中国象棋“車”的铣削加工 毕业论文.doc

黑龙江农业经济职业学院黑龙江农业经济职业学院 毕业论文毕业论文 中国象棋“車”的铣削加工 姓姓 名：名： 指导教师：指导教师： 专专 业：业： 机电一体化技术机电一体化技术 班班 级：级： 1 1 0 0 3 3 20122012 年年 1010 月月 2929 日日 目 录 摘 要 1 前 言 2 1 数控铣床的加工特点及应用.3 2 毛坯的处理方法.3 2.1 用 CAD 软件编辑设计 4 2.2 方案的确定.4 3 零件图工艺分析 4 3.1 加工方法的选择 4 3.2 确定装夹方案 4 3.3 确定加工顺序及走刀路线 4 3.4 刀具的选择.4 3.5 切削用量选择 5 3.5.1 进给速度.5 3.5.2 铣平面.5 3.6 拟订数控铣削加工工序卡片 5 4 数控铣床加工象棋“車”的操作过程.6 4.1 启动数控铣床.6 4.2 机床回原点.6 4.3 夹具的安装与调试.6 4.4 对刀.6 4.5 调入程序.7 4.6 加工中出现的问题.9 4.7 清理加工现场及关闭数控铣床.9 结论 .10 参考文献 .11 致谢 .12 黑龙江农业经济职业学院机电工程系毕业论文 1 中国象棋中国象棋“車車”的铣削加工的铣削加工 摘摘 要要：通过用 CAD 软件的设计，得出坐标然后进行编辑程序，然后对工件装夹、刀具装 夹以及对刀，之后通过 FANUC 系统进行程序传输，程序导入之后按循环启动就开始加工，产 生中国象棋的实体工件。 关键词关键词：数控铣床，加工，中国象棋 2 前前 言言 数控机床是现代工业特别是现代制造业的基础，在国民经济中占有重要的战略地位。对我 国而言，数控机床不仅仅具有重要的经济意义，而且还具有重要的国防战略意义。为了满足市 场和科学技术发展的需要，为了达到现代制造技术对数控技术提出的更高的要求，数控未来仍 然继续向开放式、基于 PC 的第六代方向、高速化和高精度化、智能化等方向发展。下面就是加 工垫片模具的具体过程。 3 1 数控铣床的加工特点及应用 数控铣削加工除了具有普通铣床加工的特点外，还有如下特点： (1) 零件加工的适应性强、灵活性好，能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件， 如模具类零件、壳体类零件等。 (2)能加工普通机床无法加工或很难加工的零件，如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三 维空间曲面类零件。 (3)能加工一次装夹定位后，需进行多道工序加工的零件。 (4)加工精度高、加工质量稳定可靠。 (5)生产自动化程序高，可以减轻操作者的劳动强度。有利于生产管理自动化。 (6)生产效率高。 (7)从切削原理上讲，无论是端铣或是周铣都属于断续切削方式，而不像车削那样连续切削， 因此对刀具的要求较高，具有良好的抗冲击性、韧性和耐磨性。在干式切削状况下，还要求有 良好的红硬性。 应用范围 数控机床的性能特点决定了它的应用范围,对数控加工,可按适应程度将加工对象大致分为 三类: 第一类最适应性 (1)加工精度要求高,形状,结构复杂,尤其是具有复杂曲线、曲面轮廓的零件，或具有不开 敞内腔的盒型或壳体零件。这些零件用通用机床很难加工，很难检测，质量也难保证。 (2）必须在一次装夹中完成铣、钻、铰、锪或攻丝等多道工序的零件。 第二类较适应类 (1）价格昂贵，毛坯获得较困难，不允许报废的零件。这灯零件在普通机床上加工时，有 一定难度，受机床的调整、操作人员的精神、工件状态等多种因素影响，容易产生次品或废品。 为可靠起见，可选择在数控机床上进行加工。 (2）在通用机床上加工生产率低，劳动强度大，质量难稳定控制的零件。 (3）用于改型比较、供性能或功能测试的零件（它们要求尺寸一致性好） ；多品种、多规格、 单件小批量生产的零件。 