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1、数控技术课程大作业院 （系）机电工程学院专 业 机械制造及其自动化姓 名学 号班 号 完成日期 哈尔滨工业大学机电工程学院第一作业：加工中心零件加工编程一、目的和要求本作业通过给定一台数控机床具体技术参数和零件加工工艺卡，使学生对数控机床具体参数、加工能力和加工工艺流程有直观了解和认识。同时，锻炼学生解决实际加工问题的能力。1了解加工中心的具体技术参数，加工范围和加工能力；2了解实际加工中，从零件图纸分析到制定零件加工工艺过程； 3按照加工工艺编写指定的工序的零件数控加工程序。 二、数控机床设备 （1）机床结构 主要由床身、铣头、横进给、升降台、冷却、润滑及电气等部分组成。XKJ325-1数控
2、铣床配用GSK928型数控系统，对主轴和工作台纵横向进行控制，用户按照加工零件的尺寸及工艺要求，先编成零件的加工程控，最后完成各种几何形状的加工。（2）机床的用途和加工特点 本机床适用于多品种中、小批量生产的零件，对各种复杂曲线的凸轮、孔、样板弧形糟等零件的加工效能尤为显著；该机床高速性能好，工作稳定可靠，定位精度和重复精度较高，不需要模具就能确保零件的加工精度，减少辅助时间，提高劳动生产率。（3）加工中心的主要技术参数 数控机床的技术参数，反映了机床的性能及加工范围。表1 TH5640D立式加工中心的主要技术参数名称参数工作台工作台尺寸mm 400550T型槽mm 18H8允许负载kg 60
3、0 主轴主轴锥孔No BT40主轴直径mm 85 主周转速(标准型/高速型)rpm 22.5-2250/45-4500 主轴电机kw 5.5/7.5 行程移动范围mm 1000500470主轴端面至工作台面距离mm150-620(380-850)主轴中心线至立柱面mm 510 进给切削进行速度mm/min1-4000 快速移动速度m/min15/10 刀库 刀库容量把20(24) 刀具尺寸/重量mm/kg80300/8 换刀时间s 气液动7S凸轮3S 加工能力钻孔能力mm 32 镗孔能力mm 80 攻丝能力mmM24 铣削能力Cm3/min100 位置精度定位精度mm0.005重复定位精度mm
4、0.003其它 气源气压L/min,bay250 5-7机床重量(净重/毛重)T 7.5/8.5 机床外型尺寸mm 275626963000包装箱尺寸mm 384025453080三、加工工艺制订（一）加工零件加工图1零件，材料HT200，毛坯尺寸长*宽*高为17011050mm，试分析该零件的数控铣削加工工艺、如零件图分析、装夹方案、加工顺序、刀具卡、工艺卡等，编写加工程序和主要操作步骤。图1 加工零件图（二）工艺分析（1） 零件图工艺分析。该零件主要由平面，孔及外轮廓组成，平面与外轮廓的表面粗糙度要求Ra6.3，可采用铣粗精铣方案。（2） 确定装夹方案。根据零件的特点，加工上表面，60外圆
5、及其台阶面和孔系时选用平口虎钳夹紧；铣削外轮廓时，采用一面两孔的定位方式，即以底面，40H和13孔定位。（3） 确定加工顺序。按照基面先行，先面后孔，先粗后精的原则确定加工顺序，即粗加工定位基准面（底面）60外圆及其台阶面孔系加工外轮廓铣削精加工底面并保证尺寸40。（4）刀具的选用加工中心刀具通常由刃具和刀柄两部分组成,刃具有面加工用的各种铣刀和孔加工用的各种钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀及丝锥等，刀柄要满足机床主轴自动松开和夹紧定位，并能准确地安装各种刃具和适应换刀机械手的夹持等要求。主要是刀具的长度和直径的选择，如加工孔依据其深度和孔径选择。表2 刀具选择产品名称或代号零件名称端盖图号序号刀具编
6、号刀具规格名称数量加工表面刀具半径备注1T0120硬质合金端面铣刀1铣削上、下表面162T0212硬质合金端面立铣刀1铣削外园及其台阶面83T0338钻头1钻40底孔4T0440镗孔刀1镗40内孔5T0513钻头1钻213螺孔6T062214锪钻1222锪孔7T078硬质合金端面立铣刀1铣削外轮廓编制审核批准日期 （5）切削用量的选择该材料，铣削平面、60外圆及其台阶面和外轮廓时可留0.5MM的精加余量，其余一次走完粗铣。确定主轴转速时，可先查确削用量手册，硬质合金铣刀加工铸铁（190260HB）时的速度为4590m/min,取Vc=70m/min,根据铣刀直径和公式计算主轴转速，并填入工序卡
7、片中。确定进给速度时，根据铣刀齿数、主轴转速、和切削用量手册中给出的每齿进给量，计算进给速度并填入工序卡片中。拟订数控铣削加工工序卡片如表3。把零件加工顺序，采用的刀具和切削用量等参数编入数控加工工序卡片中，以指导编程加工操作。表3 数控加工工序卡片单位名称产品名称或代号零件名称零件图号数控铣削加工实例端盖工序号程序编号夹具名称使用设备车间平口虎钳和一面两销TH5640D加工中心工步号工步内容刀具号刀具规格mm主轴转速r/min进给速度mm/min背吃刀量mm1粗铣定位基准面（底面）T01125硬质合金端面铣刀50020042粗铣上表面T0120硬质合金端面铣刀50020053精铣上表面T01
