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1、 . 复杂数控加工零件加工工艺和程序设计摘要本次设计是对一典型平板类零件进行数控加工设计，侧重于对零件的数控加工工艺分析和编程编写，主要设计容有：完成该零件的工艺规程（包括工艺过程卡、工序卡和数控刀具卡）和主要工序的容设计，以最优的路线完成零件的加工，达到实际生产的需要。用G代码编制该零件的数控加工程序，并运用CAD/CAM相关软件绘制零件图以与三维实体图，使人能一目了然的了解到零件的结构特征。学会使用图表资料和手册，将与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练应用。关键词：工艺分析、数控编程、CAD/CAMAbstractThe design is a typical design o
2、f NC machining for flat parts, focusing on analysis and programming of NC machining process of parts prepared, main design elements: complete the part of the procedure specification (including process cards, processes card and CNC tools cards) and primary content design, optimal routes to complete p
3、arts of the processing, to actual production needs. Preparing NC machining of the parts with the g code programs, and draw the parts using CAD/CAM software, as well as three dimensional entity, so that people get a clear understanding of the structural features of the part. Learn how to use chart in
4、formation, and manuals, and this name, source of information relevant to the designing, can do skilled application.Key words: analysis of techniques, NC programming, CAD/CAM目录摘要IAbstractII绪论1第1章西门子802D数控系统简介21.1 SINUMERIK 802D21.1.1SINUMERIK 802D 介绍21.2 G代码21.3 M代码3第2 章零件图纸的分析42.1零件图分析4第3章加工准备与设计63.
5、1机床与毛坯材料的选择63.1.1机床的选择63.1.2毛坯的选择73.1.3加工余量83.2夹具与刀具的选择83.2.1夹具的选择83.2.2刀具选择83.3基准的选择113.4切削用量123.4.1吃刀量123.4.2进给速度123.4.3切削速度133.5确定工艺路线153.6数控加工工序卡17第4章编程设计21参考文献：29总结30致31附录32 / 绪论随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，
6、具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。机械制造业正在越来越多的采用数控技术改善其生产加工方式。近几年来，机械加工业大量采用数控机床取代传统的普通机床进行机械加工，普通机械逐渐被数控机械所代替。数控机床综合了微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制、电机与拖动，电子和电力、精密测量、气液压与现代机械制造技术等多种先进技术的机电一体化产品，是数控机床的心脏。具有高精度，高效率，柔性自动化等特点决定了今后发展数控机床是我国机械制造业技术改造的必由之路，是工厂自动化的基础。数控机床在各个机械制造企业已成为大、中型企业的主要技术装备。作为装备
7、制造业的母机，数控机床将获得高速发展。根据中国机床工具协会的调查，航天航空、国防军工制造业需要大型、高速、精密、多轴、高效数控机床；汽车、摩托车、家电制造业需求高效、高可靠性、高自动化的数控机床和成套柔性生产线；电站设备、造船、冶金石化设备、轨道交通设备制造业；IT业、生物工程等高技术产业需求纳米级亚微米级加工数控机床；工程机械、农业机械等传统制造业的产业升级，特别是民营企业的蓬勃发展，需要大量数控机床进行着装备。通过对数控技术的兴起和对未来的推测来看，随着数控机床的广泛应用与现代化企业对零件加工精度的要求提高，社会对其相应技术人才的需求也越来越高。这就需要我们对数控机床有更深刻的认识和了解。
