典型零件的加工.doc

《典型零件的加工.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《典型零件的加工.doc（18页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、摘 要数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术(1T)与制造技术(MT)结合发展的结果。现代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控技术知识是现代机电类专业学生必不可少的。关键词数控机床、加工工艺、程序、刀具、坐标系AbstractNumeri

2、cal control technology and CNC machinery manufacturing industry in todays huge benefits and the important position in the country, and shows its strategic role in modern industrial base, and has become a traditional mechanical manufacturing industry upgrading transformation and automation, flexibili

3、ty and integrated production of important means and logo. Numerical control technology and the wide application of nc machine tools, machinery manufacturing industry structure, product categories and class and production brought the revolutionary change. CNC machine is the most important modern proc

4、essing workshop equipment. It is the development of the information technology (1T) and manufacturing technology development (MT). Modern CAD/CAM, FMS, CIMS, agile manufacturing and intelligent manufacturing technology, are built in the numerical control technology. Mastering modern CNC technology k

5、nowledge is essential to modern mechanical majors. KeywordsNumerically-controlled machine tool, processing craft, procedure, cutting tool, coordinate system 目录摘要II关键词II绪论1第一章 数控机床的简介 21.1数控机床的概念21.2数控机床的特点21.3数控机床的组成2第二章 零件加工的内容和设备 32.1零件图32.2零件加工内容32.3零件加工使用设备与材料3第三章 零件分析 43.1零件加工工艺分析43.2数控铣削加工工艺分析

6、43.3工艺处理5第四章 零件的加工过程 64.1设定工件坐标系64.2对刀操作74.3设计刀具运行路线及编写程序84.4零件成行模具图14结论15致谢15参考文献16绪论数控机床是综合应用计算机自动控制，自动检测及精密机械等高新技术产物。数控机床（Numerically Controlled Machine Toll）简称数控(NC)，是近代发展起来的一种自动控制机床，通过数字信息自动控制机床的运转。数控机床的加工程序和运动变量(如坐标方向位移量，轴的方向和转速等)通过数控装置自动控制，同时具有自动换刀，自动测量，自动润滑和自动冷却等功能。在编程实训中，将零件分解为各种零件结构，按照零件结构

7、识图刀具选择工件坐标系设定确定刀具运行轨迹路线轨迹节点计算选定切削参数程序编制程序输入仿真或数控系统零件装夹零件校正安装刀具对刀设置数控系统辅助参数试刀测量修正程序正式加工的模式进行练习实训，掌握各种零件结构数控加工编程的格式内容。本次设计内容涵盖了数控技术在实际中如刀具，装夹，切削用量，工艺分析，数控机床操作和数控编程等中的相关知识，通过此次毕业设计将一些离散的和相对独立的知识综合起来，使数控加工能力进一步提高。第一章 数控机床的简介1.1数控机床的概念数控机床是数字控制机床（Computer numerical control）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑

8、地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。1.2数控机床的特点数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点： 1.加工精度高，具有稳定的加工质量； 2.可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件； 3.加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间； 4.机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的35倍）； 5.机床自动化程度高，可以减轻劳动强度； 6.对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。 1.3数控机床的组成部分： 1.主机，他是数控机床的

9、主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。 2.数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。 3.驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。 4.辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照

10、明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。 5.编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。 第二章 零件加工的内容和设备2.1零件图2.2零件加工内容1. 零件加工的目的与要求（1）了解数控铣削加工的工艺过程。（2）能够进行一般零件图的铣削加工工艺分析，包括零件尺寸标注的正确性，轮廓描述的完整性及必要的工艺措施等。2. 零件加工的仪器与设备配置SIEMENS系统的数控铣床一台，使用道具数把。 1)零件加工要求型腔零件为典型的方圆结合类零件，由于轨迹曲线有严格的几何精度要求，所以加工难度大，而且轨迹精度要求高，必须

11、保证型腔的尺寸精度，几何精度和相互位置精度。 熟悉并掌握数控铣削加工编程中坐标系与坐标原点，起始点的确定，以及程序编制的相关知识。从手工编程的角度出发，掌握和运用加工运行轨迹和变成节点尺寸的数学计算。说明程序中能使用的工件装夹，刀具类型，加工工艺，数控粗精加工的内容和先后顺序。出数控铣削加工走刀路线图，注意刀具切入和切出的方法。制数控铣削加工程序。握刀具，夹具的装夹与数控铣削加工的对刀等实际操作。2.3零件加工使用设备，辅具与材料 在SIEMENS数控系统的立式数控铣床上进行实际调试。 配备零件棒料毛坯一件(材料：45钢)。配备虎钳，定位轴心，数控回转工作台，螺栓等相关装夹辅具。配备可转位面铣

