2778 滾齒機傳動箱體的加工工藝與編程

2778 滾齒機傳動箱體的加工工藝與編程,滾齒機,傳動,箱體,加工,工藝,編程 常州輕工職業(yè)技術學院畢業(yè)設計常州輕工職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）檔 案 袋姓名 徐順誠 學號 0553122128 性別 男系部 機械工程系 專業(yè) 數控編程 班級 05 數編 321課題名稱 滾齒機傳動箱體的加工工藝與編程指導教師 繆小吉編號 名 稱件數頁數編號 名 稱件數頁數1 畢業(yè)設計課題審批表 12 畢業(yè)設計任務書 13 畢業(yè)設計開題報告 14 畢業(yè)設計說明書 15 畢業(yè)設計答辯申請表 16 畢業(yè)設計指導記錄表 17 畢業(yè)設計評分表 1200 年 月 日（系部公章）存檔教 務 處 制常州輕工職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）課題審批表機械 系 05 數編 321 班設計(論文)課題: 數控滾齒機傳動箱體的加工工藝與編程設計者:徐順誠指導教師及專業(yè)技術職稱:繆小吉起訖日期: 2007 年 3 月 26 日至 2007 年 3 月 28 日設計地點:常州課題內容簡介(包括設計參數、設計任務等)：分析數控滾齒機傳動箱體的粗精加工工藝、編制數控加工工藝及部分部件所需的程序，主要為孔系的加工。鉆、擴、絞孔Ф35D×Ф25D （Ф35D 為 Ф25D）孔系的精度要求：Ф62Gd +0.02(Ⅰ軸)X2Ф72Gd +0.02（ⅡⅢⅣ軸）X6Ф90Gd +0.02Ф157Ф156D +0.04（Ⅴ-Ⅹ軸）Ф50D +0.03（ⅪⅩ）Ф55D +0.03（ⅪⅩ）Ф35D +0.027Ф25D +0.023審批意見(蓋章)年 月 日 常州輕工職業(yè)技術學院畢業(yè)設計1畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書1．本畢業(yè)設計（論文）課題應達到的目的：滾齒機傳動箱體的數控加工──編制數控加工中心 FAUNC 系統(tǒng)的程序。通過本次課題的完成，使其熟悉實際生產中工程圖的全貌和具體要求，其次熟悉實際生產中工藝設計的全方法。對 FANUC 系統(tǒng)加工中心的加工工藝特性也有了一定的了解。通過本課題的完成，使我感覺到合作配合工作的重要性，熟悉了實際生產中的程序設計過程及方法，懂得了三維造型的意義，最后讓我學會了獨立分析解決問題、編寫畢業(yè)論文、查找參考資料的能力。2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數據、技術要求、工作要求等）：了解數控滾齒機傳動箱體的結構、能夠對數控滾齒機傳動箱體的粗精加工工藝進行分析、能夠編制數控加工工藝及部分部件所需的程序，主要為孔系的加工。鉆、擴、絞孔Ф35D×Ф25D （Ф35D 為 Ф25D）孔系的精度要求：Ф62Gd +0.02(Ⅰ軸)X2Ф72Gd +0.02（ⅡⅢⅣ軸）X6Ф90Gd +0.02Ф157Ф156D +0.04（Ⅴ-Ⅹ軸）Ф50D +0.03（ⅪⅩ）Ф55D +0.03（ⅪⅩ）Ф35D +0.027Ф25D +0.023常州輕工職業(yè)技術學院畢業(yè)設計2畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書3．對本畢業(yè)設計（論文）課題成果的要求〔包括圖表、實物等硬件要求〕：1、要求完成一份開題報告、一篇論文、一份圖紙2、開題報告：要求完成 500 字以上的工作量；3、有完整的、符合要求的畢業(yè)論文，論文字數必須達到 1 萬字以上； 4、要有符合標準的配套非標圖紙，圖紙量為累計不少于 1 張 0 號圖以上。4．主要參考文獻：1、王志平主編。數控機床及應用。北京：高等教育出版社，20022、華茂發(fā)主編。數控機床加工工藝。北京：機械工業(yè)出版社，20013、劉越主編。機械制造技術。北京：化學工業(yè)出版社，20034、趙長明，劉萬菊主編。數控加工工藝及設備。北京：高等教育出版社，20035、許祥泰，劉艷芳主編。數控加工編程實用技術。北京：機械工業(yè)出版社，20016、羅學科，張超英主編。數控機床編程與操作實訓。北京：化學工業(yè)出版社，20017、方沂主編。數控機床編程與操作．北京：機械工業(yè)出版社，1999常州輕工職業(yè)技術學院畢業(yè)設計3畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書所在專業(yè)教研室審查意見：負責人： 年 月 日系部意見：系部領導： 年 月 日常州輕工職業(yè)技術學院畢業(yè)設計1畢業(yè)設計（論文）開題報告1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫 500 字左右的文獻綜述：一、選題的背景和意義：裝備工業(yè)的技術水平和現代化程度決定著整個國民經濟的水平和現代化程度，數控技術及裝備是發(fā)展新興高新技術產業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術及其產業(yè)、生物技術及其產業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產業(yè)）的使能技術和最基本的裝備。數控技術又是當今先進制造技術和裝備最核心的技術。在數字化制造技術中，計算機數控和數控編程技術是最重要的技術之一，它直接面對加工對象和操作者，數控及其編程技術的熟悉和掌握程度也直接影響到制造系統(tǒng)的成效。目前以數控機床和加工中心為重要組成部分的柔性制造系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)已越來越多，數控機床的應用已滲透到機械制業(yè)的各個領域。常州輕工職業(yè)技術學院畢業(yè)設計2二、課題研究的主要內容：1．數控加工中心概述2．