數(shù)控機床與編程課程設計論文

1、<p>　　數(shù)控機床與編程課程設計說明書</p><p><b>　　設計題目：</b></p><p>　　成 績： </p><p>　　班 級：09級機械三班 </p><p>　　學 號： </p><p>　

2、　姓 名： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　設計日期2012年6月18日至2012年6月24日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　封 面2</b></p><p>

3、;<b>　　課程設計任務書3</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　1.零件圖分析</b></p><p>　　2.零件總體工藝分析4</p><p><b>　　2.1 選毛培4</b></p&g

4、t;<p>　　2.2 加工工藝路線4</p><p>　　3.零件加工工藝過程卡4</p><p>　　4.確定數(shù)控加工內(nèi)容4</p><p>　　5.正面銑削數(shù)控加工設計4</p><p>　　5.1 制定工序2的加工步驟4</p><p>　　5.2 確定裝夾方案4</p>

5、<p>　　5.3確定數(shù)控銑床4</p><p>　　5.4 確定數(shù)控銑削刀具4</p><p>　　5.5編程相關坐標點設定4</p><p>　　5.6 確定切削用量4</p><p>　　5.7 刀具軌跡坐標值的數(shù)學處理4</p><p>　　5.8 程序編制及說明4</p>

6、<p>　　6.背面銑削數(shù)控加工設計4</p><p>　　6.1 制定工序3的加工步驟4</p><p>　　6.2 確定裝夾方案4</p><p>　　6.3 確定數(shù)控銑削刀具4</p><p>　　6.4編程相關坐標點設定4</p><p>　　6.5 確定切削用量4</p>

7、<p>　　6.6 刀具軌跡坐標值的數(shù)學處理4</p><p>　　6.7 程序編制及說明4</p><p>　　7.程序輸入及機床操作4</p><p>　　7.1 程序輸入及調(diào)試4</p><p>　　7.2 程序校驗4</p><p>　　7.3 機床操作4</p><

8、p><b>　　設計總結29</b></p><p><b>　　參考文獻29</b></p><p><b>　　課程設計任務</b></p><p><b>　　設計要求：</b></p><p>　　1、數(shù)控加工編程任務書；</p&g

9、t;<p>　　2、數(shù)控加工工序卡、數(shù)控刀具卡片和數(shù)控刀具明細表；</p><p>　　3、夾具方案圖和刀具進給路線圖；</p><p>　　4、根據(jù)零件平面圖建立零件三維模型；</p><p>　　5、至少編制一個工步的加工程序；</p><p>　　6、編寫設計說明書 （不少于20頁）</p><p&g

10、t;<b>　　緒 論</b></p><p>　　數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程與操作的基礎，合理的工藝是保證數(shù)控加工質(zhì)量、發(fā)揮數(shù)控機床有效能的前提條件。本設計正是從數(shù)控加工的實用角度出發(fā)，以數(shù)控加工的實際生產(chǎn)為基礎，以掌握數(shù)控加工工藝為目標，在結合數(shù)控加工切削基礎、數(shù)控機床刀具的選用、數(shù)控加工工件的定位與裝夾以及數(shù)控加工工藝基礎等基本知識上，分析了具體零件在加工中心上的加工工藝。</p&g

11、t;<p>　　本次數(shù)控加工工藝的課程設計，我們根據(jù)具體零件加工圖樣進行工藝分析，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零件加工程序單；用自動編程軟件或手工編程。通過數(shù)控仿真軟件對程序和刀具走刀路徑進行模擬仿真。用UG來畫出工件和夾具的三維圖并裝配好供分析使用。制作工藝時還對工藝卡片進行制作。在本次工藝中，粗加工時，要以提高生產(chǎn)效率，但同時應考慮到經(jīng)濟性和加工成本，對于半精加工和精加工，應首先保證加工質(zhì)量

12、，同時兼顧切削效率，經(jīng)濟和加工成本，要選擇合適的參數(shù)在最短時間內(nèi)加工出精度較高的工件和設計出適當?shù)墓に嚳ā?lt;/p><p>　　本工藝設計由我自己獨自編寫，在編定過程中參閱了很多有關工藝設計手冊、教材和網(wǎng)上資料等資料與文獻，并得到指導老師的幫助，在此表示衷心的感謝。由于時間倉促，編者水平有限,調(diào)查研究不夠深，實際工作經(jīng)驗少,本設計中難免仍有很多缺點和錯誤,我們懇切希望老師批評指正。</p><