12、刀1把,20普通直柄立铣刀1把，8普通直柄立铣刀1把。第三章 零件分析一般轮廓用直柄立铣刀的侧刀刃来进行切削加工。在切削加工工件的外轮廓中，刀具切入和切出时要注意避让夹具，并使刀具切入点的位置和方向尽可能选择在切削轮廓的延长线上或在切线方向上进刀，以利用刀具切入时受力平稳。3.1零件加工工艺分析1. 结构分析 零件铣削加工成型轨迹的形状并不复杂，但是零件的加工精度和几何加工精度要求较高。2. 精度分析 在零件前序车削加工中，30+0.033 0mm圆柱孔与零件的B面，是零件装配的基准和数控铣削加工的定位基准，必须予以保证。在数控铣削加工中，主要 的加工部位有：零件矩形周边，长和宽均1000.0

13、27，垂直度为0.05mm，表面粗糙度为Ra3.2m；零件型腔外形980 -0.054mm，与30基准孔同轴度为0.15mm，表面粗糙度为Ra3.2m；零件型腔内形90mm，公差为+0.087mm，与30基准空同轴度为0.15mm，表面粗糙度为Ra3.2m。必须保证曲线槽轨迹是连续的和无阻碍的圆滑过度。3.加工道具分析由零件图1-1可知，在零件的数控铣削加工中，使用8普通直柄立铣刀就可以达到曲线槽形状的加工要求。4.结构工艺性分析毛坯零件为车削成型，所以工件轮廓外的切削余量不大。零件被加工表面轮廓的最大高度为25mm，零件轮廓的加工高度为6mm，由零件结构可知，其3铣削工艺性较好。5.定位基准

14、分析该零件可以利用30mm圆柱孔及其B面作为定位基准，使用虎钳装夹零件，并将虎钳台固定在铣床工作台上；或使用定位芯轴装夹零件，将定位芯轴及其零件装夹在数控回转工作台上，再将数控回转工作台固定在铣床工作台上。上述装夹方式在保证了铣削加工基准装夹定位基准与设计基准重合的同时，敞开了加工中铣刀运行的空间。3.2控铣削加工方式分析根据数控加工的原理和特点，在立式数控铣床上，用机用虎钳进行零件的装夹，先加工零件周边外形，再加工零件的内外型面。采用此方式加工的零件轮廓精度较为理想。 在这种数控加工的方式中，X向控制铣床工作台做纵向直线移动；Y向控制铣床工作台做横向直线移动；Z向控制铣床工作台做垂直直线移动

15、。应用直角坐标的控制方式，利用直线轴的插补运行来进行型腔零件的数控铣削加工。3.3工艺处理1. 数控加工零件前预先加工 目的是切除零件大部余量，并为数控铣削加工工序提供可靠的装夹工艺基准。其工艺内容是车削加工：用伞爪自动定心卡盘装夹零件，车削加工型腔零件内孔两端面达精车要求。2.数控铣削加工a.采用直角坐标系进行型腔的数控铣削加工。b.数控铣削加工安装方式利用零件两端面作为定位基准，使用机用虎钳装夹零件，先加工零件周边外形，再使用机用虎钳装夹零件A,C面加工零件内外形面，并将虎钳及其零件直接固定在铣床工作台。本次加工将工件坐标系的原点设置在工件上表面的中心。c.数控铣削加工工序数控铣削加工分粗

16、加工和精加工2次切削进行：粗铣加工：使用可转位面铣刀，铣削加工工件周边外形，轮廓部位留精加工余量0.67mm。精铣加工：使用可转位铣刀，铣削加工工件周边外形达加工要求。粗铣加工：使用8mm直柄立铣刀，铣削加工型腔轨迹曲线，留精加工余量0.6mm。精铣加工：使用8mm直柄立铣刀，铣削加工型腔轨迹曲线达加工要求。数控加工工序卡和切削用量选择见下表：数控加工工序卡产品名称零件名称零件图号*型腔*工艺序号程序编号夹具名称使用设备车间*P*垫铁 压板数控铣床*工步号工步内容加工面刀位号刀具规格主轴转速n/（r. min-1 ）进给速度 v f（mm. min-1 ）切削深 度/mm备注1粗铣加工零件周边

