數(shù)控加工中心畢業(yè)設(shè)計2

1、題目 CNC加工中心編程與操作設(shè)計 系別 數(shù)控專業(yè) 專業(yè) 數(shù)控技術(shù)班級 07數(shù)控高級2班 姓名 萬濤 學號 16 指導教師 吳俊 日期 2011年4月 設(shè)計任務書設(shè)計題目：加工中心銑削編程與設(shè)計設(shè)計要求：1、設(shè)計安全要求由教師和實驗室指導教師組織學生進行畢業(yè)設(shè)計動員和安全教育。要求學生在畢業(yè)設(shè)計時要做到以下幾點：（1）進行編程操作前，應熟悉加工中心的操作說明書，并嚴格按照操作規(guī)程操作。（2）檢查加工中心各部分機構(gòu)是否完好，各按鈕是否能自動復位。（3）車間工具都應放在固定位置，不可隨意亂放，愛護工具、經(jīng)常保持量具的清潔，用后擦凈，涂油后放入盒中；工作位置周圍應經(jīng)常保持整潔清潔。（4）數(shù)控加工時精

2、力應高度集中，出現(xiàn)問題時應立即切斷電源，并向指導教師報告。（5）操作過程中出現(xiàn)銑床故障時，應及時向指導教師反映。2、設(shè)計質(zhì)量要求（1）畢業(yè)設(shè)計過程中要認真學數(shù)控畢業(yè)設(shè)計指導書，并按照內(nèi)容要求進行畢業(yè)設(shè)計，保證畢業(yè)設(shè)計進度，按時保質(zhì)完成畢業(yè)設(shè)計。（2）畢業(yè)設(shè)計過程中要勤思考、勤問、勤做、勤總結(jié)，不斷積累編程經(jīng)驗技巧，提高對數(shù)控加工工藝分析和編程能力。 （3）按要求撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。 （4）按要求的精度加工出給定零件3、零件圖及技術(shù)要求加工零件如圖所示，料為45#鋼，毛坯尺寸：長X寬X高為50mmX50mmX50mm。設(shè)計進度要求：第一周：畢業(yè)調(diào)查實習，與指導老師交流設(shè)計事宜；查閱文獻、收集資料

3、；第二周：確定系統(tǒng)的設(shè)計方案，撰寫開題報告；第三周：總體設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、詳細計算、編程與調(diào)試等內(nèi)容；第四周：編寫畢業(yè)設(shè)計；畢業(yè)答辯。指導教師（簽名）： 摘 要大家都知道，數(shù)控加工是目前的一門新的專業(yè)，熱門專業(yè)，正在高速發(fā)展，數(shù)控加工程序是有多道復雜的程序組成的，這就為我們學習帶來不便，為了使學習更方便，使用更加有條理，我編寫了這份典型加工中心銑削編程與操作設(shè)計，希望為大家的工作、學習帶來方便。我的這份畢業(yè)設(shè)計包括設(shè)計任務書、摘要、前言、設(shè)計說明書等多個部分。設(shè)計的主要是內(nèi)容是對我們機械類加工日常加工中常見的工件取其中的一典型零件進行系統(tǒng)的編程與操作設(shè)計，從數(shù)控加工前應做的準備開始到數(shù)控加工工藝

4、分析、數(shù)控刀具及其選擇、工件裝夾方式與數(shù)控加工夾具的選擇、程序編制中的數(shù)值計算、數(shù)控加工程序的編制、數(shù)控車削加工、NC加工、數(shù)控加工中心編程及自動編程技術(shù)等內(nèi)容等數(shù)控加工時應注意的問題做了一一的說明。其中數(shù)控機床我們現(xiàn)在用的是西門子系統(tǒng)的，包括編程語言到是西門子系統(tǒng)的。由于水平有限，自己對設(shè)計的完成還不是很完善，有不足之處，希望老師斧正。關(guān)鍵詞：MS軟體、編程、加工、刀具、參數(shù)、成品等。目錄緒 論1第1章 開題報告21.1 數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計必須遵循的一般原則21.2 畢業(yè)設(shè)計的步驟21.3 畢業(yè)設(shè)計的基本內(nèi)容3第2章 設(shè)計說明書52.1緒論52.2 工藝分析與選擇62.3 主要加工程序9第3章

