數(shù)控畢業(yè)設計--連接座

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　數(shù)控技術，是采用數(shù)字控制的方法對某一工作過程實現(xiàn)自動控制的技術。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關的開關量。數(shù)控的產生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進制形式數(shù)據(jù)運算的出現(xiàn)。而數(shù)控銑床是在普通銑床上集成了數(shù)字控制系統(tǒng)，可以在程序代碼的控制下較精確地進行銑削加工的機床。 </p><p>　　

2、本文為連接座零件的編程與加工，通過數(shù)控銑床的加工，針對具體的零件，進行了工藝方案的分析，加工方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數(shù)控加工程序編制。本文主要從三維模型的建造、加工工藝分析和機床編程的一般步驟著手，提高對CAD/CAM軟件的使用與認識、提高讀圖繪圖能力。最后通過自動編程與加工，希望能在過程中發(fā)現(xiàn)更好的編程方法和加工方法，提高效率，而且運用于實際工作中能夠更深入的了解數(shù)控機床的加工特點。</p>

3、;<p>　　關鍵詞：數(shù)控銑床，連接座零件，三維模型，加工工藝，自動編程</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　目 錄2</b></p><p>　　第一章 緒 論

4、4</p><p>　　1.1 本課題研究的目的及意義4</p><p>　　1.2 課題的主要內容4</p><p>　　第二章 零件的工藝分析5</p><p>　　2.1 零件圖工藝分析5</p><p>　　2.1.1零件圖分析5</p><p>　　2.1.2 零件毛坯選擇

5、5</p><p>　　2.2 零件定位基準選擇5</p><p>　　2.2.1 精、粗基準選擇5</p><p>　　2.2.2 基準的確定6</p><p>　　2.3 零件加工工藝規(guī)程分析6</p><p>　　2.3.1 ZJ-JGZX-01a連接座表面工件工藝規(guī)程分析6</p>&

6、lt;p>　　2.4 刀具切削用量的確定8</p><p>　　2.5量具的選擇方案9</p><p>　　第三章 運用Mastercam建造三維模型10</p><p>　　3.1 Mastercam簡單介紹10</p><p>　　3.2 創(chuàng)建零件模型11</p><p>　　3.2.1 ZJ-J

7、GZX-01a連接座正反面工件建模12</p><p>　　第四章 ZJ-JGZX-01a連接座的編程及加工仿真16</p><p>　　4.1 Mastercam編程簡單介紹16</p><p>　　4.2對ZJ-JGZX-01a連接座正面進行Mastercam編程加工17</p><p>　　4.3對ZJ-JGZX-01a連接座

8、反面進行Mastercam編程加工 19</p><p>　　第五章 后置處理21</p><p>　　5.1、機床加工前的準備21</p><p>　　5.2、Mastercam軟件后處理21</p><p>　　5.3、加工過程中22</p><p>　　5.3.1、數(shù)據(jù)傳輸22</p>

9、<p>　　5.3.2、程序的校驗與修改22</p><p>　　5.3.3選定程序加工22</p><p>　　5.3.4工件的測量與調試22</p><p><b>　　結論23</b></p><p><b>　　致 謝24</b></p><p>

10、;<b>　　參考文獻25</b></p><p><b>　　附 錄26</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1.1 本課題研究的目的及意義 </p><p>　　數(shù)控機床是根據(jù)加工程序對工件進行自動加工的先進設備，工件的加工

11、質量主要由機床的加工精度、工藝和加工程序的質量決定，基本上排除了機床操作人員手工操作技能的影響，但對操作者的綜合素質提出了較高的要求。數(shù)控機床要按照數(shù)控加工程序自動進行零件的加工，必須由機床操作人員具體實施。可以說，數(shù)控加工工藝方案是通過機床操作人員在數(shù)控機床上實現(xiàn)的，數(shù)控加工現(xiàn)場經驗的積累又是提高數(shù)控加工工藝和數(shù)控加工程序質量的基礎。因此，數(shù)控機床的操作是企業(yè)生產過程中一個重要的環(huán)節(jié)，數(shù)控機床操作人員的素質和水平將直接影響企業(yè)的生產效

12、率、產品質量以及生產成本，高素質的數(shù)控機床操作人員是保證數(shù)控加工工藝得以正確和順利實施的重要條件之一。 </p><p>　　從以上可以看出，本課題研究的目的在于設計比較經濟的工藝規(guī)程，出出合理的G代碼程序，實現(xiàn)理論與實踐的相結合，提高自己的素質和水平能夠更加充分的利用數(shù)控機床加工。 </p><p>　　1.2 課題的主要內容 </p><p>　　分析課題——連