17、ABCT1面铣刀70010022精铣加工零件周边ABC T1面铣刀7008023粗铣加工型腔轨迹曲线ABCT1 T2860010054精铣加工型腔轨迹曲线T28600805编制张健审核批准第 页共页d.铣削加工刀具铣削加工使用可转位铣刀和8mm普通直柄立铣刀。数控刀具明细表与数控刀具见下表：零件图号零件名称材料数控刀具明细表程序编号车间使用设备A4型腔45钢P*数控铣床刀具号刀位号道具名称刀具图号刀具刀补地址换刀方式加工部位直径长度直径长度自动/手动设定补偿设定T00中心钻B2.5T1面铣刀100手动零件周边外形T2圆柱铣刀80.0285手动零件轮廓曲线第四章 零件的加工过程4.1立工件坐标系

18、设定工件坐标系，将工件坐标系原点设在零件中心。确定加工使用刀具刀心点在工件坐标系中的坐标位置。4.2对刀操作铣削加工周边时可转位面铣刀刀尖点A在工件坐标系的坐标为：（200.00；100.00；120.00）铣削加工型面时8圆柱铣刀刀尖点A在工件坐标系的坐标为：（70.00；80.00；100.00） X向：L=70-50-4-2=14mm（2mm为零件X向长度单边余量，4mm为铣刀半径） Y向：L=80-50-4-2=24mm（2mm为零件Y向长度单边余量，4mm为铣刀半径） Z向：L=100-25-2=73mm（2mm为零件Z向长度单边余量） 当使用120可转位面铣刀加工时，换刀后在Z轴正

19、（或负）方向移动8圆柱铣刀与50可转位面铣刀的长度差，就完成了可转位面铣刀Z轴的对刀操作。对刀时可首先在刀柄上装夹8圆柱棒代替铣刀进行对刀操作，待X向对刀 Y向对刀完成后，再换8圆柱铣刀进行Z向的对刀操作。4.3设计刀具运行路线及编写程序设计刀具运行路线外形A预加工位置点（可转位面铣刀）粗精铣加工周边（循环/子程序）X向退刀Z向退刀AA预加工位置点（8普通立铣刀）粗铣加工型腔外形（循环/子程序）精铣加工型腔外形（循环/子程序）X向退刀Z向退刀A内形A预加工位置点（8普通立铣刀）粗铣加工型腔内形（循环/子程序）精铣加工型腔内形（循环/子程序）X向退刀Z向退刀A其 他使用指令粗铣精铣外形直线 圆弧

20、 循环 子程序直线 圆弧 循环 子程序内形其他说明：大致规划出零件个部位加工使用的编程指令：直线 圆弧 循环 刀偏与半径补偿子程序等。节点坐标计 算 手工完成计算过程（由于零件图结构相对简单，所以由零件图可得编制程序所需尺寸具体节点坐标见绘制刀具运行轨迹路线图） 用CAD绘制计算绘制刀具运行轨迹路线图（粗铣加工零件周边外形）A (200.0,100.0,120.0)（200.0，100.0，70.0）（2000，100.0，52.0）（200.0，0.0，52.0）（-100.0,0.0,52.0）（-100.0,0.0,70.0）（-100.0,100.0,70.0）（200.0，100.0

21、，50.0）（100.0，0.0，50.0）（200.0，100.0，27.0）（100.0，00，27.0）（200.0，100.0，25.0）（-100.0，0.0，25.0）编制加工程序（精铣加工零件周边外形）N0010 G92 X200.00 Y100.00 Z120.00；N0020 G90 G17；N0030 M03 S750；N0040 G01 X200.00 Y100.00 Z70.00 F300.0；NO050 Z52.50 F100.0；N0060 Y0.00；N0070 X-100.00 Z52.50；N0080 X200.00；N0090 Z52.00；N0100 X-

22、100.00；N0110 Z70.00；N0120 Y100.00；N0130 M00；N0140 G01 X200.00 Y100.00 Z70.00 F300.0；N0150 Z52.50 F100.0；N0160 Y0.00；N0170 X-100.00；N0180 X200.00；N0190 X200.00 Z52.00；N0200 X-100.00；N0210 Z70.00；N0220 Y100.00；N0230 M00；N0240 G01 X200.00 Y100.00 Z70.00 F300.0；N0250 Z52.50 F100.0；N0260 Y0.00；N0270 X-10

