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原创 数控技术毕业
论文 原创数控技术毕业
论文 2011年04月28日 第一章绪论 1.1 数控加工的概述 1、 数控加工 数控加工也称之为NCNumerical Control加工是以数值与符号构成的信息控制机床实现自动运转。
数控加工经历了半个世纪的发展已成为应用于当代各个制造领域的先进制造技术。
数控加工的最大特征有两点一是可以极大地进步精度包括加工质量精度及加工时间误差精度二是加工质量的重复性可以稳定加工质量保持加工零件质量的一致。
也就是说加工零件的质量及加工时间是由数控程序决定而不是由机床操纵职员决定的。
数控加工具有如下优点 进步生产效率 需熟练的机床操纵职员 进步加工精度并且保持加工质量 可以减少工装夹具 可以减少各工序间的周转原来需要用多道工序完成的工件 数控 加工一次装夹完成加工缩短加工周期进步生产效率 轻易进行加工过程治理 可以减少检查工作量 可以降低废、次品率 便于设计变更加工设定柔性 轻易实现操纵过程的自动化一个人可以操纵多台机床 操纵轻易极大减轻体力劳动强度 随着制造设备的数控化率不断进步数控加工技术在我国得到日益广泛的使用在模具行业把握数控技术与否及加工过程中的数控化率的高低已成为企业是否具有竞争力的象征。
数控加工技术应用的关键在于计算机辅助设计和制造CAD/CAM系统的质量。
2 数控 数控是数字控制的简称英文为Namerical Control简称NC。
是近代发展起来的一种自动控制技术、是用数字化的信息实现机床控制的一种方法。
数控减肥团购机床既是数字控制机床也是一种装有程序控制系统的机床该系统能够逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。
它是一种灵活通用能够适应产品频繁变化的柔性自动机床。
数控系统 数控系统是数字控制系统简称英文为Numerical Control System.它是自动阅读输进载体上事先给定的数字值并将其译码从而使机床动作和加工零件。
数控系统包括数控装置可编程序控制器主轴驱动及进给驱动装置等部分。
数控程序 数控程序或零件是输进数控系统中的使数控机床执行一个确定加工任务的具有特定代码和编程的一系列指令。
1.2 数控加工工艺的内容 选择适合在数控上加工的零件确定工序内容。
分析加工零件的图纸明确加工内容及技术要求、确定加工方案、制定数控加工路线如工艺的划分、加工顺序的安排非数控加工工序的衔接等。
设计数控加工工序如工序的划分刀具的选择夹具的定位与安装切削用量的确定走刀路线的确定。
调整数控加工工序的程序。
如对刀点、换刀点的选择刀具的补偿。
进行数控编程。
自动运动使至程序结束。
第2章 零件加工 图2—1 主视图 imgfile:///C:/Documents20and20Settings/Adminis trator/Application20Data/Tencent/Users//QQ/WinTemp /RichOle/MYI6UP2XXGXZ7DMF8.jpg/img 图2-1主视图 图2—2 零件成型图 imgfile:///C:/Documents20and20Settings/Adminis trator/Application20Data/Tencent/Users//QQ/WinTemp /RichOle/JNTASD1HM3BRC2.jpg/img 图2-2 零件成型图 2.1 对零件进行工艺分析 如图2.1所示零件由平面、凸台、槽、台阶、孔等组成。
该零件属于平面凸台零件结构外形对称尺寸标注齐全结构要素清楚工艺性好。
零件为铝合金材料毛胚料为335×135×11mm的板料尺寸精度符合图纸要求。
对零件要求如下 A 先加工两边的外形327×22 耳朵的外形。
保证1mm的厚度。
B 铣出平面把四个台阶留出来保证8mm的厚度台阶尺寸留下。
C 用键槽刀铣出137×40mm的两个键槽保证公差要求。
因零件下的厚度为1mm压住会发生变形进行热处理需要校正。
D 钻出43的孔保证粗糙度。
2零件精度要求 零件精度要求是零件工艺性分析的重要内容。
通过分析明确零件的加工要求为后续加工方法的选择、装夹方式的确定刀具及切削用量的选择提供依据。
此零件为铝合金材料精度要求高应根据用途和尺寸要求来公道加工零件来达到精度要求。
2.2 毛胚的选择和加工余量的确定 在选择毛胚应遵循的原则是在保证毛胚质量的条件下力求选择高效。
低本钱制造周期短的毛胚生产方法。
首先由设计职员提出毛胚材料和加工后要达到的质量要求然后再由工艺职员根据零件图、生产批量、生产本钱、并考虑交货期限及现有可利用的设备职员和技术水同等选定合适的毛胚生产方法。
