底座零件的数控加工与编程本科学位论文.docx
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底座零件的数控加工与编程本科学位论文
浙江工业大学毕业设计论文
题目:
底座零件的数控加工与编程
班级:
G14305班
姓名:
专业:
数控技术及应用
指导教师:
答辩日期:
2010年5月21日
目录
摘要1
1绪论
1.1数控加工工艺规程的制定............................................................................(5)
1.2数控加工工艺的主要内容(6)
1.3数控加工工艺过程的组成(7)
1.4数控编程的种类及常用代码(8)
1.5数控加工程序基本结构(9)
1.6数控机床的分类(9)
1.7数控刀具的选择(10)
2底座零件的加工分析
2.1底座零件选材(16)
2.2夹具、刀具的选择及切削用量的确定(18)
2.3底座数控加工工艺规程(20)
2.4数控编程坐标系(22)
2.5零件数控加工程序(23)
2.6加工轨迹(28)
2.7加工结果(30)
3结论与展望
3.1本文总结(31)
致谢(32)
摘要
数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益,显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用,并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。
数控技术及数控机床的广泛应用,给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。
掌握现代数控技术知识是现代机电类专业学生必不可少的。
随着科学技术的飞速发展,社会对机械产品的结构、性能、精度、效率和品种的要求越来越高,单件与中小批量产品的比重越来越大(目前已占到70%以上),传统的通用、专用机床和工艺装备已经不能很好地适应高质量、高效率、多样化加工的要求,因而,以微电子技术和计算机技术为基础的数控技术,将机械技术、现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通信技术和成组技术等有机地结合在一起,使机器制造行业的生产方式和机器制造技术发生了深刻的、革命性的变化。
在数控机床发展过程中,值得一提的是数控加工中心的出现。
这是一种具有自动换刀装置的数控机床,它能实现一次装夹并进行多工序加工。
数控加工中心现在已经成为数控机床中一个非常重要的品种,不仅有立式、卧式等镗铣类加工中心用于箱体类零件的加工,还有车削加工中心用于回转体零件加工以及磨削加工中心等。
这些高性能、高精度、高自动化的数控机床就组成了完整的数控机床家族。
本文通过对自行设计的一简单底座零件结构分析,并对其进行编程、钻孔、铣削等数控加工,能较好地满足实际精度要求,提高加工质量和设计效率。
合适的工艺规程可以加工出符合精度要求的合格零件。
依据整体功能确定各部位的结构并进行设计造型。
从结构上分析零件,制定加工所需的工艺规程,从毛坯的确定到设计工艺路线,根据所需选择适当的机床、刀具、相应的夹具、加工程序的编制和零件的检验。
文中程序的编制采用MasterCAM自动编程与手动编程相结合的方法生成。
关键词:
数控加工数控编程Pro/EMasterCAMAutoCAD
1 绪论
1)数控起源与发展
1946年诞生了世界上第一台电子计算机,这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。
它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比,起了质的飞跃,为人类进入信息社会奠定了基础。
6年后,即在1952年,计算机技术应用到了机床上,在美国诞生了第一台数控机床。
从此,传统机床产生了质的变化。
近半个世纪以来,数控系统经历了两个阶段和六代的发展。
1.数控(NC)阶段(1952~1970年)
早期计算机的运算速度低,对当时的科学计算和数据处理影响还不大,但不能适应机床实时控制的要求。
人们不得不采用数字逻辑电路"搭"成一台机床专用计算机作为数控系统,被称为硬件连接数控(HARD-WIREDNC),简称为数控(NC)。
随着元器件的发展,这个阶段历经了三代,即1952年的第一代--电子管;1959年的第二代--晶体管;1965年的第三代--小规模集成电路。
2.计算机数控(CNC)阶段(1970年~现在)
到1970年,通用小型计算机业已出现并成批生产。
于是将它移植过来作为数控系统的核心部件,从此进入了计算机数控(CNC)阶段(把计算机前面应有的"通用"两个字省略了)。
到1971年,美国INTEL公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件--运算器和控制器,采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上,称之为微处理器(MICROPROCESSOR),又可称为中央处理单元(简称CPU)。
到1974年微处理器被应用于数控系统。
这是因为小型计算机功能太强,控制一台机床能力有富裕(故当时曾用于控制多台机床,称之为群控),不如采用微处理器经济合理。
而且当时的小型机可靠性也不理想。
早期的微处理器速度和功能虽还不够高,但可以通过多处理器结构来解决。
由于微处理器是通用计算机的核心部件,故仍称为计算机数控。
到了1990年,PC机(个人计算机,国内习惯称微机)的性能已发展到很高的阶段,可以满足作为数控系统核心部件的要求。
数控系统从此进入了基于PC的阶段。
总之,计算机数控阶段也经历了三代。
即1970年的第四代--小型计算机;1974年的第五代--微处理器和1990年的第六代--基于PC(国外称为PC-BASED)。
还要指出的是,虽然国外早已改称为计算机数控(即CNC)了,而我国仍习惯称数控(NC)。
所以我们日常讲的"数控",实质上已是指"计算机数控"了。
2)国内数控机床量的现状
近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升,在大中企业已有较多的使用,在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。
