泵盖的数控加工艺及程序设计书

1 泵盖的数控加工艺及程序设计书 第一章 数控加工技术的概述 1 1 数控技术应用简介 1 数控（ 数字控制（ 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 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。 1 2 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 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 2 控制功能主要反映了 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， （ 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。 准中， G 代码有 100 种，从 要有基本移动（ 02， 等。 （ 3） 插 补功能 插补功能指 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 示进给速度为 200mm/大进给速度反映 了 统运算速度的大小，最新型的 00m/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 统可通过软件和接口在 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 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（ （ 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 3 （ 6）数控机床伺服系统接到执行的信息指令后，立即驱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。 1 3 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。 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 4 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。 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。 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 2 1 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 面粗糙度要求为 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 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 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，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。 2 2 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，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（ 190 260的切削速度为 45 90m/ V=70m/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/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： n=5 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精加工时，背吃刀 量取 加工时背吃刀量取为 2 3 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 1 125 端面铣刀 1 铣工件的上表面 2 12 立铣刀 1 铣削台阶面及轮廓 3 3 钻头 1 钻中心孔 4 6 钻头 1 钻 3 6孔 5 7 钻头 1 钻 台阶孔 的 7 孔 6 10 键槽铣刀 1 铣 台阶孔 的 10 孔 7 12 钻头 1 钻 台阶孔 12 孔 8 18 键槽铣刀 1 铣 台阶孔 18 孔 9 32 钻头 1 钻 32 10 头 1 钻 2 纹底孔 11 0度 16倒角铣刀 1 螺孔倒角 12 16 机用丝锥 1 攻 2 纹孔 2 4 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 30至轮廓到 26，铣另一面时在用虎钳夹住上一步铣好的面 10以给虎钳钳口垫上铜皮，防止夹坏表面。 2 5 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 圆及其台阶面 外轮廓 铣削 精加工底面并保证尺寸。 2 6 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。 6 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示的加工工序卡中以指导编程和加工操作。 表 2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 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 r 给速度mm吃刀量 粗铣上表面 铣刀125 180 40 2 自动 2 精 铣上表面 铣刀125 180 25 动 3 粗铣轮廓 12 立铣刀 800 100 4 自动 4 精铣轮廓 12 立铣刀 800 60 动 第二次装夹 手动 5 粗铣上表面 铣刀125 180 40 2 自动 6 精铣上表面至 厚度尺寸成 铣刀125 180 25 动 7 粗铣台阶取 掉余料 12 立铣刀 800 100 2 自动 8 精铣台阶至成 12 立铣刀 800 60 动 9 钻定位中心孔 3 中 800 30 2 自动 7 13 个 心钻 10 钻 3 个 6 孔 6 麻花钻 800 10 2 自动 11 钻 6 个台阶孔的 7 孔 7 麻花钻 800 10 2 自动 12 铣 6 个台阶孔的 10 孔 10 键槽铣 800 10 2 自动 13 钻 1 个台阶孔的 12 孔 12 麻花钻 800 10 2 自动 14 铣 1 个台阶孔的 18 孔 18 键槽铣 800 10 2 自动 15 钻 32 的孔 32 麻花钻 800 10 2 自动 16 钻 2 个螺纹孔底孔 800 10 2 自动 17 倒螺纹孔角 0度 16 倒角铣刀 450 30 1 自动 18 攻螺纹 16 机用丝锥 450 30 2 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 3 1 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。 3 2 按工序编制各部分加工程序 （ 1）选定 200 150 50 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： 8 125 端面铣刀粗铣铣上表面 123 06544308 2 165铣上表面 1651650049 12质合金立铣刀把外形轮廓粗铣到 量，深度多铣一个毫米，铣到 26 17544308 014298429842980001429842989 9800014298429842980001429842984298000142984298P 100 98铣外轮廓，铣剩余的 002 4298002 4298002 4298002 10 4298002 429830 第二次装夹： 125 端面铣 ,铣毛坯多余的厚度，铣至 25 1234 06544308 2 16516516516516511 铣厚度至成，铣余量 1651650049 铣台阶，铣深到 量 17544308 0142980001429800014298000142980042980012 98004298004298铣台阶至成，铣到深为 1000014298014298000142980001429800中心孔， 3心钻，钻深为 217544308 15 13 0407080 49 6头钻三个 6孔至成。 17544308 15 80 49 7头钻 6 个台阶空的 7，并钻通 17544308 7014 80 49 10槽铣刀铣台阶孔 10孔。 17544308 010001000001007000010049 12头 钻 18阶孔的 12钻通 17544308 20 80 49 15 用 18 键槽铣刀铣台阶孔的 18 孔至成 17544308 2 0049 32 钻头钻 32 孔至成。 174308 9980 49 头，钻 2 纹孔底孔 06174308 992580 49 90 度 16 倒角铣刀倒角 17544308 2 16 252 00 用丝锥攻丝 17544308 992580 49 30 子程序： 100 030103014020 200 02030340 17 3 主要操作步骤 （ 1）先开机床 接通机床电源