數(shù)控銑床零件加工工藝設(shè)計(jì)與夾具設(shè)計(jì)

1、 第 1 頁(yè) 共 27 頁(yè)湖南三一工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院湖南三一工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文文 題 目：數(shù)控銑床零件加工工藝設(shè)計(jì) 專 業(yè)：數(shù)控加工 班 級(jí)：11 級(jí)制造三班 姓 名： 楊明 學(xué)號(hào) 1101040324 指導(dǎo)教師： 譚霖 第 2 頁(yè) 共 27 頁(yè)摘要：摘要：隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，機(jī)械產(chǎn)品的更新速度越來(lái)越快，數(shù)控加工技術(shù)作為先進(jìn)生產(chǎn)力的代表，在機(jī)械及相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，機(jī)械制造的競(jìng)爭(zhēng)，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。數(shù)控編程技術(shù)是數(shù)控技術(shù)重要的組成部分。從數(shù)控機(jī)床誕生之日起，數(shù)控編程技術(shù)就受到了廣泛關(guān)注，成為 CAD/CAM 系統(tǒng)的重要組成部分。以數(shù)控編程中

2、的加工工藝分析及設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)，著力分析零件圖，從數(shù)控加工的實(shí)際角度出發(fā)，以數(shù)控加工的實(shí)際生產(chǎn)為基礎(chǔ)，以掌握數(shù)控加工工藝為目標(biāo)，在了解數(shù)控加工銑削基礎(chǔ)、數(shù)控銑床刀具的選用、數(shù)控加工工件的定位與裝夾、擬定加工方案、確定加工路線和加工內(nèi)容以及對(duì)一些特殊的工藝問(wèn)題處理的基礎(chǔ)上，控制數(shù)控編程過(guò)程中的誤差，從而大大縮短了加工時(shí)間，提高了效率，降低了成本。本文主要研究了輪廓和孔的數(shù)控銑削工藝、工裝以及在此基礎(chǔ)上的數(shù)控銑床的程序編制。側(cè)重于設(shè)計(jì)該零件的數(shù)控加工夾具，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容有：完成該零件的工藝規(guī)程（包括工藝簡(jiǎn)卡、工序卡和數(shù)控刀具卡）和主要工序的工裝設(shè)計(jì)。并繪制零件圖。用 G 代碼編制該零件的數(shù)控加工程序。

3、關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：FANUC、數(shù)控加工、數(shù)控編程 第 3 頁(yè) 共 27 頁(yè)目錄 摘 要 2目 錄 3引言41.數(shù)控銑52.FANUC 系統(tǒng) . 62.1 FANUC 系統(tǒng)簡(jiǎn)介.62.2G 代碼.102.3M 代碼 . . .123 零件圖工藝分析143.1 零件結(jié)構(gòu)和加工143.2 基準(zhǔn)選擇143.3 毛坯和材料的選擇153.4 加工路線的設(shè)計(jì)163.5 刀具選擇163.6 切削用量的選擇173.7 擬定數(shù)控切削加工工序卡.183.8 工序設(shè)計(jì)194 加工工序204.1 確立編程原點(diǎn)204.2 編輯程序225 操作步驟.245.1 先開(kāi)機(jī)床.245.2 回參考點(diǎn).255.3 參數(shù)設(shè)定.25結(jié)束語(yǔ)

4、.26致 謝27參考文獻(xiàn) 28 第 4 頁(yè) 共 27 頁(yè)引 言畢業(yè)實(shí)踐工作對(duì)于每一個(gè)即將畢業(yè)的畢業(yè)生來(lái)說(shuō)都是非常重要的,它對(duì)我們以后走上工作崗位很有幫助。對(duì)于我們機(jī)電一體化專業(yè)來(lái)說(shuō)，在以后的工作中經(jīng)常要與機(jī)械打交道，在這里，我以數(shù)控技術(shù)為例，對(duì)它進(jìn)行系統(tǒng)的講述。畢業(yè)論文可以把以前所學(xué)的知識(shí)加以綜合運(yùn)用，起到鞏固學(xué)到的知識(shí)的作用，從而提高分析，解決問(wèn)題的能力。因此，認(rèn)真的完成畢業(yè)論文是很有必要的。畢業(yè)論文是我們完成專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的最后一個(gè)極為重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是使我們綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的基本課程，基本知識(shí)與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問(wèn)題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練 。我們?cè)谕瓿僧厴I(yè)論文的同時(shí)，也培

