数控铣床加工模型机程序库毕业设计

引言毕业设计是我们大学学习生活的很重要的一部分，是我们在校学习的最后的一个环节，是评价我们是否是一个合格大学生的一个很重要标准，因此在做毕业设计时，我都是怀着很重视的态度去做的。在刚接到要做毕业设计的任务，我一下子感到无从下手，有点迷茫，由于从没有做过这样的设计，经过几天的查找资料，我发现数控加工是机械行业一门新的专业，数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。随着计算机、自动控制技术的飞速发展，数控技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。随着改革开放深入发展，全国特别是国有大中型企业及三资企业，在生产中都广泛地应用了数控加工技术和计算机辅助加工技术。由于市场竞争日益激烈，从而导致对专业人才的大量需求。随着民营经济的飞速发展，我国沿海经济发达地区(如广东，浙江、江苏、山东)，数控人才更是供不应求， 所以我觉得数控行业有着十分广阔的前景，所以就有试着做这方面设计的念头，又因为我们在校时也开了这方面的课程，我对数控的编程又有一定的了解，就选择了数控铣床加工及程序库的建立这个课题。我也很愿意接受这个任务，来自我检验一下自己是否合格一个的大学生。第1章 数控铣床概述1.1数控铣床的分类数控铣床可按通用铣床的分类方法分为以下3类：（1）数控立式铣床 数控立式铣床主轴轴线垂直于水平面，这种铣床占数控铣床的大多数，应用范围也最广。目前三坐标数控立式铣床占数控铣床的大多数，一般可进行三轴联动加工。（2）卧式数控铣床卧式数控铣床的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台或万能数控转台的方式来实现四轴和五轴联动加工。这样既可以加工工件侧面的连续回转轮廓，又可以实现在一次装夹中通过转台改变零件的加工位置也就是通常所说的工位，进行多个位置或工作面的加工。 （3）立卧两用转换铣床 这类铣床的主轴可以进行转换，可在同一台数控铣床上进行立式加工和卧式加工，同时具备立、卧式铣床的功能。 1.2数控铣床的主要加工对象（1）平面类零件平面类零件的特点表现在加工表面既可以平行水平面，又可以垂直于水平面，也可以与水平面的夹角成定角；目前在数控铣床上加工的绝大多数零件属于平面类零件，平面类零件是数控铣削加工中最简单的一类零件，一般只需要用三坐标数控铣床的两轴联动或三轴联动即可加工。在加工过程中，加工面与刀具为面接触，粗、精加工都可采用端铣刀或牛鼻刀。 （2）曲面类零件 曲面类零件的特点是加工表面为空间曲面，在加工过程中，加工面与铣刀始终为点接触。表面精加工多采用球头铣刀进行。 1.3数控铣床加工的特点数控铣床加工的特点数控铣削加工除了具有普通铣床加工的特点外，还有如下特点：（1）零件加工的适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件，如模具类零件、壳体类零件等。（2）能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件。（3）能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。（4）加工精度高、加工质量稳定可靠。（5）生产自动化程序高，可以减轻操作者的劳动强度。有利于生产管理自动化。（6）生产效率高。（7）从切削原理上讲，无论端铣或是周铣都属于断续切削方式，而不像车削那样连续切削，因此对刀具的要求较高，具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。在干式切削状况下，还要求有良好的红硬性。1.4数控铣床刀具的选择数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，铣削刀具的刚性、强度、耐用度和安装调整方法都会直接影响切削加工的工作效率；刀具的本身精度，尺寸稳定性都会直接影响工件的加工精度及表面的加工质量，合理选用切削刀具也是数控加工工艺中的重要内容之一。1.4.1孔加工刀具的选用（1）数控机床孔加工一般无钻模，由于钻头的刚性和切削条件差，选用钻头直径D应满足L/D5（L为钻孔深度）的条件。（2）钻孔前先用中心钻定位，保证孔加工的定位精度。（3）精铰孔可选用浮动绞刀，铰孔前孔口要倒角。（4）镗孔时应尽量选用对称的多刃镗刀头进行切削，以平衡径向力，减少镗削振动。（5）尽量选择较粗和较短的刀杆，以减少切削振动。1.4.2铣削加工刀具选用（1）镶装不重磨可转位硬质合金刀片的铣刀主要用于铣削平面，粗铣时铣刀直径选小一些，精铣时铣刀直径选大一些，当加工余量大且余量不均匀时，刀具直径选小一些，否则会造成因接刀刀痕过深而影响工件的加工质量。