平面凸轮数控铣工艺分析及程序编制[毕业论文+CNC程序+CAD图纸]

数控毕业论文：平面凸轮数控铣工艺分析及程序编制含论文，CAD图纸

平面凸轮数控铣工艺分析及程序编制[毕业论文+CNC程序+CAD图纸]

摘 要

本文主要研究了平面凸轮机构轮廓的数控铣削工艺以及在此基础上的数控铣床的程序编制。了解数控铣床在凸轮加工中的运用从而完成盘形凸轮数控铣工艺性分析及程序编制和槽形凸轮数控铣工艺性分析及编写数控加工工艺文件。

数控编程技术是数控技术重要的组成部分。从数控机床诞生之日起，数控编程技术就受到了广泛关注，成为CAD/CAM系统的重要组成部分，各工业发达国家业投入了大量的人力物力开发实用的数控编程系统。本文以数控编程中的加工工艺分析及设计为出发点，着力分析零件图，从数控加工的实际角度出发，以数控加工的实际生产为基础，以掌握数控加工工艺为目标，在了解数控加工铣削基础、数控铣床刀具的选用、数控加工工件的定位与装夹、拟定加工方案、确定加工路线和加工内容以及对一些特殊的工艺问题处理的基础上，控制数控编程过程中的误差，从而大大缩短了加工时间，提高了效率，降低了成本。
因此，在编程中合理确定数控加工工艺对实现优质、高效和经济的数控加工具有极为重要的作用。

关键词：数控铣削；数控加工工艺；盘形凸轮；槽形凸轮

Abstract

This article has mainly researched the numerical control milling craft of two-dimensional cam mechanism outline as well as the programming of numerical control milling machine basing on this. With understanding the numerical control milling machine in cam processing utilization, thus people can complete analysis of the discoidal cam numerical control mill technological capability , the programming and the analysis of grooved cam numerical control mill technological capability, the compilation of numerical control processing technological document.

The numerical control programming technology is the numerical control technology important constituent. From numerically-controlled machine tool date of birth, the numerical control programming technology has received the widespread attention, became the CAD/CAM system's important component, various industries developed country family property invested the massive manpower and resources development practical numerical control programming system. This article take the numerical control programming in processing process study and the design as a starting point, tries to analyze the detail drawing, from numerical control processing's actual angle embarking, take the numerical control processing's actual production as the foundation, take masters the numerical control processing craft as the goal, in the understanding numerical control processing milling foundation, the numerical control milling machine cutting tool selects, the numerical control processing work piece localization and the attire clamps, draws up the working scheme, the determination processing route and the processing content as well as to some special craft question processing foundation, in control numerical control programming process error, thus reduced the process period greatly, raised the efficiency, reduced the cost.

Therefore, the reasonable determination numerical control processing craft to realizes high quality, highly effective and the economical numerical control processing in the programming has the great importance the function.

Key Words: Numerical control milling；Numerical control processing craft；Plate cam；Grooved cam

目录

前言 1
第一章 绪论 2
1.1本文的研究背景及意义 2
1.2数控编程技术的历史 2
第二章 数控编程中的加工工艺分析及设计 4
2.1数控加工工艺 4
2.1.1分析零件图 4
2.1.2数控加工工艺概念与工艺过程 5
2.1.3数控铣床加工的工艺设计特点 6
2.1.4数控铣床加工工艺的主要内容 7
2.2加工方法选择及加工方案确定 7
2.2.1数控机床的合理选用 7
2.2.2加工方法的选择 8
2.2.3加工方案设计的原则 8
2.3数控加工工艺路线的设计 8
2.3.1数控铣削加工零件的工序顺序 9
2.3.2按零件装夹定位方式划分工序 9
2.3.3数控铣削工序的各工步顺序 10
2.3.4数控加工工序与普通加工工序的衔接 11
2.4走刀路线的设计 11
2.4.1铣削平面的加工路线 11
2.5确定零件的夹紧方法和夹具的选择 12
2.5.1工件的定位与夹紧方案的确定 12
2.5.2夹具的选择 12
2.6刀具的选择 13
2.6.1铣削用刀具及其选择 13
2.6.2刀具材料应该满足零件的加工要求 14
2.7铣削用量的确定 14
2.7.1吃刀量的选择 14
2.7.2每齿进给量的选择 15
2.7.3主轴转速的确定 15
2.8数控编程的误差控制 15
2.9数控加工工艺文件 16
第三章 凸轮轮廓的数控铣加工 17
3.1数控铣床在凸轮加工中的运用 17
3.2平面凸轮零件的数控铣 18
第四章 盘形凸轮的数控铣削加工工艺及编程 24
4.1盘形凸轮的数控铣床加工实例一： 24
4.2盘形凸轮的数控铣床加工实例二： 27
第五章 槽形凸轮的数控铣削加工工艺及编程 30
5.1槽形凸轮的数控铣床加工实例一： 30
5.2槽形凸轮的数控铣床加工实例二： 33
总结 38
致谢 39
参考文献 40
附录 41

