数控技术毕业设计（论文）-基与mastercam的叉架板的数控编程与加工.doc

济源职业技术学院毕业设计 济源职业技术学院济源职业技术学院 毕毕 业业 设设 计计 题目 基于 mastercam 叉架板的编程与加工 系别 机电系 专业 数 控 技 术 班级 数控 0802 班 姓名 学号 指导教师 日期 2010 年 10 月 济源职业技术学院毕业设计 1 设计任务书 设计题目：设计题目： 基与基与 mastercam 的叉架板的数控编程与加工的叉架板的数控编程与加工 设计要求：设计要求： 1要求使用 cad 软件绘制出叉架板的零件图，并对其进行三维造型。 2. 使用 mastercam 软件对叉架板进行自动编程，要选择好刀具，夹具及主要 的机床参数，并在 mastercam 软件中进行刀具仿真轨迹。 3. 把程序输入到机床中，并对工件进行加工。 济源职业技术学院毕业设计 2 设计进度：设计进度： 设计进度：全部毕业设计时间为十周 第一周：确定毕业设计题目和内容，查阅资料； 第二周：确定整体设计思路； 第三周：用 cad 绘制零件图，用 proe 画出三维造型图。 第四周：选择相应的刀具，对车床进行试车调试。 第五六周：确定加工工艺，进行数控编程并加工； 第七周：初步拟定设计的草稿 第八周：毕业论文的整体校核、修改； 第九周：整理完善设计内容、按照毕业设计规范进行设计报告的撰写。 第十周：最终确定设计报告和图纸，打印装订，准备毕业答辩和指导教师 评阅等。 指导教师（签名）：指导教师（签名）： 济源职业技术学院毕业设计 3 摘 要 本设计主要课题就是叉架板 mastercam 软件仿真加工的设计安排。其零件 图是从相关的资料中筛选。零件结构看似简单，零件图里有孔的加工，还有曲 面的加工，使用该软件进行加工时还要注意刀具参数的选择，用机床进行实体 加工时要注意许多安全事项。 叉架板式作为支撑零件使用要求硬度比较高，耐磨性较好，并具有足够的 韧性、表面硬度，为了满足这些要求，因此本次材料选择 45 钢。 mastercam 具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。 mastercam 提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件加工的效率和质量。mastercam 还 具有丰富的曲面精加工功能，可以从中选择最好的方法，加工最复杂的零件。 mastercam 的多轴加工功能，为零件的加工提供了更多的灵活性。 关键词： 叉架板，刀具参数、45 钢，曲面加工 济源职业技术学院毕业设计 4 目 录 1 绪论1 1.1 数控机床的基本概况 1 1.2 数控机床的发展趋势 3 2 零件的类型及材料选择8 2.1 零件的类型 8 2.2 各种毛坯的材料选择 9 2.3 叉架板零件材料选择 9 3 刀具选择和零件加工工艺分析.11 3.1 零件毛坯安装 .11 3.2 零件的加工工艺 .11 3.3 零件夹具的选择 .12 4 刀具参数选择以及数控加工轨迹仿真.17 4.1 刀具参数选择 .17 4.2 数控轨迹仿真 .22 5 数控加工后处理.23 5.1 叉架板加工程序 .23 结 论.31 致 谢.32 参考文献.33 济源职业技术学院毕业设计 5 1 1 绪论绪论 1.11.1 数控机床的基本概况数控机床的基本概况 数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床 主体和其他辅助装置。下面分别对各组成部分的基本工作原理进行概要说明。 1加工程序载体 数控机床工作时，不需要工人直接去操作机床，要对数控机床进行控制， 必须编制加工程序。零件加工程序中，包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、 工艺参数（进给量主轴转速等）和辅助运动等。将零件加工程序用一定的格式 和代码，存储在一种程序载体上，如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等，通过数 控机床的输入装置，将程序信息输入到 cnc 单元。 2数控装置 数控装置是数控机床的核心。现代数控装置均采用 cnc(computer numerical control)形式，这种 cnc 装置一般使用多个微处理器，以程序化的 软件形式实现数控功能，因此又称软件数控(software nc)。cnc 系统是一种位 置控制系统，它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹，然后输出到执行部件 加工出所需要的零件。因此，数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分 构成。而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织，使整个系统协 调地进行工作。 （1）输入装置 将数控指令输入给数控装置，根据程序载体的不同，相应 有不同的输入装置。目前主要有键盘输入、磁盘输入、cad/cam 系统直接通信 方式输入和连接上级计算机的 dnc(直接数控)输入，现仍有不少系统还保留有 光电阅读机的纸带输入形式。 a.纸带输入方式。