（2）对立体曲面或变斜角轮廓外形工件加工时，常采用球头铣刀、环形铣刀、鼓形铣刀、锥形铣刀、盘形铣刀。（3）高速钢立铣刀多用于加工凸台和凹槽。如果加工余量较小，表面粗糙度要求较高时，可选用镶立方氮化硼刀片或镶陶瓷刀片的端面铣刀。（4）毛坯表面或孔的粗加工，可选用镶硬质合金的玉米铣刀进行强力切削。（5）加工精度要求较高的凹槽，可选用直径比槽宽小的立铣刀，先铣槽的中间部分，然后利用刀具半径补偿功能铣削槽的两边。表1.1 刀具材料应具备的性能表希望具备的性能作为刀具使用时的性能希望具备的性能作为刀具使用时的性能高硬度（常温及高温状态）耐磨损性化学稳定性良好耐氧化性耐扩散性高韧性（抗弯强度）耐崩刃性耐破损性低亲和性耐溶着、凝着（粘刀）性高耐热性耐塑性变形性磨削成形性良好刀具制造的高生产率热传导能力良好耐热冲击性耐热裂纹性锋刃性良好刃口锋利表面质量好微小切削可能（6）对刀具的基本要求：1）刀刚性要好。铣刀刚性要好的目的有二：一是为提高生产效率而采用大切削用量的需要；二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点；2）铣刀的耐用度要高。尤其是当一把铣刀加工的内容很多时，如刀具不耐用而磨损较快，不仅会影响零件的表面质量与加工精度，而且会增加换刀引起的调刀与对刀次数，也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶，从而降低了零件的表面质量。除上述两点之外，铣刀切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等也非常重要。切削粘刀形成积屑瘤在数控铣削中是十分忌讳的，总之，根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好，耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率和获得满意加工质量的前提。具体选择的刀具将在工艺文件里表现出来。第2章 数控铣削编程2.1数控铣削编程的基本知识数控机床和普通机床不同，整个加工过程中不需要人的操作，而由程序来进行控制。在机床上加工零件时，首先要分析零件图样的要求、确定合理的加工路线及工艺参数、计算刀具中心运动轨迹及其位置数据；然后把全部工艺过程以及其他辅助功能（主轴的正转与反转、切削液的开与关、变速、换刀等）按运动顺序，用规定的指令代码及程序格式编制成数控加工程序，经过调试后记录在控制介质上；最后输入到书空机床的数控装置中，以此控制数控机床完成工件的全部加工过程。因此，把从零件图样开始到获得正确的程序载体为止的全过程称为零件加工程序的编制。所谓数控编程，一般指包括零件图样分析、工艺分析与设计、图形数学处理、编写并输入程序清单、程序校验的全部工作过程。数控编程可分为手工编程和自动编程两种方式。2.1.1手工编程手工编程是指程序编制的整个过程步骤几乎全部是由日人工来完成的。对于几何形状不太复杂的零件，所需要的加工程序不长，计算也比较简单，出错的机会较少，这时用手工编程即及时又经济，因而手工编程仍被广泛地应用于形状简单的点位加工及平面轮廓加工中。但是工件复杂，特别是加工非圆弧曲线、曲面等表面，或工件加工程序比较长的，使用手工编程将十分烦琐、费时，而且容易出现错误，常会出现手工编程工作跟不上数控机床加工的情况。影响数控机床的开动率。此时必须用自动编程的方法编制程序。2.1.2自动编程自动编程有两种：APT软件编程和CAM软件编程。APT软件是利用计算机和相应的处理程序后置处理程序进行处理，以得到加工程序的编程方法。在具体的编程过程中，除拟定工艺方案仍主要依靠人工方案外，有些自动编程系统能自动确定最佳的加工工艺参数，其余的工作，包括数值计算、编写程序单、制作控制介质、程序检验等各项工作均由计算机自动完成。编写人员只需根据图样的要求，使用数控语言编写出零件加工的源程序，送入计算机，由计算机自动地进行数值计算、后置处理，编写出零件加工程序单，宾噶在屏幕模拟显示加工过程，及时修改，直至自动穿出数据加工纸带，或将加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作。CAM软件是将加工零件以图形形式输入计算机，由计算机自动进行数值计算前置处理，在屏幕上形成加工轨迹，及时修改，再通过后置处理形式加工程序输入数控机床进行加工。自动编程的出现使得一些计算烦琐、手工编写横困难的。或手工无法编出的程序都能实现。