8、本次课程的设计正是一次实践，运用学过的数控的基础课程、技术课程和专业课程，对所学的知识进行综合整理与应用。这是一次理论与实际结合的锻炼过程。第1章 西门子802D数控系统简介1.1 SINUMERIK 802D具有免维护性能的SINUMERIK802D，其核心部件 - PCU （面板控制单元）将CNC、PLC、人机界面和通讯等功能集成于一体。可靠性高、易于安装。 图1-1 操作面板和伺服放大器1.1.1SINUMERIK 802D 介绍SINUMERIK802D可控制4个进给轴和一个数字或模拟主轴。通过生产现场总线PROFIBUS将驱动器、输入输出模块连接起来。 模块化的驱动装置SIMODRI
9、VE611Ue配套1FK6系列伺服电机，为机床提供了全数字化的动力。 通过视窗化的调试工具软件，可以便捷地设置驱动参数，并对驱动器的控制参数进行动态优化。 SINUMERIK802D集成了置PLC系统，对机床进行逻辑控制。采用标准的PLC的编程语言Micro/WIN进行控制逻辑设计。并且随机提供标准的PLC子程序库和实例程序，简化了制造厂设计过程，缩短了设计周期。1.2 G代码表1-1 常用G代码代码功能格式G00快速定点位G00 X-Y-Z F*G01直线插补G01 X-Y-Z F*G02顺时针方向圆弧插补G02 X-Y-Z CR=* F*G03逆时针方向圆弧插补G03 X-Y-Z CR=*
10、 F*G17X-Y平面选择G18X-Z平面选择G19Y-Z平面选择G40刀具补偿取消G41刀具左补偿G41 X-YG42刀具右补偿G42 X-YG90绝对坐标偏差G91相对坐标偏差G94主轴每分钟进给G95主轴每转进给1.3 M代码表1-2 常用M指令M0暂停M1有条件停止M2程序结束M3主轴正转M4主轴反转M5主轴停止M6换刀M8冷却液开M9冷却液关M17子程序结束M19主轴定位M25托盘上升M30程序结束，返回程序开始第2 章 零件图纸的分析2.1零件图分析所要加工的零件的零件图、三维造型图所示如下：2.1零件图2.2三维造型图（1）该零件毛坯尺寸为200mm150mm37mm，且除上表面
11、外其他表面均已加工。（2）在零件上有多个加工特征，包括四个通孔、键槽、型腔、圆弧、曲面凸台，尺寸标注完整。主要加工项目有：上平面、对称腔槽（槽宽500.02mm、槽深10mm）、212（ES=+0.018 EI=0）的孔、24 (ES=+0.021 EI=0) 的孔、40 (ES=+0.025mm EI=0)的孔、R10和R20的圆弧倒角、R20、R40和R100的圆弧曲面以与外轮廓的尺寸。（3）该零件表面粗糙度轮廓与通孔Ra1.6um和其余Ra3.2um，参数合理便于加工。（4）零件材料为45钢，切削加工性能较好，无热处理和硬度要求。该复杂零件技术要求有：a. 未注公差0.1mm；b. .圆
12、弧曲面误差不大于0.05mm；c. 去除毛刺。第3章 加工准备与设计在对零件进行加工前要对零件进行许多分析，如机床选择、毛坯选择与加工余量的确定、刀具选择、装夹方式、基准选择（确定坐标零点）等。3.1机床与毛坯材料的选择3.1.1机床的选择机床的选择首先要考虑其能否满足零件加工的外形尺寸和质量要求，其次考虑机床的精度是否能满足加工的设计要求，凸台的最大圆弧半径与零件的尺寸应在数控系统允许围，最后从实际生产出发，要在满足加工要求的前提下，尽可能的提高效率。考虑以上几点，普通机床无法满足该零件的加工，可选择两轴半以上的数控铣床。结合我们学校车间的实际情况，本零件选用汉川机床厂XH714G用SIEM
13、ENS 802D系统。该系列立式加工中心机床，是集机、电、液等先进技术于一体的小型立式加工机床，具有合理的设计结构，可靠的精度稳定性与保持性。主要用于中小型零件、模具等多品种加工，工件一次装夹后，可自动高效、高精度的连续完成铣、钻、镗、铰等工序。广泛适用于模具、机车、造船、机电、机床、印刷、轻纺等制造行业。该铣床的功能参数如表3-1下。表3-1 XH714G型数控铣床基本参数机床重4400Kg最大载重600kg工作台900mm长400mm宽坐标围X630mmY400mmZ500mm轴承锥孔NO.40(7:24)最大钻孔直径22最大镗孔直径100主轴最高转速8000rmin主轴功率7.5/11k
14、wX、Y、Z向切削进给速度0-10000 mmmin快速进给速度X24 mminY24 mminZ20 mmin工作电源380V图3-1立式加工中心XH714G3.1.2毛坯的选择毛坯是根据零件所要求的形状、工艺尺寸等制成的机械加工对象。它是制定加工工艺规程的基础。毛坯的不同种类与制造方法对零件工艺过程影响很大，零件工艺过程中的工序数量、材料消耗、机械加工劳动量等在很大程度上取决于所选的毛坯，故正确选择毛坯具有重要的技术经济意义。1.毛坯的选择的原则：1)经济合理性原则 4)资源最佳利益原则2)环境保护原则 5)能量消耗最小原则 3)安全宜人原则 6)功能适应性原则2.毛坯的种类1）铸件 适用于做形状复杂的零件毛坯2）锻件 适用于要求强度较高、形状比较简单的零件3）型材 热轧型材的尺寸较大、精度低，多用于一般零件毛坯4）焊接类 对于大件来说，焊接件简单方面，特别是单件小批生产可大大缩短生产周期5)冷冲压件 适用于形状复杂的板料零件毛坯应根据实际加工情况设置，平板类零件对材料的要求不高，根据经济合理性原则和功能适应性原
