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1、使用数控加工中心加工轮边减速器壳小面的工艺与编程南通航运职业技术学院机电系机械设计与制造专业毕业设计标题:使用数控加工中心加工轮边减速器壳小面的工艺与编程姓名:周圣院系:机电系专业:机械设计与制造（船舶配套设备）班级:机制3131学号：0615131042指导老师：曹将栋目录摘要第1章：数控加工中心概述1.1数控加工中心简介1.2加工中心分类1.3未来发展趋势第2章：设计说明书2.1课题2.2课题来源与内容2.3设计目的2.4加工工艺与编程过程第3章：机床操作3.1数控加工中心安全操作规程3.2机床开机3.3建立工件坐标系3.4刀具安装3.5设定刀具长度补偿值3.6设定刀具半径补偿值3.7手动

2、输入程序3.8储存卡输入程序3.9装夹工件及启动加工第4章：加工成果报告第5章：设计总结第6章：致谢摘要本论文基是于工作岗位实践进行的数控加工设计。数控加工中心机床已经广泛运用于工业生产的各个领域，三轴以上（包含三轴）的立体式切削加工方式使得它所能加工及生产的产品多种多样。本文将选取某零件，对其加工工艺，编程方式，操作过程做系统化的阐述。图纸使用AutoCAD2004制图软件绘制，所需要加工的位置有详细尺寸标注。该零件结构虽然简单，但能很大程度上展现数控加工中心机床的加工方式。由于技术水平有限，本论文将出现很多不足之处，望指导老师批评指教。关键词：数控加工 加工工艺 加工中心ABSTRACTT

3、his thesis is base on work practice to design the nc machining. CNC machining center machine tool has been widely used in various fields of industrial production, more than three axis (including three axis) of vertical machining in such a way that it can processing and production of a variety of pro

4、ducts. This paper will select some parts of the processing technology, programming, do systematically in this paper, the operation process. Drawing using AutoCAD2004 mapping software, the detailed dimension to the location of the required processing. The parts structure is simple, but to a large ext

5、ent CNC machining center machine tool processing way.Due to the limited technical level, will appear a lot of shortcomings, this paper hope to guide the teacher criticized me. KEYWORDS：Nc maching Processing technology Nc machine tool第一章：数控加工中心概述1.1数控加工中心简介数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床。数控加工中

6、心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。它的综合加工能力较强，工件一次装夹后能完成较多的加工内容，加工精度较高，就中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的510倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。数控加工中心是一种功能较全的数控加工机床。它把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。加工中心设置有刀库，刀库中存放着不同数量的各种刀具或检具，在加工过程中由程序自动选用和更换。这是它与数控铣床、数控镗床的主要区别。特别是对于必需采用工装和专机设备来保证产品质量和效率的工件。这

7、会为新产品的研制和改型换代节省大量的时间和费用，从而使企业具有较强的竞争能力。韩国大宇立式加工中心1.2加工中心分类加工中心常按主轴在空间所处的状态分为立式加工中心和卧式加工中心，加工中心的主轴在空间处于垂直状态的称为立式加工中心，主轴在空间处于水平状态的称为卧式加工中心。主轴可作垂直和水平转换的，称为立卧式加工中心或五面加工中心，也称复合加工中心。按加工中心立柱的数量分;有单柱式和双柱式(龙门式)。杭州友嘉龙门加工中心按加工中心运动坐标数和同时控制的坐标数分:有三轴二联动、三轴三联动、四轴三联动、五轴四联动、六轴五联动等。三轴、四轴是指加工中心具有的运动坐标数，联动是指控制系统可以同时控制运

8、动的坐标数，从而实现刀具相对工件的位置和速度控制。按工作台的数量和功能分:有单工作台加工中心、双工作台加工中心，和多工作台加工中心。按加工精度分:有普通加工中心和高精度加工中心。普通加工中心，分辨率为1m，最大进给速度1525m/min，定位精度l0m左右。高精度加工中心、分辨率为0.1m，最大进给速度为15100m/min，定位精度为2m左右。介于2l0m之间的，以5m较多可称精密级。 马扎克卧式加工中心1.3未来发展趋势A.加工中心高效、高精、高速的发展趋势随着国民经济飞速发展工业自动化，制造业向着高、精、尖方向发展，特别是汽车、船舶、纺织、电子技术、航空航天的迅猛发展，对机床的精度和生产