5、養(yǎng)了我們正確使用技術(shù)資料，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)手冊(cè)，圖冊(cè)等工具書(shū)，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術(shù)文件等方面的工作能力，也為我們以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，所以我們要認(rèn)真對(duì)待這次綜合能力運(yùn)用的機(jī)會(huì)！ 本文基于 FANUC 0i mate 系統(tǒng)對(duì)簡(jiǎn)單輪廓直線、圓弧組成的輪廓，直接用數(shù)控系統(tǒng)的 G 代碼編程，進(jìn)行零件加工的闡述 。 第 5 頁(yè) 共 27 頁(yè)1.1.數(shù)控銑數(shù)控銑 數(shù)控銑（CNC Milling） 數(shù)控銑或手動(dòng)銑是用來(lái)加工棱柱形零件的機(jī)加工工藝。有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的圓柱形刀頭和多個(gè)出屑槽的銑刀通常稱為端銑刀或立銑刀，可沿不同的軸運(yùn)動(dòng)，用來(lái)加工狹長(zhǎng) 空、溝槽、外輪廓等。進(jìn)行銑削加工的機(jī)床稱為銑床，數(shù)控銑

6、床通常是指數(shù)控加工中心。 銑削加工包括手動(dòng)銑和數(shù)控銑，銑削加工在機(jī)加工車間進(jìn)行。數(shù)控銑床引是在一般銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,兩者的加工工藝基本相同,結(jié)構(gòu)也有些相似,但數(shù)控銑床是靠程序控制的自動(dòng)加工機(jī)床,所以其結(jié)構(gòu)也與普通銑床有很大區(qū)別 第 6 頁(yè) 共 27 頁(yè)2.FANUC2.FANUC 系統(tǒng)系統(tǒng)2.1FANUC 數(shù)控加工系統(tǒng)簡(jiǎn)介數(shù)控加工系統(tǒng)簡(jiǎn)介FANUC 公司創(chuàng)建于 1956 年，1959 年首先推出了電液步進(jìn)電機(jī)，在后來(lái)的若干年中逐步發(fā)展并完善了以硬件為主的開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。進(jìn)入 70 年代，微電子技術(shù)、功率電子技術(shù)，尤其是計(jì)算技術(shù)得到了飛速發(fā)展，F(xiàn)ANUC 公司毅然舍棄了使其發(fā)家的電液步進(jìn)電機(jī)

7、數(shù)控產(chǎn)品，一方面從 GETTES 公司引進(jìn)直流伺服電機(jī)制造技術(shù)。1976 年 FANUC 公司研制成功數(shù)控系統(tǒng) 5，隨時(shí)后又與 SIEMENS 公司聯(lián)合研制了具有先進(jìn)水平的數(shù)控系統(tǒng) 7，從這時(shí)起，F(xiàn)ANUC公司逐步發(fā)展成為世界上最大的專業(yè)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品日新月異，年年翻新。1979 年研制出數(shù)控系統(tǒng) 6，它是具備一般功能和部分高級(jí)功能的中檔CNC 系統(tǒng)，6M 適合于銑床和加工中心；6T 適合于車床。與過(guò)去機(jī)型比較，使用了大容量磁泡存儲(chǔ)器，專用于大規(guī)模集成電路，元件總數(shù)減少了 30%。它還備有用戶自己制作的特有變量型子程序的用戶宏程序。1980 年在系統(tǒng) 6 的基礎(chǔ)上同時(shí)向抵擋和高檔兩個(gè)方

8、向發(fā)展，研制了系統(tǒng) 3 和系統(tǒng) 9。系統(tǒng) 3 是在系統(tǒng) 6 的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化而形成的，體積小，成本低，容易組成機(jī)電一體化系統(tǒng)，適用于小型、廉價(jià)的機(jī)床。系統(tǒng) 9 是在系統(tǒng) 6 的基礎(chǔ)上強(qiáng)化而形成的具備有高級(jí)性能的可變軟件型 CNC 系統(tǒng)。通過(guò)變換軟件可適應(yīng)任何不同用途，尤其適合于加工復(fù)雜而昂貴的航空部件、要求高度可靠的多軸聯(lián)動(dòng)重型數(shù)控機(jī)床。1984 年 FANUC 公司又推出新型系列產(chǎn)品數(shù)控 10 系統(tǒng)、11 系統(tǒng)和 12 系統(tǒng)。該系列產(chǎn)品在硬件方面做了較大改進(jìn)，凡是能夠集成的都作成大規(guī)模集成電路，其中包含了 8000 個(gè)門電路的專用大規(guī)模集成電路芯片有 3 種，其引出腳竟多達(dá) 179 個(gè)，另外的專

