型腔零件数控编程加工.docx
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型腔零件数控编程加工.docx
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型腔零件数控编程加工
福建电力职业技术学院
FUJIANELECTRICVOCATIONAL
ANDTECHNICALCOLLEGE
毕业设计(论文)
设计(论文)题目型腔零件数控编程加工设计
作者姓名林昊
学科、专业机电一体化
指导导师姓名 林党养 黄宜坚教授,博导
完成日期
型腔零件加工设计
摘要
随着科学技术的进展,数控机床在生产中大力应用使我国人力市场上显现了数控人材的紧缺现象,为了弥补那个空缺我国职业高等院校开展可类似的社会紧缺型人材的培训教育。
通过五年在学校的学习,紧跟社会人材需要,增强我的专业技术在系部教师的辅导下即将完成学业,在五年年中把握一些必要的机械设计,在我即将毕业之时,我的毕业设计课题确实是型腔零件数控编程加工。
本次设计综合了我五年年所学的各类机械知识最为重要的是联系打大专五年所学的课程。
其中包括了工件的分析,加工工序,刀具选择及加工工序程序大部份是利用CAXA制造工程师编制的,以后在动手联系起来。
关键词:
型腔零件、数控编程、零件加工
内容及简介…………………………3
摘要……………………………………3
前言…………………………………4
⑴零件图………………………………5
⑵内容……………………………6
⑶利用设备与材料………………6
⑷零件分析………………………6
①零件加工工艺分析………………6
②数控铣削加工工艺分析…………7
③工艺处置…………………………7
⑸设定工件坐标系…………………10
⑹设计刀具运行线路及编写程序…11
(7)对刀操作………………………18
(8)零件成行模具图……………19
(9)致谢………………………………20
(10)总结………………21
参考文献…………………………21
内容介绍
毕业设计典型型腔零件的数控编程加工工艺,附含设计图纸,数控加工工序卡。
前言
数控机床是综合应用运算机自动操纵,自动检测及周密机械等高新技术产物。
数控机床(NumericallyControlledMachineToll)简称数控(NC),是近代进展起来的一种自动操纵机床,通过数字信息自动操纵机床的运转。
数控机床的加工程序和运动变量(如坐标方向位移量,轴的方向和转速等)通过数控装置自动操纵,同时具有自动换刀,自动测量,自动润滑和自动冷却等功能。
在编程实训中,将零件分解为各类零件结构,依照零件结构识图→刀具选择→工件坐标系设定→确信刀具运行轨迹线路→轨迹节点计算→选定切削参数→程序编制→程序输入仿真或数控系统→零件装夹→零件校正→安装刀具→对刀→设置数控系统辅助参数→试刀→测量→修正程序→正式加工的模式进行练习实训,把握各类零件结构数控加工编程的格式内容。
本次设计内容涵盖了数控技术在实际中应用如刀具,装夹,切削用量,工艺分析,数控机床操作和数控编程等中的相关知识,通过这次毕业设计将一些离散的和相对独立的知识综合起来,使数控加工能力进一步提高。
限于本人水平有限,体会不足,希望教师多多包涵。
1零件图
2设计内容
1.设计的目的与要求
(1)了解数控铣削加工的工艺进程。
(2)能够进行一样零件图的铣削加工工艺分析,包括零件尺寸标注的正确性,轮廓描述的完整性及必要的工艺措施等。
配置SIEMENS系统的数控铣床一台,利用道具数把。
(1)要求
型腔零件为典型的方圆结合类零件,由于轨迹曲线有严格的几何精度要求,因此加工难度大,而且轨迹精度要求高,必需保证型腔的尺寸精度,几何精度和彼此位置精度。
