【毕业设计论文】数控铣高级工零件工艺设计及程序编制-毕业论文【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 摘 要 在数字化制造技术中，计算机数控技术和数控编程技术是最重要的技术之 一， 本文主要对模具加工所使用的动模板进行 CNC 加工，采用西门子系统对动 模板进行数控编程加工。首先是对工件进行加工工序的确定，并且进行工艺分 析，装夹方式的选择，切削用量的确定。再对刀具进行了选择。然后就工艺路 线进行编程加工。 当前数控加工的重点发展方向是无图化生产、单件高精度并行加工、少人 化无人化加工，这就要求数控机床能满足高速、高动态精度、高刚性、热稳定 性、高可靠性、网络化以及与之配套的控制系统，最重要的是模具三维型面加 工特别注重机床的动态性能国内已有一些公司引进了高速铣床，并开始应用。 国内机床厂陆续开发出一些准高速的铣床，并正开发高速加工机床。 数控技术是指用数字、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。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械 能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的 出现。1908 年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19 世纪末，以纸为数据 载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938 年，香农在美国麻省理工学院进 行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基 础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952 年，第一台数控机床问 世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。 数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,是综 合应用计算机、自动控制、自动检测及精密加工精度高,质量容易保证,发展前景 十分广阔,因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 关键词：数控技术、手工编程、精度 目 录 摘要1 第一章 概述 3 1 . 1 数控机床的优点3 1 . 2 数控机床的发展趋势3 第二章 加工前的准备 7 2 . 1 加工步骤 7 2 . 2 工序划分的主要原则 7 2 . 3 数控机床的选择 7 2 . 4 装夹方式和夹具的选择 7 2 . 5 刀具的选择 8 2 . 6 切削用量 9 2 . 7 确定定位基准 1 1 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第三章 数控加工1 2 3 . 1 加工工艺决策1 2 3 . 2 零件图形1 2 3 . 3 加工刀具 1 3 3 . 4 加工工序 1 4 3 . 5 加工程序1 9 第四章 小结 2 8 参考文献 2 9 后记 3 0 附录 3 0 第一章 概述 1 . 1 数控机床的优点 数控机床采用了计算机数控（ C o m p u t e r i z e d N u i n e r i c a l l y C o n t r o l ）系 统，因此也称为计算机数控机床或 C N C 机床。数控机床作为一种新型的自动化 机床、在具有高自动程度的同时还具有广泛的通用性。 这是因为数控机床都具有以下一些共同的优点： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （1 ）数控机床能缩短生产准备时间，增加切削加工时间的比率。最佳切削参数 和最佳走刀路线的合理使用，能够大大地缩短加工时间，提高生产率。 （2 ）数控机床按照程序自动加工，不需要人工干预，而且还可以利用软件进行 校正及补偿。因此，使用数控机床进行生产，可以保证零件的加工精度。稳定 产品质量。 （3 ）只要改变程序，就能改变数控机床刀具与工件之间的相对运动轨迹，就可 以加工不同的零件，使数控加工具备了广泛的适应性和较大的灵活性。从而能 够完成很多普通机床难以完成或者不能加工的、具有复杂型面的零件的加工。 （4 ）许多数控机床能够实现生产加工过程中的自动换刀，使得零件一次性装夹 之后，数控机床就能完成零件的多个加工部位的加工，真正实现了一机多用， 大节省了设备和厂房面积。生产者可以精确计算生产成本，并对生产进度进行 合理的安排，从而在一事实上程度上可以加速资金的周转，切实提高经济效益。 （5 ）在一般情况下，数控机床在加工生产过程中不需要特别的专用夹具，普通 的通用夹具就能满足数控加工的要求。与普通机床相比，使用数控机床进行生 产时，专用夹具设计制造和存放的费用可以大大的减少。 （6 ）运用数控机床进行生产，能够大减轻工人的劳动强度。 1.2 数控机床的发展趋势 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工 业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生 的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用， 因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技 术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面： 12.1 高速、高精加工技术及装备的新趋势 效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效 率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先 端技术研究会将其列为 5 大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 其确定为 21 世纪的中心研究方向之一。 