可用纸带光电阅读机读入零件程序，直接控制机床运动， 也可以将纸带内容读入存储器，用存储器中储存的零件程序控制机床运动。 b.mdi 手动数据输入方式。操作者可利用操作面板上的键盘输入加工程序 的指令，它适用于比较短的程序。 在控制装置编辑状态(edit)下，用软件输入加工程序，并存入控制装置的 存储器中，这种输入方法可重复使用程序。一般手工编程均采用这种方法。 济源职业技术学院毕业设计 6 在具有会话编程功能的数控装置上，可按照显示器上提示的问题，选择不 同的菜单，用人机对话的方法，输入有关的尺寸数字，就可自动生成加工程序。 c.采用 dnc 直接数控输入方式。把零件程序保存在上级计算机中，cnc 系 统一边加工一边接收来自计算机的后续程序段。dnc 方式多用于采用 cad/cam 软件设计的复杂工件并直接生成零件程序的情况。 （2）信息处理 输入装置将加工信息传给 cnc 单元，编译成计算机能识别的 信息，由信息处理部分按照控制程序的规定，逐步存储并进行处理后，通过输 出单元发出位置和速度指令给伺服系统和主运动控制部分。cnc 系统的输入数 据包括：零件的轮廓信息(起点、终点、直线、圆弧等)、加工速度及其他辅助 加工信息(如换刀、变速、冷却液开关等) ，数据处理的目的是完成插补运算前 的准备工作。数据处理程序还包括刀具半径补偿、速度计算及辅助功能的处理 等。 （3）输出装置 输出装置与伺服机构相联。输出装置根据控制器的命令接受 运算器的输出脉冲，并把它送到各坐标的伺服控制系统，经过功率放大，驱动 伺服系统，从而控制机床按规定要求运动。 3伺服系统和测量反馈系统 伺服系统是数控机床的重要组成部分，用于实现数控机床的进给伺服控制 和主轴伺服控制。伺服系统的作用是把接受来自数控装置的指令信息，经功率 放大、整形处理后，转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。由于伺服 系统是数控机床的最后环节，其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术 指标，因此，对数控机床的伺服驱动装置，要求具有良好的快速反应性能，准 确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号，并能忠实地执行来自数控装置 的指令，提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。 伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分。驱动装置由主轴驱动单元、 进给驱动单元和主轴伺服电动机、进给伺服电动机组成。步进电动机、直流伺 服电动机和交流伺服电动机是常用的驱动装置。 济源职业技术学院毕业设计 7 测量元件将数控机床各坐标轴的实际位移值检测出来并经反馈系统输入到 机床的数控装置中，数控装置对反馈回来的实际位移值与指令值进行比较，并 向伺服系统输出达到设定值所需的位移量指令。 4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。 5数控机床的辅助装置 辅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，排屑装置，冷却、润滑装置，回转工作台和数控分 度头，防护，照明等各种辅助装置。 1.2 数控机床的发展趋势数控机床的发展趋势 为了满足市场和科学技术发展的需要，为了达到现代制造技术对数控技术 提出的更高的要求，数控未来仍然继续向开放式、基于 pc 的第六代方向、高 速化和高精度化、智能化等方向发展。 1.开放式 为适应数控进线、联网、普及型个性化、多品种、小批量、柔性化及数控 迅速发展的要求，最重要的发展趋势是体系结构的开放性，设计生产开放式的 济源职业技术学院毕业设计 8 数控系统，例如美国、欧共体及日本发展开放式数控的计划等。 2.基于 pc 的第六代方向 基于 pc 所具有的开放性、低成本、软硬件资源丰富等特点，更多的数控 系统生产厂家会走上这条道路。至少采用 pc 机作为它的前端机，来处理人机 界面、 编程、联网通信等问题，由原有的系统承担数控的任务。pc 机所具有的友好的 人机界面，将普及到所有的数控系统。远程通讯，远程诊断和维修将更加普遍。 3.高速化、高效化 机床向高速化方向发展，可充分发挥现代刀具材料的性能，不但可大幅度 提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超 高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。90 年代 以来，随着超高速切削机理、超硬耐磨长寿命刀具材料和磨料磨具，大功率高 速电主轴、高加/减速度直线电机驱动进给部件以及高性能控制系统（含监控系 统）和防护装置等一系列技术领域中关键技术的解决，欧、美、日各国争相开 发应用新一代高速数控机床，加快机床高速化发展步伐。高速主轴单元（电主 轴，转速/min） 、高速且高加/减速度的进给运动部件（快移速 度 60120m/min，切削进给速度高达 60m/min） 、高性能数控和伺服系统以及数 控工具系统都出现了新的突破，达到了新的技术水平。 根据高效率、大批量生产需求和电子驱动技术的飞速发展，高速直线电机 的推广应用，开发出一批高速、高效的高速响应的数控机床以满足汽车、农机 等行业的需求。