毕业设计（论文）典型工件的数控铣床加工

毕业论文（设计）课题名称 典型工件的数控铣床加工 系 别 机电系 专 业 数控机床应用 班 级 07数控C班 学 号 0732236323 学生姓名 指导教师 完成日期 2010年 5 月 10 日 广州科技贸易职业学院教务处制广州科技贸易职业学院毕业论文（设计）任务机电 系 数控 专业 兹发给 C 班 同学毕业论文（设计）任务书，内容如下：1、 毕业论文（设计）题目： 铣床第2个零件的数控铣削加工 2、应完成的项目： 零件图分析，零件加工工艺分析，零件加工CAM仿真及加工。 3、 参考资料以及说明： (1)机械设计基础，(2)模具设计制造， (3)数控编程加工技术。 机械设计类相关书籍，数控专业书籍。 4、本毕业论文（设计）任务书于 2010 年 3 月 1 日发出，应于 2010 年 5 月 10 日前完成。（论文：附后）指导教师签名： 年 月 日系主任签名： 年 月 日广州科技贸易职业学院毕业论文（设计）题目： 系别： 班级： 学生： 系主任： 指导老师： 职称： 毕业论文（设计）评语： 指导教师签名：年 月 日成绩评定： 系负责人签名： 年 月 日摘 要摘要：大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展，提高综合国力和国家地位的重要途径。数控加工工艺设计的主要任务是制订加工工艺规程，也是数控机床加工前的准备工作。工艺规程是规定零件、走刀路线、刀具尺寸以及机床的运动过程。因此，是编程人员对数控机床的性能、制造工艺过程和操作方法具有指导性的工艺文件。数控机床加工的程序是数控机床的指令性文件。数控机床加工程序不仅要包括零件的工艺过程，而且还要包括切削用量的选择、运动方式、刀具系统、切削规范以及工件的装夹方法。工艺规程定得合理与否，对程序编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要影响。因此，应遵循一般的工艺原则并结合数控机床的特点认真而详细地制订数控加工工艺。本设计结合一具体零件进行了零件图分析，加工设备、刀具、工装的选择，切削速度、进给量、背吃刀量等参数的选择，制订了零件的数控加工工艺；根据所选择机床的指令系统编写了零件的加工程序。关键词：数控技术；数控铣床；数控加工。ABSTRACTAbstract：Efforts to develop advanced numerical control technology as the core manufacturing technology has become the worlds developed countries to accelerate economic development, enhance overall national strength and an important way to statehood.NC machining process design the main task is to develop a point of order processing, CNC machining is the preparation before.Process planning is to provide spare parts, moving path, size, and machine tool movement.So, is the programmer on the performance of CNC machine tools, manufacturing processes and operating methods of guiding the process file.CNC Machining CNC machine tool program is mandatory documents.NC machining program including the parts not only process, but also including the choice of cutting, sport, and tool system, cutting regulations, and the