13、p><b>　　零件圖分析</b></p><p>　　如圖所示為零件簡圖。該零件的材料45鋼，中小批生產(chǎn)，無熱處理工藝等其他要求。</p><p>　　需加工平面和孔，依靠銑床即可完成。</p><p><b>　　零件總體工藝分析</b></p><p><b>　　2.1選毛培

14、</b></p><p>　　毛坯分為鑄件、鍛件、型材、焊接件和冷沖壓件。鑄件適用于形狀較復雜的零件，毛坯；鍛件適用于強度要求高、形狀比較簡單的毛坯；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

15、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，機械加工的勞動量也越少，因而會提高機械加工效率，降低成本。</p><p>　　零件其形狀為長方體，剛性好，可以直接按零件尺寸再加1-2mm切割毛胚。</p><p>　　長方體毛培，尺寸為154*190*2

16、8mm</p><p>　　本課程設計零件屬于數(shù)控銑削加工設計，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，機械加工的勞動量也越少，因而會提高機械加工效率，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，從標準中選擇厚度為28mm的鋼板，長寬方向比成品大1～2mm即可，采用機械切割下料

17、。</p><p><b>　　2.2工藝分析</b></p><p>　　本課程設計數(shù)控銑削加工設計，主要包含螺紋孔，銑零件表面等</p><p><b>　　2.3加工工藝路線</b></p><p>　　下料-銑削表面-鉆孔-檢驗-入庫</p><p>　　3.零件加工

18、工藝過程卡</p><p>　　4.確定數(shù)控加工內(nèi)容</p><p>　　該零件的工藝過程卡中，工序2加工平面。加工平面包括平面、曲面、半圓凹區(qū)域、圓角長方形凹行區(qū)域和凸壇</p><p>　　工序3加工孔。加工通孔時由于孔比較淺，可直接進行鉆孔加工，方便又能以保證加工質(zhì)量。</p><p>　　因此將工序2和工序3確定在數(shù)控銑床上進行加工，

19、并且分別進行數(shù)控加工工藝分析和設計數(shù)控加工程序。</p><p>　　5.正面數(shù)控加工設計</p><p>　　5.1 指定工序2的加工步驟</p><p>　　銑平面—銑槽—鉆孔—鏜孔</p><p>　　5.2 確定裝夾方案</p><p>　　傳統(tǒng)的組合夾具或?qū)Ｓ脢A具一般具有工件的定位和夾緊、刀具的導向和對刀等四

20、種功能，而數(shù)控機床上由程序控制刀具的運動，不需要利用夾具限制刀具的位置，即不需要夾具的對刀和導向功能，所以數(shù)控機床所用夾具只要求具有工件的定位和夾緊功能，其所用夾具的結構一般比較簡單。</p><p>　　通過對零件圖的分析，采用傳統(tǒng)裝夾及能滿足條件。</p><p>　　5.3 確定數(shù)控銑床</p><p>　　FANUC 0i MATE-TX</p>

21、<p>　　5.4 確定數(shù)控銑削刀具</p><p>　　共需要三把刀，1號刀為φ10、齒數(shù)為4的硬質(zhì)合金立銑刀，2號刀為φ5麻花鉆，3號刀為φ6螺紋刀。</p><p>　　5.5 編程相關坐標點設點</p><p>　　1)選擇半圓凹槽圓心為坐標原點</p><p>　　2換刀點選在P點 （X0.Y0.Z100）</p

22、><p><b>　　3)程序起點為P點</b></p><p><b>　　5.6確定切削用量</b></p><p>　　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)或側吃刀量 (圓周銑)，其次是確定進給速度，最后根據(jù)刀具耐用度確定切削速度。粗銑時切削力大，用高速鋼銑刀加工時，進給量主要受到工藝系統(tǒng)剛度的限制

23、，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)合金銑刀加工時，進給量的提高主要受到刀齒強度的限制。當加工表面的粗糙度要求較小時，進給量的大小由粗糙度要求確定。當背吃刀量 和進給量 選定后，在保證銑刀耐用度以及機床動力和剛度允許的情況下，盡可能選擇較大的銑削速度 ，其推薦值可查相關表格或通過銑刀耐用度公式來計算確定。</p><p>　　鉆、擴、鉸孔切削用量可根據(jù)刀具直徑、刀具屬性以及材料

