GY02-193@滚齿机传动箱体的加工工艺与编程
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机械毕业设计全套
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GY02-193@滚齿机传动箱体的加工工艺与编程,机械毕业设计全套
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常州轻工职业技术学院毕业设计 常州轻工职业技术学院 毕业设计（论文）档 案 袋 姓名 徐顺诚 学号 0553122128 性别 男 系部 机械工程系 专业 数控编程 班级 05数编 321 课题名称 滚齿机传动箱体的加工 工艺与编程 指导教师 缪小吉 编号 名 称 件数 页数 编号 名 称 件数 页数 1 毕业设计课题审批表 1 2 毕业设计 任务书 1 3 毕业设计 开题报告 1 4 毕业设计 说明书 1 5 毕业设计 答辩申请表 1 6 毕业设计 指导记录表 1 7 毕业 设计 评分表 1 200 年 月 日（系部公章）存档 教 务 处 制 nts 常州轻工职业技术学院 毕业设计 （ 论文）课题审批表 机械 系 05 数编 321 班 设计 (论文 )课题 : 数控滚齿机传动箱体的加工 工艺与编程 设计者 :徐顺诚 指导教师及专业技术职称 :缪小吉 起讫日期 : 2007 年 3 月 26 日至 2007 年 3 月 28 日 设计地点 :常州 课题内容简介 (包括设计参数、设计任务等 )： 分析 数控滚齿机传动箱体的粗精加工 工艺、 编制数控加工工艺及部分部件所需的程序 ，主要为孔系 的加工。 钻、扩、绞孔 35D 25D （ 35D 为 25D） 孔系的精度要求： 62Gd +0.02(轴 )X2 72Gd +0.02（轴） X6 90Gd +0.02 157 156D +0.04（ -轴） 50D +0.03（） 55D +0.03（） 35D +0.027 25D +0.023 审 批 意 见 (盖章 ) 年 月 日 nts常州轻工职业技术学院毕业设计 1 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 滚齿机传动箱体 的数控 加工编制 数控加工中心 FAUNC 系统的程序 。 通过本次课题的完成，使其熟悉实际生产中工程图的全貌和具体要求，其次熟悉实际生产中工艺设计的全方法。 对 FANUC 系统加工中心的加工工艺特性也有了一定的了解。 通过本课题的完成，使我感觉到合作配合工作的重要性，熟悉了实际生产中的程序设计过程及方法，懂得了三维造型的意义，最后让我学会了独立分析解决问题、编写毕业论文、查找参考资料的能力。 2本毕业设计（论文）课 题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 了解 数控滚齿机传动箱体 的结构、能够 对 数控滚齿机传动箱体的粗精加工 工艺进行分析、能够 编制数控加工工艺及部分部件所需的程序 ，主要为孔系的加工。 钻、扩、绞孔 35D 25D （ 35D 为 25D） 孔系的精度要求： 62Gd +0.02(轴 )X2 72Gd +0.02（轴） X6 90Gd +0.02 157 156D +0.04（ -轴） 50D +0.03（） 55D +0.03（） 35D +0.027 25D +0.023 nts常州轻工职业技术学院毕业设计 2 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括图表、实物等硬件要求： 1、 要求完成一份开题报告、一篇论文、一份图纸 2、开题报告：要求完成 500 字以上的工作量； 3、有完整的、符合要求的毕业论文，论文字数必须达到 1 万字以上； 4、要有符合标准的配套非标图纸，图纸量为累计不少于 1 张 0 号图以上。 4主要参考文献： 1、 王志平主编。数控机床及应用。北京：高等教育出版社， 2002 2、华茂发主编。数控机床加工工艺。北京：机械工业出版社， 2001 3、刘越主编。机械制造技术。北京：化学工业出版社， 2003 4、赵长明，刘万菊主编。数控加工工艺及设备。北京：高等教育出版社， 2003 5、许祥泰，刘艳芳主编。数控加工编程实用技术。北京：机械工业出版社， 2001 6、罗学科，张超英主编。数控机床编程与操作实训 。北京：化学工业出版社， 2001 7、 方沂主编 。数控机床编程与操作北京：机械工业出版社， 1999 nts常州轻工职业技术学院毕业设计 3 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 所在专业教研室审查意见： 负责人： 年 月 日 系部意见： 系部领导： 年 月 日 nts常州轻工职业技术学院毕业设计 1 毕业设计（论文）开题报告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 500 字左右的文献综述： 一、选题的背景和意义： 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。 在数字化制造技术中，计算机数控和数控编程技术是最重要的技术之一，它直接面对加工对象和操作者，数控及其编程技术的熟悉 和掌握程度也直接影响到制造系统的成效。目前以数控机床和加工中心为重要组成部分的柔性制造系统和计算机集成制造系统已越来越多，数控机床的应用已渗透到机械制业的各个领域。 