workpiece clamping method.Process specification will be reasonable or not, on programming, machine tool processing efficiency and processing precision parts have a significant impact.Therefore, the process should follow the general principles and the characteristics of CNC machine tools combined with careful and detailed development CNC machining process.Specific parts of the design with a parts diagram for the analysis, processing equipment, cutting tools, tooling selection, cutting speed, feed rate, back to eat the choice of parameters such as knives, developed parts of the NC machining process; according to the selected machine toolThe instruction processing parts prepared.Keywords: NC technology; CNC milling machine; CNC machining.目 录第1章 数控铣床的组成部分21.1 数控铣床的机械结构21.2 数控铣床的分类31.2.1 按主轴的位置分类31.2.2 按构造上分类41.3 数控铣床在结构上的特点5 第2章 华中数控系统功能特点72.1 显示功能72.2 编辑功能72.3 加工功能72.4 华中数控系统编程指令特点82.4.1 指令特点82.4.2 螺旋类加工插补82.5 数控铣床的主要操作过程112.5.1 返回参考点操作112.5.2 手动操作112.2.3自动操作122.5.4 程序的输入的方法122.5.5.数控铣床的保护15 第3章 加工图样与分析143.1针对工件的主要特点进行加工工艺路线分析143.1.1加工工序分析143.1.2 加工路线的确定153.1.3 材料加工与刀具要求153.1.4刀具列表163.2选用毛坯，绘制实体图163.2.1选用毛坯163.2.2绘制实体图163.2.3 建立坐标系163.2.4 基点183.2.5 节点18 第4章 数控编程184.1.加工前准备204.1.1定义毛坯204.1.2设置刀具204.2 编程加工214.2.1 加工步骤214.2.2 轨迹生成214.3轨迹仿真294.4 G代码生成29 第5章 总 结31 参考文献32 致 谢33广州科技贸易职业学院毕业论文 学生姓名 林潜橙 典型工件的数控铣床加工第1章 数控铣床的组成部分1.1 数控铣床的机械结构数控铣床的机械结构，如图1-1-1除铣床基础部件外，由下列各部分组成：主传动系统；进给系统；实现工件回转、定位装置和附件；实现某些部件动作和辅助功能的系统和装置，如液压、气动、润滑、冷却等系统和排屑、防护等装置；图1-1-1铣床基础件称为铣床大件，通常是指床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台等。它是整台铣床的基础和框架。铣床的其他零部件，或者固定在基础件上，或者工作时在它的导轨上运动。其他机械结构的组成则按铣床的功能需要选用。数控铣床是一种加工功能很强的数控机床，目前迅速发展起来的加工中心、柔性加工单元等都是在数控铣床、数控镗床的基础上产生的，两者都离不开铣削方式。由于数控铣削工艺最复杂，需要解决的技术问题也最多，因此，人们在研究和开发数控系统及自动编程语言的软件系统时，也一直把铣削加工作为重点。1.2 数控铣床的分类1.2.1 按主轴的位置分类（1） 数控立式铣床如图1-2-1图1-2-1数控立式铣床在数量上一直占据数控铣床的大多数，应用范围也最广。