底座零件的数控加工与编程bpoz.docx
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1、中北大学学信息商务务学院课 程 设 计计 说 明 书书学生姓名名:学 号:系: 机机械自动动化系 专 业: 机械设设计制造造及其自自动化 题 目:数控技技术课程设计计 底座座零件的的数控工工艺分析析与编程程 指导教师师: 职职称: 讲讲师 职称: 副教教授 20144年1月月9日目录摘 要(2)1 绪绪 论论1.1数数控加工工工艺规规程的制制定.(4) 1.2数数控加工工工艺的的主要内内容(4)1.3数数控加工工工艺过过程的组组成(5)1.4数数控编程程的种类类及常用用代码(6)1.5数数控加工工程序基基本结构构(7)1.6数数控机床床的分类类(7)1.7数数控刀具具的选择择(7)2 底底座零
2、件件的加工工分析2.1底底座零件件选材(13)2.2夹夹具、刀刀具的选选择及切切削用量量的确定定(15)2.3底底座数控控加工工工艺规程程(17)2.4数数控编程程坐标系系(19)2.5零零件数控控加工程程序(19)2.6加加工轨迹迹(24)2.7加加工结果果(25)3 结论论3.1本本文总结结(26)致谢(27)参考文献献(277)摘 要:数控技技术及数数控机床床在当今今机械制制造业中中的重要要地位和和巨大效效益,显显示了其其在国家家基础工工业现代代化中的的战略性性作用,并并已成为为传统机机械制造造工业提提升改造造和实现现自动化化、柔性性化、集集成化生生产的重重要手段段和标志志。数控控技术及
3、及数控机机床的广广泛应用用,给机机械制造造业的产产业结构构、产品品种类和和档次以以及生产产方式带带来了革革命性的的变化。在数控机机床发展展过程中中,值得得一提的的是数控控加工中中心的出出现。这这是一种种具有自自动换刀刀装置的的数控机机床,它它能实现现一次装装夹并进进行多工工序加工工。数控控加工中中心现在在已经成成为数控控机床中中一个非非常重要要的品种种,不仅仅有立式式、卧式式等镗铣铣类加工工中心用用于箱体体类零件件的加工工,还有有车削加加工中心心用于回回转体零零件加工工以及磨磨削加工工中心等等。这些些高性能能、高精精度、高高自动化化的数控控机床就就组成了了完整的的数控机机床家族族。本文通过过对
4、自行行设计的的一简单单底座零零件结构构分析,并并对其进进行编程程、钻孔孔、铣削削等数控控加工,能能较好地地满足实实际精度度要求,提提高加工工质量和和设计效效率。合适的工工艺规程程可以加加工出符符合精度度要求的的合格零零件。依依据整体体功能确确定各部部位的结结构并进进行设计计造型。从从结构上上分析零零件,制制定加工工所需的的工艺规规程,从从毛坯的的确定到到设计工工艺路线线,根据据所需选选择适当当的机床床、刀具具、相应应的夹具具、加工工程序的的编制和和零件的的检验。文文中程序序的编制制采用MMastterCCAM自自动编程程与手动动编程相相结合的的方法生生成。关键词:数控加加工 ,数控编编程,Au
5、ttoCAAD1 绪论论1)数控控起源与与发展19946年年诞生了了世界上上第一台台电子计计算机,这这表明人人类创造造了可增增强和部部分代替替脑力劳劳动的工工具。它它与人类类在农业业、工业业社会中中创造的的那些只只是增强强体力劳劳动的工工具相比比,起了了质的飞飞跃,为为人类进进入信息息社会奠奠定了基基础。6年年后,即即在19952年年,计算算机技术术应用到到了机床床上,在在美国诞诞生了第第一台数数控机床床。从此此,传统统机床产产生了质质的变化化。近半半个世纪纪以来,数数控系统统经历了了两个阶阶段和六六代的发发展。1数控控(NCC)阶段段(1995219770年)早期期计算机机的运算算速度低低,
