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1、1 / 28常州技常州技師師學(xué)院學(xué)院畢業(yè)論文畢業(yè)論文 題題 目：目：數(shù)控銑床零件加工工藝設(shè)計(jì)數(shù)控銑床零件加工工藝設(shè)計(jì) 系系 部：部： 機(jī)電工程系機(jī)電工程系 專專 業(yè)：業(yè)： 數(shù)控加工與維修數(shù)控加工與維修 姓姓 名：名： 李曉波李曉波 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 陸奇煒陸奇煒 摘摘 要要隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競爭的日趨激烈，機(jī)械產(chǎn)品的更新速度越來越快，數(shù)控加工技術(shù)作為先進(jìn)生產(chǎn)力的代表，在機(jī)械及相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，機(jī)械制造的競爭，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭。數(shù)控編程技術(shù)是數(shù)控技術(shù)重要的組成部分。從數(shù)控機(jī)床誕生之日起，數(shù)控編程技術(shù)就受到了廣泛關(guān)注，成為 CAD/CAM 系統(tǒng)的重要組成部分。以數(shù)控編

2、程中的加工工藝分析及設(shè)2 / 28計(jì)為出發(fā)點(diǎn)，著力分析零件圖，從數(shù)控加工的實(shí)際角度出發(fā)，以數(shù)控加工的實(shí)際生產(chǎn)為基礎(chǔ)，以掌握數(shù)控加工工藝為目標(biāo)，在了解數(shù)控加工銑削基礎(chǔ)、數(shù)控銑床刀具的選用、數(shù)控加工工件的定位與裝夾、擬定加工方案、確定加工路線和加工內(nèi)容以及對(duì)一些特殊的工藝問題處理的基礎(chǔ)上，控制數(shù)控編程過程中的誤差，從而大大縮短了加工時(shí)間，提高了效率，降低了成本。本文主要研究了輪廓和孔的數(shù)控銑削工藝、工裝以及在此基礎(chǔ)上的數(shù)控銑床的程序編制。側(cè)重于設(shè)計(jì)該零件的數(shù)控加工夾具，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有：完成該零件的工藝規(guī)程（包括工藝簡卡、工序卡和數(shù)控刀具卡）和主要工序的工裝設(shè)計(jì)。并繪制零件圖。用 G 代碼編制該零件

3、的數(shù)控加工程序。關(guān)鍵詞：FANUC、數(shù)控加工、數(shù)控編程目錄 摘 要 2目 錄 3引言41.數(shù)控銑52.FANUC 系統(tǒng) . 62.1 FANUC 系統(tǒng)簡介.62.2G 代碼.102.3M 代碼 . . .123 零件圖工藝分析143.1 零件結(jié)構(gòu)和加工143.2 基準(zhǔn)選擇143.3 毛坯和材料的選擇153.4 加工路線的設(shè)計(jì)163.5 刀具選擇163.6 切削用量的選擇173.7 擬定數(shù)控切削加工工序卡.183.8 工序設(shè)計(jì)194 加工工序204.1 確立編程原點(diǎn)204.2 編輯程序225 操作步驟.245.1 先開機(jī)床.245.2 回參考點(diǎn).255.3 參數(shù)設(shè)定.25結(jié)束語.26致 謝27參

4、考文獻(xiàn) 28引 言畢業(yè)實(shí)踐工作對(duì)于每一個(gè)即將畢業(yè)的畢業(yè)生來說都是非常重要的,它對(duì)我們以后走上工作崗位很有幫助。對(duì)于我們機(jī)電一體化專業(yè)來說，在以后的工作中經(jīng)常要與機(jī)械打交道，在這里，我以數(shù)控技術(shù)為例，對(duì)它進(jìn)行系統(tǒng)的講述。畢業(yè)論文可以把以前所學(xué)的知識(shí)加以綜合運(yùn)用，起到鞏固學(xué)到的知識(shí)的作用，從而提高分析，解決問題的能力。因此，認(rèn)真的完成畢業(yè)論文是很有必要的。畢業(yè)論文是我們完成專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的最后一個(gè)極為重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是使我們綜合運(yùn)用所學(xué)過的基本課程，基本知識(shí)與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練 。我們?cè)谕瓿僧厴I(yè)論文的同時(shí)，也培養(yǎng)了我們正確使用技術(shù)資料，國家標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)手冊(cè)

