泵盖的设计与原理

1、论文题目:泵盖的数控加工艺及程序设计姓 名 姚雄伟班 级 14G数遍 学 校 西安技师学院指导教师 前言数控铣削是一种应用非常广泛的数控切削加工方法，能完成数控铣削加工的数控设备主要是数控铣床和加工中心。由于数控铣床是多轴联动，所以除铣平面、铣台阶铣槽、铣成形槽，铣螺旋槽之外，各种平面轮廓和立体轮廓的零件，如凸轮、模具、叶片、螺旋桨等都可以采用数控铣加工。此外，数控铣床也可以进行钻扩、铰孔、攻螺丝、镗孔等加工。本课题根据数控机床的特点，针对铣床编程，进行了工艺方案的分析，装夹方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控铣床加工程序编制。以泵盖为例，通过对整个工艺过程的制定，充

2、分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序方面的优势。关键词：加工路线、刀具选择、工艺分析、程序编制、铣床、 目录第一章 数控加工技术的概述11数控技术简介212数控机床的结构及工作原理213数控机床的安全操作及应用领域4第二章 泵盖的数控加工工艺分析和选择21零件图样分析622切削用量选择623刀具的选择724工件的装夹725加工顺序726确定工艺路线拟定数控切削加工工序卡7第三章 加工程序及主要操作步骤31确定编程原点932按工序编制各部分加工程序933主要操作步骤18第四章 结束语参考文献19致谢19第一章 数控加工技术的概述11数控技术应用简介1数控（NC)是数字控制（Nume

3、rical Control）的英文简称。它是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。其技术涉及多个领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。2数控机床是机、电、液、气、光高度一体化的产品。要实现对机床的控制，需要用几何信息描述刀具和工件间的相对运动以及用工艺信息来描述机床加工必须具备的一些工艺参数。例如：进给速度、主轴转速、主轴正反转、换刀、冷却液的开关等。这些信息按一定的格式形成加工文件(即正常说的数控加工程序)存放在信息载体上(如磁盘、穿孔纸带、磁带等)，然后由机床

4、上的数控系统读入(或直接通过数控系统的键盘输入，或通过通信方式输入)，通过对其译码，从而使机床动作和加工零件.现代数控机床是机电一体化的典型产品,是新一代生产技术、计算机集成制造系统等的技术基础。3数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高低关系到国家战略地位和体现国家综合实力的水平. 它随着信息技术、微电子技术、自动化技术和检测技术的发展而发展。12 数控机床的结构及工作原理1机床结构机床主体机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分。与传统的机床相

5、比，数控机床主体具有如下结构特点： （1）采用具有高刚度、高抗震性及较小热变形的机床新结构。通常用提高结构系统的静刚度、增加阻尼、调整结构件质量和固有频率等方法来提高机床主机的刚度和抗震性，使机床主体能适应数控机床连续自动地进行切削加工的需要。采取改善机床结构布局、减少发热、控制温升及采用热位移补偿等措施，可减少热变形对机床主机的影响。 （2）广泛采用高性能的主轴伺服驱动和进给伺服驱动装置，使数控机床的传动链缩短，简化了机床机械传动系统的结构。 （3）采用高传动效率、高精度、无间隙的传动装置和运动部件，如滚珠丝杠螺母副、塑料滑动导轨、直线滚动导轨、静压导轨等。 数控机床的辅助装置 （4）助装置

6、是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置，常用的辅助装置包括：气动、液压装置等。2数控系统的功能介绍数控系统的功能一般包括基本功能和选择功能。基本功能是CNC系统必备的数控功能，选择功能是供用户根据机床特点和工作途径进行选择的功能。 3基本功能 （1）控制功能 控制功能主要反映了CNC系统能够同时控制的轴数（即联动轴数）。控制轴有移动轴和回转轴，有基本轴和附加轴。如数控车床一般为两个联动轴（X轴和Z轴），数控铣床和加工中心一般需要三个或三个以上的控制轴。控制轴数越多， CNC系统就越复杂。 （2）准备功能 准备功能（G功能）是指定机床动作方式的功能，由指令G和它后面的两位数字表示。ISO标准

