2022年毕业设计方案零件数控铣加工工艺与编程.docx
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1、*同学毕业设计 :机电工程学院专业:机械设计制造及其自动化班级:机制指导教 师:职称:201 年 月 日* 教务处制摘 要随着运算机技术的进展 , 数字掌握技术已经广泛的应用于工业掌握的各个领域, 特别在机械制造业中应用特别的广泛;而中国作为一个制造业的大国, 把握先进的数控加工工艺和好的编程技术也是相当重要的;本文开篇主要介绍了数控技术的现状及其进展的趋势,紧接着对数控铣削加工工艺做了简要的介绍,使对数控铣削加工工艺有了一个总体的明白;接下来主要是对具体零件的加工工艺的分析,然后用西门子840D仿真软件指令进行数控编程和仿真加工,最终依据所编写的程序在数控机床上加工出对应的产品;关键词数控,
2、铣床,数控工艺,编程I / 45ABSTRACTAs the development of computer technology , the Numerical Control Technology has been widelyapplied tovarious fieldsofindustialcontrol,especially in engineering industry .And china is a big country in manufacturing,so more and more chinese master the konwledge of numerical co
3、ntrol processing and programming technology is very important.At first,this paper mainly introduces the status of NC and the development trend.Subsequently,theNC millingprocess has been made a brief introduction and make people master the knowledge in general.The next part is analysis the processing
4、 of specific of specific parts,then use the Simens 840D CNC simunation software instructions for programming anf simulation processing ;Finally,accroding to the program ,machining the corresponding products .Keywords NC, milling machine ,NC processing, programmeII / 45目 录I / 451 绪论 12 数控铣削加工工艺 51.1
5、数控机床的产生和进展11.2 数控机床的加工特点21.3 数控机床的进展趋势22.1 零件的工艺性分析52.2 、装夹方案的确定72.3 、数控加工刀具 72.4 、切削用量的确定92.5 切削液的挑选 102.6 、进给路线的确定102.6.1 铣削加工路线的确定102.6.2 孔加工路线 132.8.1 工序划分原就142.8.2 工序划分的方法 153 零件铣削加工工艺分析 162.7 加工阶段的划分 142.8 工序的划分142.9 工艺文件的制定 153.1 分析零件图,确定安装基准163.2 确定加工方法和加工路线173.2.1 挑选加工方法 17 3.2.2 挑选加工路线 174
6、 数控加工程序的编制 234.2.1 参数的设定 314.2.2 加工程序 343.3 挑选切削用量 173.4 挑选刀具 183.5 确定工件加工坐标系193.6 运算刀具轨迹坐标193.7 铣削加工工序卡和刀具卡214.1 西门子 840D 常用的编程指令 234.2 零件的铣削加工程序314.2.3 零件仿真加工图 365 总结 38参考文献 39致谢401绪论1.1 数控机床的产生和进展数控机床 Numerical Control Machine Tools是用数字代码形式的信息 程序指令 ,掌握刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床,简称数控机床;数控机床是在机械制造
7、技术和掌握技术的基础上进展起来 的,其过程大致如下:随着电子技术的进展 ,1946年世界上第一台电子运算机问世 , 由此掀开了信息自动化的新篇章; 1948 年,美国帕森斯公司接受美国空军托付,研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备;由于样板外形复杂多样,精度要求高,一般加工设备难以适应,于是提出采纳数字脉冲掌握机床的设想; 1949年,该公司与美国麻省理工学院 MIT开头共同讨论,并于 1952 年试制胜利第一台三坐标数控铣床,当时的数控装置采纳电子管元件; 1959 年,数控装置采纳了晶体管元件和印刷电路板,显现带自动换刀装置的数控机床,称为加工中心 MC Machining Ce