2.1.3编程坐标原点位置的选择铣床上编程坐标原点的位置是任意的，他是编程人员在编制程序时根据零件的特点来选定的，为了变成方便，一般要根据工件形状和标注尺寸的基准以及计算最方便的原则来确定的工件上某一点为坐标原点，具体选择注意如下几点：（1）编程坐标原点应选在零件图的尺寸基准上，这样便于坐标值的计算，并减少计算错误。（2）编程坐标原点应尽量选在精度较高的精度表面，以提高被加工零件的加工精度。（3）对称的零件，编程坐标原点应设在对称中心上；不对称的零件，编程坐标原点应设在外轮廓的某一角上。（4）Z轴方向的零点一般设在工件表面。2.2数控铣削加工坐标系的建立为了描述点在平面和空间中的位置，首先需要定义一个确定方向和相对位置的坐标系，数控机床的坐标系采用右手直角笛卡儿坐标系。它规定直角坐标X、Y、Z三个坐标轴的正方向用右手法则判定，围绕各坐标轴的旋转轴A、B、C的正方向用右手螺旋法则判定。数控加工采用的是空间三维坐标系，三维坐标系是在二维即平面坐标系的基础上增加了一个垂直方向的轴，通常称之为Z轴，为平行于机床主轴的坐标轴，如图1所示。图1 数控铣床的坐标系2.2.1建立加工坐标系的步骤为了在数控设备上加工零件，首先需要确定工件在机床上的位置，因此，必须建立一个与加工零件相关的坐标系，虽然数控设备的优势在于允许或者机床上、或者工件上、或者夹具上的任何位置都可以作为数控编程的零点而建立坐标系，但最佳的解决方案选择既简单又方便定位的位置，这样操作者通过按控制面板上的几个按钮就可以完成建立加工坐标系了。具体操作可以简单的定义为以下几个步骤：（1）根据数控编程坐标系或加工坐标系确定零件坐标系的位置和坐标轴的方向。（2）利用零件和夹具上定位面建立加工坐标系。（3）校正加工坐标系，通过校正加工坐标系，使建立的加工坐标系满足数控加工的要求。2.2.2建立加工坐标系的要素几何元素点、线、面对找正和校正加工坐标系非常有用，一个关键的因素是可以确定零件和夹具上的特征位置，进而确定加工坐标系的位置。在实际操作中，零件和夹具上的定位面、定位孔等经常作为找正和校正加工坐标系的主要手段，这主要基于通过简单的几何运算就可以将机床坐标系和零件坐标系联系起来。以下是建立加工坐标系的三个要素。（1）确定坐标平面：选择和找正定位面确定工作平面的方向和位置。（2）确定坐标轴方向：平移或旋转所测量的元素作为方向矢量确定加工坐标系的坐标轴方向，旋转元素需垂直于已找正的元素。这控制着轴线相对于工作平面的旋转定位。（3）确定坐标系原点：作为定义X、Y、Z坐标轴的原点或零点。2.3数控铣床的零点数控程序的刀位点位置和刀位矢量确定依赖于加工坐标系的位置，所以，在加工零件前必须确定加工坐标系或编程坐标系的准确位置。在普通设备上加工工件时，操作技师通常使用刀具的刃边或刃口来确定工件的边缘位置作为加工的零点，然后用机床刻度盘的刻度值或者数字显示器显示的读数通过简单的数学运算来确定工作坐标系的零点，所有的位置都以此点作为参考点，这也就是加工坐标系的由来。数控铣床和普通铣床的工作原理是一样的：加工前必须确定工件在机床上的位置，或者用刻度盘值或者用位置数字显示器的数值给零件定位。然后，操作者通过按数控机床控制面板上的按钮来建立加工坐标系，也就是通常所说的零点。只不过零点的位置确定通过数控设备控制系统内部的运算来完成。在数控铣床上建立工件的加工坐标系，是为了确定工件在加工坐标系中的准确位置，首先应该了解两个零点的概念，它们分别是机床坐标系原点和加工坐标系原点。数控铣床都有一个参考点，也就是通常所说的机床坐标系原点或机床的初始位置，是由机床制造商设置在机床上的一个固定基准位置点，通过限位开关或传感器来建立。作用是使机床与控制系统同步，建立测量机床运动的起始点。从实际意义上讲，机床零点是固定不变的，通常在机床的右上方。当机床启动后，机床必须执行返回到机床零点的固定循环程序即初始化程序，然后将机床参考点和机床原点之间的偏置值自动存储在机床控制单元MCU（Machine Control Unit）中。对于数控编程和数控加工来说，还有一个重要的原点是程序原点，是编程员在进行数控编程时定义的几何基准点，并以此点作为加工坐标系的原点，即通常所说的工件原点。工件坐标系是零件进行数控编程时确定的加工坐标系。2.4数控铣床偏置2.4.1机床偏置的概念机床零点和工作零点之间的距离，叫做偏置。每个坐标轴都有互相关联的各自的偏置值，该值存储在机床控制单元的偏置寄存器中。在进行零件数控加工时，机床控制单元将一直存储这些偏置值，并利用这些偏置值自动跟踪和移动刀具到正确的位置。偏置值也可以在机床控制单元中进行编辑或调整。例如：在X-偏置值上加1mm，则整个坐标系就会向X正向移动1mm，一种常见的控制工件加工质量而进行的调整方法。2.4.2机床坐标系的设置和偏置现在，大多数数控机床都能建立多个工件偏置来定义多个工件坐标系。事实上，即便加工同一个工件需要建立多个工件坐标系，也无需完全重新建立工作坐标系。