9、用大規(guī)模集成電路芯片有 4 種，厚膜電路芯片 22 種；還有 32 位的高速處理器、4 兆比特的磁泡存儲(chǔ)器等，元件數(shù)比前期同類產(chǎn)品又減少 30%。由于該系列采用了光導(dǎo)纖維技術(shù)，使過(guò)去在數(shù)控裝置與機(jī)床以及控制面板之間的幾百根電纜大幅度減少，提高了抗干擾性和可靠性。該系統(tǒng)在 DNC 方面能夠?qū)崿F(xiàn)主計(jì)算機(jī)與機(jī)床、工作臺(tái)、機(jī)械手、搬運(yùn)車等之間的各類數(shù)據(jù)的雙向傳送。它的 PLC 裝置使用了獨(dú)特的無(wú)觸點(diǎn)、無(wú)極性輸出和大電流、高電壓輸出電路，能促使強(qiáng)電柜的半導(dǎo)體化。此外 PLC 的編程不僅可以使用梯形圖語(yǔ)言，還可以使用 PASCAL 語(yǔ)言，便于用戶自己開(kāi)發(fā)軟件。數(shù)控系統(tǒng) 10、11、12 還充實(shí)了專用宏功能

10、、自動(dòng)計(jì)劃功能、自動(dòng)刀具補(bǔ)償功能、刀具壽命管理、彩色圖形顯示 CRT 等。 第 7 頁(yè) 共 27 頁(yè)1985 年 FANUC 公司又推出了數(shù)控系統(tǒng) 0，它的目標(biāo)是體積小、價(jià)格代，適用于機(jī)電一體化的小型機(jī)床，因此它與適用于中、大型的系統(tǒng)10、11、12 一起組成了這一時(shí)期的全新系列產(chǎn)品。在硬件組成以最少的元件數(shù)量發(fā)揮最高的效能為宗旨，采用了最新型高速高集成度處理器，共有專用大規(guī)模集成電路芯片 6 種，其中 4 種為低功耗 CMOS 專用大規(guī)模集成電路，專用的厚膜電路 3 種。三軸控制系統(tǒng)的主控制電路包括輸入、輸出接口、PMC（Programmable Machine Control）和 CRT

11、電路等都在一塊大型印制電路板上，與操作面板 CRT 組成一體。系統(tǒng) 0 的主要特點(diǎn)有：彩色圖形顯示、會(huì)話菜單式編程、專用宏功能、多種語(yǔ)言（漢、德、法）顯示、目錄返回功能等。FANUC 公司推出數(shù)控系統(tǒng) 0 以來(lái)，得到了各國(guó)用戶的高度評(píng)價(jià)，成為世界范圍內(nèi)用戶最多的數(shù)控系統(tǒng)之一。1987 年 FANUC 公司又成功研制出數(shù)控系統(tǒng) 15，被稱之為劃時(shí)代的人工智能型數(shù)控系統(tǒng)，它應(yīng)用了 MMC（Man Machine Control）、CNC、PMC 的新概念。系統(tǒng) 15 采用了高速度、高精度、高效率加工的數(shù)字伺服單元，數(shù)字主軸單元和純電子式絕對(duì)位置檢出器，還增加了 MAP(Manufacturing

12、Automatic Protocol)、窗口功能等。FANUC 公司是生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和工業(yè)機(jī)器人的著名廠家，該公司自 60 年代生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)以來(lái)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出 40 多種的系列產(chǎn)品。FANUC 公司目前生產(chǎn)的數(shù)控裝置有 F0、F10/F11/F12、F15、F16、F18系列。F00/F100/F110/F120/F150 系列是在 F0/F10/F12/F15 的基礎(chǔ)上加了MMC 功能，即 CNC、PMC、MMC 三位一體的 CNC。FANUC 公司數(shù)控系統(tǒng)的產(chǎn)品特點(diǎn)（1） 結(jié)構(gòu)上長(zhǎng)期采用大板結(jié)構(gòu)，但在新的產(chǎn)品中已采用模塊化結(jié)構(gòu)。（2） 采用專用 LSI，以提高集成度、可靠性，減小體積和降低成本