加工中心的刀具選擇3．數控滾齒機傳動箱體的構造4．數控滾齒機傳動箱體的加工工藝及程序5．數控編程過程的主要內容（分析零件圖樣、工藝處理、數值計算、編寫加工程序單、制作控制介質、程序校驗和首件試加工）常州輕工職業(yè)技術學院畢業(yè)設計3三、本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：1．了解加工中心分類，加工中心刀具的選擇和使用2．數控滾齒機傳動箱體的加工工藝及程序的編寫3．數控編程過程的主要內容，了解手工編程和自動編程4．整個課題是通過 UG3.0 AutoCAD 2005. Word 2000 來完成的。四、設計（論文）進度安排：第 1 周 調查了解，編寫開題報告，確定設計題目第 2 ～ 3 周 查閱資料，擬定設計方案第 4 周 方案論證，確定設計方案第 5 ～ 9 周 設計方案實施第 10～11 周 整理資料，編寫說明書第 12 周 整理資料，做好筆記，準備答辯常州輕工職業(yè)技術學院畢業(yè)設計4五、指導教師意見：指導教師簽名： 年 月 日六、系部意見：系主任簽名： 年 月 日常州輕工職業(yè)技術學院畢業(yè)設計常州輕工職業(yè)技術學院2007 屆 畢 業(yè) 設 計姓 名： 徐順誠 學 號： 0553122128 系 部： 機械工程系 專 業(yè)： 數控技術（編程員） 題 目： 數控滾齒機傳動箱體的加工工藝與編程 指 導 者： 繆小吉 評 閱 者： 2007 年 6 月 常 州常州輕工職業(yè)技術學院 機械工程 系畢業(yè)設計答辯申請表申請日期： 年 月 日姓名徐順誠 學號0553122128 班級05 數編321答辯時間課題數控滾齒機傳動箱體的加工工藝與編程 指導老師繆小吉課題任務完成情況本課題為：數控滾齒機傳動箱體的加工工藝與編程其設計任務包括：《畢業(yè)設計開題報告》 、 《畢業(yè)設計論文》 、 《畢業(yè)設計圖紙》均已完成，經指導老師審核，已符合要求。備注《機械制圖》 、 《機械制造基礎》 、 《機械設計基礎》 、 《數控編程與操作》 、《計算機輔助制造》 、 《數控中級考工》等等相關要求的基礎和專業(yè)課程均已取得學分指導老師意見簽名：年　　月　　日答辯委員會意見簽名：年　　月　　日說明：１．凡參加畢業(yè)設計答辯的學生，必須提前 1 周向所在系畢業(yè)設計答辯委員會提出申請，經批準后，方可參加答辯。２．申請答辯的學生，應在答辯前 1 周將論文和設計圖紙交指導教師和評閱人評閱。常州輕工職業(yè)技術學院 XX 系畢業(yè)設計（論文）指導記錄表 學生姓名 徐順誠 學 號 0553122128 指導教師（簽名）次 數 時 間 方 式 指導內容 評價第 次第 次第 次第 次第 次共 29 頁 第 1 頁 滾齒機傳動箱體的加工工藝與編程摘 要這次的畢業(yè)設計的主要內容是編制數控滾齒機傳動箱體的粗精加工——編制數控加工工藝及部分部件所需的程序，主要為孔系的加工。數控加工中心現今在許多重型機械廠的應用比較廣泛，因其加工的零件可以很大，而且加工精度也同時能達到很好的精度，所以選用加工中心加工大型零件是很好的選擇。本篇主要涉及使用加工中心加工數控滾齒機傳動箱體的面、孔系、螺紋、孔銷孔等等。此外，結合圖形對各個部件的加工列出加工工藝，程序及其相關的參數和刀具的選擇，完成對整個工件的加工過程。關鍵詞：數控滾齒機傳動箱體、數控程序、數控技術共 29 頁 第 2 頁 AbstractDesign graduates this is the major content of the preparation of CNC machine transmission box of rough finished -- the establishment NC Arts and parts of the process, mainly holes processing. CNC Machining Center today drafted in many of the most widely used, because of the processing components can be great, and machining precision could also have reached a very good precision, are used for processing large parts processing center is a good choice. This mainly involves the use of CNC machining centers machine transmission box of noodles, holes, screw, etc.-pin hole. In addition, the combination of various components of graphics processing list processing, procedures and related parameters and tool choice, completion of the entire workpiece machining process. Keywords : CNC machine transmission box, NC, NC technology 共 29 頁 第 3 頁 目 錄第一章 引 言…………………………………………………………4第二章 數控滾齒機傳動箱體的加工…………………………………52.1 加工技術要求分析 ……………………………………52.2 基準面（刀具參平面）的選擇 ………………………62.3 工藝方案擬訂 …………………………………………8第三章 程序編寫………………………………………………………15第四章 結論 …………………………………………………………17致謝………………………………………………………………………18參考文獻…………………………………………………………………19附錄：滾齒機傳動箱體程序單共 29 頁 第 4 頁 第一章 引 言目前，世界先進制造技術不斷興起，超高速切削、超精密加工等技術的應用，柔性制造系統(tǒng)的迅速發(fā)展和計算機集成系統(tǒng)的不斷成熟，對數控加工技術提出了更高的要求。