数控加工中心加工工艺及程序编制毕业论文.doc

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1、数控加工中心加工工艺及程序编制目 录摘 要.3关键词.31阅读加工零件图.72图样分析.83加工工艺的分析.83.1确定工件坐标系.83.2加工难点.93.3刀具干涉检查.93.4避免过切.93.5刀具参数选择.93.5.1刀具选择.93.5.2切削用量的确定104加工工艺的制定.115程序编制.116注意事项167总结.17 致谢.17数控加工中心加工工艺及程序编制摘 要 ：数控加工中心是一种带有刀库并能自动更换刀具，对工件能够在一定的范围内进行多种加工操作的数控机床。在加工中心上加工零件的特点是：被加工零件经过一次装夹后，数控系统能控制机床按不同的工序自动选择和更换刀具；自动改变机床主轴转

2、速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其它辅助功能，连续地对工件各加工面自动地进行钻孔、锪孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、铣削等多工序加工。由于加工中心能集中地、自动地完成多种工序，避免了人为的操作误差、减少了工件装夹、测量和机床的调整时间及工件周转、搬运和存放时间，大大提高了加工效率和加工精度，所以具有良好的经济效益。加工中心按主轴在空间的位置可分为立式加工中心与卧式加工中心。在数控加工心中，目前的编程方法通常有两种：简单轮廓直线、圆弧组成的轮廓，直接用数控系统的G代码编程。复杂轮廓三维曲面轮廓，在计算机中用自动编程软件(CAD/CAM)画出三维图形，根据曲面类型设定各种相应的参数，自动生成数控加工程

3、序。以上两种编程方法基本上能满足数控加工的要求。但加工函数方程曲线轮廓时就很困难，因为早期的铣床数控系统不具备函数运算功能，直接用G代码不能编制出函数方程曲线的加工程序，(版本较低的)CAD/CAM软件通常也不具备直接由方程输入图形的功能。所以切削函数方程曲线轮廓，目前通常使用的方法是：根据图纸要求，算出曲线上各点的坐标，再根据算出的坐标值用直线或圆弧指令代码编制程序，手工输入系统进行加工。这种方法工作量很大，而且计算大量坐标点容易出错。为了解决以上问题，本文介绍两种实用的函数方程曲线加工方法。关键词：数控加工中心；工艺分析；工序；加工程序；刀具数控编程是把零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参量、

4、机床的运动和刃具位移等内容,按照数字控制机床的编程格局和能辨认的语言记录在程序单上的全过程。程序编制的方法首要有手工编程和auto编程两类。近年来数字控制技术发。数控机床主要由数控装置、伺服机构和机床主体组成。输入数控装置的程序指令记录在信息载体上，由程序读入装置接收，或由数控装置的键盘直接手动输入。未来数控机床的类型将更加多样化，多工序集中加工的数控机床品种越来越多；激光加工等技术将应用在切削加工机床上，从而扩大多工序集中的工艺范围；数控机床的自动化程度更加提高，并具有多种监控功能，从而形成一个柔性制造单元，更加便于纳入高度自动化的柔性制造系统中。1 阅读加工零件图图1 3号件工程图图2 3

5、号件的三维图2 图样分析零件几何特点：该零件主要由半圆的凹腔、3个圆的凹腔和4个通孔等组成，其几何形状为平面二维图形，零件，20通孔尺寸精度为，孔口有R2的倒圆角,若没有成型刀,需要采用宏程序倒圆角,工件上表面粗糙度为3.2m，孔表面粗糙度为1.6m，需采用粗、精加工。此外,运用手工编程还需要运用简化编程指令。注意加工工序，防止加工变形。3 加工工艺的分析数控铣或加工中心加工零件的表面不外乎平面、轮廓、曲面、孔和内螺纹等，主要考虑到所选加工方法要与零件的表面特征、所达到的精度及表面粗糙度相适应。在数控铣床及加工中心上可铣削平面、平面轮廓及曲面。经粗铣的平面，尺寸精度一般可达到IT 12IT14