还由于新产品更新换代周期加快，模具、航空、军事等工业的 加工零件不但复杂而且品种增多。 4.高精度化 精密化是为了适应高新技术发展的需要，也是为了提高普通机电产品的性 能、质量和可靠性，减少其装配时的工作量从而提高装配效率的需要。从精密 加工发展到超精密加工（特高精度加工） ，是世界各工业强国致力发展的方向。 其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级（10nm） ，其应用范围日趋广泛。超 精密加工主要包括超精密切削（车、铣） 、超精密磨削、超精密研磨抛光以及超 济源职业技术学院毕业设计 9 精密特种加工（三束加工及微细电火花加工、微细电解加工和各种复合加工等） 。 随着现代科学技术的发展，对超精密加工技术不断提出了新的要求。新材料及 新零件的出现，更高精度要求的提出等都需要超精密加工工艺，发展新型超精 密加工机床，完善现代超精密加工技术，以适应现代科技的发展。 随着高新技术的发展和对机电产品性能与质量要求的提高，机床用户对机 床加工精度的要求也越来越高。为了满足用户的需要，近 10 多年来，普通级数 控机床的加工精度已由10m 提高到5m，精密级加工中心的加工精度则 从35m，提高到11.5m。 5.高可靠性 数控系统的可靠性要高于被控设备的可靠性在一个数量级以上，但也不是 可靠性越高越好，仍然是适度可靠，因为是商品，受性能价格比的约束。对于 每天工作两班的无人工厂而言，如果要求在 16 小时内连续正常工作，无故障率 p(t)99%以上的话，则数控机床的平均无故障运行时间 mtbf 就必须大于 3000 小时。mtbf 大于 3000 小时，对于由不同数量的数控机床构成的无人化工厂差 别就大多了，我们只对一台数控机床而言，如主机与数控系统的失效率之比为 10：1 的话（数控的可靠比主机高一个数量级） 。此时数控系统的 mtbf 就要大 于 33333.3 小时，而其中的数控装置、主轴及驱动等的 mtbf 就必须大于 10 万 小时。 6.智能化 随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度将 不断提高，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面。 （1）应用自适应控制技术 数控系统能检测过程中一些重要信息，并自动调整系统的有关参数，达到 改进系统运行状态的目的。 （2）引入专家系统指导加工 将熟练工人和专家的经验，加工的一般规律和特殊规律存入系统中，以工 艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。 （3）引入故障诊断专家系统 （4）智能化数字伺服驱动装置 济源职业技术学院毕业设计 10 可以通过自动识别负载，而自动调整参数，使驱动系统获得最佳的运行。 综上所述，由于数控机床不断采纳科学技术发展中的各种新技术，使得其 功能日趋完善，数控技术在机械加工中的地位也显得越来越重要，数控机床的 广泛应用是现代制造业发展的必然趋势。 a，个性化是市场适应性发展趋势 当今的市场，国际合作的格局逐渐形成，产品竞争日趋激烈，高效率、高 精度加工手段的需求在不断升级，用户的个性化要求日趋强烈，专业化、专用 化、高科技的机床越来越得到用户的青睐。 开放性是体系结构的发展趋势 新一代数控系统的开发核心是开放性。开放性有软件平台和硬件平台的开 放式系统，采用模块化，层次化的结构，并通过形式向外提供统一的应用程序 接口。 为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前 许多国家对开放式数控系统进行研究， 数控系统开放化已经成为数控系统的未 来之路。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平 台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。网 络化数控装备是近两年的一个新的焦点。数控装备的网络化将极大地满足生产 线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制 造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控 b，数控机床的发展方向 1高速度、高精度化。速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接 关系到加工效率和产品质量。目前，数控系统采用位数、频率更高的处理器， 以提高系统的基本运算速度。同时，采用超大规模的集成电路和多微处理器结 构，以提高系统的数据处理能力，并采用直线电动机直接驱动机床工作台的直 线伺服进给方式，其高速度和动态响应特性相当优越。采用前馈控制技术，使 追踪滞后误差大大减小，从而改善拐角切削的加工精度。 为适应超高速加工的要求，数控机床采用主轴电动机与机床主轴合二为一 的结构形式，实现了变频电动机与机床主轴一体化，主轴电机的轴承采用磁浮 轴承、液体动静压轴承或陶瓷滚动轴承等形式。目前，陶瓷刀具和金刚石涂层 济源职业技术学院毕业设计 11 刀具已开始得到应用。 2多功能化。