13、。（3） 產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣。每一 CNC 裝置上可配多種上控制軟件，適用于多種機(jī)床。（4） 不斷采用新工藝、新技術(shù)。如表面安裝技術(shù) SMT、多層印制電路板、光導(dǎo)纖維電纜等。（5） CNC 裝置體積減小，采用面板裝配式、內(nèi)裝式 PMC（可編程機(jī)床控制器） 第 8 頁(yè) 共 27 頁(yè)（6） 在插補(bǔ)、加減速成、補(bǔ)償、自動(dòng)編程、圖形顯示、通信、控制和診斷方面不斷增加新的功能：插補(bǔ)功能：除直線、圓弧、螺旋線插補(bǔ)外，還有假想軸插補(bǔ)、極其坐標(biāo)插補(bǔ)、圓錐面插補(bǔ)、指數(shù)函數(shù)插補(bǔ)、樣條插補(bǔ)等。切削進(jìn)給的自動(dòng)加減速功能：除插補(bǔ)后直線加減速，還插補(bǔ)前加減速。補(bǔ)償功能：除螺距誤差補(bǔ)償、絲杠反向間隙補(bǔ)償之外，還有坡度補(bǔ)償線性度

14、補(bǔ)償以及各新的刀具補(bǔ)償功能。故障診斷功能：采用人工智能，系統(tǒng)具有推理軟件，以知識(shí)庫(kù)為根據(jù)查找故障原因。（7） CNC 裝置面向用戶開(kāi)放的功能。以用戶特訂宏程序、MMC 等功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。（8） 支持多種語(yǔ)言顯示。如日、英、德、漢、意、法、荷、西班牙、瑞典、挪威、丹麥語(yǔ)等。（9） 備有多種外設(shè)。如 FANUC PPR， FANUC FA Card，F(xiàn)ANUC FLOPY CASSETE，F(xiàn)ANUC PROGRAM FILE Mate 等。（10） 已推出 MAP（制造自動(dòng)化協(xié)議）接口，使 CNC 通過(guò)該接口實(shí)現(xiàn)與上一級(jí)計(jì)算機(jī)通信。（11） 現(xiàn)已形成多種版本。FANUC 系統(tǒng)早期有 3 系列系統(tǒng)及 6

15、 系列系統(tǒng)，現(xiàn)有 0 系列、10/11/12 系列、15、16、18、21 系列等，而應(yīng)用最廣的是FANUC 0 系列系統(tǒng)。FANUC 系統(tǒng)的 0 系列型號(hào)劃分及適用范圍0D 系列： 0TD 用于車床0MD 用于銑床及小型加工中心0GCD 用于圓柱磨床0GSD 用于平面磨床0PD 用于沖床0C 系統(tǒng)：0TC 用于普通車床、自動(dòng)車床 第 9 頁(yè) 共 27 頁(yè)0MC 用于銑床、鉆床、加工中心0GCC 用于內(nèi)、外磨床0GSC 用于平面磨床0TTC 用于雙刀架、4 軸車床POWER MATE 0：用于 2 軸小型車床0i 系列：0iMA 用于加工中心、銑床0iTA 用于車床，可控制 4 軸16i 用于

16、最大 8 軸，6 軸聯(lián)動(dòng)18i 用于最大 6 軸，4 軸聯(lián)動(dòng)160/18MC 用于加工中心、銑床、平面磨床160/18TC 用于車床、磨床160/18DMC 用于加工中心、銑床、平面磨床的開(kāi)放式 CNC 系統(tǒng)、160/180TC 用于車床、圓柱磨床的開(kāi)放式 CNC 系統(tǒng) 第 10 頁(yè) 共 27 頁(yè)2.2 G 代碼代碼 分組 意義 格式G00 01 快速進(jìn)給、定位 G00 XYZ-G01直線插補(bǔ) G01 XYZG02圓弧插補(bǔ) CW（順時(shí)針）XY 平面內(nèi)的圓弧：ZX 平面的圓?。篩Z 平面的圓弧： G03圓弧插補(bǔ) CCW（逆時(shí)針）G04 00 暫停 G04 P|X 單位秒，增量狀態(tài)單位毫秒，無(wú)參數(shù)

