毕业设计(论文)范本自动编程

摘要数控机床是机、电、液、气、光高度一体化的产品。要实现对机床的控制，需要用几何信息描述刀具和工件间的相对运动以及用工艺信息来描述机床加工必须具备的一些工艺参数。例如进给速度、主轴转速、主轴正反转、换刀、冷却液的开关等。这些信息按一定的格式形成加工文件即正常说的数控加工程序存放在信息载体上如磁盘、穿孔纸带、磁带等，然后由机床上的数控系统读入或直接通过数控系统的键盘输入，或通过通信方式输入，通过对其译码，从而使机床动作和加工零件现代数控机床是机电一体化的典型产品,是新一代生产技术、计算机集成制造系统等的技术基础。数控加工中心是带有刀库和自动换刀装置的数控机床。其特点是数控系统能控制机床自动地更换刀具，连续地对工件各加工表面自动进行钻削、扩孔、铰孔、镗孔、攻丝、铣削等多种工序的加工，工序高度集中。加工中心是一种加工功能很强的数控机床，主要加工方式为铣削方式目前，加工中心的加工对象一般主要适用于加工形状复杂、工序多、精度要求高的工件。在数控加工中心上加工的绝大多数零件属于平面类零件。平面类零件的特点是，各个加工单元面是平面，或可以展开成为平面，平面类零件是数控铣削加工对象中最简单的一类，一般只须用3坐标数控铣床的两坐标联动就可以把它们加工出来。本文主要介绍了数控加工中心加工的特点，在钢件上的应用，加工平面类零件的加工工艺，程序编程。关键词数控加工中心，钢件的加工工艺，MASTERCOM目录第一章绪论3第二章零件设计绘制521MASTERCOM91的概述522零件图绘制的主要步骤5第三章零件加工工艺分析和刀具路径1031加工零件的图形1032加工零件的机床1033零件的工艺分析和刀具选择11331工件材料11332工艺设计11333加工工艺卡片11334刀具选择及参数设定12第四章程序编制2141MASTERCOM系统简介1842MASTERCOM执行后的程序18附录A加工工艺卡片附录B钻孔加工中心的保养周期和操作规程参考文献致谢第一章绪论11数控加工中心的概述本文所采用的加工中心是小型加工中心，主要应用在木工加工上。它具有以下功能优势本款机型的各项机械、电器部件均为国际顶尖产品。如德国的真空系统及传动系统、日本的伺服驱动系统，意大利原装进口主轴。斗笠式自动换刀系统、刀库容量10支，换刀时间仅需8秒。双轨双边传动机台，属重切削型加工机型。雷射光幕安全装置，可提供加工时的安全防护。台面真空吸附可分成三个不同真空区，以利一边加工，另一边可换料。整板加工不需再锯切，即可上线切削，可省略模具的制作。空程速度可达60米/分以上。本机适合多元化复杂性产品加工或多样加工机型。较适合生产项目橱柜门、实木门、电脑桌、板式家俱等。12数控加工的特点数控加工与普通机床加工相比，在许多方面遵循基本一致的原则，在使用方法上也有很多相似之处。但由于数控机床本身自动化程度较高，设备费用高，设备功能强，使数控加工相应形成几个特点。（1）自动化程度高在数控机床上加工零件时，除了手工装卸工件外，全部加工过程都由机床自动完成。在柔性制造系统上，上下料、检测、诊断、对刀、传输、管理等也都由机床自动完成，这样减轻操作者的劳动强度，改善了劳动条件。（2）柔性加工程度高在数控机床上加工零件时，主要取决于加工程序。它与普通机床不同，不必制造更换许多工具、夹具等，一般不需要很复杂的工艺装备，也不需要经常重新调整机床就可以通过编程把形状复杂和精度要求较高的工件加工出来。因此，能大大缩短产品研制周期，给产品的改型改进和产品研制开发提供了捷径。（3）加工精度高，加工质量稳定数控机床本身具有很高的定位精度，机床的传动系统与机床的结构具有很高的刚度和热稳定性。