数控加工毕业设计

精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业摘要此次设计是基于数控机床的典型零件的编程与加工。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。本次设计内容介绍了数控加工的特点、加工工艺分析以及数控编程的一般步骤。利用CAD/CAM软件及G代码指令进行手工编程。改成3-4行的一段改成3-4行的一段关键词零件的分析毛坯加工工艺数控铣床数控编程

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目录摘要……………1目录………………2第1章概述…………………….11.1数控加工的特点…………………21.2数控机床…………31.3数控加工…………41.4数控编程系统……………………5第2章工艺方案分析…………………62.1零件图………………62.2机床设备的选择…………………72.3刀具的选择………72.4切削用量选择……………………92.5确定工件坐标系和对刀点…………102.6确定加工顺序和加工路线………10第3章机械加工工艺文件………….113.1数控加工工艺卡…………………133.2数控程序………14总结………………16致谢………………17参考文献…………182

第一章概述本文以典型零件为例，结合数控加工的特点，分别进行工艺方案分析，机床的选择，刀具与切削用量的选择，工件的定位装夹，加工顺序和加工路线的确定，数控程序的编制，最终形成可以指导生产的工艺文件。在整个工艺过程的设计过程中，要通过分析，确定最佳的工艺方案，使得零件的加工成本最低，合理的选用定位夹紧方式，使得零件加工方便、定位精准、刚性好，合理选用刀具和切削参数，使得零件的加工在保证零件精度的情况下，加工效率最高、刀具消耗最低。最终形成的工艺文件要完整，并能指导实际生产。11.1数控加工的特点数控加工，也称之为NC（NumericalControl）加工，是以数值与符号构成的信息，控制机床实现自动运转。数控加工经历了半个世纪的发展已成为应用于当代各个制造领域的先进制造技术。数控加工的最大特征有两点：一是可以极大地提高精度，包括加工质量精度及加工时间误差精度；二是加工质量的重复性，可以稳定加工质量，保持加工零件质量的一致。也就是说加工零件的质量及加工时间是由数控程序决定而不是由机床操作人员决定的。数控加工具有如下优点：提高生产效率；不需熟练的机床操作人员；提高加工精度并且保持加工质量；可以减少工装卡具；可以减少各工序间的周转，原来需要用多道工序完成的工件，数控加工一次装夹完成加工，缩短加工周期，提高生产效率；容易进行加工过程管理；可以减少检查工作量；可以降低废、次品率；便于设计变更，加工设定柔性；容易实现操作过程的自动化，一个人可以操作多台机床；操作容易，极大减轻体力劳动强度随着制造设备的数控化率不断提高，数控加工技术在我国得到日益广泛的使用，在模具行业，掌握数控技术与否及加工过程中的数控化率的高低已成为企业是否具有竞争力的象征。数控加工技术应用的关键在于计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）系统的质量。21.2数控机床20世纪40年代末，美国开始研究数控机床，1952年，美国麻省理工学院（MIT）伺服机构实验室成功研制出第一台数控铣床，并于1957年投入使用。这是制造技术发展过程中的一个重大突破，标志着制造领域中数控加工时代开始。数控加工是现代制造技术的基础，这一发明对于制造行业而言，具有划时代的意义和深远的影响。世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究的发展。我国于是1958年开始研制数控机床，成功试制出配有电子数控系统的数控机床，1965年开始批量生产配有晶体管数控系统的三坐标数控铣床。经过几十年的发展，目前的数控机床已经在工业界得到广泛应用，在模具制造行业的应用尤为普及。