论文-数控铣床编程实例分析一典型型腔类塑件模具的设计

更多相关文档资源请访问HTTP/WWWDOCINCOM/LZJ781219完整CAD设计文件以及仿真建模文件，资料请联系68661508索要一、设计（论文）内容典型型腔类塑件的测绘，三维造型，对塑件进行工艺分析，设计塑件的模具，用仿真软件进行加工，自动生成加工程序。手工编制模具的加工程序，用XH713A立式加工中心进行加工，对手工编制的程序和自动生成的程序进行比较，对加工结果进行分析，对编程和加工过程中出现的问题进行分析，并提出解决方案。二、设计（论文）依据1零件的类型型腔类2零件的尺寸精度要求IT7。3零件的材料45、40CR。4塑件的粗糙度要求内表面08，外表面04。5CAD/CAM软件MASTERCAM、PRO/E。6加工机床XH713A立式加工中心。7其它要求符合设计、加工规范。三、技术要求1采用MASTERCAM、PRO/E软件对零件进行三维造型。2采用MASTERCAM软件进行仿真加工3进行手工编程，并与自动编程结果进行比较4采用XH713A立式加工中心进行加工5编写数控加工中心操作须知。四毕业设计（论文）物化成果的具体内容及要求1塑件测绘图1张A2图2模具零件图（部分）折合为3张A2图3塑件三维造型PRO/E、MASTERCAM软件各一个（电子文档）4模具三维造型PRO/E、MASTERCAM软件各两个（电子文档）5MASTERCAM仿真加工（电子文档）6数控加工自动程序（电子文档）7数控加工手工程序1套8数控加工操作须知1份9数控加工模具型腔零件1套10模具中某个零件加工工艺过程卡及工序卡1套11毕业设计说明书一份五毕业设计（论文）进度计划起讫日期工作内容备注331413毕业实习，收集资料，整理实习报告。414427拟定设计方案，零件测绘，熟悉软件。428530三维造型、工艺分析、数控编程、仿真加工、建立工艺数据库等。61615编写设计计算说明书、机床操作说明书616622毕业设计资料审阅、修改。623627分小组答辩。六主要参考文献廖卫献数控铣床及加工中心自动编程国防工业出版社，20022卓迪仕数控技术及应用国防工业出版社,19973王睿、郑联语MASTERCAM80基础教程人民邮电出版社,200164王俊祥、黄圣杰PRO/NC三轴铣床加工秘籍北京机械工业出版社,200215严烈MASTERCAM8模具设计教程冶金工业出版社,2000126林朝平基于数控加工的工艺分析模具工业，20021048507顾跃东，吴晓慧数控编程常见工艺问题剖析及解决方法现代机械，20021050518王维数控加工工艺及编程北京机械工业出版社，20019方沂数控机床编程与操作北京机械工业出版社，199910史祥模具CAD/CAM技术及应用北京机械工业出版社，200111BEIJINGFANUCOIMA系统操作说明书北京北京FANUC服务中心，199512朱晓春，吴祥，任皓数控技术北京机械工业出版社，200113SMANSOURAUTOMATICGENERATIONOFPARTPROGRAMSFORMILLINGSCULPTUREDSURFACESJOURNALOFMATERIALSPROCESSINGTECHNOLOGY,VOL127P3139,200214TODDJSCHUETTARECIPEFORSUCCESSFULHIGHSPEEDMILLINGQUARTERTECHNICALPAPERS/4THQUARTER,2002七、其他1查阅相关文献十篇以上,含两篇外文文献。2熟练运用PRO/E、MASTERCAM软件进行三维造型3熟悉FANUCXH713A立式加工中心的操作4了解特种加工方法原理，熟悉数控线切割、电火花加工机床的操作方法5熟悉模具设计制造的一般工艺过程。摘要针对一典型型腔类塑件模具的设计加工，运用该类塑件模具的设计理论和数控加工工艺知识，对模具的设计过程和加工过程进行分析。用三维软件PRO/E和MASTERCAM可以很方便的进行模具的设计和加工。