端盖零件的数控铣床铣削编程及加工

-.z..--可修编-毕业设计〔论文〕题目:端盖零件的数控铣床铣削编程与加工院(系)：专业：**：**：指导教师：二〇年月日摘要数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基地，是现代制造技术的核心，是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段。正是因为数控技术对于我国的制造业有着举足轻重的作用，因此我希望能通过本次毕业设计对数控技术进展进一步的了解与分析。我的这份毕业设计的主要容是对我们机械类加工在日常加工中常见的工件取其中的一典型端盖零件进展系统的编程与操作设计，从数控加工前应做的准备开场到数控加工工艺分析、数控刀具及其选择、工件装夹方式与数控加工夹具的选择、程序编制中的数值计算、数控加工程序的编制、数控车削加工、数控铣削加工、数控加工中心编程及自动编程技术等容以及数控加工时应注意的问题做了一一的说明。由于水平有限，自己对设计的完成还不是很完善，有缺乏之处，希望教师斧正。关键词：数控技术编程加工工艺分析.z.-可修编-AbstractThenumericalcontroltechnologyistherealizationofautomation,fle*ible,integratedproductionbaseofmanufacturingindustry,isthecoreofmodernmanufacturingtechnology,isanimportantmeanstoimproveessentialmanufacturingqualityandproductivity.Itisbecausethenumericalcontroltechnologyplayadecisiveroleforthemanufacturingindustryofourcountry,soIhopethatthroughthisgraduationdesignisunderstandingandfurtheranalysisoftheCtechnology.Themaincontentofmythisgraduationdesignisatypicalworkpieceendofourmachineryprocessingmonindailyprocessingofthecoverpartofprogrammingandoperatingsystemdesign,fromtheNCprocessingshouldbedonebeforethepreparationtotheanalysisofNCmachiningprocess,Ctoolanditsselection,workpiececlampingandCmachiningfi*tureselection,programinnumericalcalculation,NCprogramming,Cturning,Cmilling,CmachiningcenterprogrammingandautomaticprogrammingtechnologyandNCmachiningproblemsweshouldpayattentiontowhendoingtheoneoneinstructions.Duetothelimitedlevel,ontheirdesignisnotperfect,therearedeficiencies,hopetheteachercorrect.KEYWORD：NumericalcontroltechnologyProgrammingProcessingProcessanalysis-.z.目录第一章引言1第二章数控编程方法2第一节手工编程2第二节自动编程2第三章数控加工程序编程的容与步骤3第一节数控编程过程的容3第二节数控编程步骤3第四章设计说明书5第一节工艺分析与选择5第二节确定装夹方案6第三节确定加工顺序6第四节刀具选择6第五节切削用量选择7第六节主要加工程序8第七节主要操作步骤14结论16致17参考文献18-.z.第一章引言本次论文主要讨论一典型端盖零件的数控铣床的编程方法，编程考前须知，加工工艺分析，刀位轨迹计算，编程与校验，刀具的选择，以及加工工艺路线确实定。为了更好的掌握数控零件的编程与加工，在以后的工作中能够独立的加工生产，熟练的掌握编程与加工是非常有必要的。第二章数控编程方法第一节手工编程手工编程是指利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人工进展道具轨迹的运算，并进展指令编制。这种编程方法不需要计算机、编程器、编程软件等辅助设备，只需要有合格的编程人员即可。其优点是比拟简单，对机床操作人员来说比拟容易掌握且适应性较强；缺点是编程要花费大量时间。第二节自动编程自动编程也称为计算机辅助编程，是指用计算机或编程器编制数控加工程序。自动编程的大局部工作都由计算机完成，如坐标值的计算、零件加工程序单的编写等。自动编程方法还可以通过计算机或自动绘图仪进展刀具运动轨迹的图形检查，从而及时验证程序的正确性。自动编程的优点在于大大减轻了编程人员的劳动强度，效率提高几十倍乃至上百倍，同时解决了手工编程无法解决的复杂零件的编程难题。第三章数控加工程序编程的容与步骤第一节数控编程过程的容数控编程的主要容有零件图的工艺分析，工艺方案确实定，加工轨迹坐标的数学计算，零件加工程序清单的编写，程序的输入、校验与首件试切。典型的数控编程过程如图4.1所示。图4.1数控编程过程流程图第二节数控编程步骤在数控编程之前，编程员应了解所用数控铣床的规格、性能、数控系统所具备的功能及编程指令格式等。根据零件形状尺寸及其技术要求编写程序。〔1〕零件图的工艺分析根据零件图的形状精度、尺寸精度、位置精度以及外表粗糙度等要求确定零件的加工方案，如加工方法的选择，加工顺序的安排，装夹方式确实定等。〔2〕数学计算为使数学计算更加方便，一般根据零件的几何特征建立一个工件坐标系，相对于该坐标系计算加工轨迹上各点的坐标值。对于形状比拟简单的零件的加工来说，需要计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值。