五边形凸台零件的数控铣削加工工艺及程序编制设计【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 五边形凸台零件的数控铣削加工工艺及程序编制 摘 要 本文主要讲述五边形凸台零件的数控铣削加工工艺，通过对零件图纸的分析，确定该零件的加工工艺、刀具、切削用量，制定出该零件的机械加工工艺过程卡片及数控加工工序卡，并编制出零件的加工程序，最终将程序录入机床，完成该零件的加工。 关键词：数控铣削 加工工艺 切削用量 数控编程 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 目 录 第一章 零件分析 .件材料分析 .件结构分析 .件精度分析 .三章 确定数控加工内容 .控加工工序加工内容精度分析 .控工序加工工步设计及各工步走刀路线图 . 数控工序加工工步设计 . 数控加工工序各工步走刀路线图 .控工序工艺系统选择 . 数控机床及机床参数的选择 . 数控加工刀具的选择 .削用量的选 择 . 背吃刀量、侧吃刀量的确定 . 数控加工夹具的选择 . 检测量具的选择 .程相关点坐标准备 .序编制及程序说明 .五章 程序的输入及校验 .序的输入 .序的校验 .六章 机床操作 .零操作 . 开机前的注意事项 . 开机、关机过程中的注意事项 . 机床回参考点、对刀操作 .件试切加工 . 谢 .考文献 . 录 .流 14951605 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 需要购买对应 纸 咨询 14951605 1 序言 这个五边形凸台 数控加工工艺与编程中介绍了数控编程基础知识，对数控铣削及加工中心的加工工艺进行了讲述，并结合实例介绍了其编程技术 零件包括了数控加工中心的基本内容，掌握了这些内容一般加工零件没有太大问题，零件的加工工艺和编程是大专数控专业的一次综合考察。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 2 第一章 零件分析 件材料分析 由零件图可知：零件材料为 45#钢。 件结构分析 该零件为一个小型的板类零件，其毛坯尺寸为 124 104 44件由带圆角的矩形凸台、带圆槽的凸台、五边形凸台，带圆角的型腔、通孔和两个螺纹孔组成。其上的五边形凸台为内接正五边形。 件精度分析 由图纸可知零件的各尺寸精度要求均较高。零件毛坯留有一定的余量，凸台及凸台轮廓、型腔、通孔、螺纹孔等的精度要求较高， 其中高精度要求的加工内容为：带圆角的矩形凸台轮廓、带圆槽的凸台上表面、型腔、通孔，均为 7级精度要求；螺纹孔为 6级精度要求。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 3 第二章 加工方案 平面、平面轮廓在镗铣类数控机床 上的加工方法是铣削。经粗铣的平面，尺寸精度可达 （指两平面之间的尺寸） 。经粗、精铣的平面，尺寸精度可达 孔加工方法比较多，有钻、扩、铰、镗等。大直径孔还可采用圆弧插补方式进行铣削加工。孔的加工方式与其所能达到的精度有很紧密的联系。为提高孔的位置精度，在钻孔工步前需要安排锪平端面和打中心孔工步。 对螺纹加工，要根据孔径大小采取不同的处理方式，一般情况下，直径在 常采用攻螺纹的方法加 工； 丝可通过其他手段进行。 该凸模零件由于是中小批量生产，从经济、时效等方面考虑铣六方在普通铣床上完成加工，余下的平面及凸台轮廓、通孔、螺纹孔在 式加工中心上加工完成。该零件的机械加工工艺详见表 2 表 2五边形凸台零件机械加工工艺过程卡 机械加工工艺过程卡 零件名称 图号 材料 件数 毛坯类型 毛坯尺寸 五边形凸模 0703 45# 300 板料 12410444号 工序 名称 工序内容 机床 工 装 1 下料 下料： 124 104 44割 200板尺 2 铣 粗、精铣六方至 120 100 4052 80 盘铣刀； 200 标卡尺 3 数控加 工 铣各凸台至图纸要求 00 标卡尺 铣两个型腔至图纸要求 00 标卡尺 深度游标卡尺 钻、铰孔至图纸要求 00 标卡尺、内径千分尺 攻螺纹孔至图纸要求 10纹塞规 4 去毛刺 钳工去毛刺 5 检验 照图检验各部尺寸及形位公差 6 入库 清洗，涂油入库 工艺设计 日期 1 页 第 1 页 需要购买对应 纸 咨询 14951605 4 第三章 确定数控加工内容 由该零件的加工方案可知，零件需要下料、铣、钻孔、攻螺纹等工序的加工，零件第一次粗铣 铣六方，加工内容较为简单，普通机床就可以保证其精度。