三维软件PRO/E由于采用参数化设计，在造型上比MASTERCAM方便，而三维软件MASTERCAM进行仿真加工则很简便灵活,在加工上更具优势。用二维软件AUTOCAD可以简化手工编程。通过合理的工艺分析，并根据模具的结构特点，确定合理的加工路径，可以防止加工过程中的过切、少切等现象的发生，实现加工结果的优化。关键词数控编程数控加工工艺分析仿真ABSTRACTAIMATTHEDESIGNANDMANUFACTUREOFATOPICSOCKETMOLDOFAPLASTICPARTANALYSISTHEDESIGNANDMANUFACTUREPROCESSOFTHEMOLDACCORDINGTOTHEDESIGNTHEORYANDNUMERICALCONTROLMANUFACTURETHEORYOFTHISKINDPLASTICUSINGTHREEDIMENSIONALSOFTWAREPRO/E、MASTERCAMCANEASILYDESIGNANDMANUFACTURETHEMOLDASPRO/EISUSINGPARAMETERDESIGN,ITISMUCHEASIERINDESIGNTHANMASTERCAM,USINGMASTERCAMSOFTWARETOEMULATIONTHEMANUFACTUREPROCESSISVERYEASY,ITISMUCHBETTERINMANUFACTUREUSINGTWODIMENSIONALSOFTWAREAUTOCADCANHELPHANDPROGRAMMINGBYREASONABLETECHNOLOGICALANALYSIS,MAKINGREASONABLEMANUFACTUREPATHACCORDINGTOTHESTRUCTUREOFTHEMOLD,CANPREVENTOVERCUTTING,LESSCUTTINGANDSOON,GETBETTERMANUFACTURERESULTSKEYWORDSNCPROGRAMMINGNCPROCESSINGTECHNOLOGICALANALYSISSIMULATION0引言21世纪，科学技术领域中以机械制造技术为先导的先进制造技术正在以前所未有的速度向前发展。先进制造技术显示出对经济发展的巨大推动作用而被世界发达国家列为重点支持和发展的技术和产业，并把它和制造科学与信息科学、材料科学、生命科学一起列为当今四大支柱科学。在制造科学中数控加工有占有举足轻重的地位，它已在我国144个机械制造行业中使用。它作为人类把自然界的资源转化为社会物质财富的一门综合性生产技术，人们认识到其水平的高低，不仅直接关系生产水平和生产效率的高低、产品质量的优劣，而且直接反映的制造加工领域的科技水平。数控加工的一个重要运用就是模具的生产。由于模具的精度要求很高，传统的手工加工以很难适应模具制造业的发展。随着人类社会的发展，人们的消费水平在不断的提高，消费观念的也在不断的改变，对于工业产品的要求也越来越高。人们的追求已不仅仅是质量的好坏，外型的美观也越来越多的被人们重视。人们的这种观念在很大程度上提高对加工制造业的要求，呼唤着先进制造工业的发展。数控加工作为先进制造工业的一个重要支柱，其迅速的发展与普及已成为必然的趋势。然而目前，我国数控技术的发展与发达国家相比还有很大一段差距。根据资料显示，目前，我国数控技术人才紧缺50万，加入WTO以后，我国的制造业将与国际接轨，传统的制造工业技术将不能适应新形式下制造业的发展趋势，我们必须大力发展新兴制造工业。数控加工最突出的优点是零件加工尺寸的一致性好，易于控制中间公差，从而使加工部件及整机的质量稳定可靠。由于其高精度、高自动化、智能化，以及在加工复杂形状零件时所体现出来的优越性，使其在现代加工制造体系中占据了重要地位，因此数控技术的发展将极大推动加工制造业的发展。数控机床加工程序的编制，是保证数控加工顺利进行的基础，对于数控加工编程的研究有其很大的现实意义。由于先进三维造型软件和数控加工仿真软件的出现，大大方便了工程人员进行数控加工。结合三维造型进行模具设计和仿真加工，可以为加工提供很多参考依据，实现加工过程的优化。