5、 具體操作步驟213.1先開機床213.2回參考點213.3參數(shù)設(shè)定213.4裝夾工件213.5對刀213.6輸入程序223.7模擬仿真223.8實際加工22設(shè) 計 小 結(jié)23致 謝24參考文獻25緒 論畢業(yè)設(shè)計是我們大學學習生活的很重要的一部分，是我們在校學習的最后的一個環(huán)節(jié)，是評價我們是否是一個合格大專生的一個很重要標準，因此在做畢業(yè)設(shè)計時，我都是懷著很重視的態(tài)度去做的。在剛接到要做畢業(yè)設(shè)計的任務，我一下子感到無從下手，有點迷茫，由于從沒有做過這樣的設(shè)計，經(jīng)過幾天的查找資料，我發(fā)現(xiàn)數(shù)控加工是機械行業(yè)一門新的專業(yè)，數(shù)控技術(shù)是數(shù)字程序控制數(shù)控機械實現(xiàn)自動工作的技術(shù)。它廣泛用于機械制造和自動化領(lǐng)

6、域，較好地解決多品種、小批量和復雜零件加工以及生產(chǎn)過程自動化問題。隨著計算機、自動控制技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已廣泛地應用于數(shù)控機床、機器人以及各類機電一體化設(shè)備上。同時，社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對數(shù)控裝置和數(shù)控機械要求在理論和應用方面有迅速的發(fā)展和提高。隨著改革開放深入發(fā)展，全國特別是國有大中型企業(yè)及三資企業(yè)，在生產(chǎn)中都廣泛地應用了數(shù)控加工技術(shù)和計算機輔助加工技術(shù)。由于市場競爭日益激烈，從而導致對專業(yè)人才的大量需求。隨著民營經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)(如廣東，浙江、江蘇、山東)，數(shù)控人才更是供不應求， 所以我覺得數(shù)控行業(yè)有著十分廣闊的前景，所以就有試著做這方面設(shè)計的念頭，又因為我們在校

7、時也開了這方面的課程，我對數(shù)控的編程又有一定的了解，就選擇典型加工中心銑削編程與操作設(shè)計這個課題。要成為數(shù)控編程員就要具備：掌握數(shù)控加工工藝知識和數(shù)控機床的操作，掌握機械的設(shè)計和制造專業(yè)知識，熟練掌握三維CADCAM軟件，如mastercam等；熟練掌握數(shù)控手工和自動編程等技術(shù)；這樣的高的要求就更能考察我們的綜合知識掌握的怎么樣，所以我愿意接受這個任務，來自我檢驗一下自己是否合格一個的大專生。經(jīng)過兩個多月的準備，我的畢業(yè)設(shè)計終于告以段落，兩個多月的忙碌對我來說有著豐富的收獲，我學到了很多，我學會了如何與同學、老師的溝通，學會了與同學配合完成任務，學會了如何利用圖書、網(wǎng)絡(luò)搜集信息等等。第1章 開

8、題報告數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計應包括數(shù)控加工工藝分析、數(shù)控刀具及其選擇、工件裝夾方式與數(shù)控加工夾具的選擇、程序編制中的數(shù)值計算、數(shù)控加工程序的編制、數(shù)控車削加工、NC加工、數(shù)控加工中心編程及自動編程技術(shù)等內(nèi)容。若條件允許，還可以加上數(shù)控機床的安裝、調(diào)試與驗收等內(nèi)容。1.1 數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計必須遵循的一般原則（1）結(jié)合本校數(shù)控基地的情況，合理安排合計內(nèi)容。也可以采用與校外企業(yè)合作的方式設(shè)計課題。（2）必須保障人身安全和設(shè)備安全，在編程操作前應熟悉數(shù)控機床的操作說明書，并按照操作規(guī)程操作。（3）兼顧加工精度和加工效率，在保證加工精度的前提下，認真進行工藝分析，制定出合理的工藝方案，選擇合理的切削用量。（4

