锥球复合面零件数控加工自动编程【原创课程毕业设计含UG三维1张CAD图纸带过程工序卡片】-bc01

锥球复合面零件数控加工自动编程【原创课程毕业设计含UG三维1张CAD图纸带过程工序卡片】-bc01锥球面零件数控加工自动编程摘要：数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控一般是通用用或专用计算机实现数字程序控制，因此数控也称为计算机数控。本文开始主要介绍了数控技术的制造业的社会、行业背景，数控技术人才需求情况，就业方向。接下来主要针对零件展开整个工艺过程及其工艺分析，即从毛坯到所加工零件这一过程中的工艺及其相应的工艺分析，在此基础上，借助UG软件进行自动编程，完成该零件的数控加工程序编制，并完成仿真加工，最终后处理出加工程序。关键词：数控技术 加工工艺 编程 程序目录前言21 数控技术的前景31.1制造业的社会、行业背景31.2数控技术人才需求情况31.3就业方向32 零件工艺分析52.1零件图的分析52.2结构工艺性分析52.3加工方法的选择52.4工序的划分62.4.1工序的划分原则62.4.2工序的划分方法62.4.3工序的确定62.5机床的选择72.6 装夹方案的选择82.7刀具的选择92.8切削用量的选择102.8.1背吃刀量的选择102.8.2主轴转速的确定112.9填写机械加工工艺规程123 数控编程加工及仿真133.1 编程方法的选择133.1.1手工编程133.1.2自动编程133.2 编程原点的确定133.3软件编程操作143.3.1创建刀具143.3.2创建几何体153.3.3创建加工方法173.4加工仿真203.5后处理22总结24致谢25参考文献26【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】123(1).prt123.prt3Dd.prtCAD零件图.dwg工序用图.dwg数控加工程序清单.TXT文件清单.txt锥球复合面零件数控加工自动编程.doc锥球面零件数控加工自动编程任务书.doc锥球面零件零件图.jpg附件机械加工工艺规程.doc %90 49 = = 91 90 1000 00 39. 09( = = 91 90 1000 00 10. = = 91 90 0300 10. = = 91 90 39. 0300 39. = = 91 90 39. 0300 39. = = 91 90 2000 00 250. 35. 目录 前言 . 2 1 数控技术的前景 . 3 造业的社会、行业背景 . 3 控技术人才需求情况 . 3 业方向 . 3 2 零件工艺分析 . 5 件图的分析 . 5 构工艺性分析 . 5 工方法的选择 . 5 序的划分 . 6 序的划分原则 . 6 序的划分方法 . 6 序的确定 . 6 床的选择 . 7 夹方案的选择 . 8 具的选择 . 9 削用量的选择 . 10 吃刀量的选择 . 10 轴转速的确定 . 11 写机械加工工艺规程 . 12 3 数控编程加工及仿真 . 13 程方法的选择 . 13 工编程 . 13 动编程 . 13 程原点的确定 . 13 件编程操作 . 14 建刀具 . 14 建几何体 . 15 建加工方法 . 17 工仿真 . 20 处理 . 22 总结 . 24 致谢 . 25 参考文献 . 26 第 1 页 共 27 页 锥球面零件数控加工自动编程 摘要：数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控一般是通用用或专用计算机实现数字程序控制，因此数控也称为计算机数控。 本文 开始 主要介绍了数控技术的制造业的社会、行业背景，数控技术人才需求情况，就业方向。接下来主要针对零件展开整个工艺过程及其工艺分析，即从毛坯到所加工零件这一过程中的工艺及其相应的工艺分析，在 此基础上，借助 件进行自动编程，完成该零件的数控加工 程序编制，并完成仿真加工，最终后处理出加工程序 。 关键词： 数控技术 加工工艺 编程 程序 第 2 页 共 27 页 前言 传统的机械加工都是用手工操作普通机床作业的，加工时用手摇动机械刀具切削金属，靠眼睛用卡尺等工具测量产品的精度的。现代工业早已使用电脑数字化控制的机床进行作业了，数控机床可以按照技术人员事先编好的程序自动对任何产品和零部件直接进行加工了。这就是我们说的“数控加工”。数控加工广泛应用在所有机械加工的任何领域，更是模具加工的发展趋势和重要和必要的技术手段。 第 3 页 共 27 页 1 数控技术的前景 造业的社会、行业背景 数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础；是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的技术手段；数控技术是国防现代化的重要战略物质；是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业。加入世贸组织后，中国正在逐步变成“世界制造中心”。为了增强竞争能力，制造企业已开始广泛使用先进的数控技术。据统计，目前我国数控机床操作工短缺 60 万左右。数控人才短缺已引起中央领导、教育部、劳动与社会保障部等政府部门的高度重视。 “月薪 6000 难聘数控技工”、“ 年薪 16 万招不到模具技工”成为全社会普遍关注的热点问题。教育部、劳动保障部、国防科工委、信息产业部、交通部、卫生部等六部委决定实施“职业院校制造业技能型紧缺人才培养培训工程”，力争实现五年培养 30 万以上制造业技能型紧缺人才的目标，以缓解我国劳动力市场技能型人才的紧缺状况。 控技术人才需求情况 数控技术人才需求量的大小和人才需求的类型、层次、质量等取决于国民经济和制造业的发展程度、水平，也取决于用人单位自身的管理要求、发展趋势等。据统计，制造业较发达的德国、美国、日本等国家的数控机床占生产设备的 70%以上，我国制造业与国际先进工业国家相比存在着很大的差距，据机械协会统计，目前我国制造业数控机床拥有量不足总量的 2%，而且近几年来都以 35%以上的速度在增长，对于目前我国现有的有限数量的数控机床也未能充分利用。虽然原因是多方面的，但数控人才的匮乏无疑是主要原因之一。 随着制造业信息化工程的进一步推进，利用高新技术和先进适用技术改造提升传统产业，提高企业的技术装备水平和产品竞争力，制造设备的大规模数控化，社会对数控技术人才的需求进一步增加。 业方向 从事生产管理、机械产品设计，数控编程与加工操作，数控设 备安装、调试与操作，数控设备故障诊断与维修、改造及售后服务等工作。 数控行业从业人员大致可分为三个层次： 1、蓝领层：即数控操作技工 ,精通机械加工和数控加工工艺知识 ,熟练掌握数控机床的操作和手工编程 ,了解自动编程和数控机床的简单维护维修 ,此类人员市场需求量大 ,适合作为车间的数控机床操作工人 ,但由于其知识较单一 ,其工资待遇不会大高。 