数控机床种类繁多，模具制造常用数控加工机床有：数控铣床、数控电火花成型机床、数控电火花线切割机床、数控磨床和数控车床。数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其它辅助系统组成。控制系统用于数控机床的运算、管理和控制，通过输入介质得到数据，对这些数据进行解释和运算并对机床产生作用；伺服系统根据控制系统的指令驱动机床，使刀具和零件执行数控代码规定的运动；检测系统则是用来检测机床执行件（工作台、转台、滑板等）的位移和速度变化量，并将检测结果反馈到输入端，与输入指令进行比较，根据其差别调整机床运动；机床传动系统是由进给伺服驱动元件至机床执行件之间的机械进给传动装置；辅助系统种类繁多，如：固定循环（能进行重复加工）、自动换刀（可交换指定的刀具）、传动间隙补偿（补偿机械传动系统产生的间隙误差）等等。31.3数控加工数控加工是将待加工零件进行数字化表达，数控机床按数字量控制刀具和零件的运动，从而实现零件加工的过程。被加工零件采用线架、曲面、实体等几何体来表示，CAM系统在零件几何体基础上生成刀具轨迹，经过后处理生成加工代码，将加工代码通过传输介质传给数控机床，数控机床按数字量控制刀具运动，完成零件加工。其过程如下图所示：【零件信息】→【CAD系统造型】→【CAM系统生成加工代码】→【数控机床】→【零件】（1）零件数据准备：系统自设计和造型功能或通过数据接口传入CAD数据，如STEP，IGES，SAT，DXF，X-T等；在实际的数控加工中，零件数据不仅仅来自图纸，特别在广泛采用Internet网的今天，零件数据往往通过测量或通过标准数据接口传输等方式得到。（2）确定粗加工、半精加工和精加工方案。（3）生成各加工步骤的刀具轨迹。（4）刀具轨迹仿真。（5）后期处理输出加工代码。（6）输出数控加工工艺技术文件。（7）传给机床实现加工。41.4数控编程系统数控加工机床与编程技术两者的发展是紧密相关的。数控加工机床的性能提升推动了编程技术的发展，而编程手段的提高也促进了数控加工机床的发展，二者相互依赖。现代数控技术下在向高精度、高效率、高柔性和智能化方向发展，而编程方式也越来越丰富。数控编程可分为机内编程和机外编程。机内编程指利用数控机床本身提供的交互功能进行编程，机外编程则是脱离数控机床本身在其他设备上进行编程。机内编程的方式随机床的不同而异，可以以“手工”的形式分行输入控制代码（手工编程）、交互方式输入控制代码（会话编程）、图形方式输入控制代码（图形编程），甚至可以语音方式输入控制代码（语音编程）或通过高级语言方式输入控制代码（高级语言编程）。但机内编程一般来说只适用于简单形体，而且效率较低。机外编程也可以分成手工编程、计算机辅助APT编程和CAD/CAM编程等方式。机外编程由于其可以脱离数控机床进行数控编程，相对机内编程来说效率较高，是普遍采用的方式。随着编程技术的发展，机外编程处理能力不断增强，已可以进行十分复杂形体的灵敏控加工编程。随着微电子技术和CAD技术的发展，自动编程系统也逐渐过渡到以图形交互为基础的与CAD集成的CAD/CAM系统为主的编程方法。与以前的语言型自动编程系统相比，CAD/CAM集成系统可以提供单一准确的产品几何模型，几何模型的产生和处理手段灵活、多样、方便，可以实现设计、制造一体化。虽然数控编程的方式多种多样，毋庸置疑，目前占主导地位的是采用CAD/CAM数控编程系统进行编程。5第二章工艺方案分析2．1零件图注：毛坯为270㎜×114㎜×40㎜板材，六面已粗加工过，要求加工中心加工出如图所示的槽，工件材料为45钢。图凹槽工件62.2机床设备的选择根据零件图样要求，选用加工中心达到要求。2.3刀具的选择数控刀具要求精度高、刚性好、装夹调整方便，切削性能强、耐用度高。合理选用既能提高加工效率又能提高产品质量。2.3.1刀具选择应考虑的主要因素 被加工工件的材料、性能：金属、非金属，其硬度、刚度、塑性、韧性及耐磨性等。2.3.2工件的几何形状、加工余量、零件的技术经济指标。