并且加工过程中需要多次装夹，为了节约成本，提高加工效率，选择在普通铣床上加工完成。粗铣主要是去除较大余量，并为数控铣削准备精确定位基准。 各凸台、孔距的精度要求较高，圆弧等的加工在普通机床上不易控 制，其精度也难以保证。而这些工序的加工又只需单工位加工即可完成，故考虑在数控铣床或数控加工中心上进行加工。 分析零件的数控加工内容及过程，知加工中所需刀具在 10 把左右，为了减少换刀时间，提高加工效率，确定第 3工序在数控加工中心上加工。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 5 第四章 数控工序加工工艺设计 设计数控加工工艺实际就是设计各工序的加工工步，主要从精度和效率两方面考虑。 控加工工序加工内容精度分析 本工序的工序图如图 4 图 4五边形凸台零件图 由零件的加工方案可知：本工序加工内容中精度要求较高的 有：带圆角的矩形凸台的长为 （取 ,宽为 取 ，深为 。带圆槽的凸台宽度为 70 深为 ;两型腔的长、宽均为 取 ，深 取 。 通孔为 12 。螺纹孔为 10 右旋螺纹孔，孔深为 孔距分别为需要购买对应 纸 咨询 14951605 6 ， 。 带未注公差 的须按 控工序加工工步设计及各工步走刀路线图 控工序加工工步设计 根据全部加工表面按先粗，半精，再精加工分开进行；在一次定位装夹中，尽可能完成所有能够加工的表面的原则，以及对所要加工零件加工内容的分析，确定如下加工顺序： （） 粗铣各凸台 及 凸台轮廓；其走刀路线如表 4 （） 精铣各凸台及 凸台 轮廓； 其走刀路线如表 4 （） 粗、精铣两型腔；其走刀路线如表 4 4 （） 钻中心孔； 其走刀路线如表 4 （）钻 12其走刀路线如表 4 （）粗扩 12 其走刀路线如表 4示： （）粗铰 12其走刀路线如表 4示： （）精铰 12其走刀路线如表 4示： （）钻螺纹底孔； 其走刀路线如表 4 （ 10）攻螺纹； 其走刀路线如表 4 具体的工步内容及工步顺序见表 4 表 4控加工工序卡片 数控加工工序卡片 夹具名称 零件名称 材料 零件图号 机用虎钳 盖板类 45#钢 0703 工步号 程序编号 0005 0001间 数控车间 工步内容 刀号 刀量具规格 /轴转速 S（ r/ 进给速度F(mm/备注 1 粗铣 100 80 带圆角凸台粗铣带圆槽凸台、粗铣五边形凸台 16 697 314 2 精铣五边形凸台、精铣 70 凸台、精铣 100 80 凸台 16 697 84 需要购买对应 纸 咨询 14951605 7 3 粗、精铣 2 15腔 6 1062 4 钻各孔中心孔 3 1061 85 5 钻 12到 1105 11 724 145 6 粗铰 12 06 35 108 7 粗铰 12至 07 33 108 8 精铰 12 孔至图纸要求 1230 106 9 钻 纹底孔 10 攻丝 1020 1080 控加工工序各工步走刀路线图 走刀路线可分为孔加工进给路线和铣削加工进给路线。在安排孔的加工走刀路线时，在保证孔的加工 精度和表面粗糙度要求的同时，应寻求最短路线；在安排轮廓铣削加工的进给路线时，应尽量沿着轮廓的切线方向切入切出。结合该零件的材料，为提高表面精度，粗铣时可采用逆铣，精铣时采用顺铣。该零件的数控加工走刀路线如表 4 表 4铣带圆角凸台走刀路线图 数控加工走刀路线图 工序号 3 工步号 1 程序号 床型号 工内容 粗铣带圆角凸台 共 11 页 第 1 页 粗铣 100 80圆角凸台 编 程 校 对 审 批 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起刀点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 表 4铣 70带圆槽凸台走刀路线图 数控加工走刀路线图 工序号 3 工步号 2 程序号 床型号 工内容 粗铣带圆槽凸台 共 11 页 第 2 页 需要购买对应 纸 咨询 14951605 8 粗铣 70 带圆槽凸台 编 程 校 对 审 批 