8、nter ,使数控装置进入了其次代; 1965 年,显现了第三代的集成电路数控装置,不仅体积小,功率消耗少,且牢靠性提高,价格进一步下降,促进了数控机床品种和产量的进展;60岁月末,先后显现了由一台运算机直接掌握多台机床的直接数控系统 简称 DNC,又称群控系统;采纳小型运算机掌握的运算机数控系统 简称 CNC,使数控装置进入了以小型运算机化为特点的第四代; 1974年,研制胜利使用微处理器和半导体存贮器的微型 运算机数控装置 简称 MNC,这是第五代数控系统; 20 世纪 80 岁月初,随着运算机软、硬件技术的进展,显现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置;数控装置愈趋小型化,可以直接安
9、装在机床上;数控机床的自动化程度进一步提高,具有自动监控刀具破旧和自动检测工件等功能; 20 世纪 90 岁月后期,显现了 PC+CNC智能数控系统,即以 PC机为掌握系统的硬件部分,在 PC机上安装 NC软件系统,此种方式系统爱护便利,易于实现网络化制造;目前,世界主要工业发达国家的数控机床已经进入批量生产阶段,如美国、德国、法国、日本等,其中日本进展最快;我国 1958 年试制胜利第一台电子管数控机床,从1965 年开头研制晶体管数控系统,到 20 世纪 70 岁月初曾讨论出数控臂锥铣床、非圆插齿机、数控立铣床、数控车床、数控镗床、数控磨床和加工中心等;20 世纪 80 岁月随着改革开放政
10、策的实施,我国从国外引进了先进技术,并在消化、吸取国外先进技5 / 45术的基础上,进行了大量的开发工作,进而推动了我国数控机床新的进展高潮,使我国数控机床在品种上、性能上以及水平上均有了新的飞跃;1.2 数控机床的加工特点1 自动化程度高,具有很高的生产效率;除手工装夹毛坯外,其余全部加工过程都可由数控机床自动完成;如协作自动装卸手段,就是无人掌握工厂的基本组成环节;数控加工减轻了操作者的劳动强度,改善了劳动条件;省去了划线、多次装夹定位、检测等工序及其帮助操作,有效地提高了生产效率;2对加工对象的适应性强;转变加工对象时,除了更换刀具和解决毛坯装夹方式外,只需重新编程即可,不需要作其他任何
11、复杂的调整,从而缩短了生产预备周期;3加工精度高,质量稳固;加工尺寸精度在0.005 0.01 mm 之间,不受零件复杂程度的影响;由于大部分操作都由机器自动完成,因而排除了人为误差,提高了批量零件尺寸的一样性,同时精密掌握的机床上仍采纳了位置检测装置,更加提高了数控加工的精度;4 易于建立与运算机间的通信联络,简洁实现群控;由于机床采纳数字信息掌握,易于与运算机帮助设计系统连接,形成CAD/CAM一体化系统,并且可以建立各机床间的联系,简洁实现群控;1.3 数控机床的进展趋势随着运算机、微电子、信息、自动掌握、精密检测及机械制造技术的高速进展,机床的数控技术有了长足的进展;近几年一些相关技术
12、的进展,如刀具及新材料的进展,主轴伺服和进给系统、超高速切削等技术的进展;目前数控机床正朝着高速度、高精度、高工序集中度、高复合化和高牢靠性等方向进展;世界数控技术及其装备的进展趋势主要表达在以下的方面;1)高速高效高精度高生产率;通过数控装置及伺服系统功能的改进,主轴的速度和进给速度大大提高,减小了切削的时间和非切削时间;高加工精度;随着精密产品的显现,对精度的要求提高到了0.1 微 M,有的零件甚至已经达到了 0.01 微 M,高精密零件要求提高了机床的加工的精度,包括采纳温度补偿法等;2)柔性化柔性化包括两个方面的柔性:一是数控系统本身的柔性,数控系统采纳模块化的设计,功能掩盖面广,便于
13、不同用户的要求;二是DNC 系统的柔性,同一DNC 系统能够依据不同生产流程的要求,使物料流和信息流自动进行动态调整,从而最大限度的发挥 DNC 系统的效能;3) 工艺复合化和多轴化数控机床的工艺复合化,是指工件在一台机床上装夹后,通过自动换刀、旋转主轴头、旋转工作台等给种措施,完成多工序、多表面的复合加工;此外, 数控技术的进步也供应了多轴掌握和多轴联动掌握功能;4) 实时智能化在数控技术领域,实时智能掌握的讨论和应用正沿着几个主要的分支进展,如自适应掌握、模糊掌握、神经网络掌握、专家掌握、学习掌握、前馈掌握等;5) 结构新型化采纳新型结构,实现多坐标联动加工,其掌握系统结构复杂,加工精度、
14、加工效率较一般机床高 2-10 倍6) 编程技术自动化为了补偿手工编程和NC 语言编程的不足,近年来开发出多种自动编程系统,如图形交互式系统、数字化自动编程系统、会话式自动编程系统、语言数控编程系统等;其中图形交互式系统应用的最为广泛,图形交互式编程系统是以运算机帮助设计 CAD )软件为基础,第一形成零件的图形文件,然后再调用数控编程模块,自动编制加工程序,同时可动态显示刀具的加工轨迹;目前的图形交互式软件有Master CAD 、Cimatron、pro/E 、UG 、CAXA 、CATIA等;7) 集成化数控系统采纳高度集成化的芯片,可提高数控系统的集成度和软、硬件运行速度,应用平板显示