配有自动换刀机构（刀库容量可达把以上）的各类 加工中心，能在同一台机床上同时实现铣削、镗削、钻削、铰孔、扩孔、攻螺 纹等多种工序加工，现代数控机床还采用了多主轴、多面体切削，同时对一个 零件的不同部位进行不同方式的切削加工。数控系统由于采用了多结构 和分级中断控制方式，即可在一台机床上同时进行零件加工和程序编制，实现 所 谓的“前台加工，后台编辑”。为了适应柔性制造系统和计算机集成系统的要求， 数控系统具有远距离串行接口，甚至可以联网，实现数控机床之间的数据通信， 也可以直接对多台数控机床进行控制。 3智能化。现代数控机床将引进自适应控制技术，根据切削条件的变化， 自动调节工作参数，使加工过程中能保持最佳工作状态，从而得到较高的加工 精度和较小的表面粗糙度，同时也能提高刀具的使用寿命和设备的生产效率? #65310;哂凶哉锒?、自修复功能，在整个工作状态中，系统随时对系统 本身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。一旦出现故障时，立即采用 停机等措施，并进行故障报警，提示发生故障的部位、原因等。还可以自动使 故障模块脱机，而接通备用模块，以确保无人化工作环境的要求。为实现更高 的故障诊断要求，其发展趋势是采用人工智能专家诊断系统。 4数控编程自动化。随着计算机应用技术的发展，目前 图形交互式自动编程已得到较多的应用，是数控技术发展的新趋势。它是利用 绘制的零件加工图样，再经计算机内的刀具轨迹数据进行计算和后置处 理，从而自动生成零件加工程序，以实现与的集成。随着 技术的发展，当前又出现了集成的全自动 编程方式，它与系统编程的最大区别是其编程所需的加工工艺 参数不必由人工参与，直接从系统内的数据库获得。 5可靠性最大化。数控机床的可靠性一直是用户最关心的主要指标。数 控系统将采用更高集成度的电路芯片，利用大规模或超大规模的专用及混合式 集成电路，以减少元器件的数量，来提高可靠性。通过硬件功能软件化，以适 应各种控制功能的要求，同时采用硬件结构机床本体的模块化、标准化和通用 济源职业技术学院毕业设计 12 化及系列化，使得既提高硬件生产批量，又便于组织生产和质量把关。还通过 自动运行启动诊断、在线诊断、离线诊断等多种诊断程序，实现对系统内硬件、 软件和各种外部设备进行故障诊断和报警。利用报警提示，及时排除故障；利 用容错技术，对重要部件采用 “冗余”设计，以实现故障自恢复；利用各种测 试、监控技术，当生产超程、刀损、干扰、断电等各种意外时，自动进行相应 的保护。 6控制系统小型化。数控系统小型化便于将机、电装置结合为一体。 济源职业技术学院毕业设计 13 2 零件的类型及材料选择 2.1 零零件件的的类类型型 零件类型包括轴类、回转体、轴杆类零件、盘套类零件和箱体机架类零 件等等，不同零件类型具有不同的特征，可以根据零件这些特征来判断它是 何种零件，以此类型来选择不同的加工方式来加工此零件。 2.2 毛坯的最佳选择毛坯的最佳选择 毛坯最佳适配的目的在于通过毛坯精调整来完成毛坯曲面在空间对理论曲 面的包容过程，使得理论曲面均匀地嵌入毛坯曲面之中，再利用细微处理，对 毛坯曲面进行精确的姿态控制，以达到毛坯曲面上加工余量分布最优状态，即 加工余量尽可能均匀分布且负余量最小，便于安排切削参数，优化刀位轨迹， 减少毛坯的堆焊量，降低操作人员的劳动强度。 2.32.3 该零件材料选择该零件材料选择 这次设计的零件为叉架板，作为支撑类零件使用，要求具有较高的强度， 塑性好，其次要求有足够的韧性 、表面硬度，以保证零件在工作室不发生断 裂。以此选用 45 钢，它的洛氏硬度为 43-48hrc，具有良好的力学性能，主 要用于强度、塑性要求较高的机械零件。 表 2.3 45 钢化学成分 碳 0.42-0.5 硅 0.17-0.37 锰 0.5-0.8 硫 不大于 0.035 磷 不大于 0.035 鉻 不大于 0.25 镍 不大于 0.25 济源职业技术学院毕业设计 14 铜 不大于 0.25 3 刀具选择和零件加工工艺分析刀具选择和零件加工工艺分析 3 3. .1 1 零零件件工工艺艺分分析析： 1该零件是由 两个圆弧、槽和两个圆孔组成 。 2在加工该叉架板零件时，先对外轮廓进行粗加工，然后进行精加工， 外轮廓进行加工完毕以后，换挖槽刀对俩个槽进行粗加工和精加工，最后换 平底钻分别对两个孔进行加工，这样可以保证该零件具有较高的精度。 3对叉架板进行后处理，并在软件中正确选择刀具参数，刀具参数选 定以后并在电脑中进行轨迹仿真，以保证看到自己满意的效果，如有不当之 处要进行修改，直到加工出自己满意的效果为止。 表 3.1 叉架板加工工艺卡 零件名称：叉架板机床型号:fanuc加工速度 零件精度 序号加工内容 切削速度 (mm/min) 主轴转速 (r/min) 进给速度 (mm/min) 加工余量 （mm） 1 外轮廓粗加工 40015005001 2 外轮廓精加工 40015005000 3 槽粗加工 40020005000.5 4 槽精加工 40025004000.1 5 孔加工 40025005000 3 3. .2 2 刀刀具具的的选选择择： 表 3.2 刀具的选择 济源职业技术学院毕业设计 15 序号加工部位刀具直径 1 外轮廓粗加工 直径 10 的平底 刀 2 外轮廓精加工 直径 10 的平底 刀 3 中间大槽粗加工直径 6 的平底刀 4 中间大槽精加工 直径 2 的平底 刀 5 两个半圆组成的槽 直径 2 的平底 刀 6 两个孔直径 8 的平底钻 3 3. .3 3 零零件件加加工工时时夹夹具具选选择择 1对夹具的基本要求： 实际上数控铣削加工时般不要求很复杂的夹具，只要求有简单的定位、 夹紧机构就可以了。