数控零件加工编程及机床夹具设计说明书 毕业设计.docx

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数控零件加工编程及机床夹具设计说明书毕业设计

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1专用夹具设计任务

本次专用夹具设计任务是建立在被加工零件的工艺流程已经确定的前提下进行的专用夹具设计，具体零件及工艺加工工艺过程卡片如下：

此零件为（零件简要说明）,其具体结构及工程图如下：

夹具设计零件图

夹具设计零件工艺图

经指导老师指导了解到此零件夹具为钻夹具，其工程图如下

2夹具设计

2.1零件分析及夹具方案对比

采用6点定位原理固定零件，用一个滑动V型块固定他在水平方向的移动。

用定位套固定他在垂直方向的移动。

滑动V型块是用螺纹螺旋夹紧的方式来控制的，在固定后，利用螺纹的自锁，防止由于加工过程中受力，是滑动V型块滑动，造成误差和工件的损坏。

2.2定位基准的选择

零件的下端面。

2.3切削力及夹紧力计算

V型块的加紧力和刀具进给时的切削力。

根据静力学平衡原理列出静力平衡方程式，就可以计算出夹紧力。

2.4定位误差分析

（1）定位误差（Δdw）的计算：

Δjb：

∵定位基准重合∴Δjb＝0

Δdb：

Δdb＝1/2（ΔD＋Δd＋Δmin）

＝1/2（0.027＋0.009＋0）

＝0.018

Δdw：

∵Δjb和Δdb相关∴Δdw＝0.018

∵Δdw≤1/3T∴满足要求。

孔的内壁和下底面的垂直度要求

2.5夹具设计及操作说明

夹具底座

固定轴

轴套

轴套

滑动V型块

转动手柄

夹具三维装配图

二、手工编程

任务来源：

已知毛坯是外径φ40mm的铝棒，割刀宽4mm。

试编写该零件的加工程序并进行图形模拟。

图1

1、工艺分析

图中所示为阶梯轴零件，其成品的最大直径为36mm，由于直径较小，可采用40mm圆柱棒料加工后切断即可。

图中尺寸

18，

24，

36，75有尺寸要求，因此在编程前应该分别对这些尺寸进行数学处理为

17.99

23.99

36.01和74.985带入程序

由于阶梯轴零件径向尺寸变化较大，应注意使用恒线速度切削功能的应用，以提高加工质量和生产效率。

由于被加工零件的材料为铝件，因此在选择刀具应该选择较大的刀具前角和后角。

同时对于加工切削速度的选择，应该在机床允许的范围内选择较高的切削速度。

根据零件的加工要求，轮廓粗、精车均采用可转位硬质合金93°偏头外园车刀，切断采用宽4mm机夹硬质合金切断刀，螺纹采用高速钢螺纹车刀。

具体过程见下表。

加工步骤

加工内容要求

刀具

主轴转速（r/min）或切削速度（m/min）

进给量

（mm/r）

备注

1

粗车外轮廓，留单面余量0.2mm

T01转位硬质合金93°偏头外园车刀

1200r/min

0.5

2

精车外轮廓至要求

T01转位硬质合金93°偏头外园车刀

120m/min

0.15

G96恒线速度

3

切6mm宽退刀槽

T02机夹硬质合金切断刀

120m/min

0.2

4

车M30X2螺纹

T03螺纹车刀

800r/min

G76

5

切断

T02机夹硬质合金切断刀

120m/min

0.2

2、加工程序

车削加工程序卡

零件号

0001

零件名称

阶梯轴

编制日期

2008-3-30

程序号

O0001

编制人

姓名***

序号

程序内容

程序说明

N10

G50X50Z50

工件坐标系设定

N20

TO1O1S1200M03F0.5

调用T01车刀，主轴预启动，设定工艺参数

N30

G50S2000

设定最高主轴转速2000r/min

N40

G00X42Z0

接近工件

N50

G01X-1

切断面

N60

Z2

退刀

N70

G00X50Z10

进入切削循环起点

N80

G71U1R0.5

N90

G71P100Q240U0.4W0.2

N100

G00X0

外轮廓精加工程序开始

N110

G96S120F0.15

设定精加工恒线速度120m/min,F0.15

N120

Z2

N130

G01Z0

N140

G03X17.99Z-8.995R8.995

N150

G01Z-15

N160

X21

N170

X23.9Z-37.5

N180

Z-46.5

N190

X27

N200

X30Z-48

N210

Z-66.5

N220

X36.01