〔3〕编写零件加工程序单根据数控系统规定的指令代码及程序段格式，编写加工程序单，填写有关的工艺文件，如数控加工工序卡、数控刀具卡、数控加工程序单等。〔4〕输入程序通过键盘、光盘、磁盘等将程序输入到铣床的数控系统。〔5〕程序校验与首件试切在数控仿真系统上仿真加工过程，空运行观察进给路线是否正确，为进一步检验被加工零件的加工精度，还要进展零件的首件试切。第四章设计说明书第一节工艺分析与选择图5.1工件图该零件图主要由平面、孔系及外轮廓组成，孔外表的加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔及光加工方法选择原则，中间¢15孔的尺寸公差为H7，外表粗糙度要求较高，可采用钻——粗镗——精镗方案。两端¢10孔处没有尺寸公差要求，可采用自由尺寸公差IT11-IT12处理，外表粗糙度要求不高，可采用钻¢8——扩孔¢10的方案；平面轮廓与零件外表凸台常采用的加工方法有数控铣、线切割及磨削等。在本设计中，平面、外轮廓外表与零件外表凸台粗糙度要求Ra6.3mm,可采用粗铣——精铣方案。图中位置精度要求较高的是底面与孔轴线之间的垂直度，在加工过程中应重点保证。第二节确定装夹方案由于夹具确定了零件在数控铣床坐标系中的位置，因而根据要求夹具能保证零件在铣床坐标系的正确坐标方向，同时协调零件与铣床坐标系的尺寸。根据零件的构造特点，加工上外表，¢60外圆及其台阶面和孔系时可选用一面两孔定位方式，即以底面、¢4H7和一个¢13孔定位，选择上述装夹方式构造相对简单，能保证加工要求，便于实施。第三节确定加工顺序加工顺序的选择直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工本钱。按照基面先行、先面后孔、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〕——粗、精加工上外表———外圆及其台阶面——外轮廓铣削——精加工底面并保证尺寸。第四节刀具选择刀具的选择是数控加工中重要的工艺容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序容、工件材料等因素。与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的外表尺寸和形状相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀，铣削平面时应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀，对一些主体型面和斜角轮廓形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。曲面加工常采用球头铣刀，但加工曲面较低平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因而采用环形铣刀。具体选择原则可参照表5.1。表5.1刀具选择序号刀具名称规格用途刀具材料1立铣刀￠20粗铣外轮廓、铣凸台、￠30孔硬质合金2中心转￠3钻定位孔高速钢3钻头￠15钻孔高速钢4钻头￠8钻孔高速钢5铰刀￠10铰孔高速钢第五节切削用量选择切削用量包括主轴转速〔切削速度〕、切削深度或宽度、进给速度〔进给量〕等。切削用量的大小对切削力、切削速率、刀具磨损、加工质量和加工本钱均有显著影响。对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单。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本钱；半精加工或精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工本钱。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经历而定。孔系加工切削用量见表5.2。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精加工余量，其次一刀完成粗铣。确定主轴转速时，先查切削用量手册，硬质合金铣刀加工加工铸铁〔190-260HB〕时的切削速度为45-90m/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〔假设机床为有级调速，应选择与计算结果接近的转速〕。N=1000v/3.14D确定进给率时，根据铣刀赤数、主轴转速和切削用量手册中给的每齿进给量，计算进给速度并填入工序卡片中。Vf=Fn=Fn*Zn背吃刀量的选择应根据加工余量确定。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，背吃刀量取为0.5-2mm。精加工时，背吃刀量取为0.2-0.4mm.表5.2孔系加工切削用量零件名称端盖零件图号001材料45号钢工序01夹具名称机用平口虎钳使用设备加工中心*H715D工步刀具名称规格用途刀具编号主轴速度/〔r/min〕进给速度/〔mm/mm〕背吃刀/mm加工余量/mm1立铣刀￠20mm粗铣外轮廓、铣凸台、￠30T0130015010102中心转￠3mm钻定位孔T028001501.51.53钻头￠15钻孔T034001509-4钻头￠8钻孔T04500150925铰刀￠10铰孔T05505011第六节主要加工程序1、确定编程原点铣床上编程坐标原点的位置是任意的，它是编程人员在编制程序时根据零件的特点来选定的，为了方便，一般根据工件形状和标注尺寸的基准以及计算最方便的原则确定工件上*一点为坐标原点，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外表，以提高被加工零件的加工精度。(3)对称的零件，编程坐标原点应设在对称中心上；不对称的零件，编程坐标原点应设在外轮廓的*一角上。(4)Z轴方向的零点一般设在工件外表。本设计选择¢15圆的圆心处为工件编程*、Y轴原点坐标，Z轴原点坐标在工件上外表。