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起刀点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 表 4铣五边形凸台走刀路线图 数控加工走刀路线图 工序号 3 工步号 3 程序号 床型号 工内容 粗铣五边形凸台 共 11 页 第 3 页 粗铣五边形凸台 编 程 校 对 审 批 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起刀点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 表 4铣五边形凸台走刀路线图 数控加工走刀路线图 工序号 3 工步号 4 程序号 床型号 工内容 精铣五边形凸台 共 11 页 第 4 页 需要购买对应 纸 咨询 14951605 9 精铣五边形凸台 编 程 校 对 审 批 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起刀 点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 表 4铣带圆槽凸台走刀路线图 数控加工走刀路线图 工序号 3 工步号 5 程序号 床型号 工内容 精铣带圆槽凸台 共 11 页 第 5 页 精铣 70 带圆槽凸台 编 程 校 对 审 批 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起刀点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 表 4精铣、精铣带圆角凸台走刀路线图 数控加工走刀路线图 工序号 3 工步号 6 程序号 床型号 工内容 半精铣、精铣带圆角凸台 共 11 页 第 6 页 需要购买对应 纸 咨询 14951605 10 半精铣、精铣 100 80 带圆角凸台 编 程 校 对 审 批 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起刀点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 表 4铣型腔走刀路线 图 数控加工走刀路线图 工序号 3 工步号 7 程序号 床型号 工内容 粗铣型腔 共 11 页 第 7 页 粗铣型腔 编 程 校 对 审 批 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起刀点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 表 4铣型腔走刀路线图 数控加工走刀路线图 工序号 3 工步号 8 程序号 床型 号 工内容 精铣型腔 共 11 页 第 8 页 需要购买对应 纸 咨询 14951605 11 精铣型腔 编 程 校 对 审 批 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起刀点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 表 4各孔中心孔走刀路线图 数控加工走刀路线图 工序号 3 工步号 9 程序号 床型号 工内容 钻中心孔 共 9 页 第 11 页 钻各孔中心孔 编 程 校 对 审 批 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起刀点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 表 4、铰 12孔走刀路线图 数控加工走刀路线图 工序号 3 工步号 10 程序号 床型号 工内容 钻、铰 共 11 页 第 10 页 需要购买对应 纸 咨询 14951605 12 钻、铰 12编 程 校 对 审 批 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起刀点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 表 4螺纹孔走刀路线图 数控加工走刀路线图 工序号 3 工步号 11 程序号 床型号 工内容 攻螺纹 共 11 页 第 11 页 钻、攻 编 程 校 对 审 批 符号 含义 抬刀 下刀 编程原点 起刀点 走刀方向 走刀线相交 铰孔 行切 控工序工艺系统选择 控机床及机床参数的选择 此零件为中小批量加工。 