1、引言數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)及編程課程設(shè)計(jì)是近機(jī)類專業(yè)的重要的綜合性實(shí)踐教學(xué)課程。是對數(shù)控機(jī)床加工工藝、實(shí)施能力、數(shù)控編程及加工調(diào)整能力的綜合評價(jià)。本課程設(shè)計(jì)是在機(jī)械加工設(shè)備、機(jī)械制造工藝及火具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,結(jié)合本階段已學(xué)課程及其它相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，掌握數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)及其發(fā)展商前景，掌握數(shù)控系統(tǒng)的工作原理和加工編程的方法，并能理論聯(lián)系實(shí)際解決數(shù)控機(jī)床加工編程的實(shí)際問題：培養(yǎng)數(shù)控加工編程的應(yīng)用能力。1 .鞏固和加深所學(xué)課程的理論知識，培養(yǎng)設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，逐步樹立正確的設(shè)計(jì)思想。2 .掌握數(shù)控機(jī)床加工工藝的編制，學(xué)會使用常用功能指令和固定循環(huán)指令的編程方法及應(yīng)用；會用選刀、換刀、對刀、刀補(bǔ)和

2、固定循環(huán)編制一個軸類、套類或箱體類零件的數(shù)控加工程序。3 .提高獨(dú)立分析問題、解決問題的能力，逐步增強(qiáng)實(shí)際工程訓(xùn)練。4 .訓(xùn)練圍繞設(shè)計(jì)內(nèi)容查閱有關(guān)規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊等資料的能力。5 .訓(xùn)練撰寫技術(shù)文件的基本技能。6 .加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的工作作風(fēng)和勇于探索的創(chuàng)新精神。No1凸臺零件分析1.1數(shù)控加工工藝的基本特點(diǎn)本設(shè)計(jì)要求操作人員根據(jù)如圖1所示的零件圖，通過圖樣分析、工藝分析、加工用量的選擇、程序的編制完成工件的仿真加工。圖1端蓋0,06D0.06I無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量。在編程中，對一些

3、工藝問題也需做一些處理。因此程序編制中的工藝分析是一項(xiàng)十分重要的工作。本零件具有以下特點(diǎn)：1 .工件表面去毛倒棱2 .加工表面粗糙度側(cè)平面及孔Ra1.6m.底平面為Ra3.2m3 .材料45鋼在普通機(jī)床上加工零件時，是用工藝規(guī)程或工藝卡片來規(guī)定每道工序的操作程序，操作者按工藝卡上規(guī)定的“程序”加工零件。而在數(shù)控機(jī)床上加No工零件時，要把被加工的全部工藝過程，工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)編制成程序，并以數(shù)字信息的形式記錄在控制介質(zhì)上，用它控制機(jī)床加工。由此可見，數(shù)控機(jī)床加工工藝與不同機(jī)床加工工藝在原則上基本相同，但數(shù)控加工的整個過程是自動進(jìn)行的，因而又有其特點(diǎn)1。(1)工序的內(nèi)容復(fù)雜。這是由于數(shù)控機(jī)床比普

4、通機(jī)床價(jià)格貴，若只加工簡單工序在經(jīng)濟(jì)上不合算，所以在數(shù)控機(jī)床上通常安排較復(fù)雜的工序，甚至在普通機(jī)床上難以完成的工序。(2)工步的安排更為詳盡。這是因?yàn)樵谄胀C(jī)床的加工工藝中不必考慮的問題，如工序內(nèi)工步的安排，對刀點(diǎn)及加工路線1.2數(shù)控加工工藝的內(nèi)容(1)選擇適合在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，確定工序內(nèi)容。(2)分析被加工零件圖樣，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求，在此基礎(chǔ)上確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝過程，如工序的劃分、加工順序的安排、與傳統(tǒng)加工工序的銜接等。(3)設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序。如工步的劃分、零件的定位與夾具的選擇、切削用量的確定等。(4)調(diào)整數(shù)控加工工序的程序。如對刀點(diǎn)、換到點(diǎn)的選擇、加工路線的

