基于加工中心的数控精加工.docx

基于加工中心的数控精加工
作者：刘登峰

摘要
数控加工主要是比较精密的加工，在采用数控机床进行加工时要必须从机床选用、刀具选择、刀具使用、装夹方式、图形分析其要的精度、尺寸要求、表面光洁度、加工前坐标选取和编程的必然联系、吃刀的大小、转速和进给设定对工件加工和刀具磨损的关系等多方面进行考虑……因此设计者必须综合运用所学的知识对其进行考虑分析，设计与生产结合，能既圆满完成设计由能生产出合格零件……
关键词 加工工艺；编程；进给量；刀具；转速；装夹；光洁度；加工中心；
自动换刀；校准；对刀；数控系统；尺寸要求；模架。

前言
毕业设计是在学完机械制造工艺学(含机床夹具设计)和其他所有有关专业课程,并进行了实习的基础上进行的一个教学环节.我们进行毕业设计是对之前所学的课程一次深入的全面的总复习,也是一次理论联系实际的训练。因此,它在几年的学习中占重要的地位。
就我个人而言，希望通过这次毕业设计，对自己今后将从事的工作，进行一次适应性的训练，通过设计锻炼自己分析问题、解决问题的能力。为回厂后的工作打下良好的基础。由于能力所限，设计中尚有许多不足之处希望各位教师给予批评指导。

目录
第一章 加工中心的特点及优势…………………………………….……4
1.1工序集中…….……………………………………………………… 4
1.2对加工对象的适应性强………………………………………………4
1.3加工精度高……………………………………………………………4
1.4加工生产率高…………………………………………………………4
第二章 加工中心的组成与实际操作………………… ………………… 6
2.1组成系统及部件……………………………………………………6
2.2加工前的准备………………………………………………………6
2.3加工工序……………………………………………………………6
2.4其它操作……………………………………………………………6
第三章 数控精加工的误差及其注意事项
………………………………11
3.1机床的误差…………………………………………………11
3.2人为误差…………………………………………………11
3.3注意事项…………………………………………………11
附件…………………………………………………11
致谢…………………………………………………………………………………20
参考文献… ……….………………………………………………………………21

第一章 加工中心的特点及优势
1.1工序集中
加 工中心备有刀库并能自动更换刀具，对工件进行多工序加工，使得工件在一次装夹后，数控系统能控制机床按不同工序，自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹，以及其他辅助功能，现代加工中心更大程度地使工件在一次装夹后实现多表面、多特征、多工位的连续、高效、高精度加 工，即工序集中．这是加工中心最突出的特点。
1.2对加工对象的适应性强
加工中心生产的柔性不仅体现在对特殊要求的快速反应上．而且可以快速实现批量生产，提高市场竞争能力。
1.3加工精度高
加工中心同其他数控机床一样具有加工精度高的特点，而且加工中心由于加工工序集中，避免了长工艺流程，减少了人为千扰，故加工精度更高，加工质量更加稳定。
1.4加工生产率高
零件加工所需要的时间包括机动时间与辅助时间两部分。加工中心带有刀库和自动换刀装置，在一台机床上能集中完成多种工序，因而可减少工件装夹、测量和机床的调整时间，减少工件半成品的周转、搬运和存放时间，使机床的切削利用率（切削时间和开动时间之比）高于普通机床3～4倍，达80％以上。

