畢業(yè)設計（論文）典型工件的數(shù)控銑床加工

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1、 畢業(yè)論文（設計） 課題名稱 典型工件的數(shù)控銑床加工 系 別 機電系 專 業(yè) 數(shù)控機床應用 班 級 07數(shù)控C班 學 號 0732236323 學生姓名 指導教師 完成日期 2010年 5 月 10 日 廣州科技貿(mào)易職業(yè)學院教務處制 廣州科技貿(mào)易職業(yè)學院 畢業(yè)論文（設計）任務 機電 系 數(shù)控 專

2、業(yè) 茲發(fā)給 C 班 同學畢業(yè)論文（設計）任務書，內(nèi)容如下： 1、 畢業(yè)論文（設計）題目： 銑床第2個零件的數(shù)控銑削 加工 2、應完成的項目： 零件圖分析，零件加工工藝分析，零件加工CAM仿真及加工。

3、 3、 參考資料以及說明： (1)《機械設計基礎》，(2)《模具設計制造》， (3)《數(shù)控編程加工技術(shù)》。 機械設計類相關(guān)書籍，數(shù)控專業(yè)書籍。

4、 4、本畢業(yè)論文（設計）任務書于 2010 年 3 月 1 日發(fā)出，應于 2010 年 5 月 10 日前完成。（論文：附后） 指導教師簽名： 年 月 日 系主任簽名： 年 月 日 廣州科技貿(mào)易職業(yè)學院 畢業(yè)論文（設計） 題目：

5、 系別： 班級： 學生： 系主任： 指導老師： 職稱： 畢業(yè)

6、論文（設計）評語： 指導教師簽名： 年 月 日 成績評定： 系負責人簽名： 年 月 日 摘 要 摘要：大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展，提高綜合國力和國家地位的重要途徑。數(shù)控加工工藝設計的主要任務是制訂加工工藝規(guī)程，也是數(shù)控機床加工前的準備工作。工藝規(guī)程是規(guī)定零件

7、、走刀路線、刀具尺寸以及機床的運動過程。因此，是編程人員對數(shù)控機床的性能、制造工藝過程和操作方法具有指導性的工藝文件。數(shù)控機床加工的程序是數(shù)控機床的指令性文件。數(shù)控機床加工程序不僅要包括零件的工藝過程，而且還要包括切削用量的選擇、運動方式、刀具系統(tǒng)、切削規(guī)范以及工件的裝夾方法。工藝規(guī)程定得合理與否，對程序編制、機床的加工效率和零件的加工精度都有重要影響。因此，應遵循一般的工藝原則并結(jié)合數(shù)控機床的特點認真而詳細地制訂數(shù)控加工工藝。本設計結(jié)合一具體零件進行了零件圖分析，加工設備、刀具、工裝的選擇，切削速度、進給量、背吃刀量等參數(shù)的選擇，制訂了零件的數(shù)控加工工藝；根據(jù)所選擇機床的指令系統(tǒng)編寫了零件的

8、加工程序。 關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；數(shù)控銑床；數(shù)控加工。 ABSTRACT Abstract：Efforts to develop advanced numerical control technology as the core manufacturing technology has become the worlds developed countries to accelerate economic development, enhance overall national strength and an important way

9、to statehood.NC machining process design the main task is to develop a point of order processing, CNC machining is the preparation before.Process planning is to provide spare parts, moving path, size, and machine tool movement.So, is the programmer on the performance of CNC machine tools, manufactur

10、ing processes and operating methods of guiding the process file.CNC Machining CNC machine tool program is mandatory documents.NC machining program including the parts not only process, but also including the choice of cutting, sport, and tool system, cutting regulations, and the workpiece clamping m

11、ethod.Process specification will be reasonable or not, on programming, machine tool processing efficiency and processing precision parts have a significant impact.Therefore, the process should follow the general principles and the characteristics of CNC machine tools combined with careful and detail

12、ed development CNC machining process.Specific parts of the design with a parts diagram for the analysis, processing equipment, cutting tools, tooling selection, cutting speed, feed rate, back to eat the choice of parameters such as knives, developed parts of the NC machining process; according to th

13、e selected machine toolThe instruction processing parts prepared. Keywords: NC technology; CNC milling machine; CNC machining. 目 錄 第1章 數(shù)控銑床的組成部分 2 1.1 數(shù)控銑床的機械結(jié)構(gòu) 2 1.2 數(shù)控銑床的分類 3 1.2.1 按主軸的位置分類 3 1.2.2 按構(gòu)造上分類 4 1.3 數(shù)控銑床在結(jié)構(gòu)上的特點 5 第2章 華中數(shù)控系統(tǒng)功能特點 7 2.1 顯示功能 7

14、 2.2 編輯功能 7 2.3 加工功能 7 2.4 華中數(shù)控系統(tǒng)編程指令特點 8 2.4.1 指令特點 8 2.4.2 螺旋類加工插補 8 2.5 數(shù)控銑床的主要操作過程 11 2.5.1 返回參考點操作 11 2.5.2 手動操作 11 2.2.3自動操作 12 2.5.4 程序的輸入的方法 12 2.5.5.數(shù)控銑床的保護 15 第3章 加工圖樣與分析 14 3.1針對工件的主要特點進行加工工藝路線分析 14 3.1.1加工工序分析 14 3.1.2 加工路線的確定 15 3.1.3 材料加工與刀具要求 15 3.1.4刀具列表 16 3.2選用毛坯