加工余量指毛胚尺寸与零件尺寸之差。
加工余量的大小对零件的加工质量和制造的经济性有较大的影响余量过大会浪费原材料及机械加工时增加机床、刀具及能源的消耗余量过小则不能消除上道工序留下的各种误差表面缺陷和本工序的装夹误差易造成废品。
因此应根据影响余量的因素公道确定加工余量零件加工一般要经多道工序总加工余量就是每个中间工序加工余量的总和。
1 尽可能采用最小的加工余量的总和2 以求缩短加工时间3 降低零件的加工用度。
4 应有足够的加工余量5 特别是最后工序6 加工余量应能保证得到图纸上所规定的表面粗糙度和精度要求。
7 决定加工余量时8 应考虑到零件在热处理后的变形9 负责可能出现次品10 造成浪费。
11 决定加工余量时12 应考虑被加工零件的大小。
零件越大13 由切14 削力、内应力引起的变形会越大15 因此加工余量也相应大些。
16 数控加工余量不17 宜过大18 特别是粗加工时19 其加工余量不20 宜太大21 否则数控机床高效、高精度的特点难以实现。
对于加工余量过大的毛坯22 可在普通机床上先安排粗加工工序。
2.3 选择数控机床、 夹量具 1 选择铣床 数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的两者的加工工艺基本相同结构也有些相似但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床所以其结构也与普通铣床有很大区别. 如图2.3所示数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几数控铣床大部分组成 1、主轴箱 包括主轴箱体和主轴传动系统用于装夹刀具并带动刀具旋 2、进给伺服系统 由进给电机和进给执行机构组成按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动包括直线进给运动和旋转运动。
3、控制系统 数控铣床运动控制的中心执行数控加工程序控制机床进行加工。
4、辅助装置 如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。
5、机床基础件 通常是指底座、立柱、横梁等它是整个机床基础。
图2.3 imgfile:///C:/Documents20and20Settings/Adminis trator/Application20Data/Tencent/Users//QQ/WinTemp /RichOle/6G2JA95O7NJJP7MB8AI.jpg/img 图2-3 数控立式铣床 FANUC数控系统标准面板 工作台尺寸mm 300×1000 主轴中心至立柱间隔mm 420 X轴行程mm 600 工作台最大承重kg 300 Y轴行程mm 350 最小设定单位mm 0.001 Z轴行程mm 450 重复定位精度mm 0.005 主轴转速rpm 2006000 定位精度mm 0.01 刀柄型式 BT40 主电机kw 3 进给速度mm/min 08000 机床外形尺寸mm 2100×2050×2200 T形槽宽mm 14 机床重量kg 1850 T形槽间距mm 80 表2—1 数控立式铣床主要参数 2 选择夹具 铣床夹具中使用最普遍的是机械夹紧机构这类机构大多数是利用机械摩擦的原理夹紧工件的。
如平口虎钳、压板、螺旋机构。
该零件为铝制板料材质选用压板比较合适定位时用力不易过大以防变形。
如图2.4。
1 为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外夹具要做得尽可能开敞因此夹紧机构元件与加工面之间应保持一定的安全间隔同时要求夹紧机构元件能低则低以防止夹具与铣床主轴套筒或刀套、刃具在加工过程中发生碰撞。
2 为保持零件安装方位与机床坐标系及编程坐标系方向的一致性夹具应能保证在机床上实现定向安装还要求能协调零件定位面与机床之间保持一定的坐标联系。
3 夹具的刚性与稳定性要好。
尽量不采用在加工过程中更换夹紧点的设计当非要在加工过程中更换夹紧点不可时要特别留意不能因更换夹紧点而破坏夹具或工件定位精度。
图2.4 零件用压板的装夹 imgfile:///C:/Documents20and20Settings/Adminis trator/Application20Data/Tencent/Users//QQ/WinTemp /RichOle/TFLJAYIT0A1YmessageN72_A.jpg/img 2.4 零件的定位基准和装夹方案 工件的定位是指通过工件上的定位基准和夹具上的定位元件、工作表面之间的配合或接触实现的。