前言

凸轮机构尤其是平面凸轮机构，由于本身传递力的特殊性，因此广泛应用于各种机械设备,特别是自动机械和自动控制装置之中,以使实现各种运动规律。由于凸轮轮廓常含有非圆的平面曲线,以前受到设计和加工条件的限制，往往采用作图法设计凸轮轮廓和划线加工凸轮，往往难以保证加工质量和生产率。随着机械不断朝着高速精密、自动化方向发展，对凸轮机构的转速和精度也提出了更高的要求，因此利用计算机辅助设计和数控机床加工是很有必要的。

无论是普通加工还是数控加工，手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺过程分析，拟定加工方案，确定加工路线和加工内容，选择合适的刀具和切削用量，设计合适的夹具及装夹方法，以及对一些特殊的工艺问题（如对刀点、刀具轨迹路线设计等)做一些处理。因此，在编程中合理确定数控加工工艺对实现优质、高效和经济的数控加工具有极为重要的作用。
数控铣床上加工一个零件的程序，目前通常指整个工艺过程中的某一道或几道工序的加工程序。不管是手工编程还是大多数的自动编程，首先遇到的都是工艺处理的问题，而且数控铣床的程序编制比普通铣床的工艺规程复杂得多。

在普通机铣床上加工零件时是用工艺规程来规定每道工序得操作程序，其工艺规程对加工零件的过程可不必规定得很详细，可由操作人员自行决定。比如工序内工步得安排、走刀路线、刀具形状和切削用量等。在数控铣床上加工零件的整个过程，则必须由编程人员在程序中预先予以安排。这就要求编程人员对加工零件的全过程有仔细考虑，在编制数控加工程序时，要对数控铣床、工艺参数、切削规范、标准工夹具等都很熟悉，或有数控铣床使用说明书、切削用量表、标准工艺手册等相应的资料，做到编制的程序正确、合理，实现传统的机加工无法实现的合理、完整的工艺规划。

第一章 绪论

1.1本文的研究背景及意义

凸轮机构由于其本身传递力的特殊性，因此广泛应用于各种机械设备,特别是自动机械和自动控制装置之中,以使实现各种运动规律。凸轮机构的制造包含众多内容,其中以凸轮轮廓加工最为重要。由于凸轮轮廓常含有非圆的平面曲线,以前受到设计和加工条件的限制，往往采用作图法设计凸轮轮廓和划线加工凸轮，包括采用划线铣削、靠模铣削(含磨削)等常规的方法,都难以保证加工质量和生产率。随着机械不断朝着高速精密、自动化方向发展，对凸轮机构的转速和精度也提出了更高的要求，因此利用计算机辅助设计和数控机床加工是很有必要的。

当今，在电子技术和计算机技术的高速发展的同时，制造业发生了根本性的变化，其中一个重要的标志就是数控技术的广泛应用。普通机床逐渐被高效率、高精度的数控机床所代替，制造业正朝着高自动化、高智能化的方向发展。与普通机床相比，数控机床可显著提高加工效率和加工精度，例如凸轮轮廓中非圆的平面曲线，普通机床根本无法加工，或是加工精度很低，或是加工时间很长，而使用数控机床可以在很短的时间内加工出来，其加工精度和加工效率是普通机床所无法达到的。数控技术在短短几十年内得到了飞速发展，并己形成了巨大的生产力。数控编程技术是数控技术重要的组成部分。从数控机床诞生之日起，数控编程技术就受到了广泛关注，成为CAD/CAM系统的重要组成部分，各工业发达国家也投入了大量的人力物力开发实用的数控编程系统。