15、技术可提高显示器的性能;平板显示器应用先进封装和互连技术,将半导体和表面安装技术融于一体,通过提高集成电路的密度,减小互联长度和数量来降低产品的价格、改进性能、减小组件的尺寸、提高系统的牢靠性;8) 开放式闭环掌握模式采纳通用运算机组成的总线式、模块化、开放、嵌入式体系结构,便于裁减、扩展和升级,可以组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统;闭环掌握模式是针对传统数控系统仅有的专用型封闭式开环掌握模式提出的;由于制造过程是一个多变量掌握和加工工艺综合作用的复杂过程,包括诸如加工尺寸、外形、振动、噪音、温度和热变形等各种变化因素,因此,要实现加工过程的多目标优化,必需采纳多变量的闭环掌握,
16、在实现加工过程中动态调整加工过程变;在加工过程中采纳开放式通用型实时动态全闭环掌握模式,易于将运算机实时智能技术、多媒体技术、网络技术、CAD/CAM 、伺服系统、自适应掌握、动态数据治理、动态刀具补偿、动态仿真等高新技术溶于一体,构成严密的制造过程闭环掌握系统体系,从而实现集成化、智能化、网络化;2数控铣削加工工艺2.1 零件的工艺性分析1)零件图的尺寸标注应符合编程便利的原就零件图的尺寸标注方法应适应数控加工的特点;在数控加工的零件图上, 应当以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸;这样的标注方法既便于编程, 也便于尺寸之间的相互和谐,在保证设计基准、工艺基准、检查基准与编程原点设置的一样性
17、方面带来很大的便利;构成零件轮廓的几何元素的条件应充分;对零件进行手工编程时,要运算每个节点的坐标;因此在分析零件图时,要充分分析几何元素的给定条件是否充分;2)要完全读懂零件图样零件图样的尺寸是否标注全,有无漏、多尺寸的情形,有无封闭尺寸,尺寸的标注方法是否便利编程,零件的结构是否表示清晰了,视图是否完整,各几何元素间的相互关系 如相切、相交、垂直、平行等)是否明确;3)要分析透零件的加工工艺性讨论零件的被加工表面是否适合于数控铣床加工,被加工表面是否太厚,内转 接圆弧 R 是否太小;如图 2.1 所示,当 R 小于 0.2HH 为被加工内轮廓面的最大高度)时,其加工的工艺性不好;即刀具被迫
18、采纳小直径的使其刚性变差,需要采纳多次分层切削加工;当被加工表面的凹圆弧尺寸较多时,应当尽量统 一,以减小使用的铣刀的数量,保证零件表面光滑;否就,在进行切削的时 候,在接刀处会留下较多的刀痕,最终影响了表面的加工质量;零件被加工的底面与侧面相交处的圆角半径是否太大,如图2.2 所示,当刀具圆角半径 r 越大时,铣刀端刃铣削平面的才能就越差,效率也就越低,应当尽量的防止;图 2.1内轮廓圆弧对铣削工艺性的影响图 2.2零件底面圆弧对铣削工艺性的影响4)要讨论分析零件的精度;零件的精度 尺寸、外形、位置)是否能够保证, 表面质量是否保证;依据精度、表面质量来打算是否采纳粗铣,仍是精铣,以 及是否
19、要多次进给;5)要讨论分析零件的刚性;零件的厚度假如太薄会引起加工变形;当加工薄壁而且面积较大的零件时,在其加工完后也易引起加工变形,很难保证精度;6)要讨论分析零件的定位精度;零件上假如有统一的定位基准,便可保证零件在多次装夹定位后各加工表面之间的位置精度;其定位基准能够保证零件定位稳固牢靠,便没有基准不重合的误差;7)要讨论分析零件的毛坯和材料;材料是否具有较好的加工工艺性能,硬度、热处理状态是怎样的,毛坯的余量是否足够,是否匀称,毛坯的安装定位平面是否便利牢靠;6 / 452.2 、装夹方案的确定1)定位基准的挑选在挑选定位基准时,应当减小装夹的次数,尽量做到在一次安装中能够把零件上全部
20、要加工的表面都加工出来;一般挑选零件上不需要铣削加工的表面或者孔作为定位基准;对于薄壁的零件,挑选的定位基准应当有利于提高加工的刚性,以减小切削变形;并且定位基准应当和设计基准重合以减小定位误差对尺寸精度的影响;2)夹具的挑选在挑选夹具的时候有两个基本的要求;一是:要保证夹具的坐标方向与机床的坐标方向相对的固定;二是:要和谐零件和机床坐标系的尺寸关系;当零件加工批量不大时,应尽量采纳组合夹具、可调试夹具及其它通用夹具,来缩短生产预备时间、节约生产费用;在成批量生产时,采纳专用夹具, 来提高效率;在挑选夹具时仍要保证零件的装卸要快速、便利、牢靠;夹具上各部件应不阻碍机床对零件各表面的加工;2.3
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- 2022 毕业设计 方案 零件 数控 加工 工艺 编程
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