毕业设计方案零件的数控铣床铣削编程与设计.doc
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1、周口科技职业学院毕业论文(设计)题目 数控铣经典机械零件工艺设计和编程加工 教 学 系 机械工程系 专业班级 10级数控2班 学生姓名 李闯闯 学生学号 0101081 指导老师 王红锦 6月10日设计任务书一.设计题目:零件数控铣床铣削编程和设计二设计目标(1)了解数控铣床基础原理。(2)了解数控铣削加工编程内容和步骤。(3)掌握数控铣削加工程序编程结构、格式和零件数控编程方法。(4)掌握数控铣床操作方法。(5)了解数控铣床和微机经过RS232接口通信方法。三设计要求1. 设计安全要求由老师和试验室指导老师组织学生进行毕业设计动员和安全教育。要求学生在毕业设计时要做到以下几点:(1)进行编程
2、操作前,应熟悉数控铣床操作说明书,并严格根据操作规程操作。(2)检验数控铣床各部分机构是否完好,各按钮是否能自动复位。(3)车间工具全部应放在固定位置,不可随意乱放,珍惜工具、常常保持量具清洁,用后擦净,涂油后放入盒中;工作位置周围应常常保持整齐清洁。(4)数控加工时精力应高度集中,出现问题时应立即切断电源,并向指导老师汇报。(5)操作过程中出现铣床故障时,应立即向指导老师反应。2. 设计质量要求(1)毕业设计过程中要认真学数控毕业设计指导书,并根据内容要求进行毕业设计,确保毕业设计进度,按时保质完成毕业设计。(2)毕业设计过程中要勤思索、勤问、勤做、勤总结,不停积累编程经验技巧,提升对数控加
3、工工艺分析和编程能力。 (3)按要求撰写毕业设计说明书。 (4)按要求精度加工出给定零件3. 零件图及技术要求加工零件图所表示,料为HT200,毛坯尺寸:长X宽X高为170mmX110mmX50mm。四设计任务(1) 零件图工艺分析(2) 确定装夹方案(3) 确定装夹次序(4) 选择加工用量具(5) 合理选择切削用量(6) 拟订数控铣削加工工序卡(7) 依据加工工序步骤编写加工程序五应完成技术资料1. 开题汇报2. 加工零件实物3. 毕业设计说明书(10000字左右)4. 技术资料(1)绘制装夹方法图(2)填写数控加工工序卡片(3) 编制加工程序清单六设计时间进度安排第一周:毕业调查实习,和指
4、导老师交流设计事宜。第二周:查阅文件、搜集资料。第三周:确定系统设计方案,撰写开题汇报。第四七周:总体设计、结构设计、具体计算、编程和调试等内容。第八十周:编写设计说明书。第十一周:指导老师修改。 目 录设计任务书2摘 要5前 言61.开题汇报71.1 数控技术毕业设计必需遵照通常标准71.2 毕业设计步骤71.3 毕业设计基础内容81.3.1 数控加工工艺设计81.3.2 加工程序编制81.3.3 数控操作技能82.设计说明书92.1绪论92.2 工艺分析和选择102.2.1 零件图工艺分析102.2.2确定装夹方案102.2.3确定加工次序122.2.4刀具选择122.2.5 切削用量选择
5、132.2.6 确定数控切削加工工序卡142.3 关键加工程序152.3.1 确定编程原点152.4 关键操作步骤22设 计 小 结24致 谢25参考文件26摘 要大家全部知道,数控加工是现在一门新专业,热门专业,正在高速发展,数控加工程序是有多道复杂程序组成,这就为我们学习带来不便,为了使学习更方便,使用愈加有条理,我编写了这份经典零件数控铣床铣削编程和操作设计,期望为大家工作、学习带来方便。我这份毕业设计包含设计任务书、摘要、序言、设计说明书等多个部分。设计关键是内容是对我们机械类加工日常加工中常见工件取其中一经典零件进行系统编程和操作设计,从数控加工前应做准备开始到数控加工工艺分析、数控
