数控铣床加工毕业设计.doc

I 目 录 1 绪论 1 2 工艺性分析 2 2 1 零件介绍 2 2 2 零件加工工艺性分析 3 2 2 1 零件的结构分析 3 2 2 2 图样尺寸的标注检查 3 2 2 3 加工精度与表面质量分析 3 3 毛坯与工艺装配的选择 4 3 1 毛胚的选择 4 3 1 1 分析毛坯的加工余量 4 3 1 2 分析毛坯的装夹 4 3 2 零件加工定位基准的选择 4 3 2 1 选择定位基准的原则 4 3 2 2 方型腔件定位基准的选择 5 3 3 工序的划分和加工工艺路线的确定 5 3 3 1 加工方案 5 3 3 2 工序的划分 6 3 3 3 加工顺序的安排 6 3 4 选择并确定工艺装备 6 3 5 数控机床的选择 6 3 6 夹具的选择 7 3 7 刀具材料的选择 8 3 8 量具的使用表 8 3 9 冷却液的选择 8 4 工艺参数选择 10 4 1 切削用量的选择原则 10 4 2 主轴转速的确定 10 II 4 3 进给速度的确定 11 4 4 切削用刀具材料应具备的性能 13 4 5 背吃刀量 ap的确定 13 5 加工工艺文件制定 15 5 1 制定工艺文件 15 5 2 工序卡 16 5 3 刀具卡 18 5 4 走刀路线图 20 6 程序编写与零件加工 23 6 1 加工程序编写 23 6 2 零件加工 23 6 3 数控编程的定义 23 6 4 数控编程的内容与步骤 23 6 5 零件加工步骤 24 6 6 数控编程的分类 25 6 7 花瓣凸台与方型腔的加工程序编制 26 7 加工质量分析 35 7 1 尺寸精度分析 35 7 2 表面质量分析 35 7 3 零件的检测结果 35 总结 37 致谢 38 参考文献 39 附录 A4 零件图纸 1 1 绪论绪论 数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础 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 以 PC 平台为基础的国产数控系统 已经走在了世界前列 但是 我国在数控技术 研究和产业发展方面亦存在不少问题 特别是在技术创新能力 商品化进程 市场占 有率等方面情况尤为突出 在新世纪到来时 如何有效解决这些问题 使我国数控领 域沿着可持续发展的道路 从整体上全面迈入世界先进行列 使我们在国际竞争中有 举足轻重的地位 将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的问题 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 所以设计了这个花瓣凸台方型腔 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 2 2 工艺性分析工艺性分析 2 1 零件零件介绍介绍 要选择对某个零件进行数控加工 一般情况下 不是所有加工内容都适合在数控 机床上完成 往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工 这需要对零件图样进行 仔细的工艺分析 选择最适合 最需要进行数控加工的内容和工序 如图 2 1 可知 该零件由平面 凸台 型腔及螺纹孔组成 形状较为典型 且为轴对称零件 便于装 夹和定位 该零件在数控铣削加工中具有一定的代表 图图 2 1 花瓣凸台方型腔零件图花瓣凸台方型腔零件图 3 2 2 零件加工工艺性分零件加工工艺性分析析 制订工艺规程时 首先要分析零件图的结构 通过分析零件图来明确加工零件的 尺寸 找出该零件上有多少主要加工表面 找出该零件主要的技术要求和加工中的关 键的技术问题 在编制工艺过程中 都需要有针对性地解决这些问题 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 110mm 110mm 30mm 为两面加工的零件 通过零件图可知 该零件由平面 凸台 型腔 螺纹孔组成 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 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 查参考文献 3 P216 表 17 14 确定公差等级为 IT8 外轮廓四周及表面粗糙 Ra3 2 其余的粗糙度为 Ra6 3 要求都不高 比较容易加工 但其毛坯材料为铝件 