13、接座，編制出簡單合理的加工程序以及制定出合理有效的工藝規(guī)程，充分利用數(shù)控加工的優(yōu)勢。 </p><p><b>　　設計的主要內容：</b></p><p>　　1)對零件圖進行工藝分析； </p><p>　　2)分析工藝規(guī)程； </p><p>　　3)制定出工藝規(guī)程； </p><p>

14、　　4)造出三維模型； </p><p>　　5)Mastercam編程出G代碼； </p><p>　　6)制作出工藝、程序單。</p><p>　　第二章 零件的工藝分析</p><p>　　2.1 零件圖工藝分析 </p><p>　　2.1.1零件圖分析</p><p>　　由圖可知，

15、零件的尺寸公差等級為IT7，且薄壁厚度為3mm，區(qū)域面積較大，表面粗糙度也比較高，達到了Ra1.6um，相對難加工，加工時容易產生變形，處理不好可能會導致其壁厚公差及表面粗糙度難以達到要求。由于此零件為典型零件，形狀雖然不是很復雜，但是工序復雜，表面質量和精度要求高，所以從精度要求上考慮，定位和工序安排比較關鍵。 </p><p>　　2.1.2 零件毛坯選擇 </p><p>　　正面、

16、反面從圖上可以看出大輪廓為98mm×98mm矩形，工件厚50mm，考慮到現(xiàn)有機床工作臺面是一個平面所以裝夾方式是用平口鉗，所以先下料中100mm×100mm各留2mm余量。 </p><p>　　機械加工常用的毛坯有鑄件，鍛件，型材件，焊接件等，由于ZJ-JGZX-01a連接座生產類型為小批量生產，故材料為：鋁型材。 </p><p>　　2.2 零件定位基準選擇

17、</p><p>　　在制定零件的加工工藝流程時，基準選擇的好壞不僅影響零件的加工位置精度，而且對零件個表面的加工順序也有很大的影響?；鶞视写?、精基準之分。選擇定位基準時要從保證工件的精度要求出發(fā)，所以定位基準的選擇順序應從精基準到粗基準。</p><p>　　2.2.1 精、粗基準選擇 </p><p><b>　　精基準原則：</b><

18、;/p><p>　　1)基準重合原則:應盡量選用被加工表面的設計基準作為精基準； </p><p>　　2)基準統(tǒng)一原則:應盡可能選擇同一組精基準加工工件上盡可能多的加工表面，以保證各加工表面之間的相對位置關系； </p><p>　　3)互為基準原則:當工件上兩個加工表面之間的位置精度要求比較高時，可以采用兩個加工表面互為基準反復加工的方法； </p>

19、<p>　　4)自為基準原則:一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以加工表面自身為精基準。</p><p>　　粗基準:最初工序中，只能選擇以未加工的毛坯面作為定位基準，稱為粗基準。精基準:用已加工過的表面為定位基準，稱為精基準。 </p><p><b>　　粗基準原則:</b></p><p>　　如果必須首先保證工件上

20、加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應以不加工表面為粗基準；如果工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應選擇該表面為粗基準； </p><p>　　零件上有較多加工面時，為使各加工表面都得到足夠的加工余量，應選擇毛坯上加工余量最小的表面為粗基準； </p><p>　　選擇粗基準的表面，應盡可能平整和光潔、不能有飛邊、堯口、冒口及其它缺陷，以便定位準確、可靠； </p>

21、<p>　　粗基準應避免重復使用，在同一尺寸方向通常只允許使用一次，否則會造成較大的定位誤差。 </p><p>　　2.2.2 基準的確定 </p><p>　　根據(jù)以上基準選擇原則，結合實際零件以及按照基準面先主后次、先近后遠、先里后外、先粗加工后精加工、先面后孔的原則依次劃分工序加工原則。該零件首先以一個毛坯件的一個平面為粗基準定位，將毛料的精加工定位面銑削出來，并達到

22、規(guī)定的要求和質量，作為夾持面，再以夾持面為精基準裝夾來加工零件，最后再將粗基準面加工到尺寸要求。</p><p>　　詳見附錄-數(shù)控加工工序卡。</p><p>　　2.3 零件加工工藝規(guī)程分析 </p><p>　　2.3.1 ZJ-JGZX-01a連接座工件工藝規(guī)程分析 </p><p>　　1）選擇毛坯各表面加工方法：</p>