17、狀態(tài)表示停止G15 17 取消極坐標(biāo)指令 G15 取消極坐標(biāo)方式G16極坐標(biāo)指令 Gxx Gyy G16 開(kāi)始極坐標(biāo)指令G00 IP_ 極坐標(biāo)指令Gxx：極坐標(biāo)指令的平面選擇（G17，G18，G19）Gyy：G90 指定工件坐標(biāo)系的零點(diǎn)為極坐標(biāo)的原點(diǎn)G91 指定當(dāng)前位置作為極坐標(biāo)的原點(diǎn)IP：指定極坐標(biāo)系選擇平面的軸地址及其值第 1 軸：極坐標(biāo)半徑第 2 軸：極角G17 02 XY 平面 G17 選擇 XY 平面；G18 選擇 XZ 平面；G19 選擇 YZ 平面。G18ZX 平面G19YZ 平面G20 06 英制輸入G21米制輸入 第 11 頁(yè) 共 27 頁(yè)G28 00 回歸參考點(diǎn) G28 X

18、YZG29由參考點(diǎn)回歸 G29 XYZG40 07 刀具半徑補(bǔ)償取消 G40G41左半徑補(bǔ)償 G42右半徑補(bǔ)償G43 08 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償+ G44刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償G49刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償取消 G49G50 11 取消縮放 G50 縮放取消G51比例縮放 G51 X_Y_Z_P_：縮放開(kāi)始X_Y_Z_：比例縮放中心坐標(biāo)的絕對(duì)值指令P_：縮放比例G51 X_Y_Z_I_J_K_：縮放開(kāi)始X_Y_Z_：比例縮放中心坐標(biāo)值的絕對(duì)值指令I(lǐng)_J_K_：X，Y，Z 各軸對(duì)應(yīng)的縮放比例G52 00 設(shè)定局部坐標(biāo)系 G52 IP_：設(shè)定局部坐標(biāo)系G52 IP0：取消局部坐標(biāo)系IP：局部坐標(biāo)系原點(diǎn)G53機(jī)械坐標(biāo)系選擇 G5

19、3 XYZG54 14 選擇工作坐標(biāo)系 1 GXXG55選擇工作坐標(biāo)系 2G56選擇工作坐標(biāo)系 3G57選擇工作坐標(biāo)系 4G58選擇工作坐標(biāo)系 5G59選擇工作坐標(biāo)系 6 第 12 頁(yè) 共 27 頁(yè)G68 16 坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn) （G17/G18/G19）G68 a_ b_R_：坐標(biāo)系開(kāi)始旋轉(zhuǎn)G17/G18/G19：平面選擇，在其上包含旋轉(zhuǎn)的形狀a_ b_：與指令坐標(biāo)平面相應(yīng)的 X，Y，Z 中的兩個(gè)軸的絕對(duì)指令，在 G68 后面指定旋轉(zhuǎn)中心R_：角度位移，正值表示逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。根據(jù)指令的 G 代碼（G90 或 G91）確定絕對(duì)值或增量值最小輸入增量單位：0.001deg有效數(shù)據(jù)范圍：-360.000

20、到 360.000G69取消坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn) G69：坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)取消指令G73 09 深孔鉆削固定循環(huán) G73 XYZRQFG74左螺紋攻螺紋固定循環(huán) G74 XYZRPFG76精鏜固定循環(huán) G76 XYZRQFG90 03 絕對(duì)方式指定 GXXG91相對(duì)方式指定G92 00 工作坐標(biāo)系的變更 G92 XYZG98 10 返回固定循環(huán)初始點(diǎn) GXXG99返回固定循環(huán) R 點(diǎn)G80 09 固定循環(huán)取消G81鉆削固定循環(huán)、鉆中心孔 G81 XYZRFG82鉆削固定循環(huán)、锪孔 G82 XYZRPFG83深孔鉆削固定循環(huán) G83 XYZRQFG84攻螺紋固定循環(huán) G84 XYZRFG85鏜削固定循環(huán) G85

