畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）鍵槽端蓋底板數(shù)控銑削加工設(shè)計(jì)

1、南 通 職 業(yè) 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題： 鍵槽端蓋底板數(shù)控銑削加工 系 科： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械制造及自動化 班 級： 機(jī)制052 姓 名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 08.5.4 摘要機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，可以說，沒有發(fā)達(dá)的機(jī)械制造業(yè)，就不可能有國家的真正繁榮的富強(qiáng)。而機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展規(guī)模和水平，則是反應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。提高加工效率，降低生產(chǎn)成本，提高加工質(zhì)量，快速更新產(chǎn)品，是機(jī)械制造業(yè)競爭和發(fā)展的基礎(chǔ)，也是機(jī)械制造業(yè)技術(shù)水平的標(biāo)志。20世紀(jì)50年代初第一臺數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)了，數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，綜合了精密機(jī)械、電子、電力拖動、自動控制

2、、自動檢測、故障診斷和計(jì)算機(jī)等方面的技術(shù)。數(shù)控機(jī)床的高精度、高效率及高柔性決定了大力推廣使用數(shù)控機(jī)床是我國制造業(yè)提高制造能力和水平，提高市場適應(yīng)能力和競爭能力的必由之路。數(shù)控銑削加工是機(jī)械加工中最常用和最主要的數(shù)控加工方法之一，加入wto以來，我國汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)得到了快速發(fā)展，大量具有復(fù)雜曲面的零件如模具、葉片和螺旋漿等，都需要用數(shù)控銑床進(jìn)行加工。本設(shè)計(jì)以數(shù)控銑床加工工藝、編程與操作為核心內(nèi)容，重點(diǎn)介紹了數(shù)控銑床加工工藝，數(shù)控銑床的編程方法，數(shù)控銑床的操作方法，典型零件數(shù)控銑床加工綜合實(shí)訓(xùn)等方面的知識及應(yīng)用實(shí)踐技能。關(guān)鍵詞：數(shù)控銑床 數(shù)控銑削加工abstractmachinery ma

3、nufacturing industry is a pillar industry in the national economy, it can be said that without a developed machinery manufacturing, it is impossible to state the true prosperity of the prosperity. and machinery manufacturing scale and level of development, economic strength and scientific and techno

4、logical level of response is one of the important signs. improve processing efficiency, reduce production costs, improve processing quality and rapid updating products, machinery manufacturing and development on the basis of competition, machinery manufacturing technology is a symbol. first in the e

5、arly 1950s, the 20th century a cnc machine tool, mechanical and electrical integration is a typical cnc machine tool products, integrated precision machinery, electronics, electric traction, automatic control, automatic detection, fault diagnosis, and computer technology in such areas. high-precisio

6、n cnc machine tool. high efficiency and high flexible decision is vigorously promoting the use of cnc machine tool manufacturers to increase manufacturing capacity, improve their ability to adapt and competitive ability. cnc milling machining is the most commonly used method of nc and the main one,

7、since the accession to the wto. chinas automobile industry, the aerospace industry has been developing rapidly, a large number of parts with complex surfaces such as mold, and the propeller blade, cnc milling machine for processing needs. nc machining process to the design, programming and operation

8、s at the core, focusing on the nc machining technology, cnc milling machine programming, cnc milling machine operation. typical nc machining parts such as the comprehensive practical application of knowledge and skills. key words：cnc milling machine cnc milling machining目錄摘要 abstract 目錄 第1章 緒論 11.1計(jì)

9、算機(jī)數(shù)控的概念與發(fā)展 11.2數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床21.3典型數(shù)控銑床的概述31.3.1數(shù)控銑床的基本構(gòu)成及特點(diǎn).31.3.2數(shù)控銑床的分類41.3.3數(shù)控銑床的主要加工對象 41.3.4典型數(shù)控銑床的性能和參數(shù).5第2章 鍵槽端蓋底板的加工工藝分析 .72.1 零件圖工藝分析 72.2 加工方法選擇 .82.3 確定裝夾方案 .82.4 確定加工順序與走刀路線.82.5 刀具選擇 82.6 切削用量選擇 102.7 對刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定.122.8 擬訂數(shù)控銑削加工工序卡片.13第3章 數(shù)控加工程序的編制 153.1 數(shù)控銑床的基本編程技術(shù) 153.1.1 數(shù)控銑床的編程特點(diǎn) 153.1.2

10、數(shù)控銑床的坐標(biāo)系153.1.3 數(shù)控銑床的編程指令 163.1.4 數(shù)控銑床的基本編程方法183.2 數(shù)控編程的數(shù)值計(jì)算.253.2.1基點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)的含義.253.2.2 基點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算.263.2.3 加工程序26第4章 數(shù)控加工中心仿真系統(tǒng)354.1 fanuc 0i 加工中心的仿真操作354.1.1 crt/mdi操作面板介紹 354.1.2 機(jī)床操作面板介紹374.1.3 手動操作機(jī)床 394.1.4 自動操作機(jī)床 404.1.5 加工程序的輸入和編輯.414.1.6 輸入零件原點(diǎn)參數(shù) .434.1.7 輸入刀具補(bǔ)償參數(shù) .434.2鍵槽端蓋底板的仿真操作過程 .444.3 仿真結(jié)果 4

