数控加工工艺与程序编制--毕业设计

南通职业大学机械工程系毕业论文第1页共54页课题名称：凹圆弧多配合综合件的数控加工工艺与程序编制【摘要】本篇论文主要介绍在FANUCSeries-0i-MC上分别采用铣圆弧及精密平口钳夹具进行装夹定为，使用立铣刀、球头铣刀、高速钢钻头、高速钢铰刀及整体式的螺纹铣刀对零件的加工，来实现多配合；在查阅相关的资料和参考文献的基础上，对凹圆弧多配合综合件零件图纸的技术特性、几何形状、尺寸及工艺要求进行分析，明确加工内容和要求，确定加工方案；在指导老师的建议及帮助下，最终设计出符合该综合件的加工工艺及编制出简洁、方便的加工程序，通过仿真机床的仿真加工验证了设计的可行性。【关键词】：多配合加工工艺设计宏程序编制右旋螺纹凹圆弧南通职业大学机械工程系毕业论文第2页共54页Topicname:Concavearcmorecomprehensivecoordinationofncmachiningprocessandprogramming【Abstract】：Thispapermainlyintroducedinfanucseries-0i-mcusingmillingarcshapefacespecialjig,millingappearanceatthespecialjigbyintroducingcombinationfixtureandordinaryvisesfixturesareusedastheclamping,mills,millingandintegralthreadcuttertopartsprocessing,toachievemorewith,Referringtotherelevantdataandreferences,onthebasisofcomprehensivepieceswithconcavearcmoredrawingsofthetechnicalfeatures,geometricshapes,sizesandtechnology,thispaperanalyzesthecontentsandrequirementsclearlyprocessing,determinetheprocessingschemes,Theteacher'sadviceandguidanceinthehelp,finallymeetthedesignofintegratedprocessandprepareaconcise,easyprocessingprocedure,throughthesimulationofmachinedesignprocesssimulationverifiedthefeasibility.【Keyword】：WithmoreProcessdesignMacroprogrammingDextralthreadsConcavearc南通职业大学机械工程系毕业论文第3页共54页目录摘要………………………………………………………………………………………1第一章前言…………………………………………………………………………51．1数控加工的特点……………………………………………………………51．2数控加工工艺设计的特点…………………………………………………61．3数控加工工艺的主要内容…………………………………………………6第二章数控加工工艺设计……………………………………………………………82．1零件图的工艺性分析………………………………………………………82．2机械加工工艺路线的确定…………………………………………………112．3主要装配解析………………………………………………………………16第三章：机床选择、刀具及装夹方案…………………………………………………193．1机床选择……………………………………………………………………193．2刀具材料的选择……………………………………………………………193．3刀具选择及切削用量的计算………………………………………………193．4对刀点与换刀点的确定……………………………………………………213．5装夹方案与定位基准分析…………………………………………………22第四章：数控加工程序的编制与注释…………………………………………………23第五章：综合件的数控仿真加工………………………………………………………445.1仿真界面的介绍——CRT/MDI面板介绍…………………………………445.2机床操作面板介绍…………………………………………………………445.3手动操作机床的方法………………………………………………………445.4对刀参数输入………………………………………………………………475.5刀具参数输入………………………………………………………………475.6仿真结果……………………………………………………………………49第六章:综合件的CAXA造型及加工……………………………………………………506.1CAXA制造工程师介绍……………………………………………………50南通职业大学机械工程系毕业论文第4页共54页6.2造型加工…………………………………………………………………506.3数控编程中手动编程与自动编程区别…………………………………51小结………………………………………………………………………………………53致谢………………………………………………………………………………………54参考文献…………………………………………………………………………………55南通职业大学机械工程系毕业论文第5页共54页第一章前言随着我国市场经济的发展，国内、国际市场竞争日益激烈，产品更新更为迅速，中、小批量的生产越来越多。在工业，中、小批零件的生产几乎占产品数量的35%一50%，而且零件外形越来越复杂，精度要求也越来越高。传统的机床的加工己不能满足要求，柔性加工的重要性更加突出，数控加工的需求日益增大。1.1数控加工的特点数控加工技术是与机床的控制密切结合而发展起来的，通常把采用数控装置来实现自动化和高效率加工的机床统称为数控机床。