1熟悉并把握数控铣削加工编程中坐标系与坐标哦原点,起始点的确信,和程序编制的相关知识。
从手工编程的角度动身,把握和运用加工运行轨迹和变成节点尺寸的数学计算。
2说明程序中能利用的工件装夹,刀具类型,加工工艺,数控粗精加工的内容和前后顺序。
3画出数控铣削加工走刀线路图,注意刀具切入和切出的方式。
4编制数控铣削加工程序。
5把握刀具,夹具的装夹与数控铣削加工的对刀等实际操作。
(3)加工利用设备,辅具与材料
①在SIEMENS数控系统的立式数控铣床上进行实际调试。
②配备零件棒料毛坯一件(材料:
45钢)。
③配备虎钳,定位轴心,数控回转工作台,螺栓等相关装夹辅具。
④配备可转位面铣刀1把,Φ20一般直柄立铣刀1把,Φ8一般直柄立铣刀1把。
(4)零件分析
一样轮廓用直柄立铣刀的侧刀刃来进行切削加工。
在切削加工工件的外轮廓中,刀具切入和切出时要注意避让夹具,并使刀具切入点的位置和方向尽可能选择在切削轮廓的延长线上或在切线方向上进刀,以利用刀具切入时受力平稳。
1零件加工工艺分析
(i)结构分析
零件铣削加工成型轨迹的形状并非复杂,可是零件的加工精度和几何加工精度要求较高。
(ii)精度分析
在零件前序车削加工中,Φ30+0mm圆柱孔与零件的B面,是零件装配的基准和数控铣削加工的定位基准,必需予以保证。
在数控铣削加工中,要紧的加工部位有:
零件矩形周边,长和宽均100±,垂直度为,表面粗糙度为µm;零件型腔外形Φ980mm,与Φ30基准孔同轴度为,表面粗糙度为µm;零件型腔内形Φ90mm,公差为+,与Φ30基准空同轴度为,表面粗糙度为µm。
必需保证曲线槽轨迹是持续的和无阻碍的圆滑过度。
(iii)加工道具分析
由零件图1-1可知,在零件的数控铣削加工中,利用Φ8一般直柄立铣刀就能够够达到曲线槽形状的加工要求。
(iv)结构工艺性分析
毛坯零件为车削成型,因此工件轮廓外的切削余量不大。
零件被加工表面轮廓的最大高度为25mm,零件轮廓的加工高度为6mm,由零件结构可知,其3铣削工艺性较好。
(v)定位基准分析
该零件能够利用Φ30mm圆柱孔及其B面作为定位基准,利用虎钳装夹零件,并将虎钳台固定在铣床工作台上;或利用定位芯轴装夹零件,将定位芯轴及其零件装夹在数控回转工作台上,再将数控回转工作台固定在铣床工作台上。
上述装夹方式在保证了铣削加工基准装夹定位基准与设计基准重合的同时,放开了加工中铣刀运行的空间。
2数控铣削加工方式分析
依照数控加工的原理和特点,在立式数控铣床上,用机用虎钳进行零件的装夹,先加工零件周边外形,再加工零件的内外型面。
采纳此方式加工的零件轮廓精度较为理想。
在这种数控加工的方式中,X向操纵铣床工作台做纵向直线移动;Y向操纵铣床工作台做横向直线移动;Z向操纵铣床工作台做垂直直线移动。
应用直角坐标的操纵方式,利用直线轴的插补运行来进行型腔零件的数控铣削加工。
③工艺处置
(i)数控加工零件前预先加工
目的是切除零件大部余量,并为数控铣削加工工序提供靠得住的装夹工艺基准。
其工艺内容是车削加工:
用伞爪自动定心卡盘装夹零件,车削加工型腔零件内孔两头面达精车要求。
(ii)数控铣削加工
a.采纳直角坐标系进行型腔的数控铣削加工。
b.数控铣削加工安装方式
利用零件两头面作为定位基准,利用机用虎钳装夹零件,先加工零件周边外形,再利用机用虎钳装夹零件A,C面加工零件内外形面,并将虎钳及其零件直接固定在铣床工作台。
本次加工将工件坐标系的原点设置在工件上表面的中心。
c.数控铣削加工工序
数控铣削加工分粗加工和精加工2次切削进行:
粗铣加工:
利用可转位面铣刀,铣削加工工件周边外形,轮廓部位留精加工余量。
精铣加工:
利用可转位铣刀,铣削加工工件周边外形达加工要求。
粗铣加工:
利用Φ8mm直柄立铣刀,铣削加工型腔轨迹曲线,留精加工余量。
精铣加工:
利用Φ8mm直柄立铣刀,铣削加工型腔轨迹曲线达加工要求。
数控加工工序卡和切削用量选择见下表
数控加工工序卡
产品名称
零件名称
零件图号
*********
型腔
*******
工艺序号
程序编号
夹具名称
使用设备
车间
********
P*******
垫铁压板
数控铣床
*******
工步号
工步内容
加工面
刀位号
刀具规格
主轴转速n/(r.min-1)
进给速度vf(mm.min-1)
切削深度/mm
备注
1
粗铣加工零件周边
ABC
T1
面铣刀
700
100
2
2
精铣加工零件周边
ABC
T1
面铣刀
700
80
2
3
粗铣加工型腔轨迹曲线
ABC
T1T2
Φ8
600
100
5
4
精铣加工型腔轨迹曲线
T2
Φ8
600
80
5
编制
张凯
审核
张凯
批准
第页
共页
d.数控铣削加工道具
铣削加工利用可转位铣刀和Φ8mm一般直柄立铣刀。
数控刀具明细表与数控刀具见下表
零件图号
零件名称
材料
数控刀具明细表
程序编号
车间
使用设备
A4
型腔
45钢
P******
******
数控铣床
刀具号
刀位号
道具名称
刀具图号
刀具
刀补地址
换刀方式
加工部位
直径
长度
直径
长度
自动/手动
设定
补偿
设定
T00
中心钻
T1
面铣刀
Φ100
手动
零件周边外形
T2
圆柱铣刀
Φ8
285
手动
零件轮廓曲线
编制
张凯
审核
张凯
批准
年月日
共页第页
工艺综合设计
装夹方式
使用刀具
主轴转速(n)
切削深度(ap)
切削速度(vf)
精铣
夹零件对边
铣零件周边
可转位面铣刀
750
100
精铣
夹周边对边
铣型腔
Φ8普通立式铣刀
750
100
(5)成立工件坐标系
设定工件坐标系,将工件坐标系原点设在零件中心。
确信加工利用刀具刀心点在工件坐标系中的坐标位置。
(6)刀具运行线路及编写程序
设计刀具运行路线
外
形
A→预加工位置点→……(可转位面铣刀)粗精铣加工周边(循环/子程序)→……→X向退刀→Z向退刀→A
A→预加工位置点→……(Φ8普通立铣刀)粗铣加工型腔外形(循环/子程序)→……精铣加工型腔外形(循环/子程序)→……→X向退刀→Z向退刀→A
内
形
A→预加工位置点→……(Φ8普通立铣刀)粗铣加工型腔内形(循环/子程序)→……精铣加工型腔内形(循环/子程序)→……→X向退刀→Z向退刀→A
其他
使
用
指
令
粗铣
精铣
外形
直线圆弧循环子程序
直线圆弧循环子程序
内形
其他
说明:
大致规划出零件个部位加工使用的编程指令:
直线圆弧循环刀偏与半径补偿子程序等。
节点坐标计算
1手工完成计算过程(由于零件图结构相对简单,所以由零件图可得编制程序所需尺寸具体节点坐标见绘制刀具运行轨迹路线图(图1-2)
2用CAD绘制计算
绘制刀具运行轨迹路线图(粗铣加工零件周边外形)
A,,
⑴
(,,)
⑵
(200.0,,)
⑶
(,,)
⑷
(,,)
⑸
(,,)
⑹
(,,)
⑺
(,,)
⑻
(,,)
⑼
(,,)
⑽
(,0.0,)
⑾
(,,)
⑿
(,,)
A
(,,)
编制加工程序(精铣加工零件周边外形)
N0010G92;
N0020G90G17;
N0030M03S750;
N0040G0170.00F;
NO05052.50F;
N0060;
N0070;
N0080;
N0090;
N0100;
N0110;
N0120;
N0130M00;
N0140G0170.00F;
N015052.50F;
N0160;
N0170;
N0180;
N0190;
N0200;
N0210;
N0220;
N0230M00;
N0240G0170.00F;