21、 XYZRFG86退刀形鏜削固定循環(huán) G86 XYZRPFG88鏜削固定循環(huán) G88 XYZRPFG89 鏜削固定循環(huán) G89 XYZRPF 第 13 頁(yè) 共 27 頁(yè)2.3 M 代碼M03 主軸正轉(zhuǎn) M03 S1000 主軸以每分鐘 1000 的速度正轉(zhuǎn) M04 主軸逆轉(zhuǎn) M05 主軸停止 M10 M14 。M08 主軸切削液開(kāi) M11 M15 主軸切削液停 M25 托盤上升 M85 工件計(jì)數(shù)器加一個(gè) M19 主軸定位 M99 循環(huán)程式 M30 程序結(jié)束M00 暫停 第 14 頁(yè) 共 27 頁(yè)3.零件圖工藝分析3.1 零件結(jié)構(gòu)和加工工藝要求分析該零件圖主要由平面、孔系及外輪廓組成，內(nèi)孔表面的

22、加工方法有鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、拉孔、磨孔及光加工方法選擇原則，中間12 孔的尺寸公差為 H7，表面粗糙度要求較高，可采用鉆孔，鉸孔方案。平面輪廓常采用的加工方法有數(shù)控輪廓銑加工。在本設(shè)計(jì)中，平面與外輪廓表面粗糙度要求 Ra6.3mm,可采用粗銑精銑方案。選擇以上方法完全可以保證尺寸、形狀精度和表面粗糙度要求。零件圖3.2 基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)的選擇3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚

23、均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余 第 15 頁(yè) 共 27 頁(yè)量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。（3）應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)?？梢员ＷC該面有足夠的加工余量。（4）應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。（5）粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保

24、證表面間的位置精度。為了滿足上述要求，基準(zhǔn)選擇以后鋼板彈簧吊耳大外圓端面作為粗基準(zhǔn)，先以后鋼板彈簧吊耳大外圓端面互為基準(zhǔn)加工出端面，再以端面定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個(gè)別工序外均用端面和工藝孔定位加工其他孔與平面。3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行尺寸換算。3.3 毛坯和材料的選擇毛坯和材料的選擇毛坯是根據(jù)圖紙而確定大小，根據(jù)本設(shè)計(jì)圖紙選擇毛坯大小為 100X100X40 的毛坯。選材不當(dāng)是材料方面導(dǎo)致失效的主要原因。問(wèn)題出在材料上，但責(zé)任在設(shè)計(jì)者身上。最常見(jiàn)的情況是，設(shè)計(jì)者僅根據(jù)材料的常規(guī)性能指標(biāo)作出決定，而這

25、些指標(biāo)根本不能反映材料對(duì)所發(fā)生的那種類型失效的抗力。另一種情況是，盡管預(yù)先對(duì)零件的失效形式有較準(zhǔn)確的估計(jì)，并提出了相應(yīng)的性能指標(biāo)作為選材的依據(jù)，但由于考慮到其它因素（如經(jīng)濟(jì)性、加工性能等） ，使得所選材料的性能數(shù)據(jù)不合要求，因而導(dǎo)致了失效。材料本身的缺陷也是導(dǎo)致零件失效的一個(gè)重要原因，常見(jiàn)的缺陷是夾雜物過(guò)多，過(guò)大，雜質(zhì)元素太多，或者有夾層、折疊等宏觀缺陷。所以材料為 45#鋼。 第 16 頁(yè) 共 27 頁(yè)3.4 加工路線的設(shè)計(jì)由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，應(yīng)盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率，除此之外，還應(yīng)降低生產(chǎn)成本。為此，設(shè)計(jì)了兩套工藝路線，分別如表 1 和表 2 所示。表 1 工藝路線方案一工序 1粗

26、加工定位基準(zhǔn)面（底面）工序 2鉆，擴(kuò)，鉸12H7 孔工序 3粗、精加工上表面工序 4外輪廓銑削工序 5終檢表 2 工藝路線方案二工序 1粗加工定位基準(zhǔn)面（底面）工序 2粗、精加工上表面工序 3鉆，擴(kuò)，鉸12H7 孔工序 4外輪廓銑削工序 5終檢按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原則確定加工順序，我選擇第 2種。3.5 刀具選擇刀具選擇刀具的選擇是數(shù)控加工中重要的工藝內(nèi)容之一，它不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時(shí)，選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。與傳統(tǒng)的加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具的要求更高，不僅要求精度高、剛度高、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)

27、定、安裝調(diào)整方便。這就要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料制造數(shù)控加工刀具，并優(yōu)選刀具參數(shù)。 選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀，銑削平面時(shí)應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀，對(duì)一些主體型面和斜角輪廓形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形刀、錐形刀和盤形刀。曲面加工常采用球頭銑刀，但加工曲面較低平坦部位時(shí)，刀具以球頭頂端刃切削，切削條件較差，因而采用環(huán)形銑刀。表 2 本設(shè)計(jì)中刀具的選擇： 第 17 頁(yè) 共 27 頁(yè)序號(hào)刀具編號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面刀尖半徑 /mm備注1T01125mm 硬質(zhì)合金端面銑刀1銑削上下表