m m 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 该零件的结构比较典型 加工精度和表面质量要求不高 比 较容易完成加工 4 3 毛坯与工艺装配的选择毛坯与工艺装配的选择 3 1 毛胚的选择毛胚的选择 所谓毛坯的加工余量 就是指使加工表面达到所需的精度和表面的质量而应切除的 多余金属层的厚度 零件在进行数控铣削加工时 由于加工过程的自动化 使用余量的大小 如何安装 装夹等问题在选用毛坯时就要仔细考虑好 否则 如果毛坯不适合数控铣削加工 加工 时将很难进行下去 根据经验 列举以下几点 3 1 1 分析毛坯的加工余量 该图的毛坯采用铝合金 因为我考虑到其材料特性轻 容易加工 成本低以及在可 耐强度方面有一个最大受力范围 且具有高度的散热性 所以决定采用铝合金 所选毛 坯尺寸 110mm 110mm 30mm 进行加工 由于该件是铸造件 毛坯的扭曲变形量的不同 地方造成余量不充分 不稳定 因此 要采用数控铣削加工 其加工面都要具有充分的 加工余量 3 1 2 分析毛坯的装夹 主要考虑毛坯在加工时定位和夹紧的可靠性与方便性 以便在一次安装中完成所以 的加工表面 3 2 零零件加工定位基准的选择件加工定位基准的选择 正确选择定位基准对保证加工表面的尺寸精度和相互位置精度 确定各表面加工顺 序和夹具结构的设计都有很大影响 因此 定位基准的选择是一个很重要的问题 3 2 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 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 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 3 2 2 方型腔件定位基准的选择 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 再调头装夹以 60mm 60mm 方型腔体凸台为精基准铣削加工零件 图图 3 1 定位基准图定位基准图 3 3 工序的划分和加工工艺路线的确定工序的划分和加工工艺路线的确定 3 3 1 加工方案 拟定加工工艺路线是制定加工工艺过程中的关键环节 其主要工作是选择各加工 表面的加工方法 确定工序数目和内容 选择加工方案 定位和夹紧方法等 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 然后再铣下平面 然后加工内型腔和孔 最后钻螺纹孔 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 方案 方案 在上方 有凸台的一面 铣 3mm 的夹持面铣底平面粗铣方型腔 轮廓精铣方型腔轮廓 翻转装夹 铣上平面粗铣三角凸台精铣三 角凸台粗铣圆形凸台精铣圆形凸台粗铣花瓣凸台精铣花瓣凸台 钻 16 的孔攻 8 的螺纹 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 6 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 可用一把刀一次性完成粗精加 工 由于刀具较集中 程序短 3 3 2 工序的划分 工序的划分有很多种常见的划分方法有 1 刀具集中分序法 2 以粗 精加工划分工序 3 按加工部位划分工序 按照一般的加工工序 我制定先面后孔 先简单再复杂的加工工序 3 3 3 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状况 结合定位和夹紧的需要一起考虑 重点应保证工件的刚性不被破坏 尽量减少变形 加工顺序的安排应遵循一些原则 1 基准先行 上道工序的加工能为后面的工序提供精基准和合适的夹紧表面 2 先面后孔 先简单后复杂 3 先粗后精 粗 精分开 4 减少装夹次数 以相同定位 夹紧方式安装的工序 最好接连进行 以减少 重复定位次数 换刀和夹紧次数 综上所述 先加工作用定位基准的外部轮廓尺寸 及四周相邻的边作为定位基准 3 4 选择并确定工艺装备选择并确定工艺装备 机械加工中的工艺装备是指零件制造过程中所用的各种工具的总称 包括夹具 刀具 量具和辅具 3 5 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二种数控铣床 即 FANUC 0i 华中 