11、6畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)47參考文獻(xiàn) 48第1章 緒論1.1 計(jì)算機(jī)數(shù)控的概念與發(fā)展1計(jì)算機(jī)數(shù)控的概念（1）數(shù)字控制（數(shù)控）的概念gb8129-1997中對nc的定義為：用數(shù)值數(shù)據(jù)的控制裝置，在運(yùn)行過程中不斷地引入數(shù)值數(shù)據(jù)，從而對某一生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)自動控制。（2）數(shù)控機(jī)床（nc machine tools）若機(jī)床的操作命令以數(shù)值數(shù)據(jù)的形式描述，工作過程按照規(guī)定的程序自動地進(jìn)行，則這種機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床。（3）數(shù)控系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床行業(yè)中，數(shù)控系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置、可編程序控制器、進(jìn)給驅(qū)動與主軸驅(qū)動裝置等相關(guān)設(shè)備的總稱。有時(shí)則僅指其中的計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置。為區(qū)別起見將其中的計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置稱為數(shù)控裝置。2計(jì)

12、算機(jī)數(shù)控的發(fā)展從第一臺數(shù)控機(jī)床問世至今的40多年中，隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控裝置也在不斷地更新?lián)Q代，先后經(jīng)歷了電子管（1952年）、晶體管（1959年）、小規(guī)模集成電路（1965年）、大規(guī)模集成電路及小型計(jì)算機(jī)（1970年）和微處理機(jī)或微型計(jì)算機(jī)（1974年）等五代數(shù)控系統(tǒng)。前三代數(shù)控裝置屬于采用專用控制計(jì)算機(jī)的硬接線（硬件）數(shù)控裝置，一般稱為nc數(shù)控裝置。20世紀(jì)70年代初，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，小型計(jì)算機(jī)的價(jià)格急劇下降，出現(xiàn)了采用小型計(jì)算機(jī)代替專用硬件控制計(jì)算機(jī)的第四代數(shù)控系統(tǒng)。這種數(shù)控系統(tǒng)不僅在經(jīng)濟(jì)上更為合算，而且許多功能可用編制的專用程序?qū)崿F(xiàn)，并可將專用程序存儲在小型計(jì)算機(jī)的存儲

13、器中，構(gòu)成控制軟件。這種數(shù)控系統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（computerized numerical control，即cnc ）。自1974年開始，以微處理機(jī)為核心的數(shù)控裝置（microcomputerized numerical control，即mnc）得到迅速發(fā)展。cnc和mnc稱為軟接線（軟件）數(shù)控系統(tǒng)。由于nc硬件數(shù)控系統(tǒng)早已被淘汰，而目前軟件數(shù)控系統(tǒng)均采用mnc，因此，許多書中將現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)稱為cnc。我國從1958年開始研制數(shù)控機(jī)床，20世紀(jì)60年代中期進(jìn)入實(shí)用階段。自20世紀(jì)80年代開始，引入日本、美國、德國等國外著名數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)制造商的技術(shù)，使我國數(shù)控系統(tǒng)在性能、可靠性等

14、方面得到了迅速發(fā)展。經(jīng)過“六五”、“七五”、“八五”及“九五”科技攻關(guān)，我國已掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的核心內(nèi)容。目前我國已有數(shù)控系統(tǒng)（含主軸與進(jìn)給驅(qū)動單元）生產(chǎn)企業(yè)五十多家，數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)百余家。1.2 數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控（numerical control-nc），是利用數(shù)字化信息對機(jī)械運(yùn)動及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。由于現(xiàn)代數(shù)控都采用了計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，因此，也可以稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控（computerized numerical control-cnc）。為了對機(jī)械運(yùn)動及加工過程進(jìn)行數(shù)字化信息控制，必須具備相應(yīng)的硬件和軟件。用來實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信息控制的硬件和軟件的整體稱為數(shù)控系統(tǒng)（

15、numerical control system），數(shù)控系統(tǒng)的核心是數(shù)控裝置（numerical controller）。采用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床，稱為數(shù)控機(jī)床（nc機(jī)床）。它是一種綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、精密測量技術(shù)和機(jī)床設(shè)計(jì)等先進(jìn)技術(shù)的典型機(jī)電一體化產(chǎn)品，是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)。機(jī)床控制也是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用最早、最廣泛的領(lǐng)域，因此，數(shù)控機(jī)床的水平代表了當(dāng)前數(shù)控技術(shù)的性能、水平和發(fā)展方向。數(shù)控機(jī)床種類繁多，有鉆銑鏜床類、車削類、磨削類、電加工類、鍛壓類、激光加工類和其他特殊用途的專用數(shù)控機(jī)床等等，凡是采用了數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床統(tǒng)稱nc機(jī)床。帶有自動刀具交換裝置（automatic

16、tool changer-atc）的數(shù)控機(jī)床（帶有回轉(zhuǎn)刀架的數(shù)控車床除外）稱為加工中心（machine center-mc）。它通過刀具的自動交換，只需一次裝夾即可以完成多工序的加工，實(shí)現(xiàn)了工序的集中和工藝的復(fù)合，從而縮短了輔助加工時(shí)間，提高了機(jī)床的效率；減少了零件安裝、定位次數(shù)，提高了加工精度。目前加工中心是數(shù)控機(jī)床中產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的數(shù)控機(jī)床。在加工中心的基礎(chǔ)上，通過增加多工作臺（托盤）自動交換裝置（auto pallet changer-apc）以及其他相關(guān)裝置，組成的加工單元稱為柔性加工單元（flexible manufacturing cell-fmc）。fmc不僅實(shí)現(xiàn)了工序的集中