23、;<p>　　表面的加工順序是先外后里，先粗后精，先面后孔的方法劃分加工步驟，由于輪廓薄壁太薄，對其劃分工序考慮要全面，先對受力大的部位先加工，對剩余部粗銑后就開始精加工。由于粗精加工同一個部位都用的不是同一把刀，所以選擇加工方案要綜合考慮。</p><p>　　由于生產類型為小批量生產，故加工設備宜以采用通用機床。因為工件為ZJ-JGZX-01a連接座，且精度要求較高，應采用銑削加工。因此加工方案

24、為：</p><p><b>　　2）上表面：</b></p><p>　　銑夾持面→銑平面→銑外輪廓→銑內輪廓→銑球面</p><p><b>　　刀具選擇：</b></p><p><b>　　表2-1</b></p><p><b>　　

25、3）下表面：</b></p><p>　　銑平面→銑內輪廓→銑槽→銑六角形槽</p><p><b>　　刀具選擇：</b></p><p><b>　　表2-2</b></p><p>　　2.4 刀具切削用量的確定</p><p><b>　　表2-

26、5</b></p><p>　　2.5量具的選擇方案</p><p>　　在機械制造中用以直接或間接測出被測對象量值的工具、加工中心儀器、儀表等稱為計量器具。計量器具主要分為量具和量儀儀器、儀表兩大類。其中量具是指那些能直接表示出長度單位和界限的簡單計量工具。量儀是利用機械、光學、氣動、電動等原理將長度放大或細分，且結構較為復雜的計量器具，一般在計量室中使用。</p>

27、;<p>　　零件的幾何參數(shù)的測量包括：長度、角度、表面粗糙度及形位公差。</p><p>　　用來測量零件的量具有：</p><p>　　1）游標卡尺：可以用來測量內、外尺寸、孔距、高度和深度； </p><p>　　2）千分尺：這類量具較為精密?？捎脕頊y量外圓直徑、長度、厚度；測量表面粗糙度采用比較法，將零件表面與表面粗糙度樣塊比較，用目測或手摸判

28、斷被加工表面粗糙度；用比較法評定表面粗糙度雖然不精確，但由于器具簡單，使用方便，迅速。</p><p>　　3）百分表：在銑削工件時，用來測量工件是否垂直。</p><p>　　第三章 運用Mastercam建造三維模型</p><p>　　3.1 Mastercam簡單介紹 </p><p>　　Mastercam 是美國 CNC Sof

29、tware Inc.公司開發(fā)的基于 PC 平臺的 CAD/CAM軟件。它集二維繪圖、三維實體造型、曲面設計、體素拼合、數(shù)控編程、刀具路徑摸擬及真實感摸擬等到功能于一身。它具有方便直觀的幾何造型 Mastercam提供了設計零件外形所需的理想環(huán)境，其強大穩(wěn)定的造型功能可設計出復雜的曲線、曲面零件。 Mastercam9.0 以上版本還有支持中文環(huán)境，而且價位適中，對廣大的中小企業(yè)來說是理想的選擇，是經濟有效的全方位的軟件系統(tǒng)，是工業(yè)界及學

30、校廣泛采用的 CAD/CAM 系統(tǒng)。</p><p>　　Mastercam 不但具有強大穩(wěn)定的造型功能，可設計出復雜的曲線、曲面零件，而且具有強大的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。其可靠刀具路徑效驗功能使 Mastercam 可模擬零件加工的整個過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查出刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況，真實反映加工過程中的實際情況，不愧為優(yōu)秀的 CAD/CAM 軟件。同時 Maste

31、rcam 對系統(tǒng)運行環(huán)境要求較低，使用戶無論是在造型設計、CNC 銑床、CNC 車床或 CNC 線切割等加工操作中，都能獲得最佳效果 </p><p>　　Mastercam 軟件已被廣泛的應用于通用機械、航空、船舶、軍工等行業(yè)的設計與 NC 加工，從 80 年代末起，我國就引進了這一款著名的 CAD/CAM 軟件，為我國的制造業(yè)迅速崛起作出了巨大貢獻。</p><p>　　Masterc