二、课题研究的主要内容： 1 数控加工中心概述 2 加工中心的刀具选择 3 数控滚齿机传动箱体的构造 4 数控滚齿机传动箱体 的加工工艺及程序 5 数控编程过程的主要内容 （ 分析零件图样、工艺处理、数值计算、编写加工程序单、制作控制介质、程序校验和首件试加工 ） nts常州轻工职业技术学院毕业设计 2 三、 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 1 了解加工中心分类 ，加工中心刀具的选择和使用 2 数控滚齿机传动箱体 的加工工艺及 程序的编写 3 数控编程过程的主要内容，了解手工编程和自动编程 4 整个课题是通过 UG3.0 AutoCAD 2005. Word 2000 来完成的。 四、设计（论文）进度安排： 第 1 周 调查了解，编写开题报告，确定设计题目 第 2 3 周 查阅资料，拟定设计方案 第 4 周 方案论证，确定设计方案 第 5 9 周 设计方案实施 第 10 11 周 整理资料，编写说明书 第 12 周 整理资料，做好笔记， 准备答辩 nts常州轻工职业技术学院毕业设计 3 五、指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日 六、系部意见： 系主任签名： 年 月 日 nts常州轻工职业技术学院毕业设计 常州轻工职业技术学院 2007届 毕 业 设 计 姓 名 ： 徐顺诚 学 号： 0553122128 系 部： 机械工程系 专 业： 数控 技术（ 编程 员） 题 目： 数控滚齿机传动箱体的加工 工艺与编程 指 导 者： 缪小吉 评 阅 者： 2007 年 6 月 常 州 nts常州轻工职业技术学院 机械工程 系 毕业设计答辩申请表 申请日期： 年 月 日 姓名 徐顺诚 学号 0553122128 班级 05 数编321 答辩时间 课题 数控滚齿机传动箱体的加工 工艺与编程 指导老师 缪小吉 课 题 任 务 完 成情 况 本课题为： 数控滚齿机传动箱体的加工 工艺与编程 其设计任务包括：毕业设计开题报告、毕业设计论文、毕业设计图纸均已完成，经指导老师审核，已符合要求。 备 注 机械制图、机械制造基础、机械设计基础、数控编程与操作、计算机辅助制造、数控中级考工等等相关要求的基础和专业课程均已取得学分 指 导 老 师 意 见 签名： 年 月 日 答辩委员会 意 见 签名： 年 月 日 说明： 凡参加 毕业设计 答辩的学生，必须提前 1 周 向 所在 系 毕业设计答辩委员会 提出申请，经批准后，方可参加答辩。 申请答辩的学生，应在答辩前 1 周将论文和设计图纸交指导教师和评阅人评阅。 nts常州轻工职业技术学院 XX 系 毕业设计（论文）指导记录表 学生姓名 徐顺诚 学 号 0553122128 指导教师（签名） 次 数 时 间 方 式 指导内容 评价 第 次 第 次 第 次 第 次 第 次 nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 1 页 摘 要 这次的毕业设计的主要内容是编制 数控滚齿机传动箱体 的粗精加工 编制数控加工工艺及部分部件所需的程序 ，主要为孔 系的 加工。 数控 加工中心 现今在许多重型机械厂的应用比较广泛，因其加工的零件可以很大，而且加工精度也同时能达到 很好 的精度，所以选用加工 中心加工 大型零件 是很好的选择 。本篇主要涉及使用 加工中心 加工 数控滚齿机传动箱体的面、孔系、螺纹、孔销孔 等等。此外，结合图形对各个部件的加工列出加工工艺，程序及其相关的参数和刀具的选择，完成对整个工件的加工过程。 关键词： 数控滚齿机传动箱体、数控程序、数控技术 nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 2 页 Abstract Design graduates this is the major content of the preparation of CNC machine transmission box of rough finished - the establishment NC Arts and parts of the process, mainly holes processing. CNC Machining Center today drafted in many of the most widely used, because of the processing components can be great, and machining precision could also have reached a very good precision, are used for processing large parts processing center is a good choice. This mainly involves the use of CNC machining centers machine transmission box of noodles, holes, screw, etc.-pin hole. In addition, the combination of various components of graphics processing list processing, procedures and related parameters and tool choice, completion of the entire workpiece machining process. Keywords : CNC machine transmission box, NC, NC technology nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 3 页 目 录 第一章 引 言 4 第 二 章 数控 滚齿机传动箱体的加工 5 2.1 加工技术要求分析 5 2.2 基准面（刀具参平面 ）的选择 6 2.3 工艺方案拟订 8 第 三 章 程序编写 15 第 四 章 结论 17 致谢 18 参考文献 19 附录：滚齿机传动箱体程序单 nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 4 页 第一章 引 言 目前，世界先进制造技术不断兴起，超高速切削、超精密加工等技术的应用，柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求。 