加工中心是備有刀庫，并能自動更換刀具，對工件進行多工序加工的數字控制機床加工中心由于工序的集中和自動換刀，減少了工件的裝夾、測量和機床調整等時間，使機床的切削時間達到機床開動時間的 8O％左右(普通機床僅為 15～20％)；同時也減少了工序之間的工件周轉、搬運和存放時間，縮短了生產周期，具有明顯的經濟效果。加工中心適用于零件形狀比較復雜、精度要求較高、產品更換頻繁的中小批量生產。這種多工序集中加工的形式也擴展到了其他類型數控機床，例如車削中心，它是在數控車床上配置多個自動換刀裝置，能控制三個以上的坐標，除車削外，主軸可以停轉或分度，而由刀具旋轉進行銑削、鉆削、鉸孔和攻絲等工序，適于加工復雜的旋轉體零件。加工中心按主軸的布置方式分為立式和臥式兩類。臥式加工中心一般具有分度轉臺或數控轉臺，可加工工件的各個側面；也可作多個坐標的聯(lián)合運動，以便加工復雜的空間曲面。立式加工中心一般不帶轉臺，僅作頂面加工。此外，還有帶立、臥兩個主軸的復合式加工中心，和主軸能調整成臥軸或立軸的立臥可調式加工中心，它們能對工件進行五個面的加工。加工中心的自動換刀裝置由存放刀具的刀庫和換刀機構組成。刀庫種類很多，常見的有盤式和鏈式兩類。鏈式刀庫存放刀具的容量較大。換刀機構在機床主軸與刀庫之間交換刀具，常見的為機械手；也有不帶機械手而由主軸直接與刀庫交換刀具的，稱無臂式換刀裝置。為了進一步縮短非切削時間，有的加工中心配有兩個自動交換工件的托板。一個裝著工件在工作臺上加工，另一個則在工作臺外裝卸工件。機床完成加工循環(huán)后自動交換托板，使裝卸工件與切削加工的時間相重合。加工中心通常以主軸與工作臺相對位置分類，分為臥式、立式和萬能加工中心。(1)臥式加工中心：是指主軸軸線與工作臺平行設置的加工中心，主要適用于加工箱體類零件。(2)立式加工中心：是指主軸軸線與工作臺垂直設置的加工中心，主要適用于加工板類、盤類、模具及小型殼體類復雜零件。(3)萬能加工中心(又稱多軸聯(lián)動型加工中心)：是指通過加工主軸軸線與工作臺回轉軸線的角度可控制聯(lián)動變化，完成復雜空間曲面加工的加工中心。適用于具有復雜空間曲面的葉輪轉子、模具、刃具等工件的加工。本次畢業(yè)設計的課題是滾齒機傳動箱體的數控加工──編制數控加工中心 FAUNC 系統(tǒng)的程序。通過本次課題的完成，使其熟悉實際生產中工程圖的全貌和具體要求，其次熟悉實際生產中工藝設計的全方法。對 FANUC 系統(tǒng)加工中心的加工工藝特性也有了一定的了解。通過本課題的完成，使我感覺到合作配合工作的重要性，熟悉了實際生產中的程序設計過程及方法，懂得了三維造型的意義，最后讓我學會了獨立分析解決問題、編寫畢業(yè)論文、查找參考資料的能力。 共 29 頁 第 5 頁 第二章 滾齒機傳動箱體的加工2． 1 加工技術要求分析（圖 2-1-1）分析滾齒機傳動箱體圖（圖 2-1-1，2-1-2）可知該 3D 造型尺寸精度要求很高（孔的同軸度為0.04） ，形狀精度一般 仔細分析圖紙，對其傳動箱體結構進行深入分析，做好后續(xù)準備。因其結構較為復雜，加工精度要求高，除了在鑄造時注意的一些問題，以及數控銑床、鏜床上完成初步加工，但孔的精鏜和螺紋孔、銷孔的精確位置確定不能完成，必須到加工中心上完成該工作。即此次加工的內容。（圖 2-1-2）共 29 頁 第 6 頁 利用加工中心加工部位:半精鏜、精鏜Ф62Gd(Ⅰ軸)X2Ф72Gd（ⅡⅢⅣ軸）X6鐺Ф90Gd、Ф157、Ф156D（Ⅴ-Ⅹ軸）Ф50DФ55D（ⅪⅩ）鉆、擴、絞孔Ф35D×Ф25D （Ф35D 為 Ф25D）孔系的精度要求：Ф62Gd +0.02(Ⅰ軸)X2Ф72Gd +0.02（ⅡⅢⅣ軸）X6Ф90Gd +0.02Ф157Ф156D +0.04（Ⅴ-Ⅹ軸）Ф50D +0.03（ⅪⅩ）Ф55D +0.03（ⅪⅩ）Ф35D +0.027Ф25D +0.023毛坯及工序尺寸公差的確定工序名稱 工序余量 工序所能達到的精度 工序尺寸及上下偏差粗加工 2 ±1 ±0.02半精加工 0．2 ±0.05 ±0.05精加工 0 ±0.01 ±0.012．2 基準面（刀具參平面）的選擇1 利用加工中心加工箱體時，定位基準面為 A 面（如圖 2-2-1）以 A 面、B 面配合，于配套夾具(見圖 2-2-5)固定在工作臺上。2 加工時（如圖 2-2-2、 2-2-3、2-2-4） ，選取正面、反面為長度補償選擇，下面朝下，上面朝上，A 面配合于夾具，進行裝夾定位。共 29 頁 第 7 頁 （2-2-1）（2-2-2） （2-2-3）（2-2-4）共 29 頁 第 8 頁 2．3 工藝方案擬訂在數控工藝路線設計時，首先要考慮加工順序的安排，加工順序的安排應根據零件的結構和毛坯情況，以及定位安裝與夾緊的需要來考慮，重點是保證定位夾緊時工件的剛性和利于保證加工精度。工藝路線的擬訂是制定工藝規(guī)程的關鍵，它制訂得是否合理，直接影響到工藝規(guī)程得合理性、科學性和經濟性。工藝路線擬訂的主要任務是選擇各個表面的加工方法和加工方案、確定各個表面的加工順序以及工序集中與分散的程度、合理選用機床和刀具、檢具，確定所用夾具的大致結構等。關于工藝路線的擬訂，經過長期的生產實踐已總結出一些帶有普遍性的工藝設計原則，但在具體擬訂時，特別要注意根據生產實際靈活應用。此滾齒機傳動箱體加工工藝的設計方案：箱體的加工刀具單 選擇加工中心 擬訂該箱體加工工藝 箱體的加工程序單 選擇刀具：立銑刀、淺孔鉆、雙刃鏜刀、微調鏜刀、鉆頭、絞刀 選擇合理的切削用量 ，刀具轉速，進給率2．3．1 加工內容以及加工設備當選擇并決定某個零件進行數控加工后，并不等于要把它所有的加工內容都包下來，而可能只是對其中一部分進行數控加工，必須對零件圖紙進行仔細的工藝分析，確定那些最適合、最需要進行數控加工的內容和工序。在選擇并做出決定時，應結合本單位的實際，立足于解決難題、攻克關鍵和提高生產效率，充分發(fā)揮數控加工的優(yōu)勢。