在选择工件的定位基准时应以减少装夹次数为原则尽量做到在一定安装中能把零件上所有要加工的表面都加工出来此零件选用工件底ㄎ换迹讲ざ确较虻亩ㄎ换肌凹幸淮魏螅∏汛庸さ拿妗⑼固ㄈ考庸こ隼矗醇跣〖庸ご问跣‖蟛睢br / 该零件只能用压板来装夹零件应多次装夹才能完成 1毛坯方在工作台上用压板在一侧压住找正定位分别把另三个面加工出来再压到另一侧把剩下的那一侧加工出来。
2把零件下面垫两个相同的垫铁保证平衡把零件放上往用四个压板把工件的角压住压角的下面要有垫铁防止压板把工件压变形。
找正工件加工上面的凸台、槽现把327×82×8mm的面加工出来留下上面的凸台再把中间的两个通槽137×40mm加工出来精确尺寸。
把中间的两个长凸台上的长槽加工出来选用公道的刀具加工保证尺寸。
3用钻头把4-4MM孔加工出来。
4 变换装夹方式把零件侧立起来加工两个侧面的孔保证尺寸。
2.5 确定切削用量 1、 零件加工时对同一加工过程选择不同的切削用量会产生不同的切削效果。
切削用量是表示机床主体的主运动和进给运动速度大小的重要参数包括背吃刀量、主轴转速或切削速度和进给量。
1 背吃刀量 在“铣床—夹具—零件—材料的答应条件下尽量选取较大切削深度以减少走刀次数。
如该零件粗铣外轮廓的深度一次加工到位厚度为11mm留余量0.3—0.5mm。
零件尺寸要求精度的地方应留出余量不要一步到位。
2主轴转速 主轴转速应根据零件上被加工部位的直径、零件和刀具材料及机床的性能来确定主轴转速可按下式计算 n1000v/πd 2-1 式中2-1 n——主轴转速r/min v——切削速度m/min d——零件待加工表面的直径mm 3 进给量f 进给量指工件每转一周刀沿进给方向移动的间隔mm/r.粗车一般取0.3—0.8mm/r精车一般取0.1—0.3mm/r. 2 结构特点 外轮廓采用??10的立铣刀粗加工留0.5mm的精铣余量零件的凸台327×83×8mm 键槽 295×2×2.5mm的尺寸都应留出0.3—0.5mm的余量。
粗加工时主轴转速为s1400r/min、进给量f0.5mm/r精加工主轴转速为s1600r/min、进给速度F0.2mm/r。
2.6 刀具选择 刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。
应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。
刀具选择总的原则是安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。
在满足加工要求的条件下尽量选择较短的刀柄以进步刀具加工的刚性。
选取刀具时要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。
生产中平面零件周边轮廓的加工常采用立铣刀铣削平面时应选硬质合金刀片铣刀加工凸台、凹槽时选高速钢立铣刀加工毛坯表面或粗加工孔时可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。
键槽铣刀1 imgfile:///C:/Documents20and20Settings/Adminis trator/Application20Data/Tencent/Users//QQ/WinTemp /RichOle/O_3R9NF_CMAUC507.jpg/img 立铣刀2 imgfile:///C:/Documents20and20Settings/Adminis trator/Application20Data/Tencent/Users//QQ/WinTemp /RichOle/5C2UU5HTISWPF530YY.jpg/img 麻花钻3 imgfile:///C:/Documents20and20Settings/Adminis trator/Application20Data/Tencent/Users//QQ/WinTemp /RichOle/Y6B3M0GMNBUC.jpg/img 键槽铣刀4 imgfile:///C:/Documents20and20Settings/Adminis trator/Application20Data/Tencent/Users//QQ/WinTemp /RichOle/IVAGXI70D48Z230AN7GZV.jpg/img 刀具工艺卡 imgfile:///C:/Documents20and20Settings/Adminis trator/Application20Data/Tencent/Users//QQ/WinTemp /RichOle/852FVFGTVG9I5RCISC73.jpg/img 表2—2 刀具卡片 