其设计原理也与通用铣床夹具相同，结合数控铣削加工的 特点，这里只提出几点基本要求： （1）为保持零件安装方位与机床坐标系及程编坐标系方向的一致性，夹具 应能保证在机床上实现定向安装，还要求能协调零件定位面与机床之间保持一 定的坐标尺寸联系。 （2）为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夹具 要做得尽可能开敞，因此夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的安全距离， 同时要求夹紧机构元件能低则低，以防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、刃具在 加工过程中发生碰撞。 （3）夹具的刚性与稳定性要好。尽量不采用在加工过程中更换夹紧点的设 计，当非要在加工过程中更换夹紧点不可时，要特别注意不能因更换夹紧点而 破坏夹具或工件定位精度。 2常用夹具类型 济源职业技术学院毕业设计 16 数控铣削加工常用的夹具大致有下列几种： （1）万能组合夹具 适用于小批量生产或研制时的中、小型工件在数控铣 床上进行铣加工。 （2）专用铣切夹具 是特别为某一项或类似的几项工件设计制造的夹具， 一般在批量生产或研制时非要不可时采用。 （3）多工位夹具 可以同时装夹多个工件，可减少换刀次数，也便于一面 加工，一面装卸工件，有利于缩短准备时间，提高生产率，较适宜于中批量生 产。 （4）气动或液压夹具 适用于生产批量较大，采用其他夹具又特别费工、 费力的工件。能减轻工人劳动强度和提高生产率，但此类夹具结构较复杂，造 价往往较高，而且制造周期较长。 （5）真空夹具 适用于有较大定位平面或具有较大可密封面积的工件。有 的数控铣床(如壁板铣床)自身带有通用真空平台，在安装工件时，对形状规则 的矩形毛坯，可直接用特制的橡胶条(有一定尺寸要求的空心或实心圆形截面) 嵌入夹具的密封槽内，再将毛坯放上，开动真空泵，就可以将毛坯夹紧。对形 状不规则的毛坯，用橡胶条已不太适应，须在其周围抹上腻子(常用橡皮泥)密 封，这样做不但很麻烦，而且占机时间长，效率低。为了克服这种困难，可以 采用特制的过渡真空平台，将其叠加在通用真空平台上使用。 除上述几种夹具外，数控铣削加工中也经常采用虎钳、分度头和三爪夹盘 等通用夹具。 3数控铣削夹具的选用原则 在选用夹具时，通常需要考虑产品的生产批量，生产效率，质量保证及经 济性等，选用时可参照下列原则： （1）在生产量小或研制时，应广泛采用万能组合夹具，只有在组合夹具无 法解决工件装夹时才可放弃; （2）小批或成批生产时可考虑采用专用夹具，但应尽量简单; （3）在生产批量较大时可考虑采用多工位夹具和气动;液压夹具。 济源职业技术学院毕业设计 17 本零件加工的外轮廓、槽以及孔加工都在一个平面上，以此在选择夹具加 工时选择三爪夹盘夹具，这样可以完全固定该零件，在加工时不会使零件产生 放动，以保证零件在加工时具有较高的精度。 4 4 刀具参数选择以及数控仿真加工刀具参数选择以及数控仿真加工 4 41 1 零件毛坯的安装零件毛坯的安装 利用三爪夹盘的扳手将卡盘打开，并将要加工零件的毛坯放在卡盘里，并 用扳手将毛坯夹紧，然后将三爪卡盘放到机床的工作台上，用螺钉固定，使其 在加工时不会动弹，以防影响在加工时工件放动，影响加工精度。 4 42 2 刀具参数的选择刀具参数的选择 1，面铣刀参数选择： （1）单击刀具路径菜单下的面铣刀，选择直径为 10 的面铣刀，在单击 平面加工参数选项卡。 （2）取消参考高度，进给下刀位置为 5，深度为-0.1，步进量为 50%。 （3）截断方向的超出量为 100%。 （4）点击确定按钮，查看刀具轨迹，并看加工效果。 图 4.1 面铣刀参数选项卡 济源职业技术学院毕业设计 18 2，挖槽刀参数选择： （1）直径为 6 的平底刀，挖槽加工形式为平面加工，取消参考高度。 （2）进给下刀位置为 5，工件表面为-0.1，深度为-4。 （3）选择精切粗切的参数，并选择平行环切清角，切削间距为 50，并 取消精加工。 （4）全部选择查看刀具路径 图 4.2 挖槽刀中 2d 挖槽参数选择 济源职业技术学院毕业设计 19 3，叉架板内部的大槽的刀具参数选择： （1）选择直径为 2 的平底刀，并点击 2 d 挖槽参数选项卡。 （2）挖槽加工形式为使用岛屿深度，工件表面为-0.1，深度为-4，刀具 走圆弧为全部。 （3）点击粗切/精修的参数选项卡，选择平行环切清角，切削间距为 50%, 并选择精加工，间距为 0.2，然后点击确定，并进行刀具轨迹仿真。 图 4.3 大槽的刀具 2d 参数选择 济源职业技术学院毕业设计 20 图 4.4 粗切、精修的参数选择 4，两个圆环组成的挖槽刀具参数选择： （1）选择直径为 2 的平底刀，并点击 2 d 挖槽参数选项卡。 济源职业技术学院毕业设计 21 （2）挖槽加工形式为使用岛屿深度，工件表面为-0.1，深度为-4，刀具 走圆弧为全部。 （3）点击粗切/精修的参数选项卡，选择平行环切清角，切削间距为 50%,并 选择精加工，间距为 0.2，然后点击确定，并进行刀具轨迹仿真，查看仿真效 果。 图 4.5 圆环槽刀具参数选择 5，钻孔刀具参数选择： （1）在刀具路径菜单下选择钻孔命令，并选择直径为 10 的平底钻，并点击深 孔钻无琢钻这个选项卡。 （2）参考高度为 5，工件表面为-0.1，深度为-15。 （3）单击确定，并查看轨迹仿真。 图 4.6 钻孔刀具参数选择 济源职业技术学院毕业设计 22 4 43 3 加工注意事项及仿真效果加工注意事项及仿真效果 4.3.1 加工注意事项加工注意事项 1，将软件后置处理编出的程序传入机床中，打开机床，锁定刀具，进行空 运行一次，查看刀具轨迹，并对程序进行调试。 2，在程序调试好以后，将毛胚放在做好的夹具中，使其固定，并进行对刀， 降低刀具行进速度，进行试加工。防止刀具撞击工件，致使刀具受到损坏，造 成不必要的经济损失。 3，在进行工件加工时应注意速度和进给量的选择。 4，在操作机台时，应集中精力，一旦发现有撞刀现象，应立即按下急停按 钮，防止刀具的损坏。 5，在进行加工时，严禁带手套。 6，机台在进行工件加工时，会有切屑液注入工件上，对工件进行冷却，防 止工件在加工时产生大量的热，防止产生变形，导致工件报废。所以在工件加 工时必须关闭安全门，防止切削液溅到操作者的身上或眼睛里面，对人身体产 生危害。 济源职业技术学院毕业设计 23 7，该工件具有对称的两面性，在加工时要翻面加工，在一面加工完以后， 从夹具中取出工件，并在高度规下检测该工件的尺寸，是不是达到图纸所要求 的尺寸，换另一面进行加工，并使该工件在夹具中固定，然后打开机床调用程 序进行加工。 8，当所有的程序运行完以后，取出工件，并用高度规对照图纸进行检测， 看看是不是达到图纸的要求，并检验其精度。 9，取出工件以后，关闭机台，并清扫机台中加工工件时留下的废料，并用 刷子对机身进行清理，保证机台的干净，以方便别人下次使用机台，打开机台 装切削液的阀门，倒出剩余的切削液，防止切削液在机台中变臭。 4.3.2 轨迹仿真效果轨迹仿真效果 图 4.7 轮廓轨迹仿真 图 4.8 大槽轨迹仿真 济源职业技术学院毕业设计 24 图 4.9 钻孔轨迹仿真 济源职业技术学院毕业设计 25 5 5 数控加工后处理数控加工后处理 5.15.1 数控加工程序数控加工程序 % o0000(32) n100 g21 n102 g0 g17 g40 g49 g80 g90 n104 t219 m6 n106 g0 g90 g54 x-91.933 n108 g43 h219 z4.9 n110 g1 z-.1 f3.6 n112 x85.067 n114 g3 y-121.342 r2.5 n116 g1 x-86.933 n118 g2 y-116.342 r2.5 n120 g1 x85.067 n122 g3 y-111.343 r2.5 n124 g1 x-86.933 n126 g2 y-106.343 r2.5 n128 g1 x85.067 n130 g3 y-101.343 r2.5 n132 g1 x-86.933 n134 g2 y-96.343 r2.5 n136 g1 x85.067 n138 g3 y-91.343 r2.5 n140 g1 x-86.933 n142 g2 y-86.343 r2.5 n144 g1 x85.067 n146 g3 y-81.343 r2.5 n148 g1 x-86.933 n150 g2 y-76.343 r2.5 n152 g1 x85.067 n154 g3 y-71.343 r2.5 n156 g1 x-86.933 n158 g2 y-66.343 r2.5 n160 g1 x85.067 n162 g3 y-61.344 r2.499 n164 g1 x-86.933 n166 g2 y-56.344 r2.5 n168 g1 x85.067 n170 g3 y-51.344 r2.5 n172 g1 x-86.933 n174 g2 y-46.344 r2.5 n176 g1 x85.067 n178 g3 y-41.344 r2.5 n180 g1 x-86.933 n182 g2 y-36.344 r2.5 n184 g1 x85.067 n186 g3 y-31.344 r2.5 n188 g1 x-86.933 n190 g2 y-26.344 r2.5 n192 g1 x85.067 n194 g3 y-21.344 r2.5 n196 g1 x-86.933 n198 g2 y-16.345 r2.5 n200 g1 x85.06 n202 g3 y-11.345 r2.5 济源职业技术学院毕业设计 26 n204 g1 x-86.933 n206 g2 y-6.345 r2.5 n208 g1 x85.067 n210 g3 y-1.345 r2.5 n212 g1 x-86.933 n214 g2 y3.655 r2.5 n216 g1 x85.067 n218 g3 y8.655 r2.5 n220 g1 x-86.933 n222 g2 y13.655 r2.5 n224 g1 x85.067 n226 g3 y18.655 r2.5 n228 g1 x-86.933 n230 g2 y23.655 r2.5 