數(shù)控零件加工編程及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)

數(shù)控零件加工編程及機(jī)床夾具設(shè)計(jì),數(shù)控,零件,加工,編程,機(jī)床,夾具,設(shè)計(jì) 目 錄 1 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)任務(wù) ..........................................................................................................................3 2 夾具設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................................5 2.1 零件分析及夾具方案對(duì)比 .......................................................................................................5 2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .......................................................................................................................5 2.3 切削力及夾緊力計(jì)算 ...............................................................................................................5 2.4 定位誤差分析 ...........................................................................................................................5 2.5 夾具設(shè)計(jì)及操作說(shuō)明 ...............................................................................................................6 二、手工編程 ......................................................................................................................................9 1、工藝分析 ..................................................................................................................................10 2、加工程序 ..................................................................................................................................11 3：機(jī)床模擬 ..................................................................................................................................11 （1） 設(shè)置毛坯 .......................................................................................................................11 （2） 刀具選擇 .......................................................................................................................12 （3） 刀具補(bǔ)正設(shè)置 ...............................................................................................................13 （4）：坐標(biāo)系設(shè)置 ...................................................................................................................14 （5）：程序輸入 .......................................................................................................................14 （6）：模擬結(jié)果 .......................................................................................................................15 三、自動(dòng)編程 ....................................................................................................................................15 1：任務(wù)來(lái)源 ..................................................................................................................................15 2：加工工藝分析及規(guī)劃 ..............................................................................................................16 3：參數(shù)設(shè)置 ..................................................................................................................................17 4：軟件模擬 ..................................................................................................................................20 5:后置處理 .....................................................................................................................................21 6：NC 代碼（部分） ....................................................................................................................22 1 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 本次專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)任務(wù)是建立在被加工零件的工藝流程已經(jīng)確定的前提下進(jìn)行的專(zhuān)用夾 具設(shè)計(jì)，具體零件及工藝加工工藝過(guò)程卡片如下： 此零件為(零件簡(jiǎn)要說(shuō)明),其具體結(jié)構(gòu)及工程圖如下： 夾具設(shè)計(jì)零件圖 夾具設(shè)計(jì)零件工藝圖 經(jīng)指導(dǎo)老師指導(dǎo)了解到此零件夾具為鉆夾具，其工程圖如下 2 夾具設(shè)計(jì) 2.1 零件分析及夾具方案對(duì)比 采用 6 點(diǎn)定位原理固定零件，用一個(gè)滑動(dòng) V 型塊固定他在水平方向的移動(dòng)。用定位套固 定他在垂直方向的移動(dòng)。滑動(dòng) V 型塊是用螺紋螺旋夾緊的方式來(lái)控制的，在固定后，利用 螺紋的自鎖，防止由于加工過(guò)程中受力，是滑動(dòng) V 型塊滑動(dòng)，造成誤差和工件的損壞。 2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 零件的下端面。 2.3 切削力及夾緊力計(jì)算 V 型塊的加緊力和刀具進(jìn)給時(shí)的切削力。根據(jù)靜力學(xué)平衡原理列出靜力平衡方程式，就 可以計(jì)算出夾緊力。 2.4 定位誤差分析 （1） 定位誤差（Δdw）的計(jì)算： Δjb ： ∵ 定位基準(zhǔn)重合 ∴ Δjb＝0 Δdb： Δdb＝1/2（ΔD＋Δd＋Δmin） ＝1/2（0.027＋0.009＋0） ＝0.018 Δdw： ∵ Δjb 和 Δdb 相關(guān) ∴Δdw ＝0.018 ∵ Δdw≤1/3 T ∴ 滿(mǎn)足要求?？椎膬?nèi)壁和下底面的垂直度要求 2.5 夾具設(shè)計(jì)及操作說(shuō)明 夾具底座 固定軸 軸套 軸套 滑動(dòng) V 型塊 轉(zhuǎn)動(dòng)手柄 夾具三維裝配圖 二、手工編程 任務(wù)來(lái)源：已知毛坯是外徑 φ40mm 的鋁棒，割刀寬 4mm。試編寫(xiě)該零件的加工程序并進(jìn) 行圖形模擬。 圖 1 1、工藝分析 圖中所示為階梯軸零件，其成品的最大直徑為 36mm，由于直徑較小，可采用 40mm 圓柱 棒料加工后切斷即可。 圖中尺寸 18， 24， 36，75 有尺寸要求，因此在編程前應(yīng)該分別對(duì)這些尺寸進(jìn)行?? 數(shù)學(xué)處理為 17.99 23.99 36.01 和 74.985 帶入程序 由于階梯軸零件徑向尺寸變化較大，應(yīng)注意使用恒線速度切削功能的應(yīng)用，以提高加工 質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 由于被加工零件的材料為鋁件，因此在選擇刀具應(yīng)該選擇較大的刀具前角和后角。同時(shí) 對(duì)于加工切削速度的選擇，應(yīng)該在機(jī)床允許的范圍內(nèi)選擇較高的切削速度。 根據(jù)零件的加工要求，輪廓粗、精車(chē)均采用可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金 93°偏頭外園車(chē)刀，切斷 采用寬 4mm 機(jī)夾硬質(zhì)合金切斷刀，螺紋采用高速鋼螺紋車(chē)刀。具體過(guò)程見(jiàn)下表。 加工 步驟 加工內(nèi)容要求 刀具 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min)或 切削速度 (m/min) 進(jìn)給量 （mm/r） 備注 1 粗車(chē)外輪廓， 留單面余量 0.2mm T01 轉(zhuǎn)位硬質(zhì) 合金 93°偏頭 外園車(chē)刀 1200r/min 0.5 2 精車(chē)外輪廓至 要求 T01 轉(zhuǎn)位硬質(zhì) 合金 93°偏頭 外園車(chē)刀 120m/min 0.15 G96 恒線速 度 3 切 6mm 寬退刀 槽 T02 機(jī)夾硬質(zhì) 合金切斷刀 120m/min 0.2 4 車(chē) M30X2 螺紋 T03 螺紋車(chē)刀 800r/min G76 5 切斷 T02 機(jī)夾硬質(zhì) 合金切斷刀 120m/min 0.2 2、加工程序 車(chē)削加工程序卡 零件號(hào) 0001 零件名稱(chēng) 階梯軸 編制日期 2008-3-30 程序號(hào) O0001 編制人 姓名*** 序號(hào) 程序內(nèi)容 程序說(shuō)明 N10 G50 X50 Z50 工件坐標(biāo)系設(shè)定 N20 TO1O1 S1200 M03 F0.5 調(diào)用 T01 車(chē)刀，主軸預(yù)啟動(dòng)，設(shè)定工藝參數(shù) N30 G50 S2000 設(shè)定最高主軸轉(zhuǎn)速 2000r/min N40 G00 X42 Z0 接近工件 N50 G01 X-1 切斷面 N60 Z2 退刀 N70 G00 X50 Z10 進(jìn)入切削循環(huán)起點(diǎn) N80 G71 U1 R0.5 N90 G71 P100 Q240 U0.4 W0.2 N100 G00 