凸座零件的数控铣削工艺与编程

更新时间:2024-07-04 07:47:01 阅读量:3 综合文库 文档下载

说明:文章内容仅供预览,部分内容可能不全。下载后的文档,内容与下面显示的完全一致。下载之前请确认下面内容是否您想要的,是否完整无缺。

2016届 分 类 号:TG547 单位代码:

业论文(设计)

凸座零件的数控铣削工艺与编程

姓 名

学 号

年 级 2012

专 业

机械设计制造及其自动化 系 (院)

机械工程学院

指导教师

2016年3月30日

摘 要

数控是数字控制的简称,用数字化信息进行控制的自动控制技术,起源于上世纪。在机床范围是指用数字信号操纵机床的运动及其加工过程。数控系统应用数字控制技术,数控机床或NC机床是配置了数控系统的机床。

本设计结合具体的凸座零件的数控铣削工艺与编程说明数控技术、数控机床的发展历史以及发展趋势,并且进行数控加工工艺分析以及进行简单的数控加工程序的编制。主要运用大学期间学习的专业知识并查阅相关资料对零件图进行分析、制定工艺路线、确定工艺方案,包含以下内容:选择机床、确定基准、了解夹装方式、道具的简介以及合理选择、切削用量的确定、进行程序的编制,仿真加工,深刻全面的了解零件数控铣削加工全过程。

关键词:数控技术;数控加工工艺;程序编程;数控机床

I

ABSTRACT

CNC is short for digital control, the control of automatic control technology, digital information originated in the last century. The scope of machine tool refers to the movement and controls the machine with digital signal processing. Numerical control system USES digital control technology, numerical control machine tool and NC machine tool is configured with a numerical control system of machine tools.

This design combined with the specific convex parts of the CNC milling process and programming of nc technology, the development history and development trend of nc machine tool, and the nc machining process analysis and prepare for simple nc machining program. Main use college to learn professional knowledge and access to relevant data to analyze the part drawing, making craft route, process scheme is determined, include the following contents: select machine tools, benchmarking and understand the introduction of the clip way, props, and the determination of reasonable selection, cutting dosage, the compilation of procedures involved, simulation processing, deep comprehensive understanding parts of CNC milling process.

Key words: Numerical control technology; CNC machining technology ; NC programming;numerical control machine

II

目 录

1 绪论 ........................................................................................................................................ 1 1.1数控技术的发展历史以及发展趋势 ............................................................................. 1 1.2数控加工的主要对象 ..................................................................................................... 2 1.3数控机床 ......................................................................................................................... 2 1.3.1数控机床的组成 ...................................................................................................... 2 1.3.2数控机床的加工特点 .............................................................................................. 3 1.4数控铣削 ......................................................................................................................... 3 1.4.1数控铣削的加工对象 .............................................................................................. 3 1.4.2数控铣削加工工艺 .................................................................................................. 4 1.5本论文研究的主要目的和意义 ..................................................................................... 4 1.6本文研究的主要内容: ................................................................................................. 4 2 零件图 .................................................................................................................................... 5 3 零件工艺的分析 .................................................................................................................... 6 3.1毛坯的选择 ..................................................................................................................... 6 3.2基准的选择 ..................................................................................................................... 6 3.2.1精基准的选择 .......................................................................................................... 6 3.2.2粗基准的选择 .......................................................................................................... 6 3.3拟定加工工艺路线 ......................................................................................................... 6 4 设备的选择 ............................................................................................................................ 8 4.1机床的选择 ..................................................................................................................... 8 4.2夹具的选择 ..................................................................................................................... 8 4.3切削用量 ......................................................................................................................... 9 4.4刀具的选择 ..................................................................................................................... 9 4.4.1铣削刀具的种类 ...................................................................................................... 9 4.4.2铣削刀具的基本要求 ............................................................................................ 11 4.4.3平面加工刀具的选择 ............................................................................................ 11 4.4.4凸台轮廓以及台阶面加工刀具的选择 ................................................................ 11 4.4.5孔加工以及螺纹加工的刀具选择 ........................................................................ 11 4.4.6对刀的方法 ............................................................................................................ 12 4.5切削液的选择 ............................................................................................................... 13 4.6量具的选择 ................................................................................................................... 13

