数控机床加工工艺

引言

略

目录

1.数控加工工艺任务书 (1)

2.零件的分析与毛坯的选择 (2)

3.夹具的选择及工件定位方

式的安排 (3)

4.数控加工工艺规程的设计 (4)

5.数控加工程序的具体编制 (5)

6.对刀-加工坐标系设置的操作步骤……………6-7

7.数控铣床仿真操作具体要求………………… 8-9

8.数控加工工艺大作业体会 (10)

9.参考文献 (11)

10.附录

（1）零件图（AUTOCAD出图）

（2）三维立体图

（3）数控加工工艺规程卡片

（4）机械加工工序卡片

（5）数控编程任务书

（6）数控加工刀具卡片

（7）数控加工走刀路线图

（8）零件编程程序表

上海第二工业大学

数控加工工艺任务书

题目：编排圆形坯料数控加工工艺及数控铣床

FANUC-0i仿真加工

内容： 1.零件图（AUTOCAD出图）

2.三维软件出三维立体图

3.数控加工工艺规程卡片

4.机械加工工序卡片

5.数控编程任务书

6.数控加工刀具卡片

7.数控加工走刀路线图

8.零件编程程序表

9.大作业设计报告

原始资料：零件图一张，材料规格：￠80×20。

日期：x年x月x日

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一、零件的分析与毛坯的选择

1、零件的结构工艺性分析

（1）零件的结构工艺性分析理论依据参见教科书。

（2）材料规格为￠80×20的圆料的数控机床加工工艺规程制定。该零件的

零件图如图1-1所示。

图1-1 ￠80×20圆料零件的零件图

（2）由图1-1可以看出，该零件主要由凸台、内轮廓、盲孔等组成，结构形

状较简单；零件的￠700+0.05 mm 、30-0.05mm 、12.50+0.05 mm 、40-0.05 mm 四处尺寸精度要求较高，加工精度要求高；图上有4处R3的孔、8处R5的圆角、4处R10的圆弧；零件的全部粗糙度为3.2 ；该零件需在数控铣床上加工。

2、毛坯的选择

（1）毛坯的选择

理论依据参见教科书。 （2）实例

依照加工题目知：要加工的零件为铣床圆料零件，材料为45#钢。

-2-

二、夹具的选择及工件定位方式的安排

(1)确定装夹方案

根据零件外形、加工方案以及零件图分析可知，该工件采用如图2-1所示的三爪卡盘进行装夹。该夹具满足一次装夹加工。保证了零件的加工精度。

图2-1 三爪卡盘

（2）工件定位方式的安排

图2-2是圆料工件的装夹图，该工件在卡盘上的定位，便于在加工中对刀和测量，能保持较高的重复安装精度。

图2-2工件的装夹定位

铣床圆料毛坯的安装方法是直接找正安装法，是借助于角尺、橡皮锤等工具，通过目测，一边校验，一边调整，来找正工件在机床上的位置，然后将其夹紧。

根据六点定位原则，使用三爪卡盘限制了三个自由度，待工件加紧之后,工件的六个自由度完全限制。继而可以进行加工。

六点定位原则理论依据参见教科书。

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三、数控加工工艺规程的设计

（1）工艺分析

该零件的在精度方面有几处要求，粗糙度全部为Ra3.2mm。

（2）确定加工顺序及走刀路线

1）加工顺序的拟定按照基面先行、先粗后精的原则确定。因此，以底面为基准，开始加工各轮廓表面。

根据零件对各加工表面的要求，可采用如下的加工方案：

铣外轮廓→铣内轮廓→打孔。

2）走刀路线以毛坯圆心为坐标系原点，然后对刀。起刀点和终刀点分别为P1、P2。铣外轮廓，刀具从P1点切入零件然后沿着点划线上的箭头的方向进行加工，最后回到P2点。如图3-1：