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 3 1 7 表表 3 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 2710mm机床重量4000 kg 3 6 夹具的夹具的选择选择 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 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 8 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 这里我使用 的是平口虎钳 3 7 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 所以可以选用硬质合金材料的刀具 3 8 量具的使用表量具的使用表 表表 3 2 量具表量具表 规格 名称 量程 mm 分度值 mm 用途 游标卡尺0 1500 02主要用于测量内 外尺寸和深度等 千分尺 0 25 75 100 0 01用于长工具度测量 直尺0 1001用于测量工具的长度 3 9 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 9 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 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 10 4 工艺参数选择工艺参数选择 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 并充分了 发挥机床的性能最大限度地提高 生产率降低成本 4 1 切削用量的选择原则切削用量的选择原则 粗加工时应选取尽可能大的背吃刀量 要更根据机床动力和刚性的限制条件等 选取尽可能的进给量 最后根据刀具的耐用度确定最佳的切削速度 精加工时应根据加工后的余量确定背吃刀量 根据已加工表面粗造度要求 选取 最小的进给量 最后保证刀具耐用度的前提下尽可能选用较高的切削速度 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 4 2 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 式 4 1 1000Vc n D 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 由于每把到计算方式相同 现选取粗 精铣外轮廓 16 的立铣刀为例说明其计算过程 根据切削原理可知 切削速度的高低如表 4 1 所示主要取决于被加工零件的精度 材料 刀具的材料和刀具的耐用度等因素 表表 4 1 铣削切削速度铣削切削速度 切削速度Vc m min 工件材料硬度 HBS 高速钢铣刀硬质合金刀 钢 22518 4266 150 11 225 32512 3654 120 续表续表 4 1 325 4256 2136 75 19021 3666 150 190 2609 1845 90铸铁 160 3204 5 1021 30 铝70 120100 200200 400 黄铜53 5620 50100 180 从理论上讲 切削速度 V 的值越大越好 因为这不仅可以提高生产率 而且可以 避免生成积屑瘤的临界速度 获得较低的表面粗造度值 但实际上用于机床 刀具的 限制 综合考虑 取粗铣时 Vc 150m min 精铣时 Vc 200m min 代入式 4 1 中 n n 粗 1614 3 1501000 精 1614 3 2001000 2985 7r min 3816 8r min 4 3 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 12 切削进给 F 是切削时单位时间内工件与铣刀沿进给的方向的相对位移 单位为 mm min 它与铣刀转速 n 铣刀齿数 z 及每齿进给量 f mm z 的关系为 z F fF f z z n n 式 4 2 z 式中 z 铣刀齿数 F 铣刀每转工作台移动距离 即每转进给量 mm r f 铣刀每齿工作台移动距离 即每齿进给量 mm z z 每齿进给量 f 如表 4 2 所示的选取主要取决与工具材料的力学性能 刀具材料 z 工件表面粗造度等因素 工具材料的强度和硬度越高 