数控毕业设计(论文)

天津轻工职业技术学院
毕业设计(论文)课题：
专业数控技术班级学生姓名学生学号
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内容摘要
此设计主要是对汽车外板冲压模具的粗加工进行分析。

本文介绍冲压模具粗加工的常用工具和加工工艺，以及粗加工工作组的日常维护。

从而使人们了解粗加工在机械加工中的重要性。

关键字：粗加工毛坯件重要性
目录
第一章数控加工概述 (1)
1.1数控加工概述 (1)
第二章加工工具选择 (2)
2.1模具选择 (2)
2.2刀具选用 (2)
2.3辅助工具 (4)
第三章数控铣床介绍 (8)
3.1数控铣床的基本知识 (8)
3.2机床面板介绍 (8)
第四章粗加工加工工艺 (11)
4.1定中心 (11)
4.2 刷基准 (11)
4.3粗底面 (12)
4.4粗结构 (14)
第五章粗加工的日常维护 (20)
5.1机械加工的维护 (21)
致谢 (22)
参考文献 (23)
第一章数控加工概述
数控技术已经不再是新生事物，它已经成为现代制造技术的重要基础之一，广泛应用到了产品制造领域，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标。

数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。

1.数控加工概述
数控加工，是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。

用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。

它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。

数控加工有下列优点：
①大量减少工装数量，加工形状复杂的零件不需要复杂的工装。

如要改变零件的形状和尺寸，只需要修改零件加工程序，适用于新产品研制和改型。

②加工质量稳定，加工精度高，重复精度高，适应飞行器的加工要求。

③多品种、小批量生产情况下生产效率较高，能减少生产准备、机床调整和工序检验的时间，而且由于使用最佳切削量而减少了切削时间。

④可加工常规方法难于加工的复杂型面，甚至能加工一些无法观测的加工部位。

数控加工的缺点是机床设备费用昂贵，要求维修人员具有较高水平。

第二章模具加工工具介绍
2.1模具选择
2.1.1冲压模具
冲压模具是进行冲压的必要工具。

对于每件冲压制品，其模具与成型工艺相一致。

一般分为落料模、拉延模、修边冲孔模、翻边整形模、合边模。

汽车冲压模具的形式很多，冲模也依工作性质,模具构造,模具材料三方面来分类。

一般可根据工艺性质分类
a.冲裁模沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。

如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。

b.弯曲模使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。

c.拉深模是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。

形的方法来改变毛胚的形状，其形式有凸张成形冲模、卷缘成形冲模、颈缩成形冲模、孔凸缘成形冲模、圆缘成形冲模。

e.压缩模具：是利用强大的压力，使金属毛胚流动变形，成为所需的形状，其种类有挤制冲模、压花冲模、压印冲模、端压冲模。

本文主要以冲压模具中的压边圈为例
压边圈：在拉伸过程中，为防止工件口缘部分失稳而起皱，在凹，凸模之间边缘部分设置的圈形压紧装置。

2.2刀具选用
1、选择数控铣削用刀具
在数控加工中，铣削平面零件内外轮廓及铣削平面常用平底立铣刀，该刀具有关参数的经验数据如下：一是铣刀半径RD 应小于零件内轮廓面的最小曲率半径Rmin，一般
取RD=(0.8一 0.9)Rmin。

二是零件的加工高度H< (1/4-1/6)RD,以保证刀具有足够的刚度。

三是用平底立铣刀铣削内槽底部时，由于槽底两次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半径Re=R-r，即直径为 d=2Re=2(R-r)，编程时取刀具半径为Re=0.95 (Rr)。

对于一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常用球形铣刀,环形铣刀,鼓形铣刀、锥形铣刀和盘铣刀。

选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。

生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。

刀具卡片如下表2.2
表2.2刀具
8 T8 球头刀粗仿型¢40 800
9 T9 球头刀清根¢30 1000
2.3辅助工具选择
1. 27-2六角棍
图2-1 六角棍
六角棍：用于更换铣刀刀头。