通常数控加工的尺寸精度在0005001之间，目前最高的尺寸精度可达00015。提高了同批零件尺寸的一致性，使产品质量保持稳定。（4）生产效率高在一次装夹中能完成较多表面的加工，因此省去了划线多次装夹检测等工序，另外数控机床可以达到较高的运动速度。提高了生产率。（5）良好的经济效益改变数控机床加工对象时，只需重新编写程序，不需要制造、更换工具和模具，更不需要更新机床，节省工艺装备费用。又因为加工精度高、质量稳定、废品率低，使生产成本下降、生产率提高，所以能够获得良好的经济效益13数控技术的发展趋势随着数控技术的发展，数控车床的工艺和工序将更加复合化和集中化。即把各种工序（如车、铣、钻等）都集中在一台数控车床上来完成。长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。其中，数控机床的精确性和重复性成为用户考虑最多的重要因素。机床向高速化方向发展，可充分发挥现代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。依靠快速、准确的数字量传递技术对高性能的机床执行部件进行高精密度、高响应速度的实时处理，由于采用了新型刀具，车削和铣削的切削速度已达到5000米8000米/分以上；主轴转数在30000转/分有的高达10万转/分以上；工作台的移动速度（进给速度），在分辨率为1微米时，在100米/分（有的到200米/分）以上，在分辨率为01微米时，在24米/分以上；自动换刀速度在1秒以内；小线段插补进给速度达到12米/分。根据高效率、大批量生产需求和电子驱动技术的飞速发展，高速直线电机的推广应用，开发出一批高速、高效的高速响应的数控机床以满足汽车、农机等行业的需求。还由于新产品更新换代周期加快，模具、航空、军事等工业的加工零件不但复杂而且品种增多。从精密加工发展到超精密加工（特高精度加工），是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级（10NM），其应用范围日趋广泛。超精密加工主要包括超精密切削（车、铣）、超精密磨削、超精密研磨抛光以及超精密特种加工（三束加工及微细电火花加工、微细电解加工和各种复合加工等）。随着现代科学技术的发展，对超精密加工技术不断提出了新的要求。新材料及新零件的出现，更高精度要求的提出等都需要超精密加工工艺，发展新型超精密加工机床，完善现代超精密加工技术，以适应现代科技的发展。第二章零件设计绘制21MASTERCOM的概述MASTERCOM是美国CNC公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件。该软件自1984年间问世以来，就以强大的三维造型与加工功能闻名于世。根据国际CAD/CAM领域的权威调查公司CIMDATA,INC的最新数据显示，它的装机量居世界第一。MASTERCOM软件虽然不如工作站级软件功能全及模块多，但具有很大的灵活性。它对硬件的要求不高，且操作简单，易学易懂，能使企业较快地创造效益。MASTERCOM91在以前版本的基础上又增加了很多新的功能和模块，它集二维绘图、三维曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径模拟及真实感模拟等功能于一身。22零件图绘制的主要步骤所需加工的最终零件图为因为编辑程序时只需要导入MASTERCOM图形即可，所以，首先用MASTERCOM软件绘制出所要加工木板零件的二维图形，主要步骤如下双击图标，将MASTERCOM软件打开，按F9快捷键建立坐标系，选择萤幕视角为俯视，构图面为俯视,完成选择。