程即及時又經(jīng)濟,因而手工編程仍被廣泛地應用于形狀簡單的點位加工及

42、平面輪廓加工中但是工件復雜,特別是加工非圓弧曲線曲面等表面,或工件加工程序比較長的,使用手工編程將十分煩瑣費時,而且容易出現(xiàn)錯誤,常會出現(xiàn)手工編程工作跟不上數(shù)控機床加工的情況影響數(shù)控機床的開動率此時必須用自動編程的方法編制程序(2)自動變成自動編程有兩種:APT軟件編程和CAM軟件編程APT軟件是利用計算機和相應的處理程序后置處理程序進行處理,以得到加工程序的編程方法在具體的編程過程中,除擬定工藝方案仍主要依靠人工方案外,(有些自動編程系統(tǒng)能自動確定 最佳的加工工藝參數(shù)),其余的工作,包括數(shù)值計算編寫程序單制作控制介質程序檢驗等各項工作均由計算機自動完成編寫人員只需根據(jù)圖樣的要求,使用數(shù)控語言

43、編寫出零件加工的源程序,送入計算機,由計算機自動地進行數(shù)值計算后置處理,編寫出零件加工程序單,賓噶在屏幕模擬顯示加工過程,及時修改,直至自動穿出數(shù)據(jù)加工紙帶,或將加工程序通過直接通信的方式送入數(shù)控機床,指揮機床工作CAM軟件是將加工零件以圖形形式輸入計算機,由計算機自動進行數(shù)值計算前置處理,在屏幕上形成加工軌跡,及時修改,再通過后置處理形式加工程序輸入數(shù)控機床進行加工自動編程的出現(xiàn)使得一些計算煩瑣手工編寫橫困難的或手工無法編出的程序都能實現(xiàn)本設計根據(jù)零件的具體加工位置和零件的工藝特點,可以選擇手工編程也可以利用計算機進行自動編程的方式2.2 工藝分析與選擇2.2.1 零件圖工藝分析該零件圖主要

44、由平面孔系及外輪廓組成,內(nèi)孔表面的加工方法有鉆孔擴孔鉸孔鏜孔拉孔磨孔及光加工方法選擇原則,中間¢20孔的尺寸公差為H8,表面粗糙度要求較高,可采用鉆粗鏜精鏜方案,兩端¢13mm和¢20mm孔處沒有尺寸公差要求,可采用自由尺寸公差IT11-IT12處理,表面粗糙度要求不高,可采用鉆¢13mm擴孔¢20mm的方案;平面輪廓常采用的加工方法有數(shù)控銑線切割及磨削等在本設計中,平面與外輪廓表面粗糙度要求Ra6.3mm,可采用粗銑精銑方案選擇以上方法完全可以保證尺寸形狀精度和表面粗糙度要求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

45、夾具能保證零件在機床坐標系的正確坐標方向,同時協(xié)調零件與機床坐標系的尺寸根據(jù)零件的結構特點,加工上表面,¢60mm外圓及其臺階面和孔系時可選用一面兩孔定位方式,即以底面¢4H8和一個¢13mm孔定位,如圖2-5示,選擇上述裝夾方式結構相對簡單,能保證加工要求,便于實施確定加工順序加工順序的選擇直接影響到零件的加工質量生產(chǎn)效率和加工成本按照基面先行先面后孔先主后次先粗后精的原則確定加工順序,即粗加工定位基準面(底面)粗精加工上表面外圓及其臺階面外輪廓銑削精加工底面并保證尺寸刀具選擇刀具的選擇是數(shù)控加工中重要的工藝內(nèi)容之一,它不僅影響機床的加工效率,而且直接影響加工質

46、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)定安裝調整方便這就要求采用新型優(yōu)質材料制造數(shù)控加工刀具,并優(yōu)選刀具參數(shù) 圖為一面選取刀具時,要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應生產(chǎn)中,平面零件周邊輪廓的加工,常采用立銑刀,銑削平面時應選硬質合金刀片銑刀;加工凸臺凹槽時,選高速鋼立銑刀,對一些主體型面和斜角輪廓形的加工,常采用球頭銑刀環(huán)形銑刀鼓形刀錐形刀和盤形刀曲面加工常采用球頭銑刀,但加工曲面較低平坦部位時,刀具以球頭頂端刃切削,切削條件較差,因而采用環(huán)形銑刀2.2.5 切削