现代数控加工，可以方便的通过仿真加工自动生成加工程序，然后将程序输入数控机床，这样就可以免去了工程人员很多复杂烦琐的编程工作。自动生成的加工程序，由于是完全按照零件的轮廓轨迹来确定刀具的走刀路径的，而且由于计算机的辅助，使得刀具路径点的坐标与零件轮廓上各点的坐标非常吻合，其加工的精度非常高。这是传统手工加工所无法比拟的。计算机自动编程的这种优势，在加工复杂形状零件时更为突出，它可以帮助工程人员完成很多通过手工编程无法完成的工作。手工编程作为一种融合了工程人员设计思想、设计理念的编程手段，在加工简单、规则零件时，也有其独特的优越性。由于机械制造业日趋走向标准化，在加工一些具有标准特征的零件时，它能让工程人员，据零件的具体形状，更加合理的安排加工工艺，从而能够提高生产效率，节省加工成本。由于自动编程和手工编程在实际生产中各有其优点，根据零件的大小、形状以及结构的复杂程度合理的选择编程方法，对于现实的生产过程有很大的意义。为了尽量减少编程和加工过程中出现的错误而对自动编程和手工编程的进行研究，有很大的必要性，它能够帮助工程人员实现加工结果的优化。本文研究了一典型型腔类塑件模具的设计，仿真加工自动生成加工程序和手工编程加工的全过程。首先对塑件进行测绘，并对测绘的数据进行处理，根据处理后的数据对塑件进行三维造型，设计塑件的模具，并进行塑件模具的三维造型。对模具进行工艺分析，然后根据三维造型进行仿真加工，自动生成加工程序。进行手工编程，并在FANUCXH713A立式加工中心进行加工。结合这一过程，阐述了一些基于数控加工工艺原则，提出了一种利用AUTOCAD进行辅助编程的简易手工编程方法，并对加工中出现的过切、少切、意外碰刀等问题提出了一些解决方案。希望这些方法能给从事数控编程加工的工作人员提高一些帮助。1总体设计方案本课题的设计目的是对典型型腔类零件三维造型、数控编程以及工艺数据库进行研究。要进行零件的三维造型，必须先对零件进行测绘，画出零件的零件的工程图，然后根据工程图进行零件的三维造型，再将零件的三维造型转化为模具型腔的三维造型，然后进行仿真加工，并生成G代码程序。进行手工编程，在加工中心进行加工，并与软件自动编程的结果进行对比分析。完成这一切后，就进行加工。加工时，要根据模具型腔的材料、大小、精度要求等，建立加工中常用刀具的切削参数数据库，覆盖整个加工过程。对加工结果进行分析，编写数控铣床的操作须知，包括操作要领，操作规范，以及常用疑难问题解决方案等内容。11型腔类零件的特点型腔类零件主要是由一些平面，岛屿和凹槽组成，一般曲面较少，手工编程很方便。本课题选择是一个塑料插座模具，以它作为研究对象，进行工艺分析，编程，加工以及对加工结果进行分析。在编程加工前，要充分结合型腔类零件的特点以及加工机床的加工能力来设计合理的模具。这样，才能保证加工的可行性。12设计加工工具的选择进行模具设计加工，首先要对塑件进行测绘，然后要进行三维造型，仿真加工。这一切都是依靠CAD/CAM软件来进行的。目前，较为流行的CAD/CAM软件有UG、MASTERCAM、PRO/E、AUTOCAD等。AUTOCAD是一种先进的二维软件，在绘制工程图时很方便。PRO/E是美国PTC公司著名的CAD/CAM3D设计系统，由于参数化设计可以随时通过修改参数来改变设计，自1998年问世以来，已逐渐成为当今世界最普及的CAD/CAM3D系统的标准软件，受到广泛应用。MASTERCAM并没有采用参数化设计，在进行造型时，不象PRO/E那样方便，但它在进行时，可以方便的根据零件的工艺要求选择各种切削用量，定义刀具的路径，而且简单，易操作，故其在加工上更具优势。根据以上分析，我们主要选择PRO/E软件进行三维造型，采用MASTERCAM软件进行仿真加工，这样可以综合利用两者的长处。进行加工时，采用的FANUCXH713A立式加工中心，它可以很方便的实现编程加工，而且该机床比一般的普通数控铣床更易操作，更有利于进行编程。2塑件及其模具的造型与设计21塑件的测绘与造型塑件为塑料插座，材料为ABS，用游标卡尺对零件进行测绘。