6、刀具及其选择、工件装夹方法和数控加工夹具选择、程序编制中数值计算、数控加工程序编制、数控车削加工、数控铣削加工、数控加工中心编程及自动编程技术等内容等数控加工时应注意问题做了一一说明。其中数控机床我们现在用是西门子系统,包含编程语言到是西门子系统。因为水平有限,自己对设计完成还不是很完善,有不足之处,期望老师斧正。 前 言毕业设计是我们大学学习生活很关键一部分,是我们在校学习最终一个步骤,是评价我们是否是一个合格大学生一个很关键标准,所以在做毕业设计时,我全部是怀着很重视态度去做。在刚接到要做毕业设计任务,我一下子感到无从下手,有点迷茫,因为从没有做过这么设计,经过几天查找资料,我发觉数控加工
7、是机械行业一门新专业,数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作技术。它广泛用于机械制造和自动化领域,很好地处理多品种、小批量和复杂零件加工和生产过程自动化问题。伴随计算机、自动控制技术飞速发展,数控技术已广泛地应用于数控机床、机器人和各类机电一体化设备上。同时,社会经济飞速发展,对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有快速发展和提升。伴随改革开放深入发展,全国尤其是国有大中型企业及三资企业,在生产中全部广泛地应用了数控加工技术和计算机辅助加工技术。因为市场竞争日益猛烈,从而造成对专业人才大量需求。伴随民营经济飞速发展,中国沿海经济发达地域(如广东,浙江、江苏、山东),数控人才更是供不应求,
8、 所以我认为数控行业有着十分宽广前景,所以就有试着做这方面设计念头,又因为我们在校时也开了这方面课程,我对数控编程又有一定了解,就选择经典零件数控铣床铣削编程和操作设计这个课题。 要成为数控编程员就要含有:掌握数控加工工艺知识和数控机床操作,掌握机械设计和制造专业知识,熟练掌握三维CADCAM软件,如uc、ProE等;熟练掌握数控手工和自动编程等技术;这么高要求就更能考察我们综合知识掌握怎么样,所以我愿意接收这个任务,来自我检验一下自己是否合格一个大学生。经过两个多月准备,我毕业设计最终告以段落,两个多月忙碌对我来说有着丰富收获,我学到了很多,我学会了怎样和同学、老师沟通,学会了和同学配合完成
9、任务,学会了怎样利用图书、网络搜集信息等等。1.开题汇报数控技术毕业设计应包含数控加工工艺分析、数控刀具及其选择、工件装夹方法和数控加工夹具选择、程序编制中数值计算、数控加工程序编制、数控车削加工、数控铣削加工、数控加工中心编程及自动编程技术等内容。若条件许可,还能够加上数控机床安装、调试和验收等内容。1.1 数控技术毕业设计必需遵照通常标准(1) 结合本校数控基地情况,合理安排累计内容。也能够采取和校外企业合作方法设计课题。(2) 必需保障人身安全和设备安全,在编程操作前应熟悉数控机床操作说明书,并根据操作规程操作。(3) 兼顾加工精度和加工效率,在确保加工精度前提下,认真进行工艺分析,制订
10、出合理工艺方案,选择合理切削用量。(4) 注意培养独立获取知识、新技术、新信息能力,掌握科学研究 方法1.2 毕业设计步骤必需利用设计前一到二周时间研究设计计划和任务书,了解产品工艺性和公差等级,在初步明确设计要求基础上,能够步骤进行设计方案论证。(1) 分析零件图样 依据任务书,画出零件图,并对工件形状、尺寸、精度等级、表面粗糙度、刀具及等技术进行分析。(2) 确定加工工艺方案依据上述分析,选择加工方案,确定加工次序,加工路线、装夹方法、切削用量材料等,要求有具体设计过程和合理参数 (3) 数值计算依据零件图尺寸,确定工艺路线及设计坐标系,计算运动轨迹,得到刀位数据(4) 编写零件加工程序
