畢業(yè)設(shè)計（論文）-數(shù)控加工中心加工工藝與編程綜合設(shè)計

1、loudi Vocational and Technical College畢業(yè)設(shè)計書-姓名： 學號：指導教師： 專業(yè)：模具設(shè)計與制造教學系部：機電系畢業(yè)設(shè)計題目：數(shù)控加工中心加工工藝與編程綜合設(shè)計開題報告闡述課題的目的、意義、研究內(nèi)容、 研究方案、 預(yù)期結(jié)果等 課題目的：該畢業(yè)設(shè)計從選題到最終的完成，運用到了大學三年所學到的各門學科的知識。通過完成這次畢業(yè)設(shè)計，首先讓我熟悉了我們以前所學的知識，把比擬分散的知識集中化，對我們以前所學的各科知識進一步的熟練、穩(wěn)固與提高。同時也鍛煉我們在工藝設(shè)計及數(shù)控編程等方面的實際能力。也使我們能夠系統(tǒng)的集中的復習、總結(jié)了這二年多所學的各學科的知識。讓自己在專

2、業(yè)方面有很大的提升。 課題意義：數(shù)控加工技術(shù)對我國經(jīng)濟建設(shè)的開展具有重要的意義。當前我國企業(yè)的生產(chǎn)正逐步從原來的粗放型轉(zhuǎn)向內(nèi)涵型，產(chǎn)品生產(chǎn)也從原來的“粗制轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬啤榱吮ＷC產(chǎn)品質(zhì)量，降低本錢，提高生產(chǎn)效率，企業(yè)在未來的生產(chǎn)中自動化程度將大大提高，一線的生產(chǎn)將向機電一體化、程控化、數(shù)字化方向開展。形式迫使我們在機械加工方面不僅要會操作普通機床而且更要會操作數(shù)控機床。此外，還要求我們具有分析、判斷、處理生產(chǎn)過程中的突發(fā)事件的能力；具有開拓創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力和交際能力。通過本課題的完成，我們能加強自己對數(shù)控知識的掌握。 研究內(nèi)容：本課題主要研究凸盤的數(shù)控加工。包括零件的加工工藝分析，并確定最

3、終加工工藝方案；合理選擇數(shù)控機床；確定各工序的加工路線與定位方式，選擇設(shè)計相應(yīng)的工裝；合理選擇刀具和確定各工步的切削用量；通過以上各項的分析和設(shè)計，最后各工序編制相應(yīng)的加工程序。 研究方案：課題通過以下步驟來完成：首先，分析零件圖，初步確定零件的分類以及大體對設(shè)備的要求；其次，對工藝的方案進行分析和擬定，這一步中包括工藝分析處理、機床的選擇、刀具確實定、切削用量確實定、擬訂加工方案；第三步，確定工藝文件，包括數(shù)控加工工藝卡，工件安裝和零點設(shè)定卡、數(shù)控刀具明細表、加工零件刀具軌跡圖；最后編制適合機床和零件的程序。 預(yù)期結(jié)果：通過本次畢業(yè)設(shè)計，能夠提高自己對資料的收集和查閱能力；會合理應(yīng)用資料和工

4、具軟件解決設(shè)計問題，提高設(shè)計效率；鍛煉自己分析問題和解決問題的能力；會對零件進行工藝分析，能解決中等以上復雜程度零件的工藝問題和數(shù)據(jù)處理問題；提高編程能力，編制合理的加工程序。同時自己學會了遇到問題后，怎樣的方法去解決問題和利用有限的資料去解決的能力，并對這三年來所學的知識的一個綜合運用，另一面看也檢查了自己對知識的撐握的情況，也為自己今后的工作打下了一點點根底。學生簽名：聶文偉 2010年10月28 日目 錄1引言 2 設(shè)計任務(wù)書. 3零件圖紙的工藝分析及處理.4加工路線編制5刀具的選擇6切削及下刀的方法7具體程序設(shè)計附錄1附錄2參考文獻引 言數(shù)控技術(shù)在我國機械制造業(yè)的應(yīng)用已比擬成熟，它與傳