仔細觀察滾齒機傳動箱體的零件圖，發(fā)現零件的各個尺寸精度及相對位置精度都很高，所以在確定加工路線的過程中就顯得很麻煩。該零件有穿孔、圓孔、裝飾方臺、型腔若干，但各表面精確度要求不是很高。我們選擇加工中心（TC1000 ——FANUC 系統(tǒng)）進行數控加工，然后再進行后續(xù)加工。2．3．2 確定定位夾緊方案雖然該零件的各個部件的尺寸精度要求都很高，我們把其工件固定在專業(yè)的裝夾模具上（圖4-3-5） ，加工部分基本都在零件的前面和后面，因為 TC1000 自帶回轉工作臺，所以主體部分只要裝夾一次就可以全部完成了。夾具的精度分析：為保證夾具設計的正確性，必須對夾具精度進行分析，驗證夾具公差≤(1／3～1／5)工件允許公差。共 29 頁 第 9 頁 （圖 2-2-5）2.3.3 工步的劃分劃分工步主要從加工精度和效率兩方面考慮。合理的工藝不僅要保證加工出符合圖樣要求的工件，同時應使機床的功能得到充分發(fā)揮，因此，在一個工序內往往需要采用不同的刀具和切削用量，對不同的表面進行加工。為了便于分析和描述較復雜的工序，在工序內又細分為工步。工步劃分可參照以下幾點。1).同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開進行，若加工尺寸精度要求較高時，可采用前者國。若加工表面位置精度要求較高時，建議采用后者。2)對于既有銑削面又有鏜孔的零件，可以采用“先面后孔”的原則劃分工步。先銑削面可提高孔的加工精度。因為銑削力較大，工件易發(fā)生變形，而先銑面后鏜孔，則可使其變形有一段時間恢復，減小由于變形而引起的對孔精度的影響。反之，如先鏜孔后銑削面，則銑削時極易在孔口產生飛邊、毛刺，從而破壞孔的精度。3)按所用刀具劃分工步。某些機床工作臺回轉時間比換刀時間短，可采用刀具集中工步，以減少換刀次數，減少空移時間，提高加工效率。4)在一次安裝中，盡可能完成所有能夠加工的表面。該工件的工步可劃分為四個過程：1、粗銑、精銑工件至毛坯尺寸；粗銑留余量 2mm，半精銑留余量 0.2mm，精銑至尺寸（±0.01mm）共 29 頁 第 10 頁 2、銑型腔，鏜孔以及中心孔加工至尺寸要求；共 29 頁 第 11 頁 Ф62Gd(Ⅰ軸)X2Ф72Gd（ⅡⅢⅣ軸）X6鐺Ф90Gd、Ф157、Ф156D（Ⅴ-Ⅹ軸）Ф50DФ55D（ⅪⅩ）鉆、擴、絞孔Ф35D×Ф25D （Ф35D 為 Ф25D）孔系的精度要求：Ф62Gd +0.02(Ⅰ軸)X2Ф72Gd +0.02（ⅡⅢⅣ軸）X6Ф90Gd +0.02Ф157Ф156D +0.04（Ⅴ-Ⅹ軸）Ф50D +0.03（ⅪⅩ）Ф55D +0.03（ⅪⅩ）Ф35D +0.027Ф25D +0.0233、去毛刺，去工件四周毛刺；4、校核，按圖樣校核。2．3．4 確定加工順序為減少變換工位的輔助時間和工作臺分度誤差的影響，各個工位上的加工表面在工作臺一次分度下按先粗后精、先面后孔、先大孔后小孔的原則加工完畢。以刀具分：從大到小; 以零部件形狀分：凹形由內至外，凸形由外至內。加工順序的安排一般應根據零件的結構和毛坯狀況，結合定位和夾緊的需要考慮，重點應保證工件的剛度不被破壞，盡量減少變形。加工順序的安排應遵循下列原則：1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，也要綜合考慮。2）加工工序由粗加工到精加工逐步進行，加工余量由大到小。3）先內后外原則，即先進行內腔加工工序，后進行外形的加工工序。4）盡可能采用相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序，減少換刀次數與挪動壓緊組件次數。5)在同一次安裝中進行的多道工序，應先安排對工件剛性破壞較小的工序。根據圖紙進行分析，確定此箱體加工順序為：1．接受設計圖檔后，訂料 共 29 頁 第 12 頁 1）分析箱體的大小確定其材質訂毛胚2）查看各尺寸要求，定工件加工中心、基準面 2．工件的加工1）接到毛胚后，首先要進行研磨(A面、正面、反面、下面)2）研磨夾具配合面 3）將工件夾緊于CNC加工中心回轉工作平臺上，并檢查其表面平整度，側面水平，再正反面分中(找中心)并將所查找的工件中心坐標記錄于機床的坐標系統(tǒng)4）依據程序單，選用正確的刀具，入庫，依次對工件加工5）加工完畢后選擇合理的量具，對部分尺寸進行量測檢查.確認后方可進入下一各步驟..2.3.5 確定進給路線確定進給的路線大致確定如下：1、按照Ⅰ——ⅩⅨ（由下到上）順序對各孔進行粗加工2、按照Ⅰ——ⅩⅨ（由下到上）順序對各孔進行半精加工3、按照Ⅰ——ⅩⅨ（由下到上）順序對各孔進行精加工4、銑加工2.3.6 選擇合理的刀具，確定其轉速，并計算出合理的進給速度數控刀具的分類有多種方法。根據刀具結構可分為：①整體式；②鑲嵌式，采用焊接或機夾式連接，機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種；③特殊型式，如復合式刀具，減震式刀具等。根據制造刀具所用的材料可分為：①高速鋼刀具；②硬質合金刀具；③金剛石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為：①車削刀具，分外圓、內孔、螺紋、切割刀具等多種；②鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；③鏜削刀具；④銑削刀具等。為了適應數控機床對刀具耐用、穩(wěn)定、易調、可換等的要求，近幾年機夾式可轉位刀具得到廣泛的應用，在數量上達到整個數控刀具的 30%～40%，金屬切除量占總數的 80%～90%。在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規(guī)定隨時進行選刀和換刀動作。因此必須采用標準刀柄，以便使鉆、鏜、擴、銑削等工序用的標準刀具，迅速、準確地裝到機床主軸或刀庫上去。編程人員應了解機床上所用刀柄的結構尺寸、調整方法以及調整范圍，以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工中心采用 TSG 工具系統(tǒng)，其刀柄有直柄（三種規(guī)格）和錐柄（四種規(guī)格）兩種，共包括 16 種不同用途的刀柄。