5、確定、道具的補(bǔ)償。(5)分配數(shù)控加工的容差。(6)處理數(shù)控機(jī)床上部分工藝指令。No2圖樣分析在圖樣分析中，首先要正確分析零件圖，確定零件的加工部位與順序，并根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，分析零件的形狀、基準(zhǔn)面、尺寸公差和粗糙度要求等1。2.1 圖面分析如圖1所示的零件是典型的方圓結(jié)合類零件，通過對此零件圖的分析可知道：此零件的外輪廓圓臺、正方圓弧凸臺、三角凸臺，中心有一個通孔。雖然該零件軌跡曲線不太復(fù)雜，但有著嚴(yán)格的幾何精度要求，必須保證其尺寸精度和幾何精度，所以加工難度較大。2.2 精度分析(1)尺寸精度：如圖1所示的零件中精度要求較高的尺寸主要有四方體尺寸加工誤差為0.03mm、六邊形和整圓尺寸的

6、加工誤差為0.04mm、深度尺寸為0.05mm、孔的尺寸為10H8等。對于尺寸精度要求，主要通過加工過程中的精確對刀，正確選用刀具的磨損量和正確選用合適的加工工藝等措施來保證。(2)形位精度：如圖1所示的零件中主要的形位精度有四方體、六方體、整圓相對于外形中心線的對稱度，加工表面相對于工件底平面的平行度等。對于形位精度的要求，在對刀精確的情況下，主要通過工件在夾具中的正確安裝等措施來保障。(3)表面粗糙度：如圖1所示的零件中，所加工表面底面的表面粗糙度R3.2四，所加工表面?zhèn)绕矫婧涂椎谋砻娲植诙纫缶鶠镽1.6四。No對于表面粗糙度要求，主要通過選用正確的粗、精加工路線，選用合適的切削用量等措

7、施來保證。加工完成后需要進(jìn)行清根操作，同時還要對整個零件進(jìn)行手動去毛倒棱，自檢自查。No3工藝分析及處理數(shù)控銃削加工工藝的實(shí)質(zhì)，就是在分析零件精度和表面粗糙度的基礎(chǔ)上，對數(shù)控銃削的機(jī)床選擇、毛坯選擇、加工方法、裝夾方式、切削加工進(jìn)給路線、刀具選擇以及切削用量等工藝內(nèi)容進(jìn)行正確而合理的選擇2。3.1 數(shù)控銃削加工零件與加工1 .機(jī)床與毛坯如圖1所示的零件選用的機(jī)床為FANUC-0i系統(tǒng)的數(shù)控銃床，毛坯材料選用45鋼，尺寸為80mm*35m的圓鋼。2 .數(shù)控銃削加工分析為了保證零件的各項(xiàng)精度需求，本工件采用對整個零件進(jìn)行先粗加工，在精加工的加工方案。粗加工主要用于去除工件余量，對于粗加工后的精加工

8、余量，在保證加工余量的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量減少精加工余量。粗加工時，應(yīng)以保證加工效率為主，因此粗加工一般使用大直徑刀具。數(shù)控銃床加工零件時，粗加工和精加工一般采用順銃即左刀補(bǔ)的加工方式3。3.2 數(shù)控銃削加工工件的安裝方式由于該工件為單件加工，所以在加工過程中選用通用夾具進(jìn)行定位與裝夾。根據(jù)加工要求選用三爪卡盤為夾具，工件裝夾后，首先找正工件側(cè)母線與主軸方向平行，然后找正工件中心，并將該點(diǎn)設(shè)為工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)。夾具的要求，在數(shù)控銃削加工過程中，夾具是用來裝夾被加工工件的，因此必須保證被加工工件的定位精度，并盡可能做到裝卸方便、快捷。選擇夾具時應(yīng)優(yōu)先考慮使用通用夾具，使用通用夾具無法裝夾、或者不No能