在轿车工业领域，年产 30 万辆的生产节拍是 40 秒/辆，而且多品种加工是 轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件 多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力 很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“ 掏 空” 的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉 和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工 装备提出了高速、高精和高柔性的要求。 从 EMO2001 展会情况来看，高速加工中心进给速度可达 80m/min，甚至更 高，空运行速度可达 100m/min 左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海 通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美 国 CINCINNATI 公司的 HyperMach机床进给速度最大达 60m/min，快速为 100m/min，加速度达 2g，主轴转速已达 60 000r/min。加工一薄壁飞机零件，只 用 30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需 3h，在普通铣床加工需 8h；德 国 DMG 公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达 12*!000r/mm 和 1g。 在加工精度方面，近 10 年来，普通级数控机床的加工精度已由 10m 提高 到 5m，精密级加工中心则从 35m，提高到 11.5m，并且超精密加工精 度已开始进入纳米级(0.01m)。 在可靠性方面，国外数控装置的 MTBF 值已达 6 000h以上，伺服系统的 MTBF 值达到 30000h以上，表现出非常高的可靠性。 为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快 速的发展，应用领域进一步扩大。 1.2 .2 轴联动加工和复合加工机床快速发展 采用 5 轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削， 不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1 台 5 轴联动机床的效率可 以等于 2 台 3 轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣 削淬硬钢零件时，5 轴联动加工可比 3 轴联动加工发挥更高的效益。但过去因 5 轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比 3 轴联动数控机床高出数 倍，加之编程技术难度较大，制约了 5 轴联动机床的发展。 当前由于电主轴的出现，使得实现 5 轴联动加工的复合主轴头结构大为简 化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 合主轴头类型 5 轴联动机床和复合加工机床（含 5 面加工机床）的发展。 在 EMO2001 展会上，新日本工机的 5 面加工机床采用复合主轴头，可实现 4 个垂直平面的加工和任意角度的加工， 使得 5 面加工和 5 轴加工可在同一台机 床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国 DMG 公司展出 DMUVoution 系列加工中心，可在一次装夹下 5 面加工和 5 轴联动加工，可由 CNC 系统控制 或 CAD/CAM直接或间接控制。 1.2.3 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 21 世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控 系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的 自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化， 如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等； 简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面 等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。 网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。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 名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在 EMO2001 展中，日本山崎马扎克（Mazak）公司展出的“ CyberProduction Center” （智能生产控制中心，简称 CPC） ；日本大隈（Okuma）机床公司展出“ IT plaza” （信息技术广场，简称 IT 广场） ；德国西门子 (Siemens)公司展出的 Open Manufacturing Environment（开放制造环境，简称 OME）等，反映了数控 机床加工向网络化方向发展的趋势。 