在实现加工合理化及高效率方面，数控机床与普通机床相比具有许多优势，它突出地表现为:1、加工精度高，质量稳定。数控系统每输出一个脉冲，机床移动部件的位移量称为脉冲当量，数控机床的脉冲当量一般为0.001mm，高精度的数控机床可达0.0001mm，其运动分辨率远高于普通机床。数控机床加工零件的质量由机床保证，无人为操作误差的影响，所以同一批零件的尺寸一致性好，质量稳定。2、能完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件加工。例如，采用二轴联动或二轴以上联动的数控机床，可加工母线为曲线的旋转体曲面零件、凸轮零件和各种复杂空间曲面类零件。3、生产效率高。数控机床的主轴转速和进给量范围比普通机床的范围大，良好的结构刚性允许数控机床采用大的切削用量，从而有效地节省了机动时间。对某些复杂零件的加工，如果采用加工中心，可实现在一次装夹下进行多工序的连续加工，减少了半成品的周转时间，生产率的提高更为明显。4、对产品改型设计的适应性强。当被加工零件改型设计后，在数控机床上只需变换零件的加工程序，调整刀具参数等，就能实现对改型设计后零件的加工，生产准备周期大大缩短。因此，数控机床可以很快地从加工一种零件转换为加工另一种改型设计后的零件，这就为单件、小批量新试制产品的加工，为产品结构的频繁更新提供了极大的方便。5、能减轻工人劳动强度、改善劳动条件。南通职业大学机械工程系毕业论文第6页共54页1.2数控加工工艺设计的特点合理确定数控加工工艺对实现优质、高效和经济的数控加工具有极为重要的作用。数控加工工艺问题的处理与普通加工工艺基本相同，在设计零件的数控加工工艺时，首先要遵循普通加工工艺的基本原则和方法，同时还必须考虑数控加工本身的特点和零件编程要求。1．2.1数控加工工艺内容要求具体而详细数控工艺不仅包括详细描述的切削加工步骤，而且还包括工夹具型号、规格、切削用量和其他特殊要求的内容以及标有数控加工坐标位置的工序图等。1．2.2制定数控加工工艺时要特别强调刀具选择的重要性复杂型面的加工编程通常要用自动编程软件来实现，由于绝大多数三轴以上联动的数控机床不具有刀具补偿功能，在自动编程时必须先选定刀具再生成刀具中心运动轨迹。若刀具预先选择不当，所编程序将只能推倒重来。1．2.3数控加工工艺的特殊要求（1）由于数控机床较普通机床的刚度高，所配的刀具也较好，因而在同等情况下，所采用的切削用量通常比普通机床大，加工效率也较高。选择切削用量时要充分考虑这些特点。（2）由于数控机床的功能复合化程度越来越高，因此，工序相对集中是现代数控加工工艺的特点，明显表现为工序数目少，工序内容多，并且由于在数控机床上尽可能安排较复杂的工序，所以数控加工的工序内容要比普通机床加工的工序内容复杂。（3）由于数控机床加工的零件比较复杂，因此在确定装夹方式和夹具设计时，要特别注意刀具与夹具、工件的干涉问题。1.2.4加工程序的编写是数控加工工艺的一项特殊内容制定数控加工工艺的着重点在整个数控加工过程的分析，关键在确定进给路线及生成刀具运动轨迹。复杂表面加工的刀具运动轨迹生成需借助自动编程软件，既是编程问题，当然也是数控加工工艺问题。这也是数控加工工艺与普通加工工艺最大的不同之处。1.3数控加工工艺的主要内容根据实际应用需要，数控加工工艺主要包括以下内容：1、选择适合在数控机床上加工的零件，确定数控机床加工内容。2、对零件图样进行数控加工工艺分析，明确加工内容及技术要求。南通职业大学机械工程系毕业论文第7页共54页3、具体设计数控加工工序，如工步的划分、工件的定位与夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等。4、处理特殊的工艺问题，如对刀点、换刀点的选择，加工路线的确定，刀具补偿等。5、编程误差及其控制。6、处理数控机床上的部分工艺指令，编制工艺文件。南通职业大学机械工程系毕业论文第8页共54页第二章：凹圆弧多配合综合件数控加工工艺设计配合件1配合件22.1零件工艺性分析：2.1.1零件结构分析凹圆弧多配合综合件如图所示，该综合件其设计时，结合了国内相关行业典型零件特征，譬如：【配合件1】其外形上半部分为圆弧状引入了航空航天产品的零件特征，同时上半部分用已成型的圆弧面和左右对称的凸台，及上下结构的腔槽相互衬托，在加上凸出的球面，形成类似模具结构特征的零件，该配合件的下部分有圆弧状槽型和十字槽型，这部分结构借鉴了凸轮和联轴节结构，下部分两侧有近似机床平导轨特点的部分；【配合件2】上部外形和配合件1下部两侧滑动配合部分，借鉴机床导轨特征，又有铰链和模具滑块等特征。2.1.2零件图纸分析由设计图纸可知，凹圆弧多配合综合件其形状虽没有复杂的曲线与特殊的结构，但所有的要数组织在一起，就形成了对工艺性与互换性要求极高的复杂结构零件，其配合精度要求较高，譬如圆弧面配合；同时，由于配合件外形复杂，装夹，定位，测量都有难度；零件中有M20*1.25右旋螺纹加工项目以及球面加工，这对程序的编制，特别是宏程序的编制要求较高。零件的尺寸标注采用统一的基准即设计基准，无多余尺寸与封闭尺寸。南通职业大学机械工程系毕业论文第9页共54页2.1.3主要技术要求分析①．主要平面的精度：如零件图所示，对称度及平面度要求为0.03，他们的精度将影响到零件的最终配合；②．滑动配合技术要求：配合部位为零件1侧向滑轨与零件2的两侧滑槽；③．插配合技术要求：如图所示，配合后主要控制B处间隙（≤0.03）和1，2面距离（522.005.0）,从配合透视图可以看出，配合2为插配合，有三种配合要数：a).B处为主要配合，其圆弧配合为毛坯提供圆弧面与加工圆弧面的配合，保证此项配合需要在零点设置，圆弧面测量，对称加工等方面有较高要求，圆弧面配合加工要有控制控制圆弧面加工精度的技能;b).定位销参与配合;c).两侧面配合也是配合要数之一，由于对其间隙没有特殊要求，可采用南通职业大学机械工程系毕业论文第10页共54页配合加工式实现;④．面与面的配合