f 越小 反之越大 硬质合金 z 铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀 表表 4 24 2 铣刀每齿进给量铣刀每齿进给量 f fz 每齿进给量 f mm z z 粗铣精铣 工件材料 高速钢铣刀硬质合金刀高速钢铣刀硬质合金刀 钢0 10 0 150 10 0 25 铸铁0 12 0 200 15 0 30 0 02 0 050 10 0 15 铝0 06 0 200 10 0 250 05 0 100 02 0 05 综合选取 粗铣 f 0 07mm z z 精铣 f 0 05mm z z 铣刀齿数 z 3 上面计算 n 2985 7 n 3816 8 粗精 将它们代入式 4 2 中计算 粗铣 F 0 07 2 2985 7 精铣 F 0 05 3816 8 2 418mm min 382mm min 切削速度也可由机床操作者根据被加工工件表面的具体情况进行手动调整 来获 13 得最佳切削状态 4 4 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 4 3 所示 表表 4 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 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 耐破 损性 低亲和性耐溶着 凝着 粘刀 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 16 的立铣刀 粗 精铣上平面和外轮廓 16 8 立铣刀 球头铣刀粗 精铣三角凸台 花瓣凸台 其规格根据加工尺寸选择 4 5 背吃刀量背吃刀量 ap的确定的确定 背吃刀量的选取主要由工件的加工余量 精度要求及工艺系统的刚度决定 若工 件的精度要求不高 工艺系统的刚度又足够 则最好一次切净加工余量 即 ap 等于加 工余量 若加工的精度和表面粗糙度要求较高 或系统的刚度较差 则只能按先多后 少的原则 采用多次走刀加工 1 当工件表面粗糙度要求为 Ra12 5 25 m 时 如果圆周铣削的加工余量小于 5mm 端铣的加工余量小于 6mm 则粗铣一次进给就可以达到要求 但在余量较大 工艺系统刚性较差或机床动力不足时 可分两次走刀完成 2 当工件表面粗糙度要求为 Ra3 2 12 5 m 时 铣削可分粗 半精铣两个阶段 进行 粗铣时背吃刀量选取同前 粗铣留 0 5 1 0mm 余量 在半精铣时切除 14 3 当工件表面粗糙度要求为 Ra0 8 3 2 m 时 铣削可分粗铣 半精铣 精铣 三个阶段进行 半精铣时背吃刀量取 1 5 2 0mm 精铣时侧吃到量取 0 3 0 5mm 面 铣刀的背吃刀量取 0 5 1 0mm 综上所述 该零件的表面粗糙度要求为 Ra3 2 12 5 m 则粗铣时应留余量为 0 5 1 0mm 15 5 加工工艺文件制定加工工艺文件制定 5 1 制定工艺文件制定工艺文件 根据前述的工艺方案制定花瓣凸台与方型腔的主要工艺过程如下表 表 5 1 所示 表表 5 1 花瓣凸台与方型腔加工工艺过程卡花瓣凸台与方型腔加工工艺过程卡 序号工序名称工序内容设备夹具 1 备料 准备 110mm 110mm 30mm 毛坯 铣 3mm 的夹持面XK5032A平口虎钳 翻面装夹粗精铣底平面KVC650 1平口虎钳 粗 精铣方型腔轮廓KVC650 1平口虎钳 翻面装夹粗精铣上平面KVC650 1平口虎钳 粗 精铣三角凸台KVC650 1平口虎钳 粗 精铣圆形凸台KVC650 1平口虎钳 粗 精铣花斑凸台KVC650 1平口虎钳 钻孔16KVC650 1平口虎钳 2 铣 攻 M8 螺纹KVC650 1平口虎钳 3 钳去毛刺平口虎钳 4 检验测量各部分尺寸大小 精度检验 编制方红仙审 核伍倪燕年 月 日 16 5 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详见 表 5 2 5 3 5 4 表表 5 25 2 零件加工工序卡一零件加工工序卡一 产品名称或代号零件图号 单位 L 数控基地 数控加工工序卡 零件名称 花斑凸台与方 型腔 材料铸铝 使用设备 加工中心 KVC650 工序号2 程序编号 夹具名称平口虎钳 夹具编号 工序 2 工序简图 冷却液选择乳化液 工步 号 工步内容 量具及 检具 刀具号夹具 主轴转速 r min 进给速度 mm min 