9、效率要求也越来越高，主轴转速12000r/min以上、快移速度大于40m/min的高效高精机床已经是机床行业流兴的趋势。B.立式加工中心五轴联动的趋势五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高，专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等行业，有着举足轻重的影响力。C.机床的复合化，与机器人的有效结合提高了生产效率为了提高生产效率，最大限度降低生产成本，把工业机器人同机床有效地结合在一起，让机器人从事简单而且重复的劳动，不但可以节省大笔的人工费用，同时，机器人不会疲劳且不会产生错误，因而对生产质量的稳定起到了很大的作用。D.机床更注重细节

10、处理和环境保护“绿色生态机床”是近年来机床行业的一种发展趋势，其强调了机床、环境、人三者之间的关系，目地是大幅度提高机床生产效率的同时降低对环境的影响和对操作者健康的危害。第二章：设计说明书2.1课题数控加工中心加工零件（轮边减速器小面）的工艺与编程2.2课题来源与内容主要针对客户要求对该零件进行批量生产（如图），该零件为重型卡车后轮轮边减速机构中的关键部件。尤其是轴心112mm大孔与周边5个28mm小孔有严格同轴度和位置度要求。能否达到设计要求，直接影响到差速机构行星轮系的啮合精度，而此精度是决定轮边减速机构优劣的关键。原工艺曾用钻模板限位钻孔后，在经过绞孔，虽然孔径能达到公差要求，但位置度

11、差，不能满足设计要求。现在改用立式加工中心机床加工。 轮边减速器壳成品 2.3设计目的 本课题为数控加工设计类课题，数控加工设计包含多方面的设计，本次毕业设计包含数控加工工艺与编程过程。 2.4加工工艺与编程过程 A.绘制加工简图（AtuoCAD2004）B.工序内容 （1）铣上平面。 （2）mm孔。 （3）mm及下端mm孔。 （4）mm半圆孔。 （5）10M106H内螺孔。 （6）M221.5螺孔（1个）。 （7）mm大孔。C.编程思路（1）5个mm孔，先预钻26mm，后粗镗27.5mm再精镗28mm，用N3、N5、N7程序段加工。（2）5个14mm孔在102mm全长上，共有三中孔径，最上方

12、为有效深21mm，中间段为mm有效深19mm，最下方为12mm通孔。工步为：13.7mm合金钻头深Z50.0mm（N9程序段）。再用12mm加长钻头钻通孔。最后用mm和mm两把精镗刀镗孔（N13和N15程序段）（3）使用子程序嵌套，即用子程序04501指令了5孔位置，同时再调用子程序04502完成一个钻孔过程，程序简洁明了，使用可靠。（4）为调整机床和刀具方便，将程序段号与使用刀具对应，即T01号刀使用N1程序段加工，T01=N1,T02=N2.，格式规范，便于查找修改程序和调整刀具。D.使用刀具T01100mm面铣刀。T0326mm钻头。T0527.5mm粗镗刀。T07mm精镗刀。T0913

13、.7mm合金钻头。T1112mm钻头。T13mm精镗刀。 T15mm精镗刀。T178mm立铣刀。T1916mm定心结。T218.4mm钻头。T23M10丝锥。T2520.4mm镶齿两刃枪钻。T27M221.5丝锥。T29mm精镗刀。 E.选用机床ACEV500S韩国大宇加工中心，系统为FANUC 18iM。加工简图见图11-1。 F.编写加工程序04500N100 G91 G40 G80 G49；M24； （排屑器开）G91 G30 Z0；M06 T01； （换T01100mm面铣刀）N1 G90 G00 G54 X0 Y0；G43 Z50.0 H01 S900 M03 T03；M08；G01