5、統(tǒng)的機床設(shè)備相結(jié)合形成了一種全新的機械加工裝備數(shù)控機床。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變法，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷開展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，它對關(guān)系國計民生的一些重要行業(yè)IT、汽車、輕工、醫(yī)療等的開展起著越來越重要的作用。我選擇這個題目是因為本次的設(shè)計零件主要用加工中心表達了工序集中現(xiàn)代制造業(yè)的主要方法。用到了銑端面、銑凸臺、鉆孔、絞絲、攻螺紋。對我們學的知識大致都都進行了個概括和總結(jié)。這份畢業(yè)設(shè)計主要包括四個大的局部：一、零件圖紙 二、工藝分析 三、工業(yè)設(shè)計 四、計算程序。零件圖通過在AUTOCAD上用平面的形式變現(xiàn)出來，更加清楚零件的結(jié)構(gòu)形狀，然后具體分

6、析零件結(jié)構(gòu)。數(shù)控加工工藝分析，通過對零件的工藝分析，可以深入全面的了解零件的結(jié)構(gòu)，及時地對零件結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求等做必要的修改，進而確定零件適合在哪一種數(shù)控機床上加工，此零件我選擇在加工中心上進行，因為加工中心具有自動換刀裝置，在一次安裝中，可以完成零件上平面的銑削、鏜削、鉸削及攻螺紋等多工位加工。加工的部位可以在同一個平面上面，也可以在不同的平面上面，既有平面又有孔系是加工中心的首選對象，接下來是分析機床上應(yīng)完成零件哪些工序，選擇定位基準；零件的定位基準一方面要保證零件經(jīng)屢次裝夾后其加工外表之間相互位置的正確性，另一方面要滿足加工中心工序集中的特點既一次安裝盡可能完成零件上較多外表的加工。定位基

7、準最好是已有的面和孔。再確定所有的加工外表的加工方法和加工方案；選擇刀具和切削用量。然后確定所有加工便面的加工方案和加工方法；選擇刀具和切削用量。然后確定所有工部的加工順序，把相鄰的工部劃為一個工序，即進行工序劃分；先面后孔的加工順序，因為平面的加工輪廓加大，用平面定位比擬穩(wěn)定，而且孔的深度尺寸又是以平面為基準的，故先應(yīng)加工平面后加工孔。最后再將需要的其他工序如普通加工工序插入，并銜接于數(shù)控加工工序序列之中，就得到了要求零件的數(shù)控加工工藝路線?，F(xiàn)在制造業(yè)中數(shù)控技術(shù)的日益廣泛使用，使得我認識到學好數(shù)控技術(shù)的重要性。我相信接下來的畢業(yè)設(shè)計會對我三年來的學習會是一次穩(wěn)固和復習，將會進一步認識到數(shù)控技

8、術(shù)的重要性，同時為以后的上崗就業(yè)打下很好的根底。 聶文偉畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計課題數(shù)控加工中心加工工藝與編程綜合設(shè)計二、課題的來源本“數(shù)控加工中心加工工藝與編程綜合設(shè)計畢業(yè)設(shè)計課題，主要針對某機械加工廠生產(chǎn)的零件來進行生產(chǎn)工藝的設(shè)計與零件加工程序的編制，由于此零件加工要求比擬高，精度控制比擬嚴格，因此，采用數(shù)控加工方法進行加工符合該零件的精度要求。三、設(shè)計目的本畢業(yè)設(shè)計課題為數(shù)控加工設(shè)計類課題，數(shù)控加工的設(shè)計包含多方面的設(shè)計，本次畢業(yè)設(shè)計主要為數(shù)控加工工藝方面的設(shè)計和零件加工的編程設(shè)計。四、課題的具體內(nèi)容及要求1根據(jù)課題給定的零件圖樣繪制兩張工作圖用CAD繪制第一張：適宜數(shù)控機床加工用的零件工