第三章 工艺卡片 表3—2 零件侧面图孔的加工工艺卡片 imgfile:///C:/Documents20and20Settings/Adminis trator/Application20Data/Tencent/Users//QQ/WinTemp /RichOle/74WEHWVTFAK9BCP2V.jpg/img 表3—3 零件侧面槽的加工卡片 第四章 零件加工程序 O 0001 T1 M6 G54 G90 X0 Y60 S800 M03 G43 H1 Z50 G0 Z2 G41 G1 X-2 Y60 D1 F100 Z-12 XO Y117.5 X20 Y122 G02 X25 Y127 R5 G01 X55 G02 X60 Y122 R5 G01 Y117.5 X327 Y60 G0 Z50 X0 Y105 Z-10 G01 X17 Y118 X0 G0 Z2 X61 Y119 G01 Z-10 Y104 X327 Y118 X61 G0 Z2 X0 Y105 Z-10 G01 X17 G03 X20 Y108 R3 G01 Y117.5 G02 X25 Y127 R5 G01 X55 G02 X60 Y122 R5 G01 Y108 G03 X63 Y105 R3 G01 X327 G00 Z2 X16 Y105 G01 Z-6 F200 X64 Y122 X17 Y127 X63 G40 G0 Z50 M01 M28 Y0 换位装夹 T1 M06 G54 G90 X0 Y0 S800 M03 G43 H1 Z50 G0 Z2 G41 G1 X328 Y107 D1 F200 G1 Z-12 G1 X327 Y105 Y9.5 X60 Y5 G02 X55 Y0 R5 GO1 X25 G02 X20 Y5 R5 G01 Y9.5 X0 Y60 G0 Z2 X327 Y2 G01 Z-10 X62 Y10 X327 G00 Z2 X24 Y9 G01 Z-10 Y18 X0 Y0 G00 Z2 X327 Y22 G01 Z-10 F200 X63 G03 X60 Y19 R3 G01 Y5 G02 X55 Y0 R5 G01 X25 G02 X20 Y5 R5 G01 Y19 G03 X17 Y22 R3 G01 X0 G00 Z2 X64 Y21 G01 Z-6 Y22 X17 Y5 X63 Y0 X20 G40 G0 Z50 MO5 G28 Y0 T2 M06 G54 G90 X0 Y0 S800 M03 G43 H2 Z50 G0 Z2 G41 G1 X15 Y21 D1 F200 Z-3 Y107 X315 G0 Z2 X315 Y21 G01 Z-3 F200 Y36 X0 Y46 X315 Y75 X0 Y83 X315 G40 G0 Z50 M01 T3 M06 G55 G90 G0 X0 Y0 S1000 M03 G43 H3 Z50 G00 Z2 G41 G1 X16 Y37.5 D1 F250 Z-3 Y44.5 X311 Y37.5 X16 G0 Z2 X16 Y84.5 G01 Z-3 F200 Y91.5 X311 Y84.5 X16 G00 Z2 X328 Y72 G01 Z-3 X320.5 Y100 X329 Y22 X320.5 Y56 X328 G40 G0 Z50 M01 T4 M06 http://lecuyer_hrj.blog.163.com/blog/static/179140 077208 / G55 G90 X0 Y0 S800 M03 G43 H4 Z50 G00 Z2 G41 G1 X20 Y65 D1 F200 G1 Z-12 G03 X16.5 Y60 R5 G01 Y54.5 G03 X26.5 Y44.5 R10 G01 X152.5 G03 X153.5 Y54.5 R10 G01 Y74.5 G03 X152.5 Y84.5 R10 G01 X26.5 G03 X16.5 Y74.5 R10 G01 Y58 G00 Z2 X175 Y60 G01 Z-12 F200 G03 X173.5 Y57 R3 G01 Y54.5 G03 X183.5 Y44.5 R10 G01 X300.5 G03 X310.5 Y54.5 R10 G01 Y74.5 G03 X300.5 Y84.5 R10 G01 X183.5 G03 X173.5 Y74.5 R10 G01 Y55 G40 G0 Z50 M01 T5 M06 G55 G90 G0 X15 Y87 S2000 M03 G43 H5 Z50 G00 Z2 G41 X15 Y87 D1 F200 G01 Z-2.5 