17、和工藝的復(fù)合，而且通過工作臺（托盤）的自動交換和較完善的自動檢測、監(jiān)控功能，可以進(jìn)行一定時(shí)間的無人化加工，從而進(jìn)一步提高了設(shè)備的加工效率。fmc既是柔性制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)，又可以作為獨(dú)立的自動化加工設(shè)備使用，因此其發(fā)展速度較快。在fmc和加工中心的基礎(chǔ)上，通過增加物流系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人以及相關(guān)設(shè)備，并由中央控制系統(tǒng)進(jìn)行集中、統(tǒng)一控制和管理，這樣的制造系統(tǒng)稱為柔性制造系統(tǒng)（flexible manufacturing system-fms）。fms不僅可以進(jìn)行長時(shí)間的無人化加工，而且可以實(shí)現(xiàn)多品種零件的全部加工或部件裝配，實(shí)現(xiàn)了車間制造過程的自動化，它是一種高度自動化的先進(jìn)制造系統(tǒng)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展

18、，為了適應(yīng)市場需求多變的形勢，對現(xiàn)代制造業(yè)來說，不僅需要發(fā)展車間制造過程的自動化，而且要實(shí)現(xiàn)從市場預(yù)測、生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造直到產(chǎn)品銷售的全面自動化。將這些要求綜合，構(gòu)成的完整的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，稱為計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（computer integrated manufacturing system-cims）。cims將一個工廠的生產(chǎn)、經(jīng)營活動進(jìn)行了有機(jī)的集成，實(shí)現(xiàn)了更高效益、更高柔性的智能化生產(chǎn)，是當(dāng)今自動化制造技術(shù)發(fā)展的最高階段。1.3 典型數(shù)控銑床的概述數(shù)控銑床是一種用途十分廣泛的機(jī)床，主要用于精度要求高、輪廓形狀較復(fù)雜的平面、曲面及殼體類零件的加工。同時(shí)可進(jìn)行鉆、擴(kuò)、锪、鉸、螺紋

19、切削、鏜孔等加工。加工中心、柔性制造單元等都是在數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展起來的。下面以配置fanuc oi-mb系統(tǒng)的數(shù)控銑床為例進(jìn)行介紹。1.3.1數(shù)控銑床的基本構(gòu)成及特點(diǎn)1數(shù)控銑床的基本構(gòu)成數(shù)控銑床由以下幾個部分組成（1）主機(jī) 即銑床機(jī)械結(jié)構(gòu)，通常由床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺等機(jī)床基礎(chǔ)件以及主傳動機(jī)構(gòu)、進(jìn)給系統(tǒng)等組成。它是整臺銑床的基礎(chǔ)和框架。（2）控制部分（cnc裝置） 包括專用計(jì)算機(jī)、顯示器、鍵盤、輸入輸出裝置等，其為數(shù)控銑床的控制核心。（3）驅(qū)動裝置。（4）輔助裝置 冷卻、潤滑等輔助裝置。2數(shù)控銑床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與普通銑床相比，數(shù)控銑床具有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。（1）高剛度和高抗震性

20、 銑床剛度是銑床的技術(shù)性能之一，它反應(yīng)了銑床機(jī)構(gòu)抵抗變形的能力。主要采取了提高數(shù)控銑床構(gòu)件的靜剛度和固有頻率，改善數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)的阻尼特性，采用新材料和剛板焊接結(jié)構(gòu)等幾方面的措施。（2）減小了熱變形對銑床的影響 銑床的熱變形是影響銑床加工精度的重要因素之一。由于數(shù)控銑床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度遠(yuǎn)高于普通銑床，因此熱變形對數(shù)控銑床的影響遠(yuǎn)比普通銑床嚴(yán)重。為了減小熱變形的影響，常采用以下幾種措施：改進(jìn)銑床布局和結(jié)構(gòu)，如采用熱對稱結(jié)構(gòu)，傾斜床身和斜滑板結(jié)構(gòu)，熱平衡等措施；控制溫度，采用散熱、風(fēng)冷和液冷等控制溫升的辦法來吸收熱源發(fā)出的熱量；對切削部位采用強(qiáng)冷措施及熱位移補(bǔ)償?shù)取＃?）傳動系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡化 數(shù)控

21、銑床采用的交流、直流電機(jī)，其調(diào)速范圍大，并可無級調(diào)速，因此使得主軸箱、進(jìn)給變速箱及傳動系統(tǒng)大為簡化，箱體機(jī)構(gòu)簡單。（4）高傳動效率和無間隙傳動裝置 目前數(shù)控銑床進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)中常用的機(jī)械裝置主要有三種：滾珠絲杠副、靜壓蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)和預(yù)加載荷雙齒輪齒條。（5）低摩擦系數(shù)的導(dǎo)軌 導(dǎo)軌是銑床的基本結(jié)構(gòu)之一。銑床加工精度和使用壽命在很大程度上決定于銑床導(dǎo)軌的質(zhì)量。1.3.2數(shù)控銑床的分類數(shù)控銑床從結(jié)構(gòu)上可分為立式、臥式及立臥兩用三種。（1）立式數(shù)控銑床立式數(shù)控銑床主軸軸線垂直于水平面，這種銑床占數(shù)控銑床的大多數(shù)，應(yīng)用范圍也最廣。目前三坐標(biāo)數(shù)控立銑占數(shù)控銑床的大多數(shù)，一般可進(jìn)行三坐標(biāo)聯(lián)動加工，也可以實(shí)行兩