将六角棍卡在刀头的槽里。

旋转六角棍，顺时针为紧，逆时针为松。

六角扳手与螺钉对照表
六角扳手规格螺钉规格（12.9级）
2mm M3
3mm M4
4mm M5
5mm M6
6mm M8
8mm M10
10mm M12
12mm M16(8.8级)
14mm M16
17mm M20
19mm M24
22mm M30
27mm M36
2.铜棒及字头
图2-2 铜棒及字头
说明：模具上安装的镶块及标准件要有明确的安装标记，使用钢字砸在模具本体以标注对应的安装标记，砸钢字时必须使用铜棒，避免钢字的损坏。

同等硬度的物体砸钢字会是钢字砸劈
图2-3 砸字头
3.粗、细磁针
图2-4粗、细磁针
磁针：用来吸附基准孔中的铁屑。

可以用于精密工件的清洁。

4.气管
图2-5气管
气管：用于气枪和气门的连接。

主要用来吹干模具工件上的铁屑。

连接气源的方法
图2-6气管的连接
5.油石的型号
图2-7 油石的类型
油石：用磨料和结合剂等制成的条状固结磨具。

可用于打磨模具，背床片。

第三章数控铣床介绍
3.1数控铣床的基本知识
3.1.1数控铣床的特性
数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的,两者的加工工艺基本相同,结构也有些相似,但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床,所以其结构也与普通铣床有很大区别。

数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成。

3.1.2数控铣床的功能
1. 点位控制功能
2. 连续轮廓控制功能
3.刀具半径补偿功能
4.刀具度补偿功能
5. 比例及镜像加工功能
6. 旋转功能
7.子程序调用功能
8. 宏程序功能
3.1.3铣床相对运动的规定
在机床上，始终认为工件静止，而刀具是运动的。

这样编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下，就可以依据零件图样，确定机床的加工过程。

3.1.4卧式数控铣床
其主轴轴线平行于水平面。

为了扩大加工范围和扩充功能，卧式数控铣床通常采用增加数控转盘或万能数控转盘来实现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”。

3.2机床面板介绍
本文加工程序采用江苏多棱数控铣床加工。

3.2.1多棱法兰克铣床面板介绍
图3-1 数控铣床控制面板
注意：
每次启动机床，首先第一步都是回机床原点。

选择原点按钮，按下x，y，z三轴的正方向。

第四章粗加工加工工艺
4.1定中心
程序所定中心和机床中心并不重合，这时候需要操作者手动定中心，通过更改面板的绝对坐标，从而使绝对坐标和程序给定坐标一致。

4.1.1表定中心
使用表抡一个与圆环内经大小相同的圆。

在程序给定位置压表，再在面板上输入对应的数值，加上表的半径。

依次将工件的四个方向八个导板都测量，取中求平均值。

图4-1圆环
图4-2 表
4.1.2光刀定中心
定中心方法与表定中心类似。

有所不同的是光刀定中心针对的是毛坯件，没有导板的毛坯面。

这时候可用光刀侧刃按表定中心的方法依次确认在输入数显是注意加上刀具的半径。

图4-3 光刀定中心
4.2 刷基准
刚发到粗加工的模具多是毛配件，无法进行使用，必须首先进行简单处理使之可以进行加工。

初始模具在出厂的时候都会浇注工艺腿子，如果没有，这时候需要送到指定工厂浇注。

此方法主要针对较小的复杂工件，如果是大型的结构件，则只需要在工件上表面代加工表面用铣刀铣几个固定尺寸的面，方便翻个的时候垫块和压件。

4.3粗底面
图4-4底面走刀路线
在铣好的工艺腿处加紧，使用压板千斤压件。

选择粗盘刀测定z值进行粗底面。

首先将起始点设为绝对坐标x0y0
程序：
O0001;
m03s200;
m98p2l1;
m05;
m30;
O0002;
m03s200;
m98p3l4;
Xoyo;
z-0.5f10;
m99;
O0003;
m03s200;
G91g01x-2000f1000;
y120f8000;
x2000f1000;
y120f8000;
m99;
本程序采用调子程序方法，一次便可完成粗点面工作。