9、保證被加工工件的定位與加工工序的定位精度時，才采用專用夾具，專用夾具的定位精度較高，成本也較高4。對于本設(shè)計(jì)凸臺類零件銃削加工的夾具選擇三角卡盤。3.3 數(shù)控銃削加工刀具在零件加工中，刀具的選擇是一項(xiàng)非常重要的工藝內(nèi)容。刀具選擇的好壞，將直接影響到工件的精度和質(zhì)量。在加工時，主要根據(jù)工件材料、工序內(nèi)容、機(jī)床的加工能力等。傳統(tǒng)的機(jī)床加工對刀具的要求比較低，而數(shù)控機(jī)床對刀具的要求則特別高?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床轉(zhuǎn)速高，加工精度高，加工性狀多種多樣，而且加工的很多的零件的部位都是微細(xì)窄小表面，需要的刀具很小，因此，數(shù)控機(jī)床上的刀具就要有很高的要求。數(shù)控機(jī)床刀具一般要有高的強(qiáng)度、高剛度、高耐熱耐磨性和硬度。在加

10、工時要仔細(xì)選擇刀具。在數(shù)控銃床上，銃削零件側(cè)面時一般用高速鋼圓柱立銃刀，銃削上表面時多用硬質(zhì)合金端面銃刀，加工溝梢時一般用硬質(zhì)合金立銃刀，而對于一些底面圓或圓弧型的溝梢要用球頭銃刀，鉆孔時一般用的是高速鋼鉆頭。數(shù)控銃削表面時一般速度較高。刀具的選用：數(shù)控機(jī)床必須有與其相適應(yīng)的切削刀具配合，才能充分發(fā)揮作用。數(shù)控加工中所用的刀具，必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床所特有的工作條件，才能與機(jī)床在最佳配合條件下工作，從而充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床應(yīng)有的作用。由于數(shù)控機(jī)床具有多把刀具連續(xù)生產(chǎn)的特點(diǎn)，如果刀具設(shè)計(jì)、選擇使用不合理，就會造成斷屑、排屑困難或刀刃過早磨損而影響加工精度，甚至發(fā)No生刀刃破損而無法進(jìn)行正常切削，產(chǎn)生大量廢

11、品或被迫停機(jī)，數(shù)控機(jī)床所用刀具不僅數(shù)量多，而且類型、材料、規(guī)格尺寸及采取的切削用量和切削時間也不相同，刀具耐用度的相差很懸殊。因此，在選用數(shù)控機(jī)床的刀具時，必須考慮到與刀具相關(guān)的各種問題4。數(shù)控機(jī)床對刀具的要求：(1)適應(yīng)高速切削要求，具有良好的切削性能(2)高的可靠性(3)較高的刀具耐用度(4)高精度(5)可靠的斷屑及排屑措施(6)精確迅速的調(diào)整(7)刀具標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、通用化及復(fù)合化對于本設(shè)計(jì)凸臺類零件銃削加工的刀具及其參數(shù)選擇見附表1。在刀具的選用中，粗加工選用直徑較大的刀具，本零件加工中選用中16mm的立銃刀進(jìn)行加工，為減少換刀次數(shù)，粗、精加工中采用同一種刀具。這個零件先用中16mmi

12、勺立銃刀、9mml勺鉆、16mmi勺立銃刀進(jìn)行粗銃，再用小16mmi勺立銃刀進(jìn)行精銃，用中2.5mm的鉆鉆定位孔，用中10mmi勺錢刀對定位孔進(jìn)行精加工。數(shù)控刀具明細(xì)表見附表1No3.4 數(shù)控銃削加工工序1 .數(shù)控銃削加工工序的劃分(1)以一次安裝能夠進(jìn)行的加工為一道工序(2)以一個完整的數(shù)控程序能夠連續(xù)進(jìn)行加工的內(nèi)容為一道工序(3)以零件的類同結(jié)構(gòu)內(nèi)容使用一把刀具進(jìn)行加工為一道工序(4)以粗加工、精加工劃分工序2 .工步順序的安排原則(1)先粗后精(2)先近后遠(yuǎn)(3)內(nèi)外交叉(4)保證工件加工剛度原則(5)同一把銃刀盡量連續(xù)加工原則。3 .工序順序的安排原則(1)先加工定位面，即前道工序的加