32、am是當今廣泛應用的CAD/CAM 軟件，通過對CAD/CAM技術的發(fā)展極大地改變了人們的設計手段和方法，更為重要的是CAD/CAM技術的廣泛應用顯著提高了設計的效率和質量，大大地降低了設計師的勞動強度，特別是三維CAD/CAM技術的日益廣泛應用使其體現(xiàn)更為明顯。實踐證明，基于Mastercam的產品結構設計和模具設計，不僅可以縮短研發(fā)周期，還可以進行應力分析、運動仿真和模擬填充，從而優(yōu)化了產品及模具結構，為產品的最終加工奠定了堅實的基

33、礎。</p><p>　　3.2 創(chuàng)建零件模型 </p><p>　　3.2.1 ZJ-JGZX-01a連接座工件建模 </p><p><b>　　表3-1</b></p><p>　　ZJ-JGZX-01a連接座工件建模完成。</p><p>　　第四章 ZJ-JGZX-01a連接座的編程及

34、加工仿真</p><p>　　4.1 Mastercam編程簡單介紹 </p><p>　　Mastercam編程的特色是快捷、方便。這一特色體現(xiàn)在2D刀路上尤為突出。</p><p>　　Mastercam的串聯(lián)非?？旖荩灰愠槌龅那€是連續(xù)的。若不連續(xù)，也非常容易檢查出來哪里有斷點。一個簡單的方法是：用分析命令，將公差設為最少，為0.00005，然后去選擇看似

35、連續(xù)的曲線，通不過的地方就是有問題的。可用曲線融接的方法迅速搞定。</p><p>　　總之，在Mastercam中，只要先將加工零件的輪廓邊現(xiàn)、臺階線、孔、槽位線等等，全部搞定，接下來的cam操作就很方便了。</p><p>　　由于Mastercam的2d串聯(lián)方便快速，所以不論你一次性加工的工件含有多少輪廓線，總是很容易的全部選取下來。一個特大的好處是：串聯(lián)的起始處便是進刀圓弧(通常要

36、設定進刀弧)所在處。流道或多曲線加工時，往往有許多的曲線要選取，由于不需要偏置刀半徑，在Mastercam中，可以用框選法一次選取。</p><p>　　在Mastercam中，如果是加工較平坦的3d面的流道，運用3d曲線加工的功能最好。但如果破度較大，或者像波浪形一樣。便要用投影加工的方法，將3d流道的中心線投影到面上。然后分許多次負補正的往下加工到球刀刀半徑的深度。　　</p><p>

37、;　　4.2對ZJ-JGZX-01a連接座上表面進行Mastercam編程加工</p><p><b>　　表4-1</b></p><p>　　4.3對ZJ-JGZX-01a連接座下表面進行Mastercam編程加工 </p><p><b>　　表4-2</b></p><p><b>

38、;　　第五章 后置處理</b></p><p>　　5.1、機床加工前的準備</p><p>　　首先，要給機床通上電源打開機床，檢查機床液壓是否正常、主軸是否運轉、冷卻液是否流出以及其他的問題，然后開始準備刀具包括選擇刀具、刀柄、卡簧等，進行組裝刀具，最后裝夾毛坯進行對刀。</p><p>　　5.2、Mastercam軟件后置處理</p>

39、<p>　　后置處理簡稱后處理，即將刀具軌跡通過相應的后處理器轉化為機床能夠識別的數(shù)控程序的過程。如圖所示：將刀具軌跡轉化為程序</p><p><b>　　圖5-1</b></p><p>　　但轉化的程序使機床無法識別的，因此需要修改；修改過的程序如下：</p><p><b>　　%01</b><

40、/p><p>　　N0010 G40 G17 G90 G80 G54</p><p>　　N0020 G91 G28 Z0.0</p><p>　　N0040 G0 G90 X41.5917 Y-31.9388 S2000 M03</p><p>　　N0050 G43 Z5. H01</p><p><b>　

41、　N0060 Z1.</b></p><p>　　N0070 G1 Z-2. F250.</p><p>　　N0080 X35.0299 Y-31.9915</p><p><b>　　....</b></p><p>　　N2000 G1 X35.0861 Y38.9733</p><

42、p><b>　　N2010 Z5.</b></p><p>　　N2020 G0 Z50.</p><p><b>　　N2030 M30</b></p><p><b>　　%</b></p><p>　　此程序才是機床能夠識別的，可以直接使用。</p>