15、，繪制實體圖 16 3.2.1選用毛坯 16 3.2.2繪制實體圖 16 3.2.3 建立坐標系 16 3.2.4 基點 18 3.2.5 節(jié)點 18 第4章 數(shù)控編程 18 4.1.加工前準備 20 4.1.1定義毛坯 20 4.1.2設置刀具 20 4.2 編程加工 21 4.2.1 加工步驟 21 4.2.2 軌跡生成 21 4.3軌跡仿真 29 4.4 G代碼生成 29 第5章 總 結(jié) 31 參考文獻 32 致 謝 33 廣州科技貿(mào)易職業(yè)學院畢業(yè)論文 學生姓名 林潛橙 《典型工件的數(shù)控銑床加工》

16、第1章 數(shù)控銑床的組成部分 1.1 數(shù)控銑床的機械結(jié)構(gòu) 數(shù)控銑床的機械結(jié)構(gòu)，如圖1-1-1除銑床基礎部件外，由下列各部分組成： ①主傳動系統(tǒng)； ②進給系統(tǒng)； ③實現(xiàn)工件回轉(zhuǎn)、定位裝置和附件； ④實現(xiàn)某些部件動作和輔助功能的系統(tǒng)和裝置，如液壓、氣動、潤滑、冷卻等系統(tǒng)和排屑、防護等裝置； 圖1-1-1 銑床基礎件稱為銑床大件，通常是指床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺等。它是整臺銑床的基礎和框架。銑床的其他零部件，或者固定在基礎件上，或者工作時在它的導軌上運動。其他機械結(jié)構(gòu)的組成則按銑床的功能需要選用。 數(shù)控銑床是一種加工功能很強的數(shù)控機床，目前迅速發(fā)展起來的加工中心、柔

17、性加工單元等都是在數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床的基礎上產(chǎn)生的，兩者都離不開銑削方式。由于數(shù)控銑削工藝最復雜，需要解決的技術(shù)問題也最多，因此，人們在研究和開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)及自動編程語言的軟件系統(tǒng)時，也一直把銑削加工作為重點。 1.2 數(shù)控銑床的分類 1.2.1 按主軸的位置分類 （1） 數(shù)控立式銑床如圖1-2-1 圖1-2-1 數(shù)控立式銑床在數(shù)量上一直占據(jù)數(shù)控銑床的大多數(shù)，應用范圍也最廣。從機床數(shù)控系繞控制的坐標數(shù)量來看，目前3坐標數(shù)控立銑仍占大多數(shù)；一般可進行3坐標聯(lián)動加工，但也有部分機床只能進行3個坐標中的任意兩個坐標聯(lián)動加工(常稱為2.5坐標加工)。此外，還有機床主軸可以繞X、Y、

18、Z坐標軸中的其中一個或兩個軸作數(shù)控擺角運動的4坐標和5坐標數(shù)控立銑。 （2） 臥式數(shù)控銑床如圖1-2-2 圖1-2-2 與通用臥式銑床相同，其主軸軸線平行于水平面。為了擴大加工范圍和擴充功能，臥式數(shù)控銑床通常采用增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤或萬能數(shù)控轉(zhuǎn)盤來實現(xiàn)4、5坐標加工。這樣，不但工件側(cè)面上的連續(xù)回轉(zhuǎn)輪廓可以加工出來，而且可以實現(xiàn)在一次安裝中，通過轉(zhuǎn)盤改變工位，進行“四面加工”。 （3）立臥兩用數(shù)控銑床如圖1-2-3 圖1-2-3 目前，這類數(shù)控銑床已不多見，由于這類銑床的主軸方向可以更換，能達到在一臺機床上既可以進行立式加工，又可以進行臥式加工，而同時具備上述兩類機床的功能，其使用范

19、圍更廣，功能更全，選擇加工對象的余地更大，且給用戶帶來不少方便。特別是生產(chǎn)批量小，品種較多，又需要立、臥兩種方式加工時，用戶只需買一臺這樣的機床就行了。 1.2.2 按構(gòu)造上分類 （1） 工作臺升降式數(shù)控銑床 這類數(shù)控銑床采用工作臺移動、升降，而主軸不動的方式。小型數(shù)控銑床一般采用此種方式。 （2） 主軸頭升降式數(shù)控銑床 這類數(shù)控銑床采用工作臺縱向和橫向移動，且主軸沿垂向溜板上下運動；主軸頭升降式數(shù)控銑床在精度保持、承載重量、系統(tǒng)構(gòu)成等方面具有很多優(yōu)點，已成為數(shù)控銑床的主流。 （3） 龍門式數(shù)控銑床如圖1-2-4 這類數(shù)控銑床主軸可以在龍門架的橫向與垂向溜板上運動，而龍門架則沿床