从机床数控系绕控制的坐标数量来看，目前3坐标数控立铣仍占大多数；一般可进行3坐标联动加工，但也有部分机床只能进行3个坐标中的任意两个坐标联动加工(常称为2.5坐标加工)。此外，还有机床主轴可以绕X、Y、Z坐标轴中的其中一个或两个轴作数控摆角运动的4坐标和5坐标数控立铣。（2） 卧式数控铣床如图1-2-2图1-2-2与通用卧式铣床相同，其主轴轴线平行于水平面。为了扩大加工范围和扩充功能，卧式数控铣床通常采用增加数控转盘或万能数控转盘来实现4、5坐标加工。这样，不但工件侧面上的连续回转轮廓可以加工出来，而且可以实现在一次安装中，通过转盘改变工位，进行“四面加工”。（3）立卧两用数控铣床如图1-2-3图1-2-3目前，这类数控铣床已不多见，由于这类铣床的主轴方向可以更换，能达到在一台机床上既可以进行立式加工，又可以进行卧式加工，而同时具备上述两类机床的功能，其使用范围更广，功能更全，选择加工对象的余地更大，且给用户带来不少方便。特别是生产批量小，品种较多，又需要立、卧两种方式加工时，用户只需买一台这样的机床就行了。1.2.2 按构造上分类（1） 工作台升降式数控铣床这类数控铣床采用工作台移动、升降，而主轴不动的方式。小型数控铣床一般采用此种方式。（2） 主轴头升降式数控铣床这类数控铣床采用工作台纵向和横向移动，且主轴沿垂向溜板上下运动；主轴头升降式数控铣床在精度保持、承载重量、系统构成等方面具有很多优点，已成为数控铣床的主流。（3） 龙门式数控铣床如图1-2-4这类数控铣床主轴可以在龙门架的横向与垂向溜板上运动，而龙门架则沿床身作纵向运动。大型数控铣床，因要考虑到扩大行程，缩小占地面积及刚性等技术上的问题，往往采用龙门架移动式。图1-2-41.3 数控铣床在结构上的特点（1）控制机床运动的坐标特征为了要把工件上各种复杂的形状轮廓连续加工出来，必须控制刀具沿设定的直线、圆弧或空间的直线、圆弧轨迹运动，这就要求数控铣床的伺服拖动系动能在多坐标方向同时协调动作，并保持预定的相互关系，也就是要求机床应能实现多坐标联动。数控铣床要控制的坐标数起码是3坐标中任意两坐标联动，要实现连续加工直线变斜角工件，起码要实现四坐标联动，而若要加工曲线变斜角工件，则要求实现5坐标联动。因此，数控铣床所配置的数控系统在档次上一般都比其他数控机床相应更高一些。（2）数控铣床的主轴特征现代数控铣床的主轴开启与停止，主轴正反转与主轴变速等都可以按程序介质上编入的程序自动执行。不同的机床其变速功能与范围也不同。有的采用变频机组(目前已很少采用)，固定几种转速，可任选一种编入程序，但不能在运转时改变；有的采用变频器调速，将转速分为几档，程编时可任选一档，在运转中可通过控制面板上的旋钮在本档范围内自由调节；有的则不分档，程编可在整个调速范围内任选一值，在主轴运转中可以在全速范围内进行无级调整，但从安全角度考虑，每次只能调高或调低在允许的范围内，不能有大起大落的突变。在数控铣床的主轴套筒内一般都设有自动拉、退刀装置，能在数秒种内完成装刀与卸刀，使换刀显得较方便。此外，多坐标数控铣床的主轴可以绕X、Y或Z轴作数控摆动，也有的数控铣床带有万能主轴头，扩大了主轴自身的运动范围，但主轴结构更加复杂。第2章 华中数控系统功能特点2.1 显示功能A、实体图形显示功能：华中HNC-21T系统，可根据用户选择的不同形状刀具，对用户自定义大小的毛坯，进行仿真加工。B、图形轨迹显示功能：可根据加工程序显示刀具运行轨迹C、正文显示功能：可显示当前运行程序，帮助操作者更好了解机床的运行状况。D、大字符、坐标联合显示功能：可显示刀具在机床坐标系、工件坐标系下的指令值、实际值，还可显示刀具运行各段程序时的剩余值。E、其他显示功能：可显示当前运行程序名；当前运行程序行号；工件坐标零点的坐标值；刀具实际进给速度；实际主轴转速；当前刀具号；主轴速度、进给速度、快移速度的修调率等。F、可显示当前编辑程序行的实际行号、列号。2.2 编辑功能A、可实现G代码程序（包括高级宏程序）单个字符的编辑，更方便程序的编辑、修改操作。B、除便捷的新建程序、保存程序、删除程序、程序另存功能外，还可将程序中的部分内容通过快捷键进行块定义、拷贝、粘贴（也可粘贴到系统下其他G代码程序中）。C、可用分号屏蔽程序段的运行，程序中可显示注释。D、系统程序存储量大，系统标准配置内存32MB。