圆凸台与孔铣削件加工工艺设计.doc

宜宾职业技术学院 毕业设计 题目 圆凸台与孔铣削件加工工艺设计 系 部 现代制造工程 专 业 名 称 数 控 技 术 班 级 数 控 11102 班 姓 名 苏 春 兰 学 号 201116529 指 导 教 师 王 渝 平 副教授 2013 年 09 月 29 日 圆凸台与孔铣削件工艺设计圆凸台与孔铣削件工艺设计 指导老师 王渝平 2011 级数控专业 学号 201116529 姓名 苏春兰 摘 要 本文首先对圆凸台与孔铣削件零件进行了加工工艺性分析 其次拟定了加工方案 选择了加工设备与工艺装备 然后选择了工艺参数 制定加工所需的工艺规程 然后 进行数控编程 编制好程序后进行仿真加工 对仿真加工出的零件进行了检验 通过 检验零件基本符合图样尺寸要求 关键词 圆凸台与孔件 工艺设计 数控编程 目目 录录 1 绪论 1 2 圆凸台与孔件工艺性分析 2 2 1 零件图介绍 2 2 2 零件工艺分析 2 2 2 1 零件的结构分析 2 2 2 2 图样尺寸的标注检查 2 2 2 3 加工精度与表面质量分析 3 3 加工工艺方案的确定 4 3 1 加工工艺方案的拟定 4 3 2 加工工艺方案的确定 4 4 设备与工艺装备选择 5 4 1 毛坯的选择 5 4 2 数控机床的选择 5 4 3 定位基准的选择 5 4 3 1 选择定位基准的原则 5 4 3 2 圆凸台与孔件定位基准的选择 6 4 4 夹具的确定 6 4 5 刀具材料的选择 7 4 6 冷却液的选择 7 5 工艺参数选择 9 5 1 主轴转速的确定 9 5 2 进给速度的确定 11 5 3 切削用刀具材料应具备的性能 11 5 4 背吃刀量 ap 的确定 12 6 圆凸台与孔件加工工艺文件制定 13 6 1 制定工艺文件 13 6 2 工序卡 14 6 3 刀具卡 18 6 4 走刀路线图 18 7 程序编写 20 7 1 数控编程的定义 20 7 2 数控编程的内容与步骤 20 7 3 数控编程的分类 20 7 3 1 手工编程 21 7 3 2 自动编程 21 7 4 圆凸台与孔件的加工程序编制 21 8 仿真加工质量分析 29 总 结 30 致 谢 31 参考文献 32 附录 零件图 0 1 1 绪论绪论 随着科学技术和社会生产的不断发展 机械制造技术发生了深刻的变化 机械产 品的结构越来越合理 其性能 精度和效率日趋提高 因此对加工机械产品的生产设 备提出了三高 高性能 高精度和高自动化 的要求 制造业是所有与制造有关的企业机构的总体 是一个国家国民经济的支柱产业 它一方面为全社会生产日用消费品 创造价值 另 方面为国民经济各个部门提供生 产资料和装备 据估计 工业化国家 70 80 的物质财富来自制造业 约有 1 4 的 人口从事各种形式的制造活动 可见 制造业对一个国家的经济地位和政治地位具有 至关重要的影响 在 21 世纪的工业生产中具有决定性的地位与作用 随着社会经济发展对制造业的要求不断提高 以及科学技术特别足计算机技术的 高速发展 传统的制造业已发生了根本性的变革 以数控技术为主的现代制造技术占 据了重要地位 数控技术集微电子 计算机 信息处理 自动检测 自动控制等高新 技术于一体 是制造业实现柔性化 自动化 集成化 智能化的重要基础 这个基础 是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力 关系到一个国家的战略地位 因此 世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业 在我 国 数控技术与装备的发展亦得到了高度重视 近年来取得了相当大的进步 特别是 在通用微机数控领域 基于 Pc 平台的国产数控系统 已经走在了世界前列 为充分体现自己三年来在学校的知识 我按照我院数控专业学生所需掌握的要求 所以设计了这个圆凸台与孔铣削件 此零件为典型铣削零件 它突出了数控加工的特 点和零件加工的工艺性特点 能培养我全面的数控加工能力 现在我能根据零件图制 定出合理的数控加工工艺规程 能够制定加工工艺 编制程序进行数学处理 能够自 己利用设备 执行加工工艺的过程 加工出合格的零件 并掌握加工中夹具的合理选 用 了解刀具的材料 特点 