故其毛坯可以在普通机床上完成粗加工，其余内容在数控机床上加工。在普通机床上加工毛坯时，首先确定一个加工基准面，以保证在加工时平行度需要购买对应 纸 咨询 14951605 13 的要求，为在数控机床上的加工准备好定位基准面。 根据零件尺寸和加工精度的要求，综合分析现有机床可知 式数控 加工中心 适合于此 工件的加工。 式数控 加工中心 的主要技术参数如表 4 表 4工中心主要技术参数表 控加工刀具的选择 根据数控加工内容，所需刀具有立铣刀、键槽铣刀、中心钻、麻花钻、铰刀、机用丝锥等，其规格依据加工尺寸选择。粗铣时铣刀直径应选小一些，以减少切削力矩，但也不能太小，以免影响加工效率；精铣时铣刀直径应选大一些，以减少接刀痕迹。考虑到两次走刀间的重叠量及减少刀具种类，结合该零件加工实际，确定粗、精铣凸台及其轮廓的刀具直径都选为 其他刀具根据孔径尺寸确定。 常用的刀具材料有：高速钢、硬质合金、工具钢等。而生产中常用的刀具材料主要是高速钢和硬质合金两类。考虑到该工序无需高速切削，为节约成本，选择使用高速钢刀具。 具体刀具见表 4 表 4控加工刀具卡片 工步号 刀具号 刀具名称 刀具型号 刀具 补偿值 /注 直径 /度 /偿号H 补偿号D 1 16 立铣刀 6 01 2 16 立铣刀 6 02 需要购买对应 纸 咨询 14951605 14 3 6 键槽铣刀 03 4 3 中心钻 04 5 11 钻头 11 05 6 刀 06 7 刀 07 8 12刀 208 9 头 09 10 10 丝锥 10 10 削用量的选择 合理选择切削用量的原则是：粗加工时，以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。 吃刀量、侧吃刀量的确定 背 吃刀量和侧吃刀量的确定主要根据机床、夹具、刀具、工件的刚度和被加工零件的精度要求来决定。由此原则，再结合该工序所要保证的表面粗 糙度要求，确定粗铣时的背吃刀量或侧吃刀量取 3 5精铣时背吃刀量或侧吃刀量取 铣时背吃刀量或侧吃刀量取 控加工夹具的选择 通过对各种夹具和零件加工过程的分析可知，确定此零件在数控加工中心上加工时选用随机床附带的机用虎钳进行装夹。其装夹示意图如图 4 需要购买对应 纸 咨询 14951605 15 测量具的选择 在实际加工零件的质量控制中，检测是一个非常重要的环节。其中检测量具是必不可少的，检测直接影响着零件的合格与否。选择测量器具的主要依据是被测量对象的数量、材质、公差值的大小 及外形、部位、尺寸大小等几何形状特点等，在确保测量精度的前提下，考虑具体的生产环境，测量工艺过程的可行性和经济性，所选测量器具或测量仪器的精度应与被测工件的加工精度相适应。因为是小批量生产，应当优先选用通用测量器具。结合该零件的检测项目及精度，选择的检测量具如表 4 表 4测量具表 序号 量具名称 数量 用途 1 游标卡尺 1 检测内径、外轮廓宽度 2 深度游标卡尺 1 检测型腔深度、凸台深度、孔深度 3 直角尺 1 检测平行度和垂直度 4 内径千分尺 1 检查孔直径 5 百 分表及表架 各 1 检测平行度 6 螺纹量规 1 检测螺纹 程相关点坐标准备 编程节点坐标如图 4标值见表 4示： 图 4控加工装夹示意图 需要购买对应 纸 咨询 14951605 16 图 4程节点坐标 表 4程节点坐标值 序号 X Y 序号 X Y 序号 X Y 序号 X Y 1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 5 5 5 6 6 6 7 7 7 8 8 8 9 9 9 0 0 0 0 序编制及程序说明 综上分析，编制出该零件数控加工的程序及其说明见表 4 表 4控加工的程序及其说明 % 程序开始符 主程序程序名 安全代码 0 ; 回参考点 选换一号刀 快速定位 ,主轴正转 建立刀具长度正补偿，冷却液开 下刀至工件上表面 调用 3 次 2 号子程序 Z 方向快速定位 快速定位 以 的速度下刀至工件上表面 需要购买对应 纸 咨询 