毕业设计（论文）-异形零件的数控工艺分析与编程.pdf

太原工业学院毕业设计 诚信声明 本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下 独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日 太原工业学院毕业设计 毕业设计任务书毕业设计任务书 设计题目： 异形零件的数控工艺分析与编程 系部： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学号： 112011114 学生： 吕斌 指导教师（含职称）： 张志龙 （高工） 1课题意义及目标 学生应通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，深入了解工艺分析、 毛坯的选择、 刀具的选用、 机床的选择、 加工方案及加工路线的确定、 切削用量的确 定、 加工程序的编写。 并初步具备制定中等复杂程度的数控加工工艺及编程的能力， 为学生在毕业后从事机械行业工作打好基础。 2主要任务 （1）查有关的资料，学习相关知识，完成开题报告； （2）对零件图进行数控加工工艺分析，确定编程尺寸，编写数控加工程序。 （3）合理选择机床、 刀具、 夹具，确定切削用量、 零件表面的加工方法，确定加工 过程工艺过程，编制合理的工艺卡片；完成毕业设计说明书。 3主要参考资料 1杨建明，数控加工工艺与编程出版于北京理工大学出版社，2009 年 8 月第七次印刷 2王爱玲，代写硕士论文数控加工理论与实用技术出版于机械工业出版社， 2009 年 5 月第一次印刷 3高凤英， 数控机床编程与操作切削技术 出版于东南大学出版社，2005 年 第二次印刷 4进度安排 设计各阶段名称起 止 日 期 1进行调查研究，查阅资料，完成开题报 告 2014.12.01 2014.12.30 2进行零件分析，确定加工工艺2014.12.31 2015.04.12 3相关加工工序工艺文件编制2015.04.13 2015.04.22 4编制数控加工程序 2015.04.23 2015.06.01 5撰写并编制论文、打印，准备毕业答辩 资料 2015.06.02 2015.06.22 审核人审核人： 年 月 日 太原工业学院毕业设计 太原工业学院毕业设计 异形零件的数控工艺分析与编程异形零件的数控工艺分析与编程 摘摘 要要：论文首先介绍了数控加工以及数控加工工艺的基本概念。然后分析了数控 加工工艺的特点及数控加工与普通机床加工的异同点，得出数控机床对于具有加工精 度高，工艺难度较大，加工工位多等特点的异形零件的加工有其独特的优势，最后以 典型的炮箱零件为例，对其数控加工进行工艺分析及程序编写。 数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术手段的总和，应 用于整个数控加工工艺过程。 数控加工工艺是伴随着数控机床的产生和发展而逐步完善 起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的总结。 数控加工工艺是数控编程的 前提和依据，没有符合实际的、 科学合理的数控加工工艺，就不可能有真正可行的数控 加工程序。数控编程就是将制定的数控加工工艺内容程序化。 关键词关键词：数控加工工艺，异形零件，数控编程 Technology analysis and programming of numerical control for special-shaped parts Abstract：Firstly, the basic concepts of NC machining and NC machining process are introduced. Then the paper analyses the characteristics of the CNC machining process and the differences between CNC machining process and common machine process, drawing the conclusion that CNC machine tools for manufacturing high-precision, difficult processing, the many work positions parts has its unique advantages. Finally, I finish the NC machining process analysis and program of typical gun box parts. Numerical control machining process is the sum of all kinds of methods and techniques used in machining parts by numerical control machine tools, and it is applied for the whole numerical control process. Numerical control machining technology is a kind of application technology which is gradually perfected along with the