以及如何选用刀具等一系列问题 这次毕业设计有利于 培养我们各个方面的能力 1 2 2 圆凸台与孔件工艺性分析圆凸台与孔件工艺性分析 2 1 零件零件图介绍图介绍 如图 2 1 可知 该零件由平面 凸台及孔系组成 形状较为典型 且为轴对称零 件 便于装夹和定位 该例在数控铣削加工中有一定的代表性 图图 2 1 圆凸台与孔铣削件零件图圆凸台与孔铣削件零件图 2 2 零件工艺分析零件工艺分析 2 2 1 零件的结构分析 零件图如图 2 1 所示 该零件的材料为铝 材料特点 塑性好 强度和硬度低 毛坯为铸件尺寸大小为 115mm 115mm 20mm 为单件加工的零件 通过零件图可知 该零件由平面 凸台及孔组成 零件的加工精度要求不高 但加工过程中需要多次换 刀 适合使用数控加工中心进行加工 2 2 2 图样尺寸的标注检查 对数控加工来说 零件图上应以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸 保持设 2 计基准 工艺基准 测量基准与编程原点设置一致 对于该零件 所有标注如图 2 1 所示 2 2 3 加工精度与表面质量分析 查 机械设计基础课程设计指导书 P91 表 3 1 确定公差等级为 IT7 孔及上表面 粗糙度为 Ra3 2 其余都为 Ra6 3 要求都不高 比较容易加工 但其毛坯材料为m m 铝件 加工时容易产生变形 如果定位不好可能会导致表面粗糙度难以达到要求 根据以上分析可知 该零件的结构比较简单 加工精度和表面质量要求不高 比 较容易完成加工 3 3 3 加工工艺方案的确定加工工艺方案的确定 3 1 加工工艺方案的拟定加工工艺方案的拟定 根据零件图综合分析 采取如下工艺措施 铣削 1 个夹持面 以夹持面和两个侧 面定位选用虎钳装夹安排粗 精加工 采用直径铣刀加工减小切削变形 再以适合直 径铣刀精加工表面 先铣削夹持面 再翻面装夹以夹持面作为定位基准 先铣上平面 再铣四边轮廓和凸台 然后钻孔 最后以上平面为精基准铣掉夹持面 由于零件比较 薄 在夹紧时不宜过紧 以免发生变形 根据零件图样 具体制定以下工艺方案 选取最佳二种 即加工工时最短 又能 保证质量 先分析两套工艺方案进行比较 方案一 方案一 铣 3mm 的夹持面粗铣上平面精铣上平面粗铣四边轮廓 精铣四边轮廓粗铣凸台精铣凸台钻中心孔钻四个小孔铰 四个小孔钻大孔扩大孔精镗大孔铣掉夹持面 方案二 方案二 铣 3mm 的夹持面粗精铣上平面粗铣四边轮廓粗铣凸台 精铣四边轮廓精铣凸台钻中心孔钻四个小孔扩四个小孔 钻大孔扩大孔精镗大孔铣掉夹持面 3 2 加工工艺方案的加工工艺方案的确确定定 分析 在具有良好冷却系统的加工中心上 对于毛坯质量高 加工余量较小 加工 精度要求不高或新产品试制等单件的零件 也可把粗 精加工合并进行 可在加工中 心上一次或两次装夹完成全部粗 精加工工序 经综合比较 在同以台加工中心上完 成某些表面的粗 精加工 并不会明显发生上述各种变形时 粗 精加工也可在同以 台加工中心上完成 但粗 精加工应划分成两道工序分别完成 方案二在满足上述要求的情况下 可用一把刀一次性完成粗精加工 由于刀具较 集中 程序短 所占工时少 工作效率高 因此采用方案二 4 4 4 设备与工艺装备选择设备与工艺装备选择 4 1 毛坯的选择毛坯的选择 平时常见的毛坯种类有 铸件 锻件 型材 焊接件等 铣削类零件的常用毛坯 是铸铝和铸铁 在加工时我选择铸铝作为毛坯 铸铝在加工后会生成三氧化二铝 形 成保护膜 使零件不易生绣 毛坯的形状和尺寸主要由零件组成表面的形状 结构 尺寸及加工余量等因素确定的 并尽量与零件相接近 以达到减少机械加工的劳动量 力求达到少或无切削加工由于毛坯大小主要考虑加工余量 面及加工情况来选择 所 以毛坯大小定为 115mm 115mm 20mm 4 2 数控机床的选择数控机床的选择 我们学院数控加工室现有三种数控铣床 即 FANUC 0i 华中 华兴 现有的 FANUC 0i 数控铣床 立式数控铣床 XK5032A 数控铣削加工中心 KVC650 结 合零件图的分析 又根据我院的实际 采用加工中心 KVC650 1 进行加工 加工中心 KVC650 1 主要参数见表 4 1 表表 4 1 机床主要参数表机床主要参数表 工作台面尺寸 长 宽 