E、具有后台编辑功能：在加工过程中，可以在后台进行程序编辑。F、具有蓝图编辑功能。2.3 加工功能A、小线段高速连续插补功能（G64指令）：可高速圆滑拟合小线段程序的轨迹，十分利于CAM生成的小线段程序的加工。B、断点保存功能、任意指定行加工的功能、程序跳段功能。2.4 华中数控系统编程指令特点2.4.1 指令特点A、G01、G02（G03）：除基本的直线、圆弧插补功能外，还可倒角、倒圆。B、华中数控HNC-21T（车床系统）还有直径、半径编程指令G36、G37；螺纹加工G32指令；固定循环G80、G81、G82；复合循环G71、G72、G73、G76；恒线速度控制指令G96、G97、G46等。其中需关注的是：G36、G37指令可在同一个程序中实现直径、半径编程的转换；复合循环G71、G72指令的刀具轨迹，可完成每层粗切时的残料加工，满足现代加工中余量均匀的要求，有利于刀具寿命和加工精度。C、华中数控HNC-21M（铣床系统）还有绝对编程、增量编程G91、G90指令；坐标系设定G92指令；坐标系选择G54G59指令；刀具长度补偿功能G43、G44、G49；螺旋线插补功能；极坐标G38指令；镜像功能G24、G25；缩放功能G50、G51；旋转功能G68、G69；钻、镗、铰、鍃等孔类加工的固定循环指令G73、G74、G76、G80G89等。D、刀具半径补偿功能G41、G42、G40：运用该功能时注意加入或取消补偿的时机；加入后必须取消；加入或取消时刀补平面内的移动轴必须有足够的移动距离；可以在下刀前加入，也可在抬刀后取消，但不可在下刀或抬刀过程中加入或取消。E、华中数控系统强大的运算能力，保证了便捷的宏程序的功能，循环语句WHILE的运用，是编辑宏程序的基础。华中车床系统的宏程序可以用于G71等复合循环中，车、铣系统的宏程序中均可加入刀具半径补偿，应用过程中注意刀具干涉的处理。2.4.2 螺旋类加工插补（1） 指令格式及其应用A、指令格式螺旋插补功能是各类加工中心或数控铣床的数控系统所具有的一个基本功能。华中系统和FANUC系统的螺旋插补指令如下： G17G02XY一ZIJF G17G03X_Y_Z_I_J_F_B、在数控加工中的应用在数控铣削加工中，螺旋插补指令主要用于铣槽时的螺旋式下刀、加工螺纹等。 以铣代镗精铣内轮廓螺旋插补指令用于螺旋铣削圆形内轮廓时，因刀具轨迹连续，故可提高轮廓侧面的加工质量（不存在分层时的接刀痕迹），同时只要求很小的开始空间。此外，使用这种方法，可以用一把铣刀加工多个不同尺寸的孔。铣槽加工的螺旋下刀铣槽加工属于粗加工。常规的工艺是先预钻一孔，然后铣刀在此预钻孔中下刀。若采用螺旋下刀，则无需预钻孔。从而简化了工艺，减少了刀具数量和换刀次数。如图2-4-1图2-4-1铣削螺纹使用成型的螺纹铣刀沿螺旋插补轨迹进行螺纹铣削加工。C、应用中存在的问题执行螺旋插补指令后形成的刀具轨迹如图1所示。显然，本指令只适用于一圈以内的螺旋线。对于多圈螺旋线，则需要多段程序才可完成，从而编程较为麻烦；同时因为控制螺距或螺纹升角而易导致出现顶刀等事故。随着数控技术的发展，先进的数控系统不仅能向用户编程提供一般的准备功能和辅助功能，而且可为编程提供扩展数控功能的手段。HNC-21 M华中世纪星数控系统的宏指令编程，应用灵活，形式自由，具备计算机高级语言的表达式、逻辑运算及类似的程序流程，使加工程序简练易懂，实现普通编程难以实现的功能，可大大提高编程效率，扩展了数控系统的功能。（2）螺旋升角对加工的影响A、粗加工时的切削状态在图2中，采用螺旋插补方式下刀，此时则可用键槽铣刀直接实现铣槽加工。在铣槽的粗加工中，刀具受力状况如图4所示。图中： FxFcos FZFsin 式中F螺旋下刀时的切削力 FX侧向分力 Fz轴向分力 螺旋升角 若增大，则Fz增大，从而可能产生“顶刀”现象，严重时则可能折断刀具。因此，不能过大。B、精加工时的切肖11状态图3为螺旋插补用于精加工时的切削状态。在精加工时，在层降相同的情况下，不同的螺旋升角，参与切削的切削刃长度不同，产生的切削力也不同。螺旋角较大时，因参与切削的侧刃较长，切削力则较大，易使刀具产生倾斜，从而影响工件的形位精度。综上所述，无论粗加工还是精加工，螺旋插补时螺旋升角均不能过大。螺旋插补功能的优化。