23、0.00；N0280 X200.00；N0290 Z50.00；N0300 X-100.00 Z52.00；N0310 Z70.00；N0320 Y100.00；N0330 M00；N0340 G01 X200.00 Y100.00 Z70.00 F300.0；N0350 Z52.50 F100.0；N0360 Y0.00；N0370 X-100.00；N0380 X200.00；N0390 X200.00 Z50.00；N0400 X-100.00；N0410 Z70.00；N0420 Y100.00;N0430 M00；N0440 G01 X200.00 Y100.00 Z70.00 F3

24、00.0；N0450 Z27.50 F100.0；N0460 Y0.00；N0470 X-100.00 Z27.5.；N0480 X200.00；N0490 Z27.00；N0500 X-100.00；N0510 Z70.00；N0520 Y100.00；M0530 M00；N0540 G01 X200.00 Y100.00 Z70.00；N0550 Y100.00 Z25.50；N0560 Y0.00 Z52.00；N0570 X-100.00 Z25.50；N0580 X200.00 Z52.00；N0590 Z25.00；N0600 X-100.00；N0610 Z70.00；N0620

25、 X-100.00 Y100.00；N0630 X200.00；N640 Z120.00；N0650 M05 M02；工作坐标系设定 A设定切削平面设定半精铣主轴转速 到达安全平面近 到达加工平面 到达加工起始点近 粗铣加工100尺寸周边平面A近 到达加工起始点 到达加工平面起始点 精铣加工100尺寸周边平面A Z向退刀到安全平面 Y向退刀暂停，将零件转动90o 后重新装夹 到达安全平面近 到达加工平面 到达加工起始点近 粗铣加工100尺寸周边平面C近 到达加工平面 到达加工起始点 精铣加工100尺寸周边平面C Z向退刀到安全平面 Y向退刀暂停，将零件转的90o 后重新装夹 到达安全平面近 到

26、达加工平面 到达加工起始点近 粗铣加工100尺寸周边平面G近 到达加工起始点 到达加工平面起始点 精铣加工100尺寸周边平面G Z向退刀到安全平面 Y向退刀暂停，将零件转动90o 后重新装夹 到达安全平面近 到达加工平面 到达加工起始点近 粗铣加工100尺寸周边平第4平面近 到达加工平面 到达加工起始点 精铣加工100尺寸周边平面C Z向退刀到安全平面 Y向退刀暂停，将零件转的90o 后重新装夹 到达安全平面近 到达加工平面 到达加工起始点近 粗铣加工底平面B近 到达加工起始点 到达加工平面起始点 精铣加工底平面B Z向退刀到安全平面 Y向退刀到暂停，将加工平面作为基准底面重新装夹 到达安全平

27、面近 到达加工平面 到达加工起始点近 粗铣加工上平面近 到达加工平面 到达加工平面起始点 精铣加工上平面 Z向退刀到安全平面 Y向退刀A X向退刀A Z向退刀主轴停，程序结束绘制刀具运行路线图（粗精铣加工零件型腔）A(70.00,80.00,100.00)（1）（70.00，80.00，40.00）（2）（70.00，80.00，20.00）（3）（70.00，53.00，20.00）（4）（0.00，53.00，20.00）（5）（-39.00，53.00，20.00）（6）(-39.00，53.00，40.00)（7）（-39.00，0.00，40.00）（8）（-39.00，0.00，2

28、0.00）（9）（-19.28，-33.90，20.00）（10）（19.28，-33.90，20.00）(11)(31.91,-22.30,20.00)(12)(31.91,22.30,20.00)(13)(19.00,33.000,20.00)(14)(-19.00,33.00,20.00)(15)(-33.00,9.55,20.00)(16)(-33.00,-10.66,20.00)(17)(-22.18,-29.00,20.00)(18)(16.00,-29.00,20.00)(19)(26.00,-19.00,20.00)(20)(26.00,15.00)(21)(12.00,29.