加工中心是备有刀库，并能自动更换刀具，对工件进行多工序加工的数字控制 机床 加工中心由于工序的集中和自动换刀，减少了工件的装夹、测量和机床调整等时间，使机床的切削时间达到机床开动时间的 8O左右 (普通机床仅为 15 20 )；同时也减少了工序之间的工件周转、搬运和存放时间，缩短了生产周期，具有明显的经济效果。加工中心适用于零件形状比较复杂、精度要求较高、产品更换频繁的中小批量生产。 这种多工序集中加工的形式也扩展到了其他类型数控机床，例如车削中心，它是在数控车床上配置多个自动换刀装置，能控制三个以上的坐标，除车削外，主轴可以停转或分度，而由刀具旋转进行铣削、钻削、铰孔和攻丝等工序，适于加工复杂的旋转体零件。 加工中心按主轴的布置方式分为立式和卧式两类。卧式加工中心一般具有分度转台或数控转台，可加工工件的各个侧面；也可作 多个坐标的联合运动，以便加工复杂的空间曲面。立式加工中心一般不带转台，仅作顶面加工。此外，还有带立、卧两个主轴的复合式加工中心，和主轴能调整成卧轴或立轴的立卧可调式加工中心，它们能对工件进行五个面的加工。 加工中心的自动换刀装置由存放刀具的刀库和换刀机构组成。刀库种类很多，常见的有盘式和链式两类。链式刀库存放刀具的容量较大。 换刀机构在机床主轴与刀库之间交换刀具，常见的为机械手；也有不带机械手而由主轴直接与刀库交换刀具的，称无臂式换刀装置。 为了进一步缩短非切削时间，有的加工中心配有两个自动交换工件的托板。 一个装着工件在工作台上加工，另一个则在工作台外装卸工件。机床完成加工循环后自动交换托板，使装卸工件与切削加工的时间相重合。加工中心通常以主轴与工作台相对位置分类，分为卧式、立式和万能加工中心。 (1)卧式加工中心：是指主轴轴线与工作台平行设置的加工中心，主要适用于加工箱体类零件。 (2)立式加工中心：是指主轴轴线与工作台垂直设置的加工中心，主要适用于加工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件。 (3)万能加工中心 (又称多轴联动型加工中心 )：是指通过加工主轴轴线与工作台回转轴线的角度可控制联动变化，完成复杂空 间曲面加工的加工中心。适用于具有复杂空间曲面的叶轮转子、模具、刃具等工件的加工。 本次毕业设计的课题是 滚齿机传动箱体 的数控加工编制 数控加工中心 FAUNC 系统的程序 。通过本次课题的完成，使其熟悉实际生产中工程图的全貌和具体要求，其次熟悉实际生产中工艺设计的全方法。 对 FANUC 系统加工中心的加工工艺特性也有了一定的了解。 通过本课题的完成，使我感觉到合作配合工作的重要性，熟悉了实际生产中的程序设计过程及方法，懂得了三维造型的意义，最后让我学会了独立分析解决问题、编写毕业论文、查找参考资料的能力。 nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 5 页 第 二 章 滚齿机传动箱体的加工 2 1 加工技术要求分析 （图 2-1-1） 分析滚齿机传动箱体图（图 2-1-1， 2-1-2）可知该 3D 造型尺寸精度要求很高（孔的同轴度为 0.04），形状精度一般 仔细分析图纸，对其传动箱体结构进行深入分析，做好后续准备。因其结构较为复杂，加工精度要求高，除了在铸造时注意的一些问题，以及数控铣床、镗床上完成初步加工，但孔的精镗和螺纹孔、销孔的精确位置确定不能完成，必须到加工中心上完成该工作。即此次加工的内容。 （图 2-1-2） nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 6 页 利用加工中心加工部位 : 半精镗 、精镗 62Gd(轴 )X2 72Gd（ 轴 ） X6 铛 90Gd、 157、 156D（ -轴） 50D 55D（） 钻、扩、绞孔 35D 25D （ 35D 为 25D） 孔系 的精度要求： 62Gd +0.02(轴 )X2 72Gd +0.02（轴） X6 90Gd +0.02 157 156D +0.04（ -轴） 50D +0.03（） 55D +0.03（） 35D +0.027 25D +0.023 毛坯及工序尺寸公差的确定 工序名称 工序 余量 工序所能达到的精度 工序尺寸及上下偏差 粗加工 2 1 0.02 半精加工 0 2 0.05 0.05 精加工 0 0.01 0.01 2 2 基准面（刀具参平面 ）的选择 1 利用加工中心加工箱体时，定位基准面为 A面 （ 如图 2-2-1）以 A面 、 B面 配合，于配套夹具(见图 2-2-5)固定在工作台上。 2加工时（如图 2-2-2、 2-2-3、 2-2-4） ，选取正面、反面为长度补偿选择，下面朝下，上面朝上， A面配合于夹具，进行装夹定位。 nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 7 页 （ 2-2-1） （ 2-2-2） （ 2-2-3） （ 2-2-4） nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 8 页 2 3 工艺方案拟订 在数控工艺路线设计时，首先要考虑加工顺序的安排，加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯情况，以及定位安装与夹紧的需要来考虑，重点是保证定位夹紧时工件的刚性和利于保证加工精度。 