如图2-4-2图2-4-2由前分析可知，螺纹升角是确保螺旋插补功能实现和加工安全的重要参数。而数控系统的螺旋插补指令无法自动控制此参数，因此无法确保加工安全。下面以华中HNC-21 M系统为例，利用宏程序对螺旋插补指令进行优化。A 变量简介用户宏程序是加工编程的重要补充。HNC -21M华中世纪星数控系统变量表示形式为后跟14位数字。变量种类有3种： 局部变量#1-#49是在宏程序中局部使用的变量，用于存放宏程序中的数据，断电时丢失为空。 全局变量用户可以自由使用#50 #199，它对于由主程序调用的各子程序及各宏程序来说是可以公用的，可以人工赋值，有断电为空与断电记忆两种。 系统变量由后跟4位数字来定义，它能获取包含在机床处理器或NC内存中的只读或读写信息，包括与机床处理器有关的交换参数、机床状态获取参数、加工参数等系统信息。 编程中变量的用途有4个：运算、递增量或递减量、条件判别语句和循环语句中的条件表达式、变量赋值。B 动作优化及程序框图 动作优化为方便编程，将螺旋插补宏程序的动作设计成与孔加工固定循环动作类似，由定位、下刀、切人、孔底动作等多个动作组成。如图6所示。对于盲孔或铣槽加工时，螺旋插补无法对整个表面加工完毕，即剩余一部侧面未加工（图中的A处），因此在最后需用圆弧插补完成。而对于通孔，若孔底坐标值合理，则可将整个表面加工完毕。程序框图根据以上分析，程序框图设计如图2-4-3所示。图2-4-3C、利用宏程序优化后的子程序子程序如下： 090;/子程序名 IFAR#23EQ0ORAR #24EQ0 OR AR #25EQ0OR#26EQ0 ORAR#14EQ0 M99 ENDIF检查参数是否齐全，若缺少参数则停止执行 GOOX#3Y#24；/定位 GOOZ#17；/下刀 G41X#23#3/2DO1 #16 = #17;/#16为中间变量 #0pi*#3*tan3*pi/180；/计算螺距 #1=#25-#17；/计算总深度 WHILE #1 GT#0 DO 1；/判断是否再进一刀 G03X#23#3/2Y#24Z#16-#2I-#3/2JOF #5 #16#16-#2 #1=#1-#0 ENDWl G03X#23#3/2Y#24Z#25I-#3 /2JOF#5；/最后一次 螺旋插补 IF#14EQ 2；/如果是盲孔 G03#23#3/2Y#24I-#3/2JOF#5；/进行圆插补 ENDIF G40 GOOX#23Y#24；/取消半径补偿 IF #1165 EQ 98；/若为G98，返回初始平面 GOOZ#26 ELSE GOOZ#17;/否则返回R点平面 M99；/子程序结束，返回主程序D、子程序的调用可以认为用户宏程序就是含变量的程序，其调用方法和调用子程序一样。当加工尺寸不同的同类零件时，用户可将相同加工操作编为用户宏程序。调用用户宏程序时，主程序只需改变宏命令的数值，用一条简单指令调用，而不必为每一个零件都编一个程序。用户宏程序的调用格式为：M98 P(宏程序名）变量赋值或G65 P宏程序名）变量赋值。 2000； /主程序 #701=5;/用系统变量指定地址DO1中的半径值 G21;/公制单位； G17G90G40G49G80G54；/建立工件坐标系 GOG43Z.50H01；/移至Z50且产生长度补偿 M03 5800；/主轴正转，转速800r/min G98G65P090X-Y-Z-R-D-F-Q-；/调用用户宏程序，且变 量赋值X, Y为孔中心坐标；Z为孔底坐标值；R为从快进转为土进的平面高度（绝对值）；D为孔直径（正值）；F为进给速度（mm /min）；Q为孔的类型（值为1时通孔，值2为盲孔）。 GOOG49 2150 XO YO M05 M30说明：主程序使用了M98指令调用用户宏程序090，并为变量赋初值。X、Y等都是用户宏程序中的变量，X对应用户宏程序中的变量#23；Y对应变量#24;依次类推，26个英文字母都能代表用户宏程序中的相应数字的变量。2.5 数控铣床的主要操作过程2.5.1 返回参考点操作 在程序运行前必须先对机床进行回参考点操作，即将刀架返回机床参考点。通常情况下，在开机时采用手动参考点返回方法，其操作方法如下：A 将机床操作模式开关设置仔回零手动方式位置上。B 用快速倍率开关选择返回参考点的进给速度。C 按机床操作面板上X、Y移动按钮。