畢業(yè)設(shè)計論文—數(shù)控銑床及加工中心產(chǎn)品加工-精品

1、數(shù)控銑床及加工中心產(chǎn)品加工摘要 近年來數(shù)控加工在模具領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，本課題結(jié)合結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實選取煙灰缸下模進行數(shù)控編程與加工，從中探索與培養(yǎng)應(yīng)用所學(xué)知識解決生產(chǎn)現(xiàn)場實問題的能力。關(guān)鍵字?jǐn)?shù)控加工 缸模具 編程 探索與培養(yǎng)Abstract In recent years the numerical control processing was getting more and more widespread in the mold domain application, this topic union union enterprise produced solid the selection

2、 ash-tray stamping die to carry on the numerical control programming and the processing, explored and the raise application studies the knowledge solution to produce the scene solid question abilityKeywords numerical control processing Ash-tray mold Programs Exploration and raise前言 三年來通過對數(shù)控專業(yè)的學(xué)習(xí)和一段時

3、間的實習(xí)，對數(shù)控機床和編程的操作有一定程度的了解和掌握，已經(jīng)可以進行獨立的編程和操作，這時就需要一次來鍛煉自己，檢驗自己的掌握程度。這次設(shè)計就達(dá)到了這樣的目的，使自己更了解數(shù)控機床，對它的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)等有了一定更進一步的掌握，使自己的理論水平和實際操作水平更上一層樓。 根據(jù)數(shù)控崗位適應(yīng)性較強、需求量和緊缺性較大、有較強實際操作技能和較豐富加工工藝的數(shù)控技術(shù)人才目標(biāo)，本課題對數(shù)控加工知識體系進行了整體優(yōu)化并結(jié)合模具設(shè)計的一些知識，選取了煙灰缸進行模具設(shè)計，最后開模，轉(zhuǎn)出下模IGES并轉(zhuǎn)入Mstercam進行編程，后處理出程序，最后到數(shù)控加工中心對煙灰缸模具下模進行加工。其中包括零件的加工方案，加工工

4、藝分析，工藝流程等。訓(xùn)練了我們的理論知識又訓(xùn)練了實踐要求，體現(xiàn)了理論與實踐的有機結(jié)合，具有廣泛的實用性及適應(yīng)性。通過這次設(shè)計還可以了解數(shù)控機床的日常維護與保養(yǎng)。 這次設(shè)計是對我三年學(xué)習(xí)和實習(xí)的一次終結(jié)，也為畢業(yè)后從事數(shù)控及機械等專業(yè)方面的相關(guān)工作打下良好的基礎(chǔ)目錄摘要 （1）前言 （3）目錄 （4）第一章 概論（5）第二章 數(shù)控加工工藝分析 （8）2.1 零件圖樣分析 （8）2.2 工件的裝夾與定位 （8）2.3 機床選擇（9）2.4 加工工序是劃分 （9）2.5 刀具選擇 （9）2.6切削用量的選擇 （11）2.7 加工余量的選擇 （11）2.8 擬訂數(shù)控加工 （11）第三章 煙灰缸的模具設(shè)

5、計 （13） 3.1 Pro/ENGINEER介紹 （13） 3.2 煙灰缸產(chǎn)品的三維設(shè)計 （13） 3.3 煙灰缸模具設(shè)計 （14） 3.4從Pro/ENGINEER系統(tǒng)轉(zhuǎn)出IGES并轉(zhuǎn)入Mstercam中（15）第四章 煙灰缸下模數(shù)控編程與加工（16） 4.1 Mastercam簡介 （16） 4.2 煙灰缸下模編程 （16） 4.3煙灰缸下模數(shù)控加工 （17）第五章 數(shù)控機床日常保養(yǎng)與維護 （18）結(jié)論 （20）致謝語 （20）參考文獻 （20）第一章 概論 數(shù)控機床是數(shù)字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并

6、將其譯碼，從而使機床動作并加工零件。一、 數(shù)控機床的組成數(shù)控機床一般由下列幾個部分組成： 1.主機，他是數(shù)控機床的主題，包括機床身、立柱、主軸、進給機構(gòu)等機械部件。他是用于完成各種切削加工的機械部件。 2.數(shù)控裝置，是數(shù)控機床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機等）以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變換、插補運算以及實現(xiàn)各種控制功能。 3.驅(qū)動裝置，他是數(shù)控機床執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動部件，包括主軸驅(qū)動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。他在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實現(xiàn)主軸和進給驅(qū)動。當(dāng)幾個進給聯(lián)動時，可以完成定位、直線、平面曲