我们最终所需要加工得到的是制造此零件的模具型腔，而我们所取的塑件是模具生产出来的千千万万个塑件中的一个，由于制造的原因，塑件在出模后不可避免的会产生一定的变形，因此对该零件的测量数值需要进行分析处理。如对塑件较大尺寸误差的进行修正，对相同形状处所测不同尺寸的取均值进行圆整，然后绘出零件的测绘草图。（见附件）。零件测绘草图出来以后，应该根据零件的测绘图，对零件的进行三维造型。三维造型可以选用PRO/E或MASTERCAM软件，三维造型的所有参数必须严格与测绘的数据一致。塑件的三维造型如图图21图2222塑件模具的设计与造型1）塑件尺寸精度塑件的尺寸精度一般是根据使用要求确定的，但还必须充分考虑塑料的性能及成型工艺的特点。由于该塑件是作为日常生活用具，要求其外表面光滑，既不会在使用过程中对人造成伤害，还要必须考虑其外形的美观。因此需要光滑的外表面的精度取高一点，为6级精度，无具体要求的内表面选用5级精度。2）塑件的结构工艺性从塑件的测绘图和三维造型可以看出塑件外部的结构形状比较规则，除有几个小锥度圆台外，其他都是平面，几乎没有复杂曲面，但塑件有很多薄的加强筋。3）拔模斜度由于塑件冷却后产生收缩，会使塑件紧紧地包住模具型芯、型腔中突出的部分，为了使塑件易于从模具内脱出，在设计时必须保证塑件的内外壁具有足够的脱模斜度。由于目前还没有比较精确的脱模斜度计算公式，在选择脱模斜度时，主要还是参照经验数据，根据ABS材料的性质在设计中选用25的拔模斜度。4）分模零件材料为ABS，其收缩率为0，取其平均收缩率为计算，设计模具型腔。取塑件内表面为分型面，设计的模具型腔如下图图23图24从加工角度分析，由于塑件有很多宽度为1MM的加强筋，分模后B图中出现了宽1MM的深槽。由于刀具直径大小的限制，这样的狭槽在加工中心上无法进行加工，故需对模具进行改进设计。我们可以把图24中的槽内的孤岛设计成镶块，并在槽内钻孔，模具加工好后把镶块镶在槽内镶块形状如下图图25这样，图24可以设计成如下图图26这样，塑件的两个模具型腔都可以进行数控加工了。3塑件模具的仿真加工31仿真加工以图26的模具加工为例首先打开MASTERCAM，进入主菜单，选择TOOLPATHS,JOBSETUP,进行毛坯设置。根据零件形状，设置10010025的长方形毛坯。如图图31毛坯定义好后，就可以进行加工了。仿真加工需认真设定铣削加工切削参数，主要包括SPINDLE主轴转速，FEEDRATEX、Y向进给，PLUNGE（Z向进给），RETRACT返回，FEEDPLANE进给平面,DEPTH（切削深度），STEPOVER（切削间距）CUTTINGMETHOD（切削方法），MAXROUGHSTEP粗加工切削量，FINISHCUTS精加工切削次数，FINISHSTEP精加工切削量1）铣平面选择FACE命令，然后选择一个窗口，将毛坯包括在内，则出现FACE命令对话如下图图32可以通过单击TOOLPARAMETERS和FACINGPARAMETERS进行操作界面的切换。图33图34以零件上表面为XY平面，各主要参数如下TOOLDIA刀具直径10DEPTH（切削深度）00SPINDLE主轴转速1500STEPOVER（切削间距）75刀具直径FEEDRATEX、Y向进给150CUTTINGMETHOD（切削方法）ZIGZAGPLUNGE（Z向进给）50MAXROUGHSTEP粗加工切削量20RETRACT返回500FINISHCUTS精加工切削次数1FINISHSTEP精加工切削量05定义完后，点击OK，则系统会进行加工，生成刀具路径。点击OPERATION命令，会出现如下图对话框图35选中模型树中的FACING选项，点击VERIFY,则系统会自动进行加工仿真。其加工结果如下图图36在完成加工以后，要得到CNC控制器可以解读的NC码需进行后处理。在操作管理器中单击POST按钮，可以自动生成加工程序。