405 1307 mm 主轴锥孔 刀柄 形式 24ISO40 BT40 MAS403 工作台最大纵向 行程 650 mm 主配控制系统 FANUC 0iMate MC 工作台最大横向 行程 450 mm 换刀时间6 5 s 主轴箱垂向行程500 mm 主轴转速范围60 6000 r min 工作台 T 型槽 槽数 宽度 间 距 5 16 60 mm 快速移动速度10000 mm min 主电动机功率5 5 7 5 kw 进给速度 5 800 mm min 脉冲当量0 001 mm 脉冲 工作台最大承 载 700 kg 机床外形尺寸 长 宽 高 2540mm 2520mm 2710m m 机床重量4000 kg 4 3 定位基准的选择定位基准的选择 4 3 1 选择定位基准的原则 1 尽量选择零件上的设计基准作为定位基准 5 2 当零件的定位基准与设计基准不能重合 且加工面与其设计基准又不能在一 次安装内同时加工时 应认真分析装配图纸 确定该零件设计基准的设计功能 通过 尺寸链的计算 严格规定定位基准与设计基准间的公差范围 确保加工精度 3 当在加工中心上无法同时完成包括设计基准在内的全部表面加工时 要考虑 所选基准定位后 一次装夹能够完成全部关键精度部位的加工 4 定位基准的选择要保证完成尽可能多的加工内容 5 若批量加工时 零件定位基准应尽可能与建立工件坐标系的对刀基准 对刀 后 工件坐标系原点与定位基准间的尺寸为定值 重合 6 必须多次安装时应遵循从基准统一原则 4 3 2 圆凸台与孔件定位基准的选择 在加工零件时 先以毛坯的两个侧面为粗基准来夹持工件 铣削一个 3mm 的夹持 面 再以夹持面为精基准铣削加工零件 零件加工完成后以加工完成后零件的上平面 为精基准 翻面铣掉夹持面 图 4 1 定位基准图 4 4 夹具的确定夹具的确定 加工中心夹具的确定因素有以下几点 1 夹紧机构或其它元件不得影响进给加工部位要敞开 2 为保持零件安装方位与机床坐标系及编程坐标系各方向的一致性 夹具应能 保证在机床上实现定向安装 3 夹具的刚性和稳定性要好 4 装夹方便 辅助时应尽量短 5 夹具结构应力求简单 6 见效更换夹具的准备 结束时间 7 减小夹具在机床上的使用误差 6 经综合分析 该零件作为典型铣床零件结构简单 形状规则 四个侧面较光整 加工面与加工面之间的位置精度要求不高 所以 以底面和两个侧面作为定位基准 一般可用平口虎钳和一些辅助装夹的垫块垫片从工件侧面夹紧 便可加工 4 5 刀具材料的选择刀具材料的选择 对于数控加工 刀具材料也是很重要的一个方面 刀具材料可以决定一个零件加 工的质量 精度和加工效率 加工工序相对集中及零件装夹次数少等要求数控机床对 所用的刀具有许多性能上的要求 只有达到这些要求才能使数控机床真正发挥效率 在数控机床所使用的刀具就具有以下特点 1 刀具有很高的切削性能 2 数控刀具有很高的精度盒重复定位精度 3 要求刀具有很高的可靠性和耐用度 4 实现刀具尺寸的预调和快速换刀 5 具有一个比较完善的工艺系统 6 建立刀具管理系统 7 应有刀具在线监控及尺寸补偿系统 对于铣削加工来说数控机床的一次性投资是很高的 而这些先进设备的效率能否 发挥出来 在一定程度上取决于刀具及其性能的好坏 随着制造技术的发展 开发大 量新的工刀具材料对提高切削加工的效率起着决定性的作用 而该零件结构简单 所以可以选用高速钢材料的刀具 4 6 冷却液的选择冷却液的选择 切削液是为提高切削加工效率而使用的液体 它可以有效地减小摩擦 改善散热 条件 从而降低切削力 切削温度和减少刀具磨损 提高生产率和加工表面质量 切 削液具有冷却 润滑 清洁和防锈的作用 常用的切削液分为水溶液 乳化液和切削 油三种 1 水溶液 它的导热性好 冷却效果好 但单纯的水容易使金属生锈 润滑性 能也差 所以常在水溶液中加入一定量的添加剂 如活性物质和油性添加剂等 使其 既具有良好的防腐性能和润滑性能 2 乳化液 乳化液是将乳化油 由矿物油和表面活性剂配成 用 95 98 的 水稀释而成 呈乳白色或半透明状的液体 它具有良好的冷却作用 但润滑 防腐性 7 能较差 常再加入一定量的油性 极压添加剂和防锈添加剂 配制成极压乳化液或防 锈乳化液 3 切削油 切削油的主要成分是矿物油 如机械油 轻柴油 