22、軸半控制，即在x、y、z三個坐標(biāo)軸中，任意兩軸都可以聯(lián)動。一般用來加工平面曲線的輪廓。但也可加一個回轉(zhuǎn)坐標(biāo)，用來加工螺旋槽、葉片等立體曲面零件。（2）臥式數(shù)控銑床臥式數(shù)控銑床主軸的軸線平行于水平面。為了擴(kuò)大加工范圍和擴(kuò)充功能，臥式數(shù)控銑床通常采用增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤（或萬能數(shù)控轉(zhuǎn)盤）來實(shí)現(xiàn)四坐標(biāo)、五坐標(biāo)加工。（3）立臥兩用數(shù)控銑床這類銑床可在一臺機(jī)床上進(jìn)行立式加工或臥式加工，同時(shí)具備立、臥式銑床的功能。它的使用范圍更廣，功能更全。一般數(shù)控銑床上指規(guī)格較小的升降臺式數(shù)控銑床，其工作臺寬度多在400mm以下，規(guī)格較大的數(shù)控銑床（工作臺寬度多在500mm以上），其功能已向加工中心靠近，進(jìn)而演變成柔性制造單元

23、。1.3.3數(shù)控銑床的主要加工對象銑削加工是機(jī)械加工中最常用的加工方法之一，它主要包括平面銑削和輪廓銑削，也可以對零件進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、锪加工及螺紋加工等。數(shù)控銑削主要適合于下列幾類零件的加工。1、 平面類零件即加工面平行或垂直于水平面，以及加工面與水平面的夾角為一定值的零件。2、直紋曲面類零件即由直線依某種規(guī)律移動所產(chǎn)生的曲面類零件。3、立體曲面類零件即加工面為空間曲面的零件。這類零件的加工面不能展成平面，一般使用球頭銑刀切削，加工面與銑刀始終為點(diǎn)接觸，若采用其它刀具加工，易于產(chǎn)生干涉而銑傷鄰近表面。1.3.4典型數(shù)控銑床的性能和參數(shù)本設(shè)計(jì)中的零件是利用xk5025數(shù)控銑床加工的，在這里對

24、該機(jī)床的性能及主要規(guī)格、參數(shù)進(jìn)行簡要介紹。xk5025數(shù)控立式升降臺式銑床，對主軸套筒和工作臺縱橫向移動進(jìn)行數(shù)字式自動控制或手動控制。用戶加工零件時(shí)，按照待加工零件的尺寸及工藝要求，編制零件加工程序，通過控制器面板上的操作鍵盤輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)經(jīng)過處理發(fā)出伺服需要的脈沖信號，該信號經(jīng)驅(qū)動單元放大后驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控銑床的x、y、z三坐標(biāo)聯(lián)動功能（也可加裝第四軸），從而完成各種復(fù)雜形狀零件的加工。該機(jī)床適用于多品種小批量生產(chǎn)的零件，對各種復(fù)雜曲線的凸輪、樣板、弧形槽等零件的加工效能尤為顯著。其驅(qū)動部件為高性能、很可靠的混合式步進(jìn)電機(jī)，輸出力矩大，高、低速性能均好，且系統(tǒng)具備手動回機(jī)械零點(diǎn)功能

25、，機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度較高，不需要模具就能確保零件的加工精度，同時(shí)本機(jī)床所配系統(tǒng)具備刀具半徑補(bǔ)償和長度補(bǔ)償功能，降低了編程復(fù)雜性，提高了加工效率。此外，其還具備零點(diǎn)偏置功能，可實(shí)現(xiàn)多工件的同時(shí)加工。下面列出xk5025數(shù)控銑床的一些主要規(guī)格和參數(shù)供參考。工作臺面積（寬長）250mm1120mm工作臺縱向行程680mm工作臺橫向行程350mm升降臺垂直行程400mmt型槽數(shù)及寬度315.87或314t型槽間距65mm工作臺允許最大載重250kg主軸中心至床身導(dǎo)軌面的距離360mm主軸孔錐度7:24 iso30主軸套筒行程130mm主軸轉(zhuǎn)速 有級654750r/min主軸轉(zhuǎn)速 無級6035

26、00r/min銑削進(jìn)給速度0350mm/min快速移動速度2500 mm/min分辨率0.001mm定位精度0.013mm/300mm重復(fù)定位精度0.005mm機(jī)床外形尺寸140517122296mm機(jī)床凈重1500kg機(jī)床電源380v ac 3第2章 鍵槽端蓋底板的加工工藝分析如下圖所示，為鍵槽端蓋底板。其材料為45，毛坯尺寸長寬高為110mm90mm30mm,其數(shù)控銑床加工工藝分析如下：2.1 零件圖工藝分析該零件主要由外輪廓、上下表面、臺階面、鍵槽、三角形槽、孔組成?？傮w表面粗糙度要求較高，而且鍵槽及孔410h8對基準(zhǔn)面a有對稱度要求，臺階面外輪廓兩平行面及孔410h8對基準(zhǔn)面b也有對稱

27、度要求。零件材料為45，切削加工性能較好。根據(jù)以上分析，零件外輪廓、上下表面、臺階面、鍵槽、三角形槽及410h8孔的加工應(yīng)分粗、精加工兩部分進(jìn)行，以保證表面粗糙度要求。2.2 加工方法的選擇1、上下表面、臺階面、外輪廓、鍵槽、三角形槽的粗糙度要求為ra3.2,可選擇粗銑精銑方案。2、孔加工方案的選擇 孔加工前，為便于鉆頭引正，先用中心鉆加工中心孔，然后再鉆孔。內(nèi)孔表面的加工方案在很大程度上取決于內(nèi)孔表面本身的尺寸精度和粗糙度。對于精度較高、粗糙度ra較小的表面，一般不一次加工到規(guī)定的尺寸，而要劃分加工階段逐步進(jìn)行，則該零件孔410h8的加工方案為鉆鉸。2.3 確定裝夾方案該零件的外形比較規(guī)則，