24、屬性等參數(shù)查相關表格確定。</p><p>　　確定切削用量相關公式有：</p><p>　　式中 ----切削速度， ；</p><p>　　D----刀具直徑，mm；</p><p>　　n----主軸轉(zhuǎn)速， 。</p><p>　　式中 ----進給速度， ；</p><p>　　

25、n----主軸轉(zhuǎn)速， ；</p><p>　　z----銑刀齒數(shù)。</p><p>　　每分鐘進給量為250mm/min </p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速為1270r/min </p><p>　　每分鐘進給量為210mm/min </p><p>　　擴孔轉(zhuǎn)速為S=600r/min,擴孔進給速度

26、為0.1mm/r</p><p>　　5.7 刀具軌跡坐標值的數(shù)學處理</p><p><b>　　基點坐標值見表 </b></p><p><b>　　基點坐標值</b></p><p>　　5.8 程序編制及說明</p><p><b>　　數(shù)控加工程序單<

27、;/b></p><p>　　7.程序輸入及機床操作 </p><p>　　7.1 程序輸入及調(diào)試 </p><p>　　輸入程序后必須進行程序調(diào)試。所謂程序調(diào)試，是將編制的程序在投入實際運行前，用手工或編譯程序等方法進行測試，修正錯誤的過程?？衫脵C床的程序預演功能以拾刀運行程序方式進行，還可對每個子程序進行單獨測試。 在程序測試過程中，可根據(jù)實際情況修調(diào)進

28、給倍率開關，根據(jù)機床的實際運動位置動作以及機床的報警等來檢查程序是否正確。 </p><p><b>　　7.2 程序校驗 </b></p><p>　　7.2.1 數(shù)控加工仿真 程序輸入仿真系統(tǒng)，對刀加工。利用軌跡仿真判斷撞到順序是否正確，是否存在過切，是否在走到路線，拾刀下刀，切入切出等處出錯誤。 </p><p>　　7.2.2 機床的程

29、序預演功能 程序輸入完以后，把機械主軸運動以及 MST 等輔助功能鎖定，以自動循環(huán)模式讓數(shù)控銑床靜態(tài)下執(zhí)行程序。 </p><p>　　7.2.3 拾刀空運行程序 在自動模式下運行程序，通過圖形顯示的刀具運動軌跡和坐標數(shù)據(jù)等判斷走刀路線是否最短，加工過程是否撞刀，換刀等輔助動作是否尊在不合理，以及程序的加工方向是否正確等。</p><p>　　7.2.4 首件試切 對刀加工，首件試切。通過

30、首件試加工，檢測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，通過實際加工工件質(zhì)量狀態(tài)對照修改程序。 </p><p>　　7.3 機床操作 數(shù)控機床是多種多樣的，所使用的數(shù)控系統(tǒng)更是種類繁多。要正確使用一臺數(shù)控機床并充分發(fā)揮其功能，必須首先了解操作手冊有關規(guī)定。盡面熟練操作使用該設備。 </p><p><b>　　7.

31、3.1 回零 </b></p><p>　　機床返回參考點后，控制系統(tǒng)與機床同步，并建立機床坐標系。接下來就要安裝工作，工件在工作臺上的安裝位置是任意的，因此在工件正確安裝后都要進行對刀操作。 </p><p><b>　　7.3.2 對刀 </b></p><p>　　對刀的目的就是尋找工件在機床坐標系中的位置，工件在機床坐標系中

32、的位置又是通過工件上某一特定點在機床坐標系中的位置來反映，對到點應選擇在工件的端面上回轉(zhuǎn)中心處。 </p><p>　　7.3.3 設置加工參數(shù) </p><p>　　按加工需要將準備好的加工參數(shù)進行設置，調(diào)整。</p><p><b>　　設計總結 </b></p><p>　　通過課程設計，我對數(shù)控技術應用專業(yè)有了更

33、深一層的認識，同時也體會到了團隊展現(xiàn)的協(xié)同合作力量的強大。在完成這次課程設計的過程中，我認識到了自己的不足，明白了自己所學的僅僅局限于課本，學習技能并不是一蹴而就得。通過對課題的分析道最終的作業(yè)完成。這是我再其中收獲了許多。繪圖，編程，也從中培養(yǎng)了自己的獨立能力。雖然在此過程中遇到了很多的難查資料和問題，但通過老師和同學的幫助得到了解決，并從中獲取了許多寶貴的知識，同時也認識到了理論結合實際的重要性。 在此我要感謝我的指導老師，他給我們