X0 外輪廓精加工程序開(kāi)始 N110 G96 S120 F0.15 設(shè)定精加工恒線速度 120m/min, F0.15 N120 Z2 N130 G01 Z0 N140 G03 X17.99 Z-8.995 R8.995 N150 G01 Z-15 N160 X21 N170 X23.9 Z-37.5 N180 Z-46.5 N190 X27 N200 X30 Z-48 N210 Z-66.5 N220 X36.01 N230 Z-81 N240 N20 X41 外輪廓精加工程序結(jié)束 N250 N30 G70 P100 Q240 N260 M30 3：機(jī)床模擬 （1） 設(shè)置毛坯 啟動(dòng)斯沃?jǐn)?shù)控軟件后選擇 FUNUC 0iT 數(shù)控系統(tǒng)，進(jìn)入主界面，考慮到工件切斷及裝夾要求，故選擇毛坯 尺寸為 40X125 的棒料，如下圖： （2） 刀具選擇 T01 刀具： T02 刀具： T03 刀具： （3） 刀具補(bǔ)正設(shè)置 分別用 T01 T02 T03 刀具使用試切法獲得刀具長(zhǎng)度補(bǔ)正，其長(zhǎng)度補(bǔ)正分別為 T01 ：X=-260 Z=-470.833 T02 ：X=-260 Z=-475 T03：X=-260 Z=-476.002 由于本程序加工使用了 G50 指令設(shè)置加工坐標(biāo)系，T01 為主刀具，因此其刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償為 0，而其它刀具 和它的差為各自的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。 調(diào)整刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償分別為 T01 ：X=0 Z=0 T02 ：X=0 Z=-4.167 T03：X=0 Z=-5.169 并輸入相應(yīng)的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償寄存器中，如下圖所示： （4）：坐標(biāo)系設(shè)置 由于本程序加工使用了 G50 指令設(shè)置加工坐標(biāo)系，因此坐標(biāo)系 G54 設(shè)置為 0，0，0 （5）：程序輸入 （6）：模擬結(jié)果 三、自動(dòng)編程 1：任務(wù)來(lái)源 圖 6：連桿 要求：采用兩種加工方式來(lái)進(jìn)行自動(dòng)編程及模擬。掌握刀具參數(shù)、切削參數(shù)、各種加工 方式的參數(shù)的修改。 2：加工工藝分析及規(guī)劃 本零件為一連桿模具的凸模，采用 UG 軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助自動(dòng)編程來(lái)加工零件的外形。 其主要內(nèi)容為確定從粗加工到精加工的流程及加工余量的分配，同時(shí)選擇合適的刀具和加工 工藝參數(shù)和切削方式，并進(jìn)行切削仿真和后置處理以生成供數(shù)控機(jī)床加工的數(shù)控代碼文件。 首先分析被加工零件的幾何形狀，被加工零件為連桿凸模，在進(jìn)行 NC 加工之前應(yīng)先完 成加工毛坯的預(yù)加工為 220X100X50 長(zhǎng)方體，由該零件形狀特點(diǎn)，可以選擇機(jī)用臺(tái)鉗對(duì)工件 底部 20mm 的部分進(jìn)行裝夾。 該零件的形狀較為復(fù)雜，其頂部有限制刀具進(jìn)入的凹槽，和球形的曲面。其凹槽部位的 最小側(cè)邊的圓角半徑為 4.75mm，底部的圓角半徑為 2mm，因此其形狀限制了選擇的精加工刀 具的最大直徑為 8mm 的銑刀，同時(shí)為了加工出 2mm 的圓角，該 8mm 的銑刀必須磨 2mm 的圓角。 同時(shí)對(duì)于球形的曲面為了便于加工必須選擇球刀進(jìn)行加工。對(duì)于粗加工，考慮到精加工的刀 具直徑，選擇 16mm 的銑刀。 具體加工流程見(jiàn)下表 加工 步驟 加工內(nèi)容要求 刀具 加工方式 備注 1 粗銑加工留單 面余量 0.5mm 16mm 硬質(zhì)合金 銑刀 FOLLOW PERIPHERY 型 腔銑 每層 2mm 2 半精銑留單面 余量 0.1mm 8mm 硬質(zhì)合金 銑刀帶 2mm 圓 角 PROFILE 型腔 銑 每層 0.5mm 3 精銑零件所有 表面 8mm 球道 FIXED_CONTOUR 固定軸銑 刀軌間距 0.5mm 3：參數(shù)設(shè)置 ：加工坐標(biāo)系設(shè)置○ 1 為了便于加工坐標(biāo)系的找正，加工坐標(biāo)系設(shè)置在零件的上表面的中心處 ：加工幾何體的設(shè)置○ 2 ：刀具設(shè)置○ 3 ：加工余量設(shè)置○ 4 ：粗加工參數(shù)設(shè)置○ 5 ：半精加工參數(shù)設(shè)置○ 6 ：精加工參數(shù)設(shè)置○ 7 4：軟件模擬 ：粗加工○ 1 ：半精加工○ 2 ：精加工○ 3 5:后置處理 6：NC 代碼（部分） % N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 :0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X0.0 Y2.4033 S0 M03 N0050 G43 Z.3937 H00 N0060 Z.1181 N0070 Z.0472 N0080 G1 Z-.0709 F9.8 M08 N0090 Y2.0018 N0100 X4.3307 N0110 G2 X4.364 Y1.9685 I0.0 J-.0333 N0120 G1 Y-1.9685 N0130 G2 X4.3307 Y-2.0018 I-.0333 J0.0 N0140 G1 X3.0852 N0150 Y-1.5884 N0160 G3 X3.0847 Y1.5884 I-1.1162 J1.5882 N0170 G1 X3.9506 N0180 Y-1.5884 N0190 X3.0852 N0200 Y-2.0018 N0210 X-4.3307 N0220 G2 X-4.364 Y-1.9685 I0.0 J.0333 N0230 G1 Y1.9685 N0240 G2 X-4.3307 Y2.0018 I.0333 J0.0 N0250 G1 X0.0 N0260 Y1.5884 N0270 X.8487 N0280 G3 X.8505 Y-1.5884 I1.1199 J-1.5878 … 指導(dǎo)老師評(píng)語(yǔ)：