13、工能夠?yàn)楹竺娴墓ば蛱峁┚庸せ秃线m的裝夾表面。制定零件的整個工藝路線實(shí)質(zhì)上就是從最后一道工序開始從后往前推，按照前道工序?yàn)楹蟮拦ば蛱峁┗鶞?zhǔn)的原則來進(jìn)行安排。(2)先加工平面后加工孔，先加工簡單的幾何形狀，后加工復(fù)雜的幾何形狀。(3)對于零件精度要求高，粗、精加工需要分開的零件，先進(jìn)行粗加工，后進(jìn)行精加工。(4)以相同定位、夾緊方式安裝的工序，應(yīng)該連續(xù)進(jìn)行，以便減少重復(fù)定No位次數(shù)和夾緊次數(shù)。（5）加工中間穿插有通用機(jī)床加工工序的零件加工，要綜合考慮合理安排加工順序5。對于本設(shè)計(jì)凸臺類零件銃削加工的工序安排見附表2。通過一次工件的加工可以發(fā)現(xiàn)，只有不斷的進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，不斷的總結(jié)，才能更好的完善

14、零件加工的流程，加工出更加標(biāo)準(zhǔn)的工件。數(shù)控銃削加工分H一步切削進(jìn)行加工，工序如下：1）粗銃外型輪廓：采用中16mm勺立銃刀，粗銃加工內(nèi)外型輪廓，單邊留精加工余量0.3mm2）定位孔加工：采用中2.5mm的中心鉆，對中10H8的定位孔定位。3）鉆孔加工：采用中9.8的標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆，對前一步加工成型的定位孔進(jìn)行鉆孔加工，加工深度為35mm4）錢孔加工：采用中10H8的錢刀，對圖中中10H8的孔進(jìn)行錢孔加工5）精銃外型輪廓：采用中16mms勺立銃刀，精銃加工外型輪廓成型達(dá)到要求6）清根數(shù)控加工工序卡和切削用量選擇見附表2。10No4加工用量的選擇與確定由于如圖1所示零件的加工是凸臺類零件的銃削加工，所

15、以精加工時，凸臺類類零件的加工余量為1mm具體加工過程中的用量選擇與確定見附表11No5編程參數(shù)的計(jì)算5.1 切削參數(shù)的選擇(1)主軸轉(zhuǎn)速n：對于高速鋼刀具，切削速度v取20m/min30m/min,根據(jù)公式“n3器”選取粗加工時主軸轉(zhuǎn)速n=600r/min,精加工時主軸轉(zhuǎn)速n=1000r/min。(2)進(jìn)給速度f:粗加工時，為提高生產(chǎn)效率，在工件質(zhì)量保證的前提下，可選擇較高的進(jìn)給速度，一般為100mm/min200mm/min,本零件加工中粗加工進(jìn)給速度取150mm/min。精加工時，為保證精加工精度要求和表面粗糙度要求，印選較小的進(jìn)給速度，一般在50mm/min100mm/min的范圍中選

16、取，本零件精加工進(jìn)給速度取50mm/min。刀具空行程的進(jìn)給速度一般取G00速度，或在600mm/min1500mm/min的范圍中選取。(3)切削深度和切削寬度采用高速鋼刀具粗加工時，切削深度一般選取刀具直徑的0.5倍0.8倍，本零件的粗加工中的切削深度取5mm。精加工時，為了保證工件表面質(zhì)量，一般在深度方向一次性切深5。高速鋼刀具的切削寬度可取刀具直徑的0.75倍1倍，具體加工過程中的刀具選擇與確定見附表1。12No5.2基點(diǎn)的計(jì)算圖2基點(diǎn)坐標(biāo)標(biāo)注各基點(diǎn)坐標(biāo)如下表1：表1數(shù)控加工工序卡A(-15,-25.98)B(-30,0)C(-15,25.98)D(15,25.98)E(30,0)F(