所用刀具为粗盘刀，精盘刀。

图4-5 左为粗盘刀，右为精盘刀。

当加工到要求厚度后换精盘刀以同样方法精底面。

注意在精底面是要将压板松开。

否则将影响测量厚度。

接下来进行落活，翻模，粗结构。

需要注意的是，加工完毕的地面会有很多的铁屑，这时候需要操作者使用气枪吹干净模具上的铁屑。

4.4粗结构
1.定中心
定中心之前首先了解工件放至床面是不一定是水平的。

这时可用卡键槽的方式使键卡在机床中心的键槽中使工件拉直。

或者会有斜率测量方面的引入。

使用表定中心法，在第一块导板出使用表头压至0刻度。

在面板的绝对坐标版面输入x0 ，y0 。

再在y 轴与第一块导板相同位置的第二块导板位置压表。

再在mdi模式下输入指令m202；按下
循环启动键。

可在斜率页面查看斜率是否正确。

然后再在面板输入工件本位置给定的坐标值。

然后依次在工件的四个方向，八块导板处全部测量。

最终确定坐标中心位置，然后在面板坐标位置备份。

图4-6 左为电脑图形右为图纸
2.制基准孔
定完中心的工件要在面板上记录，防止所定中心在断电或机床重新启动时丢失。

并进行第一步制基准孔。

选择直径为8或10 的间铣在给定位置制两个中心孔，并标出坐标。

以便后续加工的中心制定。

在手动模式下在面板输入：
M03s1200；
G90G00XxxYxx；
手轮将刀头摇到工件代加工表面。

在MDI模式下输入G91G01Z-10F20；
待铣刀加工到位手动抬到安全高度。

砸数：使用铜棒和字头在加工完毕的基准孔旁边砸上该基准孔的坐标。

图4-7砸数后
3.z值检测
制孔后按给定程序进行加工。

首先进行z值检测。

使用任意刀具按给定仿型高度处输入仿型高度。

调用检测程序依次在给定位置进行检测。

检测目的：防止仿型高度错误，防止加工时候第一刀撞刀。

防止加工量过大等。

4.63层切去干涉
走完z值检测后，调用程序进行第一步骤。

去干涉。

选用63层切刀，在给定高度输入仿型高度值。

调用程序进行去干涉加工。

%0001
N12 G90 G54 G17 G40 G64 G0 X-75.907 Y-16.6 S1600 M03
N14 Z100. M07
N16 Z2.5
N18 G01 Z-0.5 F500
N20 X-41.304 Y-56.938 F850。

N778 G02 I-15. J0.
N780 G01 Z-13. F2000
N782 G0 Z100.
N784 X0.
N790 M30
O0002
%0001
G17G40G64G54
MO3S800
G0Z100
X0Y0
Z50
Z10
G98G83X35Y-35Z-22Q-3R2K1F80
X35Y35
X-35Y35
X-35Y-30
G0Z100
X0Y0
M30
图4-9铣刀去干涉
去干涉目的：大量取出毛胚，防止后续加工撞刀等。

5.牛鼻刀粗轮廓
选择牛鼻刀输入z值，调用程序进行轮廓粗。

此程序一般较长多达三到四个小时。

加工完成后可大致看出工件加工的轮廓。

6.40球头刀仿形
选择40球头刀进行第一次粗仿。

在粗完轮廓的基础上使用球头刀进行粗步仿型，球头刀因为刀头是圆的。

可加工圆弧或者拐角处。

%0001
N12 G90 G54 G40 G64 G17 G0 X-69.735 Y-40.391 S1600 M03
N14 Z100. M07
N16 Z2.5
N18 G01 Z-0.5 F500
N20 X-50. Y-35. F850
N22 Y35.
N24 G17 G02 X-35. Y50. I15. J0.。

N732 G02 X-50. Y-35. I0. J15.
N736 Z-12. F3000
N738 G0 Z100.
N744 M30
7.30球头刀清根
然后选择30球头刀进行清根处理。