29、00,20.00)(22)(-12.34,29.00,20.00)(23)(-26.00,5.34,20.00)(24)(-26.00,-4.88,20.00)(25)(-14.62,-36.16,20.00)(26)(0.00,-42.00,-20.00)(27)(19.28,-33.90,20.00)(28)(19.28,-33.90,100.00)编制加工程序（粗精铣加工零件型腔）N0010 G92 X70.00 Y80.00 Z100.00；N0020 G90 G17；N0030 M03 S750；N0040 G01 X70.00 Y80.00 Z40.00 F300.0；N0050

30、Z20.00 F100.0；N0060 Y53.60；N0070 X0.00；N0080 G03 I0.00 J-53.60；N0090 G01 X70.00 Y53.60 Z20.00；N0100 Y53.6.；N0110 X0.00；N0120 G03 I0.00 J-53.00；N0130 G01 X-39.00 Y53.00 Z20.00；N0140 G01 Z40.00；N0150 G01 Y0.00；N0160 G01 Z20.00；N0170 G01 X-19.28 Y-33.90；N0180 G01 X19.28；N0190 G01 X31.91 Y-22.30 I-19.28

31、 J29.00；N0200 G01 Y22.30；N0210 G03 X19.00 Y33.90 I-31.91 J-33.90；N0220 G02 X-19.00；N0230 X-33.00 Y9.55；N0240 Y-10.66；N0250 X-22.18 Y-29.00；N0260 X16.00；N0270 G03 X26.00 Y-19.00 I0.00 J10.00；N0280 G01 X26.00 Y15.00；N0290 X12.00 Y29.00 I-14.00 J0.00；N0300 X-12.34；N0310 X-26.00 Y5.34；N0320 Y-4.88；N0330

32、 X-14.62 Y-36.16；N0340 X0.00 Y-41.50；N0350 G03 X0.00 Y-41.50 I0.00 J41.50；N0360 G01 Y-42.00；N0370 G03 I0.00 J42.00；N0380 G01 X19.28 Y-33.90 Z20.00；N0390 Z100.00；N0400 X70.00 Y80.00；N0410 M05 M02；工件坐标系设定 A设定切削平面设定主轴转速并启动主轴（1） 到达安全平面近(2) 到达加工平面近(3) 到达Y向加工起点近(4) 到达X向加工起点近(4) 粗铣加工98转动一周回到（4）近(3) X向退刀到加工

33、起点(3) 到达Y向加工起点(4) 到达X向加工起点(4) 精铣加工98转动一周回到（4）(5) X向切出(6) Z向退刀到安全高度(7) Y向近刀到加工起点(8) Z向进刀到加工平面(9) 粗铣加工型腔(10) 粗铣加工型腔(11) 粗铣加工型腔(12) 粗铣加工型腔(13) 粗铣加工型腔(14) 粗铣加工型腔(15) 粗铣加工型腔(16) 粗铣加工型腔(17) 粗铣加工型腔，到加工起始点(18) 精铣加工型腔(19) 精铣加工型腔(20) 精铣加工型腔(21) 精铣加工型腔(22) 精铣加工型腔(23) 精铣加工型腔(24) 精铣加工型腔(25) 精铣加工型腔切出近(26) 到达精铣位置近

34、(26) 粗铣加工90转动一周到(26)(26) Y向进刀到精铣位置(26) 精铣加工90转动一周回到(26)(27) 切出(28) Z向退刀 A向Y向退刀主轴停，程序结束 4.4零件成型模具图结论当时接到毕业设计的课题时感觉不是很难，当时真正开始做的时候便感觉这不是一个简单的任务。经过近一个月的努力不管怎么说算是做出来了。在写设计的期间翻阅很多的资料和课本，是我感觉到自己在大学的三的学习还是远远不够得的，只学到机械专业一点点东西，在今后的工作和学习中我会更加努力的去学习探索。短暂的毕业设计把我三年来的学习有了一个总结一个句号。致 谢先感谢我的老师王林春老师三年来，王老师对我的学习非常严格，并

35、给予了悉心的指导，使我受益匪浅。从王老师师身上我体味到了丰富的学养、严谨的作风、求实的态度，勤奋的精神，这都成为了我不断前行的动力和标杆。还要感谢三年来帮助和教育过我的所有老师一路走来，从你们的身上我收获无数，却无以回报，谨此一并表达我的谢意。 还有许多人，也许他们只是我生命中匆匆的过客，但他们对我的支持和帮助依然在我记忆中留底了深刻的印象。在此无法一一罗列，但对他们，我始终心怀感激。 参考文献1 余英良 数控机床加工技术 高等教育出版社1998 2 焦小明 机械加工技术 机械工业出版社19993 张龙勋 机械制造工艺学 高等教育出版社19984 王爱玲 数控机床加工工艺 国防工业出版社2002