III

5 加工程序 .............................................................................................................................. 14 5.1建立工件加工坐标系 ................................................................................................... 14 5.2加工程序 ....................................................................................................................... 14 5.2.1数控编程的内容与步骤 ........................................................................................ 14 5.2.2数控加工工序卡 .................................................................................................... 15 5.2.3凸座零件的加工程序清单 .................................................................................... 15 6 设计总结 .............................................................................................................................. 19 参 考 文 献 ............................................................................................................................ 20 附 录 ...................................................................................................................................... 21 致 谢 ...................................................................................................................................... 22

IV

1 绪论

数控技术是才去电脑程序控制机器的方式,根据数控编程人员提前编写完成的程序对机械零件应用数控机床进行加工的流程。数控技术的在各行各业中的广泛使用给传统制造业带来了翻天覆地的变化,更使制造业成为工业化发展水平是否先进的象征,而且随着数控技术的飞速发展和适用范围的不断扩展,数控技术对关乎国计民生的一些行业的发展起着不可或缺的作用。这些行业的发展趋势为广泛的配备所需装备的数字化。数控技术和数控装备水平是彰显一个国家制造工业现代化程度的重要标志。国家制造工业的现代化程度直接作用于一个国家的经济发展水平与综合国力,决定一个国家的战略地位的高低。所以,世界上各制造工业发达国家均采用重大举措来开展自己的数控技术及其相关产业。我国高度重视数控技术与装备的发展,并且取得了飞速的发展,并应用于诸多领域。尤其在通用微机数控范围,国产数控系统以PC平台为基石,取得了世界先列的水平。然而,我国在数控技术研究和产业发展方面由于起步晚、制造业不发达等原因,在发展过程中遇到了诸多困难,尤其是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面遇到了许许多多的问题。随着时代的发展,数控技术的提升,如何彻底地解决这些困难,让我国数控领域飞速发展,将数控技术发展到世界先进水平,增强我国在国际当中的综合国力的地位,使我国制造业达到世界先进行列,将是数控技术研究的主要目标。

1.1数控技术的发展历史以及发展趋势

普通机床是数控系统发展的基础,1946年第一台电子计算机的诞生更是为数控技术提供了坚实的技术基础。在电子技术与计算机技术的飞速发展的背景下,第一代数控系统于1952年研制成功,这在制造技术发展史上具有划时代的意义。晶体管的广泛应用标志着数控机床发展进入第二代,集成电路的出现以及应用使得第三代数控系统的可靠性进一步提高,第一阶段的发展主要是靠硬件来实现的,而第二阶段的发展则是由计算机数字系统推动的,第四代数控系统开始应用小型计算机,微处理器的使用让数控技术发展到了第五代,个人计算机的普及使得数控系统顺利发展至第六代。我国的数控技术于1958年开始起步,经过几十年的努力发展,国产数控机床与国际先进水平差距日益减小,但是由于技术水平以及工业基础的薄弱,数控机床总体上与发达国家还是有很大差距。

今后数控技术的研究方向主要朝着高速高精度、多功能复合加工以及提高可靠性为主题,而当代数控系统发展的主要趋势主要为开放式、网络化、智能化。在数控机床中可以通过输入加工人员的加工经验和加工规律以及工艺参数等成立一个系统,可以减轻加工人员的负担,将切削用量以及刀具的选取发挥至最佳水平。并且将各个机床厂家的

1

特殊应用和技术输入到控制系统,解决了用户无法重新编制程序的问题。网络的飞速发展也为数控机床的远程操作以及监控带来了极大的便利,人们可以通过网络进行产品的维修和维护,为规模化的无人车间提供了技术基础。

1.2数控加工的主要对象

数控加工应用于加工零件形状比较复杂、精度要求较高,以及产品更换频繁。生产周期要求短的场合,以下类型的零件适合于数控加工:

(1)工件外形复杂的零件。尤其是外形繁杂、对于加工精度要求严格或使用数学方式建模的复杂曲线以及曲面轮廓。

(2)种类多、生产量不大的零件。采用普通机床加工时,要满足设计制造复杂的专用工装或必须用过长时间调整。

(3)必须严格控制公差的零件。

(4)为了控制成本,避免报废的贵重零件。

1.3数控机床

采用数字控制技术的控制系统称为数控系统,装备了数控系统的机床称为数控机床或NC机床

图1 数控机床

1.3.1数控机床的组成

图2 数控机床加工过程

2

数控机床一般由输入/输出设备、数控装置、主轴和进给伺服单元、位置检测装置、可编程序控制器(PLC)以及接口电路和机床本体等几部分组成,如图2所示。 1.3.2数控机床的加工特点