第二章 加工中心的组成与实际操作
2. 1组成系统及部件
加工中心是由数控系统，自动换刀系统，基础部件和主轴部件组成。
2．2加工前的准备
在数控精加工前，一定要准备好相应的工具。将工具放在离自己最近的地方，以免用到的时候手忙脚乱，从而发生不必要的危险。加工前要检查数控机床是否正常，出现异常的话要及时修理，以免发生意外及不必要的损失。
2.3加工工序
加工前准备好要用到的一切工具。数控精加工工序包括：用磨石打磨工件，使工件表面变得光滑。然后测量工件的长宽高,调整机床内夹具的长度，用抹布擦干净夹具上的灰尘。用手将工件放入机床夹具上，找好基准，一定要放的与夹具平行。用扳子及其小夹具将数控机床内的夹具固定，但是不要太紧。拉表测量工件的平行度，确保工件是平行的，用扳子将小夹具固定死。继而再次拉表进行最后的固定，这时将机床的门关上。根据图纸更改机床系统中宏程序的的参数以及系统的参数，确认无误后开始进行加工。一次不可能加工到位，要加工大约3次，根据实际情况进行调整参数。零件加工完成以后要进行打磨，将毛刺儿清理干净，这样才算真正完成。
2.4其它操作
1.刀具的测量
校准（以校准棒）→（校准棒圆跳动误差3微米以内为宜）
校准格式：G65 P9620(变量)
变量 X:刀具径向刀类偏移指令，指定X：径向缩小0.5mm，不指定不偏移
Y: 刀具径向刀类偏移指令，不指定不偏移,Y的优先级高于X
Z：Z向刀类偏移指令，测量位置为变量指定值+1mm，最大20mm。球刀Z≥R球+0.5mm
校准一般在季节交替、机床挪动、撞机、加工精度低、误差大时进行。
测量
1）长度和半径 G65 P9621 _____
变量 X:刀具径向刀类偏移指令，指定X：径向缩小0.5mm，不指定不偏移
Y: 刀具径向刀类偏移指令，不指定不偏移,Y的优先级高于X
Z：Z向刀类偏移指令，测量位置为变量指定值+1mm，最大20mm。球刀Z≥R球+0.5mm
2）长度测量 G65 P9623_____
D.H.U.V.X.Y.K. 同P9621中变量意义
E：待测刀具的几何磨损
G65 P9623 H1. D2.;(D2.已知)
解释：刀具刀经放置位置D2，测量的长度值放置在H1
3）刀具半径测量 G65 P9625___
D.H.R.W.Z.K.同前
F:刀具磨损补偿状态（一般不补尝）
G65 P9625 H1. D2. W10.;
解释：刀具刀经放置位置D2，刀具直径10mm，测量的长度值放置在H1
2.校准时的操作：
1） 装校准棒。用无水乙醇清洗校准棒与弹簧卡头。（刚刚换刀后主轴制动，按STOP消）
2） 装好千分表。下端底座下垫纸，以免划伤工作台，侧校准棒圆跳动。2微米以内
3） 测高。（校准棒端部至高点到法兰盘端面的高）
机床换刀手动执行
确定在手动模式下，已处换刀状态下：G91 G30 Z0;G90 G30 X0;M30;M06…,操作：custom 控制面板上→MAINTENANCE维护模式→MODE SELECT (选择刀库模式)手动模式。

第三章 数控精加工的误差及其注意事项

3.1机床的误差
在数控精加工时，机床可能导致误差。由于机床长时间的维护不利以及机器的磨损都能导致误差，从而影响加工的精度。
3.2人为误差
（1）未擦干净机床内大夹具上的灰尘。别小看那些灰尘，在精加工中会影响很大，因为精加工的精度时相当的低的。
（2）工件与大夹具未放平行。未放平行的后果就是加工出来的工件是歪的，直接就报废了。
（3）没有第二次拉表。由于第一次拉表以后用锤子敲了敲，所以工件有变动，必须二次拉表，从而确保工件的平行度。
（4）宏程序的修改。图形与实物结合到一起，认真修改宏程序中的数字，改错的话会导致工件的报废。
（5）未用量块儿测量。机器有时也会有偏差，这是就需要用量块进行测量，这是必须的，否则就会出现误差的情况。
3.3注意事项
（1）安全事项
加工前一定要穿上工作服，加工时一定要关上防护门，否则会出现危险，甚至危及生命。要检查气压是否正常以及机器内是否漏油，检查电池的电量。
（2）加工事项
加工前要清洁机床内的铁屑，加工时要关好防护门。注意要拉两次表，宏程序一定要修改对，不要修改铁定的程序。加工时人一定不能走开，以免撞刀或者其他人操作机器。换新刀的时候要注意重新对刀，并且修改刀具的参数。

