畢業(yè)設(shè)計(jì)零件的數(shù)控銑床銑削編程與設(shè)計(jì)

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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 姓 名： 華中科技大學(xué) 年 月 日 華中科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 華中科技大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目 零件的數(shù)控銑床銑削編程與操作設(shè)計(jì) 系 別 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 姓 名 學(xué) 號(hào) 日 期 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 一.設(shè)計(jì)題目： 零件的數(shù)控銑床銑削編程與設(shè)計(jì) 二．設(shè)計(jì)目的 （1）了解數(shù)控銑床的基本原理。 （2）了解數(shù)控銑削加工編程的內(nèi)容和步驟。 （3）掌握數(shù)控銑削加工程序的編程結(jié)構(gòu)、格式和零件的數(shù)控編程方法。 （4）掌握數(shù)控銑床的操作方法。 （5）了解數(shù)控銑床與微機(jī)通過(guò)RS232接口的通信方法。 三．設(shè)計(jì)要求 1. 設(shè)計(jì)安全要求 由教師和實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)教師組織學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)動(dòng)員和安全教育。要求學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)要做到以下幾點(diǎn)： （1）進(jìn)行編程操作前，應(yīng)熟悉數(shù)控銑床的操作說(shuō)明書(shū)，并嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作。 （2）檢查數(shù)控銑床各部分機(jī)構(gòu)是否完好，各按鈕是否能自動(dòng)復(fù)位。 （3）車間工具都應(yīng)放在固定位置，不可隨意亂放，愛(ài)護(hù)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(yīng)經(jīng)常保持整潔清潔。 （4）數(shù)控加工時(shí)精力應(yīng)高度集中，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)應(yīng)立即切斷電源，并向指導(dǎo)教師報(bào)告。 （5）操作過(guò)程中出現(xiàn)銑床故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)向指導(dǎo)教師反映。 2. 設(shè)計(jì)質(zhì)量要求 （1）畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中要認(rèn)真學(xué)數(shù)控畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)，并按照內(nèi)容要求進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，保證畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度，按時(shí)保質(zhì)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 （2）畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中要勤思考、勤問(wèn)、勤做、勤總結(jié)，不斷積累編程經(jīng)驗(yàn)技巧，提高對(duì)數(shù)控加工工藝分析和編程能力。 （3）按要求撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 （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HT200，毛坯尺寸：長(zhǎng)X寬X高為170mmX110mmX50mm。 四．設(shè)計(jì)任務(wù) （1） 零件圖工藝分析 （2） 確定裝夾方案 （3） 確定裝夾順序 （4） 選擇加工用量具 （5） 合理選擇切削用量 （6） 擬訂數(shù)控銑削加工工序卡 （7） 根據(jù)加工工序步驟編寫(xiě)加工程序 五．應(yīng)完成的技術(shù)資料 1. 開(kāi)題報(bào)告 2. 加工零件實(shí)物 3. 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（10000字左右） 4. 技術(shù)資料 （1）繪制裝夾方式圖 （2）填寫(xiě)數(shù)控加工工序卡片 （3） 編制加工程序清單 六．設(shè)計(jì)時(shí)間進(jìn)度安排 第一周：畢業(yè)調(diào)查實(shí)習(xí)，與指導(dǎo)老師交流設(shè)計(jì)事宜。 第二周：查閱文獻(xiàn)、收集資料。 第三周：確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。 第四~七周：總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、詳細(xì)計(jì)算、編程與調(diào)試等內(nèi)容。 第八~十周：編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 第十一周：指導(dǎo)教師修改。 目 錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 2 摘 要 5 前 言 6 1.開(kāi)題報(bào)告 7 1.1 數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)必須遵循的一般原則 7 1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的步驟 7 1.