(1)柔性好。柔性也就是适应性,数控机床的柔性是指可以根据工件的变化而变化为方便加工的能力。

(2)工件加工质量高,加工精度稳定,不会受粗大误差的影响。数控机床有很高的加工精度,而且数控机床的加工质量不受工件外形繁杂程度的左右。

(3)可加工复杂形状的零件。

(4)生产效率高。数控机床的工作效率普遍较普通机床高2~3倍,特别是加工形状复杂工件时,生产效率甚至可以提高十几倍甚至几十倍,极大地减轻了制造业的成本,提高了各行业的生产效率。

(5)易于与计算机通讯网络建立联系。由于数控机床是使用数字信息,并且容易与计算机辅助设计和制造系统进行连接,从而变为计算机辅助设计和制造紧密结合的一体化系统;数控机床还可与远程网络连接,通过远程网络控制进行调节和控制,从而进行异地操作。

然而,数控机床也有诸多的缺点与不足:

(1)数控机床造价昂贵,建设初期设备投资很大,零件的加工成本较高。 (2)数控机床本身设计结构技术复杂,较普通机床增加了电子设备的维护,所以维修困难。

(3)对工艺和编程需求较高,加工过程中难以调整,对数控和操作人员的技术水平要求较高。

1.4数控铣削

1.4.1数控铣削的加工对象

(1)在一个平面上有曲线轮廓的零件。工件一个平面上有曲线类轮廓的零件是说有内、外复杂不规则外形的零件,尤其是用数学表达式等说明的其外形为非圆曲线或列表曲线的零件。

(2)立体的曲面零件,立体曲面类零件一般来说是包含有三维空间曲面的零件,曲面类零件的轮廓一般由数学模型设计并出,所以通常要依靠于计算机来进行编程。

(3)另外一些在普通铣床难以加工的零件。这些零件的轮廓形状复杂,需加工的尺寸繁多,难以进行画线和检测,如果选在普通铣床上难以观察进行并控制加工的零件;尺寸精度、几何精度和表面粗糙度等要求非常高的工件,一旦失误,就会造成零件报废;一致性要求较好的零件;变斜角类等零件。

3

1.4.2数控铣削加工工艺

数控铣削加工工艺包含零件的工艺分析,进给路线的确定,铣削刀具的选择,数控铣削加工的对刀与换刀切削用量的选择。零件的工艺性分析包含对零件的图样、技术要求、加工尺寸、零件的结构等进行详细分析,确定工件的可加工性。因为数控铣削加工全部过程都是由程序指令自动进行,因而,数控铣削加工要求编程人员熟知数控铣床的性能、特点、运动方式刀具喜用、切削规范及工件的装夹方法。

1.5本论文研究的主要目的和意义

数控技术与数控机床在为代社会制造产业产生了巨大的经济效益,在社会发展中具有重要的意义,对于国家的基础工业现代化发展具有不可或缺的作用,并逐步成为传统制造工业提升和实现制造业普遍自动化的重要方式之一,数控技术及数控机床的广泛应用给传统制造产业带来了翻天覆地的变化。

我国的数控技术与数控机床虽然在逐步缩小与国际先进水平的差距,但是由于起步晚,国家工业生产落后等原因,我国的数控系统的可靠性仍低于世界水平,核心部件大部分依赖进口,对于我国的制造产业产生了不可估量的影响,造成了极大的经济损失。因此,提升我国的数控系统水平,降低国产数控机床的故障率对于我国的经济发展有着重要意义。

1.6本文研究的主要内容:

(1)简单介绍数控技术与数控机床的发展历史和发展趋势,熟悉数控技术与数控机床;

(2)结合零件铣削加工,了解数控加工的基本原理和内容,梳理数控加工工艺; (3)运用所学知识,结合数控铣削加工步骤对工件进行数控编程; (4)了解数控铣床的加工方法。

4

2 零件图

图3 零件二维图

图4 零件三维图

5

3 零件工艺的分析

凸座零件的作用为支撑底座,需要其具备特定的机械功能、足够长的使用寿命以及一定的耐磨性。材料选用45钢是因其具有较高的强度和较好的切削加工性,可视情况选择是否热处理获得一定的韧性、塑性和耐磨性,且材料成本较低,经济性好。

3.1毛坯的选择

零件材料选用45#钢,选择高强度中碳调质钢,以获得一定的韧性、塑性以及耐磨性而且切削性能良好,便于铣削加工。该材料的抗拉强度σb=590MPa,屈服强度σs=300MPa。本课题零件选用锻件经过热处理获得金属纤维组合以保证零件的可靠性。