28、因此，在加工外輪廓、上下表面、臺階面、鍵槽、三角形槽及孔時(shí)，選用平口虎鉗夾緊。2.4 確定加工順序及走刀路線按照基準(zhǔn)先行，先面后孔，先粗后精的原則確定加工順序。詳見表2-2鍵槽端蓋底版數(shù)控加工工序卡，外輪廓加工采用順銑方式，刀具沿切線方向切入與切出。2.5 刀具選擇1、零件外輪廓、鍵槽、三角形槽采用立銑刀加工，根據(jù)側(cè)吃刀量選擇立銑刀直徑，使銑刀工作時(shí)有合理的切入/切出角；且銑刀直徑應(yīng)盡量包容工件整個加工寬度，以提高加工精度和效率，并減小相鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕跡。2、孔加工選擇9.8鉆頭，10鉸刀該零件加工所選刀詳見表2-1鍵槽端蓋底板數(shù)控加工刀具卡片。表2-1鍵槽端蓋底板數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品

29、名稱或代號數(shù)控銑工藝分析零件名稱鍵槽端蓋底板零件圖號序號刀具編號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?t110硬質(zhì)合金立銑刀1銑削外輪廓2t2125硬質(zhì)合金端面銑刀1銑削上下表面3t312硬質(zhì)合金立銑刀1銑削臺階面及其輪廓4t416高速鋼立銑刀1銑鍵槽5t510高速鋼立銑刀1銑三角形槽6t63中心鉆1鉆中心孔7t79.8高速鋼麻花鉆頭1鉆410h8底孔8t810鉸刀1鉸410h8編制楊紅印審核批準(zhǔn)共1頁第1頁2.6 切削用量選擇1、該零件材料切削性能較好，銑削平面、臺階面、輪廓、鍵槽及三角形槽時(shí)留0.5mm精加工余量；孔加工精鉸余量留0.1mm。2、進(jìn)給速度，主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算a、銑削外輪廓 1）參考文獻(xiàn)（

30、2）表4-5取銑削速度v=66m/min參考文獻(xiàn)（7）表3.6取精銑時(shí)每齒進(jìn)給量f=0.01mm/z，粗銑時(shí)每齒進(jìn)給量f=0.0125mm/z，則 銑削外輪廓時(shí)主軸轉(zhuǎn)速n =1680r/min1800r/min粗銑時(shí)進(jìn)給速度v= fz n=0.01541800=108mm/min，取v=100mm/min。精銑時(shí)進(jìn)給速度v= fz n=0.0141800=72mm/min2）檢驗(yàn)機(jī)床功率參考文獻(xiàn)（3）得切削功率p=167.9afaz n k取z=4，n=30r/s，a=5mm，a=23mm，f=0.03mm/z，k=1將它們代入公式算得p=1.47kw由參考文獻(xiàn)（1）表4.2-35得機(jī)床功率為

31、7.5kw，若取效率為0.85，則 7.50.85=6.375kw 1.47kw，故機(jī)床功率足夠。b、銑削上下表面1）確定銑削深度 a 由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則a=5mm。2）確定每齒進(jìn)給量f 采用不對稱端銑以提高進(jìn)給量。根據(jù)參考文獻(xiàn)（7）表3.5，當(dāng)使用yt15，銑床功率為7.5kw時(shí)，f=0.090.18mm/z，但因采用不對稱端銑，故取f=0.18mm/z，精銑時(shí)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為f=0.5mm/r3）確定切削速度 根據(jù)參考文獻(xiàn)（7）表3.8、表3.15，當(dāng)do=125mm，z=4，a5mm，f0.24mm/z時(shí)，v=123m/min，n =313r/min，各修正系數(shù)為k=

32、0.8，k=0.8。故v=vk=1230.8m/min=98.4m/min,n=nk=3130.8=250.4m/min根據(jù)參考文獻(xiàn)（1）表4.2-36取n=300r/min則 粗銑時(shí)進(jìn)給速度v=fn=0.184300mm/min=216mm/min235mm/min 精銑時(shí)進(jìn)給速度v=fn=0.5300mm/min=150mm/min4）校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)（7）表3.23，當(dāng)=5601000mpa, a72mm,a5mm,do=125mm,z=4,v=235mm/r,近似為p=4.1kw機(jī)床主軸允許的功率為7.50.85=6.375kw4.1kw，故機(jī)床功率足夠。c、銑削鍵槽、三角形

33、槽1）確定銑削深度 a 由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則 a=5mm。2）確定每齒進(jìn)給量f 根據(jù)參考文獻(xiàn)（7）表3.4，得精銑時(shí)每齒進(jìn)給量f=0.045mm/z,粗銑時(shí)每齒進(jìn)給量 f=0.06mm/z3）確定切削速度v 根據(jù)參考文獻(xiàn)（7）表3.13，當(dāng)do=16mm,z=3, f=0.045mm/z時(shí)，v=55m/min,n=458r/min,各修正系數(shù)為k= k=1.15,故v=vk=551.15m/min=63.25m/minn=nk=4581.15r/min=526r/min575r/min則 粗銑時(shí)進(jìn)給速度v=fn=0.065754mm/min=138mm/min150mm/

34、min精銑時(shí)進(jìn)給速度v=fn=0.0455754mm/min=100mm/mind、鉆孔1）確定進(jìn)給量f 根據(jù)參考文獻(xiàn)（7）表2.7，當(dāng)do810mm,鋼800mpa時(shí)，進(jìn)給量f=0.220.28mm/r,由于鉆孔后需要用鉸刀精加工，則要乘以系數(shù)0.5，即實(shí)際進(jìn)給量f=0.28mm/r0.5=0.14mm/r。根據(jù)參考文獻(xiàn)（7）表2.24，取鉸孔時(shí)進(jìn)給量f=0.2mm/r2）確定切削速度根據(jù)參考文獻(xiàn)（7）表2.14，45號鋼=580680mpa的加工性分類為5，根據(jù)參考文獻(xiàn)（7）表2.13，鉆孔進(jìn)給速度f=0.14mm/r時(shí)的切削速度v=22m/min。根據(jù)參考文獻(xiàn)（7）表2.24，加工材料為

