數(shù)控機(jī)床與編程課程設(shè)計(jì)論文

1、數(shù)控機(jī)床與編程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：成 績(jī)： 班 級(jí)：09級(jí)機(jī)械三班 學(xué) 號(hào)： 04092317 姓 名： 于明鑫 指導(dǎo)教師： 于春海 設(shè)計(jì)日期2012年6月18日至2012年6月24日目 錄封 面2課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)3緒論1.零件圖分析2.零件總體工藝分析42.1 選毛培42.2 加工工藝路線43.零件加工工藝過(guò)程卡44.確定數(shù)控加工內(nèi)容45.正面銑削數(shù)控加工設(shè)計(jì)45.1 制定工序2的加工步驟45.2 確定裝夾方案45.3確定數(shù)控銑床45.4 確定數(shù)控銑削刀具45.5編程相關(guān)坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)定45.6 確定切削用量45.7 刀具軌跡坐標(biāo)值的數(shù)學(xué)處理45.8 程序編制及說(shuō)明46.背面銑削數(shù)控加工設(shè)計(jì)46

2、.1 制定工序3的加工步驟46.2 確定裝夾方案46.3 確定數(shù)控銑削刀具46.4編程相關(guān)坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)定46.5 確定切削用量46.6 刀具軌跡坐標(biāo)值的數(shù)學(xué)處理46.7 程序編制及說(shuō)明47.程序輸入及機(jī)床操作47.1 程序輸入及調(diào)試47.2 程序校驗(yàn)47.3 機(jī)床操作4設(shè)計(jì)總結(jié)29參考文獻(xiàn)29課程設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)要求：1、數(shù)控加工編程任務(wù)書(shū)；2、數(shù)控加工工序卡、數(shù)控刀具卡片和數(shù)控刀具明細(xì)表；3、夾具方案圖和刀具進(jìn)給路線圖；4、根據(jù)零件平面圖建立零件三維模型；5、至少編制一個(gè)工步的加工程序；6、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （不少于20頁(yè)）緒 論數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程與操作的基礎(chǔ)，合理的工藝是保證數(shù)控加工質(zhì)量、發(fā)揮數(shù)

3、控機(jī)床有效能的前提條件。本設(shè)計(jì)正是從數(shù)控加工的實(shí)用角度出發(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)，在結(jié)合數(shù)控加工切削基礎(chǔ)、數(shù)控機(jī)床刀具的選用、數(shù)控加工工件的定位與裝夾以及數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)等基本知識(shí)上，分析了具體零件在加工中心上的加工工藝。本次數(shù)控加工工藝的課程設(shè)計(jì)，我們根據(jù)具體零件加工圖樣進(jìn)行工藝分析，確定加工方案、工藝參數(shù)和夾具。用規(guī)定的程序代碼和格式編寫(xiě)零件加工程序單；用自動(dòng)編程軟件或手工編程。通過(guò)數(shù)控仿真軟件對(duì)程序和刀具走刀路徑進(jìn)行模擬仿真。用ug來(lái)畫(huà)出工件和夾具的三維圖并裝配好供分析使用。制作工藝時(shí)還對(duì)工藝卡片進(jìn)行制作。在本次工藝中，粗加工時(shí)，要以提高生產(chǎn)效率，但同時(shí)應(yīng)

4、考慮到經(jīng)濟(jì)性和加工成本，對(duì)于半精加工和精加工，應(yīng)首先保證加工質(zhì)量，同時(shí)兼顧切削效率，經(jīng)濟(jì)和加工成本，要選擇合適的參數(shù)在最短時(shí)間內(nèi)加工出精度較高的工件和設(shè)計(jì)出適當(dāng)?shù)墓に嚳?。本工藝設(shè)計(jì)由我自己獨(dú)自編寫(xiě)，在編定過(guò)程中參閱了很多有關(guān)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)、教材和網(wǎng)上資料等資料與文獻(xiàn)，并得到指導(dǎo)老師的幫助，在此表示衷心的感謝。由于時(shí)間倉(cāng)促，編者水平有限,調(diào)查研究不夠深，實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)少,本設(shè)計(jì)中難免仍有很多缺點(diǎn)和錯(cuò)誤,我們懇切希望老師批評(píng)指正。1. 零件圖分析 如圖所示為零件簡(jiǎn)圖。該零件的材料45鋼，中小批生產(chǎn)，無(wú)熱處理工藝等其他要求。 需加工平面和孔，依靠銑床即可完成。2. 零件總體工藝分析2.1選毛培 毛坯分為