在經濟型數控加工中，由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進行，占用輔助時間較長，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應遵循以下原則：①盡量減少刀具數量；②一把刀具裝夾后，應完成其所能進行的所有加工部位；③粗精加工的刀具應分開使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；④先銑后鉆；⑤先進行曲面精加工，后進行二維輪廓精加工；⑥在可能的情況下，應盡可能利用數控機床的自動換刀功能，以提高生產效率等。刀具選擇：針對不同的加工區(qū)域，加工工序，選擇合適的刀具，其總的原則是：適用，安全，經濟各工步刀具直徑根據加工余量和孔徑確定。刀具長度與工件在機床工作臺上的裝夾位置有關，在裝夾位置確定后，在計算刀具長度，為減少刀具的懸伸長度，將工件裝夾在工作臺中心線與機床主軸之間，選擇適宜的刀具長度。在做深孔加工時以下三方面要注意：一、刀桿直徑不能做得很大，因受孔直徑得限制，這共 29 頁 第 13 頁 樣刀桿的　強度就差。二、排削不暢，這樣切削就容易把內孔表面劃傷，使內孔表面質量受到影響。三、切削液不是很容易地澆到刀尖上。在加工過程中刀尖磨損很快，這樣孔端尺寸和孔深處的尺寸就不同，通常是孔端已達到尺寸，而孔最深處還沒達到尺寸，于是隨著孔的深度增加，精度就很難得到保證。所以刀具的選擇就尤其重要了，不但要保證排屑通暢，還要防止刀具振動以影響加工表面。我們在選擇刀具時要根據機床的性能、零件的加工要求，還要考慮使用的經濟性，要根據現有的刀具選擇合適的加工方法完成對零件的加工。例如鉆頭的選用就很重要，有些鉆頭是專門用來鉆通孔的，所以它是往下排屑的。如果用這種鉆頭來鉆有一定深度的孔就不行，它不但不能順利排屑，而且影響孔的加工精度，對機床也會有一定影響，嚴重時還有可能引起崩刀。對于其它刀具的選擇也是一樣的，也要經過對刀具材料選擇、被加工零件材料的確定、切削用量的給定，不能盲目的亂選。詳見表 4-1 數控加工刀具卡片合理選擇切削用量的原則是，粗加工時，一般以提高生產率為主，但也應考慮經濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削效率、經濟性和加工成本。具體數值應根據機床說明書、切削用量手冊，并結合經驗而定。隨著數控機床在生產實際中的廣泛應用，數控編程已經成為數控加工中的關鍵問題之一。在數控程序的編制過程中，要在人機交互狀態(tài)下即時選擇刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質量和加工效率，充分發(fā)揮數控機床的優(yōu)點，提高企業(yè)的經濟效益和生產水平。1 主軸轉速 n（單位 r/min）　　n=v c*1000/(π*D c) vc為切削速度　 　 　π 為圓周率　　 　 Dc為刀具直徑(mm)2 進給速度 Vf(單位 mm/min) Vf=n*z*fz n 為軸速（單位 r/min）　　 z 為刀具齒數　 fz為進給率(單位 mm/齒，此值由刀具供貨商提供)表 4-1：數控加工刀具卡片數控滾齒機 傳動箱 體 3180-21011 程序號長度工步號 刀具號 刀具名稱 刀具型 號配刀長度 實際長度主軸轉速n進給速度F1 T1 鉆頭 D=22 Xs=280 300 302 T2 淺孔鉆 D=53 Xs=280 250 303 T4 雙刃鏜刀 D=145 Xs=280 150 154 T6 雙刃鏜刀 D=153 Xs=280 150 15共 29 頁 第 14 頁 5 T8 淺孔鉆 D=58 Xs=270 250 306 T9 淺孔鉆 D=48 Xs=270 200 307 T10 淺孔鉆 D=78 Xs=280 200 308 T11 雙刃鏜刀 D=88 Xs=280 200 259 T12 鉆頭 D=32 Xs=280 300 3010 T13 淺孔鉆 D=68 Xs=280 300 3011 T15 雙刃鏜刀 D=155.9 Xs=290 160 2512 T17 擴孔鉆 D=24.75 Xs=290 200 2513 T18 雙刃鏜刀 D=54.9 Xs=290 220 3014 T20 雙刃鏜刀 D=157 Xs=290 150 2015 T22 雙刃鏜刀 D=61.9 Xs=290 300 3016 T23 雙刃鏜刀 D=89.9 Xs=290 200 3017 T24 雙刃鏜刀 D=34.9 Xs=290 300 3018 T25 雙刃鏜刀 D=49.9 Xs=290 300 3019 T26 雙刃鏜刀 D=71.9 Xs=280 200 3020 T28 微調鏜刀 D=156H9 Xs=280 300 2521 T30 微調鏜刀 D=55H7 Xs=280 400 3022 T31 微調鏜刀 D=62J7 Xs=280 400 3023 T32 微調鏜刀 D=50H7 Xs=280 250 3024 T33 微調鏜刀 D=90J7 Xs=290 250 3525 T34 微調鏜刀 D=35H7 Xs=290 250 3026 T35 微調鏜刀 D=72J7 Xs=290 400 3027 T36 絞刀 D=25H7 Xs=290 100 8028 T37 立銑刀 D=66 Xs=290 180 40共 29 頁 第 15 頁 第 三 章 程序編寫在普通機床上加工零件時，首先應由工藝人員對零件進行工藝分析，制定零件加工的工藝規(guī)程，包括機床、刀具、定位夾緊方法及切削用量等工藝參數。同樣，在數控機床上加工零件時，也必需對零件進行工藝分析，制定工藝規(guī)程，同時要將工藝參數、幾何圖形數據等，按規(guī)定的信息格式記錄在控制介質上，將此控制介質上的信息輸入到數控機床的數控裝置，由數控裝置控制機床完成零件的全部加工。我們將從零件圖樣到制作數控機床的控制介質并校核的全部過程稱為數控加工的程序編制，簡稱數控編程。數控編程是數控加工的重要步驟。