5、，圖冊(cè)等工具書，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術(shù)文件等方面的工作能力，也為我們以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，所以我們要認(rèn)真對(duì)待這次綜合能力運(yùn)用的機(jī)會(huì)！ 本文基于 FANUC 0i mate 系統(tǒng)對(duì)簡單輪廓直線、圓弧組成的輪廓，直接用數(shù)控系統(tǒng)的 G 代碼編程，進(jìn)行零件加工的闡述 。 1.數(shù)控銑 數(shù)控銑（CNC Milling） 數(shù)控銑或手動(dòng)銑是用來加工棱柱形零件的機(jī)加工工藝。有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的圓柱形刀頭和多個(gè)出屑槽的銑刀通常稱為端銑刀或立銑刀，可沿不同的軸運(yùn)動(dòng)，用來加工狹長 空、溝槽、外輪廓等。進(jìn)行銑削加工的機(jī)床稱為銑床，數(shù)控銑床通常是指數(shù)控加工中心。 銑削加工包括手動(dòng)銑和數(shù)控銑，銑削加工在機(jī)加工車間進(jìn)行

6、。數(shù)控銑床引是在一般銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,兩者的加工工藝基本相同,結(jié)構(gòu)也有些相似,但數(shù)控銑床是靠程序控制的自動(dòng)加工機(jī)床,所以其結(jié)構(gòu)也與普通銑床有很大區(qū)別2.FANUC 系統(tǒng)2.12.1FANUCFANUC 數(shù)控加工系統(tǒng)簡介數(shù)控加工系統(tǒng)簡介FANUC 公司創(chuàng)建于 1956 年，1959 年首先推出了電液步進(jìn)電機(jī)，在后來的若干年中逐步發(fā)展并完善了以硬件為主的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。進(jìn)入 70 年代，微電子技術(shù)、功率電子技術(shù)，尤其是計(jì)算技術(shù)得到了飛速發(fā)展，F(xiàn)ANUC 公司毅然舍棄了使其發(fā)家的電液步進(jìn)電機(jī)數(shù)控產(chǎn)品，一方面從 GETTES 公司引進(jìn)直流伺服電機(jī)制造技術(shù)。1976 年 FANUC 公司研制成功數(shù)控

7、系統(tǒng) 5，隨時(shí)后又與 SIEMENS 公司聯(lián)合研制了具有先進(jìn)水平的數(shù)控系統(tǒng) 7，從這時(shí)起，F(xiàn)ANUC 公司逐步發(fā)展成為世界上最大的專業(yè)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品日新月異，年年翻新。1979 年研制出數(shù)控系統(tǒng) 6，它是具備一般功能和部分高級(jí)功能的中檔 CNC 系統(tǒng)，6M 適合于銑床和加工中心；6T 適合于車床。與過去機(jī)型比較，使用了大容量磁泡存儲(chǔ)器，專用于大規(guī)模集成電路，元件總數(shù)減少了 30%。它還備有用戶自己制作的特有變量型子程序的用戶宏程序。1980 年在系統(tǒng) 6 的基礎(chǔ)上同時(shí)向抵擋和高檔兩個(gè)方向發(fā)展，研制了系統(tǒng) 3 和系統(tǒng)9。系統(tǒng) 3 是在系統(tǒng) 6 的基礎(chǔ)上簡化而形成的，體積小，成本低，容易組