28、面0.52T0210.5 鉆頭1鉆12H7 的孔3T0320 鉸刀1鉸孔4T0412 硬質(zhì)合金立銑刀1銑削外輪廓編制審核批準(zhǔn)日期3.6 切削用量選擇切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、切削深度或?qū)挾?、進(jìn)給速度（進(jìn)給量）等。切削用量的大小對(duì)切削力、切削速率、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響。對(duì)于不同的加工方法，需選擇不同的切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)。合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工或精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。該零件材料切削性能較好，銑

29、削平面、外輪廓面時(shí)，留 0.5mm 精加工余量，其次一刀完成粗銑。確定主軸轉(zhuǎn)速時(shí)，先查切削用量手冊(cè)，硬質(zhì)合金銑刀加工鑄（190-260HB）時(shí)的切削速度為 45-90m/min，取 v=70m/min,然后根據(jù)銑刀直徑計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速，并填入工序卡中（若機(jī)床為有級(jí)調(diào)速，應(yīng)選擇與計(jì)算結(jié)果接近的轉(zhuǎn)速）。N=1000v/3.14D確定進(jìn)給率時(shí)，根據(jù)銑刀赤數(shù)、主軸轉(zhuǎn)速和切削用量手冊(cè)中給的每齒進(jìn)給量，計(jì)算進(jìn)給速度并填入工序卡片中。Vf=Fn=FnZn背吃刀量的選擇應(yīng)根據(jù)加工余量確定。粗加工時(shí)，一次進(jìn)給應(yīng)盡可能切除全部余量。在中等功率的機(jī)床上，背吃刀量可達(dá) 8-10mm。半精加工時(shí)，背吃刀量取為 0.5-2m

30、m。精加工時(shí)背吃刀量取為 0.2-0.4mm. 第 18 頁(yè) 共 27 頁(yè)表 3 孔系加工刀具與切削用量參數(shù)3.7 擬定數(shù)控切削加工工序卡把零件加工順序、所采用的刀具和切削用量等參數(shù)編入表 3 所示的加工工序卡中以指導(dǎo)編程和加工操作表 2-3 數(shù)控加工工序卡產(chǎn)品名稱代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)單位名稱湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì)工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備車間平口虎鉗和一面兩銷XK6140數(shù)控中心工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)/mm刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)速/mm進(jìn)給速度/mm背吃刀量/mm備注01粗銑定位基準(zhǔn)面（底面）T01125180404手動(dòng)02粗銑上表面T01125180404手動(dòng)03精銑上表

31、面T01125180250.5手動(dòng)04鉆12H7 底孔T02122004019手動(dòng)05鉸孔12H7 內(nèi)孔表面T0312500300.2手動(dòng)06粗銑外輪廓T0425900405手動(dòng)07精銑外輪廓T0425900255手動(dòng)編制審核批準(zhǔn)11 月 5 日1 頁(yè)刀具編號(hào)加工內(nèi)容刀具參數(shù)主軸轉(zhuǎn)速 S/（r/min）進(jìn)給量 f/(mm/min)背吃刀量Ap /mm0112 鉆孔12 鉆頭2004010.50212H7 鉸刀絞刀500300.2 第 19 頁(yè) 共 27 頁(yè)3.8 工序設(shè)計(jì)（1）選一個(gè) 100X110X38 的毛坯。（2）粗銑定位基準(zhǔn)面（底面），采用平口鉗裝夾，用125mm 平面端銑刀，主軸轉(zhuǎn)速

32、為 180r/min，進(jìn)給速度 40 mm/min，背吃刀量 2mm。（3）粗銑上表面，將初銑的底面反過(guò)來(lái)，進(jìn)行粗銑上表面，用125mm 平面端銑刀，主軸轉(zhuǎn)速為 180r/min，進(jìn)給速度 40 mm/min，背吃刀量 2 mm。（4）精銑上表面，用125mm 平面端銑刀，主軸轉(zhuǎn)速為 180r/min，進(jìn)給速度 25 mm/min，背吃刀量 0.5 mm。（5）鉆12H7 的底孔，用10.5 的鉆頭，主軸轉(zhuǎn)速為 200r/min，進(jìn)給速度40mm/min，背吃刀量 12 mm?？梢杂每足@削 G81。（6）鉸孔12H7 內(nèi)孔表面，使用鉸刀，主軸轉(zhuǎn)速為 600 r/min,使用 G81 循環(huán)。（7

