数控技术毕业论文.docx

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1、目录绪论 1第一章第二章任务的分析 薄壁零件的造型 45第三章第四章零件加工工艺分析 数控加工工艺方案 12134.14.24.34.4制定工艺方案 13 使用刀、辅具一览表 13 加工工艺 13 加工程序卡片 13第五章第六章结束语数控加工的对刀 数控仿真加工 262931参考文献 附录32绪论在当今的制造业领域中，随着市场经济的发展 ,用户对产品的质量、产品换 代的速度、产品设计制造到投放市场的周期等提出越来越高的要求。要适应这种 瞬息万变的市场需求、缩短设计制造周期、提高产品质量。科学技术的发展 ,尤 其是计算机的技术的发展 ,促使了常规机械制造技术与精密检测技术、数控技术 等互相结合。

2、从而使机械产品的结构越来越合理、其性能和效率越来越高，更新 换代频繁。生产类型由大批量生产向多品种小批量生产转化。这对机械制造技术 提出了更高的要求。使机械制造技术不断向着高柔性与高自动化高效率的趋势发 展。现代制造业要求产品品种多样化，更新换代加速，从而使多品种小批量生产 的比重明显增加。在传统的机械制造中，单件小批量生产一般都采用通用机床加 工，当产品改变时，机床与工艺装备均需作相应的变换和调整，而且通用机床的 自动化程度不高，基本上由人工操作，难以提高生产效率和保证产品质量。特别 是一些曲线、曲面轮廓组成的复杂零件，只能借助靠模和仿行机床加工，加工精 度和生产效率受到很大的限制。同时在国

3、际上也出现了许多造型、加工的软件。如 CAD Pro/e。CAD 即计算 机辅助设计 (CAD-Computer Aided Design)利用计算机及其图形设备帮助设计人 员进行设计工作 。简称 CAD。 在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人 员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进 行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、 文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人 员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由 计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员

4、及时对设 计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋 转等有关的图形数据加工工作。CAD 能够减轻设计人员的计算画图等重复性劳 动，专注于设计本身，缩短设计周期和提高设计质量。Pro/E （ Pro/Engineer 操 作 软 件 ） 是 美 国 参 数 技 术 公 司 （ Parametric Technology Corporation，简称 PTC ）的重要产品。在目前的三维造型软件领域 中占有着重要地位，并作为当今世界机械 CAD/CAE/CAM 领域的新标准而得到 业界的认可和推广，是现今最成功的 CAD/CAM 软件之一。Pro/E 第一个提出了参数化

5、设计的概念，并且采用了单一数据库来解决牲的 相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而 不必安装所有模块。Pro/E 的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一 起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。Pro/E 采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣 金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。第一章 任务的分析本次毕业设计的任务是薄壁零件的数控加工与工艺分析。 拿到图纸通过分 析后我准备对它先进行实体模型，再进行数控加工工艺分析，再制定加工方 案然后进行程序的编制最后进行仿真加工。通过对图纸

6、的研究与分析我选择Pro/E 软件对它进行实体造型。主要用Pro/E 软件的草图命令中的直线命令、 圆弧命令、 整圆命令和倒圆角命令等绘 制草图，再利用拉伸体、切割体和薄壁引用等指令来完成三维实体造型。加工部分则是利用手工编程。在编程的过程当中必须要结合实际考虑其 切削的效率，走刀路线。要避免刀具与工件的碰撞。工序分为粗加工和精加 工，其中加工精度可以利用修改刀补的方法来保证。第二章 零件加工工艺分析与工艺处理打开 Pro/E 软件，此图为 Pro/E 软件主界面第一步 建立文件打开 Pro/E 软件，单击桌面图标 ，启动 Proe/E 后，单击新建文件按钮，在话框中选文件类型为 Part，子

7、类型为 Solid。去掉“Use default template (使用缺省模板)”复选框前的对号，确认后弹出“New File Options（新文件选项） 对话框”在其“Template（模版）”选择项中选择“mmns_part_solid”，即使用“mm （毫米）”绘制图单位的实体零件模板。第二步 创建第一个拉伸体2.1.单击窗口右侧的拉伸工具按钮 ，打开拉伸特征操作对话框。单击对话框中的按钮，打开截图选择对话框，选择 TOP 面为草绘面，其余接受系统默认，确定后进入草绘。2.2.在草绘中，绘制截图如图 2-2 所示。完成单击按钮退出草绘。图 2-22.3深度设置位 20mm。2.4生