5、鑄件、鍛件、型材、焊接件和冷沖壓件。鑄件適用于形狀較復(fù)雜的零件，毛坯；鍛件適用于強(qiáng)度要求高、形狀比較簡(jiǎn)單的毛坯；型材有熱軋和冷扎兩種。熱軋適用于尺寸較大、精度較低的毛坯。冷拉適用于尺寸較小、精度較高的毛坯；焊接件是根據(jù)需要將型材或鋼材等焊接而成的毛坯件；冷沖壓件可以加工接近成品的工件。該零件的材料為s136-sup（hrc52-54），s136是鏡面防銹模具鋼，具良好拋旋光性能(鏡面加工)和良好的耐磨性和韌性，高溫下具良好塑性，因其含鉻量高(13.6%)故其抗腐蝕性極佳。因工件形狀為比較規(guī)則的方形，選用s136方鋼作為毛坯，可有效較少材料消耗，機(jī)械加工的勞動(dòng)量也越少，因而會(huì)提高機(jī)械加工效率，降

6、低成本。零件其形狀為長(zhǎng)方體，剛性好，可以直接按零件尺寸再加1-2mm切割毛胚。 長(zhǎng)方體毛培，尺寸為154*190*28mm 本課程設(shè)計(jì)零件屬于數(shù)控銑削加工設(shè)計(jì)，主要包含平面、圓形孔和曲面。具體分析如下：因工件形狀為比較規(guī)則的方形，選用s136方鋼作為毛坯，可有效較少材料消耗，機(jī)械加工的勞動(dòng)量也越少，因而會(huì)提高機(jī)械加工效率，降低成本。由圖紙可知，零件的外形尺寸為150*85*25mm，毛坯的總體尺寸比較小，考慮到一定的加工余量，從標(biāo)準(zhǔn)中選擇厚度為28mm的鋼板，長(zhǎng)寬方向比成品大12mm即可，采用機(jī)械切割下料。2.2工藝分析 本課程設(shè)計(jì)數(shù)控銑削加工設(shè)計(jì)，主要包含螺紋孔，銑零件表面等2.3加工工藝路

7、線 下料-銑削表面-鉆孔-檢驗(yàn)-入庫(kù)3.零件加工工藝過(guò)程卡 工藝過(guò)程卡零件圖號(hào)材料件數(shù)毛胚類型毛胚尺寸球頭連接件000145小批量鋼板建毛胚圖工序號(hào)工序內(nèi)容工步號(hào)工步內(nèi)容1下料1方鋼下料2銑削外表面1銑底面2以底面為基準(zhǔn)，銑左面3以左面為基準(zhǔn)，銑右面4以底面為基準(zhǔn)，銑上面5以左面為基準(zhǔn)，銑前后面6銑槽3鉆1鉆5中心孔2鉆5中心孔4擴(kuò)1擴(kuò)至6螺紋孔2擴(kuò)至6螺紋孔5鉗工1清理，打標(biāo)牌印記6檢驗(yàn)1按圖檢驗(yàn)各檔尺寸7入庫(kù)1清洗、封裝入庫(kù)吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)工藝設(shè)計(jì)于明鑫日期2012年6月18日共1頁(yè)第1頁(yè)4.確定數(shù)控加工內(nèi)容 該零件的工藝過(guò)程卡中，工序2加工平面。加工平面包括平面、曲面、半圓凹區(qū)域、圓角長(zhǎng)方形