33、）粗銑外輪廓，用12mm 平面立銑刀，主軸轉(zhuǎn)速為 400r/min，粗銑時(shí)的橫向進(jìn)給率為 100mm/min，縱向進(jìn)給率為 50mm/min。(8)精銑刀外輪廓，用12mm 平面立銑刀，主軸轉(zhuǎn)速為 900r/min，進(jìn)給速度 40 mm/min，背吃刀量 5 mm。在 Z 軸方向不分層，一次銑到位。 第 20 頁(yè) 共 27 頁(yè)4.4.加工程序加工程序4.1 確定編程原點(diǎn)確定編程原點(diǎn)銑床上編程坐標(biāo)原點(diǎn)的位置是任意的，他是編程人員在編制程序時(shí)根據(jù)零件的特點(diǎn)來(lái)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(lái)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

34、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，并減少計(jì)算錯(cuò)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(duì)稱的零件，編程坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)設(shè)在對(duì)稱中心上；不對(duì)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12 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。 4.2 編輯程序編輯程序 G90G54G40G0Z100X0Y-65.M03S800Z-5.G01G40X-20.Y-50.F100D1Y-28.G2X-13.5Y-20R8.G1X13.5G2X20Y-28R8. 第 21 頁(yè)

35、 共 27 頁(yè)Y-65.G40G0Z30X-65.Y0Z-5.G01G42X-50Y20.D1X-28.G2X-20.Y13.5R8.G1Y-13.5G2X-28.Y-20R8.G1X-65.G40G0Z30X0Y65.Z-5.G01G40X20.Y50.F100D1Y28.G2X13.5Y20R8.G1X-13.5G2X-20Y28R8. 第 22 頁(yè) 共 27 頁(yè)Y65.G40G0Z30X65.Y0Z-5.G01G42X50Y-20.D1X28.G2X20.Y-13.5R8.G1Y13.5G2X28.Y20R8.G1X65.G40G0Z100.M05M30打孔 中心鉆G90G54G80G4

36、0G0Z100.M03S500X0Y0Z10. 第 23 頁(yè) 共 27 頁(yè)G81Z-2.5R3.F400G0Z100.M05M30鉆孔 10.5 鉆頭G90G54G80G40G0Z100.M03S500X0Y0Z10.G81Z-38.5R3.F100G0Z100.M05M30鉸孔 12 鉸刀G90G54G80G40G0Z100.M03S500X0Y0Z10.G81Z-36.R3.F60G0Z100. 第 24 頁(yè) 共 27 頁(yè)M05M305 操作步驟5.1 先開(kāi)機(jī)床接同通 CNC 和機(jī)床電源，系統(tǒng)啟動(dòng)后進(jìn)入“加工”操作區(qū) JOG 運(yùn)行方式檢查機(jī)床開(kāi)啟后發(fā)現(xiàn)機(jī)床會(huì)出現(xiàn)報(bào)警信號(hào)，這時(shí)，需按下復(fù)位鍵，使機(jī)床加上驅(qū)動(dòng)力。這時(shí)才能正常操作機(jī)床。5.2回參考點(diǎn)用機(jī)床控制面板上“回參考點(diǎn)鍵”啟動(dòng)回參考點(diǎn)。在“回參考點(diǎn)”窗口中顯示該坐標(biāo)軸是否必須回參考點(diǎn)：如出現(xiàn)燈亮，則說(shuō)明未回參考點(diǎn)，如出現(xiàn)燈不亮，則說(shuō)明已回參考點(diǎn)。5.3 參數(shù)設(shè)定在 CNC 進(jìn)行工作前，必須對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，對(duì)機(jī)床和刀具進(jìn)行調(diào)整：(1)輸入刀具參數(shù)及刀具補(bǔ)償參數(shù)(2)輸入/修改零點(diǎn)偏置(3)輸入設(shè)定數(shù)值刀具參數(shù)包括刀具幾何參數(shù)，磨損量參數(shù)、刀具量參數(shù)和刀具型號(hào)參數(shù)等。有些參數(shù)如