按选定的坐标轴及方向按钮慢速移动坐标轴，松开时则移动停止，进行X轴、Y轴的回零操作。D 当坐标轴返回参考点时，刀架返回参考点。2.5.2 手动操作 使用机床操作面板上的开关、按钮或手轮，用手动操作移动刀具，可使刀具沿各坐标轴移动。A 手动连续进给 用手动可以连续地移动机床，操作步骤如下： 将方式选择开关置于快速（JOG）的位置上 。 选择移动轴，将控制面板上的坐标轴选择开关键拨至相应的坐标轴，机床将按选择的轴方向移动。B 快速进给 方式开关放在快速上，按下方向按钮，刀具将按照选择的方向快速进给。C 手摇脉冲发生器进给 移动手摇脉冲发生器，可使机床微量进给，步骤如下：控制面板方式选择开关置于手轮的位置上，选择手动倍率，转动手摇脉冲发生器，右转为正方向，左转为负方向。2.2.3自动操作 A 运行方式 存储器的运行步骤 预先将程序存入存储器中。选择要运行的程序。将方式选择开关置于自动位置。 按循环启动按钮，即开始自动运转。（2）MDI 运转 从CRT/MDI操作面板输入一个程序段的指令并执行该程序段。B 自动运行的启动 存储器运行方法 选择自动方式。 选择程序。 按机床操作面板上循环启动按钮。（4）执行自动运行 若自动运行已启动，cnc的运行（5）自动运行的停止 使自动运行停止的方式有：预先在程序中需要停止的地方输入停止指令，还可以按操作面板上的按钮，使其停止。2.5.4 程序的输入的方法A 程序存储、编辑操作前的准备 把程序保护开关置于ON 上，接通数据保护键。将操作方式置为编辑方式。 按显示机能键【PRGRM】或【程序】软体键后，显示程序后方可编辑程序。B 把程序输入存储器中 用MDI键盘键入方法如下： 方式选择为编辑方式 按软件【LIB】用键输入地址O。 如果存储器中没有该程序的话，输入“O0009”，按“INSRT”键。通过上述操作存入程序号，之后把程序中的每个字用键输入，然后按INSRT键便将键入的程序存储起来。2.5.5数控铣床的保护如果红色指示灯亮的时候，说明机床出错报警，不能进行正常操作。机床报警一般为主轴报警、控制器报警、润滑报警。A 在CRT上显示错误代码时，请查找原因，若错误代码有“PS”二字，则一定是程序或者设定数据的错误，请修改程序或者修改设定的数据。B 在CRT上没有显示错误代码时，可能是由于机床执行了一些故障操作，请参照“维修手册”。C 如果机床在遇到紧急情况时，应立即按下急停按钮，这时机床紧急停止，主轴也马上紧急停转。当排除故障后，急停按钮复位，机床操作正常。D 当刀具超越了机床限位开关限定的行程范围或者进入由参数指定的禁止区域，CRT显示“超程”报警，要想解除急停报警，按机床正面的机床复位按钮，用手轮方式移出限位区域，按复位按钮解除报警即可。第3章 加工图样与分析 3.1针对工件的主要特点进行加工工艺路线分析进行加工工艺路线分析如下图，是所加工的零件图：图3-1-1 3.1.1加工工序分析（1）保证精度的原则数控加工要求工序尽可能集中，常常粗、精加工在一次装夹下完成，为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，应将粗、精加工分开进行。对轴类或盘类零件，将各处先粗加工，留少量余量精加工，来保证表面质量要求。同时，对一些箱体工件，为保证孔的加工精度，应先加工表面而后加工孔。（2）提高生产效率的原则数控加工中，为减少换刀次数，节省换刀时间，应将需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其它部位。同时应尽量减少空行程，用同一把刀加工工件的多个部位时，应以最短的路线到达各加工部位。实际中，数控加工工序要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。3.1.2 加工路线的确定在数控加工中，刀具相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。即刀具从对刀点开始运动起，直至结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路线的确定首先必须保证被加工零件的尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单，走刀路线尽量短，效率较高等。