毕业设计：铣刀头的设计加工

毕业设计：铣刀头的设计加工内容摘要：

新用刀具长度补偿指令补偿刀具尺寸的变化 ， 而不必重新调整刀具或重新对刀。 刀长补偿对所有的刀具都适用，而刀具半径补偿则一般只用于铣刀类刀具。 当铣刀加工工件的外或内轮廓时，就用得上刀具半径补偿，当用端面铣刀加工工件的端面时则只需刀具长度补偿。 参考点相关指令 1． 返回 参 考点检查 指令 G27 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 15 格式： G27 X Y Z ； 检查机床能否准确返回参考点， 非模态 指令。 执行时，刀具返回到 G27 指令后X、 Y、 Z 坐标所指定的参考点在工件坐标系中的坐标值；刀具快速移动，接近指定参考点时自动减速，并在该点做定位校验，定位准确后操作面板上回零指示灯亮；某一方向上未准确回到参考点位置，对应指示灯不亮。 2．自动 返回 参考点指令 G28 格式： G28 X Y Z ； 使控制轴自动返回参考点， 非模态 指令。 执行时，刀具经过 G28 指令后 X、 Y、Z 坐标所指定的中间点，返回到参考点位置；刀具快速向中间点移动，并在中间点做定位校验，快速移动到参考点。 中间点的作用是在返回过程中，控制快速运动的轨迹，避免“撞刀”。 3．从参 考点返回指令 G29 格式： G29 X Y Z ； 使刀具在返回参考点，经过 G28 指令所指定的中间点，快速移动到某一指定坐标点， 非模态 指令。 执行时，刀具从参考点快速移动，经 G28 所指定的中间点，到达 G29 指令后 X、 Y、 Z 坐标所指定的目标点。 该指令一般与 G28 指令成对使用。 子程序 主程序调用子程序，子程序返回主程序或上一级子程序。 （ 1）子程序的格式 子程序的格式与主程序相同，在子程序的开头后面编制子程序号，在子程序的结尾用 M99指令返回主程序 (有些系统用 RET 返回 )。 （ 2）子程序的调用格 式 常用的子程序调用格式有以下几种： 1） M98 P 其中， P后面的前 3位为重复调用次数 ， 省略时为调用一次；后 4位为子程序号。 2） M98 P L 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 16 其中， P后面的 4位为子程序号； L后面的 4位为重复调用次数 ， 省略时为调用一次。 （ 3）子程序的嵌套 子程序调用另一个子程序 ， 称为子程序的嵌套。 镜像加工指令 镜像加工指令通常有以下几种形式： 1．关于 X、 Y或原点对称的工件，使用不同的 G指令代码，如 G1 G1 G13指令，分别代表 X轴、 Y轴或原点镜像； 2．关于 X、 Y对称的工 件，使用不同 M的指令代码，如 M2 M22指令分别代表X轴、 Y轴原点镜像 , M23代表镜像取消； 3．关于 X、 Y 或原点对称的工件，使用相同的指令代码，如 G24 指令表示建立镜像，由指令坐标轴后的坐标值指定镜像位置， G25 指令表示镜像取消。 不论哪种指令格式，当只对 X 轴或 Y 轴进行镜像时，切削时的走刀顺序（顺铣与逆铣），刀补方向，圆弧插补转向都会与实际程序相反。 当同时对 X 轴和 Y 轴进行镜像（即关于原点镜像）时，走刀顺序，刀补方向，圆弧插补转向均不变。 注意：使用镜像指令后必须进行取消，以免影响后面的程序。 在 G90 模 式下，使用镜像或取消指令，都要回到工件坐标系原点才能使用。 否则，数控系统无法计算后面的运动轨迹，会出现乱走刀现象。 这时必须实行手动原点复归操作予以解决。 主轴转向不随着镜像指令变化。 在制订机械加工工艺规程时 , 正确选择合适的毛坯 , 对零件的加工质量、材料消耗和加工工时都有很大的影响。 显然毛坯的尺寸和形状越接近成品零件 , 机械加工的劳动量 就越少 , 但是毛坯的制造成本就越高 , 所以应根据生产纲领 , 综合考虑毛坯制造和机械加工的费用来确定毛坯 , 以求得最好的 经济效益。 零件材料的工艺特性和力学性能大致决定了毛坯的种类。 例如铸铁零件用铸造毛 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 17 坯。 钢质零件当形状较简单且力学性能要求不高时常用棒料 , 对于重要的钢质零件 , 为获 得良好的力学性能 , 应选用锻件 , 当形状复杂力学性能要求不高时用铸钢件。 有色金属零 件常用型材或铸造毛坯。 部件 4带轮，毛坯材料是 HT150，铸造成型， 毛坯 216。 155 长度 L=60 部件 4 部件 11端盖，毛坯材料是 HT200，毛坯为 216。 120 长度 L=25 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 18 6X?9 EQS ?15 6长度方向尺寸基准径向尺寸基准 部件 11 部件 7 轴，材料是 45，毛坯 216。 50 长度 L=410 径向尺寸基准长度方向尺寸基准 部件 7 部件 8 座体，铸造成型，材料是 HT200。 毛坯 均有 20mm 的余量。 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 19 AA（+ ） （+ ） 部件 8 数控机床的选择 在数控机床上加工零件时，一般有两种情况。 第一种情况：有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。 第二种情况：已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。 无论哪种情况，考虑的因素主要有，毛坯的材料和类、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。 概括起来有三点： ① 要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品。 ② 有利于提高生产率。 ③ 尽可能降低生产成本 (加工费用 )。 该 加工完全可以在加工中心上加工，且效率高。 那样成本会很高，综合考虑在一般的数控铣床和数控车床 加工，可以大大降低成本。 