20、身作縱向運動。大型數(shù)控銑床，因要考慮到擴大行程，縮小占地面積及剛性等技術(shù)上的問題，往往采用龍門架移動式。 圖1-2-4 1.3 數(shù)控銑床在結(jié)構(gòu)上的特點 （1）控制機床運動的坐標特征為了要把工件上各種復雜的形狀輪廓連續(xù)加工出來，必須控制刀具沿設定的直線、圓弧或空間的直線、圓弧軌跡運動，這就要求數(shù)控銑床的伺服拖動系動能在多坐標方向同時協(xié)調(diào)動作，并保持預定的相互關(guān)系，也就是要求機床應能實現(xiàn)多坐標聯(lián)動。數(shù)控銑床要控制的坐標數(shù)起碼是3坐標中任意兩坐標聯(lián)動，要實現(xiàn)連續(xù)加工直線變斜角工件，起碼要實現(xiàn)四坐標聯(lián)動，而若要加工曲線變斜角工件，則要求實現(xiàn)5坐標聯(lián)動。因此，數(shù)控銑床所配置的數(shù)控系統(tǒng)在檔次上一

21、般都比其他數(shù)控機床相應更高一些。 （2）數(shù)控銑床的主軸特征現(xiàn)代數(shù)控銑床的主軸開啟與停止，主軸正反轉(zhuǎn)與主軸變速等都可以按程序介質(zhì)上編入的程序自動執(zhí)行。不同的機床其變速功能與范圍也不同。有的采用變頻機組(目前已很少采用)，固定幾種轉(zhuǎn)速，可任選一種編入程序，但不能在運轉(zhuǎn)時改變；有的采用變頻器調(diào)速，將轉(zhuǎn)速分為幾檔，程編時可任選一檔，在運轉(zhuǎn)中可通過控制面板上的旋鈕在本檔范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)；有的則不分檔，程編可在整個調(diào)速范圍內(nèi)任選一值，在主軸運轉(zhuǎn)中可以在全速范圍內(nèi)進行無級調(diào)整，但從安全角度考慮，每次只能調(diào)高或調(diào)低在允許的范圍內(nèi)，不能有大起大落的突變。在數(shù)控銑床的主軸套筒內(nèi)一般都設有自動拉、退刀裝置，能在數(shù)秒

22、種內(nèi)完成裝刀與卸刀，使換刀顯得較方便。此外，多坐標數(shù)控銑床的主軸可以繞X、Y或Z軸作數(shù)控擺動，也有的數(shù)控銑床帶有萬能主軸頭，擴大了主軸自身的運動范圍，但主軸結(jié)構(gòu)更加復雜。 第2章 華中數(shù)控系統(tǒng)功能特點 2.1 顯示功能 A、實體圖形顯示功能：華中HNC-21T系統(tǒng)，可根據(jù)用戶選擇的不同形狀刀具，對用戶自定義大小的毛坯，進行仿真加工。 B、圖形軌跡顯示功能：可根據(jù)加工程序顯示刀具運行軌跡 C、正文顯示功能：可顯示當前運行程序，幫助操作者更好了解機床的運行狀況。 D、大字符、坐標聯(lián)合顯示功能：可顯示刀具在機床坐標系、工件坐標系下的指令值、實際值，還可顯示刀具運行各段程序時的剩余值。

23、E、其他顯示功能：可顯示當前運行程序名；當前運行程序行號；工件坐標零點的坐標值；刀具實際進給速度；實際主軸轉(zhuǎn)速；當前刀具號；主軸速度、進給速度、快移速度的修調(diào)率等。 F、可顯示當前編輯程序行的實際行號、列號。 2.2 編輯功能 A、可實現(xiàn)G代碼程序（包括高級宏程序）單個字符的編輯，更方便程序的編輯、修改操作。 B、除便捷的新建程序、保存程序、刪除程序、程序另存功能外，還可將程序中的部分內(nèi)容通過快捷鍵進行塊定義、拷貝、粘貼（也可粘貼到系統(tǒng)下其他G代碼程序中）。 C、可用分號屏蔽程序段的運行，程序中可顯示注釋。 D、系統(tǒng)程序存儲量大，系統(tǒng)標準配置內(nèi)存32MB。 E、具有后臺編輯功能：

24、在加工過程中，可以在后臺進行程序編輯。 F、具有藍圖編輯功能。 2.3 加工功能 A、小線段高速連續(xù)插補功能（G64指令）：可高速圓滑擬合小線段程序的軌跡，十分利于CAM生成的小線段程序的加工。 B、斷點保存功能、任意指定行加工的功能、程序跳段功能。 2.4 華中數(shù)控系統(tǒng)編程指令特點 2.4.1 指令特點 A、G01、G02（G03）：除基本的直線、圓弧插補功能外，還可倒角、倒圓。 B、華中數(shù)控HNC-21T（車床系統(tǒng)）還有直徑、半徑編程指令G36、G37；螺紋加工G32指令；固定循環(huán)G80、G81、G82；復合循環(huán)G71、G72、G73、G76；恒線速度控制指令G96、G97