选择次菜单中的“回主功能表”命令回主菜单。选择“绘图”|“矩形”|“一点”，在对话框输入宽度为145，高度为80，选择居中，按确定，定位在原点。再次选择“回主功能表”命令回菜单。选择“绘图”|“下一页”|“椭圆”，在对话框输入X轴半径为725，Y轴半径为15，起始角度为0，终止角度为180的椭圆，定位在矩形的线宽的“中点”上。再利用镜像，选择椭圆选择“执行”后选择复制。在利用删除把矩形的宽删掉。相关的绘图命令（如图所示。选择次菜单中的“回主功能表”命令回主菜单。选择“绘图”|“圆弧”|“点半径圆”输入半径为20，定位在（45，0）。同理再绘制1个R110的圆。定位在（45，0）。回菜单后选择“绘图”|“直线”|“极坐标线”输入坐标（45，0），角度为30，线长为100的直线。选择“回主功能表”命令回主菜单。选择“绘图”|“圆弧”|“切弧”|“切两物体”输入半径为2717，选择R20的圆弧和直线为图素，选择一切弧。同理绘制R110的圆弧与直线为图素，半径为10的切弧。在利用“修剪延伸”|“三个物体”对圆弧进行修剪，选择所要的图形。对修剪后的图形进行镜像。选择次菜单中的“回主功能表”命令回主菜单。选择“转换”|“串联补正”|“串联”选择绘制的图形|“执行”距离改为092（如图所示。选择次菜单中的“回主功能表”命令回主菜单。回菜单后选择“绘图”|“直线”|“极坐标线”输入坐标（30，0），角度为70，线长为80的辅助线。同理绘制角度为110的辅助线。选择“回主功能表”命令回主菜单。在（30，0）绘制R42的辅助圆。在辅助线的交点处绘制2个R55的圆，利用切弧绘制R475和R365的切弧，图素为两个R55的圆，再进行修剪，对修剪后的图形进行镜像（如图所示。选择次菜单中的“回主功能表”命令回主菜单。回菜单后选择“绘图”|“圆弧”|“点半径圆”输入半径为10，定位在（18，23）和（18，23）各一个圆弧。做为攻螺纹的外径。（如图所示）选择次菜单中的“回主功能表”命令回主菜单。选择“绘图”|“圆弧”|“点半径圆”输入半径为13，定位在（32，0）。同理绘制半径为2558的圆，定位在（32，0）。（如图所示）到此，所需加工的零件MASTERCOM图就绘制完毕。第三章零件加工工艺分析和刀具路径31加工零件的图形注意一定要标明零件中不同的图层。32加工零件的机床工件为板类零件外轮廓的加工，平面加工量较大，还有孔的加工所以要选择数控加工中心加工这个零件主要是铣轮廓，钻孔，故使用数控铣床亦可，一般的FANUC机床都可以加工该产品。33零件的工艺分析和刀具安装331工件材料加工薄壁凸台，椭圆型腔，通孔、镗孔、螺纹孔，加工零件材料为45钢。332工艺设计1、工艺分析（1）图形结构分析如图所示工件，外轮廓由圆弧组成，有2个M106H的通孔螺纹内轮廓由圆弧和直线组成，内轮廓内有镗孔（2）毛坯余量分析毛坯尺寸为150MMX120MMX26MM,（3）结构工艺性分析数学模型无曲面重叠现象，曲面有异常的凸起和凹坑。2、工艺方案拟定通过查阅数控加工工艺教科书，得出各表面的加工方案如下工件表面25的铣刀铣外轮廓及中间异型的外轮廓24的平刀铣型铣左边对称型腔及中间异型的型腔9及3平刀铣型点中心钻210的孔和255镗孔的孔4MM中心钻钻255的孔23MM钻头钻10的孔85MM钻头攻2个M106H的通孔螺纹10MM右牙刀扩孔14MM平刀镗孔25MM镗刀3、零件加工工序分析数控加工工序分两道第一道工序铣平面。第二道工序铣削加工外轮廓。