数控加工工艺课程设计.docx
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数控加工工艺课程设计.docx
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数控加工工艺课程设计
绪言
20世纪40年代以来,由于航空航天技术迅猛发展,对各种飞行器的加工提出了更高的要求。
这些用于飞行器的零件大多形状非常复杂,材料多为难加工的合金,用传统的机床和工艺方法进行加工,不能保证精度,也很难提高生产效率。
为了解决复杂形状表面的加工问题,1952年,美国帕森斯公司和麻省理工大学研制成功了世界上第一台数控机床。
半个世纪以来,数控技术得到了迅猛发展,加工精度和生产效率不断提高。
数控机床的发展趋势。
高精度和高速度:
速度和精度是数控机床的两个重要技术指标,它关系到生产效率和产品质量。
当前,数控机床的主轴转速最高可达4000r/min,最大进给速度达120m/min,定位精度正向亚微米进军,纳米级5轴联动加工中心已经商品化。
多功能化:
数控机床正向一机多能方向发展,这样可以最大限度地提高设备利用率。
智能化:
数控机床应用高技术的重要目标是智能化,主要体现在以下几个方面:
引进自适应控制技术,附加人机会话自动编程功能,具有设备故障自诊断功能。
小型化:
蓬勃发展的机电一体化设备,对数控系统提出了小型化的要求,体积小型化便于将机,电装置揉合为一体。
高可靠性:
数控系统比较贵重,用户期望发挥投资效益,因此要求设备具有高可靠性。
数控机床加工工件的过程。
(1)根据零件加工图进行工艺分析,确定加工方案,工艺参数和位移数据。
(2)用规定的程序代码和格式编写数控加工程序单,或用自动编程软件直接生成数控加工程序文件。
(3)程序的输入或传输。
由手工编写的程序,可以通过数控机床的操作面板输入程序,由编程软件生成的程序,通过计算机的串行通信接口直接传送到数控机床的数控单元(MCU)。
(4)将输入或传输到数控单元的加工程序进行刀具路径模拟,试运行等。
(5)通过对机床的正确操作,运行程序,完成工件的加工。
数控编程的步骤。
(1)确定工艺过程。
根据零件图,可以对零件的形状,尺寸,精度,表面粗糙度,材料,毛坯种类,热处理情况等进行分析,从而选择机床,刀具,确定夹紧装置,加工方法,加工顺序及切削用量的大小。
(2)计算刀具轨迹的坐标值。
根据零件的形状,尺寸,走刀路线,计算出零件轮廓线上各几何元素的起点,终点,圆弧的圆心坐标。
(3)编写加工程序,根据工艺过程的先后顺序,按照指定数控系统的功能指令代码及程序段格式,逐段编写加工程序。
(4)将程序输入数控机床。
目前常用的方法是通过键盘直接将程序输入数控机床。
(5)程序检验。
对有图形模拟功能的数控机床,可进行图形模拟加工,检查刀具轨迹是否正确,对无此功能的数控机床可进行空运转检验。
以上工作由于只能检查出刀具轨迹的正确性,验不出对刀误差和因某些计算误差引起的加工误差及加工精度,所以还要进行首件试切,试切后若发现工件不符合要求,可修改程序或进行刀具尺寸补偿。
一零件工艺性分析
1.结构分析
如图所示,该零件的加工内容包括平面,圆弧,5个孔。
且孔径不一样,需换刀具,而且具有曲面,故考虑使用加工中心加工。
2.尺寸分析
该零件图尺寸完整,主要尺寸分析如下:
70+0.03
经查表,加工精度等级为IT8,其他为IT13.