2、灰领层：其一 ,数控编程员：掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作 ,熟悉复杂模具的设计和制造专业知识 ,熟练掌握三维 件 ,如 等；熟练掌握数控自动编程、 手工编程技术。此类人员需求量大 ,尤其在模具行业非常受欢迎 ,待遇也很高。其二 ,数控机床维护、维修人员：掌握数控机床的机械结构和机电联调 ,掌握数控机床的操作与编程 ,熟悉各种数控系统的特点、软硬件结构、 参数设置。精通数控机床的机械和电气的调试和维修。此类人员需求量相对少一些 ,但培养此类人员非常不易 ,需要大量实际经验的积累 ,非常缺乏 ,其待遇也较高。 第 4 页 共 27 页 3、金领层：属于数控通才 ,具备并精通数控操作技工、数控编程员和数控维护、维修人员所需掌握的综合知识 ,并在实际工作中积累了大量实际经验 ,知识面很广。精通数控机床的 机械结构设计和数控系统的电气设计 ,掌握数控机床的机电联调。能自行完成数控系统的选型、数控机床电气系统的设计、安装、调试和维修。能独立完成机床的数控化改造是企业 (特别是民营企业 )的抢手人才 ,其待遇非常之高。 第 5 页 共 27 页 2 零件工艺分析 件图的分析 如图 2示零件，该零件是一种典型的铣削零件，其主要由外形轮廓、型腔轮廓、孔 、 凹槽 等特征组成，其轮廓主要由 圆弧 和直线构成。 图 2件图 构工艺性分析 零件的技术要求主要包括尺寸精度、形位公差、表面质量等一些方面的分析。该零件的尺寸精度要求较高，最 高精度达到 此在加工时要选择合理的刀具和切削用量；形位公差要求 工件上表面垂直及对 A 基准 为 且平行度对 B 件 36 孔 的表面质量要求 余表面粗糙度 为全部 数控铣削中可以达到 上，所以可以满足此技术要求。 工方法的选择 1 上下两平面的加工方法 其表面粗糙度要求 寸精度较高，故其加工方法可按照粗、精加工进行，在粗铣后留取 余量进行精铣。 2 侧面的加工方法 其侧面的尺寸精度和表面粗糙度要求均不高，可直 接进行粗铣即可 3 凹槽轮廓的加工方法 第 6 页 共 27 页 其表面粗糙度要求不高，尺寸精度较高，且 X、 Y 向的加工余量较大，故其加工方法需按照粗、精加工进行，且粗加工时余量较多，需要进行 X、 Y 向分层铣削。 4 孔的加工方法 孔的精度要求较高，故选择其加工方法为先钻孔，再进行铣孔至图纸尺寸要求。 螺纹孔先进行钻孔加工，在进行攻牙加工。 序的划分 序的划分原则 工序的划分可以采用两种不同的原则：工序集中原则和工序分散原则。 工序集中的原则就是指每道工序包括可能多的加工内容。将工件的加工集中在少数几道工序内容内完成。工序 集中一般使用结构复杂，机械化，自动化程度高的机床。因此工序集中的特点是： 1）减少了设备的数量，减少了操作工人和生产面积。 2）减少工序数目，减少运输工作量，简化了生产计划工作，缩短了生产周期。 3）减少了工件的装夹次数，不仅有利于提高生产率，而且由于一次装夹下加工了许多的表面，也易于保证这些表面的加工精度。 4）工序分散原则就是将工件的加工分散在较多的工序内进行。每道工序的加工内容很少，最小时即每道工序仅完成一个简单的工步。其特点是： 采用了比较简单的机床和工艺设备。 对工人的技术要求低。 生产设备 工作量小，容易变换产品。 设备数量少，工人数量多，生产面积大。 序的划分方法 （ 1）按所用的刀具划分。即在一次安装过程中尽可能用一把刀具加工出可能加工的所有部分，然后再换另一把刀加工其他的部位。即以同一把刀具完成的那一部分工艺过程为一道工序。 （ 2）按安装次数划分。即以每一次装夹完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种方法适应于加工内容不多的工件。 （ 3）按粗、精加工划分。即以粗加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序，精加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种方法使用于加工后变形较大，需要粗 、精加工分开的零件。 （ 4）按加工部位划分。即以完成相同型面的那一部分工艺过程为一道工序。对于加工表面多而复杂的零件，可以按结构特点分为几个加工部分，每一部分为一道工序。 序的确定 综上所述，对该零件的加工工序进行了如下安排： 工序 1 下料 156序 2 铣削 六个 平面，保证粗糙度为 序 3 对面上所有的孔钻中心孔 工序 4 对 22 的孔进行加工 工步 1 使用 麻花钻进行钻孔 。 工步 2 使用 12 的铰刀进行铰孔 ， 至图纸尺寸要求 。 工序 5 对 2螺纹孔进行加工 工步 1 使 用 麻花钻进行钻孔 第 7 页 共 27 页 工步 2 使用 丝锥进行攻牙 工序 6 对 31凹槽进行铣削加工 工步 1 使 用 12 的立铣刀进行加工，留有精加工余量 工步 2 使 用 12 的立铣刀进行精加工，致图纸尺寸要求 工序 7 对 36 的孔进行铣削加工 工步 1 使 用 12 的立铣刀进行加工，留有精加工余量 工步 2 使 用 12 的立铣刀进行精加工，致图纸尺寸要求 工序 8 对 异形的凹槽及曲面进行铣削加工 工步 1 使 用 12 的立铣刀进行加工，留有精加工余量 工步 2 使 用 12 的立铣刀进行精加工，致图纸尺寸要求 工步 2 使用 6 球刀到曲面进行加工 工序 9 清洗、 去 毛刺。 工序 10 终检。 床的选择 零件的所有工序都可以在数控铣床或加工中心上完成，其外形铣削可以采用立铣刀进行铣削；型腔的加工，可选择先预钻底孔，然后再采用立铣刀进行型腔铣削加工；台阶则可以选择稍大一点的立铣刀进行加工，这样可以减少切入次数，从而增加生产效率。 图 2控 铣床 由于该零件属于单件小批量生产，因此不用考虑生产效率等问题，只要在能够保证其精度要求的前提下选择相应 的设备进行加工即可，但为了减少人为的换刀量，根据现有的数控机床，确定选择由大连机床集团生产的 列数控立式加工中心图 2D 系列立式数控铣床是大连机床集团公司引进先进技术生产的新一代数控机床， 其主要技术参数如下： 表 2术参数表 第 8 页 共 27 页 夹方案的选择 在选择定位基准时，应该减小装夹的次数，尽量做到在一次安装中能够把零件上所有要加工的表面都加工出来。一般选择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，选择的定位基准应该有利于提高加工的刚性，以减小切削变形。并且定位基准应该和设计基准重合以减小定位误差对尺寸精度的影响。 选择工件的定位基准，实际上是确定工件的定位基面。根据选定的基面加工与否，又将定位基准分为粗基准和精基准。在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加工过的表面作为定 位基准，则称为精基准。 