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 8 1.3.1 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) 8 1.3.2 加工程序的編制 8 1.3.3 數(shù)控操作技能 8 2.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 2.1緒論 9 2.2 工藝分析與選擇 10 2.2.1 零件圖工藝分析 10 2.2.2確定裝夾方案 10 2.2.3確定加工順序 12 2.2.4刀具選擇 12 2.2.5 切削用量選擇 13 2.2.6 擬定數(shù)控切削加工工序卡 14 2.3 主要加工程序 15 2.3.1 確定編程原點(diǎn) 15 2.4 主要操作步驟 22 設(shè) 計(jì) 小 結(jié) 24 致 謝 25 參考文獻(xiàn) 26 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(fù)雜的程序組成的，這就為我們學(xué)習(xí)帶來(lái)不便，為了使學(xué)習(xí)更方便，使用更加有條理，我編寫(xiě)了這份典型零件的數(shù)控銑床銑削編程與操作設(shè)計(jì)，希望為大家的工作、學(xué)習(xí)帶來(lái)方便。 我的這份畢業(yè)設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、摘要、前言、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等多個(gè)部分。設(shè)計(jì)的主要是內(nèi)容是對(duì)我們機(jī)械類加工日常加工中常見(jiàn)的工件取其中的一典型零件進(jìn)行系統(tǒng)的編程與操作設(shè)計(jì)，從數(shù)控加工前應(yīng)做的準(zhǔn)備開(kāi)始到數(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(jì)算、數(shù)控加工程序的編制、數(shù)控車削加工、數(shù)控銑削加工、數(shù)控加工中心編程及自動(dòng)編程技術(shù)等內(nèi)容等數(shù)控加工時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題做了一一的說(shuō)明。其中數(shù)控機(jī)床我們現(xiàn)在用的是西門子系統(tǒng)的，包括編程語(yǔ)言到是西門子系統(tǒng)的。由于水平有限，自己對(duì)設(shè)計(jì)的完成還不是很完善，有不足之處，希望老師斧正。 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)學(xué)習(xí)生活的很重要的一部分，是我們?cè)谛W(xué)習(xí)的最后的一個(gè)環(huán)節(jié)，是評(píng)價(jià)我們是否是一個(gè)合格大學(xué)生的一個(gè)很重要標(biāo)準(zhǔn)，因此在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，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(jì)的任務(wù)，我一下子感到無(wú)從下手，有點(diǎn)迷茫，由于從沒(méi)有做過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)幾天的查找資料，我發(fā)現(xiàn)數(shù)控加工是機(jī)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(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作的技術(shù)。它廣泛用于機(jī)械制造和自動(dòng)化領(lǐng)域，較好地解決多品種、小批量和復(fù)雜零件加工以及生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人以及各類機(jī)電一體化設(shè)備上。同時(shí)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)數(shù)控裝置和數(shù)控機(jī)械要求在理論和應(yīng)用方面有迅速的發(fā)展和提高。隨著改革開(kāi)放深入發(fā)展，全國(guó)特別是國(guó)有大中型企業(yè)及三資企業(yè)，在生產(chǎn)中都廣泛地應(yīng)用了數(shù)控加工技術(shù)和計(jì)算機(jī)輔助加工技術(shù)。由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，從而導(dǎo)致對(duì)專業(yè)人才的大量需求。 隨著民營(yíng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)(如廣東，浙江、江蘇、山東)，數(shù)控人才更是供不應(yīng)求， 所以我覺(jué)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(jì)的念頭，又因?yàn)槲覀冊(cè)谛r(shí)也開(kāi)了這方面的課程，我對(duì)數(shù)控的編程又有一定的了解，就選擇典型零件的數(shù)控銑床銑削編程與操作設(shè)計(jì)這個(gè)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(shí)和數(shù)控機(jī)床的操作，掌握機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造專業(yè)知識(shí)，熟練掌握三維CAD／CAM軟件，如uc、ProE等；熟練掌握數(shù)控手工和自動(dòng)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(shí)掌握的怎么樣，所以我愿意接受這個(gè)任務(wù)，來(lái)自我檢驗(yàn)一下自己是否合格一個(gè)的大學(xué)生。 