35、鋼，硬度中等，鉸刀直徑do=520mm時(shí)切削速度v=7m/min。則 鉆孔時(shí)主軸轉(zhuǎn)速n=714.5r/min735r/min 鉸孔時(shí)主軸轉(zhuǎn)速n=223r/min250r/min根據(jù)參考文獻(xiàn)（1）表4.2-15，取n=735r/min, n=250r/min。則 鉆孔時(shí)進(jìn)給速度v=fn=0.14735mm/min100mm/min, 鉸孔時(shí)進(jìn)給速度v=fn=0.2250mm/min=50mm/min2.7 對刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定在編程時(shí)，應(yīng)正確地選擇“對刀點(diǎn)”和“換刀點(diǎn)”的位置?！皩Φ饵c(diǎn)”就是在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，刀具相對于工件運(yùn)動的起始點(diǎn)。由于程序段從該點(diǎn)開始執(zhí)行，所以對刀點(diǎn)又稱為“程序起點(diǎn)”

36、或“起刀點(diǎn)”。對刀點(diǎn)的選擇原則是：便于用數(shù)字處理和簡化程序編制；在機(jī)床上找正容易，加工中便于檢查；引起的加工誤差小對刀點(diǎn)可選在工件上，也可選在工件外面（如選在夾具上或機(jī)床上），但必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定的尺寸關(guān)系。為了提高加工精度，對刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，如以孔定位的工件，可選孔的中心作為對刀點(diǎn)。刀具的位置則以此孔來找正，使“刀位點(diǎn)”與“對刀點(diǎn)”重合。工廠常用的找正方法是將千分表裝在機(jī)床主軸上，然后轉(zhuǎn)動機(jī)床主軸，以使“刀位點(diǎn)”與“對刀點(diǎn)”一致。一致性越好，對刀精度越高。所謂“刀位點(diǎn)”是指車刀、鏜刀的刀尖；立銑刀、端銑刀到頭底面的中心，球頭銑刀的球頭中心，故對于此零件的對刀

37、點(diǎn)選在（-47.435，0）處。加工過程中需要換刀時(shí)，應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所謂“換刀點(diǎn)”是指刀架轉(zhuǎn)位換刀時(shí)的位置。該點(diǎn)可以是某一固定點(diǎn)（如加工中心機(jī)床，其換刀機(jī)械手的位置是固定的），也可以是任意的一點(diǎn)（如車床）。換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位時(shí)不碰工件及其他部件為準(zhǔn)。故本零件的換刀點(diǎn)位置為（0，0，100）處。2.8 擬訂數(shù)控銑削加工工序卡片為了更好地指導(dǎo)編程和加工操作，把零件的加工順序、所用刀具和切削用量等參數(shù)編入表2-2所示的鍵槽端蓋底板零件數(shù)控加工工序卡片。表2-2 鍵槽端蓋底板數(shù)控加工工序卡片單位名稱南通職業(yè)大學(xué)產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號數(shù)控銑削工藝分析鍵槽端蓋底板工序號程序編

38、號夾具名稱使用設(shè)備車間平口虎鉗xk5025數(shù)控中心工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速/rmin進(jìn)給速度/mmmin背吃刀量/mm備注1粗銑定位基準(zhǔn)面bt11015001004.5自動2精銑定位基準(zhǔn)面bt1101500720.5自動3粗銑a面t11015001004.5自動4精銑a面t1101500720.5自動5粗銑上表面t21253002352.5自動6精銑上表面t21253001500.5自動7粗銑下表面t21253002356.5自動8精銑下表面t21253001500.5自動9粗銑臺階面及其輪廓t31215001004.5自動10精銑臺階面及其輪廓t3121500720.5自動

39、11粗銑鍵槽t4165751504.5自動12精銑鍵槽t4165751000.5自動13粗銑三角形槽t5105751502.5自動14精銑三角形槽t5105751000.5自動15鉆所有孔的中心孔t631000自動16鉆410h8底孔至9.8t79.8735100自動17鉸410h8孔t810250500.1自動編制楊紅印審核批準(zhǔn)共1頁第1頁第3章 數(shù)控加工程序的編制3.1 數(shù)控銑床的基本編程技術(shù)3.1.1 數(shù)控銑床的編程特點(diǎn)數(shù)控銑床是通過兩軸聯(lián)動來加工零件的平面輪廓，通過兩軸半控制、三軸或多軸聯(lián)動來加工空間曲面零件。數(shù)控銑削加工編程具有如下特點(diǎn)：1、數(shù)控銑床一般僅具有直線和圓弧的插補(bǔ)功能，因

40、此非圓曲線的加工是按編程允許誤差將曲線分割成許多小段再用直線或圓弧逼近得到，編程時(shí)需計(jì)算各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。2、具備刀補(bǔ)功能，可直接按工件尺寸編程。3、具備鏡像功能，加工軸對稱零件時(shí)只要編寫一半加工程序即可。4、具備子程序調(diào)用功能。當(dāng)工件上有相同加工部位時(shí)，可以調(diào)用子程序，以簡化程序編制。3.1.2 數(shù)控銑床的坐標(biāo)系（一）、機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床本身固有的，是以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)建立起來的 x 、 y 、 z 軸直角坐標(biāo)系。機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)也稱為機(jī)械零點(diǎn)，每次啟動機(jī)床后，機(jī)床三個坐標(biāo)軸一次走到機(jī)床正方向的一個極限位置，這個極限位置是機(jī)床裝配完工后確定的一個固定位置，該位置就是機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。機(jī)