程序如下O0000N100G21G21表示公制单位N102G0G17G40G49G80G90TOOL1DIAOFF1LEN1DIA10N104T1M6选择一号刀具N106G0G90G54X61Y49998A0S1500M3转速1500主轴正转N108G43H1Z50选择一号刀补N110Z15N112G1Z35F100直线插补F100N114X56F100N370G0Z50加工完毕,快速返回Z50N372M5程序结束N374G91G28Z0返回参考点N376G28X0Y0A0N378M302）铣中间凸台选择POCKET命令。选ENDMILL（平铣刀）以零件上表面为XY平面，各主要参数如下TOOLDIA刀具直径10DEPTH（切削深度）66SPINDLE主轴转速1500STEPOVER（切削间距）75刀具直径FEEDRATEX、Y向进给150CUTTINGMETHOD（切削方法）CONSTANTOVERLPLUNGE（Z向进给）50MAXROUGHSTEP粗加工切削量20RETRACT返回500FINISHCUTS精加工切削次数10FINISHSTEP精加工切削量05定义好参数后，就可以进行加工模拟，其加工结果如下图图373）铣凹槽选择POCKET命令，选择ENDMILL（平铣刀）以零件上表面为XY平面，各主要参数如下TOOLDIA刀具直径4DEPTH（切削深度）66SPINDLE主轴转速1500STEPOVER（切削间距）75刀具直径FEEDRATEX、Y向进给150CUTTINGMETHOD（切削方法）CONSTANTOVERLPLUNGE（Z向进给）50MAXROUGHSTEP粗加工切削量10RETRACT返回500FINISHCUTS精加工切削次数10FINISHSTEP精加工切削量05图384）铣筋槽选择COUTER命令，选择ENDMILL（平铣刀）以零件上表面为XY平面，各主要参数如下TOOLDIA刀具直径2DEPTH（切削深度）25SPINDLE主轴转速1500STEPOVER（切削间距）FEEDRATEX、Y向进给150CUTTINGMETHOD（切削方法）CONSTANTOVERLPLUNGE（Z向进给）50MAXROUGHSTEP粗加工切削量10RETRACT返回500FINISHCUTS精加工切削次数10FINISHSTEP精加工切削量05定义好参数后，就可以进行加工模拟，其加工结果如下图图395）钻孔选择DRILL命令，选择DRILL（钻头）以零件上表面为XY平面，各主要参数如下TOOLDIA刀具直径4DEPTH（切削深度）126SPINDLE主轴转速3500STEPOVER（切削间距）FEEDRATEX、Y向进给50CUTTINGMETHOD（切削方法）CONSTANTOVERLPLUNGE（Z向进给）50MAXROUGHSTEP粗加工切削量10RETRACT返回500FINISHCUTS精加工切削次数10FINISHSTEP精加工切削量05定义好参数后，就可以进行加工模拟，其加工结果如下图图3106）铣斜孔1选择POCKET命令，选择ENDMILL平铣刀）以零件上表面为XY平面，各主要参数如下TOOLDIA刀具直径4DEPTH（切削深度）126SPINDLE主轴转速3500STEPOVER（切削间距）FEEDRATEX、Y向进给50CUTTINGMETHOD（切削方法）CONSTANTOVERLPLUNGE（Z向进给）50MAXROUGHSTEP粗加工切削量01RETRACT返回500FINISHCUTS精加工切削次数2FINISHSTEP精加工切削量005定义好参数后，就可以进行加工模拟，其加工结果如下图图3117）铣斜孔2选择POCKET命令，选择ENDMILL平铣刀）以零件上表面为XY平面，各主要参数如下TOOLDIA刀具直径2DEPTH（切削深度）126SPINDLE主轴转速3500STEPOVER（切削间距）FEEDRATEX、Y向进给50CUTTINGMETHOD（切削方法）CONSTANTOVERLPLUNGE（Z向进给）50MAXROUGHSTEP粗加工切削量01RETRACT返回500FINISHCUTS精加工切削次数20FINISHSTEP精加工切削量005定义好参数后，就可以进行加工模拟，其加工结果如下图图312至此，模具型腔一的一面已经加工完成，下面进行浇注口的加工，需重新装夹，在仿真加工中，需重新定义毛坯，其过程同上。