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1、数控铣床及加工中心产品加工数控铣床及加工中心产品加工n n近年来数控加工在模具领域应用越来越广泛，本课题结合结合企业生产实际选取烟灰缸下模进行数控编程与加工，从中探索与培养应用所学知识解决生产现场实问题的能力 形状分析形状分析 n n该零件底下是一个六方体，该零件底下是一个六方体，上表面是模具的分形面；上表面是模具的分形面；零件上部分是烟灰缸模型，零件上部分是烟灰缸模型，拔模斜度拔模斜度2020度度 ，烟灰缸外，烟灰缸外围四周曲面和分形面之间围四周曲面和分形面之间无圆角过度；烟灰缸顶面无圆角过度；烟灰缸顶面有三个带倒角有三个带倒角R5R5的烟槽，的烟槽，烟灰缸侧面倒角烟灰缸侧面倒角R12R12
2、；里；里面是个装烟灰的型腔，拔面是个装烟灰的型腔，拔模斜度为模斜度为3030度，型腔四周度，型腔四周曲面与低面之间过度圆角曲面与低面之间过度圆角R8R8；其余倒角为；其余倒角为R5R5。 n n如图所示为烟灰缸下模具如图所示为烟灰缸下模具模形模形 技术要求技术要求 n n材料：45#钢，45#钢是典型的中碳钢，含碳0.45%，硬度HRC20-30 n n曲面的表面粗糙度Ra1.6；拔模斜度20度与30度 数控加工工艺分析 n n工件装夹与定位 n n机床的选择 n n加工工序的划分 n n选择刀具 n n切削用量的选择 n n加工余量的选择 工件装夹与定位工件装夹与定位 n n根据工件尺寸，坯
3、料尺寸选择160mm160mm44mm，坐标原点为于工件上表面 中心。n n工件装夹在工作台上，夹具用通用螺钉压板，利用螺栓和压板将工件固定在机床工作台上即可。机床的选择机床的选择n n如图大连机床集团研制生产的如图大连机床集团研制生产的VDL1000AVDL1000A立式加工中立式加工中 数控系统FANUC-01数控系统行程范围X200mmY500mmZ630mm主轴最高转速7500r/min主轴功率7.5/11KW导轨类型高精度直线滚动导轨加工工序的划分加工工序的划分 n n本次工序以粗、精加工分序法 （1）曲面挖槽粗加工（2）曲面平行粗加工（3）面面平行精加工（4）曲面等高外行精加工选择
4、刀具选择刀具 n n数数控铣床切削加工具有高速、高效的特点，与传统铣床切控铣床切削加工具有高速、高效的特点，与传统铣床切削加工相比较，数控铣床对切削加工刀具的要求更高削加工相比较，数控铣床对切削加工刀具的要求更高 。n n现今刀具材料，具体可分以下现今刀具材料，具体可分以下6 6种种 （1 1）高速钢）高速钢 （2 2）硬质）硬质合金合金 （3 3）涂层刀具）涂层刀具 （4 4）陶瓷）陶瓷 （5 5）金刚石）金刚石 （6 6）立方淡）立方淡化硼化硼 n n综上各种刀具优缺点，以及成本等问题最后刀具材料选取综上各种刀具优缺点，以及成本等问题最后刀具材料选取高速钢高速钢 切削用量的选择切削用量的选
5、择 n n进给速度的计算式为： F fZS 进给深度进给深度f f ，刀齿数为，刀齿数为Z Z，每转进给量为，每转进给量为fZfZn n 主轴转速的计算式为： S1000V/DV V切削速度切削速度 ， D D刀具直径刀具直径 烟灰缸下模数控加工工序卡片烟灰缸下模数控加工工序卡片n n工序卡片工序卡片工步号工步内容加工面刀具号刀具规格mm主轴转速r/min进给速度mm/min背吃刀量mm备注1曲面挖槽粗加工余量0.3整体粗加工T120圆角刀1500120023.72曲面挖槽粗加工清除余留残料T225平刀120015003曲面平行粗加工余留量0.1凹曲面加工T36角刀220010005.14曲面
6、平行精加工整体精加工T46球刀30008000.35曲面等高外形精加工余留残料加工T56平刀3000800烟灰缸的模具设计烟灰缸的模具设计 n n用用Pro/EPro/E画出烟灰缸的三维模型。画出烟灰缸的三维模型。n n利用利用Pro/ENGINEERPro/ENGINEER系统下的（制造）系统下的（制造）/ /（模具行（模具行腔）模块进行模具组件设计，它包括参考模型的腔）模块进行模具组件设计，它包括参考模型的布局、收缩率的设置，毛坯工件的设计，分型面布局、收缩率的设置，毛坯工件的设计，分型面的设计、分割体积块、抽取模具元件和铸模及开的设计、分割体积块、抽取模具元件和铸模及开模几大部分，最后开
