419016$sdlhzx.happy$機(jī)械設(shè)計與制造典型零件數(shù)控加工型腔零件的加工工藝與加工編程

型腔零件加工實訓(xùn)內(nèi)容及步驟應(yīng)完成的內(nèi)容：（1）零件圖1張（2）數(shù)控加工工序卡片1份（3）刀具運(yùn)行軌跡路線圖1張（4）零件的成形模型圖1張（5）畢業(yè)設(shè)計說明書1份院校：鄭州信息科技職業(yè)學(xué)院系別：機(jī)電系姓名：張凱指導(dǎo)老師：余英良班級：07班級：07級機(jī)械目錄內(nèi)容及簡介…………3摘要……3前言…………………4⑴零件圖………………5⑵實訓(xùn)內(nèi)容……………6⑶實訓(xùn)使用設(shè)備與材料………………6⑷實訓(xùn)零件分析………6①零件加工工藝分析………………6②數(shù)控銑削加工工藝分析…………7③工藝處理…………7⑸設(shè)定工件坐標(biāo)系…10⑹設(shè)計刀具運(yùn)行路線及編寫程序…………………11對刀操作18零件成行模具圖……………19致謝………………20做畢業(yè)設(shè)計感想………………2121參考文獻(xiàn)21內(nèi)容介紹畢業(yè)設(shè)計典型型腔零件的數(shù)控編程加工工藝，附含設(shè)計圖紙，數(shù)控加工工序卡。摘要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)中大力應(yīng)用使我國人力市場上出現(xiàn)了數(shù)控人才的緊缺現(xiàn)象，為了彌補(bǔ)這個空缺我國職業(yè)高等院校開展可類似的社會緊缺型人才的培訓(xùn)教育。經(jīng)過三年在學(xué)校的學(xué)習(xí)，緊跟社會人才需要，加強(qiáng)我的專業(yè)技能在系部老師的輔導(dǎo)下即將完成學(xué)業(yè)，在三年中掌握一些必要的機(jī)械設(shè)計，在我即將畢業(yè)之時，我的畢業(yè)設(shè)計課題就是型腔零件數(shù)控編程加工。本次設(shè)計綜合了我三年所學(xué)的各種機(jī)械知識最為重要的是聯(lián)系大三所學(xué)的課程。其中包括了工件的分析，加工工序，刀具選擇及加工工序程序大部分是使用CAXA制造工程師編制的，之后在動手聯(lián)系起來。數(shù)控機(jī)床是綜合應(yīng)用計算機(jī)自動控制，自動檢測及精密機(jī)械等高新技術(shù)產(chǎn)物。數(shù)控機(jī)床(NumericallyControlledMachineToll)簡稱數(shù)控(NC),是近代發(fā)展起來的一種自動控制機(jī)床，通過數(shù)字信息自動控制機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)。數(shù)控機(jī)床的加工程序和運(yùn)動變量(如坐標(biāo)方向位移量，軸的方向和轉(zhuǎn)速等)通過數(shù)控裝置自動控制，同時具有自動換刀，自動測量，自動潤滑和自動冷卻等功能。在編程實訓(xùn)中，將零件分解為各種零件結(jié)構(gòu)，按照零件結(jié)構(gòu)識圖f刀具選擇f工件坐標(biāo)系設(shè)定f確定刀具運(yùn)行軌跡路線一軌跡節(jié)點計算一選定切削參數(shù)f程序編制f程序輸入仿真或數(shù)控系統(tǒng)f零件裝夾f零件校正f安裝刀具f對刀f設(shè)置數(shù)控系統(tǒng)輔助參數(shù)f試刀f測量f修正程序f正式加工的模式進(jìn)行練習(xí)實訓(xùn)，掌握各種零件結(jié)構(gòu)數(shù)控加工編程的格式內(nèi)容。本次設(shè)計內(nèi)容涵蓋了數(shù)控技術(shù)在實際中應(yīng)用如刀具，裝夾，切削用量，工藝分析，數(shù)控機(jī)床操作和數(shù)控編程等中的相關(guān)知識，通過此次畢業(yè)設(shè)計將一些