理想的加工程序不僅應保證加工出符合圖樣要求的合格零件，同時應能使數控機床的功能得到合理的利用與充分的發(fā)揮，以使數控機床能安全可靠及高效地工作。一般來講，數控編程過程的主要內容包括：分析零件圖樣、工藝處理、數值計算、編寫加工程序單、制作控制介質、程序校驗和首件試加工。數控編程的具體步驟與要求如下：1． 分析零件圖首先要分析零件的材料、形狀、尺寸、精度、批量、毛坯形狀和熱處理要求等，以便確定該零件是否適合在數控機床上加工，或適合在哪種數控機床上加工。同時要明確加工的內容和要求。2．工藝處理在分析零件圖的基礎上，進行工藝分析，確定零件的加工方法（如采用的工夾具、裝夾定位方法等） 、加工路線（如對刀點、換刀點、進給路線）及切削用量（如主軸轉速、進給速度和背吃刀量等）等工藝參數。數控加工工藝分析與處理是數控編程的前提和依據，而數控編程就是將數控加工工藝內容程序化。制定數控加工工藝時，要合理地選擇加工方案，確定加工順序、加工路線、裝夾方式、刀具及切削參數等；同時還要考慮所用數控機床的指令功能，充分發(fā)揮機床的效能；盡量縮短加工路線，正確地選擇對刀點、換刀點，減少換刀次數，并使數值計算方便；合理選取起刀點、切入點和切入方式，保證切入過程平穩(wěn)；避免刀具與非加工面的干涉，保證加工過程安全可靠等。有關數控加工工藝方面的內容，我們將在第 2 章 2.3 節(jié)及 2.4 節(jié)中作詳細介紹。3．數值計算根據零件圖的幾何尺寸、確定的工藝路線及設定的坐標系，計算零件粗、精加工運動的軌跡，得到刀位數據。對于形狀比較簡單的零件（如由直線和圓弧組成的零件）的輪廓加工，要計算出幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點或切點的坐標值，如果數控裝置無刀具補償功能，還要計算刀具中心的運動軌跡坐標值。對于形狀比較復雜的零件（如由非圓曲線、曲面組成的零件） ，需要用直線段或圓弧段逼近，根據加工精度的要求計算出節(jié)點坐標值，這種數值計算一般要用計算機來完成。有關數值計算的內容，我們將在第 3 章中詳細介紹。共 29 頁 第 16 頁 4．編寫加工程序單根據加工路線、切削用量、刀具號碼、刀具補償量、機床輔助動作及刀具運動軌跡，按照數控系統(tǒng)使用的指令代碼和程序段的格式編寫零件加工的程序單，并校核上述兩個步驟的內容，糾正其中的錯誤。5．制作控制介質把編制好的程序單上的內容記錄在控制介質上，作為數控裝置的輸入信息。通過程序的手工輸入或通信傳輸送入數控系統(tǒng)。6．程序校驗與首件試切編寫的程序單和制備好的控制介質，必須經過校驗和試切才能正式使用。校驗的方法是直接將控制介質上的內容輸入到數控系統(tǒng)中，讓機床空運轉，以檢查機床的運動軌跡是否正確。在有 CRT 圖形顯示的數控機床上，用模擬刀具與工件切削過程的方法進行檢驗更為方便，但這些方法只能檢驗運動是否正確，不能檢驗被加工零件的加工精度。因此，要進行零件的首件試切。當發(fā)現有加工誤差時，分析誤差產生的原因，找出問題所在，加以修正，直至達到零件圖紙的要求。二數控編程的方法數控編程一般分為手工編程和自動編程兩種。1．手工編程手工編程就是從分析零件圖樣、確定加工工藝過程、數值計算、編寫零件加工程序單、制作控制介質到程序校驗都是人工完成。它要求編程人員不僅要熟悉數控指令及編程規(guī)則，而且還要具備數控加工工藝知識和數值計算能力。對于加工形狀簡單、計算量小、程序段數不多的零件，采用手工編程較容易，而且經濟、及時。因此，在點位加工或直線與圓弧組成的輪廓加工中，手工編程仍廣泛應用。對于形狀復雜的零件，特別是具有非圓曲線、列表曲線及曲面組成的零件，用手工編程就有一定困難，出錯的概率增大，有時甚至無法編出程序，必須用自動編程的方法編制程序。2．自動編程自動編程是利用計算機專用軟件來編制數控加工程序。編程人員只需根據零件圖樣的要求，使用數控語言，由計算機自動地進行數值計算及后置處理，編寫出零件加工程序單，加工程序通過直接通信的方式送入數控機床，指揮機床工作。自動編程使得一些計算繁瑣、手工編程困難或無法編出的程序能夠順利地完成。小結：本章主要講述了數控設備的產生和發(fā)展、數控機床的加工原理、數控加工特點及應用以及數控編程的基礎知識。要求讀者了解數控設備產生及發(fā)展的過程，數控機床的組成以及各部分的基本功能，數控機床的加工特點。掌握數控編程的主要內容及步驟，并能根據零件形狀及生共 29 頁 第 17 頁 產周期選擇合適的加工方法。(附：3180-21011 滾齒機傳動箱體 程序單)第 四 章 結　　論通過這次的畢業(yè)設計使我更加明白了：做任何事情都是不容易的，都要經歷一個學習的過程。這也是我在踏入工作的一次鍛煉的機會，也是對我踏入工作所學知識的一次考驗吧！本次設計給我們帶來的不只是如何設計一個零件的加工，更重要的是懂得學習的重要性。理論與實踐相結合，使我對所學專業(yè)知識有了更進一步的了解。在學校也只是學了點膚淺的理論知識，而到實際生活中，一切很陌生，無從下手，不知所措。萬事開頭難，剛開始，總是在琢磨寫什幺內容，如何去寫，埋怨自己大腦內存容量太小了。對于數控滾齒機傳動箱體零件加工，從讀圖－設計工藝路線－確定加工順序－選擇刀具－選擇機床以及一些參數的設定等等，整個都是一個尋找資料，不斷查書的過程，也是知識不斷增加與積累的過程。通過老師的悉心指導、分析以及自己的認真學習，查閱資料，最終走向光明，完成了畢業(yè)設計。隨著科學技術的不斷發(fā)展，數控技術已經在機械加工行業(yè)中起著極其重要的作用，數控機床綜合應用了電子計算器、自動控制、伺服驅動、精密檢測與新型機械結構等方面的技術成果，具有高柔性，高精度與高自動化的特點，因此采用數控加工手段，解決了機械制造中常規(guī)加工技術難題甚至無法解決的單件、小批量、特別是復雜型面零件的加工。應用數控加工技術是機械制造業(yè)的一次改革，使機械制造業(yè)的發(fā)展進入了一個新的階段，提高了機械制造業(yè)的制造水平。目前應用數控加工技術的領域已從當初的航空工業(yè)部門逐步擴大到汽車、造船、機床、建筑等民用機械制造業(yè)，并取得了巨大的經濟效益。數控技術將推動世界經濟產業(yè)的發(fā)展。