该任务可以通过设置G代码或G指令来完成工件的偏置。最常用的坐标系设置指令为G54，其他坐标系设置指令为G55G59等。建立另一个工件坐标系指令代码可以是常见的G54G59，也可以为其他的G代码，完全取决于机床制造商为偏置值而设定的G代码定义格式。必须在你的零件程序中使用该代码定义偏置值或坐标系。设置工件偏置必须通过刀尖或刀具刃部接触零件或其他方法来完成，所定义的工件各轴的偏置值X、Y、Z存储在机床控制单元的寄存器中。数控机床开机时，必须先确定机床原点，即刀架返回参考点的操作。只有机床参考点被确认后，刀具（或工作台）移动才有基准。第3章 铣削工艺及程序库创建3.1典型零件的加工工艺及程序库创建在数控加工前，要将机床的运动过程、零件的工艺过程、刀具的形状、切削用量和走刀路线等都编入程序，这就要求程序设计人员具有多方面的知识基础。在程序编制中，编程人员必须充分掌握构成零件轮廓的几何要素参数及各几何要素间的关系。因为在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义，手工编程时要计算出每个节点的坐标，无论哪一点不明确或不确定，编程都无法进行。零件一：圆弧连接凸台图3.1圆弧连接凸台零件图（1）零件加工工艺分析。由图3.1可知，该工件为55mm的圆钢料，为确保工件可靠夹紧，应用平台钳及V形块装夹工件。由于轮廓中的凹圆弧半径仅为7mm，故所用铣刀直径只能小于12mm，刀具材料的选择由车间工具库存决定。本工序外轮廓铣削选12mm的高速钢铣刀，加工工艺过程如下：1）手动方式或MDI方式铣削零件上表面，确定轮廓深度测量基准。2）手动方式或MDI方式预钻12x6mm孔。3）粗、半精铣零件外轮廓及16x6mm孔。4）精铣零件外轮廓及16x6mm孔。（2）刀具及切削用量的选择。加工零件所需的刀具及其切削用量选择如表3.1所示。表3.1 加工刀具及切削参数序号加工内容刀具规格主轴转速(r/mm)进给速度(mm/min)刀具补偿类型材料半径长度1铣上表面100mm可转位面铣刀硬质合金10004002预钻12x6mm孔12mm钻头高速钢300503粗、半精铣零件轮廓及 16x6mm孔12mm三刃立铣刀高速钢30050 100D1=6.5mm D2=6.1mmH14精铣零件外轮廓及16x6mm孔12mm四刃立铣刀400200D3=R刀H2（3）确定编程原点位置及相关的数值计算。根据工艺分析，为方便计算与编程，选O点为编程原点，轮廓各基点坐标值略写。（4）程序编制O3210N10 G54 G17 G90 G40 G49 G94N20 M03 S300N30 G43 G00 Z100 H1N40 G00 X-50.0 Y-40.0N50 Z-5.9 M08N60 D1 F50N70 M98 P3211N80 G00 Z-6.0N90 D2 F100N100 M98 P3211N110 G49 G00 Z150.0N120 M05N130 M01 N140 M03 S400N150 G43 G00 Z100 H2N160 Z-6.0N170 D3 F120N180 M98 P3211N190 G49 G00 Z150.0N200 M30N210 M50O3211N10 G42 G00 X-40.0Y-14.75N20 G01 X23.0N30 Y13.25N40 X20.0N50 G02 X6.0 R7.0N60 G01 Y21.25N70 G03 X-6.0 R6.0N80 G01 Y13.25N90 G02 X-20.0 R7.0N100 G01 X23.0N110 Y-20.0N120 G40 G00 X-50.0 Y-40.0N130 M99零件二：棘轮图3.2棘轮零件图（1）加工工艺分析该零件主要加工内容有花形凸台及四个10孔和一个12孔，12孔与下表面有垂直度要求，加工时要以下表面作定位基准。尺寸精度和表面精度要求不高，花形凸台采用粗、精铣加工，12孔钻底孔后采用铰孔可达到设计要求。1）加工基准的选择：以下表面定位、三爪卡盘装夹铣花形凸台及孔的加工。2）加工刀具的选择：12立铣刀铣花形凸台；10孔用10麻花钻；3中心钻、11.8麻花钻及12的铰刀。加工刀具表如表3.2所列。