根据零件图,选择毛坯尺寸为110mm×110mm×55mm。

3.2基准的选择

3.2.1精基准的选择

因该零件的设计基准为上表面,而下表面为定位基准,设计基准与定位基准不重合,通过计算工艺尺寸链来保证加工精度以保证定位基准与设计基准相重合原则。该凸座零件选择以中心位置的孔中心轴线为设计基准,以下表面中心作为精基准。 3.2.2粗基准的选择

由组基准选用原则:为了保证加工面与不加工面间位置要求,一般应选择不加工面为粗基准。该零件的下表面不进行加工,故选择下表面为粗基准。

3.3拟定加工工艺路线

加工过程之前拟定走刀路线的时候,应当满足要求在保证加工质量的前提下,尽可能刀具的行走路线最短,这样既可以节约时间,又可以使走到路线最短,有助于生产效率的提高,减少生产的成本并且可以有效的减轻机床的磨损。

首先将毛坯上下表面精铣,以达到加工要求,台阶粗糙度要求为Ra2.8μm,公差为IT8精度要求较高,需粗铣后半精铣以达到要求。Φ30mm的的孔尺寸公差为IT7,粗糙度要求为Ra1.2μm。需要通过钻孔、扩孔、粗镗孔、精镗孔以满足加工要求。

加工顺序的原则为基面先行、先粗后精、先主后次、先面后孔,依据此确定此零件的加工顺序为先将上下表面和Φ30mm的孔加工完毕,在加工台阶面,然后加工4XM18螺纹。综上,零件在机床上两次夹装可以完成加工,以下为加工顺序:

(1)第一次:精铣下底面10mm; (2)第二次:

1)精铣上表面至零件所需尺寸;

2)粗铣台阶面以及凸台外轮廓剩余2mm以备精铣; 3)精铣台阶面以及凸台外轮廓直至所需数据;

6

4)精铣底座外轮廓至所需数据; 5)钻Φ30mm孔以及4XM16螺纹加工。 综上,本次设计的加工路线为:

走刀路线的定义是铣削刀具与被加工工件的位置变动的运动路线。

粗、精加工上表面→加工凸台外轮廓→加工台阶面→孔加工→螺纹加工→外轮廓加工。

7

4 设备的选择

4.1机床的选择

该零件需要立式加工中心进行铣削加工,立式加工中心是指主轴为垂直状态的加工中心,加工中心含有固定立柱,长方形的工作台,并且无分度回转功能。适合加工盘、套、板等零件。因为其装夹方便,操作简单,随时掌握加工情况,且程序调试容易,故得到了广泛应用。立式加工的缺点是因为自身结构的限制,立柱以及换刀装置的限制,故无法进行较高零件的加工,且加工型腔或下凹形面时,不易排出废料,甚至会损坏刀具损毁加工完成的表面。

立式加工中心主要技术参数:

机床总功率为35kw,主轴电机功率11kw,主轴转速范围20~6000 rpm,主轴最大输出扭矩95.4N.m,工作台台面尺寸(长X宽)590X1450mm,X/Y/Z向行程为1270/610/760mm,切削进给速度范围是1~8000 mm ,主轴端面至工作台面距离是150~910mm,刀具最大直径/长度为147/350mm,定位精度是+0.010mm,重复定位精度是+0.005mm,机床外形尺寸(长X宽X高)为3200X2650X3320mm。

图5 立式加工中心

4.2夹具的选择

确定夹装的方法,需要满足在一次夹装内能够加工完成大部分甚至工件全部的加工的要求。凸座零件为正长方体,为满足加工精度并提高生产速度,因此需要保证零件固定在机床的适当位置,用加工中心的的定位装置夹紧,并避开孔加工以及螺纹加工时钻头伸突出的地方,并且应当保证设计基准、工艺基准与编程原点的统一。主要依据零件的技术要求以及数控加工的特点进行夹装方法的确定。因此,采用压板和平型垫铁进行装夹。

8

4.3切削用量

切削速度、进给量和背吃刀量三者的总称即为切削用量。为了提高铣削刀具的寿命,切削用量确定的顺序一般为:首先确定背吃刀量,然后选定进给速度,最后决定切削速度。

切削速度Vc是指在切削加工时,切削刃上选定点相对于弓箭的主运动速度。 进给量f是指工件或刀具的主运动每转一转或每一行程时,工件和刀具两者在进给运动方向上的相对位移量。