6、对当当时的科科学计算算和数据据处理影影响还不不大,但但不能适适应机床床实时控控制的要要求。人人们不得得不采用用数字逻逻辑电路路搭成一台台机床专专用计算算机作为为数控系系统,被被称为硬硬件连接接数控(HHARDD-WIIREDD NCC),简简称为数数控(NNC)。随随着元器器件的发发展,这这个阶段段历经了了三代,即即19552年的的第一代代-电电子管;19559年的的第二代代-晶晶体管;19665年的的第三代代-小小规模集集成电路路。2计算算机数控控(CNNC)阶阶段(119700年现现在)到119700年,通通用小型型计算机机业已出出现并成成批生产产。于是是将它移移植过来来作为数数控系统统的
7、核心心部件,从从此进入入了计算算机数控控(CNNC)阶阶段(把把计算机机前面应应有的通用两个字字省略了了)。到到19771年,美美国INNTELL公司在在世界上上第一次次将计算算机的两两个最核核心的部部件-运算器器和控制制器,采采用大规规模集成成电路技技术集成成在一块块芯片上上,称之之为微处处理器(MMICRROPRROCEESSOOR),又又可称为为中央处处理单元元(简称称CPUU)。到19774年微微处理器器被应用用于数控控系统。这这是因为为小型计计算机功功能太强强,控制制一台机机床能力力有富裕裕(故当当时曾用用于控制制多台机机床,称称之为群群控),不不如采用用微处理理器经济济合理。而而且
8、当时时的小型型机可靠靠性也不不理想。早早期的微微处理器器速度和和功能虽虽还不够够高,但但可以通通过多处处理器结结构来解解决。由由于微处处理器是是通用计计算机的的核心部部件,故故仍称为为计算机机数控。到了了19990年,PPC机(个个人计算算机,国国内习惯惯称微机机)的性性能已发发展到很很高的阶阶段,可可以满足足作为数数控系统统核心部部件的要要求。数数控系统统从此进进入了基基于PCC的阶段段。总之之,计算算机数控控阶段也也经历了了三代。即即19770年的的第四代代-小小型计算算机;119744年的第第五代-微处处理器和和19990年的的第六代代-基基于PCC(国外外称为PPC-BBASEED)。
9、还要要指出的的是,虽虽然国外外早已改改称为计计算机数数控(即即CNCC)了,而而我国仍仍习惯称称数控(NNC)。所所以我们们日常讲讲的数数控,实实质上已已是指计算机机数控了。2) 国国内数控控机床量量的现状状近年年来我国国企业的的数控机机床占有有率逐年年上升,在在大中企企业已有有较多的的使用,在在中小企企业甚至至个体企企业中也也普遍开开始使用用。在这这些数控控机床中中,除少少量机床床以FMMS模式式集成使使用外,大大都处于于单机运运行状态态,并且且相当部部分处于于使用效效率不高高,管理理方式落落后的状状态。20011年,我我国机床床工业产产值已进进入世界界第5名名,机床床消费额额在世界界排名上
10、上升到第第3位,达达47.39亿亿美元,仅仅次于美美国的553.667亿美美元,消消费额比比上一年年增长225%。但但由于国国产数控控机床不不能满足足市场的的需求,使使我国机机床的进进口额呈呈逐年上上升态势势,20001年年进口机机床跃升升至世界界第2位位,达224.006亿美美元,比比上年增增长277.3%。目目前,中中国机床床工业厂厂多人众众。20000年年,金切切机床制制造厂约约3588家(220.66万人),成形形机床制制造厂1191家家(约66.5万万人),共共计5449家(27.1万人人)。其其中生产产数控金金切机床床的约1150家家,生产产数控成成形机床床的约330家,共共计约1
11、180家家,占厂厂家总数数的1/3。220011年金切切机床产产量199.2万万台内数数控金切切机床11.7552万台台,约占占9%。 1.1数数控加工工工艺规规程的制制定生产过程程和工艺艺过程生产过程程机械产品品的生产产过程是是将原材材料转化化为成品品的全过过程。包包括生产产技术准准备、毛毛坯制造造、机械械加工、热热处理、装装配、测测试检验验及涂装装等过程程,凡对对加工对对象的尺尺寸、形形状或性性能产生生一定变变化的均均为直接接生产过过程。机械生产产过程还还包括工工艺装备备的制造造、原材材料的供供应、工工件的运运输和储储存、设设备的维维修及动动力供应应等。不不使加工工对象发发生变化化的称为为