1.2.4 重视新技术标准、规范的建立 如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美 国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系 统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界 3 个最大的经济体在短期 内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革 时期的来临。我国在 2000 年也开始进行中国的 ONC 数控系统的规范框架的研 究和制定。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的 50 年间的信 息交换都是基于 ISO6983 标准，即采用 G，M 代码描述如何（how）加工，其 本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展 的需要。 为此， 国际上正在研究和制定一种新的 CNC 系统标准 ISO14649 （STEP NC） ， 其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制， 能够描述产品整个生 命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信 息的标准化。 STEP- NC 的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃 至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP- NC 提出一种崭新的制造理念， 传统的制造理念中，NC 加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC 程序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次， STEP- NC 数控系统还可大大减少加工图纸（约 75） 、加工程序编制时间（约 35）和加工时间（约 50） 。 目前，欧美国家非常重视 S T E P - N C 的研究，欧洲发起了 S T E P - N C 的 I M S 计 划( 1 9 9 9 . 1 . 1 2 0 0 1 . 1 2 . 3 1 ) 。参加这项计划的有来自欧洲和日本的 2 0个 C A D / C A M / C A P P / C N C 用户、厂商和学术机构。美国的 S T E P T o o l s 公司是全球范围 内制造业数据交换软件的开发者，他已经开发了用作数控机床加工信息交换的 超级模型( S u p e r M o d e l ) ，其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种 新的数据交换格式已经在配备了 S I E M E N S 、F I D I A以及欧洲 O S A C A - N C数控系统 的原型样机上进行了验证。 数控加工是对学生完成课程后，对机械加工工艺过程、数控加工工艺和夹 具结构进一步了解的练习性的实践环节，是学习深化与升华的重要过程，是对 学生综合素质与工程实践能力的培养。 课程内容: 学生应在指导教师指导下独立完成型板设计任务，编写符合要 求的设计说明书，并正确绘制有关图表。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第二章 加工前的准备 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 1 加工步骤： 在自动编程过程中，加工工艺决策是加工能否顺利完成的基础，必须依据 零件的形状特点、工件的材料、加工的精度要求、表面粗糙度要求，选择最佳 的加工方法、合理划分加工阶段、选择适宜的加工刀具、确定最优的切削用量、 确定合理的毛坯尺寸与形状、确定合理的走刀路线，最终达到满足加工要求、 减少加工时间、降低加工费用的目的。 2 . 2 工序划分的主要原则； 1 、保证加工质量； 2 、合理使用设备； 3 、先粗后精。 4 、先主后次。 5 、先基准后其他。 6 、尽量减少换刀次数 2 . 3 数控机床的选择： 初步选用普通数控机床本机床适用于成批、小批及单件生产加工圆柱齿轮 和蜗轮，也可用花键滚刀连续分度滚切长度小于 300mm 的齿及 6 齿以上的短花 键轴。 加工圆柱齿轮时可采用逆铣和顺铣滚切，可采用轴向进给（垂直进给） 的方法加工出全齿宽。 本机床滚切普通蜗轮是采用手动径向进给的方法进行加 工。本机床加工花键轴时机床调整及加工方法与加工圆柱只齿轮时一样。 刀架 采用快速电机和手动调整。 根据用户的特殊要求可配置西门子数控系统，完成 鼓形齿和小锥度锥齿轮的加工，还可以将机床加高、加长扩展机床的加工范围。 通过对加工零件图纸进行分析后，最后确定采用加工中心对零件进行加工 。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 . 4 装夹方式和夹具的选择： 2 . 4 . 1 夹具的选择 数控加工对夹具主要有两大要求：一是夹具应具有足够的精度和刚度；二 是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点： 1 ）尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具，以缩 短生产准备时间。 2 ）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。 