P2

P3 P4

P1

图3-1外轮廓刀具轨迹图图3-2 内轮廓刀具轨迹图铣内轮廓，刀具从P3点切入然后沿着点划线上的箭头的方向进行加工，最后回到P3点。如图3-2。

根据以上刀具轨迹图，将其制作填写到走刀路线图表中，详见附录。(2)数控加工工艺规程路线的制定实例（理论依据参见教科书）

主要三道工序：

1) 工序3：以底面为基准，铣削工件的外轮廓，按图示尺寸达到要求；

2）工序4：以底面为基准，铣削工件的内轮廓，按图示尺寸达到要求；

3）工序5：以底面为基准，铣削工件的盲孔，按图示尺寸达到要求。（3）工序规程卡片的填写

机械加工工艺卡片详见附录。在卡片中填入各个部分内容。

（4）机械加工工序的具体编制

1）、加工设备与工艺装备的选择

一般加工设备指机床，工艺装备指夹具、刀具和量具。选择的理论依据参见教科书。

2）工序卡片的填写

机械加工工序卡片详见附录。在卡片中填入各个部分内容。

理论依据参见教科书。

3）根据零件加工的各道工序，使用合适的刀具，并制作一张刀具卡片。详见附录。

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四、数控加工程序的具体编制

1、用FANUC系统格式编写零件的轮廓加工程序，采用￠10、￠6铣刀，毛坯

￠80×20mm 钢块，轮廓加工后多余部分用程序编程去除。

1) 加工图形轮廓。第一次切深0.5mm，图形正确后再修改到Z-3.的深度，直到达到需要的深度。

2）刀补粗加工时可取D01=D02=5.2mm，（加工余量取0.1×2=0.2mm）全部深度切削完成后，修改刀补D01和D02的数值进行精加工调整。

3）在精加工时，要测量粗加工结束后的零件尺寸，再计算D01与D02的数值，修改后再进行精加工，计算如下：

D01

精=D01

粗

-|(B

实际尺寸

-B

图纸尺寸

)/2| D02

精

=D02

粗

-|(B

实际尺寸

-B

图纸尺寸

)/2|

4）工件坐标系原点位于零件的中心，Zp位于工件的上表面。

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五、对刀-加工坐标系设置的操作步骤

数控编程时，应该首先确定工件坐标系和工件原点。通常把零件的基准点作为工件原点。以工件原点Op为坐标原点建立的Xp,Yp,Zp轴直角坐标系，称为工件工件坐标系，如图5-1所示。这里介绍用工件原点相对于机床坐标系偏置的方法来设定工件坐标系，此时G54-G59指令来进行调用执行。

图5-1 工件坐标系的设定

（1） G54-G59指令的含义

格式：G54-G59

说明：指令后参数（X，Y,Z，）值是工件原点在机床坐标系中的坐标值。

该方法是通过设置工件工件原点相对机床坐标系的坐标值，来设定工件坐标系的坐标值，来设定工件坐标系的。工件坐标系设置过程又称为对刀操作。通过对刀操作，得出工件坐标系相对于机床坐标系的偏移量（Lx，Ly，Lz）后输入数控系统。再由程序调用执行，以确认工件坐标系的位置。

（2）机床坐标系的设置机床坐标系的设置是通过用手动返回机床参考点（回零）的操作来完成的，只要不断电或轴未进行锁住操作，机床零点就一直保持。机床零点就一直保持。因此，数控铣床开机或轴锁住解除后，必须先确定机床参考点。机床参考点在以下三种情况下必须重新设定：

1）机床关机以后重新接通电源开关时；

2）机床解除急停状态后；

3）机床超程报警信号解除以后；

4）机床进行过轴锁住，如图形模拟显示后。

（3） G54-G59 设置的操作步骤

1)机床进行手动回零后，选择手轮操作方式；

2)正确安装并夹紧工件在工作台上的三爪卡盘内，正确安装并夹紧立铣刀在刀

柄内；

3)摇首轮，使刀具中心大约对准工件中心，将百分表的磁性表座上磁吸附在刀

柄的外圆表面上，表座内安装百分表，调节表座使表测头触及工件的外圆表面，如图5-2（a）所示。

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（a）（b）

图5-2 工件坐标系设定的操作

4)转动表座，观察百分表指针的变化，摇手轮不断调节工作台的位置，使表座

在转动大半圈的范围内，百分表在0.02范围内摆动即可。将表座退磁，小心取下表座与表体；

5)记录机床坐标系中X，Y轴坐标值（均为负值）:-Lx,-Ly；

6)用塞尺垫在工件上表面，摇手轮使主轴下移如图5-2（b）所示，直到移动塞

尺的松紧适宜为止；

7)记录机床坐标系中Z轴坐标值（均为负值）：-Lz’，计算-Lz=-Lz’-塞尺厚

度；

8)摇手轮使主轴上移至安全位置；

9)选择“录入”方式，进入G54-G59的设置界面；

10)即工件坐标系就取代了机床坐标系。

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六、数控铣床仿真操作具体要求

1、数控铣床FANUC-0i系统操作面板，如图6-1：

图6-1 FANUC-0I数控系统操作面板

1）介绍：

1）进入数控仿真系统

鼠标左键点击“开始”按钮，在“程序”目录中弹出“数控加工仿真系统”的子目录，在接着弹出的下级子目录中点击“加密锁管理程序”，加密锁管理程序启动后，重复上面的步骤，然后快速登陆，进入仿真系统。

2）机床台面操作

（1）选择机床类型

（2）视图变化的选择

（3）控制面板切换

（4）“选项”对话框

(5)工件的使用

A．定义毛坯

B.导出零件类型

C．导入零件模型

D．使用夹具

E.放置零件

F．调整零件位置

G选择刀具

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2）步骤：

a、激活机床：松开急停按钮。

b、机床回参考点

c、对刀

d、设置参数

e、调入程序

f、看图轨迹

g、加工工件（粗加工）

h、测量

i、精加工

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七、数控加工工艺大作业体会

略

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八、参考文献

1、《数控机床加工工艺》机械工业出版社

-华茂发主编2、《数控加工工艺学》电子工业出版社张光磊、

-周飞主编3、《数控加工工艺》武汉大学出版社王军、

-刘劲松主编4、《机械加工工艺设计员手册》机械工业出版社

-陈宏均主编5、数控加工仿真实验指导书上海第二工业大学

-乔世明、吴站雷、姚国强编6、数控加工实训指导书

-上海第二工业大学-实训中心7、《机械制造基础》机械工业出版社

-唐宗军主编

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