8、成拉伸实体，单击操作对话框右侧的确定按钮 征，如图 2-4 所示。，即生成拉伸实体特图 2-4第三步 创建拉伸叠加体3.1.进入拉伸特征操作对话框，以第一个拉伸体的上表面为草绘面（如图 2-4 所 示）。3.2.将拉伸深度设为 5mm，其余保留默认设置，单击确认按钮 第二拉伸体，如图 3-2 所示。，生成底座的图 3-2第四步 创建四组拉伸切割体1)创建第一二组拉伸切割体4.1 打开拉伸特征操作对话框，单击按钮 ，选择第二拉伸体的上表面为草绘 面，如图 3-2 所示。其余接受默认设置，进入草绘。4.2 在拉伸特征操作对话框中，单击切割按钮，并将拉伸方式设为 （穿透所有）方式，其余保留默认设置。

9、4.3 单击确认按钮 ，生成底座的第一组切割体，如图 4-3a 所示。以同样的方 式创建第二三组切割体，切割深度设为 5mm，如图 4-3b，4-3c 所示。图 4-3a图 4-3b图 4-3c2）创建第四五组拉伸切割体4.4 打开拉伸特征操作对话框，单击按钮,制截面如图 4-4 所示，完成后退出。图 4-44.5 在拉伸特征操作对话框中，单击切割按钮，切割深度设为 5mm。4.6 单击确认按钮，生成底座的第四组切割体，如图 4-6a。以同样的方式创建第五组拉伸切割体，切割深度设为 5mm，如图 4-6b 所示。图 4-6a图 4-6b第五步 创建倒圆角5.1 以图 4-3c 为拉伸实体，进行

10、倒圆角 ，如图 5-1 所示。图 5-1第六步 创建薄壁文件6.1 以图 5-1 实体进行草绘，画好图形后，则在拉伸特征操作对话框中单击薄壁拉伸按钮 ，并输入薄壁厚度为 1mm 。单击确认按钮 体，如图 6-1 所示。后，即生成薄壁实图 6-1第三章 零件加工工艺分析通过对课题图样及技术要求进行工艺分析先确定工艺基准、分析加工难点再 制定加工方案,完成工具、夹具及程序的准备，并找出保证工件加工质量和加工 质量稳定性的切入、切出的方式与切入、切出点。1、 确定工艺基准：从图样上分析主要结构为上平面和下平面两面的结构 , 四周为四面方形。结合采用平口钳装夹 ,为保证四边相互垂直，在实际加工前必 须

11、对固定钳口进行调整。为保证上、下两面的平行，必须对钳口导轨以及垫铁进 行调整。2、 加工难点分析： M28*1.5 螺纹需要铣削；中心倒圆角可以使用变量编程 方式完成；需多次装夹加工。3、 刀具选择：图样中只给出工件几何特征以及基点坐标，并没有给出实际 的刀具轨迹。为提高加工效率应尽量选用大直径的刀具。但刀具直径大容易发生 干涉，需要根据实际加工空间确定所需的刀具直径。4、 刀具路径的选择：为提高加工效率在数控加工中尽量减少换刀次数，以 节省换刀时间，能用同一把刀加工的部位全部完成后再换刀加工其他部位。同时 尽量减少空行程，用同一把刀加工工件的各个部位时，应以最短的路线达到各加 工部位。第四章

12、 数控加工工艺方案41 制定工艺方案制定工艺方案必须要从实际出发。因为工艺方案是按时完成工件加工的前 提。制定工序方案要遵循工序集中的原则，工序越少越好 ,一次装夹尽可能完成 全部的工序。第一个步骤：加工底平面第二个步骤：以加工过的工件底面作为定位基准及找正基准，加工拉伸体切割体 第三个步骤：以加工过的工件底面作为定位基准及找正基准，进行倒圆角 第四个步骤：以加工过的工件底面作为定位基准及找正基准，加工薄壁零件 42 刀具、辅助工具一览表表 7-1刀具名称百 分 表可转位立铣刀立 铣 刀立 铣 刀中 心 钻麻 花 钻丝锥刀 具 号T00T01T02T03T04T05T07刀 补 号T02T03

13、T04刀 补10mm5mm5mm规50mm20mm10mm10mm19.8mm10mm格43 加工工艺(1)加工前准备工件1）测量工件两侧边的平行度和底面平面度，确认是否满足装夹定位的要求。 2）找正平口钳，保证其与机床 X 轴的平行度。3）压紧固定平口钳，并重新检查平口钳的位置精度是否有变化，如有变化 进行重新找正。44 加工工艺卡片工序工步工步内容刀长度半径刀 具/主轴转速进给备注号号号补补量具速偿号偿号度通过垫铁组合，保证工件,持大于等于1 7mm，并找正，X、Y 向原点设为工件 中心，Z 向尺寸为工件表面2铣顶面，光出即可，程序号 O7001。 T01 H01 D01f80 600 4