背吃刀量 mm r 备 注 1粗铣上平面T01平口虎钳12744591 5 2精铣上平面T01 平口虎钳 15925730 5 3粗铣下平面T01 平口虎钳 12744591 5 4精铣下平面T01 平口虎钳 15925730 5 17 编制方红仙审核伍倪燕批准共 1 页第 1 页 表表 5 35 3 零件加工工序卡二零件加工工序卡二 产品名称或代号零件图号 单位 L 数控基地 数控加工工序卡 零件名称 花斑凸台与方 型腔 材料铸铝 使用设备 加工中心 KVC650 工序号2 程序编号 夹具名称平口虎钳 夹具编号 工序 2 工序简图冷却液选择乳化液 工 步 号 工步内容 量具及 检具 刀具号夹具 主轴转速 r min 进给速度 mm min 背吃刀量 mm r 备 注 1粗铣外轮廓T04 平口 虎钳 18206551 5 2 精铣外轮廓 保证尺寸 T04 平口 虎钳 22758190 5 3 粗铣 60 60mm 凸 台 T04 平口 虎钳 18206551 5 18 4 精铣 60 60mm 凸 台 T04 平口 虎钳 22758190 5 续表续表 5 35 3 工 步 号 工步内容 量具及 检具 刀具号夹具 主轴转速 r min 进给速度 mm min 背吃刀量 mm r 备 注 5 粗铣 40 40mm 凸 台 T04 平口 虎钳 18206551 5 6 精铣 40 40mm 凸 台 T04 平口 虎钳 22758190 5 19 编 制 方红仙审核伍倪燕批准共 1 页第 1 页 表表 5 45 4 零件加工工序卡三零件加工工序卡三 产品名称或代号零件图号 单位 L 数控基地 数控加工工序卡 零件名称 花斑凸台与方 型腔 材料铸铝 使用设备 加工中心 KVC650 工序号2 程序编号 夹具名称平口虎钳 夹具编号 工序 2 工序简图 冷却液选择乳化液 工 步 号 工步内容 量具及 检具 刀具号夹具 主轴转速 r min 进给速度 mm min 背吃刀量 mm r 备 注 1粗铣花瓣T03平口虎钳29869171 5 2精铣花瓣T03 平口虎钳 381711470 5 3粗铣圆台T03平口虎钳29869171 5 4精铣圆台T03平口虎钳381711470 5 20 5粗铣星型T03平口虎钳29869171 5 6精铣星型T03平口虎钳381711470 5 7钻孔T05 平口虎钳 8钻螺纹底孔T06 平口虎钳 编 制 方红仙审核伍倪燕 批准 共 1 页第 1 页 5 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 5 55 5 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 1 T01面铣刀30铣上 下平面 2 T02立铣刀10铣星型凸台 3 T03立铣刀16 铣圆台 花瓣凸 台 4 T04立铣刀8方型腔 5 T05中心钻16钻中心孔 6 T06麻花钻6 5钻螺纹底孔 编制方红仙审核伍倪燕年 月 日共 1 页 21 5 4 走刀路线图走刀路线图 图图 5 1 铣平面走刀路线图铣平面走刀路线图 22 图图 5 2 铣外轮廓走刀路线图铣外轮廓走刀路线图 图图 5 3 方型腔的加工方型腔的加工 23 图图 5 4 花斑凸台的加工路线图花斑凸台的加工路线图 图图 5 5 钻孔及攻螺纹加工路线图钻孔及攻螺纹加工路线图 6 程序编写与零件加工程序编写与零件加工 6 1 加工程序编写加工程序编写 根据零件图 工艺设计与工艺文件及走刀线路等编写出零件加工程序 详细的加 工程序见加工程序编制 6 2 零件加工零件加工 在数控机床上对所编写的程序进行轨迹演示 校正程序 再根据所需的加工精度 以及表面粗糙度要求 在加工中心 KVC650 FAUNC0i MB 系统 上按给定的加工工序 对零件进行加工 6 3 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 24 6 4 数控编程的内容与步骤数控编程的内容与步骤 控编程步骤如图 6 1 所示 主要有以下几个方面的内容 图图 6 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 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 6 5 零件加工步骤零件加工步骤 1 开机 检验机床主轴是否能正常的运转 检查个辅助功能是否正常 润滑系统是否正常 