3 ）装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。 4 ）夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。 2 . 4 . 2 夹具的类型 数控车床上的夹具主要有两类：一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装 夹在带可调卡爪的卡盘（三爪、四爪）中，由卡盘传动旋转；另一类用于轴类 零件，毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖间，工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转。 数控铣床上的夹具，一般安装在工作台上，其形式根据被加工工件的特点 可多种多样。如：平口钳。 2 . 4 . 3 工件装夹方法的选择 数控机床上零件的安装方法与普通机床一样，要合理选择定位基准和夹紧 方案，注意以下两点： 1 ）力求设计、工艺与编程计算的基准统一，这样有利于编程时数值计算的简便 性和精确性。 2 ）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。 综合以上分析可选用：平口钳。 2 . 5 刀具的选择： 2.5.1 选 择 数控刀具的原则 刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 刀具寿命，而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀 具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件工时最少的目标确定，后者根 据工序成本最低的目标确定。 选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选 择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具， 由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得 低些，一般取 1 5 - 3 0 m i n 。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机 床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。车间内某 一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工序的刀具寿命要选得 低些当某工序单位时间内所分担到的全厂开支 M较大时，刀具寿命也应选得低 些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀，避免切削时中途换刀，刀具寿 命应按零件精度和表面粗糙度来确定。与普通机床加工方法相比，数控加工对 刀具提出了更高的要求，不仅需要冈牲好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用 度高，断和排性能坛同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要 求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料( 如高速钢、超细 粒度硬质合金) 并使用可转位刀片。 根据对零件图纸的分析，加工所选择的刀具请参看附录（刀具工序卡） 。 2 . 6 切削用量： 2 . 6 . 1 确定进给速度 进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表 面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进 给系统的性能限制。确定进给速度的原则：当工件的质量要求能够得到保证时， 为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在 1 0 0一 2 0 0 m m / m i n范围内选 取；在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般 在 2 0一 5 0 m m / m i n范围内选取；当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度 应选小些， 一般在 2 0 - - 5 0 m m / m i n 范围内选取； 刀具空行程时， 特别是远距离“回 零”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。数控编程时，编程人 员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程序中。切削用量包括 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切 削用量。切削用量的选择原则是: 保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀 具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高 生产率，降低成本。 2.6.2 确定主轴转速 S = 1 0 0 0 V / d 试中 S - - 主轴转速, r / m i n ; v - - 切削速度, m / m i n d - - 工件待加工表面直径; m m 计算的主轴转速 n ，最后要选取机床有的或较接近的转速。 