毕业设计说明书
典型零件的数控加工工艺编制及仿真加工
学号********
姓名
班级数控091班
专业数控专业
系部机电工程学院
指导老师
完成时间2012年2月20日至2012年3月26日
目录
引言
第一章加工中心概述 (1)
1.1加工中心的分类及结构组成 (1)
1.2加工中心的加工工艺特点 (4)
第二章零件加工工艺分析 (7)
2.1零件图工艺分析 (7)
2.2选择设备及刀具 (8)
2.3确定零件的定位基准和装夹方式 (8)
2.4确定加工路线 (8)
2.5确定切削参数 (9)
2.6确定编程原点、编程坐标系、对刀位置及对刀方法 (10)
2.7编制刀具卡片和工序卡片 (10)
第三章零件的仿真加工 (14)
3.1数控程序的调试及仿真加工 (14)
3.2仿真结果分析 (25)
结束语 (26)
参考文献 (27)
附录
引言
大家都知道，数控加工是目前的一门新的专业，热门专业，正在高速发展，数控加工程序是有多道复杂的程序组成的，这就为我们学习带来不便，为了使学习更方便，使用更加有条理，我编写了这份典型加工中心铣削编程与操作设计，希望为大家的工作、学习带来方便。我的这份毕业设计包括设计任务书、摘要、前言、设计说明书等多个部分。设计的主要是内容是对我们机械类加工日常加工中常见的工件取其中的一典型零件进行系统的编程与操作设计，从数控加工前应做的准备开始到数控加工工艺分析、数控刀具及其选择、工件装夹方式与数控加工夹具的选择、程序编制中的数值计算、数控加工程序的编制、数控车削加工、NC 加工、数控加工中心编程及自动编程技术等内容等数控加工时应注意的问题做了一一的说明。其中数控机床我们现在用的是西门子系统的，包括编程语言到是西门子系统的。由于水平有限，自己对设计的完成还不是很完善，有不足之处，希望老师多多指教。
第一章加工中心概述
1.1加工中心的分类及结构组成
（1）加工中心的分类
加工中心常按主轴在空间所处的状态分为立式加工中心和卧式加工中心，加工中心的主轴在空间处于垂直状态的称为立式加工中心，主轴在空间处于水平状态的称为卧式加工中心。如图所示，
图1.1 卧式加工中心
图1.2 立式加工中心
主轴可作垂直和水平转换的，称为立卧式加工中心或五面加工中心，也称复合加工中心。按加工中心立柱的数量分；有单柱式和双柱式(龙门式)。
图1.3 龙门加工中心
按加工中心运动坐标数和同时控制的坐标数分：有三轴二联动、三轴三联动、四轴三联动、五轴四联动、六轴五联动等。三轴、四轴是指加工中心具有的运动坐标数，联动是指控制系统可以同时控制运动的坐标数，从而实现刀具相对工件的位置和速度控制。
按工作台的数量和功能分：有单工作台加工中心、双工作台加工中心，和多工作台加工中心。
按加工精度分：有普通加工中心和高精度加工中心。普通加工中心，分辨率为1μm，最大进给速度15～25m／min，定位精度l0μm左右。高精度加工中心、分辨率为0.1μm，最大进给速度为15～100m／min，定位精度为2μm左右。介于2～l0μm之间的，以±5μm较多，可称精密级。
（2）加工中心的结构组成
加工中心自问世至今已有30多年，世界各国出现了各种类型的加工中心，虽然外形结构各界，但从总体来看主要由以下几大部分组成。
图1.4 立式加工中心的外形结构
基础部件。它是加工中心的基础结构，由床身、立柱和工作台等组成，它们主要承
受加工中心的静载荷以及在加工时产生的切削负载，因此必须要有足够的刚度。这些大件可
以是铸铁件也可以是焊接而成的钢结构件，它们是加工中心中体积和重量最大的部件。
主轴部件。由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴轴承等零件组成。主轴的启、停和变速等动作均由数控系统控制，并且通过装在主轴上的刀具参与切削运动，是切削加工的功率输出部件。
数控系统。加工小心的数控部分是由cNc装置，可编程控制器、伺服驱动装置以及操作面板等组成。它是执行顺序控制动作和完成加工过程的控制中心。
自动换刀系统。由刀库、机械手等部件组成。当需要换刀时，数控系统发出指令，由机械手(或通过其他方式)将刀具从刀库内取出装入主轴孔中。
辅助装置。包括涡滑、冷却、排屑、防护、液压、气动和检测系统等部分。这些装置虽然不直接参与切削运动，但对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起着保障作用，因此也是加工中心中不对缺少的部分。
1.2加工中心的加工工艺特点
数控加工柔性好，自动化程度高，特别适宜加工轮廓形状复杂的曲线，曲面零件，以及具有大量孔、槽加工的复杂箱体，棱体零件，在多品种、小批量生产情况下，使用数控机床加工能获得较高的经济效益。
数控加工工艺问题的处理与普通加工基本相同，但又有其特点。因此，在设计零件的数控加工工艺时，既要遵循普通加工工艺的基本原则和方法，又要考虑数控加工本身的特点和零件编程要求。
（1）零件装夹方法的确与夹具选择，数控机床上被加工零件的装夹方法与一般机床上一样，也要合理选择定位基准和夹紧方案。在选择精基准时，也要遵循“基准统一”和“基准重合”等原则，除此之外，还应考虑一几点：
1) 听尽量在一次定位夹紧中完成所有能加工的各表面的加工，为此要选择便于各个表面都可被加工的定位方式。如对箱体零件，宜采用一面两销的定位方式，也可采用以某侧面为导向基准，带工件夹紧后将导向元件拆去的定位方式。
2）对于工件一次装夹可完成工件上各个表面的加工，也可直接选用毛面作定位基准，只是这时毛坯的制造精度要求要高一些。
3）对于加工中心，工件在工作台上的安放位置的确定要兼顾各个工位的加工，要考虑刀具长度及其刚度对加工质量的影响。如进行单工位单面加工，应将工件靠工作台一侧放置在工作台的正中位置。这样可减少刀杆伸出长度，提高具刚度。
4）数控加工中使用的夹具，其结构大多比较简单，并应尽可能选用由通用元件拼装的组合可调节夹具，以缩短生产准备周期。为了简化定位、编程和对刀，保证工件能在正确的位置上按程序加工，必须协调工件、夹具与机床坐标系之间的尺寸关系。
（2）加工顺序的安排，除了因按照“先面后孔”“先粗后精”等基本原则安排加工顺序外，还应注意遵循以下原则：
1）为了件少换刀次数和时间，通常应按刀具集中工序。即在一次装夹中，用同一把刀具加工完工件上所有需要压该刀具加工的各个部位后，在换下一把刀具进行加工。对于加工中心，若换刀时间较工作台转位时间，则应采用相同工位集中加工完毕所有可以加工的待加工表面，然后在转动工作台去加工其他表面。