7、線和空間曲線的加工。 4.輔助裝置，指數(shù)控機床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機床的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數(shù)控轉(zhuǎn)臺和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。 5.編程及其他附屬設(shè)備，可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。二、數(shù)控機床的優(yōu)缺點和傳統(tǒng)的機械加工手段相比數(shù)控加工技術(shù)具有以下優(yōu)點：1、加工效率高。 利用數(shù)字化的控制手段可以加工復(fù)雜的曲面。而加工過程是由計算機控制，所以零件的互換性強，加工的速度快。 2、加工精度高。 同傳統(tǒng)的加工設(shè)備相比，數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化了傳動裝置,提高分辨率,減少了人為誤差，因此加工的效率可以得到很大的提高

8、。 3、勞動強度低。 由于采用了自動控制方式，也就是說加工的全部過程是由數(shù)控系統(tǒng)完成，不象傳統(tǒng)加工手段那樣煩瑣，操作者在數(shù)控機床工作時，只需要監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài)。所以勞動強度很低。 4、適應(yīng)能力強。 數(shù)控加工系統(tǒng)就象計算機一樣，可以通過調(diào)整部分參數(shù)達(dá)到修改或改變其運作方式，因此加工的范圍可以得到很大的擴展。 5、工作環(huán)境好。 數(shù)控加工機床是機械控制、強電控制、弱電控制為一體高科技產(chǎn)物，對機床的運行溫度、濕度及環(huán)境都有較高的要求。和傳統(tǒng)的機械加工手段相比數(shù)控加工技術(shù)具有以下缺點：1、價格昂貴 一次投資較大，價格昂貴。2、維修和操作較復(fù)雜 數(shù)控機床要求具有較高技術(shù)水平的工人和維修人員進行操作和維修

9、。數(shù)控機床是科學(xué)技術(shù)水平發(fā)展的結(jié)果。高技術(shù)產(chǎn)品，一定要求有較高水平的人才操作和維修。3、系統(tǒng)復(fù)雜，維護費用高。三、數(shù)控加工對象 數(shù)控機床適用用與多品種中小批生產(chǎn)和對形狀比較復(fù)雜、精度要求較高的零件加工，也適用于對產(chǎn)品更新頻繁、生產(chǎn)周期要求短的零件加工。四、數(shù)控現(xiàn)狀近年來，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，尤其是機械制造業(yè)中，普通機械正逐漸被高效率、高精度、高自動化的數(shù)控機械所代替。目前國外機械設(shè)備的數(shù)控化率已達(dá)到85%以上，而我國的機械設(shè)備的數(shù)控化率不足20%，隨著我國機制行業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用，我國世界制造業(yè)加工中心地位形成，數(shù)控機床的使用、維修、維護人員在全國各

10、工業(yè)城市都非常緊缺，再加上數(shù)控加工人員從業(yè)面非常廣，可在現(xiàn)代制造業(yè)的模具、鐘表業(yè)、五金行業(yè)、中小制造業(yè)、從事相應(yīng)公司企業(yè)的電腦繪圖、數(shù)控編程設(shè)計、加工中心操作、模具設(shè)計與制造、 電火花及線切割工作，所以目前現(xiàn)有的數(shù)控技術(shù)人才無法滿足制造業(yè)的需求，而且人才市場上的這類人才儲備并不大，企業(yè)要在人才市場上尋覓合適的人才顯得比較困難，以至于導(dǎo)致模具設(shè)計、CAD/CAM工程師、數(shù)控編程、數(shù)控加工等已成為我國各人才市場招聘頻率最高的職位之一。五、數(shù)控機床的分類數(shù)控技術(shù)除了廣泛用于各種機床上外，也用于各種機械的運動控制上。由于控制系統(tǒng)及傳感元件的發(fā)展，機床的智能化程度越來越高，工藝范圍也更廣。從控制原理和主