8、凹行區(qū)域和凸壇待添加的隱藏文字內(nèi)容2 工序3加工孔。加工通孔時(shí)由于孔比較淺，可直接進(jìn)行鉆孔加工，方便又能以保證加工質(zhì)量。 因此將工序2和工序3確定在數(shù)控銑床上進(jìn)行加工，并且分別進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析和設(shè)計(jì)數(shù)控加工程序。5.正面數(shù)控加工設(shè)計(jì) 5.1 指定工序2的加工步驟銑平面銑槽鉆孔鏜孔 5.2 確定裝夾方案?jìng)鹘y(tǒng)的組合夾具或?qū)Ｓ脢A具一般具有工件的定位和夾緊、刀具的導(dǎo)向和對(duì)刀等四種功能，而數(shù)控機(jī)床上由程序控制刀具的運(yùn)動(dòng)，不需要利用夾具限制刀具的位置，即不需要夾具的對(duì)刀和導(dǎo)向功能，所以數(shù)控機(jī)床所用夾具只要求具有工件的定位和夾緊功能，其所用夾具的結(jié)構(gòu)一般比較簡(jiǎn)單。通過(guò)對(duì)零件圖的分析，采用傳統(tǒng)裝夾及能滿足

9、條件。 5.3 確定數(shù)控銑床 fanuc 0i mate-tx 5.4 確定數(shù)控銑削刀具 共需要三把刀，1號(hào)刀為10、齒數(shù)為4的硬質(zhì)合金立銑刀，2號(hào)刀為5麻花鉆，3號(hào)刀為6螺紋刀。 5.5 編程相關(guān)坐標(biāo)點(diǎn)設(shè)點(diǎn) 1)選擇半圓凹槽圓心為坐標(biāo)原點(diǎn) 2換刀點(diǎn)選在p點(diǎn) （x0.y0.z100） 3)程序起點(diǎn)為p點(diǎn) 5.6確定切削用量選擇銑削用量的原則是：首先選擇盡可能大的背吃刀量 (端銑)或側(cè)吃刀量 (圓周銑)，其次是確定進(jìn)給速度，最后根據(jù)刀具耐用度確定切削速度。粗銑時(shí)切削力大，用高速鋼銑刀加工時(shí)，進(jìn)給量主要受到工藝系統(tǒng)剛度的限制，在剛度允許的情況下可取較大的每齒走刀量 ，以取得較大的銑削效率。用硬質(zhì)合

10、金銑刀加工時(shí)，進(jìn)給量的提高主要受到刀齒強(qiáng)度的限制。當(dāng)加工表面的粗糙度要求較小時(shí)，進(jìn)給量的大小由粗糙度要求確定。當(dāng)背吃刀量 和進(jìn)給量 選定后，在保證銑刀耐用度以及機(jī)床動(dòng)力和剛度允許的情況下，盡可能選擇較大的銑削速度 ，其推薦值可查相關(guān)表格或通過(guò)銑刀耐用度公式來(lái)計(jì)算確定。鉆、擴(kuò)、鉸孔切削用量可根據(jù)刀具直徑、刀具屬性以及材料屬性等參數(shù)查相關(guān)表格確定。 確定切削用量相關(guān)公式有： 式中 -切削速度， ； d-刀具直徑，mm； n-主軸轉(zhuǎn)速， 。 式中 -進(jìn)給速度， ；n-主軸轉(zhuǎn)速， ； z-銑刀齒數(shù)。每分鐘進(jìn)給量為250mm/min 主軸轉(zhuǎn)速為1270r/min 每分鐘進(jìn)給量為210mm/min 擴(kuò)孔轉(zhuǎn)

11、速為s=600r/min,擴(kuò)孔進(jìn)給速度為0.1mm/r5.7 刀具軌跡坐標(biāo)值的數(shù)學(xué)處理 基點(diǎn)坐標(biāo)值見(jiàn)表 基點(diǎn)坐標(biāo)值點(diǎn)1（x-12.321,2.111）點(diǎn)2(x-18.324,y3.124)點(diǎn)3（x-19.3637,y9.017）點(diǎn)4（x-32.5,y6.5）點(diǎn)5（x-70.608,y6.5）點(diǎn)6（x-70.608,y12.5）點(diǎn)7（x75.804,y9.5）點(diǎn)8（x-81.0,y6.5）點(diǎn)9（x-81,y12.5）點(diǎn)10（x-94.0,y6.5）點(diǎn)11（x-94.0,y12.5）點(diǎn)12（x-99.044,y3.25）點(diǎn)13（x-100.725,y2.167）點(diǎn)14（x-104.087,y0.0