47、用量選擇切削用量包括主軸轉速(切削速度)切削深度或寬度進給速度(進給量)等切削用量的大小對切削力切削速率刀具磨損加工質量和加工成本均有顯著影響對于不同的加工方法,需選擇不同的切削用量,并應編入程序單內(nèi)合理選擇切削用量的原則是:粗加工時,一般以提高生產(chǎn)率為主,但也考慮經(jīng)濟性和加工成本;半精加工或精加工時,應在保證加工質量的前提下,兼顧切削效率經(jīng)濟性和加工成本具體數(shù)值應根據(jù)機床說明書切削用量手冊,并結合經(jīng)驗而定孔系加工切削用量該零件材料切削性能較好,銑削平面外圓及其臺階面和外輪廓面時,留0.5mm精加工余量,其次一刀完成粗銑確定主軸轉速時,先查切削用量手冊,硬質合金銑刀加工加工鑄鐵(190-260

48、HB)時的切削速度為45-90m/min,取v=70m/min,然后根據(jù)銑刀直徑計算主軸轉速,并填入工序卡中(若機床為有級調速,應選擇與計算結果接近的轉速) N=1000v/3.14D確定進給率時,根據(jù)銑刀赤數(shù)主軸轉速和切削用量手冊中給的每齒進給量,計算進給速度并填入工序卡片中 Vf=Fn=Fn* Zn背吃刀量的選擇應根據(jù)加工余量確定粗加工時,一次進給應盡可能切除全部余量在中等功率的機床上,背吃刀量可達8-10mm半精加工時,背吃刀量取為0.5-2mm精加工時背吃刀量取為0.2-0.4mm.2.2.6    擬定數(shù)控切削加工工序卡把零件加工順序所采用的刀具和切削用

49、量等參數(shù)編入所示的加工工序卡中以指導編程和加工操作 2.3 主要加工程序2.3.1 確定編程原點銑床上編程坐標原點的位置是任意的,他是編程人員在編制程序時根據(jù)零件的特點來選定的,為了變成方便,一般要根據(jù)工件形狀和標注尺寸的基準以及計算最方便的原則來確定的工件上某一點為坐標原點,具體選擇注意如下幾點:(1)   編程坐標原點應選在零件圖的尺寸基準上,這樣便于坐標值的計算,并減少計算錯誤(2)   編程坐標原點應盡量選在精度較高的精度表面,以提高被加工零件的加工精度(3)   對稱的零件,編程坐標原點應設在對稱中心上;不對稱的零件,編程坐

50、標原點應設在外輪廓的某一角上(4)   Z軸方向的零點一般設在工件表面 具體編程如下銑外形%O0002;N10G54G90G00Z50M03S3000;N20G00X-50Y-50;N30Z5;N40G01Z-6F80;N50G42G01X-35Y-30D01F1000;N60G01X30Y-30;N70G03X40Y-20R10;N80G01X40Y20;N90G03X30Y30R10;N100G01X25Y30;N110G02X15Y40R10;N120G01X15Y45;N130G01X-15Y45;N140G01X-15Y40;N150G02X-25Y30R10;N

51、160G01X-35Y30;N170G03X-45Y20R10;N180G01X-45Y-20;N190G03X-35Y-30R10;N200G01X0Y-30;N210G00Z50;N220G00X0Y-50;N230G01Z-6F100;N240G02X0Y-50I0J50;N250G00Z50;N260G00X-35Y16;N270G01Z-3;N280G01X-35Y-16;N290G01Z-6;N300G01X-35Y16;N310G01Z6;N320G00Z50;N330G00X0Y0N340M98PO0003;N350S3300H03T04;N360M98PO0004;N370M50;N380M30;%銑換刀%O0003;N10M09;N20G91G28Z0M05;N3049M06;N40M99;%銑孔%O0005;N10G90G01G41X-6Y0F300;N20G01X-7;N30G03X-10Y0R10;N40I-10;N50G40G01X0Y0;N60G00Z50;N70M99;%2.4 主要操作步驟1. 先開機床接同通CNC和機床電源,系統(tǒng)啟動后進入“加工”操作區(qū)JOG運行方式檢查機床開啟后發(fā)現(xiàn)機床會出現(xiàn)報警信號,這時,需按下K1,使機床加上驅動力這時才能正常操作機