并按正确的开机顺序开机 2 回参考点 将个坐标回到参考点 首先将 Z 轴会机床参考点 其次将 X Y 轴会机床参考点 25 3 输入编制好的程序 进入机床程序界面 置机床编辑状态为 EDIT 按下 PROG 进入程序编写界面 输入程序名 O0001 后 按下 INSERT 并正确输入 编写加工程序 4 检验程序 将编辑好的程序移至程序头 锁住机床进给 锁住机床主轴 开空运行 按循环 启动仿真轨迹 经检查程序无误后 解除机床锁定 从新回到你参考点 为加工零件 做准备 5 安装刀具及毛坯 将工件正确装夹于平口虎钳上 并用百分表找正 注意夹紧力邀适当 保证在加 工中不会因夹紧力过松 或者因夹紧力过大把工件夹伤 6 设置工件坐标系 建立 G54 坐标系统 其操作步筹如下 在 MDI 方式下让主轴转动 然后再用手轮 把手轮上的旋转钮对在 X 上 用手轮 将刀具移动到毛坯左侧即将接近工件时减少手轮进给速度 慢慢的用刀去接触毛坯边 缘 直到有少量铝屑出现为止 这时在控制板面上单击 编辑 进入 POS 界面 相对操作起源输入 X按 INPUT 将 X 轴置零 将刀具提起 移 动到毛坯的右侧下刀 直到有少量铝屑出现时 记下当前坐标值 计算当前屏幕上 X 轴的一半 在进入 offset setting 坐标系G54输入计算的一半 X 值 按 测量 完成工件 X 轴坐标系的设定 用同样的方法完成对 Y 轴的设定 这样 X 和 Y 轴的坐标系就设定好了 Z 轴的坐标系设定方法就是刀具移动到毛坯的表面最上 边缘 在进入 offset setting 坐标系G54输入 Z0测量 这样 Z 轴 的坐标系设定完成 即完成了 G54 工件坐标系的设定 7 加工零件 在 G54 坐标建立后 就可以开始正式加工了 为了保证程序没有错 应先对程序 进行轨迹显示 如有问题 便于及时加以修改 然后确定所有程序的路线 加工工艺 都正确无误后检验 G54 是否正确 在 MDI 下输入 N10 M03S800 N20 G00X0Y0Z10 然 后按循环启动如果刀具在毛坯中心就可以点击控制面板上的 编辑 PROG 输入加工的程序名称 自动 循环启动 开冷却液 完成者 26 这一系列的操作后 数控机床对工件进行自动加工 加工完成后 对以加工表面进行 加工精度和粗糙度的检验 看是否达到图纸技术要求 对没有达到标准的地方分析其 原因 6 6 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 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 手工编程适用于点位加工 几何形状不太复杂的零件加工或程序编制易于实现的场合 出错机会较少 手工编程 的优点在于加工加工形状简单的零件时快捷 简便 不需要具备特别的条件 对机床 操作或程序员不受特殊条件的制约 还有较大的灵活性和编程费用少等 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 完成坐标值计算 编写零件加工程序等 有时甚至能帮助进行工 艺处理 自动编程方法编出的程序还可以通过计算机或自动绘图仪进行刀具运动轨迹 的图形检查 编程员可及时检测程序是否正确 并能够及时修改 自动编程大大减少 了编程人员的劳动强度 提高效率几十倍乃至上百倍 同时解决了手工编程无法解决 的许多复杂零件的编程难题 零件表面形状越复杂 工艺过程越复杂 工艺过程越繁 琐 自动编程的优势越明显 按输入方式不同 自动编程主要可分为数控语言编程 APT 语言 图形交互式编程 如各种 CAD CAM 语音式自动编程和实物模型式自动 编程等 6 7 花瓣凸台与方型腔的加工程序编制花瓣凸台与方型腔的加工程序编制 本零件在加工过程中采用了手动编程与自动编程两种方式 以下是自动编程的部分 内容 零件上平面的加工程序 N0010 G40 G17 G49 G80 G90 G54 27 N0020 G91 G28 Z0 0 N0030 T01 M06 N0040 G00 G90 X 22 167 Y68 S1000 M03 N0050 G43 Z50 H00 N0060 Z6 N0070 Z3 N0080 G01 Z0 0 F500 M08 N0090 X 5 Y50 N0100 G00 X50 5 N0110 Y 50 N0120 X 49 5 N0130 Y50 N0140 X 5 N0150 Y27 5 N0160 X28 N0170 Y 27 5 N0180 X 