N025052.50F;
N0260;
N0270;
N0280;
N0290;
N0300;
N0310;
N0320;
N0330M00;
N0340G0170.00F;
N035052.50F;
N0360;
N0370;
N0380;
N0390;
N0400;
N0410;
N0420;
N0430M00;
N0440G0170.00F;
N045027.50F;
N0460;
N0470.;
N0480;
N0490;
N0500;
N0510;
N0520;
M0530M00;
N0540G01;
N0550;
N0560;
N0570;
N0580;
N0590;
N0600;
N0610;
N0620;
N0630;
N640;
N0650M05M02;
工作坐标系设定A
设定切削平面
设定半精铣主轴转速
→⑴到达安全平面
→近⑵到达加工平面
→⑶到达加工起始点
→近⑷粗铣加工100尺寸周边平面A
→近⑶到达加工起始点
→⑶到达加工平面起始点
→⑷精铣加工100尺寸周边平面A
→⑸Z向退刀到安全平面
→⑹Y向退刀
暂停,将零件转动90o后重新装夹
→⑴到达安全平面
→近⑺到达加工平面
→⑶到达加工起始点
→近⑻粗铣加工100尺寸周边平面C
→近⑶到达加工平面
→⑶到达加工起始点
→⑻精铣加工100尺寸周边平面C
→⑸Z向退刀到安全平面
→⑹Y向退刀
暂停,将零件转的90o后重新装夹
→⑴到达安全平面
→近⑵到达加工平面
→⑶到达加工起始点
→近⑷粗铣加工100尺寸周边平面G
→近⑶到达加工起始点
→⑶到达加工平面起始点
→⑷精铣加工100尺寸周边平面G
→⑸Z向退刀到安全平面
→⑹Y向退刀
暂停,将零件转动90o后重新装夹
→⑴到达安全平面
→近⑺到达加工平面
→⑶到达加工起始点
→近⑻粗铣加工100尺寸周边平第4平面
→近⑶到达加工平面
→⑶到达加工起始点
→⑻精铣加工100尺寸周边平面C
→⑸Z向退刀到安全平面
→⑹Y向退刀
暂停,将零件转的90o后重新装夹
→⑴到达安全平面
→近⑼到达加工平面
→⑶到达加工起始点
→近⑽粗铣加工底平面B
→近⑶到达加工起始点
→⑶到达加工平面起始点
→⑽精铣加工底平面B
→⑸Z向退刀到安全平面
→⑹Y向退刀到
暂停,将加工平面作为基准底面重新装夹
→⑴到达安全平面
→近⑾到达加工平面
→⑶到达加工起始点
→近⑿粗铣加工上平面
→近⑶到达加工平面
→⑶到达加工平面起始点
→⑿精铣加工上平面
→⑸Z向退刀到安全平面
→⑹Y向退刀
→AX向退刀
→AZ向退刀
主轴停,程序结束
绘制刀具运行路线图(粗精铣加工零件型腔)
A
,
(1)
(,,)
(2)
(,,)
(3)
(,,)
(4)
(,,)
(5)
(,,)
(6)
,,
(7)
(,,)
(8)
(,,)
(9)
(,,)
(10)
(,,)
(11)
,
(12)
,
(13)
,
(14)
,
(15)
,
(16)
,
(17)
,
(18)
,
(19)
,
(20)
(21)
,
(22)
,
(23)
,
(24)
,
(25)
,
(26)
,
(27)
,
(28)
,
编制加工程序
(粗精铣加工零件型腔)
N0010G92;
N0020G90G17;
N0030M03S750;
N0040G0140.00F;
N005020.00F;
N0060;
N0070;
N0080G03;
N0090G01;
N0100.;
N0110;
N0120G03;
N0130G01;
N0140G01;
N0150G01;
N0160G01;
N0170G01;
N0180G01;
N0190G01;
N0200G01;
N0210G03;
N0220G02;
N0230;
N0240;
N0250;
N0260;