背吃刀量是指工件已加工表面与代加工表面之间的垂直距离。

图6 切削用量示意图

4.4刀具的选择

4.4.1铣削刀具的种类

铣削加工的刀具种类繁多,在这仅对常用的刀具进行简单的介绍。

(1)面铣刀。刀具四周表面与端面都有切削刃的刀具就是面铣刀,端面的切削刃叫做辅切削刃。一般来说,面铣刀的至今都很大,直径为Φ50~500mm,因此经常将其加工成套式镶齿结构,刀齿和刀体的结构是分开的,使用期较长。

图7 面铣刀

(2)立铣刀。立铣刀的结构特点为圆柱表面和端面具备切削刃,它们可以同时或者分别进行切削,粗铣刀主要应用于粗加工,精铣刀具主要应用于精加工。应当注意的是,因为普通立铣刀端面中心未配备切削刃,故立铣刀不具备轴向进给的能力。

9

图8 立铣刀

(3)模具铣刀。模具铣刀由立铣刀发展并演变而来,它的作用是加工模具型腔或者铣削凹凸模的表面。它有主要由以下三种:圆锥形立铣刀、圆球形球头立铣刀和圆锥形球头立铣刀。模具铣刀为了便于加工工件,因此在球头或者球面配备了切削刃。

图9 模具铣刀

(4)键槽铣刀。键槽铣刀的机构特点是具备有两个刀齿,在圆柱面以及端面配备了切削刃,加工路线为:先轴向进给铣削键槽的深度直至尺寸,然后平面进给进行键槽尺寸的加工。

图10 键槽铣刀

(5)鼓型铣刀。鼓型铣刀端面不具备切削刃,而是在圆弧面上均布,在加工过程当中,可以控制其上下位置以及切削位置,可以在工件上获得各种各样的斜角。鼓型铣刀所加工斜角范围与圆弧面的半径成反比。

10

图11 鼓形铣刀

4.4.2铣削刀具的基本要求

1)为了提高生产率,尽可能的取用大的切削用量,适合数控铣削加工中切削用量不容易调整的问题,需要选择铣刀的刚性较好。

2)因为数控机床中的刀具加工的内容很多,若刀具的寿命短,磨损很快,会对数控加工的表面质量和加工精度造成很大的影响。会造成对刀和调刀的次数的增加,而且在工件表面会留下因为对刀而留下的台阶,使得工件表面的质量降低,增大了工件的报废率。

4.4.3平面加工刀具的选择

平面的加工在进行上下表面的铣削时,因工件的表面宽度为100mm,为了节约铣削时间,提高生产效率,故采用Φ80mm的面铣刀,取F=360mm/min。 4.4.4凸台轮廓以及台阶面加工刀具的选择

凸台外轮廓采用Φ8mm的立铣刀,之后采用Φ80mm的面铣刀加工台阶面。为满足尺

寸精度与表面粗糙度的要求,先粗铣留有0.5mm的加工余量再用Φ10mm的面铣刀进行精铣。外轮廓加工中,取F=400mm/min,台阶面加工时,粗铣Φ80mm面铣刀的F=400mm/min,精铣Φ10mm面铣刀的取F=200mm/min。 4.4.5孔加工以及螺纹加工的刀具选择

在孔加工的固定循环当中,刀具的运动轨迹主要由六个动作:

(1)快速进刀并定位到孔加工的坐标点,此动作一般在X轴和Y轴所组成的平面进行。

(2)刀具自程序起始点快速进刀至孔的位置上方,此过程在Z轴轴向运动。 (3)采用切削进给的方法执行孔加工程序。 (4)在孔加工的孔底进行必要的动作。

(5)将刀具快速撤回至孔的上方,继续孔的精加工。

(6)在孔加工过程中,加工完成后刀具一般回到初始点,以防止失误操作造成工件报废。

11

扩Φ30mm的孔至Φ28mm刀具选择Φ28mm的钻头,然后粗镗Φ30mm孔至Φ29.95mm,选用镗刀。扩孔时取F=60mm/min,镗孔取F=120mm/min,铰孔时取F=40mm/min。

钻4XM16的螺孔先采用Φ4mm的中心钻然后采用Φ14.2mm的钻头钻孔至Φ14.2mm,用Φ28mm的钻头进行4XM16的倒角,最后采用M16的螺纹刀铣出4XM16的螺纹孔。钻孔时F=40mm/min,螺纹加工时F=20mm/min。 4.4.6对刀的方法

(1)首先试切断面,调出数控系统的刀偏角,输入数值0.000,即把工件坐标系的原点建立在工件的右端面上;