8、成機(jī)電一體化系統(tǒng)，適用于小型、廉價(jià)的機(jī)床。系統(tǒng) 9 是在系統(tǒng) 6 的基礎(chǔ)上強(qiáng)化而形成的具備有高級(jí)性能的可變軟件型 CNC 系統(tǒng)。通過變換軟件可適應(yīng)任何不同用途，尤其適合于加工復(fù)雜而昂貴的航空部件、要求高度可靠的多軸聯(lián)動(dòng)重型數(shù)控機(jī)床。1984 年 FANUC 公司又推出新型系列產(chǎn)品數(shù)控 10 系統(tǒng)、11 系統(tǒng)和 12 系統(tǒng)。該系列產(chǎn)品在硬件方面做了較大改進(jìn)，凡是能夠集成的都作成大規(guī)模集成電路，其中包含了8000 個(gè)門電路的專用大規(guī)模集成電路芯片有 3 種，其引出腳竟多達(dá) 179 個(gè)，另外的專用大規(guī)模集成電路芯片有 4 種，厚膜電路芯片 22 種；還有 32 位的高速處理器、4 兆比特的磁泡存儲(chǔ)器

9、等，元件數(shù)比前期同類產(chǎn)品又減少 30%。由于該系列采用了光導(dǎo)纖維技術(shù)，使過去在數(shù)控裝置與機(jī)床以及控制面板之間的幾百根電纜大幅度減少，提高了抗干擾性和可靠性。該系統(tǒng)在 DNC 方面能夠?qū)崿F(xiàn)主計(jì)算機(jī)與機(jī)床、工作臺(tái)、機(jī)械手、搬運(yùn)車等之間的各類數(shù)據(jù)的雙向傳送。它的 PLC 裝置使用了獨(dú)特的無觸點(diǎn)、無極性輸出和大電流、高電壓輸出電路，能促使強(qiáng)電柜的半導(dǎo)體化。此外 PLC 的編程不僅可以使用梯形圖語言，還可以使用 PASCAL 語言，便于用戶自己開發(fā)軟件。數(shù)控系統(tǒng)10、11、12 還充實(shí)了專用宏功能、自動(dòng)計(jì)劃功能、自動(dòng)刀具補(bǔ)償功能、刀具壽命管理、彩色圖形顯示 CRT 等。1985 年 FANUC 公司又推

10、出了數(shù)控系統(tǒng) 0，它的目標(biāo)是體積小、價(jià)格代，適用于機(jī)電一體化的小型機(jī)床，因此它與適用于中、大型的系統(tǒng) 10、11、12 一起組成了這一時(shí)期的全新系列產(chǎn)品。在硬件組成以最少的元件數(shù)量發(fā)揮最高的效能為宗旨，采用了最新型高速高集成度處理器，共有專用大規(guī)模集成電路芯片 6 種，其中 4 種為低功耗 CMOS 專用大規(guī)模集成電路，專用的厚膜電路 3 種。三軸控制系統(tǒng)的主控制電路包括輸入、輸出接口、PMC（Programmable Machine Control）和 CRT 電路等都在一塊大型印制電路板上，與操作面板 CRT 組成一體。系統(tǒng) 0 的主要特點(diǎn)有：彩色圖形顯示、會(huì)話菜單式編程、專用宏功能、多種

11、語言（漢、德、法）顯示、目錄返回功能等。FANUC 公司推出數(shù)控系統(tǒng) 0 以來，得到了各國用戶的高度評(píng)價(jià)，成為世界范圍內(nèi)用戶最多的數(shù)控系統(tǒng)之一。1987 年 FANUC 公司又成功研制出數(shù)控系統(tǒng) 15，被稱之為劃時(shí)代的人工智能型數(shù)控系統(tǒng)，它應(yīng)用了 MMC（Man Machine Control）、CNC、PMC 的新概念。系統(tǒng) 15 采用了高速度、高精度、高效率加工的數(shù)字伺服單元，數(shù)字主軸單元和純電子式絕對(duì)位置檢出器，還增加了 MAP(Manufacturing Automatic Protocol)、窗口功能等。FANUC 公司是生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和工業(yè)機(jī)器人的著名廠家，該公司自 60 年代生產(chǎn)數(shù)