7、中，G代码有100种，从G00G99，主要有基本移动（G00，G01，G02，G03）等。 （3）插补功能 插补功能指CNC装置可以实现插补加工线型的能力，如直线插补、圆弧插补和其它一些线型的插补，甚至多次曲线和多坐标插补的能力。 （4）进给功能进给功能包括切削进给、同步进给、快速进给、进给倍率等。它反映了刀具的进给速度，一般用F代码后的数字直接指定各轴的进给速度，如F200表示进给速度为200mm/min。最大进给速度反映了CNC系统运算速度的大小，最新型的CNC系统允许采用100m/s的速度进行加工。 （5）刀具功能 刀具功能用来选择刀具，用T代码和它后面的2位或4位数字表示。 （6）主轴

8、功能 主轴功能是指定主轴速度的功能，用S代码指定。 （7）辅助功能 用来规定主轴的启停和转向，冷却液的接通和断开，刀具的更换，工件的夹紧和松开等。 （8）字符显示功能 CNC系统可通过软件和接口在CRT显示器上实现字符显示，如显示程序、参数、各种补偿量、坐标位置和故障信息等。2工作原理数控机床是机、电、液、气、光高度一体化的产品，是精密机械和自动化技术的综合体。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床工作流程（1）首先根据数控车床零件加工图样进行工艺

9、分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据。 （2）用规定的数控车床程序代码和格式规则编写零件加工程序单；或用自动编程软件进行CAD/CAM工作，直接生成零件的加工程序文件。 （3）将数控车床加工程序的内容以代码形式完整记录在信息介质（如穿孔带或磁带）上。 （4）通过阅读机把信息介质上的代码转变为电信号，并输送给数控装置。由手工编写的程序，可以通过数控机床的操作面板输入程序；由编程软件生成的程序，通过计算机的串行通信接口直接传输到数控单元（MCU）。 （5）数控装置将所接受的信号进行一系列处理后，再将处理结果以脉冲信号形式向伺服系统统发出执行的命令（6）数控机床伺服系统接到执行的信息指令后，立即驱

10、动机床进给机构严格按照指令的要求进行位移，使机床自动完成相应零件的加工。13数控机床的安全操作及应用领域安全操作规程：开机前，应当遵守以下操作规程： （1）穿戴好劳保用品，不要戴手套操作机床。（2）详细阅读机床的使用说明书，在未熟悉机床操作前，切勿随意动机床，以 免发生安全事故。 （3）操作前必须熟知每个按钮的作用以及操作注意事项。 （4）注意机床各个部位警示牌上所警示的内容。 （5）按照机床说明书要求加装润滑油、液压油、切削液，接通外接气源。 （6）机床周围的工具要摆放整齐，要便于拿放。 （7）加工前必须关上机床的防护门。 在加工操作中，应当遵守以下操作规程： （1）文明生产，精力集中，杜绝

11、酗酒和疲劳操作；禁止打闹、闲谈、睡觉和任意离开岗位。 （2）机床在通电状态时，操作者千万不要打开和接触机床上示有闪电符号的、装有强电装置的部位，以防被电伤。 （3）注意检查工件和刀具是否装夹正确、可靠；在刀具装夹完毕后，应当采用 手动方式进行试切。 （4）机床运转过程中，不要清除切屑，要避免用手接触机床运动部件。 （5）清除切屑时，要使用一定的工具，应当注意不要被切屑划破手脚。 （6）要测量工件时，必须在机床停止状态下进行。 （7）在打雷时，不要开机床。因为雷击时的瞬时高电压和大电流易冲击机床， 造成烧坏模块或丢失改变数据，造成不必要的损失。 工作结束后，应当遵守以下操作规程：（1）如实填写好

