毕业论文-数控铣削加工工艺设计及零件加工程序编制

毕业论文-数控铣削加工工艺设计及零件加工程序编制内容摘要：

不能则应决定其中那一部分在数控机床上加工，那一部分在其他机床上加工，即对零件的加工工序进行划分。 数控铣削加工零件工艺分析遵循的原则 1) 在加工同一个表面时，应按先粗加工，后半精加工，最后精加工的次序完成。 对整个零件的加工也可也按先粗加工，后半精加工，最后精加工的顺序进行。 2）当设计精度和孔加工精度的位置与机床的定位精度和重复定位精度相接近时，可采用按同一 尺寸基准进行集中加工的原则，这样可以解决多个工位设计尺寸基准的加工精度问题。 3）对于复合加工（既有铣削又有镗）的零件，可以先铣削后镗孔。 因为铣削的切削力大，工件易变形，采用先铣削后镗孔的方法，可工件使有一段时间的恢复，减少变形对精度的影响。 相仿如果先镗孔后铣削，会在孔口处产生毛刺、飞边，从而影响空的精度。 对于本例孔较少采用先铣削后镗孔。 4）在孔类零件加工时，刀具在 XY 平面内的运动路线，主要考虑：定位要迅速，也就是在刀具不与工件、夹具和机床碰撞的前提下空行程时间尽量可能的短。 定位要准确。 5）在加工中如 果受重复定位误差影响较大时，必须要一次定好位，按顺序连续换刀加工，完成同轴孔上的加工，在进行其他位置上的加工，这样以提高孔系同轴度。 6）应采取相同工位集中加工方法，尽量就近加工，以缩短刀具的移动距离，减少空运行时间。 7)按刀具划分工步。 在不影响精度的前提下，为了减少换刀次数，控运行程时间、不重要的定位误差等，要尽可能用同一把刀完成同一个工位的加工。 8）在一次装夹中尽可能较多的表面的加工。 总之，工序与工步的划分要根据具体的零件特点、技术要求等情况综合考虑。 此例中，可以先把毛坯六个面铣削平整，在进行零件 的加工，具体工步安排如下： （ 1） 粗铣顶面； （ 2） 粗铣阶梯面， 由于本零件表面粗糙度都为 所以还要精加工； （ 3） Φ 40mm 中心钻点窝； （ 4） 铣 R6mm 的 4 个的腰形槽； （ 5） 精铣 R6mm 的 4 个的腰形槽； （ 6） 钻Φ 40mm 的通孔； （ 7） 粗铣Φ 40mm 的通孔； 江西渝州科技学院毕业设计（论文） 22 （ 8） 粗铣 R6mm 的 4 个的腰形槽，深度为 3mm 的凹槽； （ 9） 精铣 R6mm 的 4 个的腰形槽，深度为 3mm 的凹槽； （ 10） 精镗Φ 40mm 的孔。 确定加工顺序 加工顺序的选择 直接影响到零件的加工质量、生产效率和加工成本。 按照基面先行、先面后孔、先粗后精的原则确定加工顺序。 对本零件采取以下的具 体加工顺序： 先用 162。 80mm 可转位面铣刀粗、精铣上表面，保证尺寸 162。 20mm；接着选用 162。 12mm 立铣刀粗、精铣工件外缘轮廓梯形面，保证尺寸 162。 17mm；选用 162。 10mm 键槽铣刀铣削零件外轮廓，刀具左补偿，顺铣，留精加工余量 ；接着继续使用该刀铣削深度 3mm 的 4 个腰形槽，考虑 4 个腰形槽关于 X、 Y 轴方向对称，利用旋转或是镜像指令可以来完成此项工作；以上两项的粗铣完成后，要利用暂停、测量、修改刀补值的方式来进行下一步的精加工，即选用 162。 10mm 立铣刀精铣外轮廓及深度 3mm 的 4 个腰形槽，由于采用同一个程序，故 走刀方式方法与粗铣雷同；到此，零件上还留着一些边角余量，必须加以铲除；接下来就是孔系加工，本零件就中心一 162。 40mm 通孔，选用 162。 3mm 的中心钻点窝，再用 162。 35mm 的麻花钻继续扩孔，然后，转换成镗削加工达到图纸所规定的精度要求。 刀具选择与切削用量选择 刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。 编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。 与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高，不仅要求精度高、 刚度高、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。 这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并优选刀具参数。 江西渝州科技学院毕业设计（论文） 23 选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。 生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀，铣削平面时应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀，对一些主体型面和斜角轮廓形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。 曲面加工常采用球头铣刀，但加工曲面较低平坦部位时，刀具以球头顶端刃切削，切削条件较差，因而采用环形铣刀。 表 2 本设计中刀具的选择 序号 刀具编 号 刀具规格 名称 数量 加工表面 刀尖半径 /mm 备注 1 T01 162。 80mm 硬质合金端面铣刀 1 铣削上下表面 2 T02 162。 12 硬质合金立铣刀 1 铣削 162。 40 外圆极其台阶面 3 T03 162。 40 钻头 1 钻 162。 40 底孔 4 T04 162。 3 钻头 1 162。 40 中心钻点窝 5 T05 162。 40 镗铣刀 1 镗 162。 40 内孔表面 25*25 6 T06 162。 10 硬质合金立铣刀 1 铣削外轮廓 切削用量选择 切削用量包括主轴转速（切削速度）、切削深度或 宽度、进给速度（进给量）等。 切削用量的大小对切削力、切削速率、刀具磨损、加工质量和加工成本均有显著影响。 对于不同的加工方法，需选择不同的切削用量，并应编入程序单内。 合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也考虑经济性和加工成本；半精加工或精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。 具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。 江西渝州科技学院毕业设计（论文） 24 孔系加工切削用量见表 3。 该零件材料切削性能较好，铣削平面、 162。 40mm外圆及其台阶面和外轮廓面时，留 ，其次一 刀完成粗铣。 确定主轴转速时，先查切削用量手册，硬质合金铣刀加工加工铸铁（ 190260HB）时的切削速度为 4590m/min，取 v=70m/min,然后根据铣刀直径计算主轴转速，并填入工序卡中（若机床为有级调速，应选择与计算结果接近的转速）。 N=1000v/ 确定进给率时，根据铣刀赤数、主轴转速和切削用量手册中给的每齿进给量，计算进给速度并填入工序卡片中。 Vf=Fn=Fn* Zn 背吃刀量的选择应根据加工余量确定。 粗加工时，一次进给应尽可能切除 全部余量。 在中等功率的机床上，背吃刀量可达 810mm。 半精加工时，背吃刀量取为。 精加工时背吃刀量取为 . 表 3 孔系加工刀具与切削用量参数 刀具编号 加工内容 刀具参数 主轴转速 S /（ r/min） 进给量 f /(mm/min) 背吃刀量 Ap /mm 01 162。 35 钻孔 162。 35 钻头 200 40 19 02 162。 40H7 粗镗 162。 35 镗铣刀 600 40 162。 40H7 精镗 162。 35 镗铣刀 500 30 对刀点与换刀点的确定 江西渝州科技学院毕业设计（论文） 25 再编程时，应正 确的选择“对刀点”和“换刀点”的位置。 “ 对刀点”就是找在数控机床加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。 由于程序段从该点开始执行，所以对刀点有称为“程序起点”或“起刀点”。 对刀点的选择原则： （ 1） 便于用数字处理和简化程序编制； （ 2） 在机床上找正容易，加工便于检查； （ 3） 引起的加工误差小。 对刀点可选在工件上，也可以选在工件外面（ 如选在夹具上或机床上）但必须与零件的定位基准有一定的尺寸关系。 为了提高加工精度，对刀点应尽量选在零件设 计基准或工艺基准上，如以孔定位的工件，可选孔的中心点作为对刀点。 刀具的位置 则以此孔来找正， 使“刀位点”与“对刀点”重合。 此加工零件对刀点在零件上表面的中心，在机 床参考点处执行换刀。 