N0270G03;
N0280G01;
N0290;
N0300;
N0310;
N0320;
N0330;
N0340;
N0350G03;
N0360G01;
N0370G03;
N0380G01;
N0390;
N0400;
N0410M05M02;
工件坐标系设定A
设定切削平面
设定主轴转速并启动主轴
→
(1)到达安全平面
→近
(2)到达加工平面
→近(3)到达Y向加工起点
→近(4)到达X向加工起点
→近(4)粗铣加工Φ98转动一周回到(4)
→近(3)X向退刀到加工起点
→(3)到达Y向加工起点
→(4)到达X向加工起点
→(4)精铣加工Φ98转动一周回到(4)
→(5)X向切出
→(6)Z向退刀到安全高度
→(7)Y向近刀到加工起点
→(8)Z向进刀到加工平面
→(9)粗铣加工型腔
→(10)粗铣加工型腔
→(11)粗铣加工型腔
→(12)粗铣加工型腔
→(13)粗铣加工型腔
→(14)粗铣加工型腔
→(15)粗铣加工型腔
→(16)粗铣加工型腔
→(17)粗铣加工型腔,到加工起始点
→(18)精铣加工型腔
→(19)精铣加工型腔
→(20)精铣加工型腔
→(21)精铣加工型腔
→(22)精铣加工型腔
→(23)精铣加工型腔
→(24)精铣加工型腔
→(25)精铣加工型腔切出
→近(26)到达精铣位置
→近(26)粗铣加工Φ90转动一周到(26)
→(26)Y向进刀到精铣位置
→(26)精铣加工Φ90转动一周回到(26)
→(27)切出
→(28)Z向退刀
→A向Y向退刀
主轴停,程序结束
(7)对刀操作
铣削加工周边时可转位面铣刀刀尖点A在工件坐标系的坐标为:
(;;)
铣削加工型面时Φ8圆柱铣刀刀尖点A在工件坐标系的坐标为:
(;;)
X向:
L=70-50-4-2=14mm(2mm为零件X向长度单边余量,4mm为铣刀半径)
Y向:
L=80-50-4-2=24mm(2mm为零件Y向长度单边余量,4mm为铣刀半径)
Z向:
L=100-25-2=73mm(2mm为零件Z向长度单边余量)
当利用Φ120可转位面铣刀加工时,换刀后在Z轴正(或负)方向移动Φ8圆柱铣刀与Φ50可转位面铣刀的长度差,就完成了可转位面铣刀Z轴的对刀操作。
对刀时可第一在刀柄上装夹Φ8圆柱棒代替铣刀进行对刀操作,待X向对刀Y向对刀完成后,再换Φ8圆柱铣刀进行Z向的对刀操作。
致谢
第一感激我的教师。
五年来,教师对我的学习超级严格,并给予了悉心的指导,使我受益菲浅。
从教师身上我体味到了丰硕的学养、严谨的作风、求实的态度,勤奋的精神,这都成了我不断前行的动力和标杆。
还有许多人,或许他们只是我生命中匆匆的过客,但他们对我的支持和帮忙仍然在我经历中留底了深刻的印象。
在此无法一一罗列,但对他们,我始终心怀感激。
最后,我以《瓦尔登湖》里的一句话终止我的论文,并以此作为以后乘风破浪的心灵脚注:
使咱们视而不见的光亮,关于咱们确实是黑暗。
但咱们清醒时,曙光才会破晓。
来日方长,太阳只是颗启明星。
以此为记。
感想
那时接到毕业设计的课题光看图形时感觉有点难,那时真正开始做的时候便感觉这不是一个简单的任务。
通过自己的尽力不管怎么说算是做出来了。
在写设计的期间翻阅很多的资料和讲义,是我感觉到自己在大专的学习仍是远远不够得的,只学到机械专业一点点东西,在尔后的工作和学习中我会加倍尽力的去学习探讨。
短暂的毕业设计把我五年来的学习有了一个总结一个句号。
参考文献
1.数控机床加工技术余英良编著
控机床雷才洪/陈志雄编著
3.机械制造工艺学张龙勋编著
4.数控机床加工工艺王爱玲编著
5.机电类专业毕业设计指南张桂香编著
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