12、交接班记录，发现问题要及时反映。 （2）要打扫干净工作场地，擦拭干净机床，应注意保持机床及控制设备的清洁。 （3）切断系统电源，关好门窗后才能离开。 应用领域1制造行业机械制造行业是最早应用数控技术的行业，它担负着为国民经济各行业提供先进装备的重任。应该重点研制开发与生产现代化军事装备用的高性能三轴和五轴高速立式加工中心，五坐标加工中心，大型五坐标龙门铣等；汽车行业发动机、变速箱、曲轴柔性加工生产线上用的数控机床和高速加工中心，以及焊接、装配、喷漆机器人、板件激光焊接机和激光切割机等；航空、船舶、发电行业加工螺旋桨、发动机、发电机和水轮机叶片零件用的高速五坐标加工中心、重型车铣复合加工中心等。

13、 2信息行业 在信息产业中，从计算机到网络、移动通信、遥测、遥控等设备，都需要采用基于超精技术、纳米技术的制造装备，如芯片制造的引线键合机、晶片键合机和光刻机等，这些装备的控制都需要采用数控技术。 3医疗设备行业在医疗行业中，许多现代化的医疗诊断、治疗设备都采用了数控技术，如CT诊断仪、全身刀治疗机以及基于视觉引导的微创手术机器人等。 4.军事装备 现代的许多军事装备，都大量采用伺服运动控制技术，如火炮的自动瞄准控制、雷达的跟踪控制和导弹的自动跟踪控制等。 5.其他行业在轻工行业，采用多轴伺服控制(最多可达50 个运动轴)的印刷机械、纺织机械、包装机械以及木工机械等在建材行业，用于石材加工的数

14、控水刀切割机；用于玻璃加工的数控玻璃雕花机；用于席梦思加工的数控行缝机和用于服装加工的数控绣花机等。 在建材行业，用于石材加工的数控水刀切割机；用于玻璃加工的数控玻璃雕花机；用于席梦思加工的数控行缝机和用于服装加工的数控绣花机等。第二章 泵盖的加工工艺分析和选择21零件图样分析 根据任务书，画出零件图，并对工件的形状、尺寸、精度等级、表面粗糙度、刀具及等技术进行分析。该零件图主要由平面孔系及外轮廓组成，内孔加工的方法有：钻孔 、铣孔加工方法，中间32孔的尺寸公差为H7,表面粗糙度要求为Ra3.2，可直接采用钻头钻孔。六个7、10台阶孔没有尺寸公差要求，可采用自由尺寸公差IT11IT12处理，表

15、面粗糙度要求不高，可采用钻7铣孔10的方案。三个6的孔尺寸公差为H8，表面粗糙度要求不高，可采用6钻头钻孔。平面轮廓常采用的加工方法有数控铣、线切割及磨削等，在本设计中与外轮廓表面粗糙度要求Ra3.2mm,可采用粗铣精铣的方案，选择以上方法完全可以保证尺寸精度，形状精度和表面粗糙度。22切削用量的选择 切削用量包括主轴转速、切削深度、进给速度等。切削用量的大小对切削力、切削速率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。对不同的加工方法，需要选择不同的切削用量，并编入程序单内。合理选择切削用量的原则是；粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本，半精加工或精加工时，应保证加工质量

16、的前提下，兼顾切削效率，经济性和加工成本具体数值应根据机床在、说明书、切削用量书册，并结合经验而定。 该零件材料切削性能较好，铣削平面，外圆及其台阶面和外轮廓面时，留0.5mm的加工余量，其次一刀完成粗铣。 确定主轴转速时，先查切削用量手册硬质合金刀加工铸铁（190260HB）时的切削速度为4590m/min，取V=70m/min,然后根据铣刀直径计算主轴转速，并填入工序卡中（若机床为有级调速，应选择与计算结果接近的转速）。 N=1000v/3.14D 确定进给率时，根据铣刀齿数、主轴转数和切削用量手册的每齿进给量，计算进给速度并签入工序卡片中：Vf=Fn=FnZn 背吃刀量的选择应根据加工余

