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1、常州轻工职业技术学院机械工程系毕业设计CZILI毕业设计(论文)题 目 V70-30001加工中心 主轴箱数控加工 姓 名 学 号 班 级 指导教师 职 称 高级工程师 日 期 目 录第1章 引言5第2章 课题研究 2.1 课题研究的主要内容.6 2.2 研究的方法.62.3 具体操作步骤和措施7第3章 数控工艺基础知识与分析步骤 3.1 数控加工工艺内容的选择.11 3.2 数控加工工艺性分析.123.3 数控加工工艺路线的设计.123.4 确定走刀路线和安排加工顺序. .133.5 确定刀具与工件的相对位置153.6 定位基准可靠. .173.7 统一几何类型及尺寸173.8 确定切削用量
2、. .17 第4章 数控加工技术文件.19 第5章 设计加工工作总结5.1 灵活设置参考点205.2 化整为零法.205.3 减少刀具空行程215.4 优化参数,平衡刀具负荷,减少刀具磨损21结论.23致谢.23参考文献.24附录A.25附录B.26附录C.28附录D.30附录E.39摘 要采用加工中心加工是众多数控加工方法的一种，它利用直线插补和圆弧插补对工件进行自动化操作，而且加工精度要比普通机床加工精度要高很多，有的是普通机床所无法达到的。该加工中心主轴箱上面的孔比较多,加工精度要求也相当地高。 每一个重要零件必须通过检测以确保组装后的精度。而且该主轴箱上的一些孔的定位精度要求也比较高,
3、所以要必须保证加工的每个孔必须符合图纸上的要求。本文最后还提出了改进措施,以进一步提高加工精度。关键词：主轴箱，数控加工，编程第1章 引 言本次毕业设计的课题是V70-30001加工中心主轴箱箱体的试制编制数控加工顶面及底面孔的程序。V70-30001加工中心主轴箱箱体是很典型的箱体类零件（参照附录E），结构比较复杂、精度要求高、要加工的孔多、工序很长且具有较广泛的代表性，通过本次课题的完成，使自己熟悉实际生产中工程图的全貌和具体要求，其次熟悉实际生产中工艺设计的全方法。对FANUC-0i系统和牧野A100卧式加工中心的加工工艺特性也有了一定的了解。通过本课题的完成，使学生首先感觉到合作配合工
4、作的重要性，其次熟悉实际生产中的程序设计过程及方法，还要设计的O8501程序对V70-30001加工中心主轴箱箱体的试制有指导意义，最后学会独立分析解决问题、编写（纂写）毕业设计说明书（论文）、查找参考资料的方法。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一，它直接面对加工对象和操作者，数控及其编程技术的熟悉和掌握程度也直接影响到制造系统的成效。目前以数控机床和加工中心为重要组成部分的柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS）已越来越多，数控机床的应用已渗透到机械制造业的各个领域。 在分析零件图样的基础上，确定加工顺序，加工路线，装卡方法，选择刀具，工装以及切
5、削用量等工艺参数。同时充分利用数控机床的指令功能特点，简化程序，缩短加工路线，充分发挥机床效能。第2章 课题研究2.1 课题研究的主要内容：（1）根据图纸计算任圆柱之间中心孔的编程尺寸，然后进行手工编程；(2)对程序的应用作出简单而必要的说明； (3)选定数控加工所用刀杆，并校对任一刀具组的长度。图1 零件轴二测视图该V70-30001加工中心主轴箱箱体是很典型的箱体类零件，结构比较复杂、尺寸精度要求比较高、要加工的孔多、工序很长且具有较广泛的代表性。通过本次课题的完成，使自己熟悉实际生产中工程图的全貌和具体要求，其次熟悉实际生产中工艺设计的全方法。对FANUC-0i系统和牧野A100E卧式加
6、工中心的加工工艺特性也有了一定的了解。2.2 研究的方法：2.2.1 看图纸一开始拿到图纸时感觉这个零件加工比较简单，所以开始的一段时间，并没有太关注这个图纸，但到真正开始做有点手足无策。一时间感觉做设计很茫然，后来自己静下心来仔细思考，根据图纸的具体要求，再结合我以前实际生产经验，制定出一套加工的详细方案。图2 零件侧视图2.2.2 读解装夹定位方式采用专用夹具进行定位：专用夹具定位时限制了5个自由度，四块压板限制四个自由度，底面再用定位销限制两个自由度，属于完全定位。夹具在工作台上用6H7的孔定位，夹具底板高160，可以有效缩短刀具长度，提高刀具的抗振性。2.2.3选择刀具。根据工件材料，