在选择定位基准时，是从保证工件精度要求出发的，因此分析定位基准选择的顺序应为从精基准到粗基准。 （ 1）精基准的选择原则 选择精基准时，应能保证加工精度和装夹可靠、方便，可按照基准重合、基准统一、自为基准、互为基准、便于装夹等原则进行选择。 根据其原则，确定该零件的精基准为零件的外轮廓及零件底面。 （ 2）粗基准的选择原则 选择粗基准要求应能保证加工面与不加工面之间的位置要求并合理分配加工面的余量，同时要为后续工序提供精基准，可按照非加工表面、加工余量最小、重要表面、 第 9 页 共 27 页 不重复使用、便于工件 装夹等原则进行选择。 根据其原则，确定该零件的粗基准为毛坯外边及底面。 在选择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：要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。 当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调试夹具及其它通用夹具，来缩短生产准备时间、节省生产费用。在成批量生产时，采用专用夹具，来提高效率。在选择夹具时还要保证零件的装卸要快速、方便、可靠。夹具上各部件应不妨碍机床对零件各表面的加工。 根据该零件的结构工艺性，确定该零件的加工选择通用夹具机用平口虎钳 (图 2行装夹，在装夹时限制零件的 个自由度，零件与夹具体接触的位置应当垫上垫铁，以确保零件的水平及保护零件不受到损伤。 图 2用平口虎钳 具的选择 刀具的选择是数控加工工艺中的主要内容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工的质量。数控机床在选用刀具时，通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。数控机床对刀具的要求比普通机床要高、除了要求较好的刚性和尺寸稳定性、较长的寿命、良好的切削性能外，还要求安装调整方便。选择刀具时，还要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相 适应，即选择的刀具的几何形状应依据加工曲面的具体情况而定。 （ 1）刀具选择的基本要求 刀具的刚性要好。为提高生产效率而采用大切削用量时，需要刚性好的刀具，刚性差的刀具在大切削用量时很容易断刀。要保证被加工表面的形状精度，用刚性差的刀具在大切削力的作用下，会产生变形而形成让刀，使加工的型面出现斜面。当被加工的零件表面的加工的余量不一样的时候，若采用刚性好的刀具就可以不必换刀，从而减少了换刀次数。 刀具的耐用度要高。由于数控铣床靠程序来控制精度，刀具如果磨损很快，则被加工零件的尺寸精度和型面精度就很难保证，故要 用耐用度高的刀具。同时，刀具参数、 第 10 页 共 27 页 几何角度、排屑性能等因素也要综合的考虑。 （ 2）数控加工刀具材料 高速钢。又称白钢，它含有 W 、 V、 元素。它不仅可以用来制造钻头、铣刀，还可以用量制造齿轮刀具、成形铣刀等复杂刀具。但由于其允许的切削速度较低（ 50m/所以大多用于数控机床的低速加工。 硬质合金。硬质合金是有硬度和熔点都很高的碳化物（ ），用 co mo 中速和大切削中发挥出优良的切削性能。常用的硬质合金有钨钴合金、钨钛合金等。 陶瓷材料。 陶瓷是含有金属氧化物和氮化物的无机非金属材料。陶瓷材料具有高硬度、高强度、耐磨性好、化学性能稳定性好、摩擦因素低、价格低廉等优点。 立方氮化硼（ 人工合成的高硬度材料，其硬度和耐磨性仅次于金刚石，有极好的高温硬度，与陶瓷材料相比，其耐热性和化学稳定性稍差，但冲击韧度和抗破坏性能较好。 聚晶金刚石（ 为最硬的刀具材料，硬度很高，具有很好的耐磨性，它能够以高硬度和高精度加工软的有色金属材料，但它对冲击敏感，容易破裂，而且对黑色金属中的铁的亲和力强，容易引起化学反应，一般只能用于加 工非铁零件。 综上所述，根据该零件的加工需求，确定该零件的刀具如表 2示： 表 2数控加工刀具卡片 刀具号 刀具名称 刀具规格 加工表面 刀具材料 铣刀 50铣刀 表面 02 中心转 3孔 高速钢 花钻 孔 高速钢 刀 12孔 高速钢 花钻 孔 高速钢 锥 孔 高速钢 铣刀 12外形轮廓 硬质合金 头刀 6 面 轮廓 硬质合金 削用量的选择 数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量、进给速度。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度；并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。 合理的选择切削用量，对零件的表面质量、精度、加工效率影响很大。切削用量包括主轴的转速、背吃刀量、进给量。 合理选择切削用量的原则：粗加工时，一般以提高效率为主 ，并考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应该在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性、加工成本。 吃刀量的选择 背吃刀量。选择背吃刀量的主要依据是机床、夹具、刀具和工件的刚度。在刚度允许的情况下，尽量选择较大的背吃刀量来减少进给次数，提高生产效率。但在工艺系统 第 11 页 共 27 页 刚性不足或毛坯余量很大，或余量不均匀时，粗加工要分几次进给，并且应该把第一、二次进给的背吃刀量尽量取得大一些。在加工铸、锻件时应该尽量使背吃刀量大于硬皮层的厚度，以保护刀尖。 背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚性来决定，在刚度允许 的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件加工余量（除去精加工量），这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般为 00体背吃刀量参照表 2行选择，如下表所列： 表 2吃刀量 粗 精 外轮廓加工 010孔 随进刀次数依次减少。 铰孔 随进刀次数依次减少。 轴转速的确定 主轴转速。主轴转速主要根据允许的切削速度选取。而刀具的切削速度主要根据已经选定的背吃刀量、进给量、刀具的耐用度来、工件材料的强度和硬 度以及切削加工性来选取。而切削速度与主轴转速的关系如下公式所示： 1000 式中 : 切削刃选定点处所对应的工件或刀具的最大回转直径 ,单位为 mm 位为 r/切削速度，单位为 m/给量（ mm/ mm/r）。进给量的 选取主要根据零件的加工精度和表面的粗糙度以及刀具、工件材料性质来选取。当零件的加工精度、表面粗糙度要求高 时，进给量应该取小值。最大进给量受机床刚度和进给系统的性能限制，并与脉冲当量有关。 