6、级，表面粗糙度可达Ra12.525。经粗、精铣的平面，尺寸可达IT7IT9级，表面粗糙度可达Ra0.83.2。3.1 确定工件坐标系工件坐标系是在数控编程时用来定义工件形状和刀具相对工件运动的坐标系，为保证编程与机床加工的一致性，工件坐标系应是右手笛卡尔坐标系。工件装夹到机床上时，应使工件坐标系和机床坐标系的坐标轴方向保持一致。工件坐标系的原点称为工件原点或编程原点，工件原点在工件上的位置虽可任意选择，但一般应遵循以下原则： （1）工件原点选在工件图样的基准上，以便于编程 （2）工件原点尽量选在尺寸精度高、粗糙度值低的工件表面上 （3）工件原点最好选在工件的对称中心上 （4）要便于测量和检验3

7、.2 加工难点由于是高级工实训，在没有成型刀具的情况下，R2的圆角是很难加工的。必须使用宏程序加工,所以我们需要运用宏程序来加工R2的圆角.宏程序编程是这个工件的难点.3.3 刀具干涉检查 图纸上给出工件的几何特征，但是并没有给出刀具轨迹的过程点。而在工艺上保证加工效率。往往采用大直径的刀具。而刀具直径越大，发生干涉的几率越大，因此在加工过程中必须注意避免干涉的发生，解决方法我们可以在加工前采用试切削的办法避免干涉的发生。3.4 避免过切 在铣削凹腔时，应选择合理的刀具，避免过切的发生。3.5 刀具参数选择在金属切削加工中，铣刀是最常用的平面加工刀具。铣刀不但能完成简单平面的加工，而且还能完成

8、不同方位平面的加工，或由多个简单平面构成的表面的加工。铣刀的种类很多，常用的有圆柱铣刀、端铣刀、键槽铣刀、立铣刀、模具铣刀、半圆键槽铣刀、三面刃铣刀、角度铣刀、锯片铣刀等3.5.1 刀具选择刀具名称刀具直径刀具材料立铣刀 6硬质合金 8高速钢 12待添加的隐藏文字内容3高速钢 16高速钢麻花钻 9.8高速钢 8.5高速钢铰孔刀 10H7高速钢盘铣刀 /硬质合金3.5.2 切削用量的确定如图所示，铣削用量的计算如下。a铣削速度式中do铣刀的直径，mm；n铣刀转速，rrain。b进给量f铣削进给量有每齿、每转和每分钟三种表示法。(1)每齿进给量fz指铣刀每转过一个刀齿时，铣刀与工件的相对位移，单位

9、为mmz。(2)每转进给量f指铣刀每转一转时，铣刀与工件的相对位移，即式中z铣刀的齿数。(3)每分钟进给量f 指铣刀相对于工件每分钟的位移量，即表一铣削速度推荐表工件材料硬度/HB铣削速度/m/min高速钢铣刀硬质合金铣刀低、中炭钢2202140601502252901536541153004259153675高炭钢22018366013022532514215310532537582136483754256103545计算得：刀具名称刀具直径VCFZN转速F进给倍率立铣刀 6900100 8800100 12550100 16 550-600100麻花钻 9.860060 8.570060搅

10、孔刀 10H710040盘铣刀 /12001004 加工工艺的制定毛坯为1008025板材，工件材料为45#，根据零件图样要求其加工工序为：（1） 用平口钳装夹毛坯，伸出表面13mm左右；（2） 用80面铣刀粗、精铣工件上表面，作为工件的测量基准；（3） 用16立铣刀粗、精铣梅花凹腔；（4）使用8键槽铣刀粗、精20圆槽和12的通孔；（5）使用9.8钻头钻孔；（6）使用10钻头铰刀铰孔；5 程序编制 程序 注释O0001; 点孔M3 S1000G16G1 Z100 F2000X0 Y0Z10G98 G81 X0 Y0 Z-1 R3 F60X35X-35 Y180X25 Y45Y135Y225Y3