煤油等 和动植 物油 纯矿物油不能在摩擦界面形成坚固的润滑膜 润滑效果较差 实际使用中 常 加入油性添加剂 极压添加剂和防锈添加剂 以提高其润滑和防锈的作用 对于提高 零件表面的加工质量有重要作用 切削有色金属和铜 铝合金时 为了得到较高的表面质量和精度 可采用 10 20 的乳化液 煤油或煤油与矿物油的混合物 出于毛坯材料和刀具材料的考虑 该零件的加工选用切削油 8 5 5 工艺参数工艺参数选择选择 编程时我们必须首先确定每道工序的切削用量 然后根据公式计算出各个参数 并把这些数值以指令的形式写入程序中 切削用量包括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地提高生产 率降低成本 所以本设计的切削用量等设计全部都根据公式计算 选用最佳的参数进行加工 5 1 主轴转速的确定主轴转速的确定 主轴转速应根据允许的切削速度和工件的 或刀具 的直径来选择 其计算公式为 5 1 d V n c 1000 式中 Vc 为切削速度 单位为 m min 由刀具的耐用度决定 n 为主轴的转速 单位为 r min d 为刀具的直径或工件的直径 单位为 mm 这次零件加工为了让每一步的加工都有数据支持 我特意从切削用量简明手册中 摘录了一些有用的切削数据绘制成表格以便于自己使用 下面的表格就是常见的切削 速度列表如下 见表 5 1 所示 表表 5 1 常用切削速度常用切削速度 单位 m min 材料铸铁钢及其合金铝及其合金 刀具材料高速钢硬质合金高速钢硬质合金高速钢硬质合金 粗铣10 2040 6015 2550 80150 200350 500 精铣20 3060 12020 4080 150200 300500 800 钻孔15 25 10 20 50 70 扩孔10 1530 4010 2035 6030 40 铰孔6 1030 506 2020 5050 75 精镗30 4060 8040 5090 120150 300200 400 9 1 铣削时的主轴转速 根据表 5 1 得 选粗铣切削速度 150 m min 精铣切削速度 200m min cVcV 引用公式 5 1 计算主轴转速 粗铣 d V n c 1000 2014 3 1501000 2388 53 r min 2400 r min 精铣 d V n c 1000 2014 3 2001000 3184 71 r min 3000 r min 2 钻孔时的主轴转速 根据表 5 1 得 钻 10 的孔时 选切削速度 Vc 50 m min 钻 33 的孔时 选切 削速度 Vc 70m min 引用公式 5 1 计算主轴转速 钻孔 d V n c 1000 814 3 501000 1990 44 r min 2000 r min 2814 3 701000 796 17 r min 800 r min 3 扩孔时的主轴转速 根据表 5 1 得 扩孔时 选切削速度 Vc 30 m min 引用公式 5 1 计算主轴转速 扩孔 d V n c 1000 1014 3 301000 955 41 r min 1000 r min 10 4 镗孔时的主轴转速 根据表 5 1 得 镗孔时 选切削速度 Vc 150 m min 引用公式 5 1 计算主轴转速 镗孔 d V n c 1000 3314 3 1501000 1447 59 r min 1500 r min 计算的主轴转速 n 最后要根据机床说明书选取机床有的或较接近的转速 5 2 进给速度的确定进给速度的确定 进给速度 F 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 在轮廓加工中 在接近拐角处应适当降低进给量以克服由于惯性造成工艺系统的 变形 在轮廓拐角处造成超程或是负程的现象 确定进给速度的原则 1 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 2000mm min 以下 的进给速度 2 在切削 加工深孔或用高速钢刀具加工时 宜选择较低的进给速度 3 切削时的进速度应与主轴转速和背吃刀量相适应 4 刀具空行程时 特别是远距离 回零 时 可以设定尽量高的进给速度 5 3 