(2)用车刀将材料外围Z向切去一定的尺寸,即试切外围,再用游标卡尺测量切削后的外圆直径,把测得的数据输入刀偏表中;

(3)对刀完成后,即工件的右端点中心为工件坐标系的原点,也是编程原点。

表1 刀具的选择

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

加工内容 粗铣上端面,留余量0.5mm 精铣上端面直至尺寸50mm 粗铣台阶面,留余量0.5mm 精铣台阶面直至尺寸 粗铣凸台外轮廓,留余量0.5mm 精铣凸台外轮廓直至尺寸 打孔,钻Φ30mm的孔中心 打孔,将Φ30mm的孔钻至Φ28mm 粗镗,将Φ30mm的孔扩至Φ29.95mm 精镗Φ30mm的孔直至尺寸 钻4XM16螺纹中心孔 钻4XM16螺孔至Φ14.2mm 铣4XM16螺孔至尺寸 外轮廓加工 12

刀具编号 T01 T01 T02 T03 T04 T04 T08 T05 T06 T07 T08 T09 T10 T04 刀具规格 Φ80mm面铣刀 Φ80mm面铣刀 Φ80mm面铣刀 Φ10mm面铣刀 Φ8mm立铣刀 Φ8mm立铣刀 Φ6mm中心钻 Φ28mm钻头 镗刀 镗刀 Φ6mm中心钻 Φ14.2钻头 M16螺纹刀 Φ8mm立铣刀 备注

4.5切削液的选择

切削液是指在加工过程当中,用来起到冷却和润滑作用的工业用液体。切削液具有良好的冷却、润滑、防锈、除油清洗、防腐等作用。乳化液、半合成切削液和全合成切削液三种均为水基切削液。合理的选择加工切削液可以起到润滑、冷却、清洗、防锈等作用本设计当中,粗精加工交错进行,又有钻孔,螺纹加工,因此,需要兼顾冷却与润滑作用,故选择乳化切削液,可以很好地满足加工要求。

4.6量具的选择

量具是指在直接或者间接获得被测对象目标值的工具、仪器或者仪表等。计量器具主要为量具和量仪两种,量具用来进行简单的长度或者尺寸测量,量仪则是进行复杂的测量,一般应用于实验室中的测量。

工件的长度可以采用钢尺进行测量以获得;内外径的尺寸以及深度等采用分度值为0.02的游标卡尺进行测量。千分尺应用于测量精度要求较高的部位;百分尺应用于垂直度的测量。

13

5 加工程序

5.1建立工件加工坐标系

工件坐标系中的坐标轴和运动方向命名的规则为:

在机床加工时,始终以工件为静止的,刀具是运动的为准则; 机床中的坐标系应当使用右手直角笛卡尔坐标系确定;

在数控加工当中,运动方向正方向始终以刀具远离工件的运动方向为正向。 在本设计当中,根据以上工件坐标系建立的原则,凸座零件加工工件坐标系选取工件的A点为坐标原点,建立如下图所示坐标系,选取工件上表面10mm处(Z60)做起始平面,选距离台阶表面上4mm处为R点平面。

图12 加工坐标系

5.2加工程序

5.2.1数控编程的内容与步骤

数控编程的主要内容为:分析图样零件,进行工艺处理和数据计算,编写零件加工程序,校对程序并首切工件。

数控编程的步骤:

(1)分析图样 数控编程由零件分析切入,对于被加工零件的几何形状、加工精度、表面质量、使用材料和热处理等方面进行全面、彻底的分析,以便在之后的加工中选择最优的加工工艺处理。