总之切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。 综上所述，确定该零件的切削用量如表 2示。 表 2削用量表 加工部位 刀具号 主轴转速 r/给速度 mm/吃刀量 面加工 00 150 1 中心钻钻孔 200 50 1 麻花钻钻孔 00 50 1 铰 孔 200 40 花钻钻孔 000 50 1 攻牙 00 150 外轮廓 800 400 1 曲面轮廓 000 500 第 12 页 共 27 页 写 机械加工工艺规程 详细机械加工工艺规程见附件 第 13 页 共 27 页 3 数控编程 加工及 仿真 程方法的选择 数控编程方法可分为手工编程和自动编程两种。 工编程 手工编程是指主要由人工来完成数控机 床程序编制各个阶段的工作。当被加工零件形状不十分复杂和程序较短时，都可以采用手工编程的方法。 手工编程在目前仍是广泛采用的编程方式，即使在自动编程高速发展的将来，手工编程的重要地位也不可取代，仍是自动编程的基础。在先进的自动编程方法中，许多重要的经验都来源于手工编程，并不断丰富和推动自动编程的发展。 动编程 自动编程是指借助数控语言编程系统或图形编程系统，由计算机来自动生成零件加工程序的过程。编程人员只需根据加工对象及工艺要求，借助数控语言编程系统规定的数控编程语言或图形编程系统提供的图形菜单功 能，对加工过程与要求进行较简便的描述，而由编程系统自动计算出加工运动轨迹，并输出零件数控加工程序。由于在计算机上可自动地绘出所编程序的图形及进给轨迹，所以能及时地检查程序是否有错，并进行修改，得到正确的程序。 综合考虑该零件的外形，确定该零件采用 件自动编程的方法进行编制，这样做可以通过加工仿真更明确的发现程序是否有错误。 程原点的确定 工件坐标原点工件坐标系原点。也称工件原点或编程原点，其位置由编程者自行确定。工件原点的确定的原则是简化编程计算，故应尽量将工件原点设在零件图的尺寸基准或工艺基 准处。本次设计采用软件自动编程，为了对刀方便选择零件 交点上， 图 3红色点所示 第 14 页 共 27 页 图 3件坐标原点 件编程操作 建刀具 在 工环境中，点击左上角的“创建刀具”按钮，分别创建 铣刀、 麻花钻等几把刀。如图 3 3示。 图 3具列表 图 3具创建 在弹出的对话框中，输入刀具的详细参数，如下所示图 3 第 15 页 共 27 页 图 3具参数 建立 第一把刀具为 3m 的 中心转 。第 二 把刀具为 麻花钻 ，具长度为 50刃长度为 35刃为 2。第 三 把刀具为 12m 的 铰刀 ，第四把刀具为 麻花钻，第五把刀具为 丝锥， 第 六 把刀具为 12m 的立铣刀，刀具直径为 10m，刀具长度为 75刃长度为 50 七 把刀具为 6 球头刀 。 建几何体 在 工环境中，点击左上角的“创建几何体”按钮，输入名称，点击确定，如图 3 3示。并在相应坐标系下创建加工几何体。 图 3何体 图 3话框 选择指定 择自动判断，点击工件表面。软件自动判断表面中心店为工件坐标系原点。如图 3示。 第 16 页 共 27 页 图 3立工件坐标系 在 工环境中，点击左上角的“创建几何体”按钮，输入名称，点击确定，如图 3 3示。并在相应坐标系下创建工件几何体。 图 3何体 图 3话框 选择指定部件，点击选择对象，选中工件即可（图 3后点击确定。对话框返回到图 3话框页面，选择指定毛坯，选择包容块即可如图 3 第 17 页 共 27 页 图 3定部件 图 3定毛坯 建加工方法 （ 1）第 一 步为钻孔加工，用来对零件表面的孔进行钻削，几何体选择 削模式选择标准钻，最小安全距离为 5孔距离为 图 3示。生成刀路图为图 3示 图 3工参数设定 图 3路图 （ 2）粗加工，在设定好刀具、几何体后。第一步为粗加工型腔铣 来加工零件的外表面，以及内轮廓，为了更好更快速地去除大量材料，因此选用直径为12m 的粗铣刀。加工方法选择 铣，几何体选择 削模式选择跟随部件。刀具直径百分比为 50，最大距离为 1图 3示。生成刀路图为图3示 第 18 页 共 27 页 图 3工参数设定 图 3路图 图 3路图 （ 3）第 三 步为侧壁精加工 来进一步加工零件的侧壁，去除粗加工余量，因此选用直径为 12 的精加工铣刀。加工方法选择 何体选择 削模式选择配置文件 。如图 3示。生成刀路图为图 3示 第 19 页 共 27 页 图 3工参数设定 图 3路图 （ 4） 其余加工操作，依据上述所讲进行操作加工，最终生成刀路图，图下图所示。 图 3路图 第 20 页 共 27 页 图 3面加工 刀路图 工仿真 在文章的最后，为了效验本次设计，安排的切削参数，工艺路线，机床选择，刀具选择等，是否合理，我们使用 件的仿真加工功能，确定刀路是否合理，是否有过切，撞刀等问题。 选中所有加工程序，点击软件上的确定刀轨，选择 2D 动态仿真。点击开始，得如下图 3 第 21 页 共 27 页 图 3真加工过程 第 22 页 共 27 页 图 3真加工过程 图 3真最终图样 通过本次加工仿真，确定本次设计中使用的，工艺路线安排，刀具、机床、切削参数的选择，正确合理，符合加工需要。 处理 先在操作导航器中选中各铣削图标，然后在“加工操作”工具条中单击“后处理” 第 23 页 共 27 页 按钮，在“后处理”对话框中，后处理选择“ 单位选择“公制 /部件” ，单击“确定”后，系统就会生成 加工 操作的 工代码，如图 3示 。 图 3工代码 第 24 页 共 27 页 总结 经过几个月的时 间，毕业设计的工作已经完成。通过对零件数控铣加工工艺与编程课题的认真学习和研究，基本掌握了零件数控铣加工工艺分析的方法和编程的技巧，同时也通过对具体零件的数控铣加工工艺的分析、编程及模拟仿真，最终加工出了对应的产品。 毕业设计前期，通过对数控铣加工工艺和编程知识的储备，学习到了关于数控铣发展的方向及其特点，并且通过对加工工艺的学习，较好的掌握了数控铣加工工艺的特点，及其在编写加工工艺时，应该注意那些问题等等。而且通过对数控铣编程指令的熟悉和简单的应用，掌握了一些常用的编程指令。通过对循环中参数的学习，更加清 晰的掌握了在调用循环过程中其实际的加工过程。毕业设计的后期，通过对具体零件的分析和编程，更进一步的掌握了数控加工工艺和编程的特点。 在本次毕业设计的过程中，也遇到了很多的困难，充分体会到了理论必须与实际相结合。虽然在毕业设计的前期和设计过程中，搜集了大量关于数控铣加工工艺和编程的资料，但是在实际的工艺分析和数控编程中还是遇到了很多的理论与实际不同的困难。许多问题在书本上都是这样，而在实际运用中却是那样，但幸运的是通过老师的帮助和多次分析修改后，最终完成了加工工艺的分析和编程，并且加工出了相应的产品。在毕业设 计的过程中，要边学习，变实践，每当遇到新的问题时，就要不断的努力和探索，切忌心浮气躁。 第 25 页 共 27 页 致谢 通过几个月的毕业设计，我从中学到了不少的东西，并且最终顺利的完成了本次毕业设计。