41、床坐標(biāo)系是制造和調(diào)整機(jī)床的基礎(chǔ)，也是設(shè)置工件坐標(biāo)系的基礎(chǔ)，一般不允許隨意變動。圖3.1為立式銑床的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系。圖3.1立式銑床標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系（二）、工件坐標(biāo)系為了確定零件加工時(shí)在機(jī)床中的位置，必須建立工件坐標(biāo)系，也稱為編程坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系采用與機(jī)床坐標(biāo)系一致的坐標(biāo)方向，工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)即工件原點(diǎn)，工件原點(diǎn)是任意的，它由編程人員在編制程序時(shí)根據(jù)零件的特點(diǎn)選定。它在工件裝夾完畢后，通過對刀確定。通常選擇工件原點(diǎn)位置時(shí)應(yīng)注意：1、 工件原點(diǎn)應(yīng)選在零件圖的尺寸基準(zhǔn)上，以便于坐標(biāo)值的計(jì)算，減少錯誤。2、 工件原點(diǎn)盡量選在精度較高的加工表面，以提高被加工零件的加工精度。3、 對于一般工件原點(diǎn)，通常設(shè)在工件外

42、廓的某一角上。4、 z 軸方向上的工件原點(diǎn)，一般設(shè)在工件上表面。5、 對于對稱的零件，工件原點(diǎn)應(yīng)設(shè)在對稱中心上。3.1.3 數(shù)控銑床的編程指令表31 常用文字碼及其含義功能 文字碼 含義 程序號 o/：（iso/eia） 表示程序名代號(19999) 程序段號 n 表示程序段代號(19999) 準(zhǔn)備功能 g 確定移動方式等準(zhǔn)備功能 坐標(biāo)字x、y、z 、a、b、c 坐標(biāo)軸移動指令(99999.999mm) r圓弧半徑(99999.999mm)i、j、k 圓弧圓心坐標(biāo)(99999.999mm) 進(jìn)給功能 f 表示進(jìn)給速度(11000mm/min) 主軸功能 s 表示主軸轉(zhuǎn)速(09999r/min)

43、 刀具功能 t 表示刀具號(099) 輔助功能 m 冷卻液開、關(guān)控制等輔助功能(099) 偏移號 h 表示偏移代號(099) 暫停 p 、x 表示暫停時(shí)間(099999.999s) 子程序號及子程序調(diào)用次數(shù) p 子程序的標(biāo)定及子程序重復(fù)調(diào)用次數(shù)設(shè)定(19999) 宏程序變量 p、q、r 變量代號 數(shù)控銑床的編程功能指令與數(shù)控車床的編程功能指令相似，也可分為準(zhǔn)備功能指令和輔助功能指令兩大類。由于生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的廠家眾多，且所用數(shù)控系統(tǒng)也各不相同，故編程時(shí)必須嚴(yán)格遵守機(jī)床使用說明書中的規(guī)定。這里以配置fanuc 0i系統(tǒng)的xk5025立式數(shù)控銑床為例介紹基本的編程功能指令及程序編制的基本方法。fan

44、uc-0i數(shù)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：軸控制功能強(qiáng)，其基本可控制軸數(shù)為x、y、z三軸，擴(kuò)展后可聯(lián)動控制軸數(shù)為四軸；編程代碼通用性強(qiáng)，編程方便，可靠性高。常用文字碼及其含義見表31。（一）、準(zhǔn)備功能指令選擇準(zhǔn)備功能指令是編制程序的核心問題。準(zhǔn)備功能指令也稱為g功能，其由地址字g和兩位數(shù)值來表示，跟在g后面的數(shù)字決定了該程序段的指令的意義。常用準(zhǔn)備功能代碼如表32所示。其中00組的g代碼為非模態(tài)代碼，其余均為模態(tài)代碼。表32 常用g功能代碼指 令組功 能指 令組功能g0001快速定位g4207刀具半徑右補(bǔ)償g01直線插補(bǔ)g4308正向刀具長度補(bǔ)償g02圓弧插補(bǔ)/螺旋線插補(bǔ)cwg44負(fù)向刀具長度補(bǔ)償g03

45、圓弧插補(bǔ)/螺旋線插補(bǔ)ccwg49刀具長度補(bǔ)償取消g0400暫停g5300選擇機(jī)床坐標(biāo)系g1702選擇xy平面g5414選擇工件坐標(biāo)系1g18選擇xz平面g55選擇工件坐標(biāo)系2g19選擇yz平面g56選擇工件坐標(biāo)系3g2006英寸輸入g57選擇工件坐標(biāo)系4g21毫米輸入g58選擇工件坐標(biāo)系5g2700返回參考點(diǎn)檢測g59選擇工件坐標(biāo)系6g28返回參考點(diǎn)g9003絕對值方式編程g29從參考點(diǎn)返回g91相對值方式編程g3301螺紋切削g9200設(shè)定工件坐標(biāo)系g4007取消刀具半徑補(bǔ)償g9810固定循環(huán)返回到初始點(diǎn)g41刀具半徑左補(bǔ)償g99固定循環(huán)返回到r點(diǎn)（二）、輔助功能指令xk5025立式數(shù)控銑床