工艺路线的拟订是制定工艺规程的关键，它制订得是否合理，直接影响到工艺规程得合理性、科学性和经济性。工艺路线拟订的主要任务是选择各个表面的加工方法和加工方案、确定各个表面的加工顺序以及工序集中与分散的程度、合理选用机床和刀具、检具，确定所用夹具的大致结构等。 关于工艺路线的拟订，经过长期的 生产实践已总结出一些带有普遍性的工艺设计原则，但在具体拟订时，特别要注意根据生产实际灵活应用。 此滚齿机传动箱体加工工艺的设计方案： 箱体的加工刀具单 选择加工中心 拟订该箱体加工工艺 箱体的加工程序单 选择刀具 ： 立 铣刀、 浅孔钻、 双刃镗刀、微调镗 刀、钻头、绞刀 选择合理的切削用量 ，刀具转速，进给率 2 3 1 加工内容以及加工设备 当选择并决定某个零件进行数控加工后，并不等于要把它所有的加工内容都包下来，而可能只是对其中一部分进行数控加工，必须对零件图纸进行仔细的工艺分析，确定那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。在选择并做出决定时，应结合本单位的实际，立足于解决难题、攻克关键和提高生产效率，充分发挥数控加工的优势。 仔细观察 滚齿机传动箱体 的零件图，发现零件的各个尺寸精度 及 相对位置精度 都 很高，所以在确定加工路线的过程中就显得很麻烦。该零件有穿孔、圆孔、装饰方台、型腔若干， 但 各表面精确度 要求不是很 高。我们选择加工中心（ TC1000 FANUC 系统）进行数控加工，然后再 进行后续加工。 2 3 2 确定定位夹紧方案 虽然该零件的各个部件的尺寸精度要求都很高，我们把其工件固定在专业的 装夹模具 上 （图4-3-5） ， 加工部分 基本都在零件的前 面 和后面 ，因为 TC1000自带回转工作台 ，所以主体部分只要装夹一次就可以全部完成了。 夹具的精度分析：为保证夹具设计的正确性，必须对夹具精度进行 分析，验证夹具公差 (1 31 5)工件允许公差。 nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 9 页 （图 2-2-5） 2.3.3 工步的划分 划分工步主要从加工精度和效率两方面考虑。合理的工艺不仅要保证加工出符合图样要求的工件，同时应使机床的功能得到充分发挥，因此，在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工。为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序内又细分为工步。工步划分可参照以下几点。 1).同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分开进行，若加工尺寸精度要求较高时，可采用前者 国。若加工表面位置精度要求较高时，建议采用后者。 2)对于既有铣削面又有镗孔的零件，可以采用“先面后孔”的原则划分工步。先铣削面可提高孔的加工精度。因为铣削力较大，工件易发生变形，而先铣面后镗孔，则可使其变形有一段时间恢复，减小由于变形而引起的对孔精度的影响。反之，如先镗孔后铣削面，则铣削时极易在孔口产生飞边、毛刺，从而破坏孔的精度。 3)按所用刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换刀 时间短，可采用刀具集中工步，以减少换刀次数，减少空移时间，提高加工效率。 4)在一次安装中，尽可能完成所 有能够加工的表面。 该工件的工步可划分为四个过程： 1、粗铣、精铣工件至毛坯尺寸； 粗铣留余量 2mm，半精铣留余量 0.2mm，精铣至尺寸（ 0.01mm） nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 10 页 2、铣型腔，镗孔 以及中心孔加工 至尺寸要求； nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 11 页 62Gd(轴 )X2 72Gd（轴） X6 铛 90Gd、 157、 156D（ -轴） 50D 55D（） 钻、扩、绞孔 35D 25D （ 35D 为 25D） 孔系的精度要求： 62Gd +0.02(轴 )X2 72Gd +0.02（轴） X6 90Gd +0.02 157 156D +0.04（ -轴） 50D +0.03（） 55D +0.03（） 35D +0.027 25D +0.0233、去毛刺，去工件四周毛刺； 4、校核，按图样校核。 2 3 4 确定加工顺序 为减少变换工位的辅助时间和工作台分度误差的影响，各个工位上的加工表面在工作台一次分度下按先粗后精、先面后孔、先大孔后小孔的原则加工完毕。以刀具分：从大到小 ; 以零部件形状分：凹形由内至外，凸形由外至内。 加工顺序的安排一般应根据零件的结构和毛坯状况，结合定位和夹紧的需要考虑，重点应保证工件的刚度不被破坏，尽量减少变形。加工顺序的安排应遵循下列原则： 1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，也要综合考虑。 2）加工工序由粗加工到精加工逐步进行，加工余量由大到小。 3）先内后外原则，即先进行内腔加工工序，后进行外形的加工工序。 4）尽可能采用相同定位、夹紧方式或同一把刀具加工的工序，减少换刀次数与挪动压紧组件次数。 5)在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。 