铣削时的切削速度 工件材料 硬度/ H B S 高 速 钢 铣 刀 v / ( m / m i n ) 硬 度 合 金 铣 刀 v / ( m / m i n ) 2 2 5 1 8 4 2 6 6 1 5 0 2 2 5 3 2 5 1 2 3 6 5 4 1 2 0 1 8 钢 3 2 5 4 2 5 6 2 1 3 6 7 5 主轴 转 速 应根据允许的切削速度和工件( 或刀具) 直径来选择。其计算公 式为: n = 1 0 0 0 v / 7 1 D 式 中: v 切削速度，单位为 m / m 动，由刀具的耐用度决定; n 一一主轴转速， 单位为 r / m i n , D 工件直径或刀具直径，单位为 m m 。计算的主轴转速 n ，最后 要选取机床有的或较接近的转速。 主轴转速的计算举例： 已知铣刀直径 5 ，选用上表的粗加工时 1 5 m / m i n , 求 S ？ S = 1 0 0 0 V / d S = 1 0 0 0 x 1 2 / 3 . 1 4 x 5 = 7 6 4 . 3 3 1 r / m i n 取值 S = 8 0 0 r / m i n 2.6.3 确定进给速度 进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表 面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 给系统的性能限制。确定进给速度的原则: 当工件的质量要求能够得到保证时， 为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在 1 0 0一 2 0 0 m m / m i n范围内选 取; 在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在 2 0一 5 0 m m / m i n范围内选取; 当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选 小些， 一般在 2 0 - - 5 0 m m / m i n 范围内选取; 刀具空行程时， 特别是远距离“回零” 时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。 铣刀进给吃刀量 a f m m / z 每齿进给量 a f 粗铣 精铣 工件材料 高速钢铣刀 硬质合金铣刀 高速钢铣刀 硬质合金铣刀 1 8 号钢 0 . 1 0 0 . 1 5 0 . 1 0 0 . 2 5 铸铁 0 . 1 2 0 . 2 0 0 . 1 5 0 . 3 0 0 . 0 2 0 . 0 5 0 . 1 0 0 . 1 5 进给速度的计算举例： 已知铣刀齿数 3 ，主轴转速 8 0 0 r / m i n , 进给吃刀量 a f = 0 . 8 m m 求 F ？ F = a f . S . z = 0 . 8 * 8 0 0 * 3 = 1 9 2 0 m m / m i n 2.6.4 确定背吃刀量 背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应 尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效 率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般 0 . 2 一 0 . 5 m m , 总之 ， 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用类比方法 确定。 同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切 削用量。 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、生产成本等有着非常重要的影响。所谓“合理的”切 削用量是指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 的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。总之，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用类比方法确定。同时， 使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 . 7 确定定位基准： 工件在加工时，用来确定工件在夹具中正确位置的表面（点、线、面）称 为定位基准。定位基准的选择是夹具设计中的重要工作之一。工件的定位基准 确定后，其他部分的位置也随之确定。为防止工件上下来回移动，我们用一个 长定位销插入直径为 1 4 的孔中，从而相应得到定位。在该图中定位基准是直径 为 1 4 孔中的中心线。定位基准除了工件的孔中心线外，也可以是工件上的实际 表面、表面的几何中心或对称面。 由运动学可知，刚体在空间可以有六个独立运动，即有六个自由度。将刚 体置于 O X Y Z 直角坐标系中，这六个自由度是沿 X 、Y 、Z 轴的平移运动，沿 X 、 Y 、Z 轴的转动。 根据定模板工件的加工要求，可以看出关键只有厚度、平面度和垂直度要 求， 并不需要限制工件的全部自由度， 只要限制 X ， Y 方向的旋转和 Z 轴的移动 。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第三章 数控加工 3 . 1加工工艺决策 在自动编程过程中，加工工艺决策是加工能否顺利完成的基础，必须依据 零件的形状特点、工件的材料、加工的精度要求、表面粗糙度要求，选择最佳 的加工方法、合理划分加工阶段、选择适宜的加工刀具、确定最优的切削用量、 确定合理的毛坯尺寸与形状、确定合理的走刀路线，最终达到满足加工要求、 减少加工时间、降低加工费用的目的。 加工阶段划分 1 . 粗加工阶段 粗加工一般称为区域清除。在此加工阶段中，应该公差 允许范围内尽可能多地切除材料。