12、控系統(tǒng)以來，已經(jīng)開發(fā)出 40 多種的系列產(chǎn)品。FANUC 公司目前生產(chǎn)的數(shù)控裝置有 F0、F10/F11/F12、F15、F16、F18 系列。F00/F100/F110/F120/F150 系列是在 F0/F10/F12/F15 的基礎(chǔ)上加了 MMC 功能，即CNC、PMC、MMC 三位一體的 CNC。FANUC 公司數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)品特點(diǎn)（1） 結(jié)構(gòu)上長期采用大板結(jié)構(gòu)，但在新的產(chǎn)品中已采用模塊化結(jié)構(gòu)。（2） 采用專用 LSI，以提高集成度、可靠性，減小體積和降低成本。（3） 產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣。每一 CNC 裝置上可配多種上控制軟件，適用于多種機(jī)床。（4） 不斷采用新工藝、新技術(shù)。如表面安裝技術(shù)

13、SMT、多層印制電路板、光導(dǎo)纖維電纜等。（5） CNC 裝置體積減小，采用面板裝配式、內(nèi)裝式 PMC（可編程機(jī)床控制器）（6） 在插補(bǔ)、加減速成、補(bǔ)償、自動(dòng)編程、圖形顯示、通信、控制和診斷方面不斷增加新的功能：插補(bǔ)功能：除直線、圓弧、螺旋線插補(bǔ)外，還有假想軸插補(bǔ)、極其坐標(biāo)插補(bǔ)、圓錐面插補(bǔ)、指數(shù)函數(shù)插補(bǔ)、樣條插補(bǔ)等。切削進(jìn)給的自動(dòng)加減速功能：除插補(bǔ)后直線加減速，還插補(bǔ)前加減速。補(bǔ)償功能：除螺距誤差補(bǔ)償、絲杠反向間隙補(bǔ)償之外，還有坡度補(bǔ)償線性度補(bǔ)償以及各新的刀具補(bǔ)償功能。故障診斷功能：采用人工智能，系統(tǒng)具有推理軟件，以知識(shí)庫為根據(jù)查找故障原因。（7） CNC 裝置面向用戶開放的功能。以用戶特訂宏程

14、序、MMC 等功能來實(shí)現(xiàn)。（8） 支持多種語言顯示。如日、英、德、漢、意、法、荷、西班牙、瑞典、挪威、丹麥語等。（9） 備有多種外設(shè)。如 FANUC PPR， FANUC FA Card，F(xiàn)ANUC FLOPY CASSETE，F(xiàn)ANUC PROGRAM FILE Mate 等。（10） 已推出 MAP（制造自動(dòng)化協(xié)議）接口，使 CNC 通過該接口實(shí)現(xiàn)與上一級(jí)計(jì)算機(jī)通信。（11） 現(xiàn)已形成多種版本。FANUC 系統(tǒng)早期有 3 系列系統(tǒng)及 6 系列系統(tǒng)，現(xiàn)有 0 系列、10/11/12 系列、15、16、18、21 系列等，而應(yīng)用最廣的是 FANUC 0 系列系統(tǒng)。FANUC 系統(tǒng)的 0 系列型

15、號(hào)劃分及適用范圍0D 系列： 0TD 用于車床0MD 用于銑床及小型加工中心0GCD 用于圓柱磨床0GSD 用于平面磨床0PD 用于沖床0C 系統(tǒng)：0TC 用于普通車床、自動(dòng)車床0MC 用于銑床、鉆床、加工中心0GCC 用于內(nèi)、外磨床0GSC 用于平面磨床0TTC 用于雙刀架、4 軸車床POWER MATE 0：用于 2 軸小型車床0i 系列：0iMA 用于加工中心、銑床0iTA 用于車床，可控制 4 軸16i 用于最大 8 軸，6 軸聯(lián)動(dòng)18i 用于最大 6 軸，4 軸聯(lián)動(dòng)160/18MC 用于加工中心、銑床、平面磨床160/18TC 用于車床、磨床160/18DMC 用于加工中心、銑床、平