11、要性能上看，可安下列分類。1 按工藝用途分類按工藝特點可分為普通數(shù)控機床和加工中心。普通數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機床、數(shù)控壓力加工機床、數(shù)控電加工機床等等。加工中心是帶有刀庫和自動換刀機械手的數(shù)控機床，在機臺上可實現(xiàn)不同工藝加工，通常可完成鉆、擴、絞、攻羅紋、鏜、銑等多工序加工，為擴大加工范圍和減少輔助時間，有些加工中心還能自動更換工作臺、刀庫和主軸。車銑中心由數(shù)控車床發(fā)展而來，它有車銑功能2 按加工路線分類 （1） 點位控制數(shù)控機床 只要求機床的移動部件從一點到另一點的定位精度，對其移動的路線不做要求。 （2） 輪廓加工數(shù)控機床 這種機床的數(shù)控系統(tǒng)能夠同時控制多

12、個坐標(biāo)軸聯(lián)合動作，多不同形狀的工件輪廓表面進行加工。 3按有無檢測裝置分類 分為：開環(huán)、全閉環(huán)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床。 （1）開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床，沒有位置檢測裝置，因此加工精度較低，通常由步進電動機驅(qū)動。這種系統(tǒng)結(jié)果簡單、價格便宜，使用于精度要求不高的數(shù)控銑床。 （2）全閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床裝有位置檢測裝置，且位置檢測裝置裝在機床和移動部件上，可以把坐標(biāo)移動的準(zhǔn)確位置檢測出來并反饋給計算機，因此裝有全閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機床的加工精度很高。 （3）半閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床也有位置檢測裝置元件，與全閉環(huán)控制的數(shù)控機床的不同之處是檢測元件為圓盤形，裝在伺服電機的尾部，用測量電動機轉(zhuǎn)角的方式檢測

13、坐標(biāo)位置。由于電動機到工作臺之間的傳動部件有間隙、彈性變形和熱變形等因素，因而檢測的數(shù)據(jù)與實際的坐標(biāo)值有誤差。但是由于半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)價格比較便宜、結(jié)構(gòu)比較簡單，安裝調(diào)試比較方便、檢測元件不容易受到損害等優(yōu)點多用于加工精度要求不是很高的數(shù)控機床。 4按可聯(lián)動的坐標(biāo)軸數(shù)分類 有兩軸、三軸、四軸、五軸聯(lián)動的數(shù)控機床等等。由于可聯(lián)動的坐標(biāo)軸數(shù)的不同使機床的加工能力區(qū)別大，例如鏜銑床，如果只有兩坐標(biāo)軸聯(lián)動，則只能加工平面曲線表面。若能三坐標(biāo)軸聯(lián)動，則能加工三維空間曲面。在加工多維曲面時，為使刀具能合理切削，刀具回轉(zhuǎn)中心線也要轉(zhuǎn)動，因此需要更多的坐標(biāo)聯(lián)動。五軸聯(lián)動的鏜銑床能夠加工螺旋漿槳表面。在了解坐標(biāo)軸

14、聯(lián)動數(shù)時，要考查控制軟件的功能機床所具有的坐標(biāo)軸數(shù)，不等于坐標(biāo)軸聯(lián)動數(shù)。具有的伺服電動機數(shù)也不等于坐標(biāo)軸聯(lián)動數(shù)。所謂坐標(biāo)軸聯(lián)動數(shù)。所謂坐標(biāo)軸聯(lián)動數(shù)是指由同一個插補程序控制的移動坐標(biāo)軸數(shù)。這些坐標(biāo)軸的移動規(guī)律是由所加工的輪廓表面來規(guī)定的。第二章 數(shù)控加工工藝分析2.1 零件圖樣分析如圖2-1所示為煙灰缸下模具模形。圖2-1 煙灰缸下模零件名：煙灰缸下模材料：45#鋼，45#鋼是典型的中碳鋼，含碳0.45%，硬度HRC20-30技術(shù)要求：曲面的表面粗糙度Ra1.6；拔模斜度20度與30度；形狀分析：該零件底下是一個六方體，上表面是模具的分形面；零件上部分是煙灰 缸模型，拔模斜度20度 ，煙灰缸外圍

15、四周曲面和分形面之間無圓角過度；煙灰缸頂面有三個帶倒角R5的煙槽，煙灰缸側(cè)面倒角R12；里面是個裝煙灰的型腔，拔模斜度為30度，型腔四周曲面與低面之間過度圓角R8；其余倒角為R5。 2.2 工件裝夾與定位 工件定位與安裝的確定是工藝設(shè)計中不可缺少的環(huán)節(jié)，對任何加工方法來講都十分重要，合理地選擇工件的定位基準(zhǔn)和夾壓方式是確定工件安裝的關(guān)鍵。工件安裝的好壞會直接影響工件的加工質(zhì)量。在工序高度集中的數(shù)控機床上加工零件，如何提高零件的定位精度，最大限度地減少零件的夾壓變形更為重要，應(yīng)給予足夠的重視。根據(jù)工件尺寸，坯料尺寸選擇160mm×160mm×44mm，坐標(biāo)原點為于工件上表面中