3.表面粗糙度分析
圆孔表面粗糙度为1.6,其它表面的粗糙度为3.2。
根据分析,基座的所有表面都可以加工出来,经济性能良好。
二制定机械加工工艺方案
1.确定生产类型
零件数量为50件,属于单件小批量生产。
2.拟定工艺路线
(1)确定工位的定位基准。
以工件上表面为定位基准。
(2)选择加工方法。
加工平面和圆弧选用铣削。
孔的精度为IT8。
表面粗糙度为1.6。
采用钻削。
(3)拟定工艺路线。
①按95×95×10下料。
②在普通铣床上铣六个面,保证90×90×10。
粗铣左端面→粗铣右端面→精铣左端面→粗铣前端面→粗铣后端面→精铣前端面→粗铣上端面→粗铣下端面→精铣上端面
③去毛刺。
④在加工中心上铣平面,圆弧和钻孔。
⑤去毛刺。
⑥检验。
3.设计数控铣加工工序
(1)选择加工设备。
选择北京第一机床厂生产的FANUC型加工中心,系统为FANUC0I。
(2)选择工艺装备。
①该零件用平口钳定位夹紧。
②刀具选择如下。
高速钢立铣刀:
粗铣表面和圆弧。
高速钢立铣刀:
精铣表面和圆弧
高速钢钻头:
钻中心孔和周围四个孔。
③量具选择如下。
量程为150mm,分度值为0.02的游标卡尺。
(3)确定工步和走刀路线。
确定工步如下:
粗铣→精铣圆弧→钻孔。
(4)确定切削用量
三编制数控技术文档
1.编制机械加工工艺过程卡
编制机械加工工艺过程卡,见表1-1
表1-1:
机械加工工艺过程卡
机械加工工艺过程卡
产品名称
零件名称
零件图号
压板
A3
材料名称及牌号
毛坯种类或材料规格
45
总工时
(不填)
工序号
工序名称
工序简要内容
设备名称及型号
夹具
量具
工时
5
下料
95
95
10
锯床
(该列不填)
10
铣面
铣削6个面,保证9090
10
面铣刀
平口虎钳
游标卡尺
15
钳
去毛刺
钳工台
20
数铣
铣圆弧,周围四个孔和中心孔
FANUC型加工中心,系统为FANUC0I
平口虎钳
游标卡尺
25
钳
去毛刺
钳工台
30
检验
2.编制机械加工工序卡
编制数控加工工序卡,见表1-2。
表1-2基座的数控加工工序卡
数控加工工序卡
产品名称
零件名称
零件图号
工序号
程序编号
材料
数量
夹具名称
使用设备
车间
20
O0001
O0002
45钢
5
平口虎钳
FANUC
数控加工车间
工步号
工步内容
切削用量
刀具
量具
V
(m∕min)
N
(r∕min)
F
(mm∕min)
a
(mm)
编号
名称
编号
名称
1
粗铣梅花腔
45
500
100
5
1
Φ20
键槽铣刀
1
游标卡尺
2
精铣梅花腔
75
500
100
5
2
Φ20
立铣刀
1
游标卡尺
3
定位周围4个孔和中心孔
75
600
100
3
Φ8
钻头
1
游标卡尺
4
铣中心大孔
40
600
100
4
Φ13
钻头
1
游标卡尺
5
钻4*8孔
40
600
100
5
Φ8
钻头
1
游标卡尺
6
粗铣底面
40
500
100
1.5
Φ26
立铣刀
1
游标卡尺
7
精铣底面
40
500
100
1.5
Φ8
钻头
1
游标卡尺
编制
审核
批准
共页
第页
3.编制刀具卡
编制刀具卡,见表1-3
表1-3数控加工刀具卡片
产品名称或代号
零件名称
压板
零件图号
A3
序号
刀具号
刀具规格名称
数量
加工表面
备注
1
01
Φ20
键槽铣刀
1
上表面
高速钢
2
02
Φ20
立铣刀
1
上表面
硬质合金
3
03
Φ8
钻头
1
上表面 底面
高速钢
4
04
Φ13
钻头
1
上表面
高速钢
5
05
Φ26
立铣刀
1
底面
硬质合金
编制
审核
批准
共页
第页
四主要程序
加工上表面
O0001
N010G21;
N011G17G40G49G80;
N012T01M06;换刀
N013G00G90G54X0.0Y45.0S500M03;
N014G43H01Z20.0;
N015G01Z-5.0F100;开始粗铣
N016X0.0Y-45.0;
N017Z20.0;
N018G00X45.0Y0.0;
N019G01Z-5.0;
N020X-45.0Y0.0;
N021G00Z20.0;
N022M05;
N023G91G28Z0;
N050T02M06;换第二把刀
N100G90G54G40G49M03S500;
N101G00Z10.0;
N102X0.0Y0.0;
N103M98P1001;调用子程序精铣
N104G90G51.1X0.0Y0.0;
N105M98P1001;
N106G90G50.1X0.0Y0.0;
N107G90G51.1X0.0;
N108M98P1001;
N109G90G51.1X0.0;
N110G90G51.1X0.0Y0.0;