9、）注意培養(yǎng)獨立獲取知識、新技術(shù)、新信息的能力，掌握科學研究的 方法12 畢業(yè)設(shè)計的步驟必須利用設(shè)計前一到二周的時間研究設(shè)計計劃和任務書，了解產(chǎn)品的工藝性和公差等級，在初步明確設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，可以步驟進行設(shè)計方案的論證。（1）分析零件圖樣根據(jù)任務書，畫出零件圖，并對工件的形狀、尺寸、精度等級、表面粗糙度、刀具及等技術(shù)進行分析。（2）確定加工工藝方案根據(jù)上述的的分析，選擇加工方案，確定加工順序，加工路線、裝夾方式、切削用量材料等，要求有詳細的設(shè)計過程和合理的參數(shù) （3）數(shù)值計算 根據(jù)零件圖的尺寸，確定工藝路線及設(shè)計的坐標系，計算運動軌跡，得到刀位數(shù)據(jù)（4）編寫零件加工程序根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的功能指令及

10、程序格式，逐步編寫加工程序單，寫出有關(guān)的工藝文件如工序卡、數(shù)控刀具卡、刀具明細表、加工工序單等。（5）仿真加工校驗程序，程序編完后，利用GRAPS主功能，輸入毛坯尺寸，對 零件進行仿真加工，并判斷程序是否正確。1.3 畢業(yè)設(shè)計的基本內(nèi)容1.3.1 數(shù)控加工工藝設(shè)計（1）零件圖的工藝性分析（2）加工方法的選擇（3）工序的劃分（4）加工路線的安排（5）走刀路線及工步順序（6）加工刀具的選擇1.3.2 加工程序的編制（1）加工工藝分析（2）數(shù)值計算（3）程序校驗與首件試切 零件外形第2章 設(shè)計說明書2.1緒論1.數(shù)控編程的定義數(shù)控加工就是將加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)輸入到機床，機床的控制系統(tǒng)對輸入信息進行運

11、算與控制，并不斷地向直接指揮機床運動的電動機功能部件機床的伺服機構(gòu)發(fā)送脈沖信號，伺服機構(gòu)對脈沖信號進行交換和放大處理，然后由傳動機構(gòu)驅(qū)動數(shù)控機床，從而加工零件，所以數(shù)控加工的關(guān)鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的獲取，即數(shù)控編程。 2.數(shù)控編程及其發(fā)展數(shù)控機床和普通機床不同，整個加工過程中不需要人的操作，而由程序來進行控制。在機床上加工零件時，首先要分析零件圖樣的要求、確定合理的加工路線及工藝參數(shù)、計算刀具中心運動軌跡及其位置數(shù)據(jù)；然后把全部工藝過程以及其他輔助功能（主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、切削液的開與關(guān)、變速、換刀等）按運動順序，用規(guī)定的指令代碼及程序格式編制成數(shù)控加工程序，經(jīng)過調(diào)試后記錄在控制介質(zhì)上；最后輸

12、入到書空機床的數(shù)控裝置中，以此控制數(shù)控機床完成工件的全部加工過程。因此，把從零件圖樣開始到獲得正確的程序載體為止的全過程稱為零件加工程序的編制。數(shù)控編程一般分為手工編程和自動編程兩種。（1）手工編程。手工編程是指程序編制的整個過程步驟幾乎全部是由人工來完成的。對于幾何形狀不太復雜的零件，所需要的加工程序不長，計算也比較簡單，出錯的機會較少，這時用手工編程即及時又經(jīng)濟，因而手工編程仍被廣泛地應用于形狀簡單的點位加工及平面輪廓加工中。但是工件復雜，特別是加工非圓弧曲線、曲面等表面，或工件加工程序比較長的，使用手工編程將十分煩瑣、費時，而且容易出現(xiàn)錯誤，常會出現(xiàn)手工編程工作跟不上數(shù)控機床加工的情況。

13、影響數(shù)控機床的開動率。此時必須用自動編程的方法編制程序。（2）自動編程。自動編程有兩種：APT軟件編程和CAM軟件編程。APT軟件是利用計算機和相應的處理程序后置處理程序進行處理，以得到加工程序的編程方法。在具體的編程過程中，除擬定工藝方案仍主要依靠人工方案外，（有些自動編程系統(tǒng)能自動確定 最佳的加工工藝參數(shù)），其余的工作，包括數(shù)值計算、編寫程序單、制作控制介質(zhì)、程序檢驗等各項工作均由計算機自動完成。編寫人員只需根據(jù)圖樣的要求，使用數(shù)控語言編寫出零件加工的源程序，送入計算機，由計算機自動地進行數(shù)值計算、后置處理，編寫出零件加工程序單，賓噶在屏幕模擬顯示加工過程，及時修改，直至自動穿出數(shù)據(jù)加工紙