離散的和相對獨立的知識綜合起來，使數(shù)控加工能力進(jìn)一步提高。限于本人水平有限，經(jīng)驗不足，希望各位老師海涵。1零件圖丄00.02B壬0.08Ac44±0.05100±0.02720.01+1寸Z.2|即0』Leo.04-102丄0.05BGEeo??丄00.02B壬0.08Ac44±0.05100±0.02720.01+1寸Z.2|即0』Leo.04-102丄0.05BGEeo??卜80.0十ks.o—◎00.15D2實訓(xùn)內(nèi)容實訓(xùn)的目的與要求(1)了解數(shù)控銑削加工的工藝過程。(2)能夠進(jìn)行一般零件圖的銑削加工工藝分析，包括零件尺寸標(biāo)注的正確性輪廓描述的完整性及必要的工藝措施等。實訓(xùn)儀器與設(shè)備配置SIEMENS系統(tǒng)的數(shù)控銑床一臺，使用道具數(shù)把。1)實訓(xùn)要求型腔零件為典型的方圓結(jié)合類零件，由于軌跡曲線有嚴(yán)格的幾何精度要求，所以加工難度大，而且軌跡精度要求高，必須保證型腔的尺寸精度，幾何精度和相互位置精度。熟悉并掌握數(shù)控銑削加工編程中坐標(biāo)系與坐標(biāo)哦原點，起始點的確定，以及程序編制的相關(guān)知識。從手工編程的角度出發(fā)，掌握和運(yùn)用加工運(yùn)行軌跡和變成節(jié)點尺寸的數(shù)學(xué)計算。說明程序中能使用的工件裝夾，刀具類型，加工工藝，數(shù)控粗精加工的內(nèi)容和先后順序。畫出數(shù)控銑削加工走刀路線圖，注意刀具切入和切出的方法。編制數(shù)控銑削加工程序。掌握刀具，夾具的裝夾與數(shù)控銑削加工的對刀等實際操作。實訓(xùn)加工使用設(shè)備，輔具與材料在SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)的立式數(shù)控銑床上進(jìn)行實際調(diào)試。配備零件棒料毛坯一件(材料：45鋼)。配備虎鉗，定位軸心，數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，螺栓等相關(guān)裝夾輔具。配備可轉(zhuǎn)位面銑刀1把,020普通直柄立銑刀1把，e8普通直柄立銑刀1把。實訓(xùn)零件分析一般輪廓用直柄立銑刀的側(cè)刀刃來進(jìn)行切削加工。在切削加工工件的外輪廓中，刀具切入和切出時要注意避讓夾具，并使刀具切入點的位置和方向盡可能選擇在切削輪廓的延長線上或在切線方向上進(jìn)刀，以利用刀具切入時受力平穩(wěn)。零件加工工藝分析結(jié)構(gòu)分析零件銑削加工成型軌跡的形狀并不復(fù)雜，但是零件的加工精度和幾何加工精度要求較高。精度分析在零件前序車削加工中，①30+0.033mm圓柱孔與零件的B面，是零件裝配的基準(zhǔn)和數(shù)控銑削加工的定位基準(zhǔn)，必0須予以保證。在數(shù)控銑削加工中，主要的加工部位有：零件矩形周邊，長和寬均100±0.027，垂直度為0.05mm，表面粗糙度為Ra3.2Mm；零件型腔外形①98。mm,與①30基準(zhǔn)孔同軸度為0.15mm，表面粗糙度為Ra3.2Mm；零件型腔內(nèi)形390mm，公差為+0.087mm，與①30基準(zhǔn)空同軸度為0.15mm，表面粗糙度為Ra3.2Mm。必須保證曲線槽軌跡是連續(xù)的和無阻礙的圓滑過度。加工道具分析由零件圖1-1可知，在零件的數(shù)控銑削加工中，使用38普通直柄立銑刀就可以達(dá)到曲線槽形狀的加工要求。結(jié)構(gòu)工藝性分析毛坯零件為車削成型，所以工件輪廓外的切削余量不大。零件被加工表面輪廓的最大高度為25mm，零件輪廓的加工高度為6mm，由零件結(jié)構(gòu)可知，其3銑削工藝性較好。定位基準(zhǔn)分析該零件可以利用330mm圓柱孔及其B面作為定位基準(zhǔn)，使用虎鉗裝夾零件，并將虎鉗臺固定在銑床工作臺上；或使用定位芯軸裝夾零件，將定位芯軸及其零件裝夾在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺上，再將數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺固定在銑床工作臺上。