数控铣床模型Word文档下载推荐.docx

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铣床模型的加工，要分析铣床的结构，设计好尺寸，确定好数据，画零件图和装配图，然后确定加工的装夹方案，设计合理的夹具；

接着就是根据分析图纸所得的数据，以及装夹的方法，编写加工工艺路线及设定铣削参数与铣削用量；

最后就是根据前面的分析，编写加工程序，进行零件加工。

关键词：

教学作用，铣床加工，工艺分析

ABSTRACT

CNCmillingmachinemodelwithcomputerandPLCissoftwarecontrolmillingmachine,millingofCNCmillingmachinemainlyduetotherotationmovementismilling,cuttingspeedisnothigh,butmorecontinuouscuttingknife,plusitshighdegreeofautomationinproductionefficiency,soitisveryhigh,millingmachinemodelinteachingdemonstrationroleistogivestudentsstudy,alsobroughtalotofhelp.

ThenumericalcontroltechnologyabroadandinChinathaninthelatestart,technologyandapplicationofCNCmachine,butinrecentyears,theuseofrapiddevelopment.CNCmachinehasstartedgraduallyreplacedmanualmachine,becauseithastheadvantagesofthelatterdoesnothaveexcellence,suchasprocessingofworkpieceprecisionimprovedmoretimes,theproductionefficiencyishigh,especiallyitcandomanythingsverycomplex,applicability.Intoday'

srapiddevelopmentoftheinformationsociety,inwhichthecomputerplaysanimportantrole,ncmachinetoolsisaccordwiththecharacteristicsofatimemachine,computertechnologyandperfectunifiesintogether,widelyappliedtoindustriesofeveryfield!

Themodelofmillingprocess,toanalyzethestructuredesign,millingmachine,gooddata,thesizeoftheassemblydrawingandpainting,andthendeterminetheclampingschemes,theprocessingofrationaldesignoffixture,Thenaccordingtotheanalysisofthedata,andthedrawingmethodofclamping,compilingprocessrouteandmillingparametersandmillingdosage,Finally,accordingtotheanalysisofthefrontiswritten,machiningprocessingprogram.

Keywords:

teachingeffect,millingmachine,processanalysis

目录

第一章引言………………………………………………………………6

第二章铣床的概述

1.一数控铣床分类………………………………………………………………6

2.数控铣床的组成………………………………………………………………7

3.数控铣床的工作原理…………………………………………………………8

4.数控铣床加工的特点…………………………………………………………8

第三章毛坯和刀具的确定

1、毛坯的确定……………………………………………………………………9

2刀具的确定………………………………………………………………………10

第四章数控铣床编程基本方法

1、数控铣削加工的内容…………………………………………………………10

2、零件的工艺性分析……………………………………………………………11

3、工艺路线的确定………………………………………………………………11

4、加工顺序的安排………………………………………………………………11

5切削用量的选择………………………………………………………………14

第五章零件加工

1、车床部分……………………………………………………………………14

2、铣床部分……………………………………………………………………14

1）加工方案的确定……………………………………………………………15

2）选择机床设备………………………………………………………………15

3）确定切削用量………………………………………………………………15

4）编写加工程序………………………………………………………………16

5）加工…………………………………………………………………………17

6）主要零件图…………………………………………………………………17

第六章装配…………………………………………………………………19

第七章结论…………………………………………………………………19

第八章参考文献……………………………………………………………20

第九章感谢……………………………………………………………………21

第一章引言

数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。

这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。

因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。

在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。

特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。

但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。

在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。

一、数控铣床分类

1、数控铣床按构造上分类

⑴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。

⑵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。

⑶龙门式数控铣床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。

2、数控铣床也可以按通用铣床的分类方法分类

⑴数控立式铣床

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。

⑵卧式数控铣床

主轴轴线平行于水平面。

与通用卧式铣床相扩大加工范围和同，其为了扩充转盘或万能数控转盘功能，卧式数控铣床通常采用增加数控来实现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