17、量确定、粗加工时，一次进给应尽可能切除全部余量。在中等功率的机床上，背吃刀量可达8-10mm。半精加工时，背吃刀量取0.5-2mm。精加工时背吃刀量取为0.20.4mm。23刀具的选择此工件平面零件周边轮廓的加工常采用立铣刀，铣削平面时应选择硬质合金铣刀，钻孔用不同大小的麻花钻，台阶孔的大孔也可用键槽铣铣出来，螺纹孔选择用机用丝锥。刀具表序号刀具编号刀具规格名称数量加工表面1T01125端面铣刀1铣工件的上表面2T0212立铣刀1铣削台阶面及轮廓3T033钻头1钻中心孔4T046钻头1钻36H8的孔5T057钻头1钻台阶孔的 7孔6T0610键槽铣刀1铣台阶孔的10孔7T0712钻头1钻台阶孔

18、12孔8T0818键槽铣刀1铣台阶孔18孔9T0932钻头1钻32H7孔10T1014.2钻头1钻2M16螺纹底孔11T1190度16倒角铣刀1螺孔倒角12T12M16机用丝锥1攻2M16螺纹孔24工件的装夹 由于夹具确定了零件在数控机床系中的位置，因而根据要求夹具能保证零件在机床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸根据零件的结构特点加工上表面,装夹时工件上表面露出虎钳30mm，铣至轮廓到26mm深，铣另一面时在用虎钳夹住上一步铣好的面10mm，可以给虎钳钳口垫上铜皮，防止夹坏表面。 25加工顺序 加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。按照基面先行、先面后

19、孔、先主后次、先粗后精的原则确定加工顺序，即粗加工定位基准面（底面）精加工定位基准面粗、精加工上表面R50mm外圆及其台阶面外轮廓铣削精加工底面并保证尺寸。26确定工艺路线拟定数控切削加工工序卡根据数控系统的功能指令及程序格式，逐步编写加工程序单，写出有关的文件如工序卡、刀具明细表等。1确定工艺路线确定进给路线的工作点，确定粗加工及空运行的进给路线，精加工切削过程的进给路线基本上都是沿其零件轮廓顺序加工。进给路线泛指刀具从对刀点开始运动，直至返回该点并结束加工程序所进过的路线，包括切削加工的路经及刀具的切入、切出等非切削空行程。在保证加工精度的前提下，使加工程序具有最短的进给路线，不仅可以节省

20、整个加工过程的执行刀具消耗时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损等。2拟定数控切削加工工序卡 把零件加工顺序、所采用的刀具和切削用量等参数编入表2-3所示的加工工序卡中以指导编程和加工操作。表2-3数控加工工序卡序号数控加工工艺工序卡产品代号零件名称零件图号材料齿轮泵盖A4HT2001第一次装夹程序编号夹具名称夹具编号使用设备车间1平口钳加工中心数控车间工步号工步内容刀具辅具切削用量备注T码规格主轴转速rmin进给速度mmmin背吃刀量mm1粗铣上表面T01面铣刀125180402自动2精铣上表面T01面铣刀125180250.5自动3粗铣轮廓T0212立铣刀80010

21、04自动4精铣轮廓T0212立铣刀800600.5自动第二次装夹手动5粗铣上表面T01面铣刀125180402自动6精铣上表面至厚度尺寸成T01面铣刀125180250.5自动7粗铣台阶取掉余料T0212立铣刀8001002自动8精铣台阶至成T0212立铣刀800600.5自动9钻定位中心孔13个T033 中心钻800302自动10钻3个 6孔T046麻花钻800102自动11钻6个台阶孔的 7孔T057麻花钻800102自动12铣6个台阶孔的 10孔T0610键槽铣800102自动13钻1个台阶孔的12孔T0712麻花钻800102自动14铣1个台阶孔的 18孔T0818键槽铣800102自