其加工结果如下图图313模具型腔二的加工过程与模具型腔一的加工过程基本相同，这里不再赘述，其加工结果如下图图314使用MASTERCAM进行自动加工，系统会根据零件形状,自动计算刀具的轨迹点。在定义刀具路径时，应该根据零件的外形，选择合理的刀具路径。在仿真加工时，即使其他参数完全一致，如果走刀方式不同，也会使加工结果不同。32加工后处理要得到CNC控制器可以解读的NC码需进行后处理。在操作管理器中单击PO按钮，弹出下图对话框图315选中SAVENCFILE,单击OK即可。4塑件模具的加工模具制造中常有很多零件需采用数控设备进行加工。因此，无论是手工编程，还是自动编程，在数控编程之前均需对所加工的零件进行全面的工艺分析。若工艺分析不周全，往往会造成工艺设计不合理，从而引起编程工作反复，使工作量成倍增加，严重时甚至造成数控加工出错，导致模具报废。因此，合理的工艺分析是保证正确编程的依据。4数控加工工艺的一般原则411图样尺寸的标注一般情况下，尺寸标注时因较多的考虑装配因素，常采用分散尺寸标注法，但这样常常回给数控加工工序安排带来很多不便。由于数控加工精度及重复定位精度均较高，不会产生较大的误差影响使用性能，因此对数控编程的模具零件图，将局部尺寸分散标注改为已同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。这样既便于编程又利于尺寸间的相互协调，还便于设计基准、工艺基准、检测基准与编程原点（或编程基准点）保持一致。412编程原点的选择编程原点通常作为编程坐标的起始点和终点，它的正确选择将直接影响模具零件的加工精度和坐标尺寸计算的难易程度1编程原点因尽可能与图样上的尺寸基准相重合。例如以孔定位的零件，应以孔的中心作为编程原点。加工路线是封闭形式时，因在精度要求较高的表面选择编程原点（或加工其始点）2编程原点的选择因有利于编程和数值的计算。3编程原点应容易找出，测量位置较方便4编程原点所引起的加工误差最小413模具加工的特殊工艺要求普遍性的零件结构工艺性同样适用与数控加工，此外，结合模具制造和数控加工的工艺特点，应注意零件的型腔和外形应尽量采用同类的几何型体和统一的尺寸，尤其是加工转角处的凹圆弧半径，最好采用统一的尺寸，已减少刀具品种和换刀次数，便于编程，有利于提高生产效率。应采用统一的定位基准。数控加工中若没有统一的定位基准，会因零件的重新安装而引起加工后两个面上的轮廓位置及尺寸不协调，生成较多的误差。避免造成欠切削和过切削现象。用铣刀内外轮廓时，刀具的切入点和切出点应选在零件轮廓几何参数交点处，并选择合适的切入和切出方向。零件内模转角处的圆角半径不宜过小，底面与侧径间的圆角半径不宜过大。4工艺分析41模具的工艺性审查1）模具的结构特点模具A（见图23，零件图见附图）。该模具与塑件的外表面结合，有很高的精度要求。主要加工的部分为较小的凸台，但凸台的形状较为规则。模具B（见图24，零件图见附图）。该模具与塑件的内表面结合，精度要求相对较低。主要加工部分为槽和圆孔。2）主要技术要求零件图上的主要技术要求有1、淬火处理4347HRC；2、锐角去毛倒钝；3、未注拔模斜度253）零件材料零件的材料为45钢，可以通过淬火处理来获得所需的机械和力学性能。42模具加工参数的设定1）毛坯选择（1）考虑到零件所需的性能，选用锻件作毛坯。（2）确定毛坯的形状、尺寸选用45钢锻件10210221（MM）。2）基准选择加工中心要求工序集中，能在一次装夹内完成的加工尽量在一次装夹内完成，这样可以降低由于基准不重合而导致的基准不重合度误差。根据对工件的加工的初步分析在毛坯的初次装夹后可以完成加工，故选用毛坯的初始轮廓面为装夹基准。3）确定零件的安装方法和夹具选择在确定零件的装夹方法时,应注意减少次数,尽可能做到一次装夹后能加工出全部待加工表面,以充分发挥数控机床的功能。