經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的準(zhǔn)備，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于告以段落，兩個(gè)多月的忙碌對(duì)我來(lái)說(shuō)有著豐富的收獲，我學(xué)到了很多，我學(xué)會(huì)了如何與同學(xué)、老師的溝通，學(xué)會(huì)了與同學(xué)配合完成任務(wù)，學(xué)會(huì)了如何利用圖書(shū)、網(wǎng)絡(luò)搜集信息等等。 1.開(kāi)題報(bào)告 數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)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(jì)算、數(shù)控加工程序的編制、數(shù)控車削加工、數(shù)控銑削加工、數(shù)控加工中心編程及自動(dòng)編程技術(shù)等內(nèi)容。若條件允許，還可以加上數(shù)控機(jī)床的安裝、調(diào)試與驗(yàn)收等內(nèi)容。 1.1 數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)內(nèi)容。也可以采用與校外企業(yè)合作的方式設(shè)計(jì)課題。 （2） 必須保障人身安全和設(shè)備安全，在編程操作前應(yīng)熟悉數(shù)控機(jī)床的操作說(shuō)明書(shū)，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(rèn)真進(jìn)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） 注意培養(yǎng)獨(dú)立獲取知識(shí)、新技術(shù)、新信息的能力，掌握科學(xué)研究的 方法 1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的步驟 必須利用設(shè)計(jì)前一到二周的時(shí)間研究設(shè)計(jì)計(jì)劃和任務(wù)書(shū)，了解產(chǎn)品的工藝性和公差等級(jí)，在初步明確設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，可以步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的論證。 （1） 分析零件圖樣 根據(jù)任務(wù)書(shū)，畫(huà)出零件圖，并對(duì)工件的形狀、尺寸、精度等級(jí)、表面粗糙度、刀具及等技術(shù)進(jìn)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(xì)的設(shè)計(jì)過(guò)程和合理的參數(shù) （3） 數(shù)值計(jì)算 根據(jù)零件圖的尺寸，確定工藝路線及設(shè)計(jì)的坐標(biāo)系，計(jì)算運(yùn)動(dòng)軌跡，得到刀位數(shù)據(jù) （4） 編寫(xiě)零件加工程序 根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的功能指令及程序格式，逐步編寫(xiě)加工程序單，寫(xiě)出有關(guān)的工藝文件如工序卡、數(shù)控刀具卡、刀具明細(xì)表、加工工序單等。 （5）仿真加工 校驗(yàn)程序，程序編完后，利用GRAPS主功能，輸入毛坯尺寸，對(duì) 零件進(jìn)行仿真加工，并判斷程序是否正確。 1.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 1.3.1 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) （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(jì)算 （3）程序校驗(yàn)與首件試切 1.3.3 數(shù)控操作技能 （1）認(rèn)知階段 （2）聯(lián)系階段 （3）自動(dòng)化階段 2.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2.1緒論 1.數(shù)控加工就是將加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)輸入到機(jī)床，機(jī)床的控制系統(tǒng)對(duì)輸入信息進(jìn)行運(yùn)算與控制，并不斷地向直接指揮機(jī)床運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)功能部件——機(jī)床的伺服機(jī)構(gòu)發(fā)送脈沖信號(hào)，伺服機(jī)構(gòu)對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行交換和放大處理，然后由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)數(shù)控機(jī)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(jī)床和普通機(jī)床不同，整個(gè)加工過(guò)程中不需要人的操作，而由程序來(lái)進(jìn)行控制。在機(jī)床上加工零件時(shí)，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(jì)算刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡及其位置數(shù)據(jù)；然后把全部工藝過(guò)程以及其他輔助功能（主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、切削液的開(kāi)與關(guān)、變速、換刀等）按運(yùn)動(dòng)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(guò)調(diào)試后記錄在控制介質(zhì)上；最后輸入到書(shū)空機(jī)床的數(shù)控裝置中，以此控制數(shù)控機(jī)床完成工件的全部加工過(guò)程。因此，把從零件圖樣開(kāi)始到獲得正確的程序載體為止的全過(guò)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(dòng)編程兩種。 （1）手工編程。手工編程是指程序編制的整個(gè)過(guò)程步驟幾乎全部是由日人工來(lái)完成的。對(duì)于幾何形狀不太復(fù)雜的零件，所需要的加工程序不長(zhǎng)，計(jì)算也比較簡(jiǎn)單，出錯(cuò)的機(jī)會(huì)較少，這時(shí)用手工編程即及時(shí)又經(jīng)濟(jì)，因而手工編程仍被廣泛地應(yīng)用于形狀簡(jiǎn)單的點(diǎn)位加工及平面輪廓加工中。但是工件復(fù)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(zhǎng)的，使用手工編程將十分煩瑣、費(fèi)時(shí)，而且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，常會(huì)出現(xiàn)手工編程工作跟不上數(shù)控機(jī)床加工的情況。影響數(shù)控機(jī)床的開(kāi)動(dòng)率。此時(shí)必須用自動(dòng)編程的方法編制程序。 （2）自動(dòng)變成。自動(dòng)編程有兩種：APT軟件編程和CAM軟件編程。APT軟件是利用計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的處理程序后置處理程序進(jìn)行處理，以得到加工程序的編程方法。在具體的編程過(guò)程中，除擬定工藝方案仍主要依靠人工方案外，（有些自動(dòng)編程系統(tǒng)能自動(dòng)確定 最佳的加工工藝參數(shù)）， 其余的工作，包括數(shù)值計(jì)算、編寫(xiě)程序單、制作控制介質(zhì)、程序檢驗(yàn)等各項(xiàng)工作均由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。編寫(xiě)人員只需根據(jù)圖樣的要求，使用數(shù)控語(yǔ)言編寫(xiě)出零件加工的源程序，送入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、后置處理，編寫(xiě)出零件加工程序單，賓噶在屏幕模擬顯示加工過(guò)程，及時(shí)修改，直至自動(dòng)穿出數(shù)據(jù)加工紙帶，或?qū)⒓庸こ绦蛲ㄟ^(guò)直接通信的方式送入數(shù)控機(jī)床，指揮機(jī)床工作。 CAM軟件是將加工零件以圖形形式輸入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算前置處理，在屏幕上形成加工軌跡，及時(shí)修改，再通過(guò)后置處理形式加工程序輸入數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。自動(dòng)編程的出現(xiàn)使得一些計(jì)算煩瑣、手工編寫(xiě)橫困難的?；蚴止o(wú)法編出的程序都能實(shí)現(xiàn)。 本設(shè)計(jì)根據(jù)零件的具體加工位置和零件的工藝特點(diǎn)，可以選擇手工編程、也可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)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、孔系及外輪廓組成，內(nèi)孔表面的加工方法有鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、拉孔、磨孔及光加工方法選擇原則，中間40孔的尺寸公差為H7，表面粗糙度要求較高，可采用鉆——粗鏜——精鏜方案，。兩端 13mm和20mm孔處沒(méi)有尺寸公差要求，可采用自由尺寸公差I(lǐng)T11-IT12處理，表面粗糙度要求不高，可采用鉆13mm——擴(kuò)孔20mm的方案；平面輪廓常采用的加工方法有數(shù)控銑、線切割及磨削等。在本設(shè)計(jì)中，平面與外輪廓表面粗糙度要求Ra6.3mm,可采用粗銑——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(jī)床坐標(biāo)系中的位置，因而根據(jù)要求夾具能保證零件在機(jī)床坐標(biāo)系的正確坐標(biāo)方向，同時(shí)協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工上表面，60mm外圓及其臺(tái)階面和孔系時(shí)可選用一面兩孔定位方式，即以底面、4H7和一個(gè)13mm孔定位，如圖2-5示，選擇上述裝夾方式結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，能保證加工要求，便于實(shí)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、先面后孔、先主后次、先粗后精的原則確定加工順序，即粗加工定位基準(zhǔn)面（底面）——粗、精加工上表面——60mm外圓及其臺(tái)階面——外輪廓銑削——精加工底面并保證尺寸40mm. 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(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時(shí)，選擇刀具通常要考慮機(jī)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(duì)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)。 圖為一面 選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。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(shí)應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀，對(duì)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(pán)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(shí)，刀具以球頭頂端刃切削，切削條件較差，因而采用環(huán)形銑刀。 