25、、G46等。其中需關(guān)注的是：G36、G37指令可在同一個程序中實現(xiàn)直徑、半徑編程的轉(zhuǎn)換；復合循環(huán)G71、G72指令的刀具軌跡，可完成每層粗切時的殘料加工，滿足現(xiàn)代加工中余量均勻的要求，有利于刀具壽命和加工精度。 C、華中數(shù)控HNC-21M（銑床系統(tǒng)）還有絕對編程、增量編程G91、G90指令；坐標系設定G92指令；坐標系選擇G54~G59指令；刀具長度補償功能G43、G44、G49；螺旋線插補功能；極坐標G38指令；鏡像功能G24、G25；縮放功能G50、G51；旋轉(zhuǎn)功能G68、G69；鉆、鏜、鉸、鍃等孔類加工的固定循環(huán)指令G73、G74、G76、G80~G89等。 D、刀具半徑補償功能G4

26、1、G42、G40：運用該功能時注意加入或取消補償?shù)臅r機；加入后必須取消；加入或取消時刀補平面內(nèi)的移動軸必須有足夠的移動距離；可以在下刀前加入，也可在抬刀后取消，但不可在下刀或抬刀過程中加入或取消。 E、華中數(shù)控系統(tǒng)強大的運算能力，保證了便捷的宏程序的功能，循環(huán)語句WHILE的運用，是編輯宏程序的基礎。華中車床系統(tǒng)的宏程序可以用于G71等復合循環(huán)中，車、銑系統(tǒng)的宏程序中均可加入刀具半徑補償，應用過程中注意刀具干涉的處理。 2.4.2 螺旋類加工插補 （1） 指令格式及其應用 A、指令格式螺旋插補功能是各類加工中心或數(shù)控銑床的數(shù)控系統(tǒng)所具有的一個基本功能。華中系統(tǒng)和FANUC系統(tǒng)的螺旋插

27、補指令如下： G17G02X＿Y一Z＿I＿J＿F＿ G17G03X_Y_Z_I_J_F_ B、在數(shù)控加工中的應用在數(shù)控銑削加工中，螺旋插補指令主要用于銑槽時的螺旋式下刀、加工螺紋等。 ①以銑代鏜精銑內(nèi)輪廓螺旋插補指令用于螺旋銑削圓形內(nèi)輪廓時，因刀具軌跡連續(xù)，故可提高輪廓側(cè)面的加工質(zhì)量（不存在分層時的接刀痕跡），同時只要求很小的開始空間。此外，使用這種方法，可以用一把銑刀加工多個不同尺寸的孔。 ②銑槽加工的螺旋下刀銑槽加工屬于粗加工。常規(guī)的工藝是先預鉆一孔，然后銑刀在此預鉆孔中下刀。若采用螺旋下刀，則無需預鉆孔。從而簡化了工藝，減少了刀具數(shù)量和換刀次數(shù)。如圖2-4-1 圖2

28、-4-1 ③銑削螺紋使用成型的螺紋銑刀沿螺旋插補軌跡進行螺紋銑削加工。 C、應用中存在的問題執(zhí)行螺旋插補指令后形成的刀具軌跡如圖1所示。顯然，本指令只適用于一圈以內(nèi)的螺旋線。對于多圈螺旋線，則需要多段程序才可完成，從而編程較為麻煩；同時因為控制螺距或螺紋升角而易導致出現(xiàn)頂?shù)兜仁鹿省? 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，先進的數(shù)控系統(tǒng)不僅能向用戶編程提供一般的準備功能和輔助功能，而且可為編程提供擴展數(shù)控功能的手段。HNC-21 M華中世紀星數(shù)控系統(tǒng)的宏指令編程，應用靈活，形式自由，具備計算機高級語言的表達式、邏輯運算及類似的程序流程，使加工程序簡練易懂，實現(xiàn)普通編程難以實現(xiàn)的功能，可大大提高編程效率，擴展

29、了數(shù)控系統(tǒng)的功能。 （2）螺旋升角對加工的影響 A、粗加工時的切削狀態(tài)在圖2中，采用螺旋插補方式下刀，此時則可用鍵槽銑刀直接實現(xiàn)銑槽加工。在銑槽的粗加工中，刀具受力狀況如圖4所示。圖中： Fx＝Fcos ψ FZ＝Fsin ψ式中F——螺旋下刀時的切削力 FX——側(cè)向分力 Fz——軸向分力 ψ——螺旋升角 若ψ增大，則Fz增大，從而可能產(chǎn)生“頂?shù)丁爆F(xiàn)象，嚴重時則可能折斷刀具。因此，ψ不能過大。 B、精加工時的切肖11狀態(tài)圖3為螺旋插補用于精加工時的切削狀態(tài)。在精加工時，在層降相同的情況下，不同的螺旋升角，參與切削的切削刃長度不同，產(chǎn)生的切削力也不同。螺旋角較大時，

30、因參與切削的側(cè)刃較長，切削力則較大，易使刀具產(chǎn)生傾斜，從而影響工件的形位精度。 綜上所述，無論粗加工還是精加工，螺旋插補時螺旋升角均不能過大。 螺旋插補功能的優(yōu)化。如圖2-4-2 圖2-4-2 由前分析可知，螺紋升角是確保螺旋插補功能實現(xiàn)和加工安全的重要參數(shù)。而數(shù)控系統(tǒng)的螺旋插補指令無法自動控制此參數(shù)，因此無法確保加工安全。下面以華中HNC-21 M系統(tǒng)為例，利用宏程序?qū)β菪逖a指令進行優(yōu)化。 A 變量簡介用戶宏程序是加工編程的重要補充。HNC -21M華中世紀星數(shù)控系統(tǒng)變量表示形式為＃后跟1~4位數(shù)字。變量種類有3種： ①局部變量#1-#49是在宏程序中局部使用的變量，用于