夹具选择必须力求其结构简单,装卸零件迅速,安装准确可靠。此零件的加工，根据其方形形状，采用平口钳作为夹具即可。4）确定程序原点和换刀点确定程序原点和换刀点的确定为了提高零件的加工精度,程序原点应尽量选在零件的设计基准和工艺基准上。例如以孔定位的零件,以孔的中心作为原点较为合适。程序原点还可选在两垂直平面的交线上,不论是用已知直径的铣刀,还是用标准心棒加塞尺或是用测头都可以很方便地找到这一交线。换刀点是为带刀库的加工中心而设定的。为了防止换刀时刀具与工件或夹具发生碰撞,换刀点应设在被加工零件的外面。针对此零件的加工，选择零件的上表面左下点为坐标原点。5）工件坐标系的设定FANUC立式加工中心可以设定多个坐标系，并将坐标值输入加工中心，然后使用调用设定的坐标系，简化编程。423拟订加工工艺路线见附件工艺过程卡43手工编程手工编程应该综合考虑加工精度的要求、机床实际加工能力、刀具的大小、切削用量的合理选择431确定加工路线的原则与简易方法确定加工路线在确定走刀路线时,应使数值计算简单,程序段少,以减少程序工作量。为了发挥数控机床的作用,应使加工路线最短,减少空走刀时间。对于点位控制的机床,定位精度要求较高,所以定位过程尽可能快。在编程过程中可以充分利用AUTOCAD软件的优点进行编程的辅助。通过精确的绘制零件的二维工程图，然后利用AUTOCAD中的OFFSET命令根据刀具的直径大小将轮廓线偏置一距离，确定刀具的轨迹点的坐标值，从而方便编程。如下例图41如图加工深度为66的槽，槽的圆角半径为R2MM，选择直径为4MM的平铣刀，利用AUTOCAD的OFFSET命令，将槽的四条边分别向里偏置2MM作为刀具的路径，再将槽内左边的线向右偏置35MM刀具直径为4MM,保证一定的重叠量，这样可绘制出加工路线，然后利用AUTOCAD的标注尺寸命令，将路线的各个转折点的坐标标出，作为刀具的轨迹转折点，这样可以方便的进行编程。编制程序如下N0080T01M98P9000N0090G00G90G54X6505Y361N0100G43Z100H01N0110S800M03N0110G00Z5N01200116N0130G01Z01F100N0130X6155Y361N0140X6155Y639N0150X7005Y639N0160X6505Y6505N0170X6505Y6004N0180X6755Y361N0190G00Z10N012001011N0130IF01GT671GOTO0130N0140G00Z100N0150M30432宏程序的使用虽然子程序在编制相同加工操作的程序时可以简化编程，但宏程序由于允许使用变量、算术和逻辑运算及条件转移，使得编制相同加工操作的程序更方便，更容易。如上图铣削深66MM的槽，编程时只需第一层的加工程序，使用变量表示Z方向的切削深度，并用表示切削深度的变化，这样可以通过判断语句和循环语句方便地实现指定的切削深度。433合理划分程序块手工编程是一项非常烦琐的工作，编程时一个数据的错误就可能导致加工的出错。由于数控加工一个是按照程序高自动化进行的过程。因此，编程时应该合理的按照工序把程序划分为若干个程序块，每个程序块包括几个较为集中工序，这样分块进行编程加工，即有利于编程，又有利于程序的校验。手工程序见附件434手工程序和自动程序的比较1）从程序的简易程度看一个很直观的事实就是手工编制的程序要比自动生成的程序简便得多，手工编程由于融入了编程人员思想，在某些问题上会处理得更合理。2）从使用的程序指令看自动编程所形成的加工轨迹，是完全按照模具的形状，确定加工轨迹点的，很少利用简化编程的指令。它充分利用计算机强大的计算功能，来确定轨迹点的坐标值，而且能近似到微米级的精度。手工编程，在很多时候，可以利用宏指令，循环语句、判断语句来简化编程，程序中的套用要比自动程序多得多，这也是手工编程很简便一个重要原因。3）从程序产生过程看利用仿真系统形成自动加工程序，所需要计算量很小，但必须要对所加工的零件进行精确的三维造型。