14951605 17 调用 2 次 3 号子程序 Z 方向快速定位 快速定位 下刀至工件上表面 调用 2 次 4 号子程序 抬刀 取消刀具长度补偿 主轴旋转停止 0 ; 回参考点 选换 2 号刀 快速定位，主轴正转 建立刀具长度补偿 下刀 建立刀具半径左补偿 下刀（精铣五边形凸台轮廓） 抬刀 快速移动 下刀（精铣带圆槽凸台轮廓） 抬刀 快速定位 下刀（精铣带圆角矩形凸台） 需要购买对应 纸 咨询 14951605 18 抬刀 取消刀具半径补偿 取消刀具长度补偿 主轴旋转停止 回参考点 换 3 号刀 快速定位，主轴正转 建立刀具长度正补偿 下刀 调用 2 次 5 号子程序 抬刀 快速定位 下刀 调用 2 次 5 号子程序 抬刀 取消刀具长度补偿 主轴旋转停止 回参考点 选换 4 号刀 快速定位 建立刀具长度正补偿 到达开始平面 钻中心孔，回到开始平面 钻中心孔，回到 R 平面 取消刀具长度补偿 主轴旋转停止 回参考点 换 5 号刀 快速定位 建立刀具长度 补偿 钻孔，回到开始平面 取消刀具长度补偿 主轴旋转停止 回参考点 换 6 号刀具 快速定位 建立刀具长度正补偿 铰孔，回到开始平面 取消刀具长度补偿 主轴旋转停止 需要购买对应 纸 咨询 14951605 19 回参考点 选换 7 号刀 快速定位 建立刀具长度补偿 铰孔 取消刀具长度补偿 主轴旋转停止 回参考点 选换 8 号刀 快速定位 建立刀具长度正补偿 铰孔 取消刀具长度补偿 主轴旋转停止 回参考点 选换 9 号刀 快速定位 建立刀具长度正补偿 钻螺纹底孔 取消刀具长度补偿 主轴旋转停止 回参考点 攻螺纹） 换 10 号刀 快速定位 建立刀具长度补偿 攻螺纹 取消刀具长度补偿 程序停止并返回开始处 2 号子程序 增量方式下刀粗铣、半精铣带圆角矩形凸台 需要购买对应 纸 咨询 14951605 20 返回子程序 3 号子程序名 增量方式下刀粗铣带圆槽凸台 返回子程序 4 号子程序名 增量方式下刀粗铣五边形凸台 需要购买对应 纸 咨询 14951605 21 返回子程序 5 号子程序名 增量方式下刀粗铣两型腔 返回子程序 % 结束符 需要购买对应 纸 咨询 14951605 22 第五章 程序的输入及校验 序的输入 程序的输入方法可分为手动在机床的控制面板上一句一句的在程序编辑状态下输入。 序的校验 通常我们在编写好程序后会用相关的刀轨模拟软件或数控仿真软件来验证它的可行性。 在仿真软件上能完全运行无误后把程序输入机床，然后采用机床空运转的方式，来检验程序是否能在此机床上运行。 空运行结束后，根据显示器上所显示的信息进行判断、修改程序 。修改完成后 ，再次用机床本身自带的图形模拟显示功能来校验走刀轨迹等。 校验无误后，再在只装刀具和工件其中的一件，或者先一件都不装的情况下，单段执行该程序，观察实际走刀情况，确认无误后再装上工件或刀具，切换机床到自动运行状态加工。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 23 第六章 机床操作 零操作 机前的注意事项 （ 1）操作人员必须熟悉该数控机床的性能，操作方法。经机床管理人员同意方可操作机床。 （ 2）机床通电前，先检查电压、气压、油压是否符合工作要求。 （ 3）检查机床可动部分是否处于可正常工作状态。 （ 4）检查工作台是否有越 位，超极限状态。 （ 5）已完成开机前的准备工作后方可合上电源总开关。 机、关机过程中的注意事项 (1)严格按机床说明书中的开机顺序进行操作。 (2)一般情况下开机过程中必须先进行回机床参考点操作，建立机床做标系。 床回参考点、对刀操作 （ 1）当机床电源接通开始工作之前或机床停电后再次接通数控系统的电源或是机床在急停信号或超程报警信号解除之后恢复工作时，都必须进行返回机床参考点的操作。 （ 2）对刀就是告诉机床工件装夹在工作台的什么地方，是通过确定对刀点在机床坐标系中的位置来实现。 加工中心中的对刀方法主要有采用寻边器对刀、碰刀（或试切）方式对刀、机外对刀仪对刀等。分析该零件的加工实际及精度等要求，选择用试切的方式进行对刀。在对刀操作过程中，还要分别测出所用刀刀位相对于理想刀位的刀位偏差值，存入对应的的刀补号位置。 首件试切加工准备工作及注意事项： （ 1）编辑、修改、调试好程序。首件试切必须进行空运行，确保程序正确无误。