雖然即將告別了學校，走進了工作崗位，但無論天涯海角，知識就是力量，又是一個新的起點，又是一個學習的過程，我們要在這樣的環(huán)境下茁壯成長。當然前進路上不可能一帆風順，如何走好下一步，從而走向勝利的頂點，凡事多問幾個為什幺，多思，多想，這樣才能進步。共 29 頁 第 18 頁 致　謝首先，向兩年來辛勤培養(yǎng)和教育我們的恩師們表示最誠摯的敬意和最真誠的感謝！常州輕工職業(yè)技術學院的繆小吉等老師對本次的畢業(yè)設計的任務、要求、以及說明書的格式、章節(jié)的設置都提出了許多寶貴的修改和補充意見，在此謹致謝意！本次畢業(yè)設計中的各位指導老師以及本次設計中的所列參考文獻的作者們在此次畢業(yè)設計中給予的幫助表示謝意！謝謝您們在本次設計對我的指導，讓我在這一個多月的時間內學到了許多的知識，讓我受益匪淺！同時,衷心的感謝各位答辯組的老師在我的畢業(yè)設計答辯中給予的指導以及幫助!共 29 頁 第 19 頁 參 考 文 獻1、王志平主編。數控機床及應用。北京：高等教育出版社，20022、華茂發(fā)主編。數控機床加工工藝。北京：機械工業(yè)出版社，20013、劉越主編。機械制造技術。北京：化學工業(yè)出版社，20034、趙長明，劉萬菊主編。數控加工工藝及設備。北京：高等教育出版社，20035、許祥泰，劉艷芳主編。數控加工編程實用技術。北京：機械工業(yè)出版社，20016、羅學科，張超英主編。數控機床編程與操作實訓。北京：化學工業(yè)出版社，20017、方沂主編。數控機床編程與操作．北京：機械工業(yè)出版社，1999共 29 頁 第 20 頁 附：3180-21011 滾齒機傳動箱體 程序單O3280-21011M60T1(MHZD=22)M06G0 G90 G54 B0G0 G90 X70 Y-76 S300 M03G43 Z10 H1G1 Z-58 F30G0 G90 Z10 X90 Y-174G1 Z-40 F30G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0T2(QKZD=53)M06G0 G90 G54 B0G0 G90 X-100 Y75 S250 M3G43 Z10 H2G1 Z-33 F30G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0 T4(SRTDD=145)M06G0 G90 G54 B0G0 G90 X0 Y0 S150 M3G43 Z10 H4G1 Z-52 F15G0 G90 Z200 M05共 29 頁 第 21 頁 G28 G91 Z0T6(SRTDD=153)M06G0 G90 G54 B0G0 G90 X0 Y0 S150 M3G43 Z10 H6G1 Z-52 F15G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0 T8(QKZD=58)M06G0 G90 G54 B0G0 G90 X-48 Y-339.9 S250 M3G43 Z10 H8G1 Z-35 F30G0 G90 Z200G28 G91 Z0 G0 G90 G56 B0G0 G90 X48 Y-339.9G43 Z10 H8G1 Z-30 F30G0 G90 Z200 M5G28 G91 Z0T9(QKZD=48)M06G0 G90 G56 B0G0 G90 X100 Y75 S200 M3G43 Z10 H9G1 Z-35 F30G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0T10(QKZD=78)M06共 29 頁 第 22 頁 G0 G90 G56 B0G0 G90 X0 Y0 S200 M3G43 Z10 H10G1 Z-35 F30G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0 T11(SRTDD=88)M06G0 G90 G56 B0G0 G90 X0 Y0 S200 M3G43 Z10 H11G1 Z-30 F25G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0 T12(MHZD=32)M06G0 G90 X-70 Y-76 S300 M3G43 Z10 H12G81 G90 G98 Z-35 R10 F30X-90 Y-174G80 G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0T13(QKZD=68)M06G0 G90 G56 B0G0 G90 X25 Y-147.9 S230 M3G43 Z10 H13G81 G90 G98 Z-35 R10 F30X-32 Y-281.58X70 Y-246.08G80G0 G90 Z200共 29 頁 第 23 頁 G28 G91 Z0 G0 G90 G54 B0G0 G90 X-25 Y-147.9G43 Z10 H13G81 G90 G98 Z-35 R10 F30X32 Y-281.58X-70 Y-246.08G80G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0T15(SRTDD=155.9)M06G0 G90 G54 B0G0 G90 X0 Y0 S160 M3G43 Z10 H15G1 Z-52 F25G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0 T17(KZD=24.75)M06G0 G90 X70 Y-76 S200 M3G43 Z10 H17G1 Z-53 F25G0 G90 Z10 X90 Y-174G1 Z-35 F25G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0T18(SRTDD=54.9)M06G0 G90 G54 B0G0 G90 X-100 Y75 S220 M3G43 Z10 H18共 29 頁 第 24 