(2)工艺处理 工艺处理的内容包括:加工方案的确定,坐标原点的选择、对刀点和刀架转位换刀时的位置的确定、进给路线的合理选择、切削液的启动要求等。

(3)数值计算 由工件的尺寸数据,根据之前确定的坐标系和进给路线,计算出加工时刀具的轨迹,得到刀位数值。

14

(4)手工编程,根据加工时刀具的轨迹和加工指令代码与程序段格式,便可推算出工件加工的程序清单

(5)程序的输入、校验与首件试切。 5.2.2数控加工工序卡 工步号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 工步内容 刀具号 T01 T01 T02 T03 T04 T04 T08 T05 T06 T07 T08 T09 T10 T04 刀具规格 主轴速度/mm 300 400 210 400 300 300 400 300 500 500 400 400 900 180 进给速度/mm 360 400 400 200 200 200 200 60 120 200 40 30 20 40 背吃刀量/mm 4 4 0.5 0.5 5 5 4 4 0.8 0.8 1.2 4 6 4 备注 粗铣上端面 精铣上端面 粗铣台阶面 精铣台阶面 粗铣凸台外轮廓 精铣凸台外轮廓 打孔 扩孔 粗镗 精镗 钻螺纹中心孔 扩螺纹中心孔 铣4XM16螺孔 外轮廓加工 Φ80mm面铣刀 Φ80mm面铣刀 Φ80mm面铣刀 Φ10mm面铣刀 Φ8mm立铣刀 Φ8mm立铣刀 Φ6mm中心钻 Φ28mm钻头 镗刀 镗刀 Φ6mm中心钻 Φ14.2钻头 M16螺纹刀 Φ8mm立铣刀 5.2.3凸座零件的加工程序清单

凸座零件的加工程序清单(FANUC 0i系统)如下: 上端面加工 0001

N01 G54 G90 调用G54坐标绝对尺寸 N02 T01 M06 换1号刀具

15

N03 G01 X0 Y0 Z50.5 H01 F360 快速进刀至粗铣平面上表面位置 N04 M03 主轴正传 N05 M08 切削液开 N06 X100 F360 粗铣上端面

N07 G01 Z50 H01 F360 进刀至上端面尺寸位置 N08 X-100 F360 精铣上端面

N09 G00 G49 Z60.0 M09 抬刀,切削液关 N10 M30 程序结束 凸台轮廓加工 0002

N01 G40 G49 G80

N02 T1 M06 N03 G00 G90 G54 X80 Y50 N04 M03 N05 M08 N06 G43 H01 Z55 N07 G03 X50 Y80 R4 F400 N08 X26 Y50 R4 N09 X5O Y26 R4 N10 X84 Y50 R4

N11 G01 Z30 F1000 N12 G00 Z60 M09 N13 M30 台阶面精铣加工 0003

N01 G91 G28 Z50 N02 T01 M06 N03 G01 Z30.5 F100 N04 M03 N05 X100 F100 N06 G01 Z30.0 F100 N07 G00 G49 Z60 M09 N08 G91 G28 Z0 N09 M30 孔加工 0004

N01 G54 G90

N02 G00 X50 Y50 Z60 N03 M03 M08 N04 G01 Z-5 F400 N05 G00 Z60 N06 T05 M06 N07 G98 G81 X50 Y50 Z-5 R4 F120N08 G80 N09 G00 G49 Z60 M09 N10 G91 G28 Z0

换刀,调用1号刀具

调用G54坐标绝对尺寸,快速进刀至X80Y50 主轴正传 切削液开

刀具正补偿,进刀至Z55

逆时针圆弧插补,进刀至X50 Y84 切削至Z30

快速退刀,切削液关 程序结束 刀具Z向回到起始点 换1号刀

进刀至加工平面位置 主轴正传 粗铣台阶面 精铣台阶面

抬刀,切削液关 刀具回到起始点 快速进刀至指定位置 主轴正传,切削液开 钻孔

回到起始高度

换刀,调用5号刀具 调用固定循环,扩孔 固定循环取消 抬刀,切削液关 返回起始点

16

N11 T06 M06 换刀,调用6号刀具 N12 G90 G00 X50 Y50 快速进刀至指定位置 N13 G43 Z60 H05

N14 M03 S500 主轴正传,转速500 N15 M08 切削液开

N16 G98 G85 X50 Y50 Z-5 R4 Q150 F40调用固定循环,粗镗孔 N17 G80 固定循环取消 N18 G00 G49 Z60 M09 抬刀,切削液关 N19 G91 G28 Z0

N20 T07 M06 换刀,调用7号刀具 N21 G90 G00 X50 Y50 快速移动到指定位置 N22 G43 Z60 H06

N23 M03 S500 主轴正传 N24 M08 切削液关 N25 G98 G76 X50 Y50 Z-5 R4 Q150 F40

调用固定循环,精镗孔 N25 G80 固定循环取消 N26 G00 G49 Z60 M09 抬刀,切削液关 N27 M30 螺纹加工 0005

N01 G54 G90 G00 X0 Y0 Z35 N02 T08 M06

N03 G90 G43 G00 Z35 S600 M03 H07 快速移动到指定位置 N04 G99 G81 X15 Y15 Z-5 R5 F40 钻左下角中心孔 N05 G98 Y85 钻左上角中心孔 N06 G99 X85 钻右上角中心孔 N07 G98 Y15 钻右下角中心孔 N08 G00 X0 Y0 Z35 H07 抬刀 N09 T09 M06