N230

Z-81

N240

N20X41

外轮廓精加工程序结束

N250

N30G70P100Q240

N260

M30

3：

机床模拟

（1）设置毛坯

启动斯沃数控软件后选择FUNUC0iT数控系统，进入主界面，考虑到工件切断及装夹要求，故选择毛坯尺寸为40X125的棒料，如下图：

（2）刀具选择

T01刀具：

T02刀具：

T03刀具：

（3）刀具补正设置

分别用T01T02T03刀具使用试切法获得刀具长度补正，其长度补正分别为

T01：

X=-260Z=-470.833

T02：

X=-260Z=-475

T03：

X=-260Z=-476.002

由于本程序加工使用了G50指令设置加工坐标系，T01为主刀具，因此其刀具长度补偿为0，而其它刀具和它的差为各自的刀具长度补偿。

调整刀具长度补偿分别为

T01：

X=0Z=0

T02：

X=0Z=-4.167

T03：

X=0Z=-5.169

并输入相应的刀具长度补偿寄存器中，如下图所示：

（4）：

坐标系设置

由于本程序加工使用了G50指令设置加工坐标系，因此坐标系G54设置为0，0，0

（5）：

程序输入

（6）：

模拟结果

三、自动编程

1：

任务来源

图6：

连杆

　　要求：

采用两种加工方式来进行自动编程及模拟。

掌握刀具参数、切削参数、各种加工方式的参数的修改。

2：

加工工艺分析及规划

本零件为一连杆模具的凸模，采用UG软件进行计算机辅助自动编程来加工零件的外形。

其主要内容为确定从粗加工到精加工的流程及加工余量的分配，同时选择合适的刀具和加工工艺参数和切削方式，并进行切削仿真和后置处理以生成供数控机床加工的数控代码文件。

首先分析被加工零件的几何形状，被加工零件为连杆凸模，在进行NC加工之前应先完成加工毛坯的预加工为220X100X50长方体，由该零件形状特点，可以选择机用台钳对工件底部20mm的部分进行装夹。

该零件的形状较为复杂，其顶部有限制刀具进入的凹槽，和球形的曲面。

其凹槽部位的最小侧边的圆角半径为4.75mm，底部的圆角半径为2mm，因此其形状限制了选择的精加工刀具的最大直径为8mm的铣刀，同时为了加工出2mm的圆角，该8mm的铣刀必须磨2mm的圆角。

同时对于球形的曲面为了便于加工必须选择球刀进行加工。

对于粗加工，考虑到精加工的刀具直径，选择16mm的铣刀。

具体加工流程见下表

加工步骤

加工内容要求

刀具

加工方式

备注

1

粗铣加工留单面余量0.5mm

16mm硬质合金铣刀

FOLLOWPERIPHERY型腔铣

每层2mm

2

半精铣留单面余量0.1mm

8mm硬质合金铣刀带2mm圆角

PROFILE型腔铣

每层0.5mm

3

精铣零件所有表面

8mm球道

FIXED_CONTOUR固定轴铣

刀轨间距0.5mm

3：

参数设置

：

加工坐标系设置

为了便于加工坐标系的找正，加工坐标系设置在零件的上表面的中心处

：

加工几何体的设置

：

刀具设置

：

加工余量设置

：

粗加工参数设置

：

半精加工参数设置

：

精加工参数设置

4：

软件模拟

：

粗加工

：

半精加工

：

精加工

5:

后置处理

6：

NC代码（部分）

%

N0010G40G17G90G70

N0020G91G28Z0.0

:

0030T00M06

N0040G0G90X0.0Y2.4033S0M03

N0050G43Z.3937H00

N0060Z.1181

N0070Z.0472

N0080G1Z-.0709F9.8M08

N0090Y2.0018

N0100X4.3307

N0110G2X4.364Y1.9685I0.0J-.0333

N0120G1Y-1.9685

N0130G2X4.3307Y-2.0018I-.0333J0.0

N0140G1X3.0852

N0150Y-1.5884

N0160G3X3.0847Y1.5884I-1.1162J1.5882

N0170G1X3.9506

N0180Y-1.5884

N0190X3.0852

N0200Y-2.0018

N0210X-4.3307

N0220G2X-4.364Y-1.9685I0.0J.0333

N0230G1Y1.9685

N0240G2X-4.3307Y2.0018I.0333J0.0

N0250G1X0.0

N0260Y1.5884

N0270X.8487

N0280G3X.8505Y-1.5884I1.1199J-1.5878

…

指导老师评语：