14、00134粗、精铣方轮廓，程序号 O7002。钻中心孔，程序号 O7003。T02 H02 D02T03 H03ff1632000 3001500 1005钻孔,程序号 O7004。T04 H04f8.5 1000 1006扩孔，程序号 O7005。T02 H02 D02f162000 300将已加工大平面靠紧固定钳口，利用1精密平口钳和寻边器寻找工件坐标。22粗 、 精 加 工 左 侧 凹 轮 廓 ， 程 序 号T02 H02 D02f16 2000 300O7006。334钻中心孔，程序号 O7003。钻孔，程序号 O7004。T03 H03T03 H03ff3 1500 1008.5 1

15、000 1005攻丝，程序号 O7007。T03 H04M10 300 450将工件顺时针转动 180 ，利用精密平1口钳和寻边器寻找工件坐标。2粗 、 精 加 工 右 侧 凹 轮 廓 ， 程 序 号T02 H02 D02f16 2000 300O7008。334钻中心孔，程序号 O7003。钻孔，程序 O7004。T03 H03T04 H04ff3 1500 1008.5 1000 1005攻丝，程序号 O7007。T05 H05M10 300 450长半工工度径刀 具刀主轴进给备序步工步内容补补/号转速速度注号号偿偿量具号号未加工面朝上，利用精密平口钳和1寻边器寻找工件坐标。2铣顶面，保证

16、 28 0.02 ，程序同T01 H01 D01f80 600 400O7001。43粗加工薄壁外轮廓，程序号 O7009。T06 H06 D06f103000 25045678粗加工上部凸台，程序号 O7010。粗加工薄壁内轮廓，程序号 O7011。粗加工下部凹轮廓，程序号 O7012。钻中心孔，O7003。钻孔，程序 O7004。T06 H06T02 H02T06 H06T03 H03T04 H04fffff10 3000 25016 2000 30010 3000 2503 1500 1008.5 1000 1009攻丝，程序 O7007。T05 H05M10 300 45010精加工下

17、部凹轮廓,程序同 O7012。T06 H06f10 3000 25041112131415精加工薄壁外轮廓，程序同 O7011。精加工薄壁外轮廓，程序同 O7009。精加工上部凸台，程序同 O7010。空口倒圆角，程序号 O7013。铣螺纹，程序号 O7014。T06 H06 D06T06 H06 D06T06 H06 D06T02 H02 D02T07 H07 D07ffff101010164000 5004000 5004000 5003000 15003000 300上表中的装夹方案如下图 7-1 7-2 所示：图 8-1 装夹方案1. 程序编制1) 程序：O7001 程序O7001；图

18、 8-2 装夹方案程序注释程序名N10N20N30N40N50N60N70N80N90N100G00G17G40G49G80G90G54Z300.；X-30.Y-110.；M03S600；G43Z10.H01；M08；G01Z0F100；G01Y65.F400；X 30；Y -110；M90；设置程序初始状态保证下刀点离开工件本体以 100150mm/min 计算 S加刀具长度补偿值 开切削液到达 Z 向位置以 0.10.25mm 计算 F保证压力大于 5mm 刀具移出工件切削液关N110N120G49G00Z200M05；M30撤消刀具长度补偿 程序结束2）程序：O7002 程序O7002；

19、程序注释程序号N10N20N30N40N50N60N70N80N90N100N110N120N130N140G00G17G40G49G80G90G54Z300.；X-80.Y-80.；M03S1200；G43Z10.H02；M08；G01Z-14.5F100；G41G01X-60D02F360；Y60.；Y60.；Y-60.；X-70.；G40G01X-80.Y-80.；M49G00Z200.M09M05；M30；设置程序初始状态保证下刀点离开工件本体以 100150mm/min 计算 S 加刀具长度补偿值开切削液到达 Z 向位置加刀具半径补偿值撤消刀具半径补偿撤消刀具半径补偿，关切削液 结束

20、程序1）程序：O7003 程序O7003；程序注释程序名N10N20N30N40N50N100N110G00G17G40G49G80G90G55Z300.；M03S1500；G43Z10.H3；M08；G81X0Y0Z-2.5R2.F100；G49G00Z200.M09M05；M30；设置程序初始状态加刀具长度补偿值开切削液撤消刀具长度补偿，关切削液 程序结束4）程序：O7004 程序O7004；程序注释程序名N10N20N30N40N50N100N110G00G17G40G49G80G90G55Z300；M03S100；G43Z10.H04；M08；G83X0Y0Z-32.R2.Q0.5P2