n232 g1 x85.067 n234 g3 y28.655 r2.5 n236 g1 x-86.933 n238 g2 y33.654 r2.499 n240 g1 x85.067 n242 g3 y38.654 r2.5 n244 g1 x-86.933 n246 g2 y43.654 r2.5 n248 g1 x85.067 n250 g3 y48.654 r2.5 n252 g1 x-86.933 n254 g2 y53.654 r2.5 n256 g1 x85.067 n258 g3 y58.654 r2.5 n260 g1 x-86.933 n262 g2 y63.654 r2.5 n264 g1 x90.067 n266 z4.9 n268 g0 x-53.754 y73.656 n270 g1 z-5 n272 y63.656 n274 y41.156 n276 x-58.433 n278 y34.19 n280 g2 x-53.754 y41.156 r67.701 n282 g1 x-48.427 y43.656 n284 x-60.933 n286 y26.545 n288 g2 x-59.42 y26.838 r27.2 n290 x-48.427 y43.656 r65.2 n292 g1 x-35.449 y48.656 n294 x-65.933 n296 y19.321 n298 g2 x-57.043 y22.106 r22.2 n300 g3 x-55.548 y23.204 r1.8 n302 g2 x-35.449 y48.656 r60.2 n304 g1 x-27.309 y47.971 n306 g2 x34.936 y42.738 r55.2 n308 g1 x53.754 y41.156 n310 g2 x56.567 y37.194 r67.7 n312 g1 y41.156 n314 x53.754 n316 x59.067 y43.656 n318 x48.427 n320 g2 x59.067 y27.606 r65.2 n322 g1 y43.656 济源职业技术学院毕业设计 27 n324 x64.067 y48.656 n326 x35.449 n328 g2 x55.548 y23.204 r60.2 n330 g3 x57.043 y22.106 r1.8 n332 g2 x64.067 y20.264 r22.2 n334 g1 y48.656 n336 x61.684 y15.848 n338 g2 x59.323 y-16.648 r17.2 n340 g1 x56.567 y-54.573 n342 x51.271 y-72.522 n344 g2 x56.567 y-75.35 r29.7 n346 g1 y-54.573 n348 x59.067 y-37.268 n350 x48.208 y-74.068 n352 g2 x59.067 y-80.602 r27.2 n354 g1 y-37.268 n356 x58.062 y-23.008 n358 x42.466 y-75.86 n360 g3 x43.878 y-78.141 r1.8 n362 g2 x59.083 y-111.344 r22.2 n364 g1 x64.067 n366 y-20.264 n368 g2 x59.429 y-21.754 r22.2 n370 g3 x58.062 y-23.008 r1.799 n372 g1 x47.935 y-39.66 n374 x37.671 y-74.445 n376 g3 x43.005 y-83.065 r6.8 n378 g2 x36.995 y-116.935 r17.2 n380 x27.93 y-112.254 r17.2 n382 g3 x9.976 y-102.078 r39.8 n384 g1 x5.862 y-108.844 n386 g3 x-5.862 r32.3 n388 g1 x5.862 n390 x18.833 y-111.344 n392 g3 x-18.833 r34.8 n394 g1 x18.833 n396 x-.328 y-100.809 n398 g3 x-27.93 y-112.254 r39.8 n400 g2 x-52.07 y-87.746 r17.2 n402 x-43.005 y-83.065 r17.2 n404 g3 x-38.375 y-79.89 r6.801 n406 g1 x-54.285 y-71.142 n408 x-55.933 y-65.558 n410 y-72.018 n412 g2 x-54.285 y-71.142 r32.2 n414 g1 x-48.208 y-74.068 n416 x-60.933 y-30.947 n418 y-82.631 n420 g2 x-48.208 y-74.068 r27.201 n422 g1 x-43.878 y-78.141 n424 g3 x-42.466 y-75.86 r1.8 n426 g1 x-58.062 y-23.008 n428 g3 x-59.429 y-21.754 r1.8 n430 g2 x-65.933 y-19.321 r22.2 