22、动15钻 32的孔T0932麻花钻800102自动16钻2个螺纹孔底孔T1014.2麻花钻800102自动17倒螺纹孔角T1190度 16倒角铣刀450301自动18攻螺纹T12M16机用丝锥450302自动编制姚雄伟审核批准2013年5月24日共1页第1页第三章 加工程序及主要操作31确定编程原点铣床上编程坐标原点位置是任意的，它是编程人员在编制程序时根据零件的特点来选定的，为了变成方便具体选择注意如下几点：（1）编程坐标原点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，并减少计算错误。（2）编程坐标原点应尽量选在精度较高的精度表面，以提高被加工零件的加工精度。（3）对称的零件，编程坐标原

23、点应设在对称中心上。不对的零件编程坐标原点应设在外轮廓的某一角上。（4）Z轴方向的零点一般设在工件上表面。本设计选择工件中心为工件编程X、Y轴原点坐标，Z轴坐标在工件上表面。32按工序编制各部分加工程序（1）选定20015050的毛坯。（2）粗铣定位基准面（底面）采用平口钳装夹。第一次装夹：125端面铣刀粗铣铣上表面OWX01123G17G90M06T01G54S180M03F100G43H1M08G00X165Y60Z20Z2G01Z-2F10X-165Y60F40X-165Y-60X165Y-60精铣上表面Z-0.5F10X165Y60F25X-165Y60X-165Y-60X165Y-6

24、0G00Z50G49M09用12mm硬质合金立铣刀把外形轮廓粗铣到50.5mm，留0.5mm余量，深度多铣一个毫米，铣到26mm。M06T02G17G90G54S800M03F100G43H2M08G00X0Y-90Z20G01Z-5F10G42G01X0Y-50D4F100M98P100G42G01XOY-50D3M98P100G42G01X0Y-50D2M98P100G00X0Y-90Z20G01Z-10F10G42G01X0Y-50D4M98P100G42G01XOY-50D3M98P100G42G01X0Y-50D2M98P100G00X0Y-90Z20G01Z-15F10G42G01

25、X0Y-50D4M98P100G42G01XOY-50D3M98P100G42G01X0Y-50D2M98P100G00X0Y-90Z20G01Z-20F10G42G01X0Y-50D4M98P100G42G01XOY-50D3M98P100G42G01X0Y-50D2M98P100G00X0Y-90Z20G01Z-26F10G42G01X0Y-50D4F100M98P100G42G01XOY-50D3M98P 100G42G01X0Y-50D2M98P100精铣外轮廓，铣剩余的0.5mmG00X0Y-60Z20Z2G01Z-5F1OG42G01X0Y-50D1F60M98P100G00X0Y

26、-60Z20Z2G01Z-10F1OG42G01X0Y-50D1M98P100G00X0Y-60Z20Z2G01Z-15F1OG42G01X0Y-50D1M98P100G00X0Y-60Z20Z2G01Z-20F1OG42G01X0Y-50D1M98P100G00X0Y-60Z20Z2G01Z-26F1OG42G01X0Y-50D1M98P100GOOZ20M30第二次装夹：125端面铣,铣毛坯多余的厚度，铣至25mm厚OWX021234G17G90M06T01G54S180M03F100G43H1M08G00X165Y60Z20Z2G01Z-4F10X-165Y60F40X-165Y-60X

27、165Y-60Z-8F10X165Y60X-165Y60F40X-165Y-60X165Y-60Z-13F10 X165Y60X-165Y60F40X-165Y-60X165Y-60Z-18F10 X165Y60X-165Y60F40X-165Y-60X165Y-60Z-22F10 X165Y60X-165Y60F40X-165Y-60X165Y-60精铣厚度至成，铣余量0.5mm，Z-0.5F10X165Y60X-165Y60F25X-165Y-60X165Y-60G00Z50G49M09粗铣台阶，铣深到9.5mm,留0.5mm 余量M06T02G17G90G54S800M03F100G43

