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泵盖的数控加工工艺及编程设计,数控,加工,工艺,编程,设计
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*职业技术学院数控技术毕业设计说明书设计题目：泵盖的数控加工工艺及编程学生姓名： 学 号： 指导教师： 专 业： 年 级： 第 19 页 共 19 页目 录引言41.零件图的工艺分析42.制定加工方案和加工工艺53.切削用量的选择64.加工路线65.刀具的选择76.工艺卡片87.数控加工程序的编制10结束语11致谢12参考文献13附录14附录1 零件的实体图及自动编程时的刀具轨迹图14附录2 零件的数控加工程序15摘要本文主要讲述泵盖的数控加工工艺过程及编程，通过利用泵盖的加工来加深对零件的数控加工，从而使我们能更好的更熟练的掌握数控编程，并把加工零件的全部工艺过程、工艺参数等，以代码的方式记录在控制介质上，用控制介质上的信息来控制机床，实现零件的全部加工过程。关键词数控技术 加工工艺 刀具 工艺卡片泵盖的数控加工工艺及编程引言数控技术是自动工业化的一门基础技术，随着社会生存和科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，人们对机械产品的质量和生产率也提出了越来越高的要求，尤其是航空航天、军事、造船等领域所需要的零件，精度要求越来越高，形状也越来越复杂，这些零件用普通机床是难以加工的。数控机床是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的机床，或者说是装备了数控系统的机床。它是一种技术密集度及自动化程度很高的几点一体化加工设备，是数控技术与机床的相结合产物。数控加工则是根据被加工零件的图样和工艺要求，编制出以数码表示的程序，输入到机床的数控装置或控制计算机中，以控制工件和工具的相对运动，使之加工出合格零件的方法。在数控加工过程中，如果数控机床是硬件的话，数控工艺和数控程序就相当于软件，两者缺一不可。数控加工工艺是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善的一种应用技术。实现数控加工，编程是关键。编程前必须要做好必要的准备工作，编程后还要进行必要的善后处理工作。严格来说，数控编程也属于数控加工工艺的范畴。本课题对泵盖零件的加工过程进行分析，从而使得自己对数控加工有更深刻的理解。由于数控机床的加工工艺与普通机床的加工工艺有许多相同之处，加之数控加工的工艺路线不是指从毛坯到成品的整个工艺过程，而仅是穿插于零件整个加工艺过程中的几道数控加工工艺过程的具体描述。下面我们来对泵盖零件的数控加工进行系统化的分析。1.零件图的工艺分析零件图的工艺分析，是指对所设计的零件在满足使用要求的前提下进行制造的可行性和经济性分析。它包括零件的铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削加工工艺性能分析等。当制定机械加工工艺规程时，主要进行零件切削加工工艺性能分析。图1所示图形为本题论述的图形（泵盖），该零件毛坯为170mm110mm30mm。其形状特征主要由平面、外轮廓及孔系组成。其中32H7mm、12H7mm、和26H8四个孔的表面粗糙度要求较高，为1.6um；32H7mm内孔表面对A面有垂直度要求，上表面对A有平行度要求。其材料为铸铁，切削性能较好。根据上述分析，上述4个孔的粗、精加工需要分开进行，并保证表面粗糙度要求。同时应提高装夹刚度以满足32H7mm内孔表面的垂直度要求。图1 泵盖零件图2.制定加工方案和加工工艺（1）加工方法的选择该零件的上、下两表面的粗糙度为3.2，可选择粗铣到精铣的方案。孔加工方法的选择 孔加工前，便于钻头找正，先用中心钻加工中心孔，然后再钻孔。内孔表面的加工方案在很大程度上取决于内孔表面本身的尺寸精度和粗糙度。对于精度要求特别高、粗糙度值较小的表面，一般不能一次加工到规定尺寸，而要划分阶段逐步进行。该零件孔系加工方案的选择如下。A.32H7mm孔，表面粗糙度为1.6um，选择“钻粗镗精镗”。B.12H7mm孔，表面粗糙度为1.6um，选择“钻粗铰精铰”。C.6-7mm孔，表面粗糙度为3.2um，无尺寸公差要求，选择“钻铰”方案。D.2-6H8mm孔，表面粗糙度为1.6um，选择“钻粗铰精铰”方案。E.18mm孔和6-10mm孔，表面粗糙度为12.5um，无尺寸公差要求，选择“钻孔唿孔”。