但是在毕业设计过程中也遇到了许多的困难。比如，在刚领到数控铣加工工艺与编程的设计任务书时，感觉对于本设计任务无从下手，最终通过文广老师的耐心指导，才解决了疑惑，使的毕业设计工作顺利的开展。在毕业设计的过程当中也遇到了不少的困难，尤其是越到毕业设计的后期，自己遇到的困难就越来越多，但每一次通过老师的耐心讲解都能将问题顺利的解决。 没有老 师们无私的帮助，我的毕业设计工作就很难开展，毕业设计任务就很难完成。因此，非常的感谢老师们的无私帮助。 第 26 页 共 27 页 参考文献 1张亚力编著 工中心）编程与零件加工 M化学工业出版社 ,2王明红主编 M清华大学出版社 ,3关雄飞主编 M机械工业出版社 ,4赵生超，李锡江主编 典学习手册 M兵器工业出版社 ,5刘永 利主编 M机械工业出版社 ,6刘鹏 主编 00 例 M机械工业出版社 ,7朱立义主编 目化教程 M苏州大学出版社 ,8张明建，杨世成 主编 M清华大学出版社， 9游贤容 J .考试周刊 2009 年第 06 期 10 侯腊梅 J .大众科技 2011 年第 06 期 %90 49 = = 91 90 1000 00 39. 09( = = 91 90 1000 00 10. = = 91 90 0300 10. = = 91 90 39. 0300 39. = = 91 90 39. 0300 39. = = 91 90 2000 00 250. 35. 目录 前言 . 2 1 数控技术的前景 . 3 造业的社会、行业背景 . 3 控技术人才需求情况 . 3 业方向 . 3 2 零件工艺分析 . 5 件图的分析 . 5 构工艺性分析 . 5 工方法的选择 . 5 序的划分 . 6 序的划分原则 . 6 序的划分方法 . 6 序的确定 . 6 床的选择 . 7 夹方案的选择 . 8 具的选择 . 9 削用量的选择 . 10 吃刀量的选择 . 10 轴转速的确定 . 11 写机械加工工艺规程 . 12 3 数控编程加工及仿真 . 13 程方法的选择 . 13 工编程 . 13 动编程 . 13 程原点的确定 . 13 件编程操作 . 14 建刀具 . 14 建几何体 . 15 建加工方法 . 17 工仿真 . 20 处理 . 22 总结 . 24 致谢 . 25 参考文献 . 26 第 1 页 共 27 页 锥球面零件数控加工自动编程 摘要：数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控一般是通用用或专用计算机实现数字程序控制，因此数控也称为计算机数控。 本文 开始 主要介绍了数控技术的制造业的社会、行业背景，数控技术人才需求情况，就业方向。接下来主要针对零件展开整个工艺过程及其工艺分析，即从毛坯到所加工零件这一过程中的工艺及其相应的工艺分析，在 此基础上，借助 件进行自动编程，完成该零件的数控加工 程序编制，并完成仿真加工，最终后处理出加工程序 。 关键词： 数控技术 加工工艺 编程 程序 第 2 页 共 27 页 前言 传统的机械加工都是用手工操作普通机床作业的，加工时用手摇动机械刀具切削金属，靠眼睛用卡尺等工具测量产品的精度的。现代工业早已使用电脑数字化控制的机床进行作业了，数控机床可以按照技术人员事先编好的程序自动对任何产品和零部件直接进行加工了。这就是我们说的“数控加工”。数控加工广泛应用在所有机械加工的任何领域，更是模具加工的发展趋势和重要和必要的技术手段。 第 3 页 共 27 页 1 数控技术的前景 造业的社会、行业背景 数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础；是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的技术手段；数控技术是国防现代化的重要战略物质；是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业。加入世贸组织后，中国正在逐步变成“世界制造中心”。为了增强竞争能力，制造企业已开始广泛使用先进的数控技术。据统计，目前我国数控机床操作工短缺 60 万左右。数控人才短缺已引起中央领导、教育部、劳动与社会保障部等政府部门的高度重视。 “月薪 6000 难聘数控技工”、“ 年薪 16 万招不到模具技工”成为全社会普遍关注的热点问题。教育部、劳动保障部、国防科工委、信息产业部、交通部、卫生部等六部委决定实施“职业院校制造业技能型紧缺人才培养培训工程”，力争实现五年培养 30 万以上制造业技能型紧缺人才的目标，以缓解我国劳动力市场技能型人才的紧缺状况。 控技术人才需求情况 数控技术人才需求量的大小和人才需求的类型、层次、质量等取决于国民经济和制造业的发展程度、水平，也取决于用人单位自身的管理要求、发展趋势等。据统计，制造业较发达的德国、美国、日本等国家的数控机床占生产设备的 70%以上，我国制造业与国际先进工业国家相比存在着很大的差距，据机械协会统计，目前我国制造业数控机床拥有量不足总量的 2%，而且近几年来都以 35%以上的速度在增长，对于目前我国现有的有限数量的数控机床也未能充分利用。虽然原因是多方面的，但数控人才的匮乏无疑是主要原因之一。 随着制造业信息化工程的进一步推进，利用高新技术和先进适用技术改造提升传统产业，提高企业的技术装备水平和产品竞争力，制造设备的大规模数控化，社会对数控技术人才的需求进一步增加。 业方向 从事生产管理、机械产品设计，数控编程与加工操作，数控设 备安装、调试与操作，数控设备故障诊断与维修、改造及售后服务等工作。 数控行业从业人员大致可分为三个层次： 1、蓝领层：即数控操作技工 ,精通机械加工和数控加工工艺知识 ,熟练掌握数控机床的操作和手工编程 ,了解自动编程和数控机床的简单维护维修 ,此类人员市场需求量大 ,适合作为车间的数控机床操作工人 ,但由于其知识较单一 ,其工资待遇不会大高。 2、灰领层：其一 ,数控编程员：掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作 ,熟悉复杂模具的设计和制造专业知识 ,熟练掌握三维 件 ,如 等；熟练掌握数控自动编程、 手工编程技术。此类人员需求量大 ,尤其在模具行业非常受欢迎 ,待遇也很高。其二 ,数控机床维护、维修人员：掌握数控机床的机械结构和机电联调 ,掌握数控机床的操作与编程 ,熟悉各种数控系统的特点、软硬件结构、 参数设置。精通数控机床的机械和电气的调试和维修。此类人员需求量相对少一些 ,但培养此类人员非常不易 ,需要大量实际经验的积累 ,非常缺乏 ,其待遇也较高。 第 4 页 共 27 页 3、金领层：属于数控通才 ,具备并精通数控操作技工、数控编程员和数控维护、维修人员所需掌握的综合知识 ,并在实际工作中积累了大量实际经验 ,知识面很广。精通数控机床的 机械结构设计和数控系统的电气设计 ,掌握数控机床的机电联调。