附件
工艺过程卡
零件名称
零件材料
毛坯种类
毛坯硬度
毛重
/kg
净重
/kg
车型
每车件数
模板
45号钢
锻件

140
138
N650

工序号
工序名称
设备名称
夹具
进给量
主轴转速
切削速度
冷却液
T单
负荷/%
1
粗铣端面
立式铣床
虎钳
50
145
40

5%
2
磨端面
普通磨床

3
钻孔
加工中心
虎钳

4
上表面加工
加工中心
虎钳

140

5
下表面加工
加工中心
虎钳

140

6
导套
加工中心
虎钳

7
清洗
清洗机

8
检验

编制

审核

批准

共1页
第1页

工序卡

（工厂）
工序卡片
产品名称或代号
零件名称
材料
零件图号

工序号
工序名称
夹具
使用设备
车间
1
铣平面
虎钳
立式铣床

工步号
共步内容
刀具
进给量
主轴转速
切削速度
1
保证尺寸230.5x150.5x50.5
铣刀

编制

审核

批准

共1页
第1页

工序卡

（工厂）
工序卡片
产品名称或代号
零件名称
材料
零件图号

工序号
工序名称
夹具
使用设备
车间
2
磨平面

普通磨床

工步号
工步内容
刀具
进给量
主轴转速
切削速度
1
找角，保证各平面垂直保证尺寸230x150x50

编制

审核

批准

共1页
第1页

工序卡

（工厂）
工序卡片
产品名称或代号
零件名称
材料
零件图号

工序号
工序名称
夹具
使用设备
车间
3
导套（阶梯孔）加工

加工中心及摇臂钻床

工步号
工步内容
刀具
进给量
主轴转速
切削速度
1
点窝（定位）
中心钻

2
钻底孔
钻头

3
扩孔
平底铣刀

编制

审核

批准

共1页
第1页

O111
G28G91Z0
G90G0X0Y0
T1M06 中心钻
M03S1200
G81X56Y75Z-3R5F150
X40
X0
Y75
X-40
X-56
X0Y-75
G80
M05
T2M06 8钻头
M03S600
G82X56Y75Z-55R5Q1.5F70
X40
X0
X-40
X-56
T3M06 25平底铣刀
M03S600
G43Z100H03
G01X56Y75F200
Z5
Z-22F80
Z5
X-56
Z-22
Z5
Y-75
Z-22
Z5
X-56
Z-22
Z5
G0Z100
M05
T4M06 16平底铣刀
M03S800
G43H04Z100
H01X56Y75F100
Z5
Z-52
Z5
Y-75
Z-52
Z5
X-56
Z-52
Z5
Y56
Z-52
Z5
M05
T5M06 26平底铣刀
M03S800
G43H05Z100
Z5
Z-52
Z5
Y-75
Z-52
Z5
X-56
Z-52
Z5
Y56
Z-52
Z5
M05
T6M06 14平底铣刀
G43H06Z100
Z5
Z-52
Z5
Y-75
Z-52
Z5
X-56
Z-52
Z5
Y56
Z-52
Z5
M05
T7M06 20平底铣刀
G43H07Z100
Z5
Z-52
Z5
Y-75
Z-52
Z5
X-56
Z-52
Z5
Y56
Z-52
Z5
M05Z100

工序卡

（工厂）
工序卡片
产品名称或代号
零件名称
材料
零件图号

工序号
工序名称
夹具
使用设备
车间
4
上表面凹槽加工
虎钳
加工中心

工步号
共步内容
刀具
进给量
主轴转速
切削速度
1
凹槽粗铣
铣刀

2
凹槽精铣
硬质合金铣刀

编制

审核

批准

共1页
第1页
%
O0000 程序名称
N100G21
N102G0G17G40G49G80G90 程序定位
N104T3M6
N106G0G90X-124.Y32.452A0.S1000M3 主轴开转
N108G43H3Z31.M8 建立长度补偿
N110Z-17. 开始加工工件
N112G1Z-20.F100.
N114X-120.F200.
N116X118.
N118Y33.452
N120X-120.
N122X-124.
N124G0Z30.
N126Z31.
N128Y-33.452
N130Z-17.
N132G1Z-20.F100.
N134X-120.F200.
N136X118.
N138Y-32.452
N140X-120.
N142X-124.
N144G0Z30. 抬刀
N146M5 主轴停转
N148G91G28Z0.M9 停止切削液
N150G28X0.Y0.A0. 回参考点
N152M30 程序结束
%