8、20硬质合金端面铣刀10001000.54粗铣60外园及其台阶面T0212硬质合金端面立铣刀50020055精铣60外园及其台阶面T0212硬质合金端面立铣刀6001000.56钻40H7底孔T0338钻头40050197粗镗40H7内孔表面T0440镗孔刀4001000.88精镗40H7内孔表面T0440镗孔刀9001000.29钻213螺孔T0513钻头500506.510用222锪孔T062214锪钻3502004.511粗铣外轮廓T078硬质合金端面立铣刀8002001112精铣外轮廓T078硬质合金端面立铣刀12001002213粗铣定位基面至尺寸40T0120硬质合金端面铣刀500
9、1000.2编制审核批准年 月 日第一页四、要完成的程序编写任务坐标原点：40圆的圆心处为工件编程X、Y轴原点坐标，Z轴原点坐标在精铣后的工件上表面。刀具补偿：刀具补偿号自定。作业中画出加工工件和坐标系。（1）编写精铣60外圆工序（仅工序5中60外圆，台阶不管）加工程序；（2）编写工序610加工程序；（3）编写工序12精铣外轮廓加工程序。五、加工工件和坐标系六、所编写的程序(一).精铣60外圆工序加工程序N5 G92 X0 Y0 Z50; 设定工件坐标系N10 G90 G00 Z250 T02 M06; 绝对坐标编程，快速运动到换刀点换T02端面立铣刀N15 G43 Z3 H02; 快速运动到
10、参考平面进行刀具长度补偿N20 G42 X30.0 Y0 D02; 快速运动到外圆轮廓上方进行刀具半径补偿N25 S600 M03; 主轴正转N30 G01 Z-18 F100; 进给速度运动到外圆底部N35 G03 X30 Y0 R-30 F100；铣外圆N40 G00 Z50 G40 G49 M05; 快速返回初始平面N45 X0; 快速返回起始点N50 M30; 程序结束(二).工序610加工程序N5 G92 X0 Y0 Z50; 设定工件坐标系N10 G90 G00 Z250 T03 M06; 绝对坐标编程，快速运动到换刀点换T0338钻头N15 G43 Z50 H03; 快速运动到初
11、始平面进行刀具长度补偿N20 S400 M03; 主轴正转N25 G98 G81 X0 Y0 Z-43 R3 F50; 定位钻40底孔返回初始平面N30 M05；主轴停N35 G00 G49 Z250 T04 M06; 快速运动到换刀点，取消刀具长度补偿，换T04镗孔刀N40 G43 Z50 H04; 快速运动到初始平面进行刀具长度补偿N45 S400 M03; 主轴正转N50 G99 G85 X0 Y0 Z-43 R3 F100; 粗镗40底孔返回R平面N55 S900; 主轴速度变为900N60 G98 G76 X0 Y0 Z-43 R3 F100; 精镗40底孔返回初始平面N65 M05
12、; 主轴停N70 G00 G49 Z250 T05 M06; 快速运动到换刀点，取消刀具长度补偿，换T0513钻头N75 G43 Z50 H05; 快速运动到初始平面进行刀具长度补偿N80 S500 M03; 主轴正转N85 G98 G81 X60 Y0 Z-43 R-15 F50; 定位钻右侧13孔返回初始平面N90 X-60; 定位钻左侧13孔返回初始平面N95 G00 X0 M05; 快速返回初始点，主轴停N100 G49 Z250 T06 M06; 快速运动到换刀点，取消刀具长度补偿，换T0622锪钻N105 G43 Z50 H06; 快速运动到初始平面进行刀具长度补偿N110 S35
13、0 M03; 主轴正转N115 G98 G82 X60 Y0 Z-30 R-15 P300 F200; 定位锪右侧22孔返回初始平面N120 X-60; 定位锪左侧22孔返回初始平面N125 G00 X0 M05; 快速返回初始点，主轴停N130 G49; 取消刀具长度补偿N135 M30; 程序结束(三).工序12精铣外轮廓加工程序N5 G92 X0 Y0 Z50.0; 设定工件坐标系N10 G90 G00 Z250.0 T7 M06; 绝对坐标编程，快速运动到换刀点换T07铣刀N15 G43 Z50 H07; 快速运动到初始平面进行刀具长度补偿N20 G42 X67.858 Y18.392 D07; 快速运动到加工起始点上方进行刀具半径补偿N25 Z-15; 快速运动到Z-15N30 S1200 M03; 主轴正转N35 G01 Z-43 F100; 进给速度运动到外轮廓底部N40 X11.786 Y47.588; 铣右上方直线段N45 G03 X-11.786 R30; 逆时针铣上方圆弧