14、 Z3.0 F2000；G01 Z0 F1000； (工进到Z轴零点平面）G01 X90.0 F200；G02 I90.0 F220； （铣上平面）G00 Z50.0 M09；G91 G30 Z0；M06； （换T0326mm钻头）N3 G90 G00 G54 X0 Y0；G43 Z50.0 H03 M03 S300 T05；M08；M98 P4501； （用子程序预钻528mm孔） G00 Z100.0 M09；G91 G30 Z0；G91 G30 X0 Y0；M06； （换T0527.5mm粗镗刀）N5 G90 G00 G54 X0 Y0；G43 Z50.0 H05 S600 M03 T7

15、；M08；M98 P4501； （用子程序粗镗528mm孔）M09；G91 G30 Z0；G91 G30 Y0；M06； （换T0728mm精镗刀）N7 G90 G00 G54 X0 Y0；G43 Z50.0 H07 S800 M03 T9；M08；M98 P4501； （用子程序精镗528mm孔）M09；G91 G30 Z0；G91 G30 YO；M06； （换T0913.7合金钻头）N9 G90 G00 G54 X0 Y90.0；G43 Z50.0 H09 S600 T11；M08；G83 G99 Z55.0 R4.0 Q35.0 F60； （使用钻孔循环功能）M98 P4503 （用子程

16、序钻414mm孔）G80 G00 Z100.0 M09；G91 G30 Z0；M06； （换T1112mm钻头）N11 G90 G00 G54 X0 Y90.0；G43 Z50.0 H11 M03 S560 T13；M08；G01 Z10.0 F1000；G01 G98 Z105.0 R50.0 Q20.2 F60； （钻孔循环）M98 P4503； （用子程序钻最下边12mm孔）G80 G00 Z100.0 M09； G91 G30 Z0；M06； （换mm精镗刀）N13 G90 G00 G54 X0 Y90.0；G43 Z50.0 H13 S800 M03 T15；M08；G82 G99

17、Z21.0 R4.0 P2000 F60； （用G82钻孔循环功能）M98 P4503； （用子程序精镗上部分4个mm孔）G80 G00 Z100.0 M09；G91 G30 Z0；M06； （换mm精镗刀） N15 G90 G00 G54 X0 Y90.0；G43 Z50.0 H15 S800 M03 T17；M08；G82 G99 Z40.0 R3.0 P2000 F60；M98 P4503； （精镗下部分4个mm孔）G80 G00 Z100.0 M09；G91 G30 Z0；M06； （换T178mm立铣刀）N17 G90 G00 G54 X39.382 Y54.204；G43 Z50.

18、0 H17 S600 M03 T19；M08；G81 G99 Z10.6 R3.0 F40； （用钻孔方式插铣8mm半孔）X39.382 Y54.204；X63.721 Y20.704；X0 Y67.0；G98 X63.721 Y20.704；G80 G00 Z100.0 M09；G91 G30 Z0；M06； （换T1916mm定心结）N19 G90 G00 G54 X104.0 Y0；G43 Z50.0 H19 M03 S1000 T21；M08；G81 G99 Z5.0 R3.0 F100； （预钻10个M10中心孔） M98 P4504； （指定孔位置） G80 G00 Z100.0

19、M09； G91 G30 Z0； M06； （换T218.4mm钻头） N21 G90 G00 G54 X104.0 Y0； G43 Z50.0 H21 M03 S800 T23； M08； G81 G99 Z16.0 R3.0 F40； （钻10M10螺孔） M98 P4504； （子程序指令孔位置） G80 G00 Z100.0 M09； G91 G30 Z0； M06； （换T23M10丝锥） N23 G90 G00 G54 X104.0 Y0； G43 Z50.0 H23 M03 S200 T25； M08； M29 S200； G84 G99 Z12.0 R4.0 F300； （攻螺