零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点 ，以便数控加工。 在一般 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 20 床子上可以按要求加工出来的，没有必要在数控床子上加工， 否则会使成本更高。 数控加工和一般非数控的加工有区别，会导致工序的划分不同。 下面几点是数控加工对零件的要求： 1)零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸。 这样可以减少刀具规格和换刀次数，使编程方便，生产效益提高。 2)内槽圆角的大小决定着刀具直径 的大小，因而内槽圆角半径不应过小。 零件工艺性的好坏与被加工轮廓的高低、转接圆弧半径的大小等有关。 3)零件铣削底平面时，槽底圆角半径 r 不应过大。 4)应采用统一的基准定位。 在数控加工中，若没有统一基准定位，会因工件的重新安装而导致加工后的两个面上轮廓位置及尺寸不协调现象。 因此要避免上述问题的产生，保证两次装夹加工后其相对位置的准确性，应采用统一的基准定位。 零件上最好有合适的孔作为定位基准孔，若没有，要设置工艺孔作为定位基准孔 (如在毛坯上增加工艺凸耳或在后续工序要铣去的余量上设置工艺孔 )。 若无法制出 工艺孔时，最起码也要用经过精加工的表面作为统一基准，以减少两次装夹产生的误差。 零件的外形、内腔最好采用统一的几何类型及尺寸，这样可以减少换刀次数，还可能应用 控制程序或专用程序以缩短程序长度。 零件的形状尽可能对称，便于 用数控机床的镜向加工功能来编程，以节省编程时间。 部件 11 端盖 先在 车 床 上 加工好 B端面 、中间的通孔 和内沟槽 ；而后在铣床上加工 A端面和 其上面的 6个沉孔。 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 21 部件 4 带轮，铸造后， 先铣 A、 B 中一个端面，再铣另一个端面和键槽，最后用特殊的铣刀铣齿；后热处理； 部件 7 轴，先在车床上加工，再到铣床上加 工两端的键槽。 部件 8 座体，铸造后，要在镗床和铣床上加工。 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 22 加工工序 和工步 的划分 在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。 首先应根据零件图样，考虑被加工零件是否可以在一台数控机床上完成整个零件的加工工作，若不能则应决定其中哪一部分在数控机床上加工，哪一部分在其他机床上加工，即对零件的加工工序进行划分。 工步的划分工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。 在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工。 为了便于分析和描述较复杂的工序 ，在工序内又细分为工步。 下面以加工中心为例来说明工步划分的原则： 1)同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分开进行。 2)对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔。 按此方法划分工步，可以提高孔的精度。 因为铣削时切削力较大，工件易发生变形。 先铣面后镗孔，使其有一段时间恢复，减少由变形引起的对孔的精度的影响。 3)按刀具划分工步。 某些机床工作台回转时间比换刀时间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提高加工效率。 总之，工序与工步的划分要根据具体零 件的结构特点、技术要求等情况综合考 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 23 虑。 部件 4， 铣两端面 铣键槽 铣齿； 部件 7，粗车 半精车 精车 铣键槽； 部件 11，粗车 精车 钻孔 车内沟槽； 部件 8， 铣端面 镗孔 钻孔 ； 在制订工艺规程时 ,定位基准选择的正确与否 ,对能否保证零件的尺寸精度和相互位 置精度要求 ,以及对零件各表面间的加工顺序安排都有很大影响 ,当用夹具安装工件时 ,定位基准的选择还会影响到夹具结构的复杂程度 因此 ,定位基准的选择是一个很重要的工艺问题。 选择定位基准时 ,是从保证工件加工精度要求出发的 ,因此 ,定位基准的选择应先选择精基准 ,再选择粗基准。 在制定工艺规程时，定位基准选择的正确与否，对能否保证零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及对零件各表面间的加工顺序安排都有很大的影响，当用夹具安装工件时，定位基准的选择还会影响到夹具结构的复杂程度。 因此，定位基准是一个很重要的工艺问题。 部件 4 和部件 11， 先选择上下任一个面为粗基准 ， 加工。 到时，以加工好的面为精基准，加工 另一个面，和键槽，最后加工齿； 部件 7，现在两端打中心孔，用一孔和一面来定位； 部件 8，先以下面为粗基准，加工其他的面和镗孔； 夹具 的 正确 选择 如前所述，在设计零件的机械加工工艺规程时，工艺人员根据加工要求已经选择了各工序的定位基准和确定了各定位基准应当限制的自由度，并将它们标注在工序简图或其它工艺文件上。 夹具设计的任务首先是选择和设计相应的定位元件来实现上述定位方案。 了分析问题的方便， 此处引入“定位基面”的概念。 当工件以回转表面（如孔、外圆等）定位时，称它的轴线为定位基准，而回转表面本身则称为定位 基面。 工件 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 24 在夹具上定位时，理论上定位基面与定位元件上的起主要定位作用的表面应该接触。 （一）工件以平面定位 工件以平面为定位基面时，常用的定位元件如下所述。 1．主要支承 主要支承用来限制工件的自由度，它又分为： （ 1）固定支承 固定支承有。