11、15G15G80G0 Z100M5M30O0002;钻孔G54 G90 G17M3 S600G16G1 Z100 F2000X0 Y0Z10G98 G83 X0 Y0 Z-30 R3 Q4 F60X35X-35 Y180X25 Y45Y135Y225Y315G15G80G0 Z100M5M30O0003;绞孔G54 G90 G17M3 S100G16G1 Z100 F2000X0 Y0Z10G98 G85 X0 Y0 Z-30 R3 F60X35X-35 Y180X25 Y45Y135Y225Y315G15G80G0 Z100M5M30O0004中心螺旋下刀G54 G90 G17M3 S600

12、G1 X0 Y0 F2000Z150Z10#1=0WHILE#1 GE -18 DO1G1 G41 X12.5 Y0 D1 F100G3 I-12.5 Z#1#1=#1-2END1G1 G40 X0 Y0G0 Z100M5M30O0005中间内轮廓G54 G90 G17M3 S600G1 X0 Y0 F2000Z150Z10G1 Z-4 F80G1 G41 X10 Y25 D1 F100G2 X-10 Y25 R15G3 X-25 Y10 R10G2 X-25 Y-10 R15G3 X-10 Y-25 R10G2 X10 Y-25 R15G3 X25 Y-10 R10G2 X25 Y10 R1

13、5G3 X10 Y25 R10G1 G40 X0 Y0G0 Z100M5M30O0006右侧圆形凹腔G54 G90 G17M3 S600G1 X35 Y0 F2000Z150Z10G1 Z-4 F60G1 G41 X45 Y0 D1 F100G3 I-10G1 G40 X35 Y0G0 Z100M5 M30O0007左侧圆形凹腔G54 G90 G17M3 S600G1 X-35 Y0 F2000Z150Z10G1 Z-4 F60G1 G41 X-25 Y0 D1 F100G3 I-10G1 G40 X-35 Y0G0 Z100M5 M30O0008R10半圆凹腔G54 G90 G17M3 S6

14、00G1 X0 Y-40 F2000Z150Z10G1 Z-8 F80G1 G41 X10 Y-40 D1 F100G3 I-10G1 G40 X0 Y-40G0 Z100M5 M30O0009R10半圆凹腔（另一侧）G54 G90 G17M3 S600G1 X0 Y40 F2000Z150Z10G1 Z-8 F80G1 G41 X10 Y40 D1 F100G3 I-10G1 G40 X0 Y40G0 Z100M5 M30O0010右侧圆形凹腔倒R2角G54 G90 G17M3 S1500G1 X35 Y0 F2000Z150Z10#1=90WHILE#1 GE 0 DO1#13001=4+

15、2*SIN#1-2G1 Z2*COS#1-6 F500G1 G41 X45 Y0 D1 F1000G3 I-10G1 G40 X35 Y0 #1=#1-2END1G0 Z100M5M30O0011左侧圆形凹腔倒R2角G54 G90 G17M3 S1500G1 X-35 Y0 F2000Z150Z10#1=90WHILE#1 GE 0 DO1#13001=4+2*SIN#1-2G1 Z2*COS#1-6 F500G1 G41 X-25 Y0 D1 F1000G3 I-10G1 G40 X-35 Y0#1=#1-2END1G0 Z100M5M306 注意事项1）钻孔前不能把垫块抽掉以免工具倾斜2）应注意下速度，不要太快7 总结 在加工时，我选择了用8的刀加工20的圆凹腔，导致有许多切削余量，导致加工速度慢，应先用钻头打空，在用12的三刃铣刀加工。参考文献1金属切削原理与刀具（第三版） 中国劳动社会保障出版社2数控加工工艺与编 陈洪涛 高等教育出版社