21、00F100；G49G00Z200；M30；设置程序初始状态加刀具长度补偿值开切削液撤消刀具长度补偿，关切削液 程序结束5）程序：O7005 程序O7005；程序注释程序名N10N20N30N40N50N60N70N80N90N100程序G00G17G40G49G80G90G55Z300；X0Y0；MO3S200；G43Z10.H02；Z2；G41G1X-26.D02F300；M98P7105L10；G90G40G01X0Y0；G49G00Z200.M09M05；M30；O7105；设置程序初始状态撤消刀具长度补偿，关切削液 程序结束程序注释程序名N10 G91G03X-13.Y0.Z-3.I

22、13.；N20 M99；6)程序：O7006程序N10N20N30N40N50N60N70N80N90N80N90N100O7006；G00G71G40G49G80G90G56Z300；X-10. Y-38.；M03S2000；G43Z10.H02；G1Z-5F100；G41G1X0.D02F300；Y-12；G3X-20.R10.；G1Y-38；G90G40G01X-10.Y-40；G49G00Z200.M09M05；M30；程序注释程序名设置程序初始状态撤消刀具长度补偿，关切削液 程序结束7）程序：O7007 程序O7007；程序注释程序名N10N20N30N40N50N100N110G0

23、0G17G40G49G80G90G56Z300.；M03S300；G43Z10.H05；M08；G84X0Y0Z-20.R2.200F450；G49G00Z200.M09M05；M30；设置程序初始状态加刀具长度补偿值开切削液撤消刀具长度补偿，关切削液 程序结束8）程序：07008 程序O7008；程序注释程序名N10N20G00G17G40G49G80G90G57Z300；X10. Y-38.；设置程序初始状态N30N40N50N60N70N80N90N80N90N100M03S3000；G43Z10.H06；G1Z-5F100；G41G1X20.D06F250；Y-5；X0；G1Y-38；

24、G90G40G01X10.Y-40.；G49G00Z200.M09M05；M30；撤消刀具长度补偿，关切削液 程序结束9）程序：O7009 程序O7009程序注释程序名N10N20N30N40N50N60N70N80N90N100N110N120N130N140N150N160G00G17G40G49G80G90G58Z300.；X-10.Y60.；M03S3000；G43Z10.H06；G1Z-8F100.；G41G1Y50.D06F250；G02X15.722Y37.972R20.；G03X31.255Y26.686R20.；G02X40.972Y-3.218R20.；G03X35.038

25、Y-21.479R20.；G02X9.6Y-39.961R20.；G03X-9.6R20.；G02X-35.038Y-21.479R20.；G03X-40.922Y-3.218R20.；G02X-31.255Y26.686R20.；G03X-15.722Y37.972R20.；设置程序初始状态N170N180N190N200N210G02X0Y55.R20.；G01X10.；G40G01X15.Y60.；G49G00Z200.M09M05；M30；撤消刀具长度补偿，关切削液 程序结束10）程序：O7010 程序O7010；程序注释程序名N10N20N30N40N50N60N70N80N90G0

26、0G17G40G49G80G90G58Z300.；M03S3000；G43Z10.H06；G68X0Y0R-45.；M98P7110；G68X0Y0R45.；M98P7110；G69；G90G40G01X10.Y-40.；设置程序初始状态N100 G49G00Z200.M09M05；N110 M30；程序O7110；N10 G90G00X20.Y90.；N20 G01Z-8.F100；N30 G41G01X15.D06F250；N40 G01Y60.,R5.；N50 G01X-15.,R5.；N60 G01Y85.；撤消刀具长度补偿，关切削液 程序结束程序注释程序名N70 G40G01X-20

27、.Y90.；N80 G01Z2.F1000；N90 M99；11)程序:O7011程序O7011；程序注释程序名N10N20N30N40N50N60N70N80N90G00G17G40G49G80G90G58Z300.；X0.Y35.；M03S3000；G43Z10.H06；G1Z-8.F100.；G41G1X19.Y35.D06F250；G03-14.739Y37.786R19.；G02X-31.382Y25.694R21.；G03X-40.492Y-2.341R19.；设置程序初始状态N100 G02X-34.134Y-21.907R21.；N110 G03X-10.286Y-39.233