16、面磨床的開放式 CNC 系統(tǒng)、160/180TC 用于車床、圓柱磨床的開放式 CNC 系統(tǒng)2.2 G 代碼代碼 分組 意義 格式G00 01 快速進(jìn)給、定位 G00 XYZ-G01 直線插補(bǔ) G01 XYZG02 圓弧插補(bǔ) CW（順時(shí)針） XY 平面內(nèi)的圓?。篫X 平面的圓弧：YZ 平面的圓?。?G03 圓弧插補(bǔ) CCW（逆時(shí)針）G04 00 暫停 G04 P|X 單位秒，增量狀態(tài)單位毫秒，無參數(shù)狀態(tài)表示停止G15 17 取消極坐標(biāo)指令 G15 取消極坐標(biāo)方式G16 極坐標(biāo)指令 Gxx Gyy G16 開始極坐標(biāo)指令G00 IP_ 極坐標(biāo)指令Gxx：極坐標(biāo)指令的平面選擇（G17，G18，G19

17、）Gyy：G90 指定工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)為極坐標(biāo)的原點(diǎn)G91 指定當(dāng)前位置作為極坐標(biāo)的原點(diǎn)IP：指定極坐標(biāo)系選擇平面的軸地址及其值第 1 軸：極坐標(biāo)半徑第 2 軸：極角G17 02 XY 平面 G17 選擇 XY 平面；G18 選擇 XZ 平面；G19 選擇 YZ 平面。G18 ZX 平面G19 YZ 平面G20 06 英制輸入G21 米制輸入G28 00 回歸參考點(diǎn) G28 XYZG29 由參考點(diǎn)回歸 G29 XYZG40 07 刀具半徑補(bǔ)償取消 G40G41 左半徑補(bǔ)償 G42 右半徑補(bǔ)償G43 08 刀具長度補(bǔ)償+ G44 刀具長度補(bǔ)償G49 刀具長度補(bǔ)償取消 G49G50 11 取消縮放

18、 G50 縮放取消G51 比例縮放 G51 X_Y_Z_P_：縮放開始X_Y_Z_：比例縮放中心坐標(biāo)的絕對(duì)值指令P_：縮放比例G51 X_Y_Z_I_J_K_：縮放開始X_Y_Z_：比例縮放中心坐標(biāo)值的絕對(duì)值指令I(lǐng)_J_K_：X，Y，Z 各軸對(duì)應(yīng)的縮放比例G52 00 設(shè)定局部坐標(biāo)系 G52 IP_：設(shè)定局部坐標(biāo)系G52 IP0：取消局部坐標(biāo)系IP：局部坐標(biāo)系原點(diǎn)G53 機(jī)械坐標(biāo)系選擇 G53 XYZG54 14 選擇工作坐標(biāo)系 1 GXXG55 選擇工作坐標(biāo)系 2G56 選擇工作坐標(biāo)系 3G57 選擇工作坐標(biāo)系 4G58 選擇工作坐標(biāo)系 5G59 選擇工作坐標(biāo)系 6G68 16 坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)

19、（G17/G18/G19）G68 a_ b_R_：坐標(biāo)系開始旋轉(zhuǎn)G17/G18/G19：平面選擇，在其上包含旋轉(zhuǎn)的形狀a_ b_：與指令坐標(biāo)平面相應(yīng)的 X，Y，Z 中的兩個(gè)軸的絕對(duì)指令，在 G68 后面指定旋轉(zhuǎn)中心R_：角度位移，正值表示逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。根據(jù)指令的 G 代碼（G90 或 G91）確定絕對(duì)值或增量值最小輸入增量單位：0.001deg有效數(shù)據(jù)范圍：-360.000 到 360.000G69 取消坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn) G69：坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)取消指令G73 09 深孔鉆削固定循環(huán) G73 XYZRQFG74 左螺紋攻螺紋固定循環(huán) G74 XYZRPFG76 精鏜固定循環(huán) G76 XYZRQFG90 03