根据图纸进行分析，确定 此箱体 加工顺序为： 1接受设计图档后，订料 nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 12 页 1）分析箱体的大小确定其材质订毛胚 2）查看各尺寸要求，定工件加工中心、基准面 2工件的加工 1）接到毛胚后，首先要进行研磨 (A面、正面、反面、下面 ) 2）研磨夹具配合面 3）将工件夹紧于 CNC加工中心回转 工作平台上，并检查其表面平整度，侧面水平，再正反面分中 (找中心 )并将所查找的工件中心坐标记录于机床的坐标系统 4）依据程序单，选用正确的刀具，入库，依次对工件加工 5）加工完毕后选择合理的量具，对部分尺寸进行量测检查 .确认后方可进入下一各步骤 . 2.3.5 确定进给路线 确定进给的路线大致确定如下： 1、按照 （由下到上）顺序对各孔进行粗加工 2、按照 （由下到上）顺序对各孔进行半精加工 3、按照 （由下到上）顺序对各孔进行精加工 4、 铣加工 2.3.6 选择合理的刀具，确定其转速，并计算出合理的进给速度 数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为： 整体式； 镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种； 特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为： 高速钢刀具； 硬质合金刀具； 金刚石刀具； 其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为： 车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种； 钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等； 镗削刀具； 铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具 耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的 30% 40%，金属切除量占总数的 80% 90%。 在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具，迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用 TSG 工具系统，其刀柄有直柄（三种规格）和锥柄（四种规格）两种，共包括 16 种不同用途的刀柄。 在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则： 尽量减少刀具数量； 一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位； 粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具； 先铣后钻； 先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工； 在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。 刀具选择：针对不同的加工区域，加工工序，选择合适的刀具，其总的原则是：适用，安全，经济 各工步刀具 直径根据加工余量和孔径确定。刀具长度与工件在机床工作台上的装夹位置有关，在装夹位置确定后，在计算刀具长度，为减少刀具的悬伸长度，将工件装夹在工作台中心线与机床主轴之间，选择适宜的刀具长度。 在做深孔加工时以下三方面要注意：一、刀杆直径不能做得很大，因受孔直径得限制，这样nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 13 页 刀杆的 强度就差。二、排削不畅，这样切削就容易把内孔表面划伤，使内孔表面质量受到影响。三、切削液不是很容易地浇到刀尖上。在加工过程中刀尖磨损很快，这样孔端尺寸和孔深处的尺寸就不同，通常是孔端已达到尺寸，而孔最深处还没达到尺寸，于是随着孔的深度 增加，精度就很难得到保证。所以刀具的选择就尤其重要了，不但要保证排屑通畅，还要防止刀具振动以影响加工表面。 我们在选择刀具时要根据机床的性能、零件的加工要求，还要考虑使用的经济性，要根据现有的刀具选择合适的加工方法完成对零件的加工。例如钻头的选用就很重要，有些钻头是专门用来钻通孔的，所以它是往下排屑的。如果用这种钻头来钻有一定深度的孔就不行，它不但不能顺利排屑，而且影响孔的加工精度，对机床也会有一定影响，严重时还有可能引起崩刀。对于其它刀具的选择也是一样的，也要经过对刀具材料选择、被加工零件材料的确定、切削 用量的给定，不能盲目的乱选。 详 见 表 4-1 数控加工刀具卡片 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。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。 随着数控机床在生产实际中的广泛应用，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中，要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此，编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的 加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平。 