第三道工序铣削加工型腔。第四道工序点中心。第五道工序攻螺纹。第六道工序扩孔。第七道工序镗孔。4、定位元件的选择根据工件的加工要求，吸盘定位，比较合理。可以看出工件只有厚度、平面度和垂直度要求较高，并不需要限制工件的全部自由度，只要限制X，Y方向的旋转和Z轴的移动，所以我们选择不完全定位原理。板料底面约束工件Z轴移动X、Y轴旋转三个自由度。X轴移动作为对刀自由度。综上所述，定位元件我选择了真空泵。333加工工艺卡片见附录A334刀具选择根据加工要求，首先要设定工件，选择次菜单中的“回主功能表”命令回主菜单，选择“刀具路径”|“工件设定”完成对话框设置，按确定。选择“刀具路径”|“面铣”|“执行”，右击选择从刀库里选刀，选择25的平刀，选择面铣加工参数。完成对话框的设置，按确定。选择“刀具路径”|“外型铣削”|“串联”点击椭圆外轮廓|“执行”。右击从刀库里选刀。选择24的平刀，选择外型铣削参数，完成对话框的设置，按确定。实体切削验证为选择“刀具路径”|“外型铣削”|“串联”点击中间薄壁的外轮廓|“执行”。右击从刀库里选刀。选择24的平刀，选择外型铣削参数，完成对话框的设置，按确定。实体切削验证为选择“刀具路径”|“挖槽”|“串联”点击左边对称的型腔|“执行”。右击从刀库里选刀。选择9的平刀，选择外型铣削参数，粗切精修参数，完成对话框的设置，按确定。实体切削验证为选择“刀具路径”|“挖槽”|“串联”点击中间薄壁的内轮廓和R13的圆|“执行”右击从刀库里选刀。选择3的平刀，选择外型铣削参数，粗切精修参数，把深度改为8，其余跟上述一样。完成对话框的设置，按确定。实体切削验证为选择“刀具路径”|“钻孔”选择两个M10的螺纹孔和2558的镗孔|“执行”|“执行”|右击从刀库里选刀。选择4的中心钻，选择深孔钻无啄钻，完成对话框的设置，按确定。选择“刀具路径”|“钻孔”选择两个M10的螺纹孔|“执行”|“执行”|右击从刀库里选刀。选择9的麻花钻，选择深孔钻无啄钻，把深度改为29，其余跟上述一样。完成对话框的设置，同理选择10的右牙刀，选择深孔钻无啄钻，完成对话框设定。按确定。实体切削图选择“刀具路径”|“钻孔”选择2558的镗孔|“执行”|“执行”|右击从刀库里选刀。选择23的麻花钻，选择深孔钻无啄钻，完成对话框的设置，按确定。选择“刀具路径”|“挖槽”|“串联”点击2558的镗孔|“执行”。右击从刀库里选刀。选择14的平刀，选择外型铣削参数，粗切精修参数，完成对话框的设置，选择“刀具路径”|“钻孔”选择2558的镗孔|“执行”|“执行”|右击从刀库里选刀。选择25的搪杆，选择深孔钻无啄钻，完成对话框的设置，按确定。实体切削图利用球头刀铣削镗孔上的曲面，实体切削图最终为这样工件的走刀路径全部设定完毕。第四章程序编制41MASTERCOM系统简介1三维设计系统完整的曲线功能可设计、编辑复杂的二维、三维空间曲线。还能生成方程曲线。尺寸标注、注释等也很方便。强大的曲面功能采用NURBS、PARAMETRICS等数学模型，有十多种生成曲面方法。还具有曲面修剪、曲面间等（变）半径导圆角、导角、曲面偏置、延伸等编辑功能。崭新的实体功能以PARASOLID为核心，导圆角、抽壳、布尔运算、延伸、修剪等功能都很强。可靠的数据交换功能，可转换的格式包括IGES、SAT（ACISSOLIDS）、DXF、CADL、VDA、STL、DWG、ASCII。并可读取PARASOLID、HPGL、CATIA、PRO/E、STEP等格式的数据文件。2铣床2D加工系统完整三维设计系统。外形铣削外形可以是空间的任意曲线。型腔加工加工方式多达8种以上。