3.1.3 材料加工与刀具要求铣削时，铣刀与工件之间摩擦会产生塑性变形，让刀具受到高温和高压作用。此外，还要承受冲击与振动。为了避免迅速磨损或破损，刀具的材料必须具备以下性能：1 高硬度和高耐磨性 硬度是刀具材料应具备的基本特性，刀具材料的硬度应大于被加工材料的硬度。2 要有足够的强度和韧性 刀具材料必须具备足够的强度和韧性，以能承受切削力、冲击和振动的作用。3 高的耐热性 也称热硬性或红硬性，即在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。此外，刀具材料在高温下应具备抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力。还具有良好的导热性和耐热冲击性。4 良好的工艺 即在制造时应有好锻造、热处理、高温塑性变形、可磨削等性能。5为了保证加工过程中的精度，刀具必须有较好的热稳定性。因此刀具应该选择两把：高速钢铣刀 用于粗加工硬质合金倒 用于精加工3.1.4刀具列表序号刀具号规格名称数量刀型/mm加工表面1T0110高速钢立铣刀130各表面粗铣2T028硬质合金立铣刀130各表面精铣3.2选用毛坯，绘制实体图3.2.1选用毛坯根据工件尺寸选择毛坯尺寸为90*90*30。实体图如图4-2-1图3-2-13.2.2绘制实体图进入绘制草图，然后点矩形，以中心、长、宽形式，输80x80mm，然后拉伸25mm,造得如图4-2-2图3-2-2以上表面为基面，进入草绘，画出如图3-2-3图3-2-3反向拉伸除料，拉伸深度为5画出如图3-2-4图3-2-4再以上表面为基面，进入草绘，画出如图3-2-5图3-2-5反向拉伸除料，拉伸深度为10画出如图4-2-6图3-2-63.2.3 建立坐标系工件原坐标系便为编程坐标3.2.4 基点坐标系原点为工件基点3.2.5 节点关键节点如下表XYZ-40-40-54040-5-4040-540-40-5-5-3505-35035-5035505350-5350-35-50-3550-5-35-55-35-535-5-5355-5535-5-535-5-35-5-5-355-501000-100-10001000010-100-10-10-100-10100-10第4章 数控编程4.1.加工前准备4.1.1定义毛坯根据选用毛坯为90*90*30所以考虑把工件摆放到毛坯的正中间如图4-1-1所设置。（图4-1-1）4.1.2设置刀具根据上问所述添加两把刀具到刀具库如图4-1-2,4-1-3所示图4-1-2图4-1-34.2 编程加工4.2.1 加工步骤工步1：区域试粗加工，留余量0.5mm，粗加工零件上表面。工步2：轮廓线精加工，留余量0.5mm，粗加工零件外轮廓。工步3：等高线粗加工，留余量0.5mm，粗加工零件零件突起部分。工步4：区域式粗加工，不留余量，精加工零件上表面。工步5：等高线粗加工，不留余量，精加工零件零件突起部分。工步6：轮廓线精加工，不留余量，精加工零件外轮廓。4.2.2 轨迹生成根据加工需要各步骤加工数据设置如下工步1：区域试粗加工,留余量0.5mm，粗加工零件上表面，所用刀具D10，所有参数如图4-2-1至图4-2-5。图4-2-1图4-2-2图4-2-3图4-2-4图4-2-5工步2：轮廓线精加工，留余量0.5mm，粗加工零件外轮廓，所用刀具D10，所有参数如图4-2-5至图4-5-9。图4-2-6图4-2-7图4-2-8图4-2-9工步3：等高线粗加工，留余量0.5mm，粗加工零件零件突起部分，所用刀具D10，所有参数如图4-2-10至图4-2-14。图4-2-1图4-2-11图4-2-12图4-2-13工步4：区域式粗加工，不留余量，精加工零件上表面,所用刀具D8，所有参数如图4-2-14至图4-2-17。图4-2-14图4-2-15图4-2-16图4-2-17工步5：等高线粗加工，不留余量，精加工零件零件突起部分，所用刀具D8，所有参数如图4-2-18至图4-2-21。图4-2-18图4-2-19图4-2-20图4-2-21工步6：轮廓线精加工，不留余量，精加工零件外轮廓，所用刀具D8，所有参数如图4-2-22至图4-2-25。