1 主轴转速 n（单位 r/min） n=vc*1000/( *Dc) vc为切削速度 为圆周率 Dc为刀具直径 (mm) 2 进给速度 Vf(单位 mm/min) Vf=n*z*fz n为轴速（单位 r/min） z为刀具齿数 fz为进给率 (单位 mm/齿，此值由刀具供货商提供 ) 表 4-1：数控加工刀具卡片 数控 滚齿机 传动箱 体 3180-21011 程序号 工步号 刀具号 刀具名称 刀具型 号 长度 主轴转速n 进给速度F 配刀长度 实际长度 1 T1 钻头 D=22 Xs=280 300 30 2 T2 浅孔钻 D=53 Xs=280 250 30 3 T4 双刃镗刀 D=145 Xs=280 150 15 4 T6 双刃镗刀 D=153 Xs=280 150 15 nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 14 页 5 T8 浅孔钻 D=58 Xs=270 250 30 6 T9 浅孔钻 D=48 Xs=270 200 30 7 T10 浅孔钻 D=78 Xs=280 200 30 8 T11 双刃镗刀 D=88 Xs=280 200 25 9 T12 钻头 D=32 Xs=280 300 30 10 T13 浅孔钻 D=68 Xs=280 300 30 11 T15 双刃镗刀 D=155.9 Xs=290 160 25 12 T17 扩孔钻 D=24.75 Xs=290 200 25 13 T18 双刃镗刀 D=54.9 Xs=290 220 30 14 T20 双刃镗刀 D=157 Xs=290 150 20 15 T22 双刃镗刀 D=61.9 Xs=290 300 30 16 T23 双刃镗刀 D=89.9 Xs=290 200 30 17 T24 双刃镗刀 D=34.9 Xs=290 300 30 18 T25 双刃镗刀 D=49.9 Xs=290 300 30 19 T26 双刃镗刀 D=71.9 Xs=280 200 30 20 T28 微调镗刀 D=156H9 Xs=280 300 25 21 T30 微调镗刀 D=55H7 Xs=280 400 30 22 T31 微调镗刀 D=62J7 Xs=280 400 30 23 T32 微调镗刀 D=50H7 Xs=280 250 30 24 T33 微调镗刀 D=90J7 Xs=290 250 35 25 T34 微调镗刀 D=35H7 Xs=290 250 30 26 T35 微调镗刀 D=72J7 Xs=290 400 30 27 T36 绞刀 D=25H7 Xs=290 100 80 28 T37 立铣刀 D=66 Xs=290 180 40 nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 15 页 第 三 章 程序编写 在普通机床 上加工零件时，首先应由工艺人员对零件进行 工艺分析，制定零件加工的工艺规程，包括机床、刀具、定位夹紧方法及切削用量等工艺参数。同样，在数控机床上加工零件时，也必需对零件进行工艺分析，制定工艺规程，同时要将工艺参数、几何图形数据等，按规定的信息格式记录在控制介质上，将此控制介质上的信息输入到数控机床的数控装置，由数控装置控制机床完成零件的全部加工。我们将从零件图样到制作数控机床的控制介质并校核的全部过程称为数控加工的程序编制，简称数控编程。数控编程是数控加工的重要步骤。理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样要求 的合格零件，同时应能使数控机床的功能得到合理的利用与充分的发挥，以使数控机床能安全可靠及高效地工作。 一般来讲，数控编程过程的主要内容包括：分析零件图样、工艺处理、数值计算、编写加工程序单、制作控制介质、程序校验和首件试加工。 数控编程的具体步骤与要求如下 ： 1 分析零件图 首先要分析零件的材料、形状、尺寸、精度、批量、毛坯形状和热处理要求等，以便确定该零件是否适合在数控机床上加工，或适合在哪种数控机床上加工。同时要明确加工的内容和要求。 2工艺处理 在分析零件图的基础上，进行工艺分析，确定零件的加工方 法（如采用的工夹具、装夹定位方法等）、加工路线（如对刀点、换刀点、进给路线）及切削用量（如主轴转速、进给速度和背吃刀量等）等工艺参数。数控加工工艺分析与处理是数控编程的前提和依据，而数控编程就是将数控加工工艺内容程序化。制定数控加工工艺时，要合理地选择加工方案，确定加工顺序、加工路线、装夹方式、刀具及切削参数等；同时还要考虑所用数控机床的指令功能，充分发挥机床的效能；尽量缩短加工路线，正确地选择对刀点、换刀点，减少换刀次数，并使数值计算方便；合理选取起刀点、切入点和切入方式，保证切入过程平稳；避免刀具与非加 工面的干涉，保证加工过程安全可靠等。有关数控加工工艺方面的内容，我们将在第 2 章 2.3 节及 2.4 节中作详细介绍。 3数值计算 根据零件图的几何尺寸、确定的工艺路线及设定的坐标系，计算零件粗、精加工运动的轨迹，得到刀位数据。对于形状比较简单的零件（如由直线和圆弧组成的零件）的轮廓加工，要计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值，如果数控装置无刀具补偿功能，还要计算刀具中心的运动轨迹坐标值。对于形状比较复杂的零件（如由非圆曲线、曲面组成的零件），需要用直线段或圆弧段逼近，根据加工 精度的要求计算出节点坐标值，这种数值计算一般要用计算机来完成。有关数值计算的内容，我们将在第 3 章中详细介绍。 4编写加工程序单 nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 16 页 根据加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿量、机床辅助动作及刀具运动轨迹，按照数控系统使用的指令代码和程序段的格式编写零件加工的程序单，并校核上述两个步骤的内容，纠正其中的错误。 5制作控制介质 把编制好的程序单上的内容记录在控制介质上，作为数控装置的输入信息。