12、）點(diǎn)15（x-100.725,y-2.167）點(diǎn)16（x-94.0,y-6.5）點(diǎn)17（x-94.0,y-14.5）點(diǎn)18（x-81.0,y-6.5）點(diǎn)19（x-81.0,y-14.5）點(diǎn)20（x-74.072,y-6.5）點(diǎn)21（x-70.608,y-10.5）點(diǎn)22（x-70.608,y-12.5）點(diǎn)23（x-32.69,y-805）點(diǎn)24（x-2.729,y-14.241）5.8 程序編制及說(shuō)明數(shù)控加工程序單7.程序輸入及機(jī)床操作 7.1 程序輸入及調(diào)試 輸入程序后必須進(jìn)行程序調(diào)試。所謂程序調(diào)試，是將編制的程序在投入實(shí)際運(yùn)行前，用手工或編譯程序等方法進(jìn)行測(cè)試，修正錯(cuò)誤的過(guò)程?？衫脵C(jī)床的

13、程序預(yù)演功能以拾刀運(yùn)行程序方式進(jìn)行，還可對(duì)每個(gè)子程序進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試。 在程序測(cè)試過(guò)程中，可根據(jù)實(shí)際情況修調(diào)進(jìn)給倍率開(kāi)關(guān)，根據(jù)機(jī)床的實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置動(dòng)作以及機(jī)床的報(bào)警等來(lái)檢查程序是否正確。 7.2 程序校驗(yàn) 7.2.1 數(shù)控加工仿真 程序輸入仿真系統(tǒng)，對(duì)刀加工。利用軌跡仿真判斷撞到順序是否正確，是否存在過(guò)切，是否在走到路線，拾刀下刀，切入切出等處出錯(cuò)誤。 7.2.2 機(jī)床的程序預(yù)演功能 程序輸入完以后，把機(jī)械主軸運(yùn)動(dòng)以及 mst 等輔助功能鎖定，以自動(dòng)循環(huán)模式讓數(shù)控銑床靜態(tài)下執(zhí)行程序。 7.2.3 拾刀空運(yùn)行程序 在自動(dòng)模式下運(yùn)行程序，通過(guò)圖形顯示的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡和坐標(biāo)數(shù)據(jù)等判斷走刀路線是否最短，加工過(guò)

14、程是否撞刀，換刀等輔助動(dòng)作是否尊在不合理，以及程序的加工方向是否正確等。 7.2.4 首件試切 對(duì)刀加工，首件試切。通過(guò)首件試加工，檢測(cè)該程序所切零件尺寸精度，表面粗糙度，倒角倒圓，形位公差等是否滿足圖樣要求，即主要檢查加工參數(shù)的正確與否，通過(guò)實(shí)際加工工件質(zhì)量狀態(tài)對(duì)照修改程序。 7.3 機(jī)床操作 數(shù)控機(jī)床是多種多樣的，所使用的數(shù)控系統(tǒng)更是種類繁多。要正確使用一臺(tái)數(shù)控機(jī)床并充分發(fā)揮其功能，必須首先了解操作手冊(cè)有關(guān)規(guī)定。盡面熟練操作使用該設(shè)備。 7.3.1 回零 機(jī)床返回參考點(diǎn)后，控制系統(tǒng)與機(jī)床同步，并建立機(jī)床坐標(biāo)系。接下來(lái)就要安裝工作，工件在工作臺(tái)上的安裝位置是任意的，因此在工件正確安裝后都要進(jìn)行對(duì)刀操作。 7.3.2 對(duì)刀 對(duì)刀的目的就是尋找工件在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，工件在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置又是通過(guò)工件上某一特定點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置來(lái)反映，對(duì)到點(diǎn)應(yīng)選擇在工件的端面上回轉(zhuǎn)中心處。 7.3.3 設(shè)置加工參數(shù) 按加工需要將準(zhǔn)備好的加工參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，調(diào)整。 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，我對(duì)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)有了更深一層的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)展現(xiàn)的協(xié)同合作力量的強(qiáng)大。在完成這次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我認(rèn)識(shí)到了自己的不足，明白