20、 絕對(duì)方式指定 GXXG91 相對(duì)方式指定G92 00 工作坐標(biāo)系的變更 G92 XYZG98 10 返回固定循環(huán)初始點(diǎn) GXXG99 返回固定循環(huán) R 點(diǎn)G80 09 固定循環(huán)取消G81 鉆削固定循環(huán)、鉆中心孔 G81 XYZRFG82 鉆削固定循環(huán)、锪孔 G82 XYZRPFG83 深孔鉆削固定循環(huán) G83 XYZRQFG84 攻螺紋固定循環(huán) G84 XYZRFG85 鏜削固定循環(huán) G85 XYZRFG86 退刀形鏜削固定循環(huán) G86 XYZRPFG88 鏜削固定循環(huán) G88 XYZRPFG89 鏜削固定循環(huán) G89 XYZRPF2.3 M 代碼M03 主軸正轉(zhuǎn) M03 S1000 主軸以

21、每分鐘 1000 的速度正轉(zhuǎn) M04 主軸逆轉(zhuǎn) M05 主軸停止 M10 M14 。M08 主軸切削液開 M11 M15 主軸切削液停 M25 托盤上升 M85 工件計(jì)數(shù)器加一個(gè) M19 主軸定位 M99 循環(huán)程式 M30 程序結(jié)束M00 暫停3.零件圖工藝分析3.1 零件結(jié)構(gòu)和加工工藝要求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12 孔的尺寸公差為 H7，表面粗糙度要求較高，可采用鉆孔，鉸孔方案。平面輪廓常采用的加工方法有數(shù)控輪廓銑加工。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

22、。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。零件圖3.23.2 基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)的選擇3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)

23、致的組織，以增加耐磨性。（3）應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)?？梢员ＷC該面有足夠的加工余量。（4）應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。（5）粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。為了滿足上述要求，基準(zhǔn)選擇以后鋼板彈簧吊耳大外圓端面作為粗基準(zhǔn)，先以后鋼板彈簧吊耳大外圓端面互為基準(zhǔn)加工出端面，再以端面定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個(gè)別工序外均用端面和工藝孔定位加工其他孔與平面。3.2.23.2.2 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇

24、主要考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行尺寸換算。3.33.3 毛坯和材料的選擇毛坯和材料的選擇毛坯是根據(jù)圖紙而確定大小，根據(jù)本設(shè)計(jì)圖紙選擇毛坯大小為 100X100X40 的毛坯。選材不當(dāng)是材料方面導(dǎo)致失效的主要原因。問題出在材料上，但責(zé)任在設(shè)計(jì)者身上。最常見的情況是，設(shè)計(jì)者僅根據(jù)材料的常規(guī)性能指標(biāo)作出決定，而這些指標(biāo)根本不能反映材料對(duì)所發(fā)生的那種類型失效的抗力。另一種情況是，盡管預(yù)先對(duì)零件的失效形式有較準(zhǔn)確的估計(jì)，并提出了相應(yīng)的性能指標(biāo)作為選材的依據(jù)，但由于考慮到其它因素（如經(jīng)濟(jì)性、加工性能等） ，使得所選材料的性能數(shù)據(jù)不合要求，因而導(dǎo)致了失效。材料本身的缺陷也是導(dǎo)致

25、零件失效的一個(gè)重要原因，常見的缺陷是夾雜物過多，過大，雜質(zhì)元素太多，或者有夾層、折疊等宏觀缺陷。所以材料為 45#鋼。3.4 加工路線的設(shè)計(jì)由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，應(yīng)盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此之外，還應(yīng)降低生產(chǎn)成本。為此，設(shè)計(jì)了兩套工藝路線，分別如表 1 和表 2 所示。表 1 工藝路線方案一工序 1粗加工定位基準(zhǔn)面（底面）工序 2鉆，擴(kuò)，鉸12H7 孔工序 3粗、精加工上表面工序 4外輪廓銑削工序 5終檢表 2 工藝路線方案二工序 1粗加工定位基準(zhǔn)面（底面）工序 2粗、精加工上表面工序 3鉆，擴(kuò)，鉸12H7 孔工序 4外輪廓銑削工序 5終檢按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原

26、則確定加工順序，我選擇第 2 種。3.53.5 刀具選擇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)。 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

27、工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形刀、錐形刀和盤形刀。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 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1T01125mm 硬質(zhì)合金端面銑刀1銑削上下表面0.52T0210.5 鉆頭1鉆12H7 的孔3T0320 鉸刀1鉸孔4T0412 硬質(zhì)合金立銑刀1銑削外輪廓編制審核批準(zhǔn)日期3.6 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?、進(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