n432 g1 y-111.344 n434 x-59.083 n436 g2 x-43.878 y-78.141 r22.2 n438 g1 x-64.218 y-14.521 n440 g2 x-70.933 y6.48 r17.2 n442 x-56.583 y17.127 r17.2 济源职业技术学院毕业设计 28 n444 g3 x-50.935 y21.277 r6.8 n446 g2 x-12.965 y53.656 r55.2 n448 g1 x-70.933 n450 y6.48 n452 g2 x-56.583 y17.127 r17.2 n454 g3 x-50.935 y21.277 r6.8 n456 g2 x12.965 y53.656 r55.2 n458 x50.935 y21.277 r55.2 n460 g3 x56.583 y17.127 r6.799 n462 g2 x69.067 y9.897 r17.2 n464 g1 y53.656 n466 x12.965 n468 g2 x50.935 y21.277 r55.2 n470 g3 x56.583 y17.127 r6.799 n472 g2 x58.432 y-16.854 r17.2 n474 g3 x53.267 y-21.593 r6.8 n476 g1 x37.671 y-74.445 n478 g3 x43.005 y-83.065 r6.8 n480 g2 x45.358 y-116.344 r17.2 n482 g1 x69.067 n484 y-9.897 n486 g2 x58.432 y-16.854 r17.2 n488 g1 x38.312 y-79.783 n490 g3 x43.005 y-83.065 r6.8 n492 g2 x36.995 y-116.935 r17.2 n494 x27.93 y-112.254 r17.2 n496 g3 x-27.93 r39.8 n498 g2 x-34.642 y-116.344 r17.2 n500 g1 x34.642 n502 g2 x27.93 y-112.254 r17.2 n504 g1 x-32.857 y-115.646 n506 g2 x-45.358 y-116.344 r17.199 n508 x-43.005 y-83.065 r17.2 n510 g3 x-37.671 y-74.445 r6.801 n512 g1 x-53.267 y-21.593 n514 g3 x-58.432 y-16.854 r6.8 n516 g2 x-70.933 y-6.48 r17.2 n518 g1 y-116.344 n520 x-45.358 n522 x-75.933 y-121.344 n524 x74.067 n526 y58.656 n528 x-75.933 n530 y-121.344 n532 x-80.933 y-126.344 n534 x79.067 n536 y63.656 n538 x-80.933 n540 y-126.344 n542 z0. n544 g0 z4.9 n546 x-37.479 y-74.388 n548 g1 z-5. n550 x-53.075 y-21.536 n552 g3 x-58.392 y-16.658 r7. n554 g2 x-56.565 y16.928 r17. n556 g3 x-50.75 y21.2 r7. n558 g2 x50.75 r55. n560 g3 x56.565 y16.928 r7. n562 g2 x58.392 y-16.658 r17. 济源职业技术学院毕业设计 29 n564 g3 x53.075 y-21.536 r7. n566 g1 x37.479 y-74.388 n568 g3 x42.97 y-83.261 r7. n570 g2 x37.03 y-116.739 r17. n572 x28.07 y-112.111 r17. n574 g3 x-28.07 r40. n576 g2 x-51.93 y-87.889 r17. n578 x-42.97 y-83.261 r17. n580 g3 x-37.479 y-74.388 r7. n582 g1 z4.9 n584 m5 n586 g91 g0 g28 z0. n588 a0. n590 m01 n592 t213 m6 n594 g0 g90 g54 x-.767 y-.226 a0. s0 m5 n596 g43 h213 z4.9 n598 g1 z-5. f2.2 n600 x0. y-2.827 n602 x.767 y-.226 n604 g3 x-.767 y.226 r.8 n606 y-.226 r.8 n608 g1 x-1.726 y-.509 n610 x0. y-6.36 n612 x1.726 y-.509 n614 g3 x-1.726 y.509 r1.799 n616 y-.509 r1.799 n618 g1 x-3.645 y-1.075 n620 x0. y-13.427 n622 x3.645 y-1.075 n624 g3 x-3.645 y1.075 r3.8 n626 y