正因为如此，国内外企业家和专家们已形成共识：今后相当一段时间内，机械加工技术的发展和竞争，主要是数控技术的发展与竞争。

1.2数控编程技术的历史

零件加工程序的编制是数控加工的基础，国内外数控加工统计表明，造成数控设备空闲的原因大约20％～30％是编程引起的，可见数控编程直接影响设备的使用效率。数控机床出现不久，计算机就被用来帮助解决复杂零件的加工，称为计算机辅助编程或自动编程。

自动编程根据编程信息的输入与计算机对信息的处理方式不同，有数控语言自动编程和图形交互自动编程。语言自动编程就是利用计算机以专门的数控语言编写零件的源程序，来实现自动编制零件数控加工程序。近年来，计算机技术发展十分迅速，计算机的图形处理能力有了很大的增强。因而“图形交互自动编程”应运而生，并在70年代以后，得到迅速的发展和推广应用。

“图形交互自动编程”是一种计算机辅助编程技术，它是通过专用的计算机软件(如机械CAD软件)来实现。利用CAD软件的图形编辑功能，通过使用鼠标、键盘、数字化仪等将零件的几何图形绘制在计算机上，形成零件的图形文件，然后调用数控编程模块，采用人机交互的实时对话方式，在计算机屏幕上指定被加工的部位，再输入相应的加工参数，计算机便可以自动进行必要的数学处理并编制出数控加工程序，同时在计算机屏幕上动态地显示出刀具的加工轨迹。这种编程方法，不需要编制零件加工源程序，编程方法简单易学，与语言自动编程相比，具有速度快、直观性好、使用简单、便于检查等优点。因此，“图形交互自动编程”已成为目前国内外先进的CAD/CAM软件所普遍采用的数控编程方法。

二十世纪八十年代，在CAD/CAM一体化概念的基础上，出现了并行工程的概念。为了适应并行工程发展的需要，数控编程技术正向集成化和智能化方向发展。进入二十世纪九十年代，随着Web技术的不断发展，传统的产品设计、制造和生产模式正在发生深刻的变革，出现了协同设计制造、异地设计制造、全球制造等一系列新概念和新技术。将Web技术和CAM技术相结合，成为CAM系统的又一重要发展方向。
目前正在研制的新一代CAM系统将采用面向对象、面向工艺特征的基本处理模式，系统的自动化水平、智能化程度将大大提高。系统结构将独立于CAD、CAPP系统而存在，为CAPP的发展留下空间，更符合网络集成化的要求。

第二章 数控编程中的加工工艺分析及设计

2.1数控加工工艺

数控铣床加工工艺过程一般是：先通过分析零件图样，明确工件适合在数控铣削的加工内容、加工要求，然后以此为出发点确定零件在数控铣削的加工工艺和过程顺序。
接着确定数控加工的工艺装备，如：确定何种类型、规格、技术参数的机床；考虑工件如何装夹及装夹方案的拟定；选择适合加工的表面、结构特征和技术要求的刀具并进行调试，明确和细化工步的具体内容，包括对走刀路线、位移量和切削参数等的确定。数控铣床加工工艺过程如图2.1所示。

图2.1 数控铣床加工工艺过程

2.1.1分析零件图

(1)分析零件的尺寸标注

在分析零件图时，除了考虑尺寸数据是否有遗漏或重复、尺寸标注是否模糊不清和尺寸是否封闭等因素外，还应该分析零件图的尺寸标注方法是否便于编程。无论是用绝对、增量、还是混合方式编程，都希望零件结构的形位尺寸从同一基准出发标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法，不仅便于编程，而且便于尺寸之间的相互协调，并便于保持设计、制造及检验基准与编程原点设置的一致性。不从同一基准出发标注的分散类尺寸，可以考虑通过编程时的坐标系变换的方法，或通过工艺尺寸链解算的方法变换为统一基准的工艺尺寸。

此外，还有一些封闭尺寸，为了同时保证孔间距的公差，直接按名义尺寸编程是不行的，在编程时必须通过尺寸链的计算，对原孔位尺寸进行适当的调整，保证加工后的孔距尺寸符合公差要求。实际生产中有许多与此相类似的情况，编程时一定要引起注意。