X312 F100 G0 Y42 G01 X15 F100 G40 G0 Z50 M01 T6 M06 G56 G90 G0 X25 Y5 S1500 M03 G43 H6 Z50 G98 G83 Z-12 R2 Q5 F100 X55 Y5 X25 Y122 X55 Y122 G80 G0 Z50 M05 G28 Y0 T7 M06 G56 G90 G0 X-7 Y29 S1000 M03 G43 H7 Z50 G00 Z2 G98 G83 Z-5 R2 Q2 F200 X-7 Y74.5 Y63.5 Y82 Y98 G80 G0 Z50 M05 G28 X0 Y0 M30 5.1 模拟仿真 1 首先打开 Mastercam 软件→档案→档案转换→Autodesk→读取→弹出个请指定欲读取之档名→找到在AutoCAD中保存的DXF文件→打开→确定→是→回主功能菜单→转换→平移→所有的→图素→执行→两点间→原点→确定→返回主功能菜单→刀具路径→工作设定→原点→显示素材→确定→回主功能菜单→刀具路径→工件设定→Y135、X235、Z11→显示素材→确定。
2 挖槽铣削 接上述中→挖槽→串联→选择要加工的外形轮廓→执行→从刀库中选择11平刀→确定→设定进给率500、下刀速率500、提刀速率1000、主轴转速1200等参数→挖槽参数设定如图5-1→设置参考高度50、进给下刀位置2、工件表面0、深度-3、加工方向→顺铣→粗修/精修参数如图5—2→平行环切→选择只在最后深度才执行一次精修→确定→操纵治理→刀具路径模拟→手动控制S或者实体验证加工。
如图5-3、5-4、5-5、5-6所示。
图5—1 零件挖槽设置参数 imgfile:///C:/Documents20and20Settings/Adminis trator/Application20Data/Tencent/Users//QQ/WinTemp /RichOle/XXG_C1YNAY4GSSHK6STD.jpg/img 图5—2 零件粗修/精修 参数 imgfile:///C:/Documents20and20Settings/Adminis trator/Application20Data/Tencent/Users//QQ/WinTemp /RichOle/TJ0WLEL7A8NZA7AA.jpg/img 5—3侧面走刀路线图 imgfile:///C:/Documents20and20Settings/Adminis trator/Application20Data/Tencent/Users//QQ/WinTemp /RichOle/PS4CW2MAHTU3XWMKZPB.jpg/img 5—4 零件侧面加工成形零件图 imgfile:///C:/Documents20and20Settings/Adminis trator/Application20Data/Tencent/Users//QQ/WinTemp /RichOle/FUB4YYG0B9V_CMD4N2.jpg/img 5—5 正面走刀路线图 imgfile:///C:/Documents20and20Settings/Adminis trator/Application20Data/Tencent/Users//QQ/WinTemp /RichOle/FK81JQAS8QVU2SF.jpg/img 5—6 零件终极加工效果图 imgfile:///C:/Documents20and20Settings/Adminis trator/Application20Data/Tencent/Users//QQ/WinTemp /RichOle/R7W1GJ5PCFUFEDEDE4.jpg/img 结束语 通过这次的毕业设计我在设计的过程中学到了很多在书本上没有的知识使自己的能力进步加深了对数控机床这方面有更多的了解巩固了书本上的知识对我受益匪浅。
总结如下 1 对加工软件又多熟悉了几种如UG CAD/CAM、Mastercam MILL9.1、FANUC软件对他们会进行操纵能把零件在这些系统上加工出来。
2 在工艺上对于部分零件部是都适合在数控机床上完成可能在其他机床更合适这就需要对零件进行更仔细的工艺分析选择最适合最需要进行加工的工序。
3 有些零件在装夹方面不能够一次装夹而成需要多次装夹对于这些零件需要有一个正确的装夹和定位使加工时轻易加工装夹位置需公道安排好。
4 在加工中最主要还是要选用刀具刀具的好坏会影响加工零件的精度、表面粗糙度零件加工是否合格所以在加工前应选择适合该零件的刀具。
以达到较好的效果。
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