31、存放宏程序中的數(shù)據(jù)，斷電時丟失為空。 ②全局變量用戶可以自由使用#50 ~ #199，它對于由主程序調(diào)用的各子程序及各宏程序來說是可以公用的，可以人工賦值，有斷電為空與斷電記憶兩種。 ③系統(tǒng)變量由＃后跟4位數(shù)字來定義，它能獲取包含在機床處理器或NC內(nèi)存中的只讀或讀／寫信息，包括與機床處理器有關(guān)的交換參數(shù)、機床狀態(tài)獲取參數(shù)、加工參數(shù)等系統(tǒng)信息。 編程中變量的用途有4個：運算、遞增量或遞減量、條件判別語句和循環(huán)語句中的條件表達式、變量賦值。 B 動作優(yōu)化及程序框圖 ①動作優(yōu)化為方便編程，將螺旋插補宏程序的動作設計成與孔加工固定循環(huán)動作類似，由定位、下刀、切人、孔底動作等多個動作組

32、成。如圖6所示。 對于盲孔或銑槽加工時，螺旋插補無法對整個表面加工完畢，即剩余一部側(cè)面未加工（圖中的A處），因此在最后需用圓弧插補完成。而對于通孔，若孔底坐標值合理，則可將整個表面加工完畢。 ②程序框圖根據(jù)以上分析，程序框圖設計如圖2-4-3所示。 圖2-4-3 C、利用宏程序優(yōu)化后的子程序子程序如下： ％090;//子程序名 IF[AR［#23EQ0］］OR［AR [#24EQ0］］ OR[ AR [ #25EQ0］］OR［#26EQ0］］ OR［AR［#14EQ0］］ M99 ENDIF／／檢查參數(shù)是否齊全，若缺少參數(shù)則停止執(zhí)行 GOOX［#3］Y［

33、#24］；//定位 GOOZ[#17]；//下刀 G41X［#23＋#3/2］DO1 #16 = #17;//#16為中間變量 #0＝pi*［#3］*tan［3*pi/180］；//計算螺距 #1=#25-#17；//計算總深度 WHILE #1 GT#0 DO 1；//判斷是否再進一刀 G03X[#23＋#3/2]Y［#24]Z［#16-#2］I［-#3/2］JOF [#5］ #16＝#16-#2 #1=#1-#0 ENDWl G03X［#23＋#3/2］Y［#24］Z［#25］I［-#3 /2］JOF［#5］；//最后一次 螺旋插補 IF

34、#14EQ 2；//如果是盲孔 G03[#23＋#3/2]Y[#24]I[-#3/2]JOF[#5〕；//進行圓插補 ENDIF G40 GOOX[#23]Y[#24]；//取消半徑補償 IF #1165 EQ 98；//若為G98，返回初始平面 GOOZ［#26］ ELSE GOOZ[#17];//否則返回R點平面 M99；//子程序結(jié)束，返回主程序 D、子程序的調(diào)用可以認為用戶宏程序就是含變量的程序，其調(diào)用方法和調(diào)用子程序一樣。當加工尺寸不同的同類零件時，用戶可將相同加工操作編為用戶宏程序。調(diào)用用戶宏程序時，主程序只需改變宏命令的數(shù)值，用一條簡單指令調(diào)用，

35、而不必為每一個零件都編一個程序。 用戶宏程序的調(diào)用格式為：M98 P(宏程序名）＜變量賦值＞或G65 P宏程序名）＜變量賦值>。 ％2000； //主程序 #701=5;//用系統(tǒng)變量指定地址DO1中的半徑值 G21;//公制單位； G17G90G40G49G80G54；//建立工件坐標系 GOG43Z.50H01；//移至Z50且產(chǎn)生長度補償 M03 5800；//主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速800r/min G98G65P090X-Y-Z-R-D-F-Q-；//調(diào)用用戶宏程序，且變 量賦值 X, Y為孔中心坐標；Z為孔底坐標值；R為從快進轉(zhuǎn)為土進的平面高度（絕對值）

36、；D為孔直徑（正值）；F為進給速度（mm /min）；Q為孔的類型（值為1時通孔，值2為盲孔）。 GOOG49 2150 XO YO M05 M30 說明：主程序使用了M98指令調(diào)用用戶宏程序％090，并為變量賦初值。X、Y等都是用戶宏程序中的變量，X對應用戶宏程序中的變量#23；Y對應變量#24;依次類推，26個英文字母都能代表用戶宏程序中的相應數(shù)字的變量。 2.5 數(shù)控銑床的主要操作過程 2.5.1 返回參考點操作 在程序運行前必須先對機床進行回參考點操作，即將刀架返回機床參考點。通常情況下，在開機時采用手動參考點返回方法，其操作方法如下： A 將機床操作模式

