数控零件加工编程及机床夹具设计说明书

目 录 1 专用夹具设计任务 . 2 2 夹具设计 . 4 2.1 零件分析及夹具方案对比 . 4 2.2 定位基准的选择 . 4 2.3 切削力及夹紧力计算 . 4 2.4 定位误差分析 . 4 2.5 夹具设计及操作说明 . 5 二、手工编程 . 8 1、工艺分析 . 9 2、加工程序 . 10 3：机床模拟 . 10 （ 1） 设置毛坯 . 10 （ 2） 刀具选择 . 11 （ 3） 刀具补正设置 . 12 （ 4）：坐标系设置 . 13 （ 5）：程序输入 . 13 （ 6）：模拟结果 . 14 三、自动编程 . 14 1：任务来源 . 14 2：加工工艺分析及规划 . 15 3：参数设置 . 16 4：软件模拟 . 19 5:后置处理 . 20 6： NC 代码（部分） . 21 1 专用夹具设计 任务 本次专用夹具设计任务是建立在被加工零件的工艺流程已经确定的前提下进行的专用夹具设计 ，具体零件及工艺加工工艺过程卡片如下： 此零件为 (零件简要说明 ),其具体结构及工程图如下： 夹具设计零件图 夹具设计 零件 工艺 图 经指导老师 指导了解到此零件夹具为钻夹具，其工程图 如下 2 夹具设计 2.1 零件分析及夹具方案对比 采用 6 点定位原理固定 零件，用 一个滑动 V 型块固定他在水平方向的移动。用定位套固定他在垂直方向的移动。 滑动 V 型块是用螺纹螺旋夹紧的方式来控制的，在固定后，利用螺纹的自锁，防止由于加工过程中受力，是滑动 V 型块滑动，造成误差和工件的损坏。 2.2 定位基准的选择 零件的下端面。 2.3 切削力及夹紧力计算 V 型块的加紧力和刀具进给时的切削力。 根据静力学平衡原理列出静力平衡方程式，就可以计算出夹紧力。 2.4 定位误差分析 （ 1） 定位误差（ dw）的计算： jb ： 定位基准重合 jb 0 db： db 1/2（ D d min） 1/2（ 0.027 0.009 0） 0.018 dw： jb 和 db 相关 dw 0.018 dw 1/3 T 满足要求。 孔的内壁和下底面的垂直度要求 2.5 夹具设计及操作说明 夹具底座 固定轴 轴套 轴套 滑动 V 型块 转动手柄 夹具三维装配图 二 、手工编程 任务来源 ： 已知毛坯是外径 40mm 的铝棒，割刀宽 4mm。试编写该零件的加工程序并进行图形模拟。 图 1 1、工艺分析 图中所示为阶梯轴零件，其成品的最大直径为 36mm，由于直径较小，可采用 40mm 圆柱棒料加工后切断即可。 图中尺寸 18， 24， 36， 75 有尺寸要求，因此在编程前应该分别对这些尺寸进行数学处理为 17.99 23.99 36.01 和 74.985 带入程序 由于阶梯轴零件径向尺寸变化较大，应注意使用恒线速度切削功能的应用，以提高加工质量和生产效率。 由于被加工零件的材料为铝件，因此在选择刀具应该选择较大的刀具前角和后角。同时对于加工切削速度的选择，应该在机床允许的范围内选择较高的切削速度。 根据零件的加工要求 ， 轮廓粗、精车均采用可转位硬质合金 93偏头外园车刀，切断采用宽 4mm 机夹硬质合金切断刀，螺纹采用高速钢螺纹车刀。具体过程见下表。 加工步骤 加工内容要求 刀具 主轴转速(r/min)或切削速度(m/min) 进给量 （ mm/r） 备注 1 粗车外轮廓，留单面余量0.2mm T01 转位硬质合金 93偏头外园车刀 1200r/min 0.5 2 精车外轮廓至要求 T01 转位硬质合金 93偏头外园车刀 120m/min 0.15 G96 恒线速度 3 切 6mm 宽退刀槽 T02 机夹硬质合金切断刀 120m/min 0.2 4 车 M30X2 螺纹 T03 螺纹车刀 800r/min G76 5 切断 T02 机夹硬质合金切断刀 120m/min 0.2 2、加工程序 车削加工程序卡 零件号 0001 零件名称 阶梯轴 编制日期 2008-3-30 程序号 O0001 编制人 姓名 * 序号 程序内容 程序说明 N10 G50 X50 Z50 工件坐标系设定 N20 TO1O1 S1200 M03 F0.5 调用 T01 车刀，主轴预启动，设定工艺参数 N30 G50 S2000 设定最高主轴转速 2000r/min N40 G00 X42 Z0 接近工件 N50 G01 X-1 切断面 N60 Z2 退刀 N70 G00 X50 Z10 进入切削循环起点 N80 G71 U1 R0.5 N90 G71 P100 Q240 U0.4 W0.2 N100 G00 X0 外轮廓精加工程序开始 N110 G96 S120 F0.15 设定精加工恒线速度 120m/min, F0.15 N120 