端面齿盘的设计与加工设计说明书
四川职业技术学院毕业设计（论文）摘 要 现代制造业飞速发展,以数控机床为技术代表的新型制造技术已几乎覆盖了普通机床,编程已由手工编程发展到计算机编程,它是制造业进一步向智能化方面的过度,它不仅提高了生产效率还保证了加工质量。对于加工拥有纵多相同或以一定规律变化的工位的零件，传统的手工编程十分烦琐而且容易出错。例如计算机显示器的模具加工、分度盘的加工、端面齿盘的加工等。由于端面齿盘拥有纵多的齿而且在同一平面,一般编程很难完成零件的加工，所以我们采用了宏程序编程,从工件造型到计算机模拟加工,再到计算机处理,刀具的选择等等,都可以比较简单的完成。并且工件的质量也可以得到保证。 宏程序与普通程序的区别在于:在宏程序中，能使用变量，可以给变量赋值，变量间可以运算，程序可以跳转；而普通程序中，只能指定常量，常量之间不能运算，程序只能按顺序执行，不能跳转，因此功能是固定的，不能变化。用户宏功能是用户提高数控机床性能的一种特殊功能，在相类似工件的加工中巧用宏程序将起到事半功倍的效果。宏程序是加工编程的重要补充。宏程序属于计算机高级语言，可以实现变量的算术运算，逻辑运算和条件转移等操作。它可以很轻松的完成分度盘的加工。关键词：分度盘 数控机床 宏程序 切削参数 目 录第一章 引言1 1.1数控机床的特点1 1.2 设计采用的方法1第二章 分度盘的加工与编程2 2.1加工任务分析22.2工艺处理42.2.1 毛坯准备42.2.2 装夹42.2.3 工艺设计52.3数控刀具72.4宏程序编程92.5模拟仿真112.5.1 定义机床112.5.2 定义毛坯122.5.3 选择夹具132.5.4 安装工件132.5.5 定义刀具132.5.6 建立工件坐标系142.5.7 输入代码输入宏程序代码进行准备模拟142.5.8 空运行142.5.9 模拟加工142.5.10 模拟三维工件和刀具152.6总结16第三章 主要参考文献18第四章 结束语19第一章 引言1.1数控机床的特点在数控技术中，所谓的加工程序，就是把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、切削参数以及辅助动作等，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把程序中的内容通过控制介质或直接输入到数控机床的数控装置中，从而控制机床加工零件。 数控编程分为手工编程和自动编程。手工编程是从零件图样确定工艺路线，计算数值和编写零件加工程序单，制备控制介质到校验程序都由人工完成。对于形状简单零件的加工，计算比较简单，程序较短，采用手工编程可以完成，但对于形状复杂的零件，特别是具有非圆曲线，列表曲线的零件，用手工编程相当困难，必须用自动变成完成.自动编程是编程人员根据加工零件图纸要求，进行参数选择和设置，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，直至将加工程序通过直接通信的方式进入数控机床，控制机床进行加工。随着数控技术的发展，数控机床得到了广泛的应用。目前，在机械行业中，单件小批量生产所占有的比例越来越大。这对工件的加工要求也提高了，目前在数控加工中比较广泛的应用了手工编程，它是按照事先编制好的加工程序，根据加工程序自动的对被加工零件进行加工，我们把零件的加工工艺路线，工艺参数，刀具轨迹，切削参数以及辅助功能，按照数控机床规定的指令代码及编写成的加工程序单，然后输入到数控机床中，从而控制机床完成对零件的加工，但这种手工编程只能加工一些简单的面。面对具有复杂曲面的点位关系是无法完成的。例如在分度盘的加工过程中，孔的数量相当多，而且加工精度要求高，在加工中还有很多变量，一般编程很难完成，但我们可以采用宏程序来完成。宏程序结构类似于计算机高级语言，可以实现变量的算术运算，逻辑运算和条件转移等操作。它可以很轻松的完成分度盘的加工。1.2设计采用的方法本设计采用宏程序进行加工程序的编制，在分度盘的实际运用中比较适用，在运用过程中还可以采用算术运算和逻辑运算，能够多次转移和循环，极大的简化了我们的操作过程，与普通加工相比，也减轻了编程人员的劳动强度和工作时间。在这次设计分度盘的过程中，我们要感受到计算机在工业生产中的重要辅助作用。有些复杂的曲面和多孔零件在加工中必须要通过电脑软件的帮助才能完成工件的加工，人工计算是很难得到的，而通过自动编程和宏程序就可以简单快速的完成。通过这次毕业设计，使我能更熟练的应用宏程序进行设计、加工等。第二章 分度盘的加工与编程2.1 任务分析在加工编程前，必须按照加工工艺要求先对该零件进行详细的加工工艺分析，这是编程人员编辑程序的重要依据之一。由于分度盘的加工较复杂，如果用普通机床加工，必须先进行人工画线，打样冲，钻孔，再扩孔等工艺，而操作过程中需要人为干涉，不仅费时而且误差较大，使其加工精度底，产品质量不高，同时生产效率也大大降低。