9、作圖，圖中必須標有以下內(nèi)容：除了必須完整、清晰地表達出零件的全部結(jié)構(gòu)形狀、尺寸和技術(shù)要求之外，還必須清楚地標注出工件坐標系，基點坐標表，對刀點、起刀點、切入點、切出點、循環(huán)起點等的坐標。第二張：零件的毛坯圖，具體要求有：圖中要表達出毛坯的全部結(jié)構(gòu)形狀、尺寸和技術(shù)要求。標注出工件坐標系、對刀點、起刀點、毛坯循環(huán)起點坐標。毛坯在數(shù)控機床上的定位、裝夾方式。2根據(jù)數(shù)控機床加工工藝的要求，制表兩套：第一套：數(shù)控機床加工工藝流程表。第二套：數(shù)控機床使用刀具及切削參數(shù)表。3編制數(shù)控機床加工的完整程序，要求附加注釋。4編寫設(shè)計說明書，對該設(shè)計的前提條件、原始數(shù)據(jù)、設(shè)備情況、方案選擇、技術(shù)要求、工藝要求、虛擬

10、加工的結(jié)果、設(shè)計過程中所遇到的各種問題等作一個詳細的說明。5寫一篇設(shè)計心得，將本人在這次設(shè)計當中的所思所想寫出來，亦可以寫一些對畢業(yè)設(shè)計教學改革方面的建議，供學院借鑒，以利于這項教學工作的進一步開展。6設(shè)計內(nèi)容全部以電子文檔的形式給出；圖面要標準，符合國標；工藝規(guī)程的編制要合理、切合實際，不允許出現(xiàn)原那么性的錯誤。指導老師：賀應(yīng)和3、零件圖紙的工藝分析及處理經(jīng)過數(shù)控加工中心加工后，實際零件效果圖形如下圖。工藝分析該零件毛坯尺寸為170mm130mm30mm，材料為45號鋼，在將該零件裝上數(shù)控機床進行加工之前，其六個外表皆已加工完畢，上述加工部位都已到達毛坯圖上所規(guī)定的加工精度要求。具體要求如下

11、：使用系統(tǒng)為FANUC 01 - MC、型號為KH714立式加工中心，因為該機床具備定位精度高、重復定位精度高、回轉(zhuǎn)精度也高的特點、同時刀庫容量為12把等，能滿足本工件的加工要求。工件的定位與裝夾夾具應(yīng)能在機床上實現(xiàn)定向安裝。為保持零件安裝方位與機床坐標系及編程坐標系方向的一致，如果夾具的定位和夾緊要全部敞開加工部位確有困難，那么可以通過減少加工外表來留出定位夾緊元件的空間。通過三爪卡盤、分度頭及各種臺鉗等夾具裝夾平面銑削加工;通過組合孔系夾具和槽系組合夾具配合使用，加工其他外表。在此加工過程中為保證精度盡量不換夾緊點，由于工件的毛坯是長方體，所以平口鉗進行裝夾，使其固定鉗口側(cè)與數(shù)控機床的X軸

12、一致。孔要求 mm為該工件尺寸精度要求最高的尺寸，同軸度公差為的要求使其與 mm關(guān)聯(lián)起來，位置度公差為的要求使其與A、B關(guān)聯(lián)起來；而從不規(guī)那么面上鉆孔，并使其與D基準面的平行度 誤差不大于是一個比擬困難的問題，所以該孔是加工難點。3.4刀具干預(yù)檢查圖樣中只給出了工件幾何特征點，并沒有給出刀具軌跡的過程點。工藝上為了保證加工效率，往往是盡量選用大直徑刀具，而刀具直徑越大，發(fā)生干預(yù)的幾率就越高，故在工藝施工中必須注意防止干預(yù)的發(fā)生。4、加工順序的編制41加工的步驟各基點圖及坐標點圖處位置如下圖，其各基點的坐標值計算結(jié)果如表所示所有基點的Z坐標都為0。A-19.25 51.24 B1923 5124