production and development of numerical control machine tools. It is a summary of many numerical control machining practices. Numerical control machining process is reasonable and basal for NC programming. It is impossible to have the practical NC machining program without the actual and scientific and reasonable numerical control machining process. Numerical control programming is the programming of the NC machining process. Keywords: numerical control machining process, special-shaped parts, numerical control programming 目录 1 绪论1 1.1数控加工在机械制造业中的地位和作用1 1.2 数控加工的发展1 1.3数控加工的概念2 1.4数控加工的特点2 1.5数控加工工艺综述3 1.5.1 数控加工工艺的概念.4 I 太原工业学院毕业设计 1.5.2 数控加工工艺设计的主要内容.4 1.5.3 数控加工工艺与普通加工工艺的共同点.5 1.5.4 数控加工工艺与普通加工工艺的区别.5 2 数控机床加工炮箱的工艺分析7 2.1材料的选择7 2.2 零件图工艺分析7 2.3 设备的选择7 2.4 确定零件的定位基准和装夹方式8 2.4.1 粗基准的选择.8 2.4.2 精基准的选择.8 2.4.3确定装夹方案.9 2.5 加工阶段的划分9 2.6 加工顺序的安排.9 2.7 加工路线分析9 3 数控加工程序编制12 3.1数控编程及其发展12 3.2 数控编程的分类12 3.2.1 手工编程.12 3.2.2自动编程.12 3.3 Mastercam 的简介.13 4 运用Mastercam 编写炮箱加工程序.14 4.1在卧式加工中心上的加工程序14 4.2 在立式加工中心上的加工程序34 总结47 参考文献48 致 谢49 II 太原工业学院毕业设计 1 绪论绪论 1.1数控加工在机械制造业中的地位和作用数控加工在机械制造业中的地位和作用 随着机械制造业的发展，机械产品的结构设计越来也合理，产品的性能、 加工精度 和加工可靠性逐渐提高，而且产品更新速度愈来愈快，由以前流水线大批大量生产类 型向多种类单件小批量生产转化。 因此机械产品的加工也有了更高的精度，柔性以及自 动化要求。 大批量的产品，如汽车、 自行车与家用电器的零件，为了实现大批量，高效率的生 产目标，大多采用专用的工艺设备、 专用的自动化机床或专用的自动化生产线进行生产 但是使用这种方式加工产品，生产准备周期长，而且产品一次定型不易改型，这样就 使产品的开发周期增长，成本变高。 在机械产品的生产中，单件以及生产量小的产品占 到 70%到 80%，这些机械零件一般都采用普通机床加工，当产品的加工表面，加工 方式改变的时候，普通机床的使用和工艺装备都需要配合零件发生相应的改变，并且 普通机床的自动化程度低，需要工人纯手工操作，这样的生产方式就使得零件的加工 质量不高以及生产效率低下，特别对一些异形零件，本身的结构更加复杂，有特定的 曲面等不规则形状，只能采取仿形机床等加工方式来加工，而这种加工方式所需要的 成本更高。 数控机床融合了电子计算机、 自动控制、 伺服驱动、 精密检测与新型机械结构等不同 学科，高柔性、 高精度与高自动化是其显著的优势，因此，采用数控机床的加工方式， 对一些异形零件、 结构复杂的零件、 需要保证较高的加工精度的批量较小的零件的加工 提供了便利。 数控加工技术的发展与应用，为机械制造业注入新的活力，堪比第一次工 业革命，是历史的进步，使机械制造业呈现出良好的发展前景，使机械零件的加工制 造进入一个新的水平。 现在数控加工技术所涉及的领域在逐渐扩大，从航空航天、 船舶、 武器制造到汽车、 家用电器等与我们日常生活息息相关的机械产品的制造都由数控技术 的身影。 1.2 数控加工的发展数控加工的发展 自 1952 年第一台数控铣床在美国诞生以来，依托着电子技术、计算机技术、自动 控制和精密测量等不同学科的发展，数控加工技术发展到一个新的平台，机械零件的 更新速度也来越快，零件的种类也越来越多。 数控机床的系统随着技术的发展不断更新，由最早的电子管发展到晶体管再到小 规模集成电路，然后到大规模集成电路及小型计算机和微处理机。 微处理机就是现代数 控机床大多采用的，现代数控系统的控制功能大部分都依靠软件技术来实现，所以硬 1 太原工业学院毕业设计 件得到了简化，系统可靠性得到提高，功能更加灵活和完善。 目前现代数控系统已经完 全取代了以往普通数控系统。 随着数控系统的更新换代，数控机床的种类也逐渐增多，目前世界上数控机床的 品种已经超过1500 种，几乎所有数控机床都能实现数字化控制。 我国的数控机床研制 开始于 1958 年，有清华大学最早研制出了样机。 1966 年，我国诞生了第一台用直线- 圆弧插补的晶体管数控系统。 1970 年初，我国成功研制出集成电路数控系统。 