能自行完成数控系统的选型、数控机床电气系统的设计、安装、调试和维修。能独立完成机床的数控化改造是企业 (特别是民营企业 )的抢手人才 ,其待遇非常之高。 第 5 页 共 27 页 2 零件工艺分析 件图的分析 如图 2示零件，该零件是一种典型的铣削零件，其主要由外形轮廓、型腔轮廓、孔 、 凹槽 等特征组成，其轮廓主要由 圆弧 和直线构成。 图 2件图 构工艺性分析 零件的技术要求主要包括尺寸精度、形位公差、表面质量等一些方面的分析。该零件的尺寸精度要求较高，最 高精度达到 此在加工时要选择合理的刀具和切削用量；形位公差要求 工件上表面垂直及对 A 基准 为 且平行度对 B 件 36 孔 的表面质量要求 余表面粗糙度 为全部 数控铣削中可以达到 上，所以可以满足此技术要求。 工方法的选择 1 上下两平面的加工方法 其表面粗糙度要求 寸精度较高，故其加工方法可按照粗、精加工进行，在粗铣后留取 余量进行精铣。 2 侧面的加工方法 其侧面的尺寸精度和表面粗糙度要求均不高，可直 接进行粗铣即可 3 凹槽轮廓的加工方法 第 6 页 共 27 页 其表面粗糙度要求不高，尺寸精度较高，且 X、 Y 向的加工余量较大，故其加工方法需按照粗、精加工进行，且粗加工时余量较多，需要进行 X、 Y 向分层铣削。 4 孔的加工方法 孔的精度要求较高，故选择其加工方法为先钻孔，再进行铣孔至图纸尺寸要求。 螺纹孔先进行钻孔加工，在进行攻牙加工。 序的划分 序的划分原则 工序的划分可以采用两种不同的原则：工序集中原则和工序分散原则。 工序集中的原则就是指每道工序包括可能多的加工内容。将工件的加工集中在少数几道工序内容内完成。工序 集中一般使用结构复杂，机械化，自动化程度高的机床。因此工序集中的特点是： 1）减少了设备的数量，减少了操作工人和生产面积。 2）减少工序数目，减少运输工作量，简化了生产计划工作，缩短了生产周期。 3）减少了工件的装夹次数，不仅有利于提高生产率，而且由于一次装夹下加工了许多的表面，也易于保证这些表面的加工精度。 4）工序分散原则就是将工件的加工分散在较多的工序内进行。每道工序的加工内容很少，最小时即每道工序仅完成一个简单的工步。其特点是： 采用了比较简单的机床和工艺设备。 对工人的技术要求低。 生产设备 工作量小，容易变换产品。 设备数量少，工人数量多，生产面积大。 序的划分方法 （ 1）按所用的刀具划分。即在一次安装过程中尽可能用一把刀具加工出可能加工的所有部分，然后再换另一把刀加工其他的部位。即以同一把刀具完成的那一部分工艺过程为一道工序。 （ 2）按安装次数划分。即以每一次装夹完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种方法适应于加工内容不多的工件。 （ 3）按粗、精加工划分。即以粗加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序，精加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种方法使用于加工后变形较大，需要粗 、精加工分开的零件。 （ 4）按加工部位划分。即以完成相同型面的那一部分工艺过程为一道工序。对于加工表面多而复杂的零件，可以按结构特点分为几个加工部分，每一部分为一道工序。 序的确定 综上所述，对该零件的加工工序进行了如下安排： 工序 1 下料 156序 2 铣削 六个 平面，保证粗糙度为 序 3 对面上所有的孔钻中心孔 工序 4 对 22 的孔进行加工 工步 1 使用 麻花钻进行钻孔 。 工步 2 使用 12 的铰刀进行铰孔 ， 至图纸尺寸要求 。 工序 5 对 2螺纹孔进行加工 工步 1 使 用 麻花钻进行钻孔 第 7 页 共 27 页 工步 2 使用 丝锥进行攻牙 工序 6 对 31凹槽进行铣削加工 工步 1 使 用 12 的立铣刀进行加工，留有精加工余量 工步 2 使 用 12 的立铣刀进行精加工，致图纸尺寸要求 工序 7 对 36 的孔进行铣削加工 工步 1 使 用 12 的立铣刀进行加工，留有精加工余量 工步 2 使 用 12 的立铣刀进行精加工，致图纸尺寸要求 工序 8 对 异形的凹槽及曲面进行铣削加工 工步 1 使 用 12 的立铣刀进行加工，留有精加工余量 工步 2 使 用 12 的立铣刀进行精加工，致图纸尺寸要求 工步 2 使用 6 球刀到曲面进行加工 工序 9 清洗、 去 毛刺。 工序 10 终检。 床的选择 零件的所有工序都可以在数控铣床或加工中心上完成，其外形铣削可以采用立铣刀进行铣削；型腔的加工，可选择先预钻底孔，然后再采用立铣刀进行型腔铣削加工；台阶则可以选择稍大一点的立铣刀进行加工，这样可以减少切入次数，从而增加生产效率。 图 2控 铣床 由于该零件属于单件小批量生产，因此不用考虑生产效率等问题，只要在能够保证其精度要求的前提下选择相应 的设备进行加工即可，但为了减少人为的换刀量，根据现有的数控机床，确定选择由大连机床集团生产的 列数控立式加工中心图 2D 系列立式数控铣床是大连机床集团公司引进先进技术生产的新一代数控机床， 其主要技术参数如下： 表 2术参数表 第 8 页 共 27 页 夹方案的选择 在选择定位基准时，应该减小装夹的次数，尽量做到在一次安装中能够把零件上所有要加工的表面都加工出来。一般选择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，选择的定位基准应该有利于提高加工的刚性，以减小切削变形。并且定位基准应该和设计基准重合以减小定位误差对尺寸精度的影响。 选择工件的定位基准，实际上是确定工件的定位基面。根据选定的基面加工与否，又将定位基准分为粗基准和精基准。在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加工过的表面作为定 位基准，则称为精基准。 在选择定位基准时，是从保证工件精度要求出发的，因此分析定位基准选择的顺序应为从精基准到粗基准。 （ 1）精基准的选择原则 选择精基准时，应能保证加工精度和装夹可靠、方便，可按照基准重合、基准统一、自为基准、互为基准、便于装夹等原则进行选择。 根据其原则，确定该零件的精基准为零件的外轮廓及零件底面。 （ 2）粗基准的选择原则 选择粗基准要求应能保证加工面与不加工面之间的位置要求并合理分配加工面的余量，同时要为后续工序提供精基准，可按照非加工表面、加工余量最小、重要表面、 第 9 页 共 27 页 不重复使用、便于工件 装夹等原则进行选择。 根据其原则，确定该零件的粗基准为毛坯外边及底面。 在选择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：要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。 当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调试夹具及其它通用夹具，来缩短生产准备时间、节省生产费用。