表2-1本設(shè)計(jì)中刀具的選擇： 序號(hào) 刀具編號(hào) 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 刀尖半徑 /mm 備注 1 T01 125mm硬質(zhì)合金端面銑刀 1 銑削上下表面 0.5 2 T02 63硬質(zhì)合金立銑刀 1 銑削60外圓極其臺(tái)階面 3 T03 38鉆頭 1 鉆40底孔 4 T04 40鏜銑刀 1 鏜40內(nèi)孔表面 0.2 25*25 5 T05 13鉆頭 1 鉆2*22螺孔 0.2 7 T07 25硬質(zhì)合金立銑刀 1 銑削外輪廓 0.2 編制 翟永永 審核 翟永永 批準(zhǔn) 日期 2.2.5 切削用量選擇 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、切削深度或?qū)挾取⑦M(jìn)給速度（進(jìn)給量）等。切削用量的大小對(duì)切削力、切削速率、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響。對(duì)于不同的加工方法，需選擇不同的切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)。 合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工或精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。 孔系加工切削用量見(jiàn)表2。該零件材料切削性能較好，銑削平面、60mm外圓及其臺(tái)階面和外輪廓面時(shí)，留0.5mm精加工余量，其次一刀完成粗銑。 確定主軸轉(zhuǎn)速時(shí)，先查切削用量手冊(cè)，硬質(zhì)合金銑刀加工加工鑄鐵（190-260HB）時(shí)的切削速度為45-90m/min，取v=70m/min,然后根據(jù)銑刀直徑計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速，并填入工序卡中（若機(jī)床為有級(jí)調(diào)速，應(yīng)選擇與計(jì)算結(jié)果接近的轉(zhuǎn)速）。 N=1000v/3.14D 確定進(jìn)給率時(shí)，根據(jù)銑刀赤數(shù)、主軸轉(zhuǎn)速和切削用量手冊(cè)中給的每齒進(jìn)給量，計(jì)算進(jìn)給速度并填入工序卡片中。 Vf=Fn=Fn* Zn 背吃刀量的選擇應(yīng)根據(jù)加工余量確定。粗加工時(shí)，一次進(jìn)給應(yīng)盡可能切除全部余量。在中等功率的機(jī)床上，背吃刀量可達(dá)8-10mm。半精加工時(shí)，背吃刀量取為0.5-2mm。精加工時(shí) 背吃刀量取為0.2-0.4mm. 表2-2孔系加工刀具與切削用量參數(shù) 刀具編號(hào) 加工內(nèi)容 刀具參數(shù) 主軸轉(zhuǎn)速S /（r/min） 進(jìn)給量f /(mm/min) 背吃刀量Ap /mm 01 38鉆孔 38鉆頭 200 40 19 02 40H7粗鏜 鏜銑刀 600 40 0.8 40H7精鏜 鏜銑刀 500 30 0.2 03 2mm*13鉆孔 13鉆頭 500 30 6.5 2.2.6 擬定數(shù)控切削加工工序卡 把零件加工順序、所采用的刀具和切削用量等參數(shù)編入表3所示的加工工序卡中以指導(dǎo)編程和加工操作 表2-3 數(shù)控加工工序卡 單位名稱 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 產(chǎn)品名稱代號(hào) 零件名稱 零件圖號(hào) 數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì) 端蓋 工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 平口虎鉗和一面兩銷 XK714D 數(shù)控中心 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) /mm 刀具規(guī)格 /mm 主軸轉(zhuǎn)速 /mm 進(jìn)給速度/mm 背吃刀量 /mm 備注 01 粗銑定位基準(zhǔn)面（底面） T01 125 180 40 4 手動(dòng) 02 粗銑上表面 T01 125 180 40 4 手動(dòng) 03 精銑上表面 T01 125 180 25 0.5 手動(dòng) 04 粗銑60外極其臺(tái)階面 T02 63 360 40 5 手動(dòng) 05 精銑60外極其臺(tái)階面 T02 63 360 25 0.5 手動(dòng) 06 鉆40H7底孔 T03 38 200 40 19 手動(dòng) 07 粗鏜40H7內(nèi)孔表面 T04 25*25 600 40 0.8 手動(dòng) 08 精鏜40H7內(nèi)孔表面 T04 25*25 500 30 0.2 手動(dòng) 09 粗銑外輪廓 T07 25 900 40 11 手動(dòng) 10 精銑外輪廓 T07 25 900 25 22 手動(dòng) 編制 翟永永 審核 翟永永 批準(zhǔn) 翟永永 4月5日 1頁(yè) 2.3 主要加工程序 2.3.1 確定編程原點(diǎn) 銑床上編程坐標(biāo)原點(diǎn)的位置是任意的，他是編程人員在編制程序時(shí)根據(jù)零件的特點(diǎn)來(lái)選定的，為了變成方便，一般要根據(jù)工件形狀和標(biāo)注尺寸的基準(zhǔn)以及計(jì)算最方便的原則來(lái)確定的工件上某一點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，具體選擇注意如下幾點(diǎn)： (1) 編程坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選在零件圖的尺寸基準(zhǔn)上，這樣便于坐標(biāo)值的計(jì)算，并減少計(jì)算錯(cuò)誤。 (2) 編程坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)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(duì)稱的零件，編程坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)設(shè)在對(duì)稱中心上；不對(duì)稱的零件，編程坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)設(shè)在外輪廓的某一角上。 (4) Z軸方向的零點(diǎn)一般設(shè)在工件表面。 本設(shè)計(jì)選擇40圓的圓心處為工件編程X、Y軸原點(diǎn)坐標(biāo)，Z軸原點(diǎn)坐標(biāo)在工件上表面。 2.3.2按工序編制各部分加工程序:注（用西門子系統(tǒng)） （1）選一個(gè)200X150X50的毛坯 （2）粗銑定位基準(zhǔn)面（底面），采用平口鉗裝夾，如圖3：在MDI方式下，用125mm平面端銑刀，主軸轉(zhuǎn)速為180r/min，可以用LCYC75指令銑基準(zhǔn)面，主要確定幾個(gè)R參數(shù)： R101=5 R102=3 R103=0 R104=2 R116=0 R117=0 R118=200 R119=150 R120=0 R121=4 R122=100 R123=100 R124=1 R125=1 R126=2 R127=1 (3)粗銑上表面，將初銑的底面反過(guò)來(lái)，（注意上表面應(yīng)露出超過(guò)25mm）進(jìn)行粗銑上表面，進(jìn)給速度為100mm/min其余與步驟1相同。 (4)精銑上表面，進(jìn)給速度為25mm/min，其余同步驟1 (5)粗銑60外圓及其臺(tái)階面，在手動(dòng)方式下，用63平面端銑刀，主軸轉(zhuǎn)速為360r/min，粗銑時(shí)的橫向進(jìn)給率為100mm/min，縱向進(jìn)給率為50mm/min，先銑一個(gè)62的圓（注意刀具補(bǔ)償）每刀進(jìn)4 mm，再依次將圓擴(kuò)大，重復(fù)進(jìn)行，直到把毛坯上多余的部分都銑掉，再進(jìn)4 mm，直到把銑到20 mm處為止，形成如圖3的形狀； （6）精銑60的外圓及其臺(tái)階，將粗銑時(shí)留下的余量銑到，進(jìn)給率應(yīng)適當(dāng)降低一些 （7）鉆4循環(huán)40H7的底孔，在MDI方式下，用38的鉆頭，主軸轉(zhuǎn)速為200 r/min可以用深孔鉆削LCYC 83， 其中主要R 參數(shù)： R101=5 R102=3 R103=0 R104=40 R105=1 R107=50 R108=80 R109=2 R110=3 R111=1 R127=1 （8）粗鏜40H7內(nèi)孔表面，使用鏜刀，刀桿尺寸為25X25 mm，主軸轉(zhuǎn)速為600 r/min 使用LCYC85循環(huán)，其主要參數(shù)： R101=5 R102=3 R103= 0 R104=40 R105=1 R107=60 R108=100 （9）精鏜40H7內(nèi)孔表面，主軸轉(zhuǎn)速為600 r/min （10）鉆2 mmX13mm螺孔，在MDI方式下，用40H7的鉆頭，主軸轉(zhuǎn)速為600 r/min。 （11）粗銑外輪廓，裝夾方式如圖4，在手動(dòng)方式下，用25mm 平面立銑刀，主軸轉(zhuǎn)速為900 r/min ， 主軸轉(zhuǎn)速為360r/min，粗銑時(shí)的橫向進(jìn)給率為100mm/min，縱向進(jìn)給率為50mm/min，先銑一個(gè)深4 mm的外輪廓（注意刀具補(bǔ)償）每刀進(jìn)4 mm，再依次將圓擴(kuò)大，重復(fù)進(jìn)行，直到把毛坯上多余的部分都銑掉 （12）精銑刀外輪廓，在手動(dòng)的方式下進(jìn)行用25mm 平面立銑刀，主軸轉(zhuǎn)速為900 r/min ，在Z軸方向不分層，一次銑到位。 具體編程如下 銑底面，用125應(yīng)質(zhì)合金端面銑刀 LI001 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 N30 GOO XO YO N40 Z5 R101=5 R102=3 R103=0 R104=5 R116=0 R117=0 R118=170 R119=110 R121=4 R122=100 R123=50 R124=1 R125=1 R126=2 R127=1 N50 LCYC75 N60 G00 Z40 N70 M30 用125應(yīng)質(zhì)合金端面銑刀 LI002 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 N30 GOO XO YO N40 Z5 R101=5 R102=3 R103=0 R104=5 R116=0 R117=0 R118=170 R119=110 R121=4 R122=100 R123=50 R124=1 R125=1 R126=2 R127=1 N50 LCYC75 N51 M30 換刀，用63應(yīng)質(zhì)合金立銑刀，對(duì)刀 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 N55 G00 Z20 T2D2 N60 G00 X30 Y30 G41 N70 G01 Z-9 N80 G02 X30 Y30 CR=30 N90 G01 Z-13 N100 G02 X30 Y30 CR=30 N105 G01 Z-17 N110 G02 X30 Y30 CR=30 N120 G01 Z-18.5 N130 G02 X30 Y30 N140 G01 Z-19 N150 G02 X30 Y30 CR=30 N160 G00 Z5 N165 M30 換刀，換38的鉆頭，對(duì)刀 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 N170 G00 X0 Y0 G40 T3D1 R101=5 R102=3 R103=0 R104=40 R105=1 R107=50 R108=80 R109=2 R110=3 R111=1 R127=1 N180 LCYC83 N185 M30 換刀，換40H7鏜孔刀，對(duì)刀 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 N30 GOO XO YO N190 G00 Z10 T4D1 R101=5 R102=3 R103= 0 R104=40 R105=1 R107=60 R108=100 N200 LCYC85 N205 M30 換刀，換13的鉆頭.對(duì)刀 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 N210 G00 X80 Y0 R101=5 R102=3 R103=0 R104=22 R105=1 107=50 R108=80 R109=2 R110=3 R111=1 R127=1 N220 LCYC83 N230 G00 X-80 Y0 N240 LCYC83 N250 G00 Z20 N260 G00 X91 Y0 G42 N270 G01 Z-23 N280 G02 X91 Y0 CR=11 N290 G01 Z-27 N300 G02 X91 Y0 CR=11 N310 G01 Z-31 N320 G02 X91 Y0 CR=11 N330 G00 Z5 N340 X-91 Y0 N350 G01 Z-23 N360 G02 X91 Y0 CR=11 N370 G01 Z-27 N380 G02 X91 Y0 CR=11 N390 G01 Z-31 N400 G02 X91 Y0 CR=11 N410 G00 Z5 M30 換刀，換25硬質(zhì)合金立銑刀，換圖 5裝夾方式，對(duì)刀 N10 G94 G90 G54 G17 G71 N20 S1000 M03 N30 GOO X0 Y0 N420 G00 X69.24 Y-17.11 G42 N430 G01 Z-10 N440 G03 X69.24 Y17.11 CR=20 N450 G01 X13.87 Y46.6 N460 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30 N470 G01 X-69.24 Y17.11 N480 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20 N490 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30 N500 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30 N510 G01 X69.24 Y-17.11 N520 G01 Z-15 N530 G03 X69.24 Y17.11 CR=20 N540 G01 X13.87 Y46.6 N550 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30 N560 G01 X-69.24 Y17.11 N570 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20 N580 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30 N590 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30 N600 G01 X69.24 Y-17.11 N610 G01 Z-20 N620 G03 X69.24 Y17.11 CR=20 N630 G01 X13.87 Y46.6 N640 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30 N650 G01 X-69.24 Y17.11 N660 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20 N670 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30 N680 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30 N690 G01 X69.24 Y-17.11 N700 G01 Z-25 N710 G03 X69.24 Y17.11 CR=20 N720 G01 X13.87 Y46.6 N730 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30 N740 G01 X-69.24 Y17.11 N750 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20 N760 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30 N770 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30 N780 G01 X69.24 Y-17.11 N790 G01 Z-28 N800 G03 X69.24 Y17.11 CR=20 N810 G01 X13.87 Y46.6 N820 G03 X-13.87 Y46.6 CR=30 N830 G01 X-69.24 Y17.11 N840 G03 X-69.24 Y-17.11 CR=20 N850 G01 X-13.87 Y-46.6 CR=30 N860 G03 X13.87 Y-46.6 CR=30 N870 G01 X69.24 Y-17.11 N880 G00 Z20 M30 2.4 主要操作步驟 1. 先開(kāi)機(jī)床 接同通CNC和機(jī)床電源，系統(tǒng)啟動(dòng)后進(jìn)入“加工”操作區(qū)JOG運(yùn)行方式 檢查機(jī)床 開(kāi)啟后發(fā)現(xiàn)機(jī)床會(huì)出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)，這時(shí)，需按下K1，使機(jī)床加上驅(qū)動(dòng)力。這時(shí)才能正常操作機(jī)床。 2. 回參考點(diǎn) 回參考點(diǎn)只能在JOG的方式下運(yùn)行。用機(jī)床控制面板上“回參考點(diǎn)鍵”啟動(dòng)回參考點(diǎn)。在“回參考點(diǎn)”窗口中顯示該坐標(biāo)軸是否必須回參考點(diǎn)：如出現(xiàn)“〇”，則說(shuō)明未回參考點(diǎn)，如出現(xiàn)●，則說(shuō)明已回參考點(diǎn)，按下坐標(biāo)方向鍵（正方向鍵），把每坐標(biāo)都回參考點(diǎn)，通過(guò)選擇另一方式如MDA AUTO或JOG來(lái)結(jié)束回參考點(diǎn)。 3. 參數(shù)設(shè)定 在CNC進(jìn)行工作前，必須對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，對(duì)機(jī)床和刀具進(jìn)行調(diào)整： 1．輸入刀具參數(shù)及刀具補(bǔ)償參數(shù) 2．輸入/修改零點(diǎn)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(hào)參數(shù)等。有些參數(shù)如R參數(shù)則一般不需修改 4. 裝夾工件 按照前面指定的裝夾方式裝夾工件 5. 對(duì)刀 把每一把刀具都調(diào)到自己設(shè)定的編程零點(diǎn)，把編程零點(diǎn)所在機(jī)床坐標(biāo)值輸入機(jī)床中 6. 輸入程序 把自己編的程序輸入機(jī)床定一個(gè)名字，對(duì)程序進(jìn)行檢查，確保程序本身沒(méi)有錯(cuò)誤以及也沒(méi)有輸入錯(cuò)誤。 7. 模擬仿真 按下MDA 鍵，按擴(kuò)展鍵，再按編程仿真進(jìn)入仿真系統(tǒng)，對(duì)程序進(jìn)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(duì)程序進(jìn)行修改，直到仿真的工件完全正確為止。 8. 實(shí)際加工 退出仿真系統(tǒng)，先按復(fù)位鍵，剛開(kāi)始時(shí)可進(jìn)行單步加工，按下步加工鍵。這時(shí)要一手按啟動(dòng)鍵，一手按停止鍵，如發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)立即停止。直到確定程序無(wú)誤后方可按自動(dòng)加工鍵，加工完成后，最后取下工件。 加工完成 設(shè) 計(jì) 小 結(jié) 通過(guò)本課題的設(shè)計(jì)，我對(duì)數(shù)控加工的整個(gè)過(guò)程有了較全面的理解。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)中選擇刀具，我對(duì)數(shù)控工具系統(tǒng)的特點(diǎn)和數(shù)控機(jī)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(jī)床刀具的選用方法；經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)加工工藝方案，進(jìn)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(jī)床用夾具的種類與特點(diǎn)，對(duì)教材中有關(guān)定位基準(zhǔn)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(guò)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(duì)數(shù)控編程前數(shù)學(xué)處理的內(nèi)容、基點(diǎn)坐標(biāo)、輔助程序段的數(shù)值計(jì)算有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。另外，我外還學(xué)會(huì)了利用AUTO CAD 軟件輔助對(duì) 零件進(jìn)行進(jìn)行造型、加工軌跡生成、后置處理及加工程序向機(jī)床輸入加工等許多技術(shù)和方法。工藝設(shè)計(jì)、數(shù)值計(jì)算及程序編制的整個(gè)過(guò)程雖然任務(wù)比較繁重，但在設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)自己不斷的學(xué)習(xí)，尤其是自主學(xué)習(xí)，和實(shí)踐以及實(shí)驗(yàn)，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(guò)本設(shè)計(jì)的實(shí)踐，我真切體會(huì)到理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。教材中學(xué)到許多知識(shí)在實(shí)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(wèn)題，在工藝方案確定后，加工程序也經(jīng)過(guò)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(duì)我自己和我所學(xué)的專業(yè)更加充滿了信心。 經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成，兩個(gè)多月的時(shí)間對(duì)我來(lái)說(shuō)有著很大的收獲，我學(xué)到了很多，我學(xué)會(huì)了如何與同學(xué)、老師的溝通，學(xué)會(huì)了與同學(xué)配合完成任務(wù)，學(xué)會(huì)了如何利用圖書(shū)、網(wǎng)絡(luò)搜集信息等等。 致謝 三年的學(xué)生生活即將結(jié)束，我們將要踏入社會(huì)，在這個(gè)大舞臺(tái)去更好的歷練自己。 非常感謝各位老師的關(guān)心和培養(yǎng)，是你們讓我們懂得了更多。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)校的最后一個(gè)任務(wù)，畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我們來(lái)說(shuō)的確是一個(gè)不小的考驗(yàn)，起初很慌亂，不知如何下手，由于對(duì)題目不限制，這使我們的設(shè)計(jì)范圍擴(kuò)大了，減少了很少難度，兩個(gè)月認(rèn)真查找資料，和同學(xué)配合，終于告一段落，這次設(shè)計(jì)又使我學(xué)到了很多知識(shí)，溫故了以前的知識(shí)。同時(shí)也明白了老師的良苦用心，也知道的自己的知識(shí)是多么的少，還需要學(xué)習(xí)。兩個(gè)月的努力我學(xué)到了很多知識(shí)，更多的了解了數(shù)控，知道自己的以后人生方向在哪，以后的路懂得怎么走了，找到了自己的人生價(jià)值觀。 借此機(jī)會(huì)向各位老師說(shuō)聲謝謝，謝謝你們的培養(yǎng)，祝你們身體健康，事業(yè)順利！ 參考文獻(xiàn) 《機(jī)床數(shù)控技術(shù)》 劉文信，機(jī)械工業(yè)出版社 《微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)》 黃大貴，電子科技出版社 《基礎(chǔ)數(shù)控技術(shù)》 韓鴻鸞，機(jī)械工業(yè)出版社 第 26 頁(yè)