N10 Z35 S150 M03 H09 主轴正传, N11 G99 G84 X15 Y15 Z-5 R4 P50 F20 加工螺纹 N12 G98 Y85 N13 G99 X85 N14 G98 Y15 N15 G91 G28 Z0 N16 M30 外轮廓加工 0006

N01 G54 G90 G00 X0 Y0 Z35 N02 T01 M06 N03 M03 M08

M04 G54 G90 G41 G00 X-5 Y-5 Z-1 D01 S800

调用绝对增量坐标系,快速进刀至指定位置 (-5,-5,-1)主轴转速800r/min N05 G01 X0 Y-5 F150 刀具工进至(0,-5) N06 G01 Y100 增量编程,由A到B

17

N07 G01 X100 由B切削到C N08 G01 Y0 由C切削到D N09 G01 X0 由D切削到A

N10 G40 G00 X-5 Y-5 Z0 快速进刀至(-5,-5,0) N11 M30 程序结束

18

6 设计总结

通过此次毕业设计,我对以往所学的知识进行了系统性的梳理,并对自己之后的工作进行了一次演练。相信我在这次设计中对大学四年的学习总结以及对专业知识的查缺补漏能在我之后的工作岗位当中为我提供很大的帮助,并且为我今后打下了坚实的理论基础。

此次的毕业设计是关于数控技术的。数控技术是现代制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础,数控技术在生产制造业中的广泛应用为社会提供了巨大的经济利益,更是一个国家制造业发展水平的重要标志。

纵观全文,本设计的主要内容为简单介绍了数控技术与数控铣床的发展历史遗迹发展趋势,结合具体的凸座零件的数控铣削工艺与编程回顾了数控加工工艺以及数控加工程序的编制,将所学知识进行了细致深入的分析、梳理。

此次的设计用到了简单的Auto CAD 以及Pro E 画图,借这个机会,我重新学习了一些基本的作图指令,重新学习了零件图的表达、注释的标注以及相关表格的制作。通过对凸座零件加工,让我知道了在数控铣削加工中,如何确定它的加工工艺,如何编写加工程序。是我对数控知识有了深入的了解。

此次毕业设计是对我大学四年所学知识的一次考察,更是一次让我用知识充实自己的机会,为我今后的工作提供了扎实的理论基础,是我一次难忘的经历。

19

参 考 文 献

[1]申晓龙.数控加工技术[M].北京:冶金工业出版社.2006. [2]樊军庆.数控技术[M].北京:机械工业出版社.2012. [3]邹新宇.数控编程[M].北京:清华大学出版社2006.

[4]王爱玲.刘永姜.数控原理及数控系统[M].北京:机械工业出版社.2006. [5]李佳.数控机床及应用[M].北京:清华大学出版社.2002.

[6]朱立初.零件的数控铣削工艺及编程实例研究.[J]湖南.模具制造技术.2010年09期. [7]潘建新.周小红.典型零件数控加工工艺分析[J]. 机电工程技术. 2010(08) [8]陈藜.数控铣削加工的工艺分析[J].洪都科技.2010(03) .

[9]余娟,肖凤森.型腔零件数控铣削加工工艺路线的研究[J].矿山机械.2011(01) . [10]钟蓝.我国数控机床产业高歌猛进[N].中国信息报.2006-01-13 (002). [11]张爱兵.浅谈刀具半径补偿的应用[J].河南科技.2014(12) . [12]马聪玲.数控铣削实例编程分析与加工[J].机械工程师. 2013(06)

[13]丁静.李宏伟.数控铣削进给路线的确定[J].郑州轻工业学院学报. 2012(01)

[14]Alberto Boschetto, Luana Bottini, Francesco Veniali . Finishing of Fused Deposition ModelingpartsbyCNCmachining[J].Roboticsand Manufacturing.2015.41

[15]C. C. Chang, M.Y. Lee, S. H. Wang. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology[J].The International Journal of Advanced Manufacturing Technology.2006.Vol.31.

[16]X.-L. Qian, P.-Q. Ye. Research of Hybrid NC Programming Technology for Lathe machining Center[J].Research of Hybrid NC Programming Technology for Lathe machining Center.

Computer

Integrated

20

本文来源:https://www.bwwdw.com/article/ubn.html

微信扫码分享

《凸座零件的数控铣削工艺与编程.doc》
将本文的Word文档下载到电脑,方便收藏和打印
推荐度:
点击下载文档
下载全文
范文搜索
下载文档
Top