16、心，工件材料45#鋼，屬于叫容易切削的材料。坯料四周表面已經(jīng)在普通機床設(shè)備上加工到尺寸。工件裝夾在工作臺上，夾具用通用螺釘壓板，利用螺栓和壓板將工件固定在機床工作臺上即可。2.3 機床的選擇 不同類型的零件應(yīng)在不同的數(shù)控機床上加工，要根據(jù)零件的設(shè)計要求選擇機床本次加工選用的加工設(shè)備是大連機床集團研制生產(chǎn)的VDL1000A立式加工中心，該機床可實現(xiàn)X、Y、Z三軸聯(lián)動，其主要技術(shù)參數(shù)如表2-1所示。表2-1 機床參數(shù)數(shù)控系統(tǒng)FANUC-01數(shù)控系統(tǒng)行程范圍X200mmY500mmZ630mm主軸最高轉(zhuǎn)速7500r/min主軸功率7.5/11KW導(dǎo)軌類型高精度直線滾動導(dǎo)軌2.4 加工工序的劃分?jǐn)?shù)控加

17、工工序的劃分一般可按下列方法進行：（1）刀具集中分序法 就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所以可以完成的部位。在用第二、第三把刀完成它們可以完成的其他部位。這樣可以減少換刀次數(shù)，壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。 （2）一加工部位分序法 對于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點將加工部位分成幾個部位，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。（3）以粗、精加工分序法 對于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進行校形，故一般來說凡要進行粗、精加工的都要將

18、工序分開。 所述，本次工序結(jié)合（3）進行劃分如下：（1）曲面挖槽粗加工（2）曲面平行粗加工（3）面面平行精加工（4）曲面等高外行精加工2.5 選擇刀具數(shù)控銑床切削加工具有高速、高效的特點，與傳統(tǒng)銑床切削加工相比較，數(shù)控銑床對切削加工刀具的要求更高，銑削刀具的剛性、強度、耐用度和安裝調(diào)整方法都會直接影響切削加工的工作效率；刀具的本身精度，尺寸穩(wěn)定性都會直接影響工件的加工精度及表面的加工質(zhì)量，合理選用切削刀具也是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一。加工中心的刀庫可以安裝很多把刀，在工件加工之前，必須把需要的刀具安裝到刀庫中，加工是再把所需刀具換到主軸上。刀具要有很高的幾何形狀精度和尺寸精度，主要是切削刃

19、部分的形狀，尺寸精度和刀具長度的尺寸精度。精加工刀具要求應(yīng)高于1微米。換刀以后數(shù)控系統(tǒng)用刀具補償指令把刀尖頂部設(shè)定在同一個平面上，用半徑補償?shù)姆椒ūＷC不因刀具半徑的不同而影響零件編程軌跡的變化。加工時有時用到圓頭刀、球頭刀、圓弧銑刀等加工曲面，為了保證加工精度，這些刀具的幾何形狀和尺寸都要精確。不同刀具的，尺寸是不完全相同的，即使是同一把刀，重磨以后的尺寸也要變化。這是任何圖形交互式自動編程系統(tǒng)都不可能提供的，因此必須用人機交互的方法把刀具的參數(shù)輸入到系統(tǒng)中。在刀庫中每一把刀具都有一個號碼，數(shù)控機床換刀時根據(jù)程序中的刀號換刀。 1.銑削加工刀具1）鑲裝不重磨可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的銑刀主要用于銑削

20、平面，粗銑時銑刀直徑選小一些，精銑時銑刀直徑選大一些，當(dāng)加工余量大且余量不均勻時，刀具直徑選小一些，否則會造成因接刀刀痕過深而影響工件的加工質(zhì)量。 2）對立體曲面或變斜角輪廓外形工件加工時，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀、盤形銑刀。 3）高速鋼立銑刀多用于加工凸臺和凹槽。如果加工余量較小，表面粗糙度要求較高時，可選用鑲立方氮化硼刀片或鑲陶瓷刀片的端面銑刀。 4）毛坯表面或孔的粗加工，可選用鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀進行強力切削。 5）加工精度要求較高的凹槽，可選用直徑比槽寬小的立銑刀，先銑槽的中間部分，然后利用刀具半徑補償功能銑削槽的兩邊。2.刀具的材料現(xiàn)今刀具材料，具體可分以下6種