28、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)床說明書、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。該零件材料切削性能較好，銑削平面、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)合金銑刀加工鑄（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

29、/3.14DN=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=FnZnVf=Fn=FnZn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 3 孔系加工刀具與切削用量參數(shù)3.7 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湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院產(chǎn)

30、品名稱代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)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 /mm0112 鉆孔12 鉆頭2004010.50212H7 鉸刀絞刀500300.2數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)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XK6140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）T01125180404手動(dòng)02粗銑上表面T01125180404手動(dòng)03精銑上表面T01125180250.5手動(dòng)04鉆12H7 底孔T02122004019手動(dòng)05鉸孔12H7 內(nèi)孔表面T0

31、312500300.2手動(dòng)06粗銑外輪廓T0425900405手動(dòng)07精銑外輪廓T0425900255手動(dòng)編制審核批準(zhǔn)11 月 5 日1 頁3.8 工序設(shè)計(jì)（1）選一個(gè) 100X110X38 的毛坯。（2）粗銑定位基準(zhǔn)面（底面），采用平口鉗裝夾，用125mm 平面端銑刀，主軸轉(zhuǎn)速為180r/min，進(jìn)給速度 40 mm/min，背吃刀量 2mm。（3）粗銑上表面，將初銑的底面反過來，進(jìn)行粗銑上表面，用125mm 平面端銑刀，主軸轉(zhuǎn)速為180r/min，進(jìn)給速度 40 mm/min，背吃刀量 2 mm。（4）精銑上表面，用125mm 平面端銑刀，主軸轉(zhuǎn)速為 180r/min，進(jìn)給速度 25 mm

32、/min，背吃刀量 0.5 mm。（5）鉆12H7 的底孔，用10.5 的鉆頭，主軸轉(zhuǎn)速為 200r/min，進(jìn)給速度 40mm/min，背吃刀量12 mm?？梢杂每足@削 G81。（6）鉸孔12H7 內(nèi)孔表面，使用鉸刀，主軸轉(zhuǎn)速為 600 r/min,使用 G81 循環(huán)。（7）粗銑外輪廓，用12mm 平面立銑刀，主軸轉(zhuǎn)速為 400r/min，粗銑時(shí)的橫向進(jìn)給率為100mm/min，縱向進(jìn)給率為 50mm/min。(8)精銑刀外輪廓，用12mm 平面立銑刀，主軸轉(zhuǎn)速為 900r/min，進(jìn)給速度40 mm/min，背吃刀量 5 mm。在 Z 軸方向不分層，一次銑到位。4.加工程序4.14.1 確

33、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12 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

34、面。 4.24.2 編輯程序編輯程序 G90G54G40G0Z100X0Y-65.M03S800M03S800Z-5.G01G40X-20.Y-50.F100D1G01G40X-20.Y-50.F100D1Y-28.G2X-13.5Y-20R8.G2X-13.5Y-20R8.G1X13.5G1X13.5G2X20Y-28R8.Y-65.Y-65.G40G40G0Z30X-65.Y0Z-5.G01G42X-50Y20.D1G01G42X-50Y20.D1X-28.G2X-20.Y13.5R8.G2X-20.Y13.5R8.G1Y-13.5G1Y-13.5G2X-28.Y-20R8.G1X-65.

35、G1X-65.G40G40G0Z30X0Y65.Z-5.Z-5.G01G40X20.Y50.F100D1G01G40X20.Y50.F100D1Y28.G2X13.5Y20R8.G2X13.5Y20R8.G1X-13.5G1X-13.5G2X-20Y28R8.Y65.Y65.G40G40G0Z30X65.Y0Z-5.G01G42X50Y-20.D1G01G42X50Y-20.D1X28.G2X20.Y-13.5R8.G2X20.Y-13.5R8.G1Y13.5G1Y13.5G2X28.Y20R8.G1X65.G1X65.G40G40G0Z100.M05M05M30M30打孔 中心鉆G90G54