表3.2加工刀具卡序号刀具编号刀具名称刀具规模数量用途刀具材料1T02立铣刀121铣花形凸台高速钢2T03中心钻31铣10孔3T04麻花钻101打中心孔4T05麻花钻11.81钻12底孔5T06铰刀121铰12孔3)数控加工工艺参数的选择如表3.3所示表3.3加工工艺参数的选择单位产品名称或代号零件名称零件图号工步号工步作业内容刀具号刀具规格刀补号补偿号主轴转速/(r.min)进给速度/(r.min)背吃刀量/mm备注1粗铣花形凸台T0212立铣刀D02H026006042精铣花形凸台T0212立铣刀D03H029008083打中心孔T033中心钻H0310001001.54钻10孔T0410麻花钻H044504555钻12孔底孔11.8T0511.8麻花钻H05450455.96铰孔T0612铰刀H06150450.5（2）铣花形凸台加工程序1）先粗铣花形凸台41.5外圆，分两层、两次环铣铣削，每层切深为4mm；再精铣外轮廓，切深8mm，再铣四个u形槽。程序如下：O3220N02 G54 G90 G49 G40 G00 Z200N03 M03 S600N04 G00 X70 Y0N05 Z10 M08N06 G01 Z-4 F60N07 X47N08 G03 I-47N09 G01 X41N10 G03 I-41N20 G01 X70 Y0N40 Z-8N50 G01 X47N70 G03 I-47N80 G01 X41N90 G03 I-41N100 G42 G01 X35 Y0 D03 F80N110 G03 X32.98 Y17.02 R35N120 G02 X17.02 Y32.98 R50N350 G69N360 G00 Z100 M09N370 M30槽粗铣子程序O3221N10 S600 F60N30 G00 G41 Y7 D03N40 G01 X20 F40N50 G03 Y-7 R7N60 G01 X50N70 G00 G40 Y0N80 M99N130 G03 X-17.02 R35N140 G02 X-32.98 Y17.02N150 G03 Y-17.02 R35N160 G02 X-17.02 Y-32.98 R50N170 G03 X17.02 R35N180 G02 X32.98 Y-17.02 R50N190 G03 X35 Y0 R35N200 G40 G01 X50 Y0N210 M98 P3221N220 M98 P3221N230 G68 X0 Y0 R90N240 M98 P3221N210 M98 P3222N220 G68 X0 Y0 R180N230 M98 P3221N240 M98 P3222N310 G68 X0 Y0 R270N320 M98 P3221N340 M98 P3222槽精铣子程序O3222N10 S1000 F80N30 G100 G41 Y7 D02N40 G01 X20 F40N50 G03 Y-7 R7N60 G01 X50N70 G00 G40 Y0N80 M992）孔加工程序打中心孔加工程序如下：O3223N10 G54 G90 G40 G49 G00 X0 Y0N20 M03 S1000N30 Z100N40 Z10N50 G99 G81 Z-3.2 R5 F100N60 G68 X0 Y0 R45N70 G99 G81 X42.5 Y45 Z-11.2 R-7N80 G68 X0 Y0 R135N90 G99 G81 X42.5 Y45 Z-11.2 R-7N100 G68 X0 Y0 R225N110 G99 G81 X42.5 Y45 Z-11.2 R-7N112 G68 X0 Y0 R325N130 G98 G81 X42.5 Y45 Z-11.2 R-7N140 G00 Z100 M05N150 X0 Y0N160 M30手动方式钻11.8及10的孔，钻深25mm，程序参照O3223，这里省略程序。手动方式铰12孔，铰深25mm，程序参照O3223，这里省略程序。零件图三：曹腔图3.3曹腔零件图（1）选择工装及工具根据零件图样要求，选XK5032A型立式数控铣床。1）工具选择。工件采用平口钳装夹，试切法对刀。2）量具选择。轮廓尺寸、曹间距用游标卡尺测量，深度尺寸用深度游标卡尺测量，表面质量用表面粗糙度样板检测，另用百分表校正平口钳及工件上表面。3）刀具选择。刀具选择如表3.4所示。 表3.4 数控刀具明细表零件图号零件名称材料数控刀具明细表程序编号车间使用设备模板453230XK5032A数控铣序号刀具号刀具名称刀具图号刀具刀补地址换刀方式加工部位直径长度直径长度自动/手动设定补偿设定1T01面铣刀1250手动零件上表面2T02立铣刀200H01手动型腔3T03键槽铣刀84.2 4D01 D02H02手动槽（2）确定切削用量切削用量的具体数值应根据机床性能、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定，如表3.5所示（3）确定工件坐标系、对刀点和换刀点确定以工件上表面中心点为工件原点，建立工件坐标系。采用手动试切对刀方法。数控加工工序卡如表3.5所示。