頁 G1 Z-35 F30G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0T20(SRTDD=157)M06G0 G90 G54 B0G0 G90 G54 B0G0 G90 X0 Y0 S150 M3G43 Z10 H20G1 Z-25 F20G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0T22(SRTDD=61.9)M06G0 G90 G54 B0G0 G90 X-48 Y-339.9 S300 M03G43 Z10 H22G1 Z-30 F30G0 G90 Z200G28 G91 Z0G0 G90 G56 B0G0 G90 X48 Y-339.9G43 Z10 H22G1 Z-30 F30G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0T23(SRTDD=89.9)M06G0 G90 G56 B0G0 G90 X0 Y0 S200 M3G43 Z10 H23G1 Z-30 F30G0 G90 Z200 M05共 29 頁 第 25 頁 G28 G91 Z0T24(SRTDD=34.9)M06G0 G90 X-70 Y-76 S300 M3G43 Z10 H24G81 G90 G98 Z-30 R10 F30X-90 Y-174G80G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0T25(SRTDD=49.9)M06G0 G90 G56 B0G0 G90 X100 Y75 S300 M3G43 Z10 H25G1 Z-30 F30G0 G90 Z200 F30G28 G91 Z0T26(SRTDD=71.9)M06G0 G90 G56 B0G0 G90 X25 Y-147.9 S200 M3G43 Z100 H26G81 G90 G98 Z-30 R10 F30X-32 Y-281.58X70 Y-246.08G80G28 G91 Z0G0 G90 Z0G0 G90 X-25 Y-147.9G43 Z100 H26G81 G90 G98 Z-30 R10 F30X32 Y-281.58共 29 頁 第 26 頁 X-70 Y-246.08G80G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0 T28(WTTDD=156H7)M06G0 G90 G54 B0G0 G90 X0 Y0 S300 M3G43 Z-18 H28G1 Z-52 F25G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0T30(WTTDD=55H7)M06G0 G90 G54 B0G0 G90 X-100 Y75 S400 M3G43 Z10 H30G1 Z-35 F30G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0T31(WTTDD=62J7)M06G0 G90 G54 B0G0 G90 X-48 Y-339.9 S400 M3G43 Z10 H31G1 Z-30 F30G0 G90 Z200G28 G91 Z0G0 G90 G56 B0G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0T32(WTTDD=50H7)M06共 29 頁 第 27 頁 G0 G90 G56 B0G0 G90 X100 Y75 S250 M3G43 Z10 H32G1 Z-30 F30G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0T33(WTTDD=90J7)M06G0 G90 G56 B0G0 G90 X0 Y0 S250 M3G43 Z10 H33G1 Z-30 F35G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0T34(WTTDD=35H7)M06G0 G90 G56 B0 G0 G90 X-70 Y-76 S250 M3G43 Z100 H34G81 G90 G98 Z-30 R10 F30X-90 Y-174G80G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0T35(WTTDD=72J7)M06G0 G90 G56 B0G0 G90 X25 Y-147.9 S400 M3G43 Z100 H35G81 G90 G98 Z-30 R10 F30X-32 Y-281.58X70 Y-246.08G80共 29 頁 第 28 頁 G28 G91 Z0G0 G90 G54 B0G0 G90 X-25 Y-147.9G43 Z100 H35G81 G90 G98 Z-30 R10 F30X32 Y-281.58X-70 Y-246.08G80G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0T36(JDD=25H7)M06G0 G90 G54 B0G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0T13(QKZD=68)M06G0 G90 G54 B0G0 G90 X91 Y0 S300 M3G43 Z100 H13G81 G90 G98 Z-24.6 R10 F30X-45.5 Y-78.808G80G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0T37(LXDD=66)M06G0 G90 G54 B0G0 G90 X0 Y0 S180 M3G43 Z-24.9 H37G1 X91 F40G0 G90 Z20X0 Y0共 29 頁 第 29 頁 Z-24.9G1 X45.5 Y-78.808 F40G0 G90 Z200 M05G28 G91 Z0M06M60M30%