14、帶，或?qū)⒓庸こ绦蛲ㄟ^直接通信的方式送入數(shù)控機床，指揮機床工作。CAM軟件是將加工零件以圖形形式輸入計算機，由計算機自動進行數(shù)值計算前置處理，在屏幕上形成加工軌跡，及時修改，再通過后置處理形式加工程序輸入數(shù)控機床進行加工。自動編程的出現(xiàn)使得一些計算煩瑣、手工編寫橫困難的?；蚴止o法編出的程序都能實現(xiàn)。本設(shè)計根據(jù)零件的具體加工位置和零件的工藝特點，可以選擇手工編程、也可以利用計算機進行自動編程的方式。2.2 工藝分析與選擇2.2.1 零件圖工藝分析該零件圖主要由平面、曲面及外輪廓組成，先粗滔后精加工。在本設(shè)計中，平面與外輪廓用直徑為6的鎢鋼刀粗銑精銑方案。選擇以上方法完全可以保證尺寸、形狀精度和表

15、面粗糙度要求。2.2.2確定裝夾方案由于夾具確定了零件在數(shù)控機床坐標系中的位置，因而根據(jù)要求夾具能保證零件在機床坐標系的正確坐標方向，同時協(xié)調(diào)零件與機床坐標系的尺寸根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，加工上表面，用油壓虎鉗或倍力虎鉗如圖2-5示，選擇上述裝夾方式結(jié)構(gòu)相對簡單，能保證加工要求，便于實施。2.2.3確定加工順序加工順序的選擇直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本。按照基面先行、先粗后精的原則確定加工順序，¢6的鎢鋼刀粗逃之后用¢3的鎢鋼刀余料粗加工再用球刀加工到位。2.2.4刀具選擇刀具的選擇是數(shù)控加工中重要的工藝內(nèi)容之一，它不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。

16、編程時，選擇刀具通常要考慮機床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。與傳統(tǒng)的加工方法相比，數(shù)控加工對刀具的要求更高，不僅要求精度高、剛度高、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。這就要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料制造數(shù)控加工刀具，并優(yōu)選刀具參數(shù)。 選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀，銑削平面時應選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀，對一些主體型面和斜角輪廓形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形刀、錐形刀和盤形刀。曲面加工常采用球頭銑刀，但加工曲面較低平坦部位時，刀具以球頭頂端刃切削，切削條件較差，因而采用環(huán)形銑

17、刀。表2-1本設(shè)計中刀具的選擇：序號刀具編號刀具規(guī)格名稱數(shù)量刀尖半徑 /mm備注1T01¢6mm硬質(zhì)合金端面銑刀1粗逃加工2T02¢2R1硬質(zhì)合金球刀11精加工側(cè)壁3T03¢2R1硬質(zhì)合金球刀11精加工曲面4T04¢2R1硬質(zhì)合金球刀11刻名字5T05¢3硬質(zhì)合金端面銑刀10.2清角加工2.3 主要加工程序2.3.1 確定編程原點銑床上編程坐標原點的位置是任意的，他是編程人員在編制程序時根據(jù)零件的特點來選定的，為了變成方便，一般要根據(jù)工件形狀和標注尺寸的基準以及計算最方便的原則來確定的工件上某一點為坐標原點，具體選擇注意如下幾點：(1)編程坐標

18、原點應選在零件圖的尺寸基準上，這樣便于坐標值的計算，并減少計算錯誤。(2)編程坐標原點應盡量選在精度較高的精度表面，以提高被加工零件的加工精度。(3)對稱的零件，編程坐標原點應設(shè)在對稱中心上；不對稱的零件，編程坐標原點應設(shè)在外輪廓的某一角上。(4)Z軸方向的零點一般設(shè)在工件表面。本設(shè)計選擇工件中心上表面工件編程X、Y軸原點坐標，Z軸原點坐標在工件上表面。 零件外形及尺寸第3章 具體操作步驟3.1先開機床接同通CNC和機床電源，系統(tǒng)啟動后進入“加工”操作區(qū)JOG運行方式檢查機床開啟后發(fā)現(xiàn)機床會出現(xiàn)報警信號，這時，需按下K1，使機床加上驅(qū)動力。這時才能正常操作機床。3.2回參考點回參考點只能在JO