表3.5 数控加工工序卡工步号工步内容刀具号刀具规格（mm）主轴转速n/(r/min)进给速度f(mm/r)背吃刀量ap(mm)备注1装夹手动2对刀，上表面中心点T01125面铣刀500手动3粗铣上表面留0.5mm精加工余量10002001.5自动4精铣上表面达尺寸及精度要求16001200.5自动5粗铣型腔留0.2mm精加工余量T0220立铣刀8001502.8自动6精铣型腔达尺寸及精度要求12001000.2自动7粗铣型腔留0.2mm精加工余量T035键槽铣刀8001502.8自动8精铣槽达尺寸及精度要求12001000.2自动（4）程序编制O0323N10 G54 G90 G00 S1000 M03 T01N20 G00 X-100.0 Y0N30 Z10.0N40 G01 Z-1.5 F200N50 X140.0N60 M00N70 S1600 M03.0N80 G01 Z-2.0 F120N90 X-140.0N200 G03 X29.8 Y0 I-29.8 J0N210 G00 Z10.0N220 M03 S1200N230 G00 X0 Y0N240 G01 Z-5.0 F100N250 X15.0N260 G03 X15.0 Y0 I-30.0 J0N270 G01 X30.0N280 G03 X30.0 Y0 I-30.0 J0N290 G49 G00 Z200.0 M05N300 M00N310 T03N320 M03 S800 F150N330 G09 G17 G59 G40 G50.1N340 G00 X0 YON350 G43 G00 Z10.0 H02N360 M98 P5011N370 G68 X0 Y0 R90.0N380 M98 P5011N390 G69N400 G51.1 X0N410 M98 P5011N420 G50.1 X0N430 G68 X0 Y0 R270N440 M98 P5011N450 G69N460 G49 G00 Z200N470 M05N480 M30N100 G00 Z200.0 M05N110 M00N120 T02N130 M03 S800N140 G00 X0 Y0N150 G43 G00 Z10.0 H01N160 G01 Z-4.8 F150N170 X15.0N180 G03 X15.0 Y0 I-15.0 J0N190 G01 X29.8O5011N10 S800 M03N20 G00 X20 Y-10N30 G00 G42 Y0 D01N40 G01 Z-7.8 F150 M08N50 G03 X18.125 Y8.452 R20N60 G02 X29.002 Y13.524 R5N70 G02 X29.002 Y-13.524 R32N80 G02 X18.125 Y-8.452 R5N90 G03 X20 YO R20N100 G00 Z10N110 G40 G00 X20 Y-10N120 S1200 M03N130 G00 X20 Y-10N140 G00 G42 Y0 D02N150 G01 Z-8 F100N160 G03 X18.125 Y8.452 R20N170 G02 X29.002 Y13.524 R5N180 G02 X29.002 Y-13.524 R32N190 G02 X18.125 Y-8.452 R5N200 G03 X20 Y0 R20N210 G00 Z10 M09N220 G40 G00 X0 Y0N230 M99零件四：端盖零件图3.4端盖零件图（1）工艺分析根据图样需加工2x10H7mm孔，尺寸精度为7级，表面粗糙度Ra1.6um；4x9mm通孔和4x15mm沉孔，沉孔深5mm。2xH7mm孔尺寸精度和表面质量要求较高，可采取钻孔，扩孔、方式完成；4x9mm通孔用9mm钻头直接钻出即可；4x15mm深孔钻孔后再锪孔 。工艺过程如下：1）钻中心孔 所有孔都首先打中心孔，以保证钻孔时，不会产生斜歪现象。2）钻孔 用9mm孔和2x10H7mm孔的底孔。3）扩孔 用9.8钻头扩2x10H7mm孔的底孔。4）锪孔 用15mm锪钻锪出4x15mm沉孔。5）铰孔 用10H7mm铰刀加工出2x10H7mm孔。（2）刀具与工艺参数刀具与工艺参数选择如表3.6所示表3.6刀具与工艺参数选择单位数控加工工序卡片产品名称零件名称材料零件图号机电093班端盖HT150工序号程序编号夹具名称夹具编号设备名称编制审核3240XK713工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速/(r/min）进给速度/(mm/min）背吃刀量/mm1钻所有孔的中心孔T013mm中心钻20008024x9mm孔和2x10H7孔的底孔T029mm麻花钻6001003扩2x10H7mm孔T039.8mm麻花钻8001004锪4x15mm沉孔T0415mm锪钻5001005铰2x10H7mm孔T0510H7mm铰刀20050（3）程序编制在40H7mm内孔中心建立工作坐标系，Z轴原点设在端盖底面上。