7、模出烟灰缸的上、下模。模几大部分，最后开模出烟灰缸的上、下模。n n从从Pro/ENGINEERPro/ENGINEER系统转出系统转出IGESIGES，并转如，并转如MstercamMstercam中。中。 烟灰钢下模数控编程烟灰钢下模数控编程 n n具体分为以下几个步骤 ：1 1 加工坯料及对刀点的确定加工坯料及对刀点的确定 2 2 曲面挖槽粗加工曲面挖槽粗加工 3 3 规划曲面挖槽加工刀具路径规划曲面挖槽加工刀具路径 4 4 规划曲面平行粗加工刀具路径规划曲面平行粗加工刀具路径 5 5 规划曲面平行精加工刀具路径规划曲面平行精加工刀具路径 6 6 规划曲面等高外形精加工刀具路径规划曲面等
8、高外形精加工刀具路径 7 7 实体验证实体验证 8 8 后处理出程序后处理出程序 烟灰缸下模的数控加工烟灰缸下模的数控加工 n n开机，各坐标轴手动回机床原点开机，各坐标轴手动回机床原点n n刀具安装刀具安装 根据加工要求选择高速钢，用弹簧夹头刀柄装夹后将其装上主轴。根据加工要求选择高速钢，用弹簧夹头刀柄装夹后将其装上主轴。刀具露出不要太长也不可太短，太长刀会摆动影响精度，太短会撞刀，本刀具露出不要太长也不可太短，太长刀会摆动影响精度，太短会撞刀，本次露出应大于次露出应大于24mm24mm，在，在26mm26mm左右。左右。n n清洁工作台，安装夹具和工件清洁工作台，安装夹具和工件 用百分表水
9、平、垂直和表面。用百分表水平、垂直和表面。n n对刀设定工件坐标系对刀设定工件坐标系 （1 1）用分中棒，确定）用分中棒，确定 X X 、 Y Y 向的零偏值，将向的零偏值，将 X X 、 Y Y 向的零偏值输入到工件坐标系向的零偏值输入到工件坐标系 G54 G54 中（中（2 2）将加工所用刀具装上主轴，）将加工所用刀具装上主轴，再将再将 Z Z 轴设定器安放在工件的上表面上，确定轴设定器安放在工件的上表面上，确定 Z Z 向的零偏值，输入到工件向的零偏值，输入到工件坐标系坐标系 G54 G54 中。中。n n设置刀具补偿值设置刀具补偿值 将刀具半径补偿值将刀具半径补偿值 5 5 输入到刀具
10、补偿地址。输入到刀具补偿地址。n n输入加工程序输入加工程序 将计算机生成好的加工程序通过数据线传输到机床数控系统将计算机生成好的加工程序通过数据线传输到机床数控系统的内存中的内存中n n调试加工程序调试加工程序 把工件坐标系的把工件坐标系的 Z Z 值值 沿沿 +Z +Z 向平向平 移移 100mm 100mm ，按下数控启动，按下数控启动键，适当降低进给速度，检查刀具运动是否正确。键，适当降低进给速度，检查刀具运动是否正确。n n自动加工自动加工 把工件坐标系的把工件坐标系的 Z Z 值恢复原值，将进给倍率开关打到低档，按值恢复原值，将进给倍率开关打到低档，按下数控启动键运行程序，开始加工
11、。机床加工时，适当调整主轴转速和进下数控启动键运行程序，开始加工。机床加工时，适当调整主轴转速和进给速度，并注意监控加工状态，保证加工正常。给速度，并注意监控加工状态，保证加工正常。n n取下工件，用游标卡尺进行尺寸检测取下工件，用游标卡尺进行尺寸检测n n清理机床清理机床n n关机关机数控系统日常维护数控系统日常维护n n机床电气柜的散热通风n n尽量少开电气控制柜门n n纸带阅读机的定期维护n n支持电池定期更换n n备用印制线路板的定期通电 结论结论n n毕业论文是大学学习阶段一次非常难得的理论与毕业论文是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次比较完整的数控加实际相结
12、合的机会，通过这次比较完整的数控加工设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和工设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际问题的能力，同时也提高我基础知识，解决实际问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。业设计的目的所在。致谢语致谢语n n本设计论文是在我的导师郑新建老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。我还要感谢在一起愉快的度过毕业论文小组的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。 n n最后，再次对关心、帮助我的老师和同学以及在座的老师说声，你们辛苦了！