在这些数控机床中,除少量机床以FMS模式集成使用外,大都处于单机运行状态,并且相当部分处于使用效率不高,管理方式落后的状态。
2001年,我国机床工业产值已进入世界第5名,机床消费额在世界排名上升到第3位,达47.39亿美元,仅次于美国的53.67亿美元,消费额比上一年增长25%。
但由于国产数控机床不能满足市场的需求,使我国机床的进口额呈逐年上升态势,2001年进口机床跃升至世界第2位,达24.06亿美元,比上年增长27.3%。
目前,中国机床工业厂多人众。
2000年,金切机床制造厂约358家(20.6万人),成形机床制造厂191家(约6.5万人),共计549家(27.1万人)。
其中生产数控金切机床的约150家,生产数控成形机床的约30家,共计约180家,占厂家总数的1/3。
2001年金切机床产量19.2万台内数控金切机床1.752万台,约占9%。
1.1数控加工工艺规程的制定
生产过程和工艺过程
生产过程
机械产品的生产过程是将原材料转化为成品的全过程。
包括生产技术准备、毛坯制造、机械加工、热处理、装配、测试检验及涂装等过程,凡对加工对象的尺寸、形状或性能产生一定变化的均为直接生产过程。
机械生产过程还包括工艺装备的制造、原材料的供应、工件的运输和储存、设备的维修及动力供应等。
不使加工对象发生变化的称为辅助生产过程。
工艺过程
在生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等,使其成为成品或半成品的过程称为工艺过程,如毛坯制造、机械加工、热处理和装配等过程,均为工艺过程。
工艺过程是生产过程的主要组成部分。
采用机械加工的方法,直接改变毛坯形状、尺寸和表面质量,使成为合格的零件的过程成为机械加工工艺过程。
1.2数控加工工艺的主要内容
1.2.1数控加工工艺的主要内容
1)数控加工工艺分析的主要内容实践证明,数控加工工艺分析主要包括以下几方面:
1)选择适合在数控机床上加工的零件,确定工序内容。
2)分析被加工零件图样,明确加工内容及技术要求,在此基础上确定零件的加工方案,制定数控加工工艺路线,如工序的划分、加工顺序的安排、与传统加工工序的衔接等。
3)设计数控加工工序。
如工步的划分、零件的定位与夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等。
4)调整数控加工工序的程序。
如对刀点、换刀点的选择、加工路线的确定、刀具的补偿。
5)分配数控加工中的容差。
6)处理数控机床上部分工艺指令。
1.2.2数控加工的工艺特点
数控加工与通用机床加工相比较,许多方面遵循的原则基本一致。
但由于数控机床本身自动化程度高,控制方式不同,设备费用高,使数控加工工艺响应形成了以下几个特点。
1)工艺的内容十分具体
2)工艺设计非常严密
3)注重加工的适应性
1.3数控加工工艺过程的组成
根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用例行的机床,制定加工方案,确定零件的加工顺序,各工序所用刀具,夹具和切削用量等。
一、机床的合理选用。
(1)要保证加工零件的技术要求,加工出合格的产品。
(2)有利于提高生产率。
(3)尽可能降低生产成本。
二、数控国加工零件工艺性分析。
(1)零件加工零件工艺性分析。
(2)零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点。
三、加工方法的选择与加工方案的确定。
(1)加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。
(2)加工方案确定的原则零件比较精密的最终加工,常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。
四、工序与工步的划分。
五、零件的安装与夹具的选择。
六、刀具的选择与切削用量的确定。
七、对刀点与换刀点的确定。
八、加工路线的确定。
数控加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成,而工序又可分为安装、工位、工步和行程。
工序
一个或一组工人,在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那部分工艺过程,称为工序。
工步与行程
工步是指在加工表面(或装配时的连接表面)、切削用量(主要是进给量f和速度v)和加工工具不变的条件下所连续完成的那一部分工序称为工步。
一个工序可以包括几个工步,也可以只有一个工步。
安装与工位
工件在加工之前,在机床或夹具上先占剧一个正确的位置(定位),然后在予以加紧的过程称为装夹。
工件在经一次装夹后所完成的那部分工序内容称为安装。
为了完成一定的工序内容,一次装夹后,工件与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备的固定不分所占据的每一个位置称为工位。
1.4数控编程的种类及常用代码
手工编程和计算机辅助编程(CAM)本零件加工用后者。
常用G代码:
G00快速点定位
G01直线插补
G02顺圆弧插补
G03逆圆弧插补
G04暂停
G40半径补偿取消
G41半径补偿(左)
G42半径补偿(右)
G90绝对尺寸
G91增量尺寸
G98每分钟进给
G99每转进给
常用M指令:
M00程序停止
M01计划停止
M02程序结束
M03主轴顺时针旋转
M04主轴逆时针旋转
M05主轴停止
M06换刀
M07M08切削液开
M09切削液关
M30程序结束并返回
常用F、S、T指令:
进给功能指令F
主轴功能指令S
刀具功能代码T
1.5数控加工程序基本结构
程序说明
O1212程序开始
N10G00G92X0Y0Z0;程序段1
N20G42G01X-30Y30F150;程序段2
N30G02X40R30;程序段3
N40G00G40X0Y0;程序段4
N50M02;程序结束
或者M30
1.6数控机床的分类
数控机床的品种和规格繁多,分类方法不一。
根据不完全统计,目前已有近500种数控机床。
根据数控机床的功能和组成,一般可分为以下几类。
分类方法
机床类 型
按坐标轴数分类
一般数控机床
数控加工中心机床
多坐标数控机床
按系统控制特点
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- 底座 零件 数控 加工 编程 本科 学位 论文
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