28、H2M08G00X0Y-60Z20Z2G01ZZ-5F10G42G01XOY-45D4F100M98P200G00X0Y-60Z20Z2G01ZZ-5F10G42G01XOY-45D3F100M98P200G00X0Y-60Z20Z2G01ZZ-5F10G42G01XOY-45D2F100M98P200G00X0Y-60Z20Z2G01ZZ-5F10G42G01XOY-45D1F100M98P200G00X0Y-60Z20Z2G01ZZ-9.5F10G42G01XOY-45D4F100M98P200G00X0Y-60Z20Z2G01ZZ-9.5F10G42G01XOY-45D3F100M98P

29、200G00X0Y-60Z20Z2G01ZZ-9.5F10G42G01XOY-45D2F100M98P200G00X0Y-60Z20Z2G01ZZ-9.5F10G42G01XOY-45D1F100M98P200精铣台阶至成，铣到深为10mmG00X0Y-60Z20Z2G01Z-10F10G42G01XOY-45D4F25M98P200 G00X0Y-60Z20Z2G01ZZ-10F10G42G01XOY-45D3F25M98P200G00X0Y-60Z20Z2G01ZZ-10F10G42G01XOY-45D2F25M98P200G00X0Y-60Z20Z2G01ZZ-10F10G42G01XO

30、Y-45D1F25M98P200G00Z20 G49 M09打中心孔，3mm中心钻，钻深为2mmMO6T03G17G90G54S800M03F100G43H3M08G00X-30Y0Z50Z15G98G81X-30Y0Z2R2F30X-50Y34.641X-66.252Y16.905X-70Y0X-66.252Y-16.905X-50Y-34.641X50Y34.641X0Y-25XOY25X40YOX50Y34.641X66.252Y16.905X70Y0X50Y-34.641G80G00Z50G49M09用6mm钻头钻三个6mm通孔至成。M06T13G17G90G54S800M03F100

31、G43H13M08G00X-66.252Y16.905Z50Z15G99G83X-66.252Y16.905Z-18R2Q2K1P1F10X-66.252Y-16.905X66.252Y16.905G80GOOZZ50G49M09用7mm钻头钻6个台阶空的7mm孔，并钻通M06T11G17G90G54S800M03F100G43H11M08G00X-50Y34.641Z-18R2Q-2K1P1F10X-70Y0X-50Y-34.641X50Y-34.641X70Y0X50Y34.641G80GOOZ50G49M09用10mm键槽铣刀铣台阶孔10mm的孔。MO6T12G17G90G54S800M

32、03F100G43H12M08G00X-50Y34.641Z2G01Z-5F10G00Z15F100X-70Y0G01Z-5F10G00Z15F100X-50Y-34.641Z2 G01Z-5F10G00Z15F100X50Y-34.641G01Z-5F10G00Z15F100X70Y0 G01Z-5F10G00Z15F100X50Y34.641G01Z-5F10G00Z50G49M09用12mm钻头钻18-12mm台阶孔的12mm孔钻通M06T06G17G90G54S800M03F30G43H6M08G00X40Y0Z50Z20G99G83X4OYOZ-28R2Q-2K1P1F10G80G0

33、0Z50G49M09用18键槽铣刀铣台阶孔的18孔至成M06T07G17G90G54S800M03F100G43H7M08G00X40Y0Z20Z2G01Z-7F10G00Z50F100G49M09用32钻头钻32孔至成。M06T04G17G90G54S800M03F100G43H4M08G00X-30Y0Z20G99G83X-30Y0Z-28R2Q-2K1P1F10G80G00Z50G49M09用14.2钻头，钻2M16螺纹孔底孔14.2mmM06T08G17G90G54S800M03F100G43H8M08G00X-25Y0Z20G99G83X-25Y0Z-28R2Q-2K1P1F10X25Y0G80G00Z50G49M09用90度16倒角铣刀倒角M06T09G17G90G54S450M03F100G43H9M08G00X-25Y0Z2G01Z-7.5F10G00Z20X25YOZ2G01X-7.5F50G00Z20用M16机用丝锥攻丝M06T10G17G90G54S450M03F100G43H10M08G00X-25Y0Z20G99