13、C1539 4229D-1539 4229E-3998 2998F-2873 21。55G-2041 2199H2041 2199I2873 2155J3998 2998K50 245L50 -245M3998 -2998N2873 -2155O2041 -2199P-2041 -2199Q-2873 -2155R-3998 -2998S-50 -245T245 -50U-1539 -4229V1539 -4229W1923 -5124X-1923 -5124加工時加工路線是從刀具下刀點 (0， 55 -9.5 )開始，依次為： BCDABWVUXW EFGHIJKMNOPQRSTE各基點所5

14、、數(shù)控刀具的選擇刀具的選擇是數(shù)控加工中重要的工藝內(nèi)容之一，選擇的好壞不僅影響機床的加工效率，而且還直接影響加工質(zhì)量。刀柄是機床主軸與刀具之間的連接工具，因此刀柄要能滿足機床主軸自動松開和拉緊定位、準確安裝各種切削刃具、適應(yīng)機械手的夾持和搬運、儲存和識別刀庫中各種刀具的要求。加工中心上一般都采用724圓錐刀柄。；11號刀：10mm的鉸刀；12號刀：直徑為3mm的高速鋼中心鉆T01 10立銑刀T05T023中心鉆T0610內(nèi)螺紋刀T0338麻花鉆T0440麻花鉆6、切削用量及下刀方法確實定切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速切削速度、切削深度或?qū)挾?、進給速度進給量等。在對凸臺加工過程中的下刀點確定時，設(shè)計成刀具從

15、(X=0.0，Y=0.0)點下刀，由于外輪廓外表精度要求比高，粗加工時就將下刀量一次進行到位，即分層下刀量依次為Z= 0.6、- 0.6、-0.2、。粗磨加精磨此工件的毛坯為170mm130mm30mm，比我需要的160mm120mm要大，且工件的外表精度要求比擬高，所以，決定用粗磨加精磨的方法使工件到達我所需要的尺寸。加工機床為臥式磨床。粗銑加工方法在進行凸臺外表加工時，考慮到輪廓外表的平滑過渡要求，采用圓弧切入、圓弧切出的進、出刀方式；同時，刀具也是在一次進刀加工中將內(nèi)輪廓外表全部加工完畢；不過，在零件的局部位置上可能會留有一些加工死角，這可考慮用手工加工的方式予以鏟除。上外表的銑削零件凸

16、臺上外表加工設(shè)計為，刀具采用端順銑方式。凸臺周邊采用立銑同時周銑和端銑，下外表采用端銑的方法，孔用中心鉆、麻花鉆和鉸刀加工。粗、精加工路線設(shè)計成一致，以便于利用一個輪廓切削加工程序進行加工，其只要通過改變刀具半徑補償值的方法就可以到達進行粗、精兩道工序加工的目的了加工工藝卡片畢業(yè)設(shè)計機械加工工藝過程卡產(chǎn)品型號零件圖號01共2 頁產(chǎn)品名稱凸臺零件名稱第 1頁零件件號1材料牌號45#毛坯種類長方形單件重量(公斤)凈重數(shù)控程序名O1111每臺件數(shù)1規(guī)格17013030毛重工序號工序名稱工步號工序工步內(nèi)容設(shè)備名稱型號工藝裝備工藝簡圖夾具刀具量具1下料下料尺寸17013030電鋸2銑銑削6個面普通銑床面

17、銑刀3磨磨削6個面平面磨床4檢檢查數(shù)控加工毛坯是否符合圖紙要求千分尺 百分表游標卡尺 外徑千分尺5銑用平口虎鉗裝夾工件，調(diào)整工件的高度，打表找正立式加工中心KH714平口虎鉗游標卡尺外徑千分尺 千分尺 百分表1外輪廓粗銑10立銑刀2內(nèi)輪廓粗銑3外輪廓精銑4內(nèi)輪廓精銑6鉆立式加工中心KH714平口虎鉗1鉆3中心孔3中心鉆2鉆38孔38麻花鉆3鉆40孔40麻花鉆5鉆3中心孔3中心鉆6鉆孔鉆8螺紋加工10的孔螺紋10內(nèi)螺紋刀9鉗清理毛刺中齒偏銼三角銼10檢檢查數(shù)控加工工件是否到達圖紙要求千分尺 百分表游標卡尺 外徑千分尺7，具體程序設(shè)計O001; G40 G49 G80 G69 G17 G90; G