20、孔10M10） M98 P4505； （指定孔位置） G80 G00 Z100.0 M09； G91 G30 Z0； M06； （换T2520.4mm枪钻） N25 G90 G00 G54 X0 Y118.0； G43 Z50.0 H25 M03 S500 T27； M08； G01 Z3.0 F2000； Z25.0 F60； （钻M221.5螺孔） Z50.0 F2000 M09；G91 G30 Z0； M06； （换M221.5丝锥） N27 G90 G00 G54 X0 Y118.0； G43 Z50.0 H27 M03 S200 T29； M08； M29 S200； G84 G98

21、 Z26.0 R5.0 F300； （攻螺纹M221.5） G80 G00 Z100.0 M09； G91 F30 Z0； M06； （换T29112mm精镗刀） N29 G90 G00 G54 X0 Y0； G43 Z50.0 H29 M03 S400 T1； M08； G01 Z3.0 F2000； Z25.0 F40； （精镗112mm孔） G00 Z100.0 M09； G91 G30 Z0； G91 G30 X0 Y0； M06； M25； （排屑器关） M30； 子程序（1） 04501 （5mm孔） X47.61 Y65.53； （第一孔位置） M98 P4502； （完成一个加

22、工循环） X77.036 Y25.03； （第二孔位置） M98 P4502； X0 Y81.0； （第三孔位置） M98 P4502； X77.036 Y25.03； （第四孔位置） M98 P4502； X47.61 Y65.53； （第五孔位置） M98 P4502； M99； 子程序（2） 04502 G01 Z3.0 F2000； Z30.0 F60； （进刀） Z71.0 F2000； （越过中间空刀部分） Z111.0 F20； （进刀） G00 Z50.0； M99； 子程序（3） 04503； （5mm，孔位置） X85.595 Y27.812； X52.901 Y72.81

23、2； X50.977 Y74.171； X85.595 Y27.812； M99； 子程序（4） 04504 （10M10-6H，螺纹孔位置） X84.138 Y61.13； X32.138 Y98.91； X32.138 Y98.91； X84.138 Y61.13； X104.0 Y0； X84.138 Y61.13； X43.952 Y94.256； X43.952 Y94.256； X84.138 Y61.130；M99；第3章：机床操作3.1数控加工中心机床安全操作规程 （1）工作前按照规定穿戴好防护用品，扎好袖口，不准围围巾，所有员工应带好工作帽，女生将头发塞入帽内。（2）检查切削

24、液，液压油和润滑油的液量，发现不足及时添加，气动系统压力应保持在0.5-0.6Mpa. （3）操作前检查所有压力表，检查操作面板上的开关、指示灯以及安全装置是否正常，在需需手工润滑的地方添加润滑油。四、检查机床各坐标轴回零会否正常，空运转10-15分钟以上，一切正常后方可操作。 （4）操作前检查所有压力表，检查操作面板上的开关、指示灯以及安全装置是否正常，在需需手工润滑的地方添加润滑油。 （5）严禁私自对机床参数进行修改，以防机床不正确的运行，造成不必要的事故。（6）在手动进给时，一定要弄清正负方向，认准按键，方可操作。（7）自动换刀前，首先检查显示的主轴上哦刀号，刀库对应的刀座上不能安装有刀

25、，其次检查刀库是否乱刀（刀库上的标号与控制器内的刀不对应），避免主轴与刀柄相撞。（8）在运行任何程序之前，要先检查程序有无差错并对刀，设置好到补，使工件零点、编程零点重合，并使刀具在工件的上表面以上。（9）加工中，须自始至终地监控机床运行，坚守岗位，精心操作，不做与工作无关的事，因事离开机床要停车，发现异常情况应及时按下“急停开关”并报相关人员，清查愿意，排除故障后方可重新运行加工。（9）不准带手套操作，严禁用气枪对人吹气及玩耍等。（10）在机床以自动模式运行时，不要随意碰触任何按钮。（11）机床在运行过程中，不得用手摸加工面和刀具，严禁打开机床的防护门，以免发生危险。（12）测量工件、清除切