11、依据数控系统功效指令及程序格式,逐步编写加工程序单,写出相关工艺文件如工序卡、数控刀具卡、刀具明细表、加工工序单等。(5)仿真加工校验程序,程序编完后,利用GRAPS主功效,输入毛坯尺寸,对 零件进行仿真加工,并判定程序是否正确。1.3 毕业设计基础内容1.3.1 数控加工工艺设计(1) 零件图工艺性分析(2) 加工方法选择(3) 工序划分(4) 加工路线安排(5) 走刀路线及工步次序(6) 加工刀具选择1.3.2 加工程序编制(1)加工工艺分析(2)数值计算(3)程序校验和首件试切1.3.3 数控操作技能(1)认知阶段(2)联络阶段(3)自动化阶段2.设计说明书2.1绪论1.数控加工就是将加
12、工数据和工艺参数输入到机床,机床控制系统对输入信息进行运算和控制,并不停地向直接指挥机床运动电动机功效部件机床伺服机构发送脉冲信号,伺服机构对脉冲信号进行交换和放大处理,然后由传动机构驱动数控机床,从而加工零件,所以数控加工关键是加工数据和工艺参数获取,即数控编程。 2.数控编程及其发展数控机床和一般机床不一样,整个加工过程中不需要人操作,而由程序来进行控制。在机床上加工零件时,首先要分析零件图样要求、确定合理加工路线及工艺参数、计算刀具中心运动轨迹及其位置数据;然后把全部工艺过程和其它辅助功效(主轴正转和反转、切削液开和关、变速、换刀等)按运动次序,用要求指令代码及程序格式编制成数控加工程序
13、,经过调试后统计在控制介质上;最终输入到书空机床数控装置中,以此控制数控机床完成工件全部加工过程。所以,把从零件图样开始到取得正确程序载体为止全过程称为零件加工程序编制。 数控编程通常分为手工编程和自动编程两种。(1)手工编程。手工编程是指程序编制整个过程步骤几乎全部是由日人工来完成。对于几何形状不太复杂零件,所需要加工程序不长,计算也比较简单,犯错机会较少,这时用手工编程即立即又经济,所以手工编程仍被广泛地应用于形状简单点位加工及平面轮廓加工中。不过工件复杂,尤其是加工非圆弧曲线、曲面等表面,或工件加工程序比较长,使用手工编程将十分烦琐、费时,而且轻易出现错误,常会出现手工编程工作跟不上数控
14、机床加工情况。影响数控机床开动率。此时必需用自动编程方法编制程序。(2)自动变成。自动编程有两种:APT软件编程和CAM软件编程。APT软件是利用计算机和对应处理程序后置处理程序进行处理,以得到加工程序编程方法。在具体编程过程中,除确定工艺方案仍关键依靠人工方案外,(有些自动编程系统能自动确定 最好加工工艺参数),其它工作,包含数值计算、编写程序单、制作控制介质、程序检验等各项工作均由计算机自动完成。编写人员只需依据图样要求,使用数控语言编写出零件加工源程序,送入计算机,由计算机自动地进行数值计算、后置处理,编写出零件加工程序单,宾噶在屏幕模拟显示加工过程,立即修改,直至自动穿出数据加工纸带,
15、或将加工程序经过直接通信方法送入数控机床,指挥机床工作。CAM软件是将加工零件以图形形式输入计算机,由计算机自动进行数值计算前置处理,在屏幕上形成加工轨迹,立即修改,再经过后置处理形式加工程序输入数控机床进行加工。自动编程出现使得部分计算烦琐、手工编写横困难。或手工无法编出程序全部能实现。本设计依据零件具体加工位置和零件工艺特点,能够选择手工编程、也能够利用计算机进行自动编程方法。2.2 工艺分析和选择2.2.1 零件图工艺分析该零件图关键由平面、孔系及外轮廓组成,内孔表面加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔、磨孔及光加工方法选择标准,中间40孔尺寸公差为H7,表面粗糙度要求较高,可采取钻粗