37、開關(guān)設置仔回零手動方式位置上。 B 用快速倍率開關(guān)選擇返回參考點的進給速度。 C 按機床操作面板上X、Y移動按鈕。按選定的坐標軸及方向按鈕慢速移動坐標軸，松開時則移動停止，進行X軸、Y軸的回零操作。 D 當坐標軸返回參考點時，刀架返回參考點。 2.5.2 手動操作 使用機床操作面板上的開關(guān)、按鈕或手輪，用手動操作移動刀具，可使刀具沿各坐標軸移動。 A 手動連續(xù)進給 用手動可以連續(xù)地移動機床，操作步驟如下： ① 將方式選擇開關(guān)置于快速（JOG）的位置上 。 ② 選擇移動軸，將控制面板上的坐標軸選擇開關(guān)鍵撥至相應的坐標軸，機床將按選擇的軸方向移動。 B 快速進給 方式開關(guān)

38、放在快速上，按下方向按鈕，刀具將按照選擇的方向快速進給。 C 手搖脈沖發(fā)生器進給 移動手搖脈沖發(fā)生器，可使機床微量進給，步驟如下： 控制面板方式選擇開關(guān)置于手輪的位置上， 選擇手動倍率， 轉(zhuǎn)動手搖脈沖發(fā)生器，右轉(zhuǎn)為正方向，左轉(zhuǎn)為負方向。 2.2.3自動操作 A 運行方式 存儲器的運行步驟 ① 預先將程序存入存儲器中。 ②選擇要運行的程序。 ③將方式選擇開關(guān)置于自動位置。 ④ 按循環(huán)啟動按鈕，即開始自動運轉(zhuǎn)。 （2）MDI 運轉(zhuǎn) 從CRT/MDI操作面板輸入一個程序段的指令并執(zhí)行該程序段。 B 自動運行的啟動 存儲器運行方法 ① 選擇自動方式。 ②

39、 選擇程序。 ③ 按機床操作面板上循環(huán)啟動按鈕。 （4）執(zhí)行自動運行 若自動運行已啟動，cnc的運行 （5）自動運行的停止 使自動運行停止的方式有：預先在程序中需要停止的地方輸入停止指令，還可以按操作面板上的按鈕，使其停止。 2.5.4 程序的輸入的方法 A 程序存儲、編輯操作前的準備 ① 把程序保護開關(guān)置于ON 上，接通數(shù)據(jù)保護鍵。 ②將操作方式置為編輯方式。 ③ 按顯示機能鍵【PRGRM】或【程序】軟體鍵后，顯示程序后方可編輯程序。 B 把程序輸入存儲器中 用MDI鍵盤鍵入方法如下： ① 方式選擇為編輯方式 ② 按軟件【LIB】 ③用鍵輸入地址O。 ④ 如果存

40、儲器中沒有該程序的話，輸入“O0009”，按“INSRT”鍵。 ⑤通過上述操作存入程序號，之后把程序中的每個字用鍵輸入，然后按INSRT鍵便將鍵入的程序存儲起來。 2.5.5數(shù)控銑床的保護 如果紅色指示燈亮的時候，說明機床出錯報警，不能進行正常操作。機床報警一般為主軸報警、控制器報警、潤滑報警。 A 在CRT上顯示錯誤代碼時，請查找原因，若錯誤代碼有“PS”二字，則一定是程序或者設定數(shù)據(jù)的錯誤，請修改程序或者修改設定的數(shù)據(jù)。 B 在CRT上沒有顯示錯誤代碼時，可能是由于機床執(zhí)行了一些故障操作，請參照“維修手冊”。 C 如果機床在遇到緊急情況時，應立即按下急停按鈕，這時機床緊急停止，

41、主軸也馬上緊急停轉(zhuǎn)。當排除故障后，急停按鈕復位，機床操作正常。 D 當?shù)毒叱搅藱C床限位開關(guān)限定的行程范圍或者進入由參數(shù)指定的禁止區(qū)域，CRT顯示“超程”報警，要想解除急停報警，按機床正面的機床復位按鈕，用手輪方式移出限位區(qū)域，按復位按鈕解除報警即可。 第3章 加工圖樣與分析 3.1針對工件的主要特點進行加工工藝路線分析 進行加工工藝路線分析如下圖，是所加工的零件圖： 圖3-1-1 3.1.1加工工序分析 （1）保證精度的原則 數(shù)控加工要求工序盡可能集中，常常粗、精加工在一次裝夾下

42、完成，為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，應將粗、精加工分開進行。對軸類或盤類零件，將各處先粗加工，留少量余量精加工，來保證表面質(zhì)量要求。同時，對一些箱體工件，為保證孔的加工精度，應先加工表面而后加工孔。 （2）提高生產(chǎn)效率的原則 數(shù)控加工中，為減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時間，應將需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再換另一把刀來加工其它部位。同時應盡量減少空行程，用同一把刀加工工件的多個部位時，應以最短的路線到達各加工部位。 　　實際中，數(shù)控加工工序要根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求等情況綜合考慮。 3.1.2 加工路線的確定 在數(shù)控加工中，刀