12、辅助生生产过程程。工艺过程程在生产过过程中改改变生产产对象的的形状、尺尺寸、相相对位置置和性质质等,使使其成为为成品或或半成品品的过程程称为工工艺过程程,如毛毛坯制造造、机械械加工、热热处理和和装配等等过程,均均为工艺艺过程。工工艺过程程是生产产过程的的主要组组成部分分。采用机械械加工的的方法,直直接改变变毛坯形形状、尺尺寸和表表面质量量,使成成为合格格的零件件的过程程成为机机械加工工工艺过过程。1.2数数控加工工工艺的的主要内内容1.2.1数控控加工工工艺的主主要内容容1) 数控加工工工艺分分析的主主要内容容实践证证明,数数控加工工工艺分分析主要要包括以以下几方方面: 1)选选择适合合在数控
13、控机床上上加工的的零件,确确定工序序内容。 2)分分析被加加工零件件图样,明明确加工工内容及及技术要要求,在在此基础础上确定定零件的的加工方方案,制制定数控控加工工工艺路线线,如工工序的划划分、加加工顺序序的安排排、与传传统加工工工序的的衔接等等。33)设计计数控加加工工序序。如工工步的划划分、零零件的定定位与夹夹具的选选择、刀刀具的选选择、切切削用量量的确定定等。 4)调调整数控控加工工工序的程程序。如如对刀点点、换刀刀点的选选择、加加工路线线的确定定、刀具具的补偿偿。 55)分配配数控加加工中的的容差。 6)处处理数控控机床上上部分工工艺指令令。1.2.2数控控加工的的工艺特特点数控加工工
14、与通用用机床加加工相比比较,许许多方面面遵循的的原则基基本一致致。但由由于数控控机床本本身自动动化程度度高,控控制方式式不同,设设备费用用高,使使数控加加工工艺艺响应形形成了以以下几个个特点。1) 工艺的内内容十分分具体2) 工艺设计计非常严严密3) 注重加工工的适应应性1.3 数控控加工工工艺过程程的组成成根据被加加工工件件的材料料、轮廓廓形状、加加工精度度等选用用例行的的机床,制制定加工工方案,确确定零件件的加工工顺序,各各工序所所用刀具具,夹具具和切削削用量等等。一、机机床的合合理选用用。(11)要保保证加工工零件的的技术要要求,加加工出合合格的产产品。(22)有利利于提高高生产率率。(
15、33)尽可可能降低低生产成成本。二二、数控控国加工工零件工工艺性分分析。(11)零件件加工零零件工艺艺性分析析。(22)零件件各加工工部位的的结构工工艺性应应符合数数控加工工的特点点。三、加加工方法法的选择择与加工工方案的的确定。(11)加工工方法的的选择原原则是保保证加工工表面的的加工精精度和表表面粗糙糙度的要要求。(22)加工工方案确确定的原原则零件件比较精精密的最最终加工工,常常常是通过过粗加工工、半精精加工和和精加工工逐步达达到的。四四、工序序与工步步的划分分。五、零零件的安安装与夹夹具的选选择。六六、刀具具的选择择与切削削用量的的确定。七七、对刀刀点与换换刀点的的确定。八八、加工工路
16、线的的确定。数控加工工工艺过过程是由由一个或或若干个个顺序排排列的工工序组成成,而工工序又可可分为安安装、工工位、工工步和行行程。工序一个或一一组工人人,在一一个工作作地对同同一个或或同时对对几个工工件所连连续完成成的那部部分工艺艺过程,称称为工序序。工步与行行程工步是指指在加工工表面(或或装配时时的连接接表面)、切切削用量量(主要要是进给给量f和和速度vv)和加加工工具具不变的的条件下下所连续续完成的的那一部部分工序序称为工工步。一一个工序序可以包包括几个个工步,也也可以只只有一个个工步。安装与工工位工件在加加工之前前,在机机床或夹夹具上先先占剧一一个正确确的位置置(定位位),然然后在予予以
17、加紧紧的过程程称为装装夹。工工件在经经一次装装夹后所所完成的的那部分分工序内内容称为为安装。为为了完成成一定的的工序内内容,一一次装夹夹后,工工件与夹夹具或设设备的可可动部分分一起相相对刀具具或设备备的固定定不分所所占据的的每一个个位置称称为工位位。 1.4 数控编编程的种种类及常常用代码码 手工编编程和计计算机辅辅助编程程(CAAM)本本零件加加工用后后者。常用G代代码:G00 快速点点定位 G01 直线插插补G02 顺圆弧弧插补G03 逆圆弧弧插补G04 暂停G40 半径补补偿取消消G41 半径补补偿(左左)G42 半径补补偿(右右)G90 绝对尺尺寸G91 增量尺尺寸G98 每分钟钟进给