拟定数控切削加工工序卡 把零件加工顺序、所采用的刀具和切削用量等参数编入表 4 所示的加工工序卡中以指导编程和加工操作 表 4 数控加工工序卡 单位名称 江西渝州科技职业学院 产品名称代号 零件名称 零件图号 数控技术毕业设计 工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 车间 平口虎钳和一面两销 XKA714 数控中心 工步号 工步内容 刀具号 /mm 刀具规格 /mm 主 轴转速 /mm 进给速度/mm 背吃刀量 /mm 备注 01 粗铣定位基准面（底面） T01 162。 80 180 40 4 手动 江西渝州科技学院毕业设计（论文） 26 02 粗铣上表面 T01 162。 80 180 40 4 03 精铣上表面 T01 162。 80 180 25 04 粗铣外极其台阶面 T02 162。 40 360 40 5 05 精铣外极其台阶面 T02 162。 40 360 25 06 粗铣 R6mm4 个的腰形槽 T03 162。 10 300 40 5 07 精铣 R6mm4 个的腰形槽 T03 162。 10 250 25 08 钻 162。 40H7 通孔 T04 162。 38 200 40 19 09 粗镗 162。 40H7 通孔 T05 25*25 600 40 10 精镗 162。 40H7 通孔 T05 25*25 500 30 11 粗铣外轮廓 T06 162。 25 900 40 11 12 精铣外轮廓 T06 162。 25 900 25 22 主要加工 确定编程原点 铣床上编程坐标原点的位置是任意的，他是编程人员在编制程序时根据零件的特点来选定的，为了编程 方便，一般要根据工件形状和标注尺寸的基准以及计算最方便的原则来确定的工件上某一点为坐标原点，具体选择注意如下几点： (1) 编程坐标原点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，并减少计算错误。 (2) 编程坐标原点应尽量选在精度较高的精度表面，以提高被加工零件的加工精度。 (3) 对称的零件，编程坐标原点应设在对称中心上；不对称的零件，编程坐标原点应设在外轮廓的某一角上。 (4) Z 轴方向的零点一般设在工件表面。 江西渝州科技学院毕业设计（论文） 27 本设计选择工件 162。 40 圆的上表面圆心处为工件编程 X、 Y、 Z 轴原点坐标。 主要操作步骤 1. 先开机床 接同通 CNC 和机床电源，系统启动后进入“加工”操作区 JOG 运行方式 检查机床 开启后发现机床会出现报警信号，这时，需按下 K1，使机床加上驱动力。 这时才能正常操作机床。 2. 回参考点 回参考点只能在 JOG 的方式下运行。 用机床控制面板上“回参考点键”启动回参考点。 在“回参考点”窗口中显示该坐标轴是否必须回参考点：如出现“〇”，则说明未回参考点，如出现●，则说明已回参考点，按下坐标方向键（ 正方向键），把每坐标都回参考点，通过选择另一方式如 MDA AUTO 或 JOG 来结束回参考点。 3. 参数设定 在 CNC 进行工作前，必须对一些参数进行设定，对机床和刀具进行调整： 1．输入刀具参数及刀具补偿参数 江西渝州科技学院毕业设计（论文） 28 2．输入 /修改零点偏置 3．输入设定数值 刀具参数包括刀具几何参数，磨损量参数、刀具量参数和刀具型号参数等。 有些参数如 R 参数则一般不需修改 4. 装夹工件 按照前面指定的装夹方式装夹工件 5. 对刀 把每一把刀具都调到自己设定的编程零点，把编程零点所在机床坐标值输入机床中 6. 输入程序 把自己编的程序输入机床定一个名字，对程序进行检查，确保程序本身没有错误以及也没有输入错误。 7. 模拟仿真 按下 MDA 键，按扩展键，再按编程仿真进入仿真系统，对程序进行仿真，检查仿真出的工件图形与要加工的工件有多大出入，并不断对程序进行修改，直到仿真的工件完全正确为止。 8. 实际加工 退出仿真系统，先按复位键，刚开始时可进行单步加工，按下步加工键。 这时要一手按启动键，一手按停止键，如发现异常情况应立即停止。 直到确定程序无误后方可按自动加工键，加工完成后，最后取下工件。 加工完成 江西渝州科技学院毕业设计（论文） 29 结 论 通过本课题的设计，我对数控加工的整个过程有了较全面的理解。 经过设计中选择刀具，我对数控工具系统的特点和数控机床的刀具材料和使用范围有了较深刻的了解，基本掌握数控机床刀具的选用方法；经过设计加工工艺方案，进一步了解工件定位的基本原理、定位方式与定位元件及数控机床用夹具的种类与特点，对教材中有关定位基准的选。