7、机床性能，刀具材料，选择所需的刀具。（见表格.数控加工刀具卡）2.2.4读解工序卡片（见表格.数控加工工序卡）看工艺卡片可以知道加工顺序、切削用量、刀具号等工艺参数，然后进行手工编程。2.3 具体步骤和措施：2.3.1查找资料为了能够做好此次的毕业设计，我利用业余时间在百度网和其他一些网站上查找了与自己设计有关的资料，也到学校图书馆查阅了一些数控加工的书籍。再做了一些必要的笔记，以便在设计时方便查找。2.3.2编写程序1）加工方法 本工件是铸件，由工艺卡片(附录.数控加工工艺卡)中可看出，除了20以下孔未铸出毛坯孔以外，其余孔均以铸出毛坯孔，所以所需加工方法有：钻削、镗削、铰削和攻螺纹等。2）
8、计算编程尺寸首先根据加工工序的要求计算斜油孔(如图)的坐标具体步骤如下：1） 确定加工路线加工加工顺序为：有相同孔时，第一个孔放在主程序里，其余放在子程序里，只要调用一下就可以了。为使加工中误差减小，各孔的加工遵循先粗后精的原则。全部配合孔均需经粗加工、半精加工和精加工。图3 零件侧面图4 零件底面（2）加工坐标的计算加工坐标的计算是从基准面开始的，以哪个面作基准我的尺寸就从哪个面开始计算。这个面上的孔都要以这个基准面都作为基准。而且尺寸应该都是封闭的。统一以一个基准面来进行加工能够保证加工精度。（3）选定数控加工所用刀杆，并校对任一刀具组的长度因为这个工件的外表的尺寸差别比较大，很多高度都不
9、在同一个位置。因此在满足各个部位加工要求的前提下，尽量减小刀具长度，以提高工艺系统的刚性，所以要对刀具校验，（见附录.数控加工刀具卡）,例如校验一把97的粗镗刀。图5 校对刀具组长度示意图97镗刀的长度校验有关尺寸：A=900 B=700 N=156.8 L=14 Tt= 28.2 Z0=5T=900-700-156.8+5+28.2+14=90.4T900-156.8=743.2所以刀具的尺寸范围为90.4T743.2,根据机械手册的有关标准和机床标设备的功能,确定刀具的长度是240mm.（4）工作台回转后安全距离的确定图6 工作台回转后安全距离的确定由图可知：图上圆的半径R*R=43.62
10、05*43.6205+37.5*37.5则R=216.43所以在刀具长度补偿不取消的情况下，刀尖离开工件加工表面的距离只要大于250，工作台旋转时，就不可能撞刀。第3章 数控工艺基础知识与分析步骤3.1数控加工工艺内容的选择 对于一个零件来说，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成,而往往只是其中的一部分工艺内容适合数控加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。在考虑选择内容时，应结合本企业设备的实际，立足于解决难题、攻克关键问题和提高生产效率，充分发挥数控加工的优势。3.1.1、适于数控加工的内容 在选择时，一般可按下列顺序考虑：（1）通
11、用机床无法加工的内容应作为优先选择内容； （2）通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容；（3）通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富裕加工能力时选择。3.1.2、不适于数控加工的内容一般来说，上述这些加工内容采用数控加工后，在产品质量、生产效率与综合效益等方面都会得到明显提高。相比之下，下列一些内容不宜选择采用数控加工：（1）占机调整时间长。如以毛坯的粗基准定位加工第一个精基准，需用专用工装协调的内容；（2）加工部位分散，需要多次安装、设置原点。这时，采用数控加工很麻烦，效果不明显，可安排通用机床补加工；（3）按某些特定的制造依据（如样板等）加工
12、的型面轮廓。主要原因是获取数据困难，易于与检验依据发生矛盾，增加了程序编制的难度。此外，在选择和决定加工内容时，也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等等。总之，要尽量做到合理，达到多、快、好、省的目的。要防止把数控机床降格为通用机床使用。因此，根据本产品的实际情况，其加工孔和其他一些复杂的工序，是普通机床无法达到的，采用数控机床来加工本产品是比较省时，而且能够达到要求的。3.2数控加工工艺性分析被加工铸件的数控加工工艺性问题涉及面很广，下面结合编程的可能性和方便性提出一些必须分析和审查的主要内容。3.2.1、尺寸标注应符合数控加工的特点在数控编程中，所有点、线、面的尺寸和位置都是以编程原点为基准的。因此零件图样上最好直接给出坐标尺寸，或尽量以同一基准引注尺寸。3.2.2、几何要素的条件应完整、准确在程序编制中，编程人员必须充分掌握构成零件轮廓的几何要素参数及各几何要素间的关系。因为在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义，手工编程时要计算出每个节点的坐标，无论哪一点