F.螺纹孔2-M16H7，采用先钻底孔后攻螺纹的加工方法。（2）加工工艺数控机床的加工方案包括制定工序、工步及先后顺序和进给路线等内容。在数控机床的加工过程中，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化，加上材料、批量等多方面因素的影响，在对具体零件制定加工方案时，应对具体零件制定加工方案时，应具体分析并区别对待，灵活处理。只有这样，才能使得加工方案合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。常用加工方案有：先粗后精 这是数控机床与普通机床都采用的方案，目的是为了提高生产效率并为保证零件的精加工质量做准备。主要过程是先安排较大切削深度及进给量的粗加工工序，以便在较短的时间内将精加工前的大量余量去除。先内后外 对于车、铣及线切割机床加工特别适宜先内后外的加工方法。对既要加工内又要加工外形表面的3.切削用量的选择该零件材料切削性能较好，铣削平面、台阶面及轮廓时，留0.5mm精加工余量；精镗孔加工余量留0.2mm，精铰留0.1mm余量。选择主轴转速与进给速度时，查询切削用量手册，确定切削速度和进给量，然后计算进给速度和主轴转速。以下是计算过程。（1）钻削加工背吃刀量=4.25mm、主轴转速S=750r/min、进给速度=110mm/min。（2）12mm铣削用量主轴转速取Vc=20m/min，（r/min），取S=600。进给速度铣刀为3刃铣刀，=0.005Dc=0.00512=0.06mm/min，取Vf=110mm/min。（3）镗削用量主轴转速取Vc=150m/min，（r/min），取1500。进给速度取镗削时的进给量为0.05mm/r，Vf=fS=0.051500=75mm/min。4.加工路线合理的加工路线不仅能够加工出合格的产品，同时也能使数控机床得到合理的应用和充分的发挥，但要达到这个目的必须实现两个原则：一、保证精度原则；二、提高生产效率原则。按照基面先行、先面后孔、先粗后精的原则确定加工顺序，详见泵盖的数控加工工序卡，外轮廓加工采用顺铣方式，刀具严切线方向切入切出。先用平口钳装夹，粗、精铣A面；再以A面为基准粗、精铣上表面；再加工两大孔；最后以两大孔和A面定位，用螺栓通过两大孔压紧，加工台阶面、外轮廓、小空隙。5.刀具的选择合理的选择数控加工的刀具、夹具，是工艺处理工作中的重要内容，在数控加工中产品的加工质量和劳动生产率在很大程度上将受到刀具、夹具的制约，虽其大多数刀具、夹具与普通加工中所用的刀具、夹具基本相同，但对一些工艺难度较大或其轮廓、形状等方面较特殊的零件加工，所选用的刀具、夹具必须具有较高要求，或需做进一步的特殊处理，以满足数控加工的需求。一般优先采用标准刀具，必要的时候可以采用各种提高生产率的复合刀具及其他一些专用刀具。此外，应结合实际情况，尽可能选用各种先进刀具，如可转位刀具、整体硬质合金刀具、陶瓷涂层刀具等。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工需求，刀具材料应与工件材料相适应。数控加工所用的刀具在刀具性能上应高于普通加工中所用的刀具。所以选择数控加工刀具时，还应考虑以下几个方面：切削性能好 数控加工能采用大的背吃刀量和高进给速度，刀具必须要有能够承受高速切削和强力切削的性能。同时，同一批刀具在切削性能和刀具寿命方面一定要稳定，以便实现按刀具寿命换刀或由数控系统对刀具寿命进行管理。精度高 为适应数控加工的高精度和自动换刀等要求，刀具必须具有较高的精度，如有的整体式立铣刀的径向尺寸精度达到0.005mm等。可靠性高 要保证数控加工中不会发生刀具意外损伤及潜在缺陷而影响到加工的顺利进行，要求刀具及与之组合的附件必须具有很好的可靠性及较强的适应性。耐用度高 数控加工的刀具，不论在粗加工或精加工中，都应具有比普通机床加工所用刀具更高的耐用度，以尽量减少更换或修磨刀具及对刀次数，从而提高数控机床的加工效率及保证加工质量。断屑及排屑性能好 数控加工中，断屑和排屑不像普通机床加工那样，能及时由人工处理，切屑易缠在刀具和工件上，会损坏刀具和划上工件上已加工表面，甚至会发生伤人和设备事故，影响加工质量和机床的顺利、安全，所以要求刀具应具有较好的断屑和排屑性能。综上所述，零件上、下表面加工时采用端铣刀加工，根据工件的宽度选择端铣刀直径，使得铣刀工作时有合理的切入/切出角；切铣刀直径应尽量包容整个工件加工宽度，以提高加工精度和效率，并减少相邻两次进给之间的接刀痕。台阶面和轮廓采用立铣刀加工，铣刀半径R受轮廓最小曲率半径限制，取R=6mm。孔加工各工步刀具直径根据加工余量和孔径确定。该零件的具体使用刀具请参见泵盖的数控加工刀具卡片。表1 泵盖的数控加工刀具卡片零件名称泵盖序号刀具编号刀具规格和名称数量加工表面1T01125端面铣刀1铣工件的上表面2T0212立铣刀1铣削台阶面和外轮廓3T033中心钻1钻中心孔4T0427钻头1钻32H7底孔5T05内孔镗刀1粗镗、半精镗、精镗32H7内孔6T0611.8钻头1钻12底孔7T0718唿钻1唿18孔8T0812铰刀1铰12孔9T0914钻头1钻M16螺纹底孔10T1090倒角刀1螺纹孔口倒角11T11M16机用丝锥1攻M16螺纹12T126.8钻头1钻7底孔13T1310唿钻1唿10孔14T147铰刀1铰7孔15T155.8钻头1钻6底孔16T166铰刀1铰6孔6.工艺卡片表2 机械加工工艺过程卡（工厂名）综合工艺过程片卡产品名称及型号零 件 名 称泵盖零 件 图 号材 料名 称毛坯种 类零件重量毛重牌 号尺 寸净重性 能每 料 件 数工序号工 序 内 容加工车间设备名称及编号工艺装备名称及编号夹具刀具量具1下料，准备17011030方块2铣下表面机加车间普通铣床平口钳T013铣上表面、钻孔32H7和12H7、攻螺纹M16机加车间数控加工中心平口钳T01、T03、T04、T05、T06、T07、T08、T09、T10、T114铣外轮廓、台阶面、加工孔系机加车间数控加工中心专用夹具T02、T12、T13、T14、T15、T165检验检验室编制抄写校对审核批准表3 数控加工工序卡（工序3）数控加工工序卡片产品名称零件名称零件图号泵盖工序号程序编号夹具名称使用设备车间3O0001平口钳数控加工中心工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速/(r/min)进给速度(mm/min)背吃刀量/mm备注1粗铣上表面，给精加工留余量0.5mm，即保证总厚度为25.5mmT01125端面铣刀6002003自动2精铣上表面，保证厚度25mm，粗糙度3.2um。T01125端面铣刀10001500.5自动3钻32H7、12H7、M16螺纹等孔系的中心孔T033中心钻1200120自动4钻32H7底孔27T0427钻头600120自动5粗镗32H7孔至31.8T05内孔镗刀60080自动6精镗32H7孔至32H7T05内孔镗刀80060自动7钻12底孔11.8T0611.8钻头60080自动8唿孔18T0718唿钻30045自动9铰孔11.8至12H7T0812铰刀20030自动10钻M16螺纹底孔14T0914钻头45060自动11螺纹底孔孔口倒角T1090倒角刀30040自动12攻M16螺纹T11M16机用丝锥100200自动表4 数控加工工序卡片（工序4）数控加工工序卡片产品名称零件名称零件图号泵盖工序号程序编号夹具名称使用设备车间4O0002&O0003平口钳数控加工中心工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速/(r/min)进给速度(mm/min)背吃刀量/mm备注1粗铣外轮廓T0212立铣刀12001503自动2精铣外轮廓T0212立铣刀18001600.5自动3粗铣台阶面及台阶轮廓T0212立铣刀12001503自动4精铣台阶面及台阶轮廓T0212立铣刀18001600.5自动5钻中心孔T033中心钻1200120自动6钻7底孔6.8T126.8钻头100090自动7唿10孔T1310唿钻30045自动8铰7孔T147铰刀20050自动9钻6底孔5.8T155.8钻头80080自动10铰6孔T166铰刀20050自动7.数控加工程序的编制数控编程主要分为手工编程和自动编程两类。本题中既有采用手工编程的地方又采用自动编程的地方。在手工编程中，需要由人工完成对：零件的图样分析，制定工艺方案，画出计算分析图，列算式并计算数值，填写加工程序单等等；在自动编程时，需要绘制出零件的实体图，根据软件自带的轨迹生成处理，编程人员通过轨迹可以自动生成数控程序代码，然后将代码拷贝至机床内，再根据零件的加工工艺，并选择合理的刀具，进行加工即可。本题中的数控加工程序有手工编制部分，也有自动编制部分。对于图中孔系的加工以及平面的铣削采用的是手工编制的方法，而对于零件的外形及台阶面的加工则采用自动编程，这样可以减少编程人员的劳动量。在程序中，将孔系加工的数控程序代码设为主程序，而对于外形及台阶面的程序可编制成子程序的方式，在主程序加工到此部位时进行调用。该题的零件加工程序清单请参见附件。