上述裝夾方式在保證了銑削加工基準(zhǔn)裝夾定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合的同時，敞開了加工中銑刀運(yùn)行的空間。數(shù)控銑削加工方式分析根據(jù)數(shù)控加工的原理和特點，在立式數(shù)控銑床上，用機(jī)用虎鉗進(jìn)行零件的裝夾，先加工零件周邊外形，再加工零件的內(nèi)外型面。采用此方式加工的零件輪廓精度較為理想。在這種數(shù)控加工的方式中，X向控制銑床工作臺做縱向直線移動；Y向控制銑床工作臺做橫向直線移動；Z向控制銑床工作臺做垂直直線移動。應(yīng)用直角坐標(biāo)的控制方式，利用直線軸的插補(bǔ)運(yùn)行來進(jìn)行型腔零件的數(shù)控銑削加工。工藝處理(i)數(shù)控加工零件前預(yù)先加工目的是切除零件大部余量，并為數(shù)控銑削加工工序提供可靠的裝夾工藝基準(zhǔn)。其工藝內(nèi)容是車削加工：用傘爪自動定心卡盤裝夾零件，車削加工型腔零件內(nèi)孔兩端面達(dá)精車要求。(ii)數(shù)控銑削加工采用直角坐標(biāo)系進(jìn)行型腔的數(shù)控銑削加工。數(shù)控銑削加工安裝方式利用零件兩端面作為定位基準(zhǔn)，使用機(jī)用虎鉗裝夾零件，先加工零件周邊外形，再使用機(jī)用虎鉗裝夾零件A,C面加工零件內(nèi)外形面，并將虎鉗及其零件直接固定在銑床工作臺。本次加工將工件坐標(biāo)系的原點設(shè)置在工件上表面的中心。數(shù)控銑削加工工序數(shù)控銑削加工分粗加工和精加工2次切削進(jìn)行：粗銑加工：使用可轉(zhuǎn)位面銑刀，銑削加工工件周邊外形，輪廓部位留精加工余量0.67mm。精銑加工：使用可轉(zhuǎn)位銑刀，銑削加工工件周邊外形達(dá)加工要求。粗銑加工：使用①8mm直柄立銑刀，銑削加工型腔軌跡曲線，留精加工余量0.6mm。精銑加工：使用e8mm直柄立銑刀，銑削加工型腔軌跡曲線達(dá)加工要求。數(shù)控加工工序卡和切削用量選擇見下表數(shù)控加工工序卡產(chǎn)品名稱零件名稱零件圖號*********型腔*******工藝序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間********P*******墊鐵壓板數(shù)控銑床*******工步號工步內(nèi)容加工面刀位號刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速n/(r.min-i)進(jìn)給速度vf(mm.min-1)切削深度/mm備注1粗銑加工零件周邊ABCT1面銑刀70010022精銑加工零件周邊ABCT1面銑刀7008023粗銑加工型腔軌跡曲線ABCT1T2e860010054精銑加工型腔軌跡曲線T2e8600805編制張凱審核張凱批準(zhǔn)第頁共頁

數(shù)控銑削加工道具銑削加工使用可轉(zhuǎn)位銑刀和①8mm普通直柄立銑刀。數(shù)控刀具明細(xì)表與數(shù)控刀具見下表零件圖號零件名稱材料數(shù)控刀具明細(xì)表程序編號車間使用設(shè)備A4型腔45鋼P(yáng)************數(shù)控銑床刀具號刀位號道具名稱刀具圖號刀具刀補(bǔ)地址換刀方式加工部位直徑長度直徑長度自動/手動設(shè)定補(bǔ)償設(shè)定TOO中心鉆B2.5T1面銑刀0100手動零件周邊外形T2圓柱銑刀080.0285手動零件輪廓曲線編制張凱審核張凱批準(zhǔn)年月曰共頁第頁工藝綜合設(shè)計裝夾方式使用刀具主軸轉(zhuǎn)速（n）切削深度（a）切削速度（f精銑夾零件對邊銑零件周邊可轉(zhuǎn)位面銑刀750p2.0100精銑夾周邊對邊銑型腔08普通立式銑刀7505.01005）建立工件坐標(biāo)系設(shè)定工件坐標(biāo)系，將工件坐標(biāo)系原點設(shè)在零件中心。