26、屑、调整工件、装卸刀具等必须把工作台退到安全位置，在停机状态进行，以免发生事故。（13）首检加工完成后，进行自检，自检合格后再送检，检验员判定合格后再生产，如果判定的产品不合格，及时报告生产主管，来进行调整。（14）加工完毕，应把刀库中的刀具卸下，把调整卡或程序编号入库，并加好防锈油。（15）经常清除机床上的铁屑、油污、保持导轨面、滑动面、转动面、工作台面清洁。（16）离开机床前要打扫干净工作场所，擦拭干净机床，应注意保持机床及控制设备的清洁，做好交接班。3.2机床开机 （1）打开加工中心的电源开关（在机床后方，电源开关应向顺时针方向旋转90）。 （2）打开系统面板（按下控制面板上左中位置的白

27、色按钮）。 （3）将主轴倍率开关旋转到100，将进给倍率开关旋转到100。 （4）旋开【紧急停止红色按钮】。 （5）用专用的程序钥匙打开【程序开关】（在系统面板的右下角，顺时针方向旋转）。 （6）按下【POS】键，按下【JOG】键，按下【ZRN】键，进行机床回零工作。先回+Z轴方向，按住【+Z】直到按键上的【绿色灯】熄灭即可，然后+X轴、+Y轴，回零按照上述方式即可。 （7）按下【ZRN键】（回零），使灯熄灭。 （8）手动方式，将工作台回到安全位置（负方向，先回-X，再是-Y、-Z）。操作前检查所有压力表，检查操作面板上的开关、指示灯以及安全装置是否正常，在需需手工润滑的地方添加润滑油。3.3

28、建立工件坐标系 Z向坐标的设定方法：（1）打开程序保护锁（用程序开关钥匙）。（2）在主轴上装一把标准刀具（一般把一号刀作为标准刀）。（3）主轴不启动。（4）选择手轮方式【HND】，用手轮慢慢向下移动Z轴，使刀具轻轻接触到工件零点处。（5）按【OFS/SET】偏置设定功能键。（6）按屏幕下方的【坐标系】软键。（7）把光标停在欲设定的工件坐标系处，比如G54。（8）按地址键【ZW】，按数字键0。 （9）按屏幕下方的软键【测量】，即完成Z向坐标的设定。 X向的坐标设定方法： （1）打开程序保护锁（用程序开关钥匙）。 （2）在主轴上装上寻边器。 （3）主轴正动。（4）选择手轮方式【HND】，用手轮慢慢

29、向下移动Z轴，使寻边器轻轻接近到工件上表面处，又移动X正方向刀工件右侧，再移动Z的负方向，时寻边器的测头移到能测得位置，又慢慢移动X负方向，使偏心寻边器的偏心轴和寻边器的带动轴同心，这时读取机床坐标系中的X轴的坐标数据（如：-355.457）；用同样方式将寻边器移到工件的另一侧面，来找正，读取机床坐标系中的X轴的另一坐标数据（如：-367.457）；将上述两个数据的绝对值相加除2。（5）按【OFS/SET】偏置设定功能键。（6）按屏幕下方的【坐标系】软键。（7）把光标移到G54工件坐标系X数据框处，输入数据。（8）、按屏幕下方的【输入】软键，即完成X向坐标的设定。（9）Y向的坐标设定方法等同于

30、X向的坐标设定方法。3.4刀具安装 （1）按【JOG】软键，用手动方式将主轴高度移动到略高于刀库处（以主轴装刀锥孔外端面为准，并以刀库为参照）。 （2）用MDA方式，按下【PROG】软键，输入T2M06【EOB】，按下【INSERT】，按系统面板下方圆形【绿色】启动按钮。 （3）用MDA方式，按下【PROG】软键，输入M25【EOB】，按下【INSERT】，按系统面板下方圆形绿色启动按钮，这时上方的【绿色按钮灯】亮，将二号刀对准主轴锥孔内（刀柄侧面凹槽对准主轴矩形带动键），按主轴上方【绿色亮灯】按钮，这时二号刀就装入主轴上了。输入T1M06【EOB】，按下【INSERT】，按系统面板下方圆形绿色启动按钮，这时二号刀就自动地装入刀库的二号刀位上了。（4）其它各刀装入刀库的方法同上。3.5设定刀具