在成批量生产时，采用专用夹具，来提高效率。在选择夹具时还要保证零件的装卸要快速、方便、可靠。夹具上各部件应不妨碍机床对零件各表面的加工。 根据该零件的结构工艺性，确定该零件的加工选择通用夹具机用平口虎钳 (图 2行装夹，在装夹时限制零件的 个自由度，零件与夹具体接触的位置应当垫上垫铁，以确保零件的水平及保护零件不受到损伤。 图 2用平口虎钳 具的选择 刀具的选择是数控加工工艺中的主要内容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工的质量。数控机床在选用刀具时，通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。数控机床对刀具的要求比普通机床要高、除了要求较好的刚性和尺寸稳定性、较长的寿命、良好的切削性能外，还要求安装调整方便。选择刀具时，还要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相 适应，即选择的刀具的几何形状应依据加工曲面的具体情况而定。 （ 1）刀具选择的基本要求 刀具的刚性要好。为提高生产效率而采用大切削用量时，需要刚性好的刀具，刚性差的刀具在大切削用量时很容易断刀。要保证被加工表面的形状精度，用刚性差的刀具在大切削力的作用下，会产生变形而形成让刀，使加工的型面出现斜面。当被加工的零件表面的加工的余量不一样的时候，若采用刚性好的刀具就可以不必换刀，从而减少了换刀次数。 刀具的耐用度要高。由于数控铣床靠程序来控制精度，刀具如果磨损很快，则被加工零件的尺寸精度和型面精度就很难保证，故要 用耐用度高的刀具。同时，刀具参数、 第 10 页 共 27 页 几何角度、排屑性能等因素也要综合的考虑。 （ 2）数控加工刀具材料 高速钢。又称白钢，它含有 W 、 V、 元素。它不仅可以用来制造钻头、铣刀，还可以用量制造齿轮刀具、成形铣刀等复杂刀具。但由于其允许的切削速度较低（ 50m/所以大多用于数控机床的低速加工。 硬质合金。硬质合金是有硬度和熔点都很高的碳化物（ ），用 co mo 中速和大切削中发挥出优良的切削性能。常用的硬质合金有钨钴合金、钨钛合金等。 陶瓷材料。 陶瓷是含有金属氧化物和氮化物的无机非金属材料。陶瓷材料具有高硬度、高强度、耐磨性好、化学性能稳定性好、摩擦因素低、价格低廉等优点。 立方氮化硼（ 人工合成的高硬度材料，其硬度和耐磨性仅次于金刚石，有极好的高温硬度，与陶瓷材料相比，其耐热性和化学稳定性稍差，但冲击韧度和抗破坏性能较好。 聚晶金刚石（ 为最硬的刀具材料，硬度很高，具有很好的耐磨性，它能够以高硬度和高精度加工软的有色金属材料，但它对冲击敏感，容易破裂，而且对黑色金属中的铁的亲和力强，容易引起化学反应，一般只能用于加 工非铁零件。 综上所述，根据该零件的加工需求，确定该零件的刀具如表 2示： 表 2数控加工刀具卡片 刀具号 刀具名称 刀具规格 加工表面 刀具材料 铣刀 50铣刀 表面 02 中心转 3孔 高速钢 花钻 孔 高速钢 刀 12孔 高速钢 花钻 孔 高速钢 锥 孔 高速钢 铣刀 12外形轮廓 硬质合金 头刀 6 面 轮廓 硬质合金 削用量的选择 数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量、进给速度。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度；并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。 合理的选择切削用量，对零件的表面质量、精度、加工效率影响很大。切削用量包括主轴的转速、背吃刀量、进给量。 合理选择切削用量的原则：粗加工时，一般以提高效率为主 ，并考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应该在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性、加工成本。 吃刀量的选择 背吃刀量。选择背吃刀量的主要依据是机床、夹具、刀具和工件的刚度。在刚度允许的情况下，尽量选择较大的背吃刀量来减少进给次数，提高生产效率。但在工艺系统 第 11 页 共 27 页 刚性不足或毛坯余量很大，或余量不均匀时，粗加工要分几次进给，并且应该把第一、二次进给的背吃刀量尽量取得大一些。在加工铸、锻件时应该尽量使背吃刀量大于硬皮层的厚度，以保护刀尖。 背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚性来决定，在刚度允许 的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件加工余量（除去精加工量），这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般为 00体背吃刀量参照表 2行选择，如下表所列： 表 2吃刀量 粗 精 外轮廓加工 010孔 随进刀次数依次减少。 铰孔 随进刀次数依次减少。 轴转速的确定 主轴转速。主轴转速主要根据允许的切削速度选取。而刀具的切削速度主要根据已经选定的背吃刀量、进给量、刀具的耐用度来、工件材料的强度和硬 度以及切削加工性来选取。而切削速度与主轴转速的关系如下公式所示： 1000 式中 : 切削刃选定点处所对应的工件或刀具的最大回转直径 ,单位为 mm 位为 r/切削速度，单位为 m/给量（ mm/ mm/r）。进给量的 选取主要根据零件的加工精度和表面的粗糙度以及刀具、工件材料性质来选取。当零件的加工精度、表面粗糙度要求高 时，进给量应该取小值。最大进给量受机床刚度和进给系统的性能限制，并与脉冲当量有关。 总之切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。 综上所述，确定该零件的切削用量如表 2示。 表 2削用量表 加工部位 刀具号 主轴转速 r/给速度 mm/吃刀量 面加工 00 150 1 中心钻钻孔 200 50 1 麻花钻钻孔 00 50 1 铰 孔 200 40 花钻钻孔 000 50 1 攻牙 00 150 外轮廓 800 400 1 曲面轮廓 000 500 第 12 页 共 27 页 写 机械加工工艺规程 详细机械加工工艺规程见附件 第 13 页 共 27 页 3 数控编程 加工及 仿真 程方法的选择 数控编程方法可分为手工编程和自动编程两种。 工编程 手工编程是指主要由人工来完成数控机 床程序编制各个阶段的工作。当被加工零件形状不十分复杂和程序较短时，都可以采用手工编程的方法。 手工编程在目前仍是广泛采用的编程方式，即使在自动编程高速发展的将来，手工编程的重要地位也不可取代，仍是自动编程的基础。在先进的自动编程方法中，许多重要的经验都来源于手工编程，并不断丰富和推动自动编程的发展。 