比较典型的区域清除方式是等高切面，即在 毛坯上沿着高度方向等距离划分出数个切削层，每次切削一个层面的毛坯余量， 如图所示。 粗加工阶段主要任务是切削掉尽可能多的余量，精度保障不是 主要目标，因此，在这个阶段一般采用圆柱立铣刀进行加工，除了切削角度外， 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 选择刀具的主要参数是刀具直径。同时在粗加工阶段一般采用行切方式进行切 削，产生区域清除刀具径。 2 . 精 加工阶段 对于复杂的曲面加工，我们可以把加工阶段进一步 划分成半精加工和精加工阶段，也常常只划分成一个精加工阶段。在精加工阶 段主要任务是满足加工精度、表面粗糙度要求，而加工余量是非常小的。如果 是曲面铣削，一般选取球头铣刀，除了刀具角度外主要刀具参数就是球头直径 参数。精加工阶段可以采用行切方式，也可以采用环切方式。 3 . 2 零件图形 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 . 3 加工刀具 表3 - 1 加工用具刀 刀具号 刀具名称 长度补偿号 半径补偿号 T1 40mm硬质合金刀片立铣刀 H1 D1 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 T2 12mm硬质合金四齿模具铣刀（轴 端及周向都有切削刃） H2 D2 T6 8.5mm麻花钻 H6 T7 M12机用丝锥 H7 T4 16mm硬质合金四齿模具铣刀 H4 D5 T5 32mm可微调镗刀 H5 3 . 4 加工工序： 1 把16012038.5（此尺寸通过其他方式加工到位）的长方料用等高垫块垫 在下面 （应避开中间孔的位置） 。 放在平口钳中， 使上表面高出钳口约1315mm， 校正长160的侧面与X轴平行及上表面与工作台平行后夹紧平口钳。 2 用T1，T2刀具至Z3处切削图3- 1中的平面。走刀轨迹为：沿所框轮廓走一 周后去四角。 3 用T4刀具至Z 11处（分两层）切削图3- 2中的型腔。走刀轨迹为：沿所框轮 廓走一周。 4 用T2刀具加工图3- 3所示轮廓。 5 用T7刀具加工图3- 4中的孔，先点孔然后钻孔最后铰孔，加工方法用固定循 环。 6 用7 刀具加工图3 - 5 中的孔， 加工方法是固定循环， 先点孔然后钻孔最后铰孔。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 7 用7 刀具加工图3 - 5 中的沉头孔，用6 镗刀镗孔。 8 用T5采用宏程序加工球面。 9 用T5扩右上边的孔。 10 用T6镗6 右上边的孔。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 3 - 1 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 3 - 2 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 3 - 3 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 3 - 4 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 3 - 5 3 . 4 加工程序 加工程序如下： F A N U C 系统编程 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 O6013 主程序名 N10 M6 T1 换上1号刀 N20G54G90G0G43H1Z200 刀具快速移动到Z200处 （在Z方向 上调入了刀具长度补偿） N30M3S1200 主轴正转，转速1200r/mm N40X120Y42 刀具快速定位到X- 120，Y42处 N50G10L12P1R20 给D1输入半径补偿20mm N60Z- 3 快速移动到Z- 3处 N70G41G1X- 100D1F100M8 刀具左补偿移动，冷却液开 N80X- 80 切削图3- 1轮廓 N90X37 N100X47Y32 N110Y- 7 N120X12Y- 42 N130X- 12 N140X- 47Y- 7 N150Y32 N160X- 37Y42 N170X- 9Y70 沿轮廓切向切出 N180G40X80 取消刀具左侧补偿 N190Y- 60 切除右上角 （左上角在轮廓切入 时切除 N200X- 80 切除右下角和左下角 N210G0Z5 主轴快速上升 N220X- 120Y22 刀具定位 N230Z- 3 主轴下降准备切削图3- 2轮廓 N240M98P23107 调用O3107子程序两次，切削图 3- 2轮廓 N250G0Z200 主轴快速上升，冷却液关 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 N260G49G90G53Z- 108.5 取消长度补偿，Z轴快速移动到 机 床坐标Z- 108.5处 N270M5 主轴停止转动 N280M6T2 换上2号刀 N290G54G90G0G43H2Z200 刀具快速移动到Z200处（在Z 方向上调用了刀具长度补 偿） N300M3S1500 主轴正转，转速1500r/mm N310X- 110Y20 刀具定位 N320G10L12P2R6.5 给D2输入半径补偿6.5mm （0.5 为精加工余量） N330Z- 11 主轴快速下降 N340M98P3108 调用O3108子程序粗加工图 3- 3 “ 左耳” 轮廓 N350G10L12P2R6 给D2重新输入半径补偿 6mm N360M98P3108 调用O3108子程序精加工图 4- 3 “ 左耳” 轮廓 N370G0Z5 主轴快速上升 N380X110Y- 20 刀具定位 N390Z- 11 主轴快速下降 N400G10L12P2R6.5 