2、采用计算机辅助计算基点的坐标选一个160*60*20的毛坯，根据零件图样，按已经确定的加工路线和允许的程序，保证误差，计算出数控系统所需数值，数值计算包括基点和节点的坐标、刀位点轨迹的计算，计算基点位置见图5.2，计算点坐标见表5.3：图5.2基点位置计算表5.3计算点坐标序号坐标序号坐标1*=-50.000Y=25.0009*=-40.000Y=15.0002*=-50.000Y=-25.00010*=-40.000Y=-0.0003*=-30.000Y=-25.00011*=-40.535Y=-15.0004*=30.000Y=-25.00012*=40.000Y=15.0005*=50.000Y=-25.00013*=40.000Y=0.0006*=50.000Y=25.00014*=40.000Y=-15.0007*=30.000Y=25.00015*=0.000Y=0.0008*=-30.000Y=25.0003、程序编制程序由四段组成：O1000为主程序，选刀和铣削轮廓；O1001为铣削凸台子程序；O1002为钻定位孔子程序；O1003为粗精加工孔￠10mm子程序；程序如下：主程序O1000;N10G28;N20T01M06;N30G54;N40S500M03;N50G00*-100.Y-80.;N60Z-20;N70G41G00*-75.Y-25.D01;N80G01Y0F80;N90G02*-50.Y25.R25.;N100G01*50.;N110G02*50.Y-25.R25.;N120G01*-50.;N130G02*-75.Y0R25.;N140G01Y50.;N150G40G00*100.Y100.;N160Z100.;N170M05;N180G28;N200G00*0Y0;N210M98P1001;N220M05;N230G28;N240T02M06;N250G00*0Y0;N260M98P1002;N270M05;N280G28;N290T03M06;N300M08M03S600;N310G00*0Y0;N320G00Z5.;N330G01Z-20.F150;N340G01Z5.;N350M09M05;N360T01M06;N370M03S600M08;N380G00*100.Y100.;N390G41G01*50.Y0D02F120;N400*15.;N410Z-5.;N420G02*15.Y0R-15.;N430G40G00Z100.M09;N440G00*0Y0;N450M05;N460G28;N470T04M06;N480G00*0Y0;N490M03S500;N500M98P1003;N510M05;N520G28;N530T05M06;N540G00*0Y0;N550M03S800;N560M98P1003;N570M05;N580G28;N590M30;子程序1O1001;N10G00Z50.;N20M03S300;N30G00*-40.Y40.;N40G00Z5.;N50G01Z-4.F300.;N60M08;N70G01Y-40.;N80G01*40.;N90G01Y40.;N100G01Z-7.;N110G01Y-40.;N120G01*-40.;N130G01Y40.;N140G00Z50.;N150M09;N160M99;子程序2O1002;N10G80M03S800;N20Z10.M08F40;N30G91G81G99*0Y0Z-26.R-4.F80;N40*40.;N50Y15.;N60Y-30.;N70*-80.;N80Y15.;N90Y15.;N100G80;N110M09;N120G90G00Z100.;N130M99;子程序3O1003;N10G80;N20G00*40.Y15.;N30Z20;N40G91G81G99Z-26.R-4.F80;N50Y-15.;N60Y-15.;N70*-80.;N80Y15.;N90Y15.;N100G80M09;N110G90G00Z100.;N120M99;第七节主要操作步骤1、先开机床接通C和机床电源，系统启动后进入“加工〞操作区JOG运行方式检查机床开启后发现机床会出现报警信号，这时，需按下K1，使机床加上驱动力。这时才能正常操作机床。2、回参考点回参考点只能在JOG的方式下运行。用铣床控制面板上“回参考点键〞启动回参考点。在“回参考点〞窗口中显示该坐标轴是否必须回参考点：如出现“〇〞，则说明未回参考点，如出现●，则说明已回参考点，按下坐标方向键〔正方向键〕，把每坐标都回参考点，通过选择另一方式如MDAAUTO或JOG来完毕回参考点。3、参数设定在C进展工作前，必须对一些参数进展设定，对铣床和刀具进展调整：〔1〕输入刀具参数及刀具补偿参数(2)输入/修改零点偏置(3)输入设定数值刀具参数包括刀具几何参数，磨损量参数、刀具量参数和刀具型号参数等。有些参数如R参数则一般不需修改4、装夹工件按照前面指定的装夹方式装夹工件5、对刀把每一把刀具都调到自己设定的编程零点，把编程零点所在铣床坐标值输入铣床中6、输入程序把自己编的程序输入铣床并定一个名字，对程序进展检查，确保程序本身没有错误以及也没有输入错误。7、模拟仿真按下MDA键，按扩展键，再按编程仿真进入仿真系统，对程序进展仿真，检查仿真出的工件图形与要加工的工件有多大出入，并不断对程序进展修改，直到仿真的工件完全正确为止。8、实际加工退出仿真系统，先按复位键，刚开场时可进展单步加工，按下步加工键。这时要一手按启动键，一手按停顿键，如发现异常情况应立即停顿。直到确定程序无误前方可按自动加工键，加工完成后，最后取下工件，加工完成。结论数控加工工艺，是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，应用于整个数控加工工艺过程。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、开展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的经历总结。数控加工工艺过程，是利用切削工具在数控机床上直接改变加工对象的形状、尺寸、外表位置、外表状态等，使其成为成品或半成品的过程。数控加工工艺和数控加工工艺过程的主要容为：1、选择并确定进展数控加工容。2、对零件图样进展数控加工工艺分析。3、零件图形的数字处理及编程尺