利用偏心式寻边器找正X、Y轴零点，装上中心钻头，完成Z轴的对刀。孔加工的安全平面设置在端盖顶面以上50mm处（Z坐标为80mm）；R点平面设置在沉孔表面5mm处（Z坐标为20mm）。程序如下：O3240N10 G17 G21 G40 G54 G80 G90 G94N20 G00 Z80.0 M07N30 M03 S2000N40 G98 G81 X28.28 Y28.28 R20.0 Z12.0 F100N50 X0 Y40.0N60 X-28.28 Y28.28N70 Y-28.28N80 X0 Y-40.0N90 X28.28 Y-28.28N100 G00 Z180.0 M09N220 M05N230 M00N240 M00 S800N250 G00 Z80.0 M07N260 G98 G81 X0 Y40.0 R20.0 Z-5.0 F100N270 Y-40.0N280 G00 Z180 M09N290 M05N300 M00N310 M03 S500N320 G00 Z80.0 M07N330 G98 G82 X28.28 Y28.28 R20.0 Z10.0 P2000 F100N110 M05N120 M00N130 M03 S600N140 G00 Z80.0 M07N150 G98 G81 X28.28 Y28.28 R20.0 Z-5.0 F100N160 X0 Y40.0N170 X-28.28 Y28.28N180 Y-28.28N190 X0 Y-40.0N200 X28.28 Y-28.28N210 G00 Z180.0 M09N340 X-28.28N350 Y-28.28N360 X28.28N370 G00 Z180 M09N380 M05N390 M00N400 M03 S200N410 G00 Z80.0 M07N420 G98 G85 X0 Y40.0 R20.0 Z-5.0 F50N430 Y-40.0N440 M05N450 M09 G00 Z200N460 M303.2数控铣床的操作主要操作步骤（1）先开机床接同通CNC和机床电源，系统启动后进入“加工”操作区JOG运行方式检查机床开启后发现机床会出现报警信号，这时，需按下K1，使机床加上驱动力。这时才能正常操作机床。（2）回参考点回参考点只能在JOG的方式下运行。用机床控制面板上“回参考点键”启动回参考点。在“回参考点”窗口中显示该坐标轴是否必须回参考点：如出现“”，则说明未回参考点，如出现，则说明已回参考点，按下坐标方向键（正方向键），把每坐标都回参考点，通过选择另一方式如MDA AUTO或JOG来结束回参考点。（3）参数设定在CNC进行工作前，必须对一些参数进行设定，对机床和刀具进行调整：1)输入刀具参数及刀具补偿参数2)输入/修改零点偏置3)输入设定数值刀具参数包括刀具几何参数，磨损量参数、刀具量参数和刀具型号参数等。有些参数如R参数则一般不需修改 (4)装夹工件按照前面指定的装夹方式装夹工件(5)对刀把每一把刀具都调到自己设定的编程零点，把编程零点所在机床坐标值输入机床中(6)输入程序把自己编的程序输入机床定一个名字，对程序进行检查，确保程序本身没有错误以及也没有输入错误。(7)模拟仿真按下MDA 键，按扩展键，再按编程仿真进入仿真系统，对程序进行仿真，检查仿真出的工件图形与要加工的工件有多大出入，并不断对程序进行修改，直到仿真的工件完全正确为止。（8）实际加工退出仿真系统，先按复位键，刚开始时可进行单步加工，按下步加工键。这时要一手按启动键，一手按停止键，如发现异常情况应立即停止。直到确定程序无误后方可按自动加工键，加工完成后，最后取下工件。加工完成3.3数控铣床操作过程中的注意事项（l）每次开机前要检查一下铣床后面润滑油泵中的润滑油是否充裕，空气压缩机是否打开，切削液所用的机械油是否足够等。（2）开机时，首先打开总电源，然后按下CNC电源中的开启按钮，把急停按钮顺时针旋转，等铣床检测完所有功能后（下操作面板上的一排红色指示灯熄掉），按下机床按钮，使铣床复位，处于待命状态。（3）在手动操作时，必须时刻注意，在进行X、Y方向移动前，必须使Z轴处于抬刀位置。移动过程中，不能只看CRT屏幕中坐标位置的变化，而要观察刀具的移动，等刀具移动到位后，再看CRT屏幕进行微调。（4）在编程过程中，对于初学者来说，尽量少用G00指令，特别在X, Y,Z三轴联动中，更应注意。在走空刀时，应把Z轴的移动与X、Y轴的移动分开进行，即多抬刀、少斜插。