18、G54 G00 X0 Y0 Z50; M03 S400 T0101 M06; G00 G41 X-100 Y55 D01 Z3 M08; G01 Z-9 G43 H01 G94 F100; G01 X0; G03 X19.23 Y51.24 R55; G02 X15.39 Y42.29 R5; G03 X-15.39 Y42.29 R45; G02 X-15.23 Y51.24 R5; G03 X0 Y55 R55; G00 X85 Y55 Z-55; G01 X0 Y-55; G02 X-19.23 Y-51.24 R55; G03 X-15.39 Y-42.29; R5 G03 X15.3

19、9 Y-42.29 R45; G03X19.23 Y-51.24 R5; G02 X0 Y-55 R55; G01 X-50; G01 Y24.5; G03 X-39.98 Y29.98 R6.5; G01 X-28.73 Y21.55; G03 X-20.41 Y21.99 R6.5; G02 X-20.41 Y21.99 R60; G03 X28.73 Y21.55 R6.5; G01 X39.98 Y29.98; G02 X50 Y24.5 R6.5; G01 X50 Y-24.5; G02 X39.98 Y-29.98 R6.5; Y-21.55; G03 X20.41 Y-21.99

20、 R6.5; Y-21.99 R60; Y-21.55 R6.5; G01 X-39.98 Y-29.98; G02 X-24.5 Y-50 R6.5; G01 X-50 Y70; G02 X-39.98 Y29.98 G03 X-50 Y24.5 R6.5 G00 X0 Y0 Z50; G00 X-100 Y55; Z3 M08;G01 Z-4 G43 H01 G94 F100;G01 X0;G03 X19.23 Y51.24 R55;G03 X15.39 Y42.29 R5;G02 X-15.39 Y42.29 R45;G03 X-19.23 Y51.24 R5;G03 X0 Y55 R5

21、5;G01 X85 Y55;G00 X85 Y-55;G01 X0 Y-55;G02 X-19.23 Y-51.24 R55;G02 X-15.39 Y-42.29 R5;G03 X15.39 Y-42.29 R45;G02 X19.23 Y-51.24 R5;G02 X0 Y-55 R55;G40 G01 X-100;G00 Z55;G00 X0 Y0;M05 M09;M30;T02 M06;M03 S800;G00 G43 H02 Z15;G90 G01 X0 Y0 Z-8 R3 F120;G01 Z5;G40 G49 G00 Z50;M05 M09;T03 M06;M03 S800;G0

22、0 G43 H03 Z15;G90 G01 Z-24 R38 F120;G01 Z10;G40 G49 G00 Z50;M05 M09;T04 M06;M03 S800;G00 G43 H04 Z15;G90 G01 Z-9 R40 F120;G01 Z10;G40 G49 G00 Z50;M05 M09;T02 M06;M03 S800;G00 G43 H02 Z15;G90 G01 X-60 Y45 Z-10 R3 F120;X65 Y-48;G01 Z10;G40 G49 G00 Z50;T05 M06;G00 G43 H05;G90 G01 X-60 Y45 Z-12 R7.5 F12

23、0;X65 Y-48;G01 Z10;G40 G49 G00 Z50;T06 M06;G00 G43 H06G90 G01 X-60 Y45 Z19 R10 F120;X65 Y-48 ;G01 Z10;G40 G49 G00 Z50;G00 X0 Y0;M30;附 錄一FANUC系統(tǒng)G代碼M代碼指令集指令集向如、等的編程量均采用直徑量G00：快速定位指令。格式為G00XUZW，X、Z為絕對編程時的目標點，U、W為相對編程時的目標點。兩軸同時以機床最快速度開始運動，但不一定同時停止，即合成刀具軌跡并不一定是直線。本系統(tǒng)可以混合編程，如G00XW。G01：直線插補指令。格式為G01XUZWF，X