Z2 N130 G01 Z0 N140 G03 X17.99 Z-8.995 R8.995 N150 G01 Z-15 N160 X21 N170 X23.9 Z-37.5 N180 Z-46.5 N190 X27 N200 X30 Z-48 N210 Z-66.5 N220 X36.01 N230 Z-81 N240 N20 X41 外轮廓精加工程序结束 N250 N30 G70 P100 Q240 N260 M30 3：机床模拟 （ 1） 设置毛坯 启动斯沃数控软件后选择 FUNUC 0iT 数控系统，进入主界面，考虑到工件切断及装夹要求，故选择毛坯尺寸为 40X125 的棒料，如下图： （ 2） 刀具选择 T01 刀具： T02 刀 具： T03 刀具： （ 3） 刀具补正设置 分别用 T01 T02 T03 刀具使用试切法获得刀具长度补正，其长度补正分别为 T01 ： X=-260 Z=-470.833 T02 ： X=-260 Z=-475 T03： X=-260 Z=-476.002 由于 本程序加工使用了 G50 指令设置加工坐标系， T01 为主刀具，因此其 刀具长度补偿为 0，而其它刀具和它的差为各自的刀具长度补偿。 调整刀具长度补偿分别为 T01 ： X=0 Z=0 T02 ： X=0 Z=-4.167 T03： X=0 Z=-5.169 并输入相应的刀具长度补偿寄存器中， 如下图所示： （ 4）：坐标系设置 由于本程序加工使用了 G50 指令设置加工坐标系，因此坐标系 G54 设置为 0， 0， 0 （ 5）：程序输入 （ 6）：模拟结果 三 、自动编程 1：任务来源 图 6： 连杆 要求：采用两种加工方式来进行自动编程及模拟。 掌握刀具参数、切削参数、各种加工方式的参数的修改。 2：加工工艺分析及规划 本零件为一连杆模具的凸模，采用 UG 软件进行计算机辅助自动编程来加工零件的外形。其主要内容为确定从粗加工到精加工的流程及加工余量的分配，同时选择合适的刀具和加工工艺参数和切削方式，并进行切削仿真和后置处理以生成供数控机床加工的数控代码文件。 首先分析被加工零件的几何形状，被加工零件为连杆凸模，在进行 NC 加工之前应先完成加工毛坯的预加工为 220X100X50 长方体，由该零件形状特点，可以选择机用台钳对工件底部20mm 的部分进行装夹。 该 零件的形状较为复杂，其顶部有限制刀具进入的凹槽，和球形的曲面。其凹槽部位的最小侧边的圆角半径为 4.75mm，底部的圆角半径为 2mm，因此其形状限制了选择的精加工刀具的最大直径为 8mm 的铣刀，同时为了加工出 2mm 的圆角，该 8mm 的铣刀必须磨 2mm 的圆角。同时对于球形的曲面为了便于加工必须选择球刀进行加工。对于粗加工，考虑到精加工的刀具直径，选择 16mm 的铣刀。 具体加工流程见下表 加工步骤 加工内容要求 刀具 加工方式 备注 1 粗铣加工留单面余量 0.5mm 16mm 硬质合金铣刀 FOLLOW PERIPHERY 型腔铣 每层 2mm 2 半精铣留单面余量 0.1mm 8mm 硬质合金铣刀带 2mm 圆角 PROFILE 型腔铣 每层0.5mm 3 精铣零件所有表面 8mm 球道 FIXED_CONTOUR固定轴铣 刀轨间距0.5mm 3：参数设置 1 ：加工坐标系设置 为了便于加工坐标系的找正，加工坐标系设置在零件的上表面的中心处 2 ：加工几何体的设置 3 ：刀具设置 4 ：加工余量设置 5 ：粗加工参数设置 6 ：半精加工参数设置 7 ：精加工参数设置 4：软件模拟 1 ：粗加工 2 ：半精加工 3 ：精加工 5:后置处理 6： NC 代码（部分） % N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 :0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X0.0 Y2.4033 S0 M03 N0050 G43 Z.3937 H00 N0060 Z.1181 N0070 Z.0472 N0080 G1 Z-.0709 F9.8 M08 N0090 Y2.0018 N0100 X4.3307 N0110 G2 X4.364 Y1.9685 I0.0 J-.0333 N0120 G1 Y-1.9685 N0130 G2 X4.3307 Y-2.0018 I-.0333 J0.0 N0140 G1 X3.0852 N0150 Y-1.5884 N0160 G3 X3.0847 Y1.5884 I-1.1162 J1.5882 N0170 G1 X3.9506 N0180 Y-1.5884 N0190 X3.0852 N0200 Y