结束语通过此次的毕业设计，使我对加工中心齿轮泵盖的加工过程有了一定的了解，本文的主要目的是对该型号的齿轮泵盖进行工艺分析及编制。当一开始拿到图纸感觉特别繁琐，所以开始的一段时间，我仔细的在图纸上找与自己加工有关的地方，尽量弄明白，搞清楚整个的加工内容及工序，不明白的地方向指导老师和同学们请教，尽量使自己在加工之前把整个图纸内容搞清楚，这样有利于后期的加工。经指导老师和朋友的一些提示让我的思路豁然开朗。这对我的设计工作有很大的推动作用，特别是在齿轮泵盖的工艺分析过程上刘老师更是不断的加以指导和分析，通过老师的悉心指导和自己的认真学习，刻苦分析，查阅相关资料，最终做完了此份毕业设计。根据图纸的具体要求，再结合我以前实际生产的经验，制定出一套加工的详细方案。此次毕业设计对我以后的学习和工作都有很大的帮助，不仅是因为通过设计我学到了很多原本不懂的知识，更是因为在设计中，我们遇到了很多的问题，老师又教会了我许多分析问题、解决问题的方法，这些经历将是我今后的人生道路上的助推剂。致谢经过一个多月的研究分析，我的毕业设计泵盖的数控加工工艺及编程一文终于完成。作为一名数控专业的毕业生，由于本专业的特殊性，在设计过程中，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有刘老师的指导，以及身边朋友们的帮助，想靠一己之力完成此次设计是相当困难的。首先，想刘老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。从最初的选题到中后期修改，再到最后定稿，刘老师一直给我提供了许多宝贵的建议。老师严肃的工作态度、谨的治学精神、益求精的工作作风、深地感染和激励了我。除了敬佩老师的专业水平外，其朴实无华、平易近人的人格魅力更对我影响深远，不仅使我树立了远大的学术目标、掌握基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处事的道理。其次，要感谢*职业技术学院所有教导老师，你们教会我的不仅仅是专业知识，更多的是对待学习、对待生活的态度，乃至做人的道理。最后，我要感谢这一路上给过我帮助的那些认识乃至不认识的朋友们，因为你们的鼓励和支持，我的毕业设计才得以顺利完成。感谢你们，在我最需要帮助和鼓励的时候，给与我的一切，我永远不会忘记我们一起奋斗过的日日夜夜，此时此刻，就让一切在记忆中封存。参考文献【1】王荣兴主编.数控中级工认证强化实训.北京：高等教育出版社.2005【2】杨黎明主编.机床夹具设计手册.北京：国防工业出版社.1996【3】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【4】孟少龙主编.机械加工工艺手册.北京：机械工业出版社.1992【5】王志平主编.数控编程与操作.北京：高等教育出版社.2003【6】华茂发主编.数控机床加工工艺.北京：机械工业出版社.2000【7】苏春主编.计算机辅助设计.北京：机械工业出版社.2004附录附录1 零件的实体图及自动编程时的刀具轨迹图实体图外形加工及台阶面加工刀具轨迹路径附录2 零件的数控加工程序O0001T01M06M01G00 G90 G54 X160 Y-10 M03 S600G43 H1 Z25 M08G00 Z0.5 G01 X-160 F200G00 Z0 S800G01 X160 F150G00 Z150;以上程序为铣削平面时的程序。T03 M06M01G00 G90 G54 X40 Y0 M03 S1200G43 H3 Z25 M08G98 G81 Z-2 R2 F100X0 Y-25X-30 Y0X0 Y25G80 Z150；以上程序为钻中心孔程序。T04 M06M01G00 G90 G54 X-30 Y0 M03 S600G43 H4 Z25 M08G98 G83 Z-28 R2 F120G80 Z150T05 M06M01G00 G90 G54 X-30 Y0 M03 S600G98 G81 Z-28 R2 F60G90 Z150;以上程序为加工32H7孔的程序。T06 M06M01G00 G90 G54 X40 Y0 M03 S600G43 H6 Z25 M08G98 G83 Z-28 R2 F80G80 Z150T07 M06M01G00 G90 G54 X40 Y0 M03 S300G43 H7 Z25 M08G98 G81 Z-7 R2 F45G80 Z150T08 M06M01G00 G90 G54 X40 Y0 M03 S200G43 H8 Z25 M08G98 G85 Z-28 R2 F30G80 Z150;以上程序为加工12H7孔及唿孔18的程序。