切削用刀具材料应具备的性能切削用刀具材料应具备的性能 切削用刀具材料应具备的性能见下表 表 5 2 所示 表表 5 2 切削用刀具材料应具备的性能切削用刀具材料应具备的性能 希望具备的性能 作为刀具使用 时的性能 希望具备的性能作为刀具使用时的性能 高硬度 常温及高温 状态 耐磨损性化学稳定性良好耐氧化性 耐扩散性 高韧性 抗弯强度 耐崩刃性 耐低亲和性耐溶着 凝着 粘刀 11 破损性性 高耐热性耐塑性变形性磨削成形性良好刀具制造的高生产率 热传导能力良好 耐热冲击性耐 热裂纹性 锋刃性良好 刃口锋利表面质量好微 小切削可能 经综合分析 一般来说粗铣刀具直径应选小一些 以减小切削接刀力矩 但也不 能太小以免影响加工效率 精铣刀直径应选大一些 以减小接刀走痕迹 考虑到两次 走刀间的重叠量及减少刀具种类 结合工艺分析本零件加工所需刀具有 20 12r2 12 的铣刀粗 精铣上平面 外轮廓和凸台 其规格根据加工尺寸选择 5 4 背吃刀量背吃刀量 ap 的确定的确定 背吃刀量是根据机床工件和刀具的刚度来确定 在刚度允许的条件下应尽可能选 取较大的切削速度 以减少走刀次数 提高生产率 为了保证加工表面质量 可留少 量精加工余量一般留 0 2 0 8mm 12 6 6 圆凸台与孔件加工工艺文件制定圆凸台与孔件加工工艺文件制定 6 1 制定工艺制定工艺文件文件 根据前述的工艺方案制定圆凸台与孔件加工的主要工艺过程如下表 表 6 1 所示 表表 6 1 圆凸台与孔件加工的主要工艺过程卡圆凸台与孔件加工的主要工艺过程卡 序号工序名称工序内容设备夹具 1备料准备 115mm 115mm 20mm 的毛坯 铣 3mm 的夹持面XK5032A精密平口虎钳 翻面装夹粗精铣上平面KVC650 1精密平口虎钳 粗铣四边轮廓KVC650 1精密平口虎钳 粗铣凸台KVC650 1精密平口虎钳 精铣四边轮廓KVC650 1精密平口虎钳 精铣凸台KVC650 1精密平口虎钳 钻中心孔KVC650 1精密平口虎钳 钻四个小孔KVC650 1精密平口虎钳 铰四个小孔KVC650 1精密平口虎钳 钻大孔KVC650 1精密平口虎钳 扩大孔KVC650 1精密平口虎钳 精镗孔KVC650 1精密平口虎钳 2 铣 翻面铣掉夹持面XK5032A精密平口虎钳 3检验测量各部分尺寸大小 精度检验 编制苏春兰审 核王渝平13 年 9 月 9 日 13 6 2 工序卡工序卡 查表确定切削速度和进给量然后计算出机床主轴转速和机床进给速度 根据加工 部位和刀具加工的划分原则划分工序 具体的内容如下 1 上平面加工 表表 6 2 上平面加工工序卡上平面加工工序卡 产品名称代号零件名称图样代号 单位实训中心 01 圆凸台与 孔铣削件 01 使用设备KVC650 1 材料铸铝 工序内容铣上平面 程序编号O0002 夹具名称精密平口虎钳 夹具编号0001 工步号工步内容 刀具选择 mm 量具及检具 主轴转速 r min 背吃刀量 mm 进给量 mm min 1粗铣上平面 20游标卡尺24002200 2精铣上平面 20游标卡尺30000 5150 14 编 制苏春兰审 核王渝平 13 年 9 月 9 日 共 1 页 第 1 页 2 粗加工凸台轮廓 表表 6 3 粗加工工序卡粗加工工序卡 产品名 称代号 零件名称图样代号 单位实训中心 01 圆凸台与 孔铣削件 01 使用设 备 KVC650 1 材料铸铝 工序内 容 粗铣轮廓 程序编 号 O0001 夹具名 称 精密平口虎钳 夹具编 号 0001 工步号工步内容 刀具选择 mm 量具及检具 主轴转速 r min 背吃刀量 mm 进给量 mm min 1粗铣四边轮廓 12r2游标卡尺24003200 2粗铣圆凸台 12r2游标卡尺24002200 3粗铣四个凸台 12r2游标卡尺24002200 15 编 制苏春兰审 核王渝平 13 年 9 月 9 日 共 1 页 第 1 页 3 精加工凸台轮廓 表表 6 4 精加工工序卡精加工工序卡 产品名称代号零件名称图样代号 单位实训中心 01 圆凸台与 孔铣削件 01 使用设备KVC650 1 材料铸铝 工序内容精铣轮廓 程序编号O0001 夹具名称精密平口虎钳 夹具编号0001 工步号工步内容 刀具选择 mm 量具及检 具 主轴转速 r min 背吃刀量 mm 进给量 mm min 1精铣四边轮廓 12游标卡尺30003100 2精铣圆凸台 12游标卡尺30002100 3精铣四个凸台 12游标卡尺30002100 16 编 制苏春兰审 核王渝平13 年 9 月 9 日共 1 页 第 1 页 4 孔的加工 表表 6 5 孔加工工序卡孔加工工序卡 产品名称代号零件名称图样代号 单位实训中心 01 圆凸台与 孔铣削件 01 使用设备KVC650 1 材料铸铝 工序内容钻孔 程序编号O0001 夹具名称精密平口虎钳 夹具编号0001 工步号工步内容 刀具选择 mm 量具及检具 主轴转速 r min 背吃刀量 mm 进给量 mm min 1钻中心孔A3200400 2钻四个小孔 8游标卡尺2000200 3扩四个小孔 10游标卡尺1000100 17 4钻 33 的大孔 28游标卡尺800100 5扩 33 的大孔 32游标卡尺1000100 6镗 33 的大孔 33游标卡尺15000 5200 编 制苏春兰审 核王渝平13 年 9 月 9 日共 1 页 第 1 页 6 3 刀具卡刀具卡 根据上述材料中刀具材料及零件工艺的分析具体刀具选择如下 表表 6 6 零件加工刀具卡零件加工刀具卡 编号刀具号刀具名称刀具规格 mm 加工内容备注 1T01立铣刀 20铣平面 2T02立铣刀 12r2 粗铣外轮廓及凸 台 3T03立铣刀 12 精铣外轮廓及凸 台 4T04中心钻A3钻中心孔 5T05麻花钻 8钻孔 6T06扩孔钻 10扩孔 7T07麻花钻 28钻孔 8T08扩孔钻 32扩孔 9T09镗刀 33镗孔 编制苏春兰审核王渝平13 年 9 月 29 日共 1 页 6 4 走刀路线走刀路线图图 根据上述的加工方案 工艺文件等作出数控加工走刀路线图 1 平面加工走刀路线图 18 图图 6 1 上平面加工路线图上平面加工路线图 2 轮廓粗加工走刀路线图 图图 6 2 轮廓粗加工路线图轮廓粗加工路线图 3 轮廓精加工走刀路线图 19 图图 6 3 轮廓精加工路线图轮廓精加工路线图 7 7 程序编写程序编写 7 1 数控编程的定义数控编程的定义 为了使数控机床能根据零件加工的要求进行动作 必须将这些要求以机床数控系 统能识别的指令形式告知数控系统 这种数控系统可以识别的指令称为程度 制作程 序的过程称为数控编程 7 27 2 数控编程的内容与步骤数控编程的内容与步骤 数控编程步骤如图 7 1 所示 主要有以下几个方面的内容 图图 7 1 数控编程步骤数控编程步骤 1 分析图样 包括零件轮廓分析 零件尺寸精度 形位精度 表面粗糙度 技 术要求的分析 零件材料 热处理等要求的分析 2 确定加工工艺 包括选择加工方案 确定加工路线 选择定位与夹紧方式 选择刀具 选择各项切削参数 选择对刀点 换刀点 20 3 数值计算 选择编程原点 对零件图形各基点进行正确的数学计算 为编写 程序单做好准备 4 编写程序单 根据数控机床规定的指令代码及程序格式编写加工程序单 5 制作控制介质 简单的数控程序直接采用手工输入机床 当程序自动输入机 床时 必须制作控制介质 现在大多数程序采用软盘 移动存储器 硬盘作为存储介 质 采用计算机传输来输入机床 目前 除了少数老式的数控机床仍在采用穿孔纸带 外 现代数控机床均不再采用此种控制介质了 6 程序校验 程序必须经过校验正确后才能使用 一般采用机床空运行的方式 进行校验 有图形显示卡的机床可直接在 CRT 显示屏上进行校验 现在有很多学校还 采用计算机数控模拟进行校验 以上方式只能进行数控程序 机床动作的校验 如果 要校验加工精度 则要进行首件试切校验 7 37 3 数控编程的分类数控编程的分类 数控编程可分为手工编程和自动编程两种 7 3 1 手工编程 手工编程是指所有编制加工程序的全过程 即图样分析 工艺处理 数值计算 编写程序单 制作控制介质 程序校验都是由手工来完成 7 3 2 自动编程 自动编程是指用计算机编制数控加工程序的过程 自动编程的优点是效率高 正 确性好 自动编程由计算机代替人完成复杂的坐标计算和书写程序单的工作 它可以 解决许多手工编制无法完成的复杂零件编程难题 但其缺点是必须具备自动编程系统 或自动编程软件 自动编程较适合形状复杂零件的加工程序编制 如 模具加工 多 轴联动加工等场合 7 47 4 圆凸台与孔件的加工程序编制圆凸台与孔件的加工程序编制 本零件在加工过程中采用了手工编程 其程序如下 表表 7 1 圆凸台与孔铣削件加工主程序圆凸台与孔铣削件加工主程序 程序说明 O0001程序名 N10G54G90G17G40G49 N20M03S1200T01 主轴正转 1 号刀 21 N30G00X0Y0Z100 N40X 70Y 50 N50Z5 N60G01Z0F100 N70M98P50002 调用子程序 O0002 铣削上平面 N80G00Z100 N90X0Y0 N100G28 N110M06T02 自动换 2 号刀 N120M03S1500 主轴正转 N130G43G00Z50H02 刀具长度补偿 N140X 55Y 80 N150Z0 N160M98P50003D02 调用子程序 O0003 铣削四边轮廓 N170G00Z10 N180X 27Y 80 N190Z 3 N200M98P0004D05 调用子程序 O0004 粗铣削圆台 N210M98P0004D04 调用子程序 O0004 粗铣削圆台 N220M98P0004D03 调用子程序 O0004 粗铣削圆台 N230M98P0004D02 调用子程序 O0004 粗铣削圆台 N240G00Z5 N250X 33 5Y0 N260G01Z0F200 N270M98P40005 调用子程序 O0005 粗铣削圆台 N280G00Z100 N290X 25Y 90 N300Z 2 22 N310M98P20006D02 调用子程序 O0006 粗铣削外轮廓 N320G00Z 2 N330M98P20007D02 调用子程序 O0007 粗铣削外轮廓 N340G49G00Z100 N350X0Y0 N360G28 N370M06T03 自动换 3 号刀 N380M03S2000 主轴正转 N390G43G00Z50H03 刀具长度补偿 N400X 33Y0 N410G00Z0 N420M98P40008 调用子程序 O0008 精铣圆台 N430G00Z10 N440X 34Y0 N450G00Z 2 N460M98P30009 调用子程序 O0009 精铣圆台 N470G00Z20 N480X 25Y 90 N490Z 2 N500M98P20006D01 调用子程序 O0006 精铣削外轮廓 N510G00Z 2 N520M98P20007D01 调用子程序 O0007 精铣削外轮廓 N530G49G00Z150 N540X0Y0 N550G28 N560M06T05 自动换 5 号刀 N570M03S1800 主轴正转 N580G43G00Z100H05 刀具长度补偿 23 N590G81G98X 43Y 43Z 20R10F100 钻孔指令 N600Y43 N610X43 N620Y 43 N630X0Y0 N640G49G80G00Z100 取消钻孔指令 N650G28 N660M06T06 自动换 6 号刀 N670M03S1800 主轴正转 N680G81G98X 43Y 43Z 20R10F100 钻孔指令 N690Y43 N700X43 N710Y 43 N720X0Y0 N730G49G80G00Z150 取消钻孔指令 N740G28 N750M06T07 自动换 7 号刀 N760M03S1500 主轴正转 N770G43G00Z100H07 刀具长度补偿 N780G81G98X0Y0Z 20R10F100 钻孔指令 N790G49G80G00Z150 取消钻孔指令 N800G28 N810M06T08 自动换 8 号刀 N820M03S1800 主轴正转 N830G43G00Z100H08 刀具长度补偿 N840G81G98X0Y0Z 20R10F100 钻孔指令 N850G49G80G00Z150 取消钻孔指令 N860G28 24 N870M06T09 自动换 9 号刀 N880M03S1800 主轴正转 N890G43G00Z100H09 刀具长度补偿 N900G85G98X0Y0Z 20R10F100 镗孔指令 N910G49G80G00Z150 取消镗孔指令 N920G28 N930M06T01 自动换 1 号刀 N940M30 