通过程序的手工输入或通信传输送入数控系统。 6程序校验与首件试切 编写的程序单和制备好的控制介质，必须经过校验 和试切才能正式使用。校验的方法是直接将控制介质上的内容输入到数控系统中，让机床空运转，以检查机床的运动轨迹是否正确。在有CRT 图形显示的数控机床上，用模拟刀具与工件切削过程的方法进行检验更为方便，但这些方法只能检验运动是否正确，不能检验被加工零件的加工精度。因此，要进行零件的首件试切。当发现有加工误差时，分析误差产生的原因，找出问题所在，加以修正，直至达到零件图纸的要求。 二数控编程的方法 数控编程一般分为手工编程和自动编程两种。 1 手工编程 手工编程就是从分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、 编写零件加工程序单、制作控制介质到程序校验都是人工完成。它要求编程人员不仅要熟悉数控指令及编程规则，而且还要具备数控加工工艺知识和数值计算能力。对于加工形状简单、计算量小、程序段数不多的零件，采用手工编程较容易，而且经济、及时。因此，在点位加工或直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍广泛应用。对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面组成的零件，用手工编程就有一定困难，出错的概率增大，有时甚至无法编出程序，必须用自动编程的方法编制程序。 2自动编程 自动编程是利用计算机专用软件来编制数控加工 程序。编程人员只需根据零件图样的要求，使用数控语言，由计算机自动地进行数值计算及后置处理，编写出零件加工程序单，加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作。自动编程使得一些计算繁琐、手工编程困难或无法编出的程序能够顺利地完成。 小结： 本章主要讲述了数控设备的产生和发展、数控机床的加工原理、数控加工特点及应用以及数控编程的基础知识。要求读者了解数控设备产生及发展的过程，数控机床的组成以及各部分的基本功能，数控机床的加工特点。掌握数控编程的主要内容及步骤，并能根据零件形状及生产周期选择合适的加工方法 。 (附： 3180-21011 滚齿机传动箱体 程序单 ) nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 17 页 第 四 章 结 论 通过这次的毕业设计使我更加明白了：做任何事情都是不容易的，都要经历一个学习的过程。这也是我在踏入工作的一次锻炼的机会，也是对我踏入工作所学知识的一次考验吧！本次设计给我们带来的不只是如何设计一个零件的加工，更重要的是懂得学习的重要性。理论与实践相结合，使我对所学专业知识有了更进一步的了解。在学校也只是学了点肤浅的理论知识，而到实际生活中，一切很陌生，无从下手，不知所措。万事开头难，刚开始，总是在琢磨写什幺内 容，如何去写，埋怨自己大脑内存容量太小了。 对于数控滚齿机传动箱体零件加工，从读图设计工艺路线确定加工顺序选择刀具选择机床以及一些参数的设定等等，整个都是一个寻找资料，不断查书的过程，也是知识不断增加与积累的过程。通过老师的悉心指导、分析以及自己的认真学习，查阅资料，最终走向光明，完成了毕业设计。 随着科学技术的不断发展，数控技术已经在机械加工行业中起着极其重要的作用，数控机床综合应用了电子计算器、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果，具有高柔性，高精度与高自动化的特点 ，因此采用数控加工手段，解决了机械制造中常规加工技术难题甚至无法解决的单件、小批量、特别是复杂型面零件的加工。应用数控加工技术是机械制造业的一次改革，使机械制造业的发展进入了一个新的阶段，提高了机械制造业的制造水平。目前应用数控加工技术的领域已从当初的航空工业部门逐步扩大到汽车、造船、机床、建筑等民用机械制造业，并取得了巨大的经济效益。数控技术将推动世界经济产业的发展。 虽然即将告别了学校，走进了工作岗位，但无论天涯海角，知识就是力量，又是一个新的起点，又是一个学习的过程，我们要在这样的环境下茁壮成长。当然 前进路上不可能一帆风顺，如何走好下一步，从而走向胜利的顶点，凡事多问几个为什幺，多思，多想，这样才能进步。 nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 18 页 致 谢 首先，向两年来辛勤培养和教育我们的恩师们表示最诚挚的敬意和最真诚的感谢！ 常州轻工职业技术学院的缪小吉等老师对本次的毕业设计的任务、要求、以及说明书的格式、章节的设置都提出了许多宝贵的修改和补充意见，在此谨致谢意！ 本次毕业设计中的各位指导老师以及本次设计中的所列参考文献的作者们在此次毕业设计中给予的帮助表示谢意！谢谢您们在本次 设计对我的指导，让我在这一个多月的时间内学到了许多的知识，让我受益匪浅！ 同时 ,衷心的感谢各位答辩组的老师在我的毕业设计答辩中给予的指导以及帮助 ! nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 19 页 参 考 文 献 1、 王志平主编。数控机床及应用。北京：高等教育出版社， 2002 2、华茂发主编。数控机床加工工艺。北京：机械工业出版社， 2001 3、刘越主编。机械制造技术。北京：化学工业出版社， 2003 4、赵长明，刘万菊主编。数控加工工艺及设备。北京：高等教育出版社， 2003 5、许祥泰，刘艳芳主编。数控加工编程实用技术。北京： 机械工业出版社， 2001 6、罗学科，张超英主编。数控机床编程与操作实训。北京：化学工业出版社， 2001 7、 方沂主编 。