19、G的方式下運行。用機床控制面板上“回參考點鍵”啟動回參考點。在“回參考點”窗口中顯示該坐標軸是否必須回參考點：如出現(xiàn)“”，則說明未回參考點，如出現(xiàn)，則說明已回參考點，按下坐標方向鍵（正方向鍵），把每坐標都回參考點，通過選擇另一方式如MDA AUTO或JOG來結(jié)束回參考點。3.3參數(shù)設(shè)定在CNC進行工作前，必須對一些參數(shù)進行設(shè)定，對機床和刀具進行調(diào)整：（1）輸入刀具參數(shù)及刀具補償參數(shù)（2）輸入/修改零點偏置（3）輸入設(shè)定數(shù)值刀具參數(shù)包括刀具幾何參數(shù)，磨損量參數(shù)、刀具量參數(shù)和刀具型號參數(shù)等。有些參數(shù)如R參數(shù)則一般不需修改 3.4裝夾工件按照前面指定的裝夾方式裝夾工件3.5對刀把每一把刀具都調(diào)到自己

20、設(shè)定的編程零點，把編程零點所在機床坐標值輸入機床中3.6輸入程序把自己編的程序輸入機床定一個名字，對程序進行檢查，確保程序本身沒有錯誤以及也沒有輸入錯誤。3.7模擬仿真按下MDA 鍵，按擴展鍵，再按編程仿真進入仿真系統(tǒng)，對程序進行仿真，檢查仿真出的工件圖形與要加工的工件有多大出入，并不斷對程序進行修改，直到仿真的工件完全正確為止。3.8實際加工退出仿真系統(tǒng)，先按復位鍵，剛開始時可進行單步加工，按下步加工鍵。這時要一手按啟動鍵，一手按停止鍵，如發(fā)現(xiàn)異常情況應立即停止。直到確定程序無誤后方可按自動加工鍵，加工完成后，最后取下工件。加工完成設(shè) 計 小 結(jié)通過本課題的設(shè)計，我對數(shù)控加工的整個過程有了較

21、全面的理解。經(jīng)過設(shè)計中選擇刀具，我對數(shù)控工具系統(tǒng)的特點和數(shù)控機床的刀具材料和使用范圍有了較深刻的了解，基本掌握數(shù)控機床刀具的選用方法；經(jīng)過設(shè)計加工工藝方案，進一步了解工件定位的基本原理、定位方式與定位元件及數(shù)控機床用夾具的種類與特點，對教材中有關(guān)定位基準的選擇原則與數(shù)控加工夾具的選擇方法有了更深的理解；經(jīng)過編制零件的加工程序，基本熟悉數(shù)控編程的主要內(nèi)容及步驟、編程的種類、程序的結(jié)構(gòu)與格式，對數(shù)控編程前數(shù)學處理的內(nèi)容、基點坐標、輔助程序段的數(shù)值計算有了進一步的認識。另外，我外還學會了利用Pro/E軟件和MS軟體輔助對零件進行進行造型、加工軌跡生成、后置處理及加工程序向機床輸入加工等許多技術(shù)和方法。工藝設(shè)計、數(shù)值計算及程序編制的整個過程雖然任務比較繁重，但在設(shè)計過程中通過自己不斷的學習，尤其是自主學習，和實踐以及實驗，我克服了許多的難題，這種成就感使感到十分的喜悅和興奮。通過本設(shè)計的實踐，我真切體會到理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合。教材中學到許多知識在實踐中得到了印證，但在具體操作中也出現(xiàn)了一些意想不到的問題，在工藝方案確定后，加工程序也經(jīng)過多次調(diào)整、修改才最終完成了零件的加工。看到自己加工出的合格的零件，我對我自己和我所學的專業(yè)更加充滿了信心。經(jīng)過一個多月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計終于完成，一個