动编程 自动编程是指借助数控语言编程系统或图形编程系统，由计算机来自动生成零件加工程序的过程。编程人员只需根据加工对象及工艺要求，借助数控语言编程系统规定的数控编程语言或图形编程系统提供的图形菜单功 能，对加工过程与要求进行较简便的描述，而由编程系统自动计算出加工运动轨迹，并输出零件数控加工程序。由于在计算机上可自动地绘出所编程序的图形及进给轨迹，所以能及时地检查程序是否有错，并进行修改，得到正确的程序。 综合考虑该零件的外形，确定该零件采用 件自动编程的方法进行编制，这样做可以通过加工仿真更明确的发现程序是否有错误。 程原点的确定 工件坐标原点工件坐标系原点。也称工件原点或编程原点，其位置由编程者自行确定。工件原点的确定的原则是简化编程计算，故应尽量将工件原点设在零件图的尺寸基准或工艺基 准处。本次设计采用软件自动编程，为了对刀方便选择零件 交点上， 图 3红色点所示 第 14 页 共 27 页 图 3件坐标原点 件编程操作 建刀具 在 工环境中，点击左上角的“创建刀具”按钮，分别创建 铣刀、 麻花钻等几把刀。如图 3 3示。 图 3具列表 图 3具创建 在弹出的对话框中，输入刀具的详细参数，如下所示图 3 第 15 页 共 27 页 图 3具参数 建立 第一把刀具为 3m 的 中心转 。第 二 把刀具为 麻花钻 ，具长度为 50刃长度为 35刃为 2。第 三 把刀具为 12m 的 铰刀 ，第四把刀具为 麻花钻，第五把刀具为 丝锥， 第 六 把刀具为 12m 的立铣刀，刀具直径为 10m，刀具长度为 75刃长度为 50 七 把刀具为 6 球头刀 。 建几何体 在 工环境中，点击左上角的“创建几何体”按钮，输入名称，点击确定，如图 3 3示。并在相应坐标系下创建加工几何体。 图 3何体 图 3话框 选择指定 择自动判断，点击工件表面。软件自动判断表面中心店为工件坐标系原点。如图 3示。 第 16 页 共 27 页 图 3立工件坐标系 在 工环境中，点击左上角的“创建几何体”按钮，输入名称，点击确定，如图 3 3示。并在相应坐标系下创建工件几何体。 图 3何体 图 3话框 选择指定部件，点击选择对象，选中工件即可（图 3后点击确定。对话框返回到图 3话框页面，选择指定毛坯，选择包容块即可如图 3 第 17 页 共 27 页 图 3定部件 图 3定毛坯 建加工方法 （ 1）第 一 步为钻孔加工，用来对零件表面的孔进行钻削，几何体选择 削模式选择标准钻，最小安全距离为 5孔距离为 图 3示。生成刀路图为图 3示 图 3工参数设定 图 3路图 （ 2）粗加工，在设定好刀具、几何体后。第一步为粗加工型腔铣 来加工零件的外表面，以及内轮廓，为了更好更快速地去除大量材料，因此选用直径为12m 的粗铣刀。加工方法选择 铣，几何体选择 削模式选择跟随部件。刀具直径百分比为 50，最大距离为 1图 3示。生成刀路图为图3示 第 18 页 共 27 页 图 3工参数设定 图 3路图 图 3路图 （ 3）第 三 步为侧壁精加工 来进一步加工零件的侧壁，去除粗加工余量，因此选用直径为 12 的精加工铣刀。加工方法选择 何体选择 削模式选择配置文件 。如图 3示。生成刀路图为图 3示 第 19 页 共 27 页 图 3工参数设定 图 3路图 （ 4） 其余加工操作，依据上述所讲进行操作加工，最终生成刀路图，图下图所示。 图 3路图 第 20 页 共 27 页 图 3面加工 刀路图 工仿真 在文章的最后，为了效验本次设计，安排的切削参数，工艺路线，机床选择，刀具选择等，是否合理，我们使用 件的仿真加工功能，确定刀路是否合理，是否有过切，撞刀等问题。 选中所有加工程序，点击软件上的确定刀轨，选择 2D 动态仿真。点击开始，得如下图 3 第 21 页 共 27 页 图 3真加工过程 第 22 页 共 27 页 图 3真加工过程 图 3真最终图样 通过本次加工仿真，确定本次设计中使用的，工艺路线安排，刀具、机床、切削参数的选择，正确合理，符合加工需要。 处理 先在操作导航器中选中各铣削图标，然后在“加工操作”工具条中单击“后处理” 第 23 页 共 27 页 按钮，在“后处理”对话框中，后处理选择“ 单位选择“公制 /部件” ，单击“确定”后，系统就会生成 加工 操作的 工代码，如图 3示 。 图 3工代码 第 24 页 共 27 页 总结 经过几个月的时 间，毕业设计的工作已经完成。通过对零件数控铣加工工艺与编程课题的认真学习和研究，基本掌握了零件数控铣加工工艺分析的方法和编程的技巧，同时也通过对具体零件的数控铣加工工艺的分析、编程及模拟仿真，最终加工出了对应的产品。 毕业设计前期，通过对数控铣加工工艺和编程知识的储备，学习到了关于数控铣发展的方向及其特点，并且通过对加工工艺的学习，较好的掌握了数控铣加工工艺的特点，及其在编写加工工艺时，应该注意那些问题等等。而且通过对数控铣编程指令的熟悉和简单的应用，掌握了一些常用的编程指令。通过对循环中参数的学习，更加清 晰的掌握了在调用循环过程中其实际的加工过程。毕业设计的后期，通过对具体零件的分析和编程，更进一步的掌握了数控加工工艺和编程的特点。 在本次毕业设计的过程中，也遇到了很多的困难，充分体会到了理论必须与实际相结合。虽然在毕业设计的前期和设计过程中，搜集了大量关于数控铣加工工艺和编程的资料，但是在实际的工艺分析和数控编程中还是遇到了很多的理论与实际不同的困难。许多问题在书本上都是这样，而在实际运用中却是那样，但幸运的是通过老师的帮助和多次分析修改后，最终完成了加工工艺的分析和编程，并且加工出了相应的产品。在毕业设 计的过程中，要边学习，变实践，每当遇到新的问题时，就要不断的努力和探索，切忌心浮气躁。 第 25 页 共 27 页 致谢 通过几个月的毕业设计，我从中学到了不少的东西，并且最终顺利的完成了本次毕业设计。但是在毕业设计过程中也遇到了许多的困难。比如，在刚领到数控铣加工工艺与编程的设计任务书时，感觉对于本设计任务无从下手，最终通过文广老师的耐心指导，才解决了疑惑，使的毕业设计工作顺利的开展。在毕业设计的过程当中也遇到了不少的困难，尤其是越到毕业设计的后期，自己遇到的困难就越来越多，但每一次通过老师的耐心讲解都能将问题顺利的解决。 没有老 师们无私的帮助，我的毕业设计工作就很难开展，毕业设计任务就很难完成。因此，非常的感谢老师们的无私帮助。 第 26 页 共 27 页 参考文献 1张亚力编著 工中心）编程与零件加工 M化学工业出版社 ,2王明红主编 M清华大学出版社 ,3关雄飞主编 M机械工业出版社 ,4赵生超，李锡江主编 典学习手册 M兵器工业出版社 ,5刘永 利主编 M机械工业出版社 ,6刘鹏 主编 00 例 M机械工业出版社 ,7朱立义主编 目化教程 M苏州大学出版社 ,8张明建，杨世成 主编 M清华大学出版社， 9游贤容 J .考试周刊 2009 年第 06 期 10 侯腊梅 J .大众科技 2011 年第 06 期