图4-2-22图4-2-23图4-2-24 图4-2-25最后所有轨迹生成如图4-2-1图4-2-14.3轨迹仿真轨迹参数设置完成后，就可对加工轨迹进行仿真，在CAXA加工管理界面，选择全部编制好的轨迹，选择轨迹仿真，对其进行仿真。仿真过程、结果如图4-3-1图4-3-14.4 G代码生成由于该加工分粗加工、精加工两部分分别由两把刀具完成所以分两部分生成G代码；第一部分粗加工，所用刀具D10，所生成G代码如图4-4-1图4-4-1第二部分精加工，所用刀具D8，所生成G代码如图4-4-2图4-4-2第5章 总 结通过本课题的设计，我对数控加工的整个过程有了较全面的理解。经过设计中选择刀具，我对数控加工中心工具系统的特点和数控加工中心刀具材料和使用范围有了较深的了解，基本掌握了数控铣床刀具的选用方法；经过设计加工工艺方案，进一步了解了工件定位的基本原理、定位方式与定位元件及数控加工中心用夹具的种类与特点，对教材中有关定位基准的选择原则与数控加工夹具的选择的方法有了更深的理解；经过编制零件的加工程序，基本熟悉了数控编程的主要内容及步骤、编程的种类、程序的种类程序的结构与格式，对数控编程前数学处理的内容、基点坐标、辅助程序段的数值计算有了进一步的认识。另外，我还学会了利用自动编程软件CAXA制造工程师对零件进行造型、加工轨迹生成、后置处理及加工程序向机床传输加工等技术和方法。工艺设计、数值计算及程序编制的整个过程虽然比较繁重，但在设计过程中自己通过不断学习和实践，每解决一个问题，都会感到不尽的喜悦和兴奋。参考文献1 王传昌.高分子化工的研究对象J.天津大学学报，1997.53（3）：17.2 李 明.物理学M.北京：科学出版社，1977：5862.3 GB3100-3102 00011994，中华人民共和国国家标准S.4 苏建修.数控加工工艺.机械工业出版社，2009.1351595 余英良.数控加工编程及操作.高等教育出版社，2005.1321586 刘 颖.CAXA制造工程师2006实例教程.清华大学出版社，2006.37587 王爱玲.输原来及数控系统.机械工业出版社，2006.1208 关 建.CAD，电子工业出版社.2006.20309 刘 力.机械制图，高等教育出版社.2004.228268 10 游文明.工程材料与热加工，高等教育出版社 2007.22925011 陆剑中.金属切削原理与刀具，机械工业出版社 2008.11413312 张荣清.模具设计与制造.高等教育出版社 2003.14716513 陈于萍.互换性与测量技术.高等教育出版社 2005.717致 谢本文是在宋雷老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。宋雷老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。在论文的选题、资料查询及定稿过程中，宋老师都始终给予我无私的帮助和悉心的指导，并在他的正确引导下，我最终顺利完成了毕业论文，在此谨向宋老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。首先要感谢我的指导老师宋雷老师，老师知识渊博，治学认真而严谨，感谢您从暑假本文研究开始一路指导至本论文的完成，从论文题目的选定到论文写作的指导，经由您悉心的点拨，再经思考后的领悟，常常让我有“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”的豁然开朗！由衷感谢您在论文上倾注的大量心血，您宽厚待人的学者风范令我无比感动。感谢授课老师课上对我们的教导，你们丰富的授课内容拓宽了我的视野，让我能更顺利的完成这篇文章；感谢我的同学们，你们不仅让我感受到友情的力量，也让我感觉到了生活的愉悦，通过课堂讨论学到的思维方式将使我受益终生；还要感谢济南市各民间社团上至领导者、下至会员不遗余力的支持，没有你们的帮助，这篇论文是无法完成的。最后，我要向我的家人表示深深的谢意。你们的理解、支持、鼓励和鞭策催我更加上进，我竭尽全力的努力，更希望的是能够让你们高兴和满意。你们的情感永远都是我上进的不竭的动力源泉。这些时光会慢慢的沉淀下来，但无论何时，我想到这段岁月，都如同是看到一枚珍藏已久的夹在书里发黄的书签，永远都是那么璀璨、那么绚烂。第33页