確定加工使用刀具刀心點在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置。設(shè)定工件坐標(biāo)系，將工件坐標(biāo)系原點設(shè)在零件中心。確定加工使用刀具刀心點在工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置。6刀具運(yùn)行路線及編寫程序設(shè)計刀具運(yùn)行路線外形Af預(yù)加工位直點（可轉(zhuǎn)位面銑刀）粗精銑加工周邊（循環(huán)/子程序）X向退刀fZ向退刀fAA-預(yù)加工位置點f……（08普通立銑刀）粗銑加工型腔外形（循環(huán)/子程序）-……精銑加工型腔外形（循環(huán)/子程序）-……fX向退刀fZ向退刀fA內(nèi)形Af預(yù)加工位置點f……（08普通立銑刀）粗銑加工型腔內(nèi)形（循環(huán)/子程序）f……精銑加工型腔內(nèi)形（循環(huán)/子程序）f……fX向退刀fZ向退刀fA其他用指令粗銑精銑外形直線圓弧循環(huán)子程序直線圓弧循環(huán)子程序內(nèi)形其他說明：大致規(guī)劃出零件個部位加工使用的編程指令：直線圓弧循環(huán)刀偏與半徑補(bǔ)償子程序等。節(jié)點坐標(biāo)計算手工完成計算過程（由于零件圖結(jié)構(gòu)相對簡單，所以由零件圖可得編制程序所需尺寸具體節(jié)點坐標(biāo)見繪制刀具運(yùn)行軌跡路線圖（圖1-2）用CAD繪制計算繪制刀具運(yùn)行軌跡路密圖（粗銑加工零件周外形）A(200.0,100.0,120.0)⑴(200.0,100.0,70.0)⑵(200.0,100.0,2.0)⑶(200.0,0.0，52.0)⑷(-100.0,0.0,52.0)⑸(-100.0,0.0,70.0)⑹(-100.0,100.0,70.0)⑺(200.0,100.0,50.0)⑻(100.0,0.0,50.0)⑼(200.0,100.0,27.0)⑽(100.0,0.0,27.0)(11)(200.0,100.0,25.0)N0010G92X200.00Y100.00Z120.00；工作坐標(biāo)系設(shè)定AN0020G90G17；設(shè)定切削平面N0030M03S750；設(shè)定半精銃主軸轉(zhuǎn)速N0040G01X200.00Y100.00Z70.00F300.0；7)到達(dá)安全平面N0050Z52.50F100.0；-近⑵到達(dá)加工平面N0060Y0.00；到達(dá)加工起始點N0070X-100.00Z52.50；-近⑷粗銃加工100尺寸周邊平面AN0080X200.00；-近⑶到達(dá)加工起始點N0090Z52.00；-⑶到達(dá)加工平面起始點編制加N0100X-100.00；-⑷精銃加工100尺寸周邊平面AN0110Z70.00；-⑸Z向退刀到安全平面工程序N0120Y100.00；-⑹Y向退刀N0130M00；暫停，將零件轉(zhuǎn)動90o后重新裝夾（精銑N0140G01X200.00Y100.00Z70.00F300.0；-⑴到達(dá)安全平面N0150Z52.50F100.0；-近⑺到達(dá)加工平面加工零N0160Y0.00；-⑶到達(dá)加工起始點N0170X-100.00；-近⑻粗銃加工100尺寸周邊平面C件周邊N0180X200.00；-近⑶到達(dá)加工平面N0190X200.00Z52.00；-⑶到達(dá)加工起始點外形）N0200X-100.00；-⑻精銃加工100尺寸周邊平面CN0210Z70.00；-⑸Z向退刀到安全平面N0220Y100.00；-⑹Y向退刀N0230M00；暫停，將零件轉(zhuǎn)的90o后重新裝夾N0240G01X200.00Y100.00Z70.00F300.0；-⑴到達(dá)