第三类不适应类 (1）利用毛坯面作为粗基准定位进行加工或定位完全需靠人工找正的零件。 (2）必须用特定的工艺装备，或依据样板、样件加工的零件或加工的内容。 (3）需大批量生产的零件。 2 毛坯的处理方法 数控车床加工成型的毛坯如图 1 所示： 图 1 毛坯料 4 2.1 用 CAD 软件编辑设计 CAD 软件的编辑与设计图如图 2 所示： 車 图 2 象棋車的模拟图形 2.2 方案的确定 通过用 CAD 软件的画图与设计然后用坐标来标注具体的走刀路线，用查询命令定位点找个 个点的作标，编辑程序按照字的笔画顺序来加工，注意刀的旋转速度，以及进给速度的选择并 且要注意 Z 轴的高度，以防止划伤工件的表面，影响美观，完成之后用砂纸去毛刺将表面摩擦 光亮。 3 零件图工艺分析 该图主要由槽组成。总体表面粗糙度要求较低，零件材料为尼龙棒，切削加工 性能较好。 根据以上分析，象棋的毛坯料可以粗、精加工两部分进行，以保证表面粗糙度 要求和较好的观赏性。 3.1 加工方法的选择 (1)槽选择粗铣精铣方案。 (2)用端铣刀进行铣平面降低粗糙度 3.2 确定装夹方案 该零件的外形比较不规则，因此，在加工时选用平口虎钳、T 型块进行辅助夹 紧，避免夹伤工件如图3 所示： 图 3 T 型块 3.3 确定加工顺序及走刀路线 用坐标来标注具体的走刀路线，用查询命令定位点找个个点的作标，编辑程序按照字的笔 画顺序来加工，注意刀的旋转速度，以及进给速度的选择并且要注意 3.4 刀具的选择 (1)槽采用球刀加工，球刀直径应尽量包容工件整个加工宽度，以提高加工精度和效率，并 减小相邻两次进给之间的接刀痕迹。 5 (2)端铣刀，该零件加工所选刀详见表 1 所示： 表 1 象棋“車”的数控铣削加工刀具卡片 产品名称或代号数控铣工艺分析零件名称象棋“車”的加工零件图号 序号刀具编号刀具规格名称数量加工表面备注 1T1 5 硬质合金球刀 1 铣削槽 2T2 12 的端铣刀 1 铣平面 编制审核批准共 1 页第 1 页 3.5 切削用量选择 该零件材料切削性能较好，铣削键槽及不规则形槽时留 0.5mm 精加工余量； 3.5.1 进给速度 (1）确定铣削深度； (2）确定刀具进给量； (3）确定切削速度。 3.5.2 铣平面 (1)确定进给量； (2)确定切削速度。 3.6 拟订数控铣削加工工序卡片 为了更好地指导编程和加工操作，把零件的加工顺序、所用刀具和切削用量等参数编入表 2 所示的键槽象棋“車”的工件数控加工工序卡片。 表 2 象棋“車”数控铣削加工工序卡片 产品名称或代号零件名称零件图号 单位 名称 黑龙江农业 经济职业学院数控铣削工艺分析 象棋“車”工件 的加工 工序 号 程序编号夹具名称使用设备车间 平口虎钳.T 型块 XK5025 数控中心 工 步 号 工步内容 刀 具 号 刀 具规格 /mm 主轴转 速/r·min 1 进给速 度 /mm·mi n 1 背吃刀量 /mm 备注 1 粗铣不规则形 槽 T 1 5 5751004.5 自动 2 精铣不规则形 槽 T 1 5 1000720.5 自动 3 铣平面 T 2 12 6001004.5 自动 6 4 数控铣床加工象棋“車”的操作过程 4.14.1 启动数控铣床 （1）打开外部电源； （2）打开机床电源； （3）将面板上的急停按钮右旋弹起； （4）按操作面板上的电源开关。 4.2 机床回原点 （1）先按手动模式，手动模式即调到 JOG； （2）将进给速度调到适当的倍率； （3）Z 轴回零：按下+Z 键，Z 轴开始向原点移动，到达原点后会自动停止，这时 屏幕上 Z 坐标显示为零，即 Z 轴回零了。 （4）X 轴回零：按下+X 键，X 轴开始向原点移动，到达原点后会自动停止，这时 屏幕上 X 坐标显示为零，即 X 轴回零了。 （5）Y 轴回零：按下+Y 键，Y 轴开始向原点移动，到达原点后会自动停止，这时 屏幕上 Y 坐标显示为零，即 Y 轴回零了。 4.3 夹具的安装与调试 （1）将虎钳安装在工作台上； （2）将已经作好的毛坯与 T 型块一起用虎钳夹好； （3）调试毛坯的高度毛坯要超出 T 型块不要与一平； （4）用百分表检测毛坯是否平整用铜棒调整毛坯的平整。 4.4 对刀 （1）先按手动模式 手动模式即调到 JOG （2）用 G54 对刀 先按操作面板中的 POS 键如图 4： 操作面板 图 4 POS 键 7 （3）将刀头移动到工件的一接触面后将 Y 归零，再把刀移动到直径的另一端，除以 2 就是 中点了。 （4）将刀移动到中点后按操作面板中图 5 所示的键： 图 5 OFFSET SETTING 键 （5）再点一下坐标系输入 Y0 后会自动测量中点是（0，0） 。 （6）因为是圆的，所以 X 轴的对刀方式和 Y 轴一样，也是将刀头移动到工件的一接触面后 将 X 归零，再把刀移动到直径的另一端，除以 2 就是中点了。 （7）将刀移动到中点后按图 6 所示的键： 图 6 OFFSET SETTING 键 （9）再点一下坐标系输入 X0 后会自动测量中点是（0，0） 。 （10）Z 轴的对刀方式是将刀头移动到工件表面后按图 7 所示的键： 图 7 OFFSET SETTING 键 （11）再点一下坐标系输入 Z0 4.5 调入程序 点击加载 nc 代码， 点击如图 8 所示： 图 8 prog 键 8 显示程序： 点击如图 9 所示： 图 9 自动按键 点击如图 10 所示： 图 10 循环启动按键 加工完的象棋车的实体如图 11 所示： 图 11 象棋“車”的实体图 9 4.6 加工中出现的问题 （1）加工完出现毛刺； （2）加工中出现断刀现象； （3）工件未锁紧，出现松脱。 4.7 清理加工现场及关闭数控铣床 （1）手动将工作台和主轴箱移动到适当的位置； （2）按下面板上的急停按钮； （3）关掉操作面板上的电源； （4）关掉机床总电源； （5）关掉外部电源。 10 结论 以中国象棋为例用数控铣床对它进行外形铣削、挖槽加工，加工出象棋实体，数控机床是 现代工业特别是现代制造业的基础，在国民经济中占有重要的战略地位。由于数控机床不断采 纳科学技术发展中的各种新技术，使得其功能日趋完善，数控技术在机械加工中的地位也显得 越来越重要，数控机床的广泛应用是现代制造业发展的必然趋势。 11 参考文献 1李益民 . 机械制造工艺设计简明手册. M 北京 : 机械工业出版社 , 2003 2谢富春 . 数控铣床 . M 北京 : 化学工业出版社 , 2003 3李洪 . 机械加工工艺手册 . M 北京 : 北京出版社 , 2000 4李宏胜 . 机床数控技术及应用 .M 北京 : 北京高等教育出版社 , 2001 5李业农 . 数控机床及其应用 . M 北京 : 国防工业出版社 , 2006 6曹健 . 数控机床故障诊断及维护 . M 武汉 : 华中科技大学出版社 , 2009 7肖诗纲 . 切削用量简明手册 . M 北京 : 机械工业出版社 , 1993 致谢 首先要谢谢我的父母，没有他们辛勤的付出也就没有我的今天，在这一刻，将最崇高的敬 意献给他们！ 在此论文撰写过程中，要特别感谢我的导师 的指导与督促，同时感谢她的认真与负责。没 有 老师的帮助也就没有今天的这篇论文。求学历程是艰苦的，但又是快乐的。感谢我的导员 老师，谢谢她在这三年中为我们全班所做的一切，她不求回报，无私奉献的精神很让我感动， 再次向她表示由衷的感谢。感谢大学里给我授课的所有老师对我的教育培养。你们细心指导我 的学习与研究，在此，我要向诸位老师深深地鞠上一躬。在这三年的学习中结识的各位学习上 的挚友让我得到了人生最大的一笔财富。在此，也对他们表示衷心感谢。 12