程序结束并返回 表表 7 2 圆凸台与孔铣削件加工子程序圆凸台与孔铣削件加工子程序 1 程序说明 O0002程序名 上平面加工 N10G91G01X140F200 N20Y10 N30X 140 N40Y10 N50M99 子程序结束 表表 7 3 圆凸台与孔铣削件加工子程序圆凸台与孔铣削件加工子程序 2 程序说明 O0003程序名 铣外轮廓 N10G91Z 3 N20G90G41G01X 55Y 55F200 N30Y55 N40X55 N50Y 55 N60X 80 N70G40X 55Y 80 N80M99 子程序结束 表表 7 4 圆凸台与孔铣削件加工子程序圆凸台与孔铣削件加工子程序 3 25 程序说明 O0004程序名 粗铣圆凸台 N10G90G41G01X 27Y 27F200 N20Y27 N30X27 N40Y 27 N50X 80 N60G40G00X 27Y 80 N70M99 子程序结束 表表 7 5 圆凸台与孔铣削件加工子程序圆凸台与孔铣削件加工子程序 4 程序说明 O0005程序名 上平面加工 N10G91G01Z 2F100 N20G90G02X 33 5Y0I33 5J0F200 N30M99 子程序结束 表表 7 6 圆凸台与孔铣削件加工子程序圆凸台与孔铣削件加工子程序 5 程序说明 O0006程序名 铣外轮廓 N10G91G01Z 3F200 N20G90G41X 25Y 60F200 N30Y 25 N40X 55 N50Y 55 N60X 25 N70Y 45 N80X 90 N90Y25 N100X 25 26 N110Y55 N120X 55 N130Y25 N140X 45 N150Y90 N160X25 N170Y25 N180X55 N190Y55 N200X25 N210Y45 N220X90 N230Y 25 N240X25 N250Y 55 N260X55 N270Y 45 N280X90 N290G00Y 90 N300G40X 25 N310M99 子程序结束 表表 7 7 圆凸台与孔铣削件加工子程序圆凸台与孔铣削件加工子程序 6 程序说明 O0007程序名 铣外轮廓 N10G91G01Z 3F200 N20G90G41X 25Y 60F200 N30Y 47 N40X 15Y 37 27 N50X 37Y 15 N60X 47Y 25 N70X 90 N80Y25 N90X 47 N100X 37Y15 N110X 15Y37 N120X 25Y47 N130Y90 N140X25 N150Y47 N160X15Y37 N170X37Y15 N180X47Y25 N190X90 N200Y 25 N210X47 N220X37Y 15 N230X15Y 37 N240X25Y 47 N250Y 90 N260G40G00X 25 N270M99 子程序结束 表表 7 8 圆凸台与孔铣削件加工子程序圆凸台与孔铣削件加工子程序 7 程序说明 O0008程序名 精铣圆凸台 N10G91G01Z 2F200 N20G90G02X 33Y0I33J0F200 28 N30M99 子程序结束 表表 7 9 圆凸台与孔铣削件加工子程序圆凸台与孔铣削件加工子程序 8 程序说明 O0009程序名 精铣圆凸台 N10G91G01Z 2F200 N20G90G02X 34Y0I34J0F200 N30M99 子程序结束 8 仿真加工质量分析仿真加工质量分析 根据上文的工艺文件以及程序的编写 我进行了宇龙仿真加工 对于仿真加工出 的零件进行了零件检测 检测结果如下 表表 8 1 零件检测结果零件检测结果 加工部位基本尺寸 mm 测量尺寸 mm 备注 长度110 0 10长度109 9符合条件 宽度110 0 10宽度110 05符合条件外轮廓 高度15 0 10高度15符合条件 圆凸台高度8 0 10深度8符合条件 四个凸台高度5 0 10深度5符合条件 钻孔直径为 8深度15符合条件 扩孔直径为 10深度15符合条件 钻孔直径为 28深度15符合条件 圆 凸 台 与 孔 件 扩孔直径为 32深度15符合条件 29 镗孔直径为 33深度15符合条件 从此零件仿真加工后质量分析 上下表面的粗糙值基本符合要求 各个尺寸基本