安全平面N0250Z52.50F100.0；-近⑵到達(dá)加工平面N0260Y0.00；-⑶到達(dá)加工起始點N0270X-100.00；-近⑷粗銃加工100尺寸周邊平面GN0280X200.00；-近⑶到達(dá)加工起始點N0290Z50.00；-⑶到達(dá)加工平面起始點N0300X-100.00Z52.00；-⑷精銃加工100尺寸周邊平面GN0310Z70.00；-⑸Z向退刀到安全平面N0320Y100.00；-⑹Y向退刀N0330M00；暫停，將零件轉(zhuǎn)動90o后重新裝夾N0340G01X200.00Y100.00Z70.00F300.0；7)到達(dá)安全平面N0350Z52.50F100.0；-近⑺到達(dá)加工平面N0360YO.OO；到達(dá)加工起始點N0370X-100.00；-近⑻粗銑加工100尺寸周邊平第4平面N0380X200.00；-近⑶到達(dá)加工平面N0390X200.00Z50.00；-⑶到達(dá)加工起始點N0400X-100.00；-⑻精銃加工100尺寸周邊平面CN0410Z70.00；-⑸Z向退刀到安全平面N0420Y100.00;-⑹Y向退刀N0430M00；暫停，將零件轉(zhuǎn)的90o后重新裝夾N0440G01X200.00Y100.00Z70.00F300.0；-⑴到達(dá)安全平面N0450Z27.50F100.0；-近⑼到達(dá)加工平面N0460Y0.00；-⑶到達(dá)加工起始點N0470X-100.00Z27.5.；—近⑽粗銃加工底平面BN0480X200.00；-近⑶到達(dá)加工起始點N0490Z27.00；-⑶到達(dá)加工平面起始點N0500X-100.00；-⑽精銃加工底平面BN0510Z70.00；-⑸Z向退刀到安全平面N0520Y100.00；-⑹Y向退刀到M0530M00；暫停，將加工平面作為基準(zhǔn)底面重新裝夾N0540G01X200.00Y100.00Z70.00；-⑴到達(dá)安全平面N0550Y100.00Z25.50；-近(11)到達(dá)加工平面N0560Y0.00Z52.00；-⑶到達(dá)加工起始點N0570X-100.00Z25.50；-近(12)粗銃加工上平面N0580X200.00Z52.00；-近⑶到達(dá)加工平面N0590Z25.00；-⑶到達(dá)加工平面起始點N0600X-100.00；-2精銃加工上平面N0610Z70.00；-⑸Z向退刀到安全平面N0620X-100.00Y100.00；-⑹Y向退刀N0630X200.00；—AX向退刀N640Z120.00；—AZ向退刀N0650M05M02；主軸停,程序結(jié)束繪制刀具運(yùn)行路線圖（粗精銑加工零件型腔）A(70.00,80.00,100.00)(1)(70.00,80.00,40.00)(2)(70.00,80.00,20.00)(3)(70.00,53.00,20.00)(4)(0.00,53.00,20.00)(5)(—39.00,53.00,20.00)(6)(—39.00,53.00,40.00)(7)(—39.00,0.00,40.00)(8)(—39.00,0.00,20.00)(9)(—19.28,-33.90,20.00)(10)(19.28,—33.90,20.00)(11)(31.91,-22.30,20.00)(12)(31.91,22.30,20.00)(13)(19.00,33.000,20.00)(14)(—19.00,33.00,20.00)(15)(-33.00,9.55,20.00)(16)(-33.00,-10.66,20.00)(17)(-22.18,-29.00,20.00)(18)(16.00,—29.00,20.00)■■(19)(26.00,-19.00,20.00)(20)(26.00,15.00)(21(12.00,29.00,20.00)(22(-12.34,29.00,20.00)(23(—26.00,5.34,20.00)(24)(—26.00,-4.88,20.00)(25)(-14.62,-36.16,20.00)(26)(0.00,-42.00,-20.00)(27(19.28,-33.90,20.00)(28(19.28,-33.90,100.00)