46、的輔助功能指令與數(shù)控車床基本相同。如表33所示。表33 常用m功能代碼指令功 能指令功 能m00程序停止m05主軸停止旋轉(zhuǎn)m01選擇停止m08切削液開m02程序結(jié)束m09切削液關(guān)m03主軸順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)m98子程序調(diào)用m04主軸逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)m99子程序結(jié)束（三）、其它功能指令1、進(jìn)給功能進(jìn)給功能也稱為f功能。表示刀具中心運(yùn)動時(shí)的進(jìn)給速度，由地址碼f和數(shù)字構(gòu)成。f功能以每分鐘進(jìn)給距離的方式指定進(jìn)給速度。f功能的單位可以是mm/min ，也可以是mm/r；可以按公制形式輸入，也可以轉(zhuǎn)換成英制。f值的指定方法很多，在xk5025立式數(shù)控銑床系統(tǒng)中采用的是直接指定法，范圍在0350mm/min之間，

47、用戶可根據(jù)實(shí)際切削情況，任意選用。例如：f120表示120mm/min。2、主軸功能主軸功能也稱s功能，即用來指定主軸的轉(zhuǎn)速。它由地址碼s及后面的整數(shù)數(shù)字組成，單位為r/min。目前常用的也是直接指定法，如s1500表示主軸轉(zhuǎn)速為1500r/min。在編程時(shí)除用s功能指定主軸轉(zhuǎn)速外，還要用m代碼指定主軸是沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)還是沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。使用s功能一定要根據(jù)機(jī)床說明書中規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍，例如xk5025立式數(shù)控銑床的無級主軸轉(zhuǎn)速范圍為603500r/min，用戶可根據(jù)切削材料的性質(zhì)，在給定范圍內(nèi)選擇合適的主軸轉(zhuǎn)速。3、刀具功能刀具功能也稱t功能。由地址碼t及后面的兩位整數(shù)數(shù)字組成，數(shù)字代表刀

48、具的編號，用來選擇刀具。3.1.4 數(shù)控銑床的基本編程方法（一）、絕對值方式和增量值方式編程1、絕對值方式編程程序格式：g90g90表示程序段中的編程尺寸按絕對坐標(biāo)給定，即所有的坐標(biāo)尺寸數(shù)字都是相對于固定的編程原點(diǎn)即工件原點(diǎn)的。2、增量值方式編程程序格式：g91g91表示程序段中的編程尺寸按相對坐標(biāo)給定，即程序段中終點(diǎn)坐標(biāo)都是按相對于前一坐標(biāo)點(diǎn)給出的。一般系統(tǒng)開機(jī)后，默認(rèn)為絕對值方式編程，若用g91指定為增量值方式編程后，必須用g90指令才可恢復(fù)為絕對值方式編程。（二）、工件坐標(biāo)系的建立1、設(shè)置工件坐標(biāo)系程序格式 g92 xyz；g92指令程序段只是設(shè)定工件坐標(biāo)系，并不產(chǎn)生任何動作。執(zhí)行g(shù)92

49、指令后，也就確定了刀具刀位點(diǎn)的初始位置與工件坐標(biāo)系坐標(biāo)原點(diǎn)的相對距離。對于具有機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)的數(shù)控機(jī)床，當(dāng)采用絕對坐標(biāo)編程時(shí)，第一個程序段的指令通常是設(shè)定對刀點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。2、選擇機(jī)床坐標(biāo)系程序格式 g53 xyz；g53指令使刀具快速定位到機(jī)床坐標(biāo)系中的指定位置上，式中x、y、z后的值為機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，其尺寸均為負(fù)值。注意：1）g53是非模態(tài)指令，僅在本程序段內(nèi)有效。2）g53指令在g90狀態(tài)下有效，在g91狀態(tài)下無效。3）g53指令取消刀具半徑補(bǔ)償和長度補(bǔ)償。4）執(zhí)行g(shù)53指令前必須以手動或自動方式完成機(jī)床回零操作。3、選擇16號工件坐標(biāo)系g54、g55、g56、g57、g

50、58、g59 選擇16號工件坐標(biāo)系，這些指令可以分別用來選擇相應(yīng)的工件坐標(biāo)系。編程格式：g54(g55g59) g00 (g01) xyz(f) ；該指令執(zhí)行后，所有坐標(biāo)值指定的坐標(biāo)尺寸都是選定的工件坐標(biāo)系中的位置。g54g59指令程序段可以和g00、g01指令組合，如g54 g90 g01 x 10 y10時(shí)，運(yùn)動部件在選定的工件坐標(biāo)系中進(jìn)行移動。在加工中心的有關(guān)章節(jié)中，g54g59會有詳細(xì)介紹。（三）、快速定位與直線插補(bǔ)1、快速定位程序格式：g00 xyz式中x、y、z為刀具移動的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)。用g00指定點(diǎn)定位，命令刀具以點(diǎn)位控制方式，從刀具所在點(diǎn)以最快的速度，移動到下一個目標(biāo)點(diǎn)。注意：1）程序中使用了g00指令后，進(jìn)給速度指令 f 無效，g00指令中的快速移動速度由機(jī)床制造廠商對每個軸單獨(dú)設(shè)定。2）當(dāng)z軸按指令遠(yuǎn)離工作臺時(shí)，先z軸運(yùn)動，再x、y軸運(yùn)動。當(dāng) z 軸按指令接近工作臺時(shí)，先x、y軸運(yùn)動，再z軸運(yùn)動。3）目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)可以用絕對值，也可以用增量值。4）使用g00指令時(shí)，刀具的實(shí)際運(yùn)動路線并不一定是直線，因此要注意刀具是否會與工件和夾具發(fā)生碰撞。對不適合聯(lián)動的場合，可每軸單動。2、直線插補(bǔ)程序格式：g01 xyzf式中x、y、z為刀具移動的目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)，f為進(jìn)給速度。用g01指定直線插