18、G99 每转进进给常用M指指令:M00 程序停停止M01 计划停停止M02 程序结结束M03 主轴顺顺时针旋旋转M04 主轴逆逆时针旋旋转M05 主轴停停止M06 换刀M07 M008 切削削液开M09 切削液液关M30 程序结结束并返返回常用F、SS、T指指令:进给功能能指令FF主轴功能能指令SS刀具功能能代码TT1.5数数控加工工程序基基本结构构程序 说明O12112程序序开始N10 G000 GG92 X00 YY0 Z0; 程序段段1N20 G422 GG01 X-30 Y330 F1550; 程序段段2N30 G022 X440 RR30; 程序段段3N40GG00 G440 X0
19、Y00; 程程序段44N50 M02; 程序结结束或者M3301.6数数控机床床的分类类数控机床床的品种种和规格格繁多,分分类方法法不一。根根据不完完全统计计,目前前已有近近5000种数控控机床。根根据数控控机床的的功能和和组成,一一般可分分为以下下几类。分 类 方 法法机 床 类 型按坐标轴轴数分类类一般数控控机床数控加工工中心机机床多坐标数数控机床床按系统控控制特点点分类点位控制制数控机机床直线控制制数控机机床轮廓控制制数控机机床按有无测测量装置置分类开环数控控系统半闭环数数控系统统闭环数控控系统按功能水水平分类类经济型普及型高级型1.7刀刀具的选选择刀具的选选择和切切削用量量的确定定是数
20、控控加工工工艺中的的重要内内容,它它不仅影影响数控控机床的的加工效效率,而而且直接接影响加加工质量量。CAAD/CCAM技技术的发发展,使使得在数数控加工工中直接接利用CCAD的的设计数数据成为为可能,特特别是微微机与数数控机床床的联接接,使得得设计、工工艺规划划及编程程的整个个过程全全部在计计算机上上完成,一一般不需需要输出出专门的的工艺文文件。现在,许许多CAAD/CCAM软软件包都都提供自自动编程程功能,这这些软件件一般是是在编程程界面中中提示工工艺规划划的有关关问题,比比如,刀刀具选择择、加工工路径规规划、切切削用量量设定等等,编程程人员只只要设置置了有关关的参数数,就可可以自动动生成
21、NNC程序序并传输输至数控控机床完完成加工工。因此此,数控控加工中中的刀具具选择和和切削用用量确定定是在人人机交互互状态下下完成的的,这与与普通机机床加工工形成鲜鲜明的对对比,同同时也要要求编程程人员必必须掌握握刀具选选择和切切削用量量确定的的基本原原则,在在编程时时充分考考虑数控控加工的的特点。本本文对数数控编程程中必须须面对的的刀具选选择和切切削用量量确定问问题进行行了探讨讨,给出出了若干干原则和和建议,并并对应该该注意的的问题进进行了讨讨论。1.7.1数控控加工常常用刀具具的种类类及特点点数控加工工刀具必必须适应应数控机机床高速速、高效效和自动动化程度度高的特特点,一一般应包包括通用用刀
22、具、通通用连接接刀柄及及少量专专用刀柄柄。刀柄柄要联接接刀具并并装在机机床动力力头上,因因此已逐逐渐标准准化和系系列化。数数控刀具具的分类类有多种种方法。根根据刀具具结构可可分为:整体式式;镶嵌式式,采用用焊接或或机夹式式连接,机机夹式又又可分为为不转位位和可转转位两种种;特殊型型式,如如复合式式刀具,减减震式刀刀具等。根根据制造造刀具所所用的材材料可分分为:高速钢钢刀具;硬质合合金刀具具;金刚石石刀具;其他材材料刀具具,如立立方氮化化硼刀具具,陶瓷瓷刀具等等。从切切削工艺艺上可分分为:车削刀刀具,分分外圆、内内孔、螺螺纹、切切割刀具具等多种种;钻削刀刀具,包包括钻头头、铰刀刀、丝锥锥等;镗削
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