27 N0190 Y27 5 N0200 X 5 N0210 Y5 N0220 X5 5 N0230 Y 5 N0240 X 4 5 N0250 Y5 N0260 X 5 N0270 Z50 N0280 M02 正方形外轮廓的加工程序 N0010 G40 G17 G49 G80 G90 G54 28 N0020 G91 G28 Z0 0 N0030 T02 M06 N0040 G00 G90 X 60 2 Y33 774 S1000 M03 N0050 G43 Z50 H02 N0060 Z2 N0070 Z 1 N0080 G01 Z 4 F500 M08 N0090 X 57 2 Y39 498 N0100 G02 X 38 512 Y57 7 I 37 2 J19 498 F1000 N0110 G00 X 32 403 Y60 7 N0120 Z 1 N0130 Z50 N0140 X32 403 N0150 Z2 N0160 Z 1 N0170 G01 Z 4 F500 N0180 X38 512 Y57 7 N0190 G02 X58 2 Y37 457 I18 512 J37 7 F1000 N0200 G00 X61 2 Y30 893 N0210 Z 1 N0220 Z50 N0230 Y 30 893 N0240 Z2 N0250 Z 1 N0260 G01 Z 4 F500 N0270 X58 2 Y 37 457 N0280 G02 X38 512 Y 57 7 I38 2 J 17 457 F1000 N0290 G00 X32 403 Y 60 7 N0300 Z 1 29 N0310 Z50 N0320 X 32 403 N0330 Z2 N0340 Z 1 N0350 G01 Z 4 F500 N0360 X 38 512 Y 57 7 N0370 G02 X 57 2 Y 39 498 I 18 512 J 37 7 F1000 N0380 G00 X 46 571 Y 33 927 N0390 G02 X 50 Y 20 I 26 571 J 13 927 N0400 G00 Y20 N0410 G02 X 20 Y50 I 30 J0 0 N0420 G00 X20 N0430 G02 X50 Y20 I0 0 J30 N0440 G00 Y 20 N0450 G02 X20 Y 50 I30 J0 0 N0460 G00 X 20 N0470 G02 X 46 571 Y 33 927 I0 0 J 30 N0480 G00 X 45 32 Y 36 09 N0490 G03 X 35 192 Y 29 654 I 5 064 J 3 218 F500 N0500 G02 X 35 943 Y 28 356 I 15 192 J 9 654 N0510 X 38 Y 20 I 15 943 J 8 356 F1000 N0520 G00 Y20 N0530 G02 X 20 Y38 I 18 J0 0 N0540 G00 X20 N0550 G02 X38 Y20 I0 0 J18 N0560 G00 Y 20 N0570 G02 X20 Y 38 I18 J0 0 N0580 G00 X 2 N0590 G02 X 35 943 Y 28 356 I0 0 J 18 30 N0600 X 36 583 Y 27 I 15 943 J 8 356 N0610 G03 X 41 368 Y 23 38 I5 528 J2 333 N0620 G00 Z50 N0630 M02 凸台型腔的加工程序 N0010 G40 G17 G49 G80 G90 G54 N0020 G91 G28 Z0 0 N0030 T00 M06 N0040 G00 G90 X 43 Y 8 245 S1000 M03 N0050 G43 Z50 H00 N0060 Z3 N0070 Z 1 N0080 G01 Z 4 F500 M08 N0090 G03 X 40 Y 2 5 I4 J 5 745 N0100 G01 Y0 0 N0110 Y20 F100 N0120 G02 X 20 Y40 I 20 J0 0 N0130 G01 X20 N0140 G02 X40 Y20 I0 0 J20 N0150 G01 Y 20 N0160 G02 X20 Y 40 I20 J0 0 N0170 G01 X 20 N0180 G02 X 40 Y 20 I0 