提供清角及残料加工功能。可斜线及螺旋式入刀、退刀。容许斜壁及不同高度、斜度的岛屿，可面铣岛屿。实体加工在实体上自动确定加工外形参数。钻孔、镗孔、螺纹加工。可定义刀具库、材料库等。可对刀具路径作图形编辑，可对NC、NCI作修改、平移、旋转、放大、缩小等编辑。可做实体切削模拟。支持4轴加工。可同各种CNC控制器，DNC传输。3铣床25D加工系统完整的三维绘图系统。完整的铣床2D加工系统。刀具路径可投影至斜面、圆锥面、球面及圆筒面。直纹曲面、扫描曲面、旋转面加工方式。单一曲面的粗、精加工。具有程序过滤（FILTER功能。4铣床3D加工系统完整三维设计系统。完整的铣床2D、25D加工系统。多重曲面的粗加工及精加工。等高线加工。环绕等距加工。平行式加工。放射状加工。插拉刀方式加工。投影加工。沿面加工。浅平面及陡斜面加工。G01可过滤为G02、G03并可程式过滤更平稳。4轴、5轴加工5轴侧刃铣削、多曲面五轴端铣加工、5轴铣削曲面上的曲线、5轴钻孔、4轴多曲面加工、沿曲面边界五轴走刀。5车床、铣床复合系统完整三维设计系统。精车、粗车、螺纹加工。径向切槽加工。钻孔、镗孔。C轴加工。可产生切削循环指令。可自定义刀具库及材料库。自动计算刀具补正、过切侦测。6线切割、激光加工系统42MASTERCOM辅助编程用MASTERCOM软件编程的加工步骤选择次菜单中的“回主功能表”命令回主菜单，选择“刀具路径”|“实体管理”弹出如图所示的对话框，选择执行后处理。完成选择后的对话框设置弹出对话框后将文件名该为“执行后程序”，放到桌面后，选择保存后自动出现程序如图图414如果模拟正确，则可以进行加工。确定无误后，点击保存，这样，程序就编辑完成了。附录A数控加工工序卡产品型号8967零件图号XXX机械厂数控加工工序卡片产品名称台面板零件名称材料牌号毛坯种类半成品毛坯外形尺寸2440MM1220MM17MM备注工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间1铣外轮廓加工中心ROVERA330FT工步号工步内容刀具号刀具路径刀具名称进给率（MM/MIN）下刀速率（MM/MIN）提刀速率（MM/MIN）主轴转速（R/MIN）备注1铣外轮廓18外形铣削12MM平刀20000800015000220002345678910编制审核批准共2页第1页数控加工工序卡产品型号8967零件图号XXX机械厂数控加工工序卡片产品名称台面板零件名称材料牌号毛坯种类半成品毛坯外形尺寸2440MM1220MM17MM备注工序号工序名称设备名称设备型号程序编号夹具代号夹具名称冷却液车间2钻孔加工中心ROVERA330FT工步号工步内容刀具号刀具路径刀具名称进给率（MM/MIN）下刀速率（MM/MIN）提刀速率（MM/MIN）主轴转速（R/MIN）备注1钻孔8钻孔86MM钻头30002000400030002345678910编制审核批准共2页第2页附录B钻孔加工中心的保养周期和操作规程以下表格简要地罗列了所有维修手段和执行周期。周期部件操作页数整机清洁油水分滤器检查冷凝水；应排空。轨道清洁每8个工作小时压缩气系统排空冷凝水油水分滤器加满油压缩气系统检查压力每40个工作小时电气箱清洁散热器每40个工作小时润滑滑块（XYZ轴）滚转轴螺母丝杠（YZ轴）指定润滑油的型号MOBILUXEP01在油枪中加满MOBILUXEP0润滑油。2将油枪接到油嘴A并泵入少许油。3同样的操作用于油嘴B的加油。4开机，使钻座转动而油脂分布均匀。钻轴的减速齿轮箱指定润滑油的型号MOBILUXSHC1001在油枪中