为后续加工去干涉清除拐角多余切削量。

%0003
N12 G90 G54 G17 G40 G64 G0 X0. Y0. S1600 M03
N14 Z100. M07
N16 X1.5
N18 Z3.
N20 G01 Z0. F200
N22 Y-3. Z-0.5
N24 Y0. F850
N26 G17 G02 I-1.5 J0.
N28 G01 X8.
N30 G02 I-8. J0.。

N776 G01 X14.5
N778 G02 I-14.5 J0.
N780 G01 Z-13. F2000
N782 G0 Z100.
N790 M30
8.Φ40层切，Φ50层切刀加工
选择Φ40.Φ50层切刀加工给定位置。

从而完成粗加工给定任务。

%0002
N12 G90 G54 G40 G17G64 X-46.534 Y-31.592 S2000 M03
N14 Z100. M07
N16 Z2.5
N18 G01 Z-0.5 F500
N20 X-56.214 Y-1.848 F1500
N22 G17 G02 X-44.425 Y34.494 I30.905 J10.058
N24 G01 X-19.128 Y52.892
N26 G02 X19.078 Y52.91 I19.116 J-26.284。

N1370 G02 X15.654 Y-30.019 I-8.085 J2.623
N1374 G02 X-23.712 Y-24.164 I-0.004 J8.5
N1376 G01 Z-7. F3000
N1378 G0 Z100.
N1384 M30
9落活
使用挂钩，天车将工件放至给点地点。

图4-10天车挂钩
第五章粗加工的日常维护
机械加工的日常维护有时候是比加工更重要的，它直接影响着加工的精度，加工的效率。

所以做好日常维护工作也是粗加工工作的一部分。

5.1机械加工的日常维护
5.1刀片的维护
加工过程中刀片会随着发热加剧它的使用寿命。

从而发生崩片。

所以要经常的检查刀片是否完好。

如发生撞刀现象及时跟换刀头。

图5-1换刀头
5.2 机床的维护
机床在长期工作后会留下很多的铁屑。

影响加工精度。

所以要经常的清洗机床。

可以使用油石被床面子，或者用清洁液擦拭机床。

同时注意搅笼的正常使用。

图5-2 搅笼的清洁
5.3切削液与润滑液填充
图5-3 左为融化液右为切削液
长期使用切削液和融化液都回减少，所以要注意填充。

5.4加工铁屑的清除
长时间加工铁屑会堆积，影响加工精度，同时也会对操作者造成安全隐患。

图5-4 铁屑的倾倒
致谢
三年的学习生活即将结束，回顾三年的学习生活，感受颇深，收获丰厚。

在论文的写作过程中，有很多困难，无论是在理论学习阶段，还是在论文的选题、资料查四询、开题、研究和撰写的每一个环节，无不得到导师的悉心指导和帮助。

借此机会我向导师表示衷心的感谢！正是由于老师的传道、授业、解惑，让我学到了专业知识，并从他们身上学到了如何求知治学、如何为人处事。

同时我也要感谢我的同学给予我的帮助，他们为我撰写论文提供了不少建议和帮助。

始终认真负责地给予我深刻而细致地指导，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。

正是老师的无私帮助与热忱鼓励，我的毕业论文才能够得以顺利完成，谢谢老师！还要感谢三年的大学生活，感谢我的家人和那些永远也不能忘记的朋友，他们的支持与情感，是我永远的财富。

最后，衷心感谢于百忙之中评阅论文的各位老师！
谢谢！
参考文献
1、《数控原理与数控机床》化学工业出版社蒙斌2009.8
2、《数控编程与加工技术》机械工业出版社张晓东王小玲2009.7
3、《数控编程技术》机械工业出版社王爱玲2008.6
4、《数控编程技术》科技出版社蒋建云2007.5.
5、《数控技术》浙江大学出版社王宏道2008.6.
6、《数控加工》中国石化出版社胡香斌2008.
7、《数控机床编程与操作》机械工业出版社王睿鹏2005.5.
8、《数控铣床/加工中心加工工艺与编程》中国劳动社会保障出版社赵正文2006.7
9、《数控机床加工工艺》机械工业出版社王爱玲李清2006.04
10、《数控编程指南手工编程》机械工业出版社罗学科2006.09。