分度盘示意图如图一所示：图一 分度盘采用数控机床加工，因数控机床对工件的加工是按事先编好的程序自动完成的，工件加工过程中不需要人为干涉，加工完成后自动停止，消除了操作者人为产生的误差，提高了加工精度高，同时也减少了划线，打样冲等时间，提高了生产效率。数控加工编程分为自动编程和手工编程，手工编程无法完成具有较多变量的加工，而宏程序可以完成有较多变量的编程，所以我们选择了宏程序编程，它是一固定功能，避免多次编程的繁琐，减少了编程时间，提高了加工效率，并且其结构类似于计算机高级语言，可以实现变量的算术运算，逻辑运算和条件转移等操作。按照工件的加工及实际应用的基本要求，可以将该工件的加工主要分为三个部分：外轮廓加工：外轮廓加工主要完成将工件毛坯加工到需要的尺寸精度，外轮廓加工一般需要经过粗加工、半精加工、精加工等步骤才能达到需要的精度要求。由于本设计的分度盘零件对外圆没有加工要求，因此这里只进行了一次加工，即能满足实际要求。上表面加工：由于需要在上表面上进行大量的孔加工，再加上钻削过程中所产生的切削抗力较大以及较大的振动，因此在孔加工之前需要将上表面加工光整。孔加工：孔加工是本设计的一个重点加工部位，本设计采用了两个子程序的办法来完成该加工，并作出了一个标准孔加工宏程序，在设计中通过反复调用即可完成。在调用宏程序时，只要改变其中任意一个参数，就可完成不同厚度，不同大小，不同孔数的分度盘或类似扇形的分度盘多孔的加工。在孔加工中，主要经过了中心钻钻引入孔、麻花钻钻底孔等步骤。2.2 工艺处理由于加工分度盘较复杂，精度要求高，所以选择数控加工中心进行加工，这就可以保证较高的加工精度并满足加工要求。加工中心加工选择定位基准的基本要求：1、所选基准与各加工部位见的各个尺寸计算简单。2、保证各项加工精度。3、选择定位基准应遵循的原则：尽量选择分度盘的设计基准为准，选择设计基准做为定位基准不仅可以避免因基准不重合而引起的定位误差，保证加工精度，可以简化程序编制。当在加工中心上无法同时完成包括设计基准在内的全部表面加工时，要考虑所选择基准定位后，一次装夹能够完成全部关键精度部位的加工。由于加工分度盘较复杂，精度要求高，所以选择数控加工中心进行加工，这就可以保证较高的加工精度并满足加工要求。221毛坯准备毛坯如图二所示：1、08F低碳钢材料2、淬火后回火至HRC40-50图二 毛坯示意图222装夹对夹具的基本要求：夹紧结构或其他元件不得影响进给，加工部位要敞开。为保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面在外，夹具要开敞。为保持分度盘安装方位与机床坐标系及编程坐标系方向的一致性，夹具应能保证在机床上事项定向安装，还要求能使零件定位面于机床之间保持一定的坐标联系。夹具的刚性和稳定性要好，在考虑夹紧方案时，夹紧力应靠近主要支撑点或在支撑点所组成的三角形内，靠近切削部位及刚性好的地方，尽量不要在被加工孔的上方。加工中心夹具的选择要根据零件精度等级，结构特点，产品批量及机床精度等情况综合考虑。在单件生产或产品研制中，应广泛采用通用夹具。我们在这次分度盘的设计中所选用的是通用夹具三爪卡盘。为使其定位和装夹准确可靠，由于毛坯中已经有中心空，不需要再加工中心孔。所以我们只需要限制零件的X轴的移动与转动，Y轴的移动与转动，Z轴的移动就可以保证零件的定位精度要求。能满足这种要求的夹具就是三爪卡盘，所以采用三爪卡盘进行定位安装，数控加工工件和零件设定，见表一：表一 工件安装卡片零件图号J30102-4数控加工工件安装卡片工序号零件名称分度盘装夹次数一次 装夹零件 分度盘钻铣夹具GS53-61编制（日期）审核（日期）批准（日期）第1页表 一三爪卡盘00102007/6/202007/6/20共4页序 号夹具名称夹具图号223工艺设计先对零件毛坯在热处理，热处理可以减少加工过程中内应力的产生，提高加工精度。然后再进行粗加工，为数控铣削加工工序提供了可靠的工艺基准，用三爪卡盘装夹零件时，零件的各孔，外圆，及端面均留0.2mm0.5mm粗加工余量，经调质处理后对零件的内孔进行半精铣加工，外圆及端面均留1.0mm2.0mm余量，其中数控加工工艺卡片详见表二：表二 工 序 卡单位 数控加工工序卡片 产品名称或代号 零件名称 零件图号 FW300 分度盘 车 间 使用设备 数控车间 DA4565 工艺序号 程序编号 005 N0110 夹具名称 夹具编号 三爪卡盘 HA2313 工步号 工 步 作 业 内 容 加工面 刀 具 号 刀 补 量 主轴转速 进给速度 背吃刀量 备注 1 铣轮廓 X，Y T01 5mm 1200 0.3 0.5 2 铣平面 XYT02 101200 0.3 0.5 3 铣平面 XYT03 25 1800 0.3 0.5