2.3.3刀具能承受的切削用量。2.3.4刀具材料的选择。 常用刀具材料为高速钢、硬质合金。非金属材料刀具使用较少。2.3.5高速钢刀具。高速钢刀具易磨损，价格便宜，常用于加工硬度较低的工件。2.3.6硬质合金刀具。

硬质合金刀具耐高温，硬度高，主要用于加工硬度较高的工件，硬质合金刀具需较高转速加工，否则容易崩刀。硬质合金刀具加工效率和质量比高速钢刀具好。72.3.7刀具结构形式选择车刀可分为整体车刀、焊接车刀、机夹车刀、可转位车刀和成型车刀。其中可转位车刀的应用日益广泛，在车刀中所占比例逐渐增加。焊接式车刀，就是在碳钢刀杆上按刀具几何角度的要求开出刀槽，用焊料将硬质合金刀片焊接在刀槽内，并按所选择的几何参数刃磨后使用的车刀。机夹车刀是采用普通刀片，用机械夹固的方法将刀片夹持在刀杆上使用的车刀可转位车刀是使用可转位刀片的机夹车刀2.3.8成形车刀是加工回转体成形表面的专用刀具，其刃形是根据工件廓形设计的，可用在各类车床上加工内外回转体的成形表面。与其他类型的车刀相比，可转为车刀有夹紧可靠、定位精确、操作方便、结构简单、排屑流畅等优点。2.3.9确定加工刀具现采用:T01:φ30R5T02:φ12T03:φ8并把该刀具的直径输入刀具参数表中。82.4．切削用量选择切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等都有着非常重要的影响。合理的选择切削用量是充分利用刀具切削性能和机床动力性能（功率、扭矩），在保证质量的情况下，获得高的生产率和低的加工成本。3.4.1.粗加工时的选择粗加工时要尽可能达到较高的生产率，同时又要保证刀具的使用寿命。在保证刀具使用寿命不变的前提下，使vc、f、ap的乘积尽可能大些。因此，优先选用大的背吃刀量ap，其次取较大的进给量f，最后根据刀具的寿命确定合适的切削速度Vc。3.4.2精加工时的选择精加工时首先应确保获得要求的加工精度和表面粗糙度，同时也要考虑必要的刀具使用寿命和生产率，并控制不产生积屑瘤，保证工件获得必要的表面粗糙度。使用硬质合金车刀时，一般多采用较高的切削速度vc。精加工时应采用较小的背吃刀量ap和进给量f。切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。92.5确定工件坐标系和对刀点 在XOY平面内确定以工件左下角为工件原点，Z方向以工件上表面为工件原点，建立工件坐标系。采用手动对刀方法,把点O作为对刀点。2.6确定加工顺序和加工路线首先必须保证被加工零件的尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单、走刀路线尽量短、效率高等因素。在保证加工质量的前提下，使加工序具有最短的进给路线，不仅可以节省整个加工过程的执行时间，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。根据图样要求、毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线。1）以已加工过的底面为定位基准，用通用机用平口虎钳夹紧工件前后两侧面，虎钳固定于铣床工作台上。2）工步顺序①先用φ30R5铣刀粗加工图中凹槽。②每次切深为0.54㎜③再次用φ30R5铣刀精加工凹槽底面。④再用φ12铣刀粗加工凹槽侧面。⑤每次0.199 mm ⑥最后用φ8铣刀精加工凹槽侧面10第3章机械加工工艺文件3.1数控加工工艺卡机加车间机械加工工艺过程卡产品名称零件编号零件材料图号凹槽工件45钢毛坯种类程序编号夹具名称夹具编号使用设备毛坯尺寸板材压板加工中心270×114×40工步号工步内容加工面刀具号刀具规格主轴转速（r/min）进给量(mm/min)背吃刀量(mm)备注01开粗铣出平面图形T01φ30R5250010000.5402精加工底面T01φ30R5250010000.203粗精工侧面T03φ12400025000.19904精加工侧面T04φ8400025000.1113.2数控加工刀具卡片产品名称或代号零件名称零件图号序号刀具号刀具名称刀具型号刀片刀半径mm备注型号牌号1T01圆角盘刀φ30R52T01圆角盘刀φ30R53T02立铣刀φ124T03立铣刀φ8123.3数控程序考虑到加工图示的槽，深为10㎜，每次切深为0.54㎜。为编程方便，该工件的加工程序如下：(Partstock=0.35Floorstock=0.20)粗加工成型(Name:MILLTool：30.0R5.0)G21G0G17GM05M01T01M06(Name:MILLTool：30.0R5.0)G0G90GS2000M03G43H01Z50.M08G0G90X172.019Y90.114Z20.Z3.G1X173.081Y91.831Z2.459F2000.……….%13(Partstock=1.00Floorstock=0.00)精加工底面(Name:MILL_1Tool：30.0R5.0)G21G0G17GM05M01T01M06(Name:MILL_1Tool：30.0R5.0)G0G90GS2500M03G43H01Z50.M08G0G90X145.392Y105.Z20.Z-4.G1X135.Z-10.F1000.……14T02M06粗加工侧面(Name:MILL_3Tool：12.0R0.0)G0G90GS4000M03G43H02Z50.M08G0X126.755Y52.1Z20.Z3.Z2.801G1Z-.199F2500.……T03M06精加工侧面(Name:MILL_4Tool：8.0R0.0)G0G90GS4000M03G43H03Z50.M08G0X126.755Y50.Z20.Z3.Z2.9G1Z-.1F2500.15总结装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和。数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（例如：信息技术及产业，生物技术及产业，航空航天技术，国防工业等等）等使能技术的的最基本装备。数控技术是当今制造技术和装备最核心的技术，当今世界各国制造