有时由于斜插时，刀具会碰到工件而发生刀具的破坏。（5）在使用电脑进行串口通信时，要做到：先开铣床、后开电脑；先关电脑、后关铣床。避免铣床在开关的过程中，由于电流的瞬间变化而冲击电脑。（6）在利用DNC(电脑与铣床之间相互进行程序的输送）功能时，要注意铣床的内存容量，一般从电脑向铣床传输的程序总字节数应小于23kB。如果程序比较长，则必须采用由电脑边传输边加工的方法，但程序段号，不得超过N9999。如果程序段超过1万个，可以借助MASTERCAM中的程序编辑功能，把程序段号取消。（7）铣床出现报警时，要根据报警号查找原因，及时解除报警，不可关机了事，否则开机后仍处于报警状态。采用寻边器对刀，其详细步骤如下：X 、 Y 向对刀1）将工件通过夹具装在机床工作台上，装夹时，工件的四个侧面都应留出寻边器的测量位置。2）快速移动工作台和主轴，让寻边器测头靠近工件的左侧；3）改用微调操作，让测头慢慢接触到工件左侧，直到寻边器发光，记下此时机床坐标系中的 X 坐标值， 如 -310.300 ；4）抬起寻边器至工件上表面之上，快速移动工作台和主轴，让测头靠近工件右侧；5）改用微调操作，让测头慢慢接触到工件左侧，直到寻边器发光，记下此时机械坐标系中的 X 坐标值，如 -200.300 ；6）若测头直径为 10mm ，则工件长度为 -200.300-（-310.300）-10=100 ，据此可得工件坐标系原点 W在机床坐标系中的 X 坐标值为 -310.300+100/2+5= -255.300 ；7）同理可测得工件坐标系原点 W 在机械坐标系中的 Y 坐标值。Z 向对刀1）卸下寻边器，将加工所用刀具装上主轴；2）将 Z 轴设定器（或固定高度的对刀块，以下同）放置在工件上平面上；3）快速移动主轴，让刀具端面靠近 Z 轴设定器上表面；4）改用微调操作，让刀具端面慢慢接触到 Z 轴设定器上表面，直到其指针指示到零位；5）记下此时机床坐标系中的 Z 值，如 -250.800 ；6）若 Z 轴设定器的高度为 50mm ，则工件坐标系原点 W 在机械坐标系中的 Z 坐标值为 -250.800-50-（30-20）=-310.800 。将测得的 X 、 Y 、 Z 值输入到机床工件坐标系存储地址中（ 一般使用 G54-G59 代码存储对刀参数 ）。3.4在对刀操作过程中需注意的问题（1）根据加工要求采用正确的对刀工具，控制对刀误差；（2）在对刀过程中，可通过改变微调进给量来提高对刀精度；（3）对刀时需小心谨慎操作，尤其要注意移动方向，避免发生碰撞危险；（4）对刀数据一定要存入与程序对应的存储地址，防止因调用错误而产生严重后果。3.5刀具补偿值的输入和修改根据刀具的实际尺寸和位置，将刀具半径补偿值和刀具长度补偿值输入到与程序对应的存储位置。需注意的是，补偿的数据正确性、符号正确性及数据所在地址正确性都将威胁到加工，从而导致撞车危险或加工报废。结束语通过本次毕业设计，从最初的选题，开题到计算、绘图直到完成设计，使我对零件设计与加工有了更进一步的认识和掌握，也了解了加工业在实际生产、生活中的重要地位。本次毕业设计让我系统地巩固了大学三年的学习课程，系统地巩固了机械设计、机械制图、数控编程等许多课程。从零件产品图的绘制到产品的加工，在指导老师的精心指导下,完成自己的毕业设计。主要介绍了典型零件的数控铣削加工工艺。数控铣削的工艺灵活性很大，加工方法多种多样。通过老师的悉心指导和自己的认真学习，刻苦分析，查阅相关资料，最终做完了毕业设计。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，我对数控工具系统的特点和数控机床的刀具材料和使用范围有了较深刻的了解，基本掌握数控机床刀具的选用方法；经过设计加工工艺方案，进一步了解工件定位的基本原理、定位方式与定位元件及数控机床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方法有了更深的理解；经过编制零件的加工程序，基本熟悉数控编程的主要内容及步骤、编程的种类、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。工艺设计、数值计算及程序编制的整个过程虽然任务比较繁重，但在设计过程中通过自己不断的学习，克服了许多的难题，这种成就感使感到十分的喜悦和兴奋。大学生活即将匆匆忙忙地过去，但我却能无悔地说：“我曾经来过。”大学三年，但它给我的影响却不能用时间来衡量，这三年以来，经历过的所有事，所有人，都将是我以后生活回味的一部分，是我为人处事的指南针。就要离开学校，走上工作的岗位了，这是我人生历程的又一个起点，在这里祝福大学里跟我风雨同舟的朋友们，一路走好，未来总会是绚烂缤纷。26