36、G80G40G0Z100.M03S500M03S500X0Y0Z10.G81Z-2.5R3.F400G81Z-2.5R3.F400G0Z100.M05M05M30M30鉆孔 10.5 鉆頭G90G54G80G40G0Z100.M03S500M03S500X0Y0Z10.G81Z-38.5R3.F100G81Z-38.5R3.F100G0Z100.M05M05M30M30鉸孔 12 鉸刀G90G54G80G40G0Z100.M03S500M03S500X0Y0Z10.G81Z-36.R3.F60G81Z-36.R3.F60G0Z100.M05M05M30M305 操作步驟5.1 先開機(jī)床接同通

37、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)，需按下復(fù)位鍵，使機(jī)床加上驅(qū)動(dòng)力。這時(shí)才能正常操作機(jī)床。5.2回參考點(diǎn)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)燈亮，則說明未回參考點(diǎn)，如出現(xiàn)燈不亮，則說明已回參考點(diǎn)。5.3 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

38、) 裝夾工件按照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，確保程序本身沒有錯(cuò)誤以及也沒有輸入錯(cuò)誤。(7) 模擬仿真按編程仿真進(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。直到確定程序無誤后方可按自動(dòng)加工鍵，加工完成后，將刀具退到安全位置,最后取下工件

39、。結(jié)束語數(shù)控技術(shù)的發(fā)展離不開整個(gè)社會(huì)服務(wù)體系的完善，包括人材培訓(xùn)，維修服務(wù)等方面的配合。2002 年 10 月國家勞動(dòng)和社會(huì)保障部啟動(dòng)機(jī)電類高層次技能型人材培訓(xùn)工程，包括數(shù)控加工和維修人員。2002 年 5 月中國機(jī)電裝備維修與改造技術(shù)協(xié)會(huì)授權(quán)開展數(shù)控維修改造企業(yè)資質(zhì)認(rèn)證工作，已經(jīng)有 24 家企業(yè)通過認(rèn)證。隨著制造業(yè)在中國的地位日益提高，市場需求不斷增長，數(shù)控行業(yè)將迅速的發(fā)展，為中華民族的復(fù)興做出更大的貢獻(xiàn)。通過本課題的設(shè)計(jì)，我對(duì)數(shù)控加工的整個(gè)過程有了較全面的理解。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)。工藝設(shè)計(jì)、數(shù)值計(jì)算及程序編制的整個(gè)過程雖然任務(wù)比較繁重

40、，但在設(shè)計(jì)過程中通過自己不斷的學(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。 致謝在論文即將完成之際，我的心情始終無法平靜，它預(yù)示著四年的讀書生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，我將開始新征程。它更代表著以后我將離開溫暖的鳥巢要獨(dú)自去拼搏,去接受風(fēng)雨的洗禮 。在此我要感謝學(xué)院的所有老師,正是有了你們不辭辛苦勞動(dòng),才給了我們飛向藍(lán)天的機(jī)會(huì).更要感謝我的家人,無論多少風(fēng)雨,總是陪伴著我前行,給我以安慰.再一次謝謝你們,我將帶著你們的期望放飛我的夢想,放手為了人生而拼搏.參考文獻(xiàn)：1 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)卷 4，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19982 賀光誼，畫法幾何及機(jī)械制圖，重慶：重慶大學(xué)出版社，19943 丁駿一，典型零件制造工藝，北京：機(jī)械工業(yè)出版社,19894 孟少龍，機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 卷，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19915 中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì) 行業(yè)發(fā)展部.CIMT2001 巡禮J.世界制造技術(shù)與裝備市場，2001(3)：18-20.6 梁訓(xùn)王宣 ,周延佑.機(jī)床技術(shù)發(fā)展的新動(dòng)向J.世界制造技術(shù)與裝備市場，2001(3)：21-28.7 中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì) 數(shù)控系統(tǒng)分會(huì).CIMT2001 巡禮J.世界制造技術(shù)與裝備市場，2001(5)：13-17. 溫馨提示：最好仔細(xì)閱讀后才下載使用，萬分感謝！