21、。（1）高速鋼 高速鋼是指含有較多鎢、鉬、釩等合金元素的高合金工具鋼，俗稱鋒鋼或白鋼。高速鋼有較高的硬度（63-63HRC）、耐磨性和耐熱性（約600-660）有足夠的強度和韌性；有較好的工藝性。目前高速鋼已作為主要的刀具材料之一，廣泛用于制造形狀復(fù)雜的銑刀、鉆頭、拉刀和齒輪刀具等。高速鋼按其性能可分為通用高速鋼和高性能高速鋼。按其工藝方法的不同又可分為熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。（2）硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金是由高硬度、高熔點的金屬碳化物（WC、TiC、TaC、NbC等）和金屬黏結(jié)劑（Co、Ni、Mo等）用粉末冶金的方法制成的。碳化物決定硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性、和耐熱性。黏結(jié)劑決定了硬質(zhì)合金的強度

22、和韌性。與高速鋼相比，硬度高，耐磨性好，耐熱性高。允許切削的速度比高速鋼高5-10倍。制造工藝性比較差，但是硬質(zhì)合金作為一種優(yōu)異的刀具材料得到了廣泛的應(yīng)用。（3）涂層刀具 硬質(zhì)合金或高速鋼刀具通過化學(xué)或物理方法在其表面涂覆一層耐磨性好的難熔金屬化合物，這樣，既能提高刀具材料的耐磨性，又不降低其韌度。目前涂層材料有TiC、TiN、Al2O3和TiN與TiC的復(fù)合等材料。一般而言，相同的切削速度下，涂層高速鋼刀具的耐磨損性能比未涂層的提高2-10倍；涂層硬質(zhì)合金刀具的耐磨損性能比未涂層的提高1-3倍。1、 此處省略 NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN字2、3、 調(diào)試加工程序 把工

23、件坐標(biāo)系的 Z 值 沿 +Z 向平 移 100mm ，按下數(shù)控啟動鍵，適當(dāng)降低進給速度，檢查刀具運動是否正確。4、 自動加工 把工件坐標(biāo)系的 Z 值恢復(fù)原值，將進給倍率開關(guān)打到低檔，按下數(shù)控啟動鍵運行程序，開始加工。機床加工時，適當(dāng)調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速和進給速度，并注意監(jiān)控加工狀態(tài)，保證加工正常。5、 取下工件，用游標(biāo)卡尺進行尺寸檢測6、 清理機床7、 關(guān)機第五章 數(shù)控銑床日常保養(yǎng)與維護日常保養(yǎng)內(nèi)容和要求定期保養(yǎng)的內(nèi)容和要求保養(yǎng)部位內(nèi)容和要求一、班前1對重要部位進行檢查。2擦拭外露導(dǎo)軌面按規(guī)定加油。3空運轉(zhuǎn)，察看潤滑系統(tǒng)，是否正常。二班后1、清掃鐵屑。2、擦拭機床。3、各部歸位。4、認(rèn)真填寫好交接班記

24、錄及其他記錄。一、表面1、清洗機床身表面死角，做到漆見本色，鐵見光。2、清除導(dǎo)軌面行刺，無研傷。二、主軸箱1、清潔。2、潤滑好。三、工作臺1、調(diào)整夾緊間隙。2、潤滑良好。四、升降臺1、調(diào)整夾緊間隙。2、調(diào)整傘齒輪齒合間隙。3、潤滑良好。五、液壓1、液壓箱清潔，油量充足。2、調(diào)整壓力表。3、清洗油泵，濾油網(wǎng)。六、電氣1、擦拭電機，箱外無灰塵，油垢。2、各接觸點良好，不漏電。3、箱內(nèi)整潔，無雜物。數(shù)控系統(tǒng)日常維護1. 機床電氣柜的散熱通風(fēng)2. 盡量少開電氣控制柜門3. 紙帶閱讀機的定期維護4. 支持電池定期更換5. 備用印制線路板的定期通電結(jié)論畢業(yè)論文是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會，通過這次比較完整的數(shù)控加工設(shè)計，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實際問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進行畢業(yè)設(shè)計的目的所在。雖然畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容