给D2输入半径补偿6.5mm （0.5mm为精加工余量） N410M98P3109 调用O3109子程序粗加工图 3- 3 “ 右耳” 轮廓 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 N420G10L12P2R6 给D2重新输入半径补偿6mm N430M98P3109 调用O3109子程序精加工图 3- 3 “ 右耳轮廓 N440G0Z5 主轴快速上升 N450X0Y- 70 刀具定位 N460G10L12P2R6.5 给D2输入半径补偿6.5mm （0.5mm为精加工余量） N470M98P3110 调用O3110子程序粗加工图 3- 3 “ 心形” 轮廓 N480G10L12P2R6 给D2重新输入半径补偿 6mm N490M98P3110 调用O3110子程序精加工图 4- 3 “ 心形” 轮廓 N500G0X- 42.496Y- 22.166 N510G1Z- 11F50M8 清除图3- 3中左侧的残料 N520X- 52.939Y- 1.854F100 N530G0Z5 主轴快速上升 N540X52.938Y- 1.857 N550G1Z- 11F50 清除3- 3右侧的残料 N560X440398Y- 22F100 N570G0Z200M9 主轴快速上升，冷却液关 N580G52X40Y- 40Z- 11 确定3- 4中O为局部坐标系 原点 N590G0XY- 20 刀具定位 N600G43H2Z15 重新引入刀具长度补偿 N610G10L12R6.5 给D2输入半径补偿6.5mm 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （0.5mm为精加工余量） N620M98P3111 调用O3111子程序粗加工 图 3- 4右下“ 腰圆凹槽” 轮廓 N630G10L12P2R6 给D2重新输入半径补偿 6mm N640M98P3111 调用O3111子程序精加工 图 3- 4右下“ 腰圆凹槽” 轮廓 N650G52X- 53.623Y- 44.995 确定图3- 4中O为局部坐 标系 N660G43H2Z15 重新引入刀具长度补偿 N670G68X0Y0R40 坐标系绕O逆时针旋转 40 N680G0G0Y- 20 刀具定位 N690G10L12P2R6.5 给D2输入半径补偿6.5mm （0.5mm为精加工余量） N700M98P3111 调用O3111子程序粗加工 图 3- 4左下“ 腰圆凹槽” 轮廓 N710G10L12P2R6 给D2重新输入半径补偿 6mm N720M98P3111 调用O3111子程序精加工图 3- 4左下“ 腰圆凹槽” 轮廓 N730G0Z200 主轴快速上升 N740G69 取消坐标系旋转 N750G52X0Y0Z0 取消局部坐标系 N760G49G90G53Z- 108.5 取消长度补偿，Z轴快速移动 到机床坐标Z- 108.5处 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 N770M5 主轴停转 N780M6T3 换上3号刀 N790G54G90G0G43H3Z200 刀具快速移动到Z200处（Z方 向上调入长度补偿） N800M3S600 主轴正转，转速600r/mm N810G0Z20M8 刀具快速移动到Z20，冷却液开 N820G99G83X- 60Y40Z- 31R- 8Q3F80 采用G83固定循环指令钻3- 4 中左上孔，返回到点R平面 N830G98X60 采用G83固定循环指令钻图3- 4 中右上孔，返回到初始平面 N840X0Y0Z- 43 采用G83固定循环指令钻图3- 4 中中间孔，返回到初始平面 N850G0Z200M9 主轴快速上升，冷却液关 N860G49G90G53Z- 108.5 取消长度补偿，Z轴快速移动 到机床坐标Z- 108.5处 N870M5 主轴停转 N880M6T4 换上4号刀 N890G54G90G0G43H4Z200 刀具快速移动到Z200处 （在Z 方向上调入了长度补偿 N900M3S200 主轴正转，转速200r/mm N910G0Z20M8 刀具快速移动到Z20，冷却液 开 N920G99G84X- 60Y40Z- 26R- 8F300 采用G84循环指令攻图3- 4中 左上螺纹，返回到点R平面 N930G98X60 采用G84循环指令攻图3- 4中 右 上螺纹，返回到初始平面 N940G0Z200M9 主轴快速上升，冷却液关 N950G49G90G53Z- 108.5 取消长度补偿， Z轴快速移动 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 到机床坐标Z- 108.5处 N960M5 主轴停转 N970M6T5 换上5号刀 N980G54G90G0G43H5Z200 刀具快速移动到Z200处 （在Z 方向上调入了长度补偿 N990M3S1200 主轴正转，转速1200r/mm N1000G0X0Y0Z5 刀具快速在中心上方定位 N1010G1Z0F50M8 往下进给切削到Z0 N1020#1=36.87 定义初始变量 N1030#2=57.769 定义初始变量 N1040#3=30 定义初始变量 N1050#4=18 定义初始变量 N1060#5=8 定义初始变量 N1070#6=#1 定义变量 N1080#7=#3*COS#6- #5 计算变量 N1090#8=#3*SIN#6- #4 计算变量 N1100G1Z- #8F50 Z轴进给下降 N1110X#7F200 X轴进给移动 N1120G3I- #7F150 走整圆 N1130G1X0F200 回到孔中间 N1140#1=#1+2 更新角度 N1150IF#1LE#2GOTO1050 条件语句，如果#1#2，返 回到 N1050 N1160M98P83112 调用扩孔子程序O3112共8次 （留镗孔余量单边0.2MM