43、具相對于工件的運動軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從對刀點開始運動起，直至結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路線的確定首先必須保證被加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，其次考慮數(shù)值計算簡單，走刀路線盡量短，效率較高等。 3.1.3 材料加工與刀具要求 銑削時，銑刀與工件之間摩擦會產(chǎn)生塑性變形，讓刀具受到高溫和高壓作用。此外，還要承受沖擊與振動。為了避免迅速磨損或破損，刀具的材料必須具備以下性能： 1 高硬度和高耐磨性 硬度是刀具材料應具備的基本特性，刀具材料的硬度應大于被加工材料的硬度。 2 要有足夠的強度和韌性 刀具材料必須具備足夠的強度和韌

44、性，以能承受切削力、沖擊和振動的作用。 3 高的耐熱性 也稱熱硬性或紅硬性，即在高溫下保持硬度、耐磨性、強度和韌性的能力。此外，刀具材料在高溫下應具備抗氧化、抗粘結(jié)和抗擴散的能力。還具有良好的導熱性和耐熱沖擊性。 4 良好的工藝 即在制造時應有好鍛造、熱處理、高溫塑性變形、可磨削等性能。 5為了保證加工過程中的精度，刀具必須有較好的熱穩(wěn)定性。因此刀具應該選擇兩把： 高速鋼銑刀 用于粗加工 硬質(zhì)合金倒 用于精加工 3.1.4刀具列表 序號 刀具號 規(guī)格名稱 數(shù)量 刀型/mm 加工表面 1 T01 10高速鋼立銑刀 1 30 各表面粗銑 2 T02 8

45、硬質(zhì)合金立銑刀 1 30 各表面精銑 3.2選用毛坯，繪制實體圖 3.2.1選用毛坯 根據(jù)工件尺寸選擇毛坯尺寸為90*90*30。實體圖如圖4-2-1 圖3-2-1 3.2.2繪制實體圖 進入繪制草圖，然后點矩形，以中心、長、寬形式，輸80x80mm，然后拉伸25mm,造得如圖4-2-2 圖3-2-2 以上表面為基面，進入草繪，畫出如圖3-2-3 圖3-2-3 反向拉伸除料，拉伸深度為5畫出如圖3-2-4 圖3-2-4 再以上表面為基面，進入草繪，畫出如圖3-2-5 圖3-2-5 反向拉伸除料，拉伸深度為10畫出如圖4-2-6

46、 圖3-2-6 3.2.3 建立坐標系 工件原坐標系便為編程坐標 3.2.4 基點 坐標系原點為工件基點 3.2.5 節(jié)點 關(guān)鍵節(jié)點如下表 X Y Z -40 -40 -5 40 40 -5 -40 40 -5 40 -40 -5 -5 -35 0 5 -35 0 35 -5 0 35 5 0 5 35 0 -5 35 0 -35 -5 0 -35 5 0 -5 -35 -5 5 -35 -5 35 -5 -5 35 5 -5 5 35 -5 -5 35 -5 -35

47、 -5 -5 -35 5 -5 0 10 0 0 -10 0 -10 0 0 10 0 0 0 10 -10 0 -10 -10 -10 0 -10 10 0 -10 第4章 數(shù)控編程 4.1.加工前準備 4.1.1定義毛坯 根據(jù)選用毛坯為90*90*30所以考慮把工件擺放到毛坯的正中間如圖4-1-1所設置。 （圖4-1-1） 4.1.2設置刀具 根據(jù)上問所述添加兩把刀具到刀具庫如圖4-1-2,4-1-3所示 圖4-1-2 圖4-1-3 4.2 編程加工

48、 4.2.1 加工步驟 工步1：區(qū)域試粗加工，留余量0.5mm，粗加工零件上表面。 工步2：輪廓線精加工，留余量0.5mm，粗加工零件外輪廓。 工步3：等高線粗加工，留余量0.5mm，粗加工零件零件突起部分。 工步4：區(qū)域式粗加工，不留余量，精加工零件上表面。 工步5：等高線粗加工，不留余量，精加工零件零件突起部分。 工步6：輪廓線精加工，不留余量，精加工零件外輪廓。 4.2.2 軌跡生成 根據(jù)加工需要各步驟加工數(shù)據(jù)設置如下 工步1：區(qū)域試粗加工,留余量0.5mm，粗加工零件上表面，所用刀具D10，所有參數(shù)如圖4-2-1至圖4-2-5。 圖4-2-1 圖4-2-2

49、 圖4-2-3 圖4-2-4 圖4-2-5 工步2：輪廓線精加工，留余量0.5mm，粗加工零件外輪廓，所用刀具D10，所有參數(shù)如圖4-2-5至圖4-5-9。 圖4-2-6 圖4-2-7 圖4-2-8 圖4-2-9 工步3：等高線粗加工，留余量0.5mm，粗加工零件零件突起部分，所用刀具D10，所有參數(shù)如圖4-2-10至圖4-2-14。 圖4-2-1 圖4-2-11 圖4-2-12 圖4-2-13 工步4：區(qū)域式粗加工，不留余量，精加工零件上表面,所用刀具D8，所有參數(shù)如圖4-2-14至圖4-2-17。

50、 圖4-2-14 圖4-2-15 圖4-2-16 圖4-2-17 工步5：等高線粗加工，不留余量，精加工零件零件突起部分，所用刀具D8，所有參數(shù)如圖4-2-18至圖4-2-21。 圖4-2-18 圖4-2-19 圖4-2-20 圖4-2-21 工步6：輪廓線精加工，不留余量，精加工零件外輪廓，所用刀具D8，所有參數(shù)如圖4-2-22至圖4-2-25。。 圖4-2-22 圖4-2-23 圖4-2-24 圖4-2-25 最后所有軌跡生成如圖4-2-1 圖4-2-1 4.3軌跡仿真 軌跡參數(shù)設置完成后，就可