28、R19.；N120 G02X10.286R21.；N130 G03X34.134Y-21.907R19.；N140 G02X40.492Y-2.341R21.；N150 G03X31.382Y25.694R19.；N160 G02X14.739Y37.786R21.；N170 G03X-19.Y35R19.；N180 G40G01X0Y35.；N190 G49G00Z200.M09M05；N200 M30；12）程序：O7012程序O7012；撤消刀具长度补偿，关切削液 程序结束程序注释程序名N10N20N30N40N50N60N70N80N90G00G17G40G49G80G58Z300.；

29、M03S3000；G43Z10.H06；G68X0Y0R-45.；M98P7110；G68X0Y0R45.；M98P7112；G69；G90G40G01X10.Y-40.；设置程序初始状态N100 G49G00Z200.M09M05；N110 M30；程序O7112；N10 G90G00X0Y-90.；N20 G01Z-13.F100；N30 G41G01X15.D06F250；N40 G01Y-60.；N50 G01X-15.；N60 G01Y-85.；N70 G40G01X0Y-90.；N80 G01Z2.F1000；N90 M99；13）程序:O7013程序O7013；撤消刀具长度补偿，

30、关切削液 程序结束程序注释程序名程序注释程序名N10N20G00G17G40G49G80G90G58G300.；X0.Y0.；设置程序初始状态保证下刀点离开工件本体N30N40N50N60N70N80N90M03S3000；G43Z10.H02；M08；G01Z-5.F100；#1=0；#2=5.*SIN#1；#3=5.*COS#1；以 100150mm/min 计算 S加刀具长度补偿值 开切削液到达 Z 向位置角度初始化N100 #4=12.+#3；N110 #5=-#2.；N120 G01X-#4Z#F2000；N130 G03I#4；N140 #1=#1+1.；N150 IF#1LE 9

31、0.GOTO 80；N160 G49G00Z200.M09M05；N170 M30；14)程序:O7014程序O7014;程序结束程序注释程序名N10N20N30N40N50N60N70N80N90G00G17G40G49G80G90G55Z300.;X0Y0;M03S3000;G43Z10.H07;M08;Z-8.;G42G01X14.Y0D07F300;M98P7114L7;G90G40G01X0Y0;设置程序初始状态保证下刀点离开工件本体以 100150mm/min 计算 S加刀具长度补偿值 开切削液接近工件加刀具半径补偿值调用螺旋加工子程序撤消刀具半径补偿N100 G49G00Z200

32、.M09M05;N110 M30;撤消刀具长度补偿,关切削液 程序结束程序N10N20O7114;G91G02I-14.Z-1.5F300;M99;程序注释程序名螺纹加工返回主程序第五章 数控加工的对刀首先要确定好工件坐标系的原点，然后使用寻边器或刀具确定工件的 X 和 Y 坐标位置，最后使用刀具确定 Z 坐标的位置。X 向对刀方法：（1）将寻边器装在主轴上，如下图 9-1 所示：图 9-1（2） 主轴转速 500r/min700r/min;（3） 手摇移动工作台使寻边器慢慢靠近工件-X 向，此时应降低手动进给倍 率，直到寻边器上下两部分重合，如下图 9-2：图 9-2（4）手摇 Z 向提起寻

33、边器，Y 轴不动，在相对坐标位置中输入 X0，即 X 轴相 对坐标清零，如下图 9-3、9-4 所示：图 9-3图 9-4（5）手摇将寻边器移动到+X 轴，用同种方法对+X 轴，记录下机床坐标系中 的 X 值，如下图 9-5 所示：图 9-5（6）计算出工件坐标系的 X 值，将机床坐标值输入到 G54 存储器中,如下图 9-6 所示：图 9-6Y 向对刀方法：与 X 向对刀方法相同。Z 向对刀方法：（1） 将刀具装在主轴上；（2） 将工件放一对刀块；（3） 手摇移动使刀具靠近对刀块，边移动刀具边拿对刀块试塞，直到松紧适度为止，记录下机床相对坐标系中的 Z 值,如下图 9-7 所示：图 9-7（4） 手摇使刀具至工件外，脱离工件，此时 Z 轴不动；（5） 手摇使 Z 轴向下移动一个对刀块高度；（6） 将 Z 轴相对坐标清零或将 Z 轴机床坐标值输入到 G54 存储器里,如下图 9-8 所示：图 9-8第六章 数控仿真加工把编辑好的所有程序单以问本的形式保存，在宇龙仿真系统中按程序传输按钮，选择程序所要加工的程序，再在控制面板中创建程序名，并按面板中的 按钮进行程序的传输。传入程序见图 10-1。图 10-1把所有程序逐个输入到数控仿真加工软件所并进行仿真加工，经过加工后的零件 走刀轨迹如下图 10-2 所示。