0 J 20 N0190 G01 Y0 0 N0200 Y2 5 N0210 G03 X 43 Y8 245 I7 J0 0 N0220 G00 Z 1 N0230 Z50 N0240 X7 Y 2 362 31 N0250 Z3 N0260 Z 1 N0270 G01 Z 4 F500 N0280 G03 X2 5 Y10 I4 5 J 5 362 N0290 G01 X0 0 N0300 X 10 F100 N0310 Y 10 N0320 X10 N0330 Y10 N0340 X0 0 N0350 X 2 5 N0360 G03 X 8 245 Y7 I0 0 J7 N0370 G00 Z50 N0380 M02 型腔内部的加工程序 N0010 G40 G17 G49 G80 G90 G54 N0020 G91 G28 Z0 0 N0030 T04 M06 N0040 G00 G90 X 14 Y 671 S2000 M03 N0050 G43 Z50 H00 N0060 Z3 N0070 G01 X 671 Z2 858 F800 M08 N0080 Y 671 Z2 498 N0090 X 671 Z2 138 N0100 Y 671 Z1 778 N0110 X 671 Z1 418 N0120 Y 671 Z1 059 N0130 X 671 Z 699 N0140 Y 671 Z 339 32 N0150 X 671 Z 021 N0160 Y 671 Z 381 N0170 X 671 Z 741 N0180 Y 671 Z 1 1 N0190 X 671 Z 1 46 N0200 Y 671 Z 1 82 N0210 X0 0 Z 2 N0220 G00 X 671 N0230 Y 671 N0240 X 671 N0250 Y 671 N0260 X0 0 N0270 Y 4 671 N0280 X4 671 N0290 Y4 671 N0300 X 4 671 N0310 Y 4 671 N0320 X0 0 N0330 Y 8 671 N0340 X8 671 N0350 Y8 671 N0360 X 8 671 N0370 Y 8 671 N0380 X0 0 N0390 Y 12 671 N0400 X10 N0410 G03 X12 671 Y 10 I0 0 J 2 671 F1600 N0420 G00 Y10 N0430 G03 X10 Y12 671 I2 671 J0 0 33 N0440 G00 X 10 N0450 G03 X 12 671 Y10 I0 0 J2 671 N0460 G00 Y 10 N0470 G03 X 10 Y 12 671 I 2 671 J0 0 N0480 G00 X0 0 N0490 X 9 5 Y 9 671 N0500 G03 X 2 5 Y 16 671 I 7 J0 0 F800 N0510 G01 X0 0 N0520 G00 X10 N0530 G03 X16 671 Y 10 I0 0 J 6 671 F1600 N0540 G00 Y10 N0550 G03 X10 Y16 671 I6 671 J0 0 N0560 G00 X 10 N0570 G03 X 16 671 Y10 I0 0 J6 671 N0580 G00 Y 10 N0590 G03 X 10 Y 16 671 I 6 671 J0 0 N0600 G00 X2 5 N0610 G03 X8 245 Y 13 671 I0 0 J 7 N0620 G00 Z1 N0630 X 4 Y1 541 N0640 G01 Y 4 Z 485 F800 N0650 X4 Z 2 628 N0660 Y0 0 Z 3 7 N0670 G00 Y4 N0680 X 4 N0690 Y 4 N0700 X4 N0710 Y0 0 N0720 X8 34 N0730 Y8 N0740 X 8 N0750 Y 8 N0760 X8 N0770 Y0 0 N0780 X12 N0790 Y8 N0800 Y10 N0810 G03 X10 Y12 I2 J0 0 F1600 N0820 G00 X8 N0830 X 8 N0840 X 10 N0850 G03 X 12 Y10 I0 0 J2 N0860 G00 Y8 N0870 Y 8 N0880 Y 10 N0890 G03 X 10 Y 12 I 2 J0 0 N0900