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1、（数控加工）数控铣高级工零件工艺设计及程序编制摘要在数字化制造技术中，计算机数控技术和数控编程技术是最重要的技术之壹，本文主要对模具加工所使用的动模板进行CNC加工，采用西门子系统对动模板进行数控编程加工。首先是对工件进行加工工序的确定，且且进行工艺分析，装夹方式的选择，切削用量的确定。再对刀具进行了选择。然后就工艺路线进行编程加工。当前数控加工的重点发展方向是无图化生产、单件高精度且行加工、少人化无人化加工，这就要求数控机床能满足高速、高动态精度、高刚性、热稳定性、高可靠性、网络化以及和之配套的控制系统，最重要的是模具三维型面加工特别注重机床的动态性能国内已有壹些X公司引进了高速铣床，且开始
2、应用。国内机床厂陆续开发出壹些准高速的铣床，且正开发高速加工机床。数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现壹台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和和机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体且具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是和机床控制密切结合发展起来的。1952年，第壹台数控机床问世，成为世界机械工业史上壹件划时代的事件，推动了
3、自动化的发展。数控机床是壹种技术密集度及自动化程度很高的机电壹体化加工设备,是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密加工精度高,质量容易保证,发展前景十分广阔,因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要关键词：数控技术、手工编程、精度目录摘要1第壹章概述31.1数控机床的优点31.2数控机床的发展趋势3第二章加工前的准备72.1加工步骤72.2工序划分的主要原则72.3数控机床的选择72.4装夹方式和夹具的选择72.5刀具的选择82.6切削用量92.7确定定位基准11第三章数控加工123.1加工工艺决策123.2零件图形123.3加工刀具133.4加工工序143.5加工程序19第四章小结28参考
4、文献29后记30附录30第壹章概述1.1数控机床的优点数控机床采用了计算机数控（ComputerizedNuinericallyControl）系统，因此也称为计算机数控机床或CNC机床。数控机床作为壹种新型的自动化机床、在具有高自动程度的同时仍具有广泛的通用性。这是因为数控机床都具有以下壹些共同的优点：（1）数控机床能缩短生产准备时间，增加切削加工时间的比率。最佳切削参数和最佳走刀路线的合理使用，能够大大地缩短加工时间，提高生产率。（2）数控机床按照程序自动加工，不需要人工干预，而且仍能够利用软件进行校正及补偿。因此，使用数控机床进行生产，能够保证零件的加工精度。稳定产品质量。（3）只要改变
5、程序，就能改变数控机床刀具和工件之间的相对运动轨迹，就能够加工不同的零件，使数控加工具备了广泛的适应性和较大的灵活性。从而能够完成很多普通机床难以完成或者不能加工的、具有复杂型面的零件的加工。（4）许多数控机床能够实现生产加工过程中的自动换刀，使得零件壹次性装夹之后，数控机床就能完成零件的多个加工部位的加工，真正实现了壹机多用，大节省了设备和厂房面积。生产者能够精确计算生产成本，且对生产进度进行合理的安排，从而在壹事实上程度上能够加速资金的周转，切实提高经济效益。（5）在壹般情况下，数控机床在加工生产过程中不需要特别的专用夹具，普通的通用夹具就能满足数控加工的要求。和普通机床相比，使用数控机床
6、进行生产时，专用夹具设计制造和存放的费用能够大大的减少。（6）运用数控机床进行生产，能够大减轻工人的劳动强度。1.2数控机床的发展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的壹些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来见，其主要研究热点有以下几个方面：12.1高速、高精加工技术及装备的新趋势效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周
7、期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之壹，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之壹。在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之壹；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。从EMO20
8、01展会情况来见，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车X公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATIX公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60000r/min。加工壹薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在壹般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国DMGX公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由1
9、0m提高到5m，精密级加工中心则从35m，提高到11.5m，且且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01m)。在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6000h之上，伺服系统的MTBF值达到30000h之上，表现出非常高的可靠性。为了实现高速、高精加工，和之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进壹步扩大。1.2.2轴联动加工和复合加工机床快速发展采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。壹般认为，1台5轴联动机床的效率能够等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加
10、工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同壹台机床上实现，仍可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMGX公司展出DMUVoution系列加工中心，可在壹
11、次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。1.2.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势21世纪的数控装备将是具有壹定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；仍有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。网络化数控装备是近俩年国际著名机床博览会的壹个新亮点。
12、数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外壹些著名数控机床和数控系统制造X公司都在近俩年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak）X公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生产控制中心，简称CPC）；日本大隈（Okuma）机床X公司展出“ITplaza”（信息技术广场，简称IT广场）；德国西门子(Siemens)X公司展出的OpenManufacturingEnvironment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向
13、发展的趋势。1.2.4重视新技术标准、规范的建立如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，且进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的壹个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。数控标准是制造业信息化发展的壹种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G，M代码描述如何（how）加工，其本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足
14、现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定壹种新的CNC系统标准ISO14649（STEPNC），其目的是提供壹种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统壹数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。STEP-NC的出现可能是数控技术领域的壹次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP-NC提出壹种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC程序能够分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次，STEP-NC数控系统仍可大大减少加工图纸（约75）、加工程序编制时间（约35）和加工时间（约50）。目前，欧美国家非常重视STEP-NC的研究，欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.12001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲