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。

二、数控铣床的组成

数控铣床的基本组成如图1，它由床身、立柱、主轴箱、工作台、滑鞍、滚珠丝杠、伺服电机、伺服装置、数控系统等组成。

床身用于支撑和连接机床各部件。

主轴箱用于安装主轴。

主轴下端的锥孔用于安装铣刀。

当主轴箱内的主轴电机驱动主轴旋转时，铣刀能够切削工件。

主轴箱还可沿立柱上的导轨在Z向移动，使刀具上升或下降。

工作台用于安装工件或夹具。

工作台可沿滑鞍上的导轨在X向移动，滑鞍可沿床身上的导轨在Y向移动，从而实现工件在X和Y向的移动。

无论是X、Y向，还是Z向的移动都是靠伺服电机驱动滚珠丝杠来实现。

伺服装置用于驱动伺服电机。

控制器用于输入零件加工程序和控制机床工作状态。

控制电源用于向伺服装置和控制器供电。

图1

三、数控铣床的工作原理

根据零件形状、尺寸、精度和表面粗糙度等技术要求制定加工工艺，选择加工参数。

通过手工编程或利用CAM软件自动编程，将编好的加工程序输入到控制器。

控制器对加工程序处理后，向伺服装置传送指令。

伺服装置向伺服电机发出控制信号。

主轴电机使刀具旋转，X、Y和Z向的伺服电机控制刀具和工件按一定的轨迹相对运动，从而实现工件的切削。

四．数控铣床加工的特点

1、用数控铣床加工零件，精度很稳定。

如果忽略刀具的磨损，用同一程序加工出的零件具有相同的精度。

2、数控铣床尤其适合加工形状比较复杂的零件，如各种模具等。

3、数控铣床自动化程度很高，生产率高，适合加工批量较大的零件。

五.数控铣床的功能

各种类型数控铣床所配置的数控系统虽然各有不同，但各种数控系统的功能，除一些特殊功能不尽相同外，其主要功能基本相同。

1、点位控制功能此功能可以实现对相互位置精度要求很高的孔系加工。

2、连续轮廓控制功能此功能可以实现直线、圆弧的插补功能及非圆曲线的加工。

3、刀具半径补偿功能此功能可以根据零件图样的标注尺寸来编程，而不必考虑所用刀具的实际半径尺寸，从而减少编程时的复杂数值计算。

4、刀具长度补偿功能此功能可以自动补偿刀具的长短，以适应加工中对刀具长度尺寸调整的要求。

5、比例及镜像加工功能比例功能可将编好的加工程序按指定比例改变坐标值来执行。

镜像加工又称轴对称加工，如果一个零件的形状关于坐标轴对称，那么只要编出一个或两个象限的程序，而其余象限的轮廓就可以通过镜像加工来实现。

6、旋转功能该功能可将编好的加工程序在加工平面内旋转任意角度来执行。

7、子程序调用功能

　　有些零件需要在不同的位置上重复加工同样的轮廓形状，将这一轮廓形状的加工程序作为子程序，在需要的位置上重复调用，就可以完成对该零件的加工。

8、宏程序功能

　　该功能可用一个总指令代表实现某一功能的一系列指令，并能对变量进行运算，使程序更具灵活性和方便性。

六.数控铣床的主要加工对象

1、平面类零件

2、变斜角类零件

3、曲面类（立体类）零件

.通过了解铣床的类型、组成、以及特点，和加工内容我们现在进行设计铣床的结构，画出图形的基本结构，由于去年我们的学长也有做的是铣床模型这个毕业设计的，我们可以参考他们的模型，给我带来了很大的帮助。

我们把去年的那个模型拆开，看一下基本结构，然后，知道我们要什么材料，用什么刀具等，

1、毛坯的确定

由于做这个需要像我们的指导老师申请各种毛坯，以及我们加工时需要的各种刀具，量具。

（1）、首先是几个光轴15mm，长度是200mm。

（2）、中间那个立柱需要的是40mm，长度是350mm

（3）/中间是板块，

（4）、最大的是底座，

（5）各种螺钉

我们写好这些申请交给谢老师，等着他的批准，接着我们写了刀具和量具的申请材料，等到这些都申请下来的时候我们就可以加工了。

2．刀具选择

（1）数控刀具材料：

高速钢、硬质合金、陶瓷、金属陶瓷、金刚石、立方氮化硼、表面涂层。

（2）数控铣削对刀具的要求：

刚性好、耐用度高。

（3）铣刀的种类：

面铣刀、立铣刀、模具铣刀、键槽铣刀、鼓形铣刀、成形铣刀。

（4）铣刀的选择

①减少刀具数量；

②一把刀具完成其所能进行的所有加工部位；

③粗精加工的刀具应分开使用；

④先铣后钻；

⑤先曲面精加工，后二维轮廓精加工。

1）铣刀类型的选择

2）铣刀参数的选择a．面铣刀主要参数的选择标准b．立铣刀主要参数的选择

3）铣刀生产厂家的选择

根据刀具的上述功能我们来申请刀具进行加工，我们主要用到立铣刀，和攻丝。

选择合适的刀具进行我们的铣床加工。

数控铣床编程就是按照数控系统的格式要求，根据事先设计的刀具运动路线，将刀具中心运动轨迹上或零件轮廓上个点的坐标编写成数控加工程序。

所编成的数控加工程序，要符合具体的数控系统的格式要求。

刀具的确定数控加工程序不仅包括零件的工艺规程，还包括切削用量、走刀路线、刀具尺寸和铣床的运动过程等，所以必须对数控铣削加工工艺方案进行详细的制定。

1数控铣削加工的内容

1）零件上的曲线轮廓，特别是由数学表达式描绘的非圆曲线和列表曲线等曲线轮廓；

2）已给出数学模型的空间曲面；

3）形状复杂、尺寸繁多、划线与检测困难的部位；

4）用通用铣床加工时难以观察、测量和控制进给的内外凹槽；

5）以尺寸协调的高精度孔或面；

6）能在一次安装中顺带铣出来的简单表面；

7）采用数控铣削后能成倍提高生产率，大大减轻体力劳动强度的一般加工内容。

1）零件图样分析A、零件图样尺寸的正确标注；

B、零件技术要求分析；

C、零件图上尺寸标注是否符合数控加工的特点。

2、零件结构工艺性分析

1）保证获得要求的加工精度；

2）尽量统一零件外轮廓、内腔的几何类型和有关尺寸；

3）选择较大的轮廓内圆弧半径；

4）零件槽底部圆角半径不宜过大；

5）保证基准统一原则；

6）分析零件的变形情况。

（3）零件毛坯的工艺性分析

1）毛坯应有充分、稳定的加工余量；

2）分析毛坯的装夹适应性；

3）分析毛坯的余量大小及均匀性。

3、工艺路线的确定

（1）加工方法的选择

1）内孔表面的加工方法2）平面的加工方法3）平面轮廓加工方法4）曲面轮廓加工方法。

（2）加工阶段的划分1）有利于保证加工质量；

2）有利于及早发现毛坯的缺陷；

3）有利于设备的合理使用。

（3）工序的划分

1）按所用刀具划分工序的原则；

2）按粗、精加工分开，先粗后精的原则；

3）按先面后孔的原则划分工序。

4、加工顺序的安排

1）切削加工工序的安排

a．基面先行原则；

b．先粗后精原则；

c．先主后次原则；

d．先面后孔原则。

2）热处理工序的安排a．预备热处理；

b．消除残余应力；

c．最终热处理。

3）辅助工序的安排

4）数控加工工序与普通工序的衔接

（5）装夹方案的确定（组合夹具的应用）

（6）进给路线的确定

加工路线的确定原则主要有以下几点：

1）加工路线应保证被加工零件的精度和表面质量，且效率要高；

2）使数值计算简单，以减少编程运算量；

3）应使加工路线最短，这样既可简化程序段，又可减少空走刀时间。

1）顺铣和逆铣的选择

2）铣削外轮廓的进给路线（切入、切出）

3）铣削内槽的进给路线（行切法、环切法）

4）铣削曲面的进给路线

5）切削用量的选择

在编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量。

选择切削用量时，一定要充分考虑影响切削的各种因素，正确的选择切削条件，合理地确定切削用量，可有效地提高机械加工质量和产量。

影响切削条件的因素有：

机床、工具、刀具及工件的刚性；

切削速度、切削深度、切削进给率；

工件精度及表面粗糙度；

刀具预期寿命及最大生产率；

切削液的种类、冷却方式；

工件材料的硬度及热处理状况；

工件数量；

机床的寿命。

上述诸因素中以切削速度、切削深度、切削进给率为主要因素。

切削速度快慢直接影响切削效率。

若切削速度过小，则切削时间会加长，刀具无法发挥其功能；

若切削速度太快，虽然可以缩短切削时间，但是刀具容易产生高热，影响刀具的寿命。

决定切削速度的因素很多，概括起来有：

（1）刀具材料

（2）工件材料（3）刀具寿命（4）切削深度与进刀量（5）刀具的形状

6）冷却液使用

上述影响切削速度的诸因素中，刀具材质的影响最为主要。

切削深度主要受机床刚度的制约，在机床刚度允许的情况下，切削深度应尽可能大，如果不受加工精度的限制，可以使切削深度等于零件的加工余量。

这样可以减少走刀次数。

主轴转速要根据机床和刀具允许的切削速度来确定。

可以用计算法或查表法来选取。

进给量f（mm／r）或进给速度F（mm／min）要根据零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料来选。

最大进给速度受机床刚度和进给驱动及数控系统的限制。

编程员在选取切削用量时，一定要根据机床说明书的要求和刀具耐用度，选择适合机床特点及刀具最佳耐用度的切削用量。

当然也可以凭经验，采用类比法去确定切削用量。

不管用什么方法选取切削用量，都要保证刀具的耐用度能完成一个零件的加工，或保证刀具耐用度不低于一个工作班次，最小也不能低于半个班次的时间。

（1）机床坐标系

机床坐标系是机床上固有的坐标系，并设有固定的零点（机械零点），它由厂家在生产机床时确定。

XK5032立式数控铣床符合ISO规定，即以机床主轴轴线方向为Z轴，刀具远离工件方向为Z轴正方向；

X轴规定为水平平行于工件工件装夹表面，人在工作台前面对主轴，右方向为X轴正方向；

Y轴垂直于X，Z轴坐标轴，其方向根据笛卡儿坐标系右手定则确定。

（2）工件坐标系

工件坐标系是用来确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标系，工件坐标系的原点即为工件零点。

工件零点的位置是任意的，由编程人员编制程序时根据零件特点选定。

（3）工件坐标系的设定

工件坐标系的设定是进行变成计算的第一步，应当根据不同的加工要求和编程的方便性恰当选择。

1）G54~G59设定工件坐标系

XK5032立式数控铣床还可以通过CRT/MDI在参数设置方式下，设定6个不同的工件坐标系。

这6个坐标系分别被记忆成G54、G55、G56、G57、G58、G59，在加工时通过G54~G59指令选择相应的坐标系。

G90指令与G54~G59指令的使用区别是：

G92指令通过程序来设定工件加工程序，其坐标原点与当前刀具所在位置有关；

而G54~G59指令通过CRT/MDI在参数设置方式下设定工件坐标系，其坐标原点与当前刀具所在位置无关。

G92指令只是设定坐标系，不产生任何移动；

G54~G59指令可以与G00指令等组合在相应的工件坐标系中进行位移。

（1）常用辅助功能指令

M00－程序暂停，机床的转动、进给、切削液停止。

重新启动机床后继续执行下面的程序；

M01－程序选择停止指令，只有按下面板上“选择停止”键，该指令才有效。

执行该指令，与M00相似。

按“启动”键，继续执行下面的程序；

M02－程序结束，机床处于复位状态；

M03－主轴正转（CW）；

M04－主轴反转（CCW）；

M05－主轴停转。

M03和M04指令之间必须用M05指令使主轴停转后进行；

M08－冷却液开；

M09－冷却液关；

M98－放在主程序中，用来调用子程序。

格式为：

M98P 

，其后8位数字，前4位是调用次数，后4位是子程序号。

调用1次时，前4位可省略。

M99－放在子程序最后，用来返回主程序的相应程序段。

当M99后不跟任何代码时，返回调用程序的后一段程序段。

否则返回到M98P 

所指定的P后的程序段。

当M99单独在主程序中使用时，不跟任何代码，返回主程序的开头，否则返回到主程序P指定的程序段。

1、车床部分

由于光轴简单我们就先加工光轴，但是不是我们想象的那么简单，因为直径太小，很容易变形，加工第一个光轴时候我们没加丁尖，车出来的轴中间尺寸可以，两头的尺寸大，然后我们有一节一节的加工，结果尺寸达到了光洁度却没了，出现了戒痕。

看来我们的这种方法不行，还是需要加顶尖的，否则加工出来的都是废件。

接着我们拿中心转打中心孔。

用顶尖顶着，实行一加一定，进行加工，结果加工出来的轴，比以前好多了。

接着那几个轴就这样加工出来了。

2、铣床部分的加工

铣床主要是攻丝，这方面我们的经验是不足的，毕竟我们在实习的时候学的都是铣平面，钻孔这个也学的不多，但这次对我们来说也是一个挑战啊，不过在谢老师的指导下我们还是很学了很多。

平面如图3所示。

图3

1.加工方案的确定

1）工件选用机用平口钳装夹，校正平口钳固定钳口与工作台X轴方向平行，将160×

25侧面贴近固定钳口后压紧，并校正工件上表面的平行度。

2）加工方法与刀具选择如表1所示。

表1孔加工方案

加工内容

加工方法

选用刀具（mm）

孔1、孔2

点孔－钻孔－扩孔

φ3中心钻，φ10麻花钻，φ12麻花钻

孔3、孔4

点孔－钻孔－扩孔－铰孔

φ3中心钻，φ10麻花钻，φ15.8麻花钻，φ16机用铰刀

孔5、孔6

钻孔－扩孔－粗镗－精镗加工

φ20、φ35麻花钻，φ37.5粗镗刀，φ38精镗刀

2．选择机床设备

根据零