51、對加工軌跡進行仿真，在CAXA加工管理界面，選擇全部編制好的軌跡，選擇軌跡仿真，對其進行仿真。仿真過程、結(jié)果如圖4-3-1 圖4-3-1 4.4 G代碼生成 由于該加工分粗加工、精加工兩部分分別由兩把刀具完成所以分兩部分生成G代碼； 第一部分粗加工，所用刀具D10，所生成G代碼如圖4-4-1 圖4-4-1 第二部分精加工，所用刀具D8，所生成G代碼如圖4-4-2 圖4-4-2 第5章 總 結(jié) 通過本課題的設計，我對數(shù)控加工的整個過程有了較全面的理解。經(jīng)過設計中選擇刀

52、具，我對數(shù)控加工中心工具系統(tǒng)的特點和數(shù)控加工中心刀具材料和使用范圍有了較深的了解，基本掌握了數(shù)控銑床刀具的選用方法；經(jīng)過設計加工工藝方案，進一步了解了工件定位的基本原理、定位方式與定位元件及數(shù)控加工中心用夾具的種類與特點，對教材中有關(guān)定位基準的選擇原則與數(shù)控加工夾具的選擇的方法有了更深的理解；經(jīng)過編制零件的加工程序，基本熟悉了數(shù)控編程的主要內(nèi)容及步驟、編程的種類、程序的種類程序的結(jié)構(gòu)與格式，對數(shù)控編程前數(shù)學處理的內(nèi)容、基點坐標、輔助程序段的數(shù)值計算有了進一步的認識。另外，我還學會了利用自動編程軟件CAXA制造工程師對零件進行造型、加工軌跡生成、后置處理及加工程序向機床傳輸加工等技術(shù)和方法。工藝

53、設計、數(shù)值計算及程序編制的整個過程雖然比較繁重，但在設計過程中自己通過不斷學習和實踐，每解決一個問題，都會感到不盡的喜悅和興奮。 參考文獻 [1] 王傳昌.高分子化工的研究對象[J].天津大學學報，1997.53（3）：1~7. [2] 李 明.物理學[M].北京：科學出版社，1977：58~62. [3] GB3100-3102 0001—1994，中華人民共和國國家標準[S]. [4] 蘇建修.數(shù)控加工工藝.機械工業(yè)出版社，2009.135~159 [5] 余英良.數(shù)控加工編程及操作.高等教育出版社，20

54、05.132~158 [6] 劉 穎.CAXA制造工程師2006實例教程.清華大學出版社，2006.37~58 [7] 王愛玲.輸原來及數(shù)控系統(tǒng).機械工業(yè)出版社，2006.1~20 [8] 關(guān) 建.CAD，電子工業(yè)出版社.2006.20~30 [9] 劉 力.機械制圖，高等教育出版社.2004.228~268 [10] 游文明.工程材料與熱加工，高等教育出版社 2007.229~250 [11] 陸劍中.金屬切削原理與刀具，機械工業(yè)出版社 2008.114~133 [12] 張榮清.模具設計與制造.高等教育出版社 2003.147~165 [13] 陳于萍.互換

55、性與測量技術(shù).高等教育出版社 2005.7~17 致 謝 本文是在宋雷老師的親切關(guān)懷和悉心指導下完成的。宋雷老師以其嚴謹求實的治學態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。在論文的選題、資料查詢及定稿過程中，宋老師都始終給予我無私的幫助和悉心的指導，并在他的正確引導下，我最終順利完成了畢業(yè)論文，在此謹向宋老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 首先要感謝我的指導老師宋雷老師，老師知識淵博，治學認真而嚴謹，感謝您從暑假本文研究開始一路指導至本論文的完成，從論文題目的選定到論文寫作的指導，經(jīng)由您悉

56、心的點撥，再經(jīng)思考后的領悟，常常讓我有“山重水復疑無路，柳暗花明又一村”的豁然開朗！由衷感謝您在論文上傾注的大量心血，您寬厚待人的學者風范令我無比感動。 感謝授課老師課上對我們的教導，你們豐富的授課內(nèi)容拓寬了我的視野，讓我能更順利的完成這篇文章；感謝我的同學們，你們不僅讓我感受到友情的力量，也讓我感覺到了生活的愉悅，通過課堂討論學到的思維方式將使我受益終生；還要感謝濟南市各民間社團上至領導者、下至會員不遺余力的支持，沒有你們的幫助，這篇論文是無法完成的。 最后，我要向我的家人表示深深的謝意。你們的理解、支持、鼓勵和鞭策催我更加上進，我竭盡全力的努力，更希望的是能夠讓你們高興和滿意。你們的情感永遠都是我上進的不竭的動力源泉。 這些時光會慢慢的沉淀下來，但無論何時，我想到這段歲月，都如同是看到一枚珍藏已久的夾在書里發(fā)黃的書簽，永遠都是那么璀璨、那么絢爛。 第33頁