N111M98P1001;
N112G90G50.1X0.0Y0.0;
N113G00Z20.0;
N114G49G91G28X70.0Y0.0;
N115M05;
N0200T03M06;换第三把刀
N0210G54G90G40G00X0.0Y0.0Z20.0;
N0220T04;预选4号刀具
N0230M03S600;
N0240G43Z15.0H03;
N0250G99G81X35.0Y35.0Z-15.0R2.0F100;加工回R平面
N0260X-35.0Y35.0;
N0270X-35.0Y-35.0;
N0280X35.0Y-35.0;
N0290G98X0.0Y0.0;
N0300G80G00X0.0Y0.0Z20.0;
N0310M05;
N0320G91G49G28Z0.0;
N0330M06;换4号刀
N0340G90G00X0.0Y0.0Z20.0;
N0350M03S600;
N0360G43Z15.0H02;
N0370G99G81X0.0Y0.0Z-15.0R2F100;
N0380G80G00X0.0Y0.0Z20.0;
N0390M05;
N0400M30;
铣底面(二次装夹)
O0002
N3010G21;
N3020G17G40G49G80;
N3030T05M06;换5号刀
N3040G00G90G54X12.0Y40.0S500M03;
N3050G43H05Z20.0;
N3060Z1.5;
N3070G01Y-40.0;
N3080X-12.0;
N3090Y40.0;
N3100G00Z20.0;
N3110X-40.0Y12;
N3120G01X40.0;
N3130Y-12.0;
N3140X-40.0;
N3150G00Z20.0;
N3160M05;
N3170G91G28Z0;
N4010G90G94G17G40G50;
N4020G91G28Z0.0;
N4025T03M06;换3号刀精铣
N4030G90G54;
N4040G00X0.0Y0.0F600;
N4050G43Z20.0H03;
N4060S500M03;
N4070G01Z-1.5F100;
N4080M98P3001;
N4090G90G51.1X0.0Y0.0;
N4100M98P3001;
N4110G90G50.1X0.0Y0.0;
N4120G90G51.1X0.0;
N4130M98P3001;
N4140G90G51.1X0.0;
N4150G90G51.1X0.0Y0.0;
N4160M98P3001;
N4170G90G50.1X0.0Y0.0;
N4180G00Z20.0;
N4190G49G91G28Z0.0M05;
N4200M30;程序结束
精铣子程序(梅花型)
O1001
N150G01Z-5.0;
N151G91G41G01X35.0Y0.0D02F100;
N152G03X-10.0Y10.0R10.0;
N153G01X-5.0;
N154G02X-10.0Y10.0R10.0;
N155G01Y5.0;
N156G03X-10.0Y10.0R10.0;
N157G01Y-35.0;
N158G00Z15.0;
N159G00X37.0Y45.0;
N160Z-20.0;
N161G02X8.0Y-8.0R8.0;
N162G00Z20.0;
N163G40X-45.0Y-37.0;
N164M99;
精铣子程序(底面)
O3001
N2010G91G41G01X20.0Y45.0D03F100;
N2020X10.0;
N2030Y-12.0;
N2040G03X8.0Y-8.0R8.0;
N2050X17.0;
N2060G01Z-8.5
N2070Y12.0
N2080G03X-8.0Y8.0R8.0
N2090G01X-12.0
N2100G00Z8.5
N2110G40X-25.0Y-45.0;
N2120M99;
总结
通过这次课程设计,我不仅对本门的专业知识有了更深一步的认识,对其它专业课也有了深一层的复习。
这次课程设计使我认识到,一个项目或零件从设计,下料,到安排加工路线,试加工,需要各方面的知识,比如此次课程设计,综合了机械制图,金属材料,机械零件,金属切削原理与刀具等知识,以及进行普通车削,铣削,钻削等能力。
单靠一门知识是远远不够的。
所以在以后的学习和生活中,我要注意学习每一门的知识,并不断地培养把各门知识融会贯通的能力,这样以后才能更还好地发挥它们的作用。
参考文献
《数控编程技术及应用》任晓虹主编国防工业出版社
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- 关 键 词:
- 数控 加工 工艺 课程设计