数控机床编程与操作北京：机械工业出版社， 1999 nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 20 页 附： 3180-21011 滚齿机传动箱体 程序单 O3280-21011 M60 T1(MHZD=22) M06 G0 G90 G54 B0 G0 G90 X70 Y-76 S300 M03 G43 Z10 H1 G1 Z-58 F30 G0 G90 Z10 X90 Y-174 G1 Z-40 F30 G0 G90 Z200 M05 G28 G91 Z0 T2(QKZD=53) M06 G0 G90 G54 B0 G0 G90 X-100 Y75 S250 M3 G43 Z10 H2 G1 Z-33 F30 G0 G90 Z200 M05 G28 G91 Z0 T4(SRTDD=145) M06 G0 G90 G54 B0 G0 G90 X0 Y0 S150 M3 G43 Z10 H4 G1 Z-52 F15 G0 G90 Z200 M05 G28 G91 Z0 nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 21 页 T6(SRTDD=153) M06 G0 G90 G54 B0 G0 G90 X0 Y0 S150 M3 G43 Z10 H6 G1 Z-52 F15 G0 G90 Z200 M05 G28 G91 Z0 T8(QKZD=58) M06 G0 G90 G54 B0 G0 G90 X-48 Y-339.9 S250 M3 G43 Z10 H8 G1 Z-35 F30 G0 G90 Z200 G28 G91 Z0 G0 G90 G56 B0 G0 G90 X48 Y-339.9 G43 Z10 H8 G1 Z-30 F30 G0 G90 Z200 M5 G28 G91 Z0 T9(QKZD=48) M06 G0 G90 G56 B0 G0 G90 X100 Y75 S200 M3 G43 Z10 H9 G1 Z-35 F30 G0 G90 Z200 M05 G28 G91 Z0 T10(QKZD=78) M06 G0 G90 G56 B0 nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 22 页 G0 G90 X0 Y0 S200 M3 G43 Z10 H10 G1 Z-35 F30 G0 G90 Z200 M05 G28 G91 Z0 T11(SRTDD=88) M06 G0 G90 G56 B0 G0 G90 X0 Y0 S200 M3 G43 Z10 H11 G1 Z-30 F25 G0 G90 Z200 M05 G28 G91 Z0 T12(MHZD=32) M06 G0 G90 X-70 Y-76 S300 M3 G43 Z10 H12 G81 G90 G98 Z-35 R10 F30 X-90 Y-174 G80 G0 G90 Z200 M05 G28 G91 Z0 T13(QKZD=68) M06 G0 G90 G56 B0 G0 G90 X25 Y-147.9 S230 M3 G43 Z10 H13 G81 G90 G98 Z-35 R10 F30 X-32 Y-281.58 X70 Y-246.08 G80 G0 G90 Z200 G28 G91 Z0 nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 23 页 G0 G90 G54 B0 G0 G90 X-25 Y-147.9 G43 Z10 H13 G81 G90 G98 Z-35 R10 F30 X32 Y-281.58 X-70 Y-246.08 G80 G0 G90 Z200 M05 G28 G91 Z0 T15(SRTDD=155.9) M06 G0 G90 G54 B0 G0 G90 X0 Y0 S160 M3 G43 Z10 H15 G1 Z-52 F25 G0 G90 Z200 M05 G28 G91 Z0 T17(KZD=24.75) M06 G0 G90 X70 Y-76 S200 M3 G43 Z10 H17 G1 Z-53 F25 G0 G90 Z10 X90 Y-174 G1 Z-35 F25 G0 G90 Z200 M05 G28 G91 Z0 T18(SRTDD=54.9) M06 G0 G90 G54 B0 G0 G90 X-100 Y75 S220 M3 G43 Z10 H18 G1 Z-35 F30 nts 毕业设计用纸 共 29 页 第 24 页 G0 G90 Z200 M05 G28 G91 Z0 T20(SRTDD=157) M06 G0 G90 G54 B0 G0 G90 G54 B0 G0 G90 X0 Y0 S150 M3 G43 Z10 H20 G1 Z-25 F20 G0 G90 Z200 M05 G28 G91 Z0 T22(SRTDD=61.9) M06 G0 G90 G54 B0 G0 G90 X-48 Y-339.9 S300 M03 G43 Z10 H22 G1 Z-30 F30 G0 G90 Z200 G28 G91 Z0 G0 G90 G56 B0 G0 G90 X48 Y-339.9 G43 Z10 H22 G1 Z-30 F30 G0 G90 Z200 M05 G28 G91 Z0 T23(SRTDD=89.9) M06 G0 G90 G56 B0 G0 G90 X0 Y0 S200 M3 G43 Z10 H23 G1 Z-30 F30 G0 G90 Z200 M05 G28 G91 Z0 nts 毕业设计用纸
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