17、15,-25.98)G(0,-25.98)H(-22.5,12.99)I(22.5,12.99)M(-5.0,-43.3)N(-25.0,-25.98)13No6編程加工6.1建立工件坐標(biāo)系銃床上編程坐標(biāo)原點(diǎn)的位置是任意的，它是編程人員在編制程序時根據(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，減少計(jì)算錯誤。(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)對稱的零件，編程坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)設(shè)在對稱中心上；不

18、對稱的零件，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10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)在工件上表面。6.2 程序編制的原則工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的選擇原則：(1)工件原點(diǎn)應(yīng)該選擇在工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)上，以便于編程。(2)工件原點(diǎn)盡量選擇在尺寸精度高、粗糙度值低的工件表面上。(3)工件原點(diǎn)最好選擇在工件的對稱中心上。14No6.3 數(shù)控加工程序編制(1)粗細(xì)外輪廓主程序D01=8.5O051G90G94G21G40G54F100G91G28Z0.M03S600G90G00X-50.Y-50.Z30.M08G01Z-5.F100M98P101G

19、01Z-10.F100M98P101G01Z-15.F100M98P101G01Z-20.F100M98P101M00G01Z-5.M98P102G01Z-10.M98P102No15G01Z-15.M98P102M00G01Z-5.M98P103G01Z-10.M98P103M00G01Z-5.M98P104G91G28Z0.M30四方圓弧子程序O0101G90G41G01X-30.D01Y20.G02X-20.Y30.R10.G01X20.G02X30.Y20.R10.G01Y-20.G02X20.Y-30.R10.G01X-20.No16No17G02X-30.Y-20.R10.G40G

20、01X-50.Y-50.M99六方凸臺子程序O0102G90G41G01X-5.Y-43.3D01X-30.Y0.X-15.Y25.98X15.X30.Y0.X15.Y-25.98X-25.G40G01X-50.Y-50.M99圓凸臺子程序O0103G90G41G01X15.Y-25.98D01X0.G02X0.Y-25.98I0J25.98G01X-15.G40G01X-50.Y-50.M99No18三角凸臺子程序O0104G90G41G01X10.Y-43.3D01X-22.5Y12.99X22.5X-10.Y-43.3G40G01X-50.Y-50.M99(2)定位孔加工O0200G90

21、G94G21G40G54F100G91G28Z0.M03S1500G90G00X0.Y0.G01Z-0.5F100Z5.G91G28Z0.M30鉆孔O0201G90G94G21G40G54F100G91G28Z0.M03S600G90G00X0.Y0.G85X0.Y0.Z-38.R5.G80G91G28Z0.M30精錢孔O0202G90G94G21G40G54F100G91G28Z0.M03S300G90G00X0.Y0.G85X0.Y0.Z-38.R5,F100G80G91G28Z0.M30精銃外輪廓主D01=8O0502G90G94G21G40G54F100G91G28Z0.M03S100

22、0G90G00X-50.Y-50.No19Z30.M08G01Z-20.F100M98P101M00G01Z-15.M98P102M00G01Z-10.M98P103M00G01Z-5.M98P104G91G28Z0.M30No20致謝我此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是端蓋零件數(shù)控加工程序編程，在指導(dǎo)老師xx老師的指導(dǎo)下，如期完成了任務(wù)。為期兩周的課程設(shè)計(jì)已結(jié)束，回顧整個課程設(shè)計(jì)過程，雖然充滿了困難與曲折，但我感到受益匪淺。通過此次課程設(shè)計(jì)，我認(rèn)識到了在設(shè)計(jì)過程中所要注意的問題。另外也學(xué)會了如何應(yīng)用圖書、手冊和網(wǎng)絡(luò)收尋資料信息等。總的來說，這次設(shè)計(jì)，使我在基本理論的綜合運(yùn)用以及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的鍛煉，提高了我獨(dú)立思考問題、解決問題以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，本次的課程設(shè)計(jì)使我能夠?qū)⒗碚撆c實(shí)踐更加融會貫通，加深了對理論知識的理解。深入實(shí)際，體會到理論聯(lián)系實(shí)際的必