16、镗精镗方案,。两端13mm和20mm孔处没有尺寸公差要求,可采取自由尺寸公差IT11-IT12处理,表面粗糙度要求不高,可采取钻13mm扩孔20mm方案;平面轮廓常采取加工方法有数控铣、线切割及磨削等。在本设计中,平面和外轮廓表面粗糙度要求Ra6.3mm,可采取粗铣精铣方案。选择以上方法完全能够确保尺寸、形状精度和表面粗糙度要求。2.2.2确定装夹方案因为夹具确定了零件在数控机床坐标系中位置,所以依据要求夹具能确保零件在机床坐标系正确坐标方向,同时协调零件和机床坐标系尺寸依据零件结构特点,加工上表面,60mm外圆及其台阶面和孔系时可选择一面两孔定位方法,即以底面、4H7和一个13mm孔定位,图
17、2-5示,选择上述装夹方法结构相对简单,能确保加工要求,便于实施。2.2.3确定加工次序加工次序选择直接影响到零件加工质量、生产效率和加工成本。根据基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精标正确定加工次序,即粗加工定位基准面(底面)粗、精加工上表面60mm外圆及其台阶面外轮廓铣削精加工底面并确保尺寸40mm.2.2.4刀具选择刀具选择是数控加工中关键工艺内容之一,它不仅影响机床加工效率,而且直接影响加工质量。编程时,选择刀具通常要考虑机床加工能力、工序内容、工件材料等原因。和传统加工方法相比,数控加工对刀具要求更高,不仅要求精度高、刚度高、耐用度高,而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采取新
18、型优质材料制造数控加工刀具,并优选刀具参数。 图为一面选择刀具时,要使刀具尺寸和被加工工件表面尺寸和形状相适应。生产中,平面零件周围轮廓加工,常采取立铣刀,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,对部分主体型面和斜角轮廓形加工,常采取球头铣刀、环形铣刀、鼓形刀、锥形刀和盘形刀。曲面加工常采取球头铣刀,但加工曲面较低平坦部位时,刀具以球头顶端刃切削,切削条件较差,所以采取环形铣刀。表2-1本设计中刀具选择:序号刀具编号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径 /mm备注1T01125mm硬质合金端面铣刀1铣削上下表面0.52T0263硬质合金立铣刀1铣削60外圆极其台阶面3T0
19、338钻头1钻40底孔4T0440镗铣刀1镗40内孔表面0.225*255T0513钻头1钻2*22螺孔0.27T0725硬质合金立铣刀1铣削外轮廓0.2编制翟永永审核翟永永同意日期2.2.5 切削用量选择切削用量包含主轴转速(切削速度)、切削深度或宽度、进给速度(进给量)等。切削用量大小对切削力、切削速率、刀具磨损、加工质量和加工成本全部有显著影响。对于不一样加工方法,需选择不一样切削用量,并应编入程序单内。合理选择切削用量标准是:粗加工时,通常以提升生产率为主,但也考虑经济性和加工成本;半精加工或精加工时,应在确保加工质量前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应依据机床说明书、切
20、削用量手册,并结合经验而定。孔系加工切削用量见表2。该零件材料切削性能很好,铣削平面、60mm外圆及其台阶面和外轮廓面时,留0.5mm精加工余量,其次一刀完成粗铣。确定主轴转速时,先查切削用量手册,硬质合金铣刀加工加工铸铁(190-260HB)时切削速度为45-90m/min,取v=70m/min,然后依据铣刀直径计算主轴转速,并填入工序卡中(若机床为有级调速,应选择和计算结果靠近转速)。 N=1000v/3.14D确定进给率时,依据铣刀赤数、主轴转速和切削用量手册中给每齿进给量,计算进给速度并填入工序卡片中。 Vf=Fn=Fn* Zn背吃刀量选择应依据加工余量确定。粗加工时,一次进给应尽可能
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