N0010G92X70.00Y80.00Z100.00；工件坐標(biāo)系設(shè)定AN0020G90G17；設(shè)定切削平面N0030M03S750；設(shè)定主軸轉(zhuǎn)速并啟動主軸N0040G01X70.00Y80.00Z40.00F300.0；-(1)到達(dá)安全平面N0050Z20.00F100.0；一近⑵到達(dá)加工平面N0060Y53.60；—近⑶到達(dá)Y向加工起點N0070〈0.00；—近⑷到達(dá)X向加工起點N0080G0310.00J-53.60；—近⑷粗銃加工e98轉(zhuǎn)動一周回到(4)N0090G01X70.00Y53.60Z20.00；—近⑶X向退刀到加工起點N0100Y53.6.；—⑶到達(dá)Y向加工起點編制加N0110N0120G03X0.00；I0.00J-53.00；(4)到達(dá)X向加工起點(4)精銃加工①98轉(zhuǎn)動一周回到(4)N0130G01X-39.00Y53.00Z20.00；—⑸X向切出工程序N0140G01Z40.00；—⑹Z向退刀到安全高度N0150G01Y0.00；—⑺Y向近刀到加工起點N0160G01Z20.00；—⑻Z向進(jìn)刀到加工平面(粗精N0170N0180G01G01X-19.28Y-33.90；X19.28；—(9)—(10)粗銃加工型腔粗銃加工型腔N0190G01X31.91Y-22.301-19.28J29.00—(11)粗銃加工型腔銑加工N0200N0210G01G03Y22.30；X19.00Y33.90I-31.91J-33.90—(12)—(13)粗銃加工型腔粗銃加工型腔N0220G02X-19.00；—(14)粗銃加工型腔零件型N0230N0240X-33.00Y9.55；Y-10.66；(15)(16)粗銃加工型腔粗銃加工型腔N0250X-22.18Y-29.00；—(17)粗銃加工型腔，到加工起始點腔)N0260X16.00；—(18)精銃加工型腔N0270G03X26.00Y-19.00I0.00J10.00；—(19)精銃加工型腔N0280G01X26.00Y15.00；—(20)精銃加工型腔N0290X12.00Y29.00I-14.00J0.00；—(21)精銃加工型腔N0300X-12.34；—(22)精銃加工型腔N0310X-26.00Y5.34；—(23)精銃加工型腔N0320Y-4.88；—(24)精銃加工型腔N0330X-14.62Y-36.16；—(25)精銃加工型腔切出N0340X0.00Y-41.50；—近(26)到達(dá)精銃位置N0350G03X0.00Y-41.50I0.00J41.50；—近(26：(26)粗銃加工e90轉(zhuǎn)動一周到N0360G01Y-42.00；—(26)Y向進(jìn)刀到精銃位置N0370G03I0.00J42.00；—(26)精銃加工e90轉(zhuǎn)動一周回到(26)N0380G01X19.28Y-33.90Z20.00；—(27)切出

N0390Z100.00；N0400X70.00Y80.00；N0410M05M02；-（28）Z向退刀fA向Y向退刀主軸停，程序結(jié)束7對刀操作銑削加工周邊時可轉(zhuǎn)位面銑刀刀尖點A在工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)為：（200.00；100.00；120.00）銑削加工型面時e8圓柱銑刀刀尖點A在工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)為：（70.00；80.00；100.00）X向：L=70-50-4-2=14mm（2mm為零件X向長度單邊余量，4mm為銑刀半徑）Y向：L=80-50-4-2=24mm（2mm為零件Y向長度單邊余量，4mm為銑刀半