而手工编程，则需要进行大量的复杂的、烦琐的计算，必须借助必要的工具来确定每一个轨迹转折点的坐标，很容易出错，有时甚至会因为一个数据的计算错误，或者是因为一时的疏忽而给整个加工带来无法挽回的后果。这种错误在加工复杂零件时更为突出。4）从加工结果看虽然自动生成的加工程序很复杂，也很烦琐，甚至有很多加工轨迹点是人为无法想象和确定的，但由于计算机强大的计算功能和高准确的计算结果，使得自动生成的加工程序其加工结果要比手工编程的加工结果精确得多，尤其是在加工一些复杂形状的工件时。44加工1）加工前，先根据零件的形状大小，确定装夹方式。我选择平口钳作为装夹工具。将平口钳放于机床工作台上，用百分表将钳口拉成直线，再用两个螺栓将平口钳固定。将等高块置于钳口内，把工件放在等高块上，夹紧工件。将工件的基准边用立铣刀切直。2）确定基准先将标准棒装在主轴上，将标准棒移至基准边的左外侧并使标准棒的端面低于工件上平面10MM左右，用标准块在工件侧边与标准棒之间进行测量，使间距刚好为标准块的宽度。如图所示图42记下此时机床的X轴机械坐标，计算工件的X轴零点位置。计算公式如下X轴工件坐标X轴机械坐标标准棒直径/2标准块宽度Y轴工件坐标依此类推可得Y轴工件坐标Y轴机械坐标标准棒直径/2标准块宽度将标准棒移到工件上表面，测量方法如上，公式如下Z轴工件坐标Z轴机械坐标标准棒长度标准块宽度将计算结果输入机床。3）装夹刀具并确定刀具长度将准备好的刀具一一装入刀库，并将刀具长度值按编号输入机床，以便加工时直接调用刀具的长度补偿值。4）再将编好的程序输入机床，检查无误后即可进行自动加工。我们利用手工编制的程序在FANUCXH713A型立式加工中心进行了加工，结果如下图图43上面的白色塑料制品为塑件插座，下面两个是在加工中心上加工出来的塑件的模具型腔图。5塑件模具编程、加工中出现的问题及解决方案模具加工好后，对其加工结果进行测量分析。由于数控加工的精度较高，其尺寸误差较小，基本符合要求。存在的主要问题是51铣削曲线轮廓时的过切与刀痕铣削曲线轮廓的直接入刀会引起过切。因此必须采用刀具半径补偿，找到合的入刀点是关键。从曲线入刀点法向入刀可有效防止曲线的过切，但从法向入刀，曲线入刀点易出现一个刀痕，可采用近似方式从曲线切向入刀。如图51铣削圆孔时，铣刀从工件中心起刀，向下到B点。从B点开始铣圆，铣刀运动一周，铣整园再回到B点，从B点向上退刀到起刀点，由于铣刀在B点停留时间较长会在B点产生明显的到痕。为避免刀痕，常使用切入圆弧和切出圆弧。如图52图51图52切入、切出圆弧小于并接近于圆弧半径，刀点从工件中心起刀到切入圆弧的起刀点A，沿切入圆弧铣削到B点，从B点开始铣削整圆再回到B点，从B点沿切出圆弧回到切出圆弧的终点C，回到工件中心。当使用圆台时可使用与圆相切的切入、切出直线段。52铣削曲线轮廓时的少切加工时数据起点和终点不闭合，以至进刀和退刀时刀具位置不重合，造成少切。解决少切的关键是使数据曲线闭合，为消除切痕，超过曲线上实际切入点再退刀。53采用双变量铣削锥槽时产生阶梯形刀痕如图51现需铣45度锥槽，采用2MM铣刀，水平方向变量每和竖直方向变量每次都进给1MM，原本需得到的是AF直线，但实际结果却铣成ABCDE的阶梯形。如果改变水平方向和竖直方向进给量，如每次025MM,则其形状就更加接近直线。由于刀具原因，这种情况是不可避免的。但我们可以通过缩小变量的进给值来无限的逼近，加工完后，再进行其他处理。图5354其它常见问题1数控加工中忽视粗、精加工分开的原则。应按先粗后精的原则划分工序减少粗加工变形对精加工的影响。2精加工时，因适当调整加紧力，合理选用刀具，以保证加工精度。3换刀位置不当引起碰撞。换刀位置离工件较近，极可能发生刀具与工件或机床部件的碰撞。因此，换刀点的设定因以刀架转位时不碰撞工件和机床上的其他部件为准则。4刀具快进时，与工件发生碰撞。这种情况的放生通常是由于刀具在水平方快速移动，而发生与工件的碰撞，而且很多时候是在加工已经完成而回刀时。因此为防止发生这种现象，应该在程序的结尾加一句Z方向的回刀。6结