工序卡

（工厂）
工序卡片
产品名称或代号
零件名称
材料
零件图号

工序号
工序名称
夹具
使用设备
车间
5
下表面凹槽及斜导套加工
虎钳
加工中心

工步号
共步内容
刀具
进给量
主轴转速
切削速度
1
凹槽粗铣
铣刀

2
点窝（定位）
中心钻

3
钻底孔
钻头

4
攻螺纹
螺纹刀

5
粗铣导套
键槽刀

6
精铣导套
硬质合金铣刀

7
凹槽精铣
硬质合金铣刀

编制

审核

批准

共1页
第1页

O0000 程序开始
N102G0G17G40G49G80G90 程序定位
N104T1M6 换刀
N106G0G90X-121.Y-34.927A0.S2000M3 主轴开转
N108G43H1Z49.8 刀具补偿
N110Z3.8 开始铣工件
N112G1Z-.2F100.
N114Y34.927F1000.
N116X-120.612Y34.604
N118G3X-115.Y32.763R9.483
N120G1X115.
......
N7244G1Y27.
N7246G3X63.Y28.R1.
N7248G1X-63.
N7250G3X-64.Y27.R1.
N7252G1Y0.
N7254G3X-56.Y-8.R8.
N7256G1X-48.
N7258G0Z42. 抬刀
N7260M5 主轴停转
N7262G91G28Z0.M9 停止切削液
N7264G28X0.Y0.A0. 回参考点
N7266M30 程序结束

（工厂）
工序卡片
产品名称或代号
零件名称
材料
零件图号

45号钢

工序号
工序名称

使用设备
车间
6J
最终检验

工步号
检验内容
设备及检具
量具及标准号
量具名称
1
各个棱角毛刺
锉刀

2
零件表面是否垂直
百分表/磁力表架

3
孔间距

4
上表面凹槽
 三坐标检测机

5
下表面凹槽
 游标卡尺

6
导套

编制

审核

批准

共1页
第1页

工序卡

致 谢
学生的成长和老师的培养是分不开的。
首先，我要感谢天津现代职业技术学院对我的培养，让我学会了如何运用知识来武装自己，也让我学会了做人的道理，使我在社会上自立自强，感谢学校给我去起信培训的机会,使得自己在技能和素质方面有了很大的提高；
其次，感谢学院的课程安排和两年中所有的任课老师。学院为我们精心安排了专业课程和一些必要的文化课程，并且实施了一定的规章制度，为我们创造了良好的学习环境。在两年中，我们所遇到的任课老师，尽管有的老师任课仅有一个学年，但是每一位老师都尽职尽责，在课堂上我们是师生，在课下我们就是要好的朋友，相互配合，共同完成我们的课程学习。
再次，感谢起信精密模具（天津）有限公司的刘科长、于怀刚导师、王魁导师、刘洪奎导师，是他们为我提供了在公司培训入职的机会，为我提供了良好的机遇。
还有，感谢我的毕业设计指导老师—吴国贤老师。吴老师密切关心我的实习情况，时时地进行指导，并且在百忙之中指导我的毕业设计事宜，帮助我顺利地走好毕业前的每一步。
最后，谨向诸位老师再次表达真挚的感谢和衷心的祝愿！

参考文献
[1].顾京 数控加工编程及操作 高等教育出版社 2003年9月第一版
[2].赵长明 刘万菊 数控加工工艺及设备 高等教育出版社 2003年10月第一版
[3].苏建修 机械制造基础 机械工业出版社 2004年2月第一版
[4].李云程 模具制造工艺学 机械工业出版社 2006年1月第一版