24、、Z為絕對編程時的目標點，U、W為相對編程時的目標點，值為插補速度，單位是mm/min或mm/r，具體取決于設(shè)定為G還是G。G02：順圓插補指令。格式為G02XUZWRIKF，X、Z為絕對編程時的目標點，U、W為相對編程時的目標點，為半徑僅用于劣弧編程，、為圓心的、坐標，值為插補速度，單位是mm/min或mm/r，具體取決于設(shè)定為G還是G。注：采用半徑量，、始終為相對量編程。G03：逆圓插補指令。格式為G03XUZWRIKF，X、Z為絕對編程時的目標點，U、W為相對編程時的目標點，為半徑僅用于劣弧編程，、為圓心的、坐標，值為插補速度，單位是mm/min或mm/r，具體取決于設(shè)定為G還是G。注：

25、采用半徑量，、始終為相對量編程。G04：暫停指令。格式為G04 P(X U ) ,采用P時不能用小數(shù)點，時間單位為ms，X、U時，時間單位為s。最大延時9999.999s。G20：英制單位設(shè)定指令。G21：公制單位設(shè)定指令。注意：某程序假設(shè)不指定G20、G21，那么采用上次關(guān)機時的設(shè)定值。G27：返回參考點檢測指令。格式為G27XUZWT0000，本指令執(zhí)行前必須使刀架回零一次。假設(shè)指定的兩個坐標值分別是機床參考點的坐標值，且機床面板上的兩個回零參考點指示燈都亮，那么說明機床零點正確。否那么，機床定位誤差過大。G28：返回參考點指令。格式為G28XUZWT0000，假設(shè)機床啟動后回過零點，那么

26、本指令的執(zhí)行使刀架經(jīng)過指定點回零，否那么經(jīng)過指定點移動至系統(tǒng)加電時的位置。G32：螺紋切削指令。G32XUZWF，F(xiàn)為螺紋長軸方向的導程即進給速度采用mm/r。G50：工件坐標系設(shè)定或主軸轉(zhuǎn)速鉗制指令。格式為G00XZ坐標系設(shè)定，或G50 S轉(zhuǎn)速鉗制。前者，值為機床零點在設(shè)定的工件坐標系中的坐標；后者，為最高轉(zhuǎn)速。G70：精加工復合循環(huán)。格式為G70PQSF，其中P等于精加工程序段開始編號，Q等于精加工程序段結(jié)束編號。G71：粗加工復合循環(huán)。格式為G71UR，其中U等于向吃刀量或切深，R等于退刀量，均為半徑值。G71PQUWSF，其中P等于精加工程序段開始編號，Q等于精加工程序段結(jié)束編號，U等

27、于向精加工余量的直徑值，等于向精加工余量，為主軸轉(zhuǎn)速，為進給速度。G72：端面粗加工循環(huán)。格式為G72WR，其中W等于Z向吃刀量，R等于Z向退刀量。G72PQUWSF，其中P等于精加工程序段開始編號，Q等于精加工程序段結(jié)束編號，U等于向精加工余量的直徑值，等于向精加工余量，為主軸轉(zhuǎn)速，為進給速度。G73：固定形狀粗加工復合循環(huán)。格式為G73UWR，其中U等于向吃刀量或切深的半徑值，W等于Z向吃刀量，R等于循環(huán)次數(shù)。G73PQUWSF，其中P等于精加工程序段開始編號，Q等于精加工程序段結(jié)束編號，U等于向精加工余量的直徑值，等于向精加工余量，為主軸轉(zhuǎn)速，為進給速度。G90：錐面切削單一循環(huán)指令。格式為G90XUZWRF，錐面的定義是素線的斜度45度。車削柱面時，R=0，可以不寫。本指令完成的動作虛線表示快速如圖，其中刀尖從右下向左上切削，R0。指令中的坐標值為E點坐標。G92：