43、<p><b>　　5.3、加工過程中</b></p><p>　　5.3.1、數(shù)據(jù)傳輸</p><p>　　在數(shù)控機床上打開通訊功能，選擇后處理后生成的程序，用串口連接的方式傳輸?shù)綌?shù)控機床上。傳輸完成后在機床上按‘Y’結束操作。</p><p>　　5.3.2、程序的校驗與修改</p><p>　　在數(shù)控機床

44、上‘程序’目錄中找到所傳程序并選定該程序，按‘校驗’按鈕，在依次按下‘自動’‘循環(huán)’按鈕，開始校驗程序。程序正確準備加工。</p><p>　　5.3.3選定程序加工</p><p>　　選定校驗后的程序，打開冷卻液，依次按下‘自動’‘循環(huán)’按鈕，開始加工工件。</p><p>　　5.3.4工件的測量與調試</p><p>　　給定毛坯尺寸

45、為100mm×100mm。需加工工件外輪廓如圖5-3所示，工件粗加工至98mm×98mm，粗加工后測量尺寸發(fā)現(xiàn)比要求尺寸大0.03mm。為保證加工精度，需要修調參數(shù)；在實際操作過程中，我們是通過改變精加工的余量來保證精度，精加工路徑不變將精加工余量加0.03mm。</p><p><b>　　結論</b></p><p>　　本文運用Masterc

46、am軟件，通過建立三維模型、編程、加工仿真一系列，最終得到了較為合理的數(shù)控加工工藝程序。從選題開始，到后來的制定工藝、繪圖、編程、出程序直到完成設計，使我對ZJ-JGZX-01a連接座的設計加工有了更深的了解和掌握。我們的任務是對該零件進行工藝分析，然后編制出程序和加工。而其主要是針對銑削加工。數(shù)控銑削具有很大的靈活性，而且加工方法多樣化。我們在這次畢業(yè)設計中做出的只是以我們目前的水平認為還算合理的加工工藝、程序及加工方法。在本次設計先

47、從零件圖入手分析了零件圖給的技術要求，然后制定出一個工藝方案，接著就建出三維模型進行編程及加工方法，最后出程序加工。在此過程中對于發(fā)現(xiàn)工藝路線存在的不足之處，及時改正并提出合理的解決辦法；針對加工方法反復試驗最終確定；同時也熟練地應用了三維設計軟件。</p><p>　　總之，通過這次畢業(yè)設計，我綜合了專業(yè)知識，在設計中遇到了許多問題，通過自己查資料、咨詢老師、跟同學討論，最終得到解答，完成了設計。我從中認識到自

48、己的不足得到了收獲，這無疑是給自己最大的幫助，為我今后離開校園走上工作崗位奠定了基礎。 </p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　通過這一階段的努力，我的畢業(yè)論文《數(shù)控工藝規(guī)程設計及仿真加工》終于完成了，這意味著大學生活即將結束。在大學階段，我在學習上和思想上都受益非淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學和朋友的關心、支持和鼓勵是分不開的。

49、在本論文的寫作過程中，我的指導老師**老師傾注了大量的心血，從選題到開題報告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴格把關，循循善誘，在此我表示衷心感謝。同時我還要感謝在我學習期間給我極大關心和支持的各位老師以及關心我的同學和朋友。寫作畢業(yè)論文是一個再次系統(tǒng)學習的過程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新的學習生活的開始。我將銘記我曾是一名**專科學校的學子，在今后的工作中把**學校的優(yōu)良傳統(tǒng)發(fā)揚光大。感謝各位老師的批評指導。&l

50、t;/p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]方沂.《數(shù)控機床編程與操作》,國防工業(yè)出版社，1999年版 </p><p>　　[2]王愛玲等.《現(xiàn)代數(shù)控原理及控制系統(tǒng)》，國防工業(yè)出版社，2002年版 </p><p>　　[3]王愛玲等.《現(xiàn)代數(shù)控機床實用操作技術》，國防工業(yè)出版社，200

51、5年版 </p><p>　　[4]周濟,周艷紅.《數(shù)控加工技術》，國防工業(yè)出版社，2003.9 </p><p>　　[5]謬效果.《數(shù)控技術》，湖北科學技術出版社，2003.7 </p><p>　　[6]黃道業(yè).《數(shù)控銑床編程、操作及實訓》，合肥工業(yè)大學出版社，2005.8 </p><p>　　[7]陳德生.《機械制造工藝

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