T09 M06M01G00 X0 Y25 M03 S600G43 H9 Z25 M08G98 G83 Z-28 R2 F120X0 Y-25G80 Z150T10 M06M01G00 X0 Y-25 M03 S400G43 H10 Z25 M08G98 G81 Z0 R5 F40X0 Y25G80 Z150T11 M06M01G00 X0 Y25 M03 S100G43 H11 Z25 M08G98 G84 Z-28 R2 F200X0 Y-25G80 Z150；以上程序为攻螺纹M16的程序。M30;程序结束。O0002T02 M06；铣外形轮廓及台阶轮廓。M01M98 P0003G00 Z150T03 M06;钻中心孔。M01G00 G90 G54 X70 Y0 M03 S1200G43 H3 Z25G98 G81 Z-2 R2 F120X50 Y-34.64X-50 Y-34.64X-66.25 Y-16.9X-70 Y0X-50 Y34.64X50 Y34.64X66.25 Y16.9G80 Z150T12 M06；钻6-7底孔6.8。M01G00 G90 G54 X70 Y0 M03 S1000G43 H12 Z25 M08G98 G83 Z-28 R-8 F90X50 Y-34.64X-50X-70 Y0X-50 Y34.64X50G80 Z150T13 M06;唿6-105孔。M01G00 G90 G54 X50 Y34.64 M03 S300G43 H13 Z25 M08G98 G81 Z-15 R-8 F45X70 Y0X50 Y-34.64X-50X-70 Y0X-50 Y34.64G80 Z150T14 M06；铰孔7。M01G00 G90 G54 X-50 Y34.64 M03 S200G43 H14 Z25 M08G98 G85 Z-28 R-8 F50X50X70 Y0X50 Y-34.64X-50X-70 Y0G80 Z150T15 M06；钻孔6底孔5.8。M01G00 G90 G54 X-66.25 Y-16.9 M03 S800G43 H15 Z25 M08G98 G83 Z-28 R-8 F80X66.25 Y16.9G80 Z150T16 M06；铰孔6。M01G00 G90 G54 X66.25 Y16.9 M03 S200G43 H16 Z25 M08G98 G85 Z-28 R-8 F50X-66.25 Y-16.9G80 Z150M30O0003（子程序）由于程序过多，所以删除了一些。N106 G0 G90 G54 X-42.726 Y106.556 A0. S1200 M3N108 G43 H2 Z27.N110 Z7.N112 G1 Z-2.833 F50.N114 X-30.726 F150.N116 G3 X-18.726 Y118.556 R12.N118 G2 X37.774 Y175.056 R56.5N120 G1 X97.774N122 G2 Y62.056 R56.5N124 G1 X37.774N126 G2 X-18.726 Y118.556 R56.5N128 G3 X-30.726 Y130.556 R12.N130 G1 X-42.726N132 G0 Z22.167N134 X-42.226 Y106.556N136 Z7.N138 G1 Z-2.833 F50.N140 X-30.226 F150.N142 G3 X-18.226 Y118.556 R12.N144 G2 X37.774 Y174.556 R56.N146 G1 X97.774N148 G2 Y62.556 R56.N150 G1 X37.774N152 G2 X-18.226 Y118.556 R56.N154 G3 X-30.226 Y130.556 R12.N156 G1 X-42.226N158 G0 Z22.167N160 X-42.726 Y106.556N162 Z2.167N164 G1 Z-7.667 F50.N166 X-30.726 F150.N168 G3 X-18.726 Y118.556 R12.N170 G2 X37.774 Y175.056 R56.5N172 G1 X97.774N174 G2 Y62.056 R56.5N342
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