1980年 以来，通过研究和引进外来技术，我国数控机床发展很快，现已掌握了 5 到 6 轴联动， 螺距误差补偿、图形显示和高精度伺服系统等多项关键技术。 1.3 数控加工的概念数控加工的概念 数控加工的实质就是利用数控机床依照零件图将零件加工制造出来的过程。 目前被 广泛的应用于机械制造生产领域，数控机床是用数字化信号对机床工作台的运动及刀 具加工路线进行精确控制的机床。 它能实现一次装夹即可完成所有加工表面的加工，其 自动化程度非常高。 数控加工根据被加工零件的图纸、 加工的技术要求、 工艺卡片，编制 成以 G 代码为主的数控加工程序，输入到机床中，用来控制工作台与刀具的相对运动， 完成机械零件的加工。 在用数控机床的生产加工过程中，数控机床可视为类似于电脑的 硬件设施，相反数控加工工艺和数控程序则类似于电脑的软件，两者配合完成任务。 1.4 数控加工的特点数控加工的特点 同常规加工相比，数控加工具有如下的特点。 (1)加工出的产品精度普遍都比较高，而且加工质量稳定，采用数控方式加工，所 生产的零件的尺寸精度通常都能保证在 0.005mm 至 0.1mm 之间，现在全世界所存 在的数控机床所能加工出零件的最高的尺寸精度可达-0.0015mm 至+0.0015mm， 而且数控加工消除了同批零件不一致的影响，以及采用普通机床加工中工人操作的误 差，提高了一批零件的整体加工效率和加工质量，使零件具有更好的互换性。 (2)自动化程度高。在采用数控机床加工机械产品时，除了工人手工装夹零件外， 剩下的工序均由数控机床按照数控程序自动完成，不需要人工的再次参与。 在柔性制造 系统上，所有之前需要人工操作的地方均可采用机床自动完成，大大地解放了劳动力， 并且提高工作效率。 (3）数控加工制造零件的效率高，所用工时短。 数控机床加工效率高的原因一是由 于机床自身的自动化程度高，在人工的一次装夹中能完成较多表面的钻、 铣、 镗等方式 的加工，省去了人工的划线、 多次装夹、 零件检测等工序节省了时间；二是由于数控机 床的主轴运动速度快，刀具所走的空行程短。现在，数控车床的主轴转速已经达到 5000 至 7000r/min，加工中心的主轴转速已经达到 20000 至 50000r/min，各轴 的快速移动速度达到18至32m/mm。 (4）适合加工不同类型的零件。 数控机床上是靠数控程序来实现不同零件的自动加 工，当零件发生改变时，除了解决不同工件的装夹问题外，只需要重新编写新零件的 2 太原工业学院毕业设计 数控加工程序，并且输入到数控机床中，即完成新零件的自动加工制造。 整个加工制造 中不需要对机床做任何改变与调整，这样就缩短了生产准备周期，给新产品的研发以 及产品的改进、改型提供了捷径。 (5）易于建立计算机通信网络。 由于技术的发展，数控机床可通过网络与计算机辅 助设计和制造系统连接形成统一的系统，可将用计算机辅助设计出的零件图纸直接转 化为机床所识别的程序代码完成机械产品的加工。 然而，任何事物都是利弊结合体，拥有强大优势的数控加工在某些方面也有其不 完美之处，那就是数控机床其本身的价格非常昂贵，是普通机床的十到二十倍，甚至 一些加工中心的价格可达数千万元，这都是因为数控机床其本身技术复杂，数控系统 的编制复杂，以及一些硬件设施昂贵都导致成本增加。 除此之外数控机床对工艺和编程 要求较高，需要一些高素质的机械人员，而且数控机床的维修相当困难。 1.5 数控加工工艺综述数控加工工艺综述 1.5.1 数控加工工艺的概念数控加工工艺的概念 数控加工工艺是在产品加工制造前必须进行的一项工作，整个产品的生产都必须 依照工艺流程进行加工，工艺卡片就相当于机械行业中的法律性文件，一旦编写出来 不能随意修改。 在最终所产生的程序代码之前都必须对零件进行工艺性分析、 结构性分 析，要进行刀具的选择，各项加工参数如切削用量、 主轴转速和进给量等的确定。 然后 拟定不同的工艺路线进行对比选择最优的方案进行加工，最后根据所编写的工艺流程 编写数控加工程序。 因此，确定合理有效的加工工艺方案是所有工作的前提，程序的编 写都必须依据工艺。 假如工艺方案编写的不合理，会造成工艺流程的反复冗长，造成很 大的浪费，生产不合格产品，使加工成本增加。 数控加工工艺是采用数控机床加工机械零件时所运用各种加工方法包括车、 铣、 镗、 钻攻螺纹等以及采用各种技术方法的总和，应用于整个数控加工工艺过程，数控技术 的应用不仅涉及数控加工设备，还包括了工艺规程、 工装和加工过程的控制等内容。 其 中，数控加工工艺的制定是核心内容。 1.5.2 数控加工工艺设计的主要内容数控加工工艺设计的主要内容 由于数控机床对刀具更换、 刀具的走刀路线的控制等方面和普通机床人工参与操作 存在着本质的不同，因此，数控加工工艺设计的主要内容有如下几个方面： (1)选择在合适的数控机床上加工零件，确定工序内容以及每一道工序内包含的工 步的内容。 (2)分析被加工零件图纸，明确零件要加工的部分例如表面、 凸台、 孔系等以及各加 工部位的技术要求，是否有位置度公差要求以及相互配合误差等，根据不同的加工等 级编写数控工艺卡片。 做好之前的准备后，在此基础上确定零件的加工方案，制定零件 3 太原工业学院毕业设计 的数控加工工艺路线，如工序的划分、 加工顺序的安排以及与传统加工工序的衔接等方 面。 (3)设计数控加工工序。 如每一道工序里每一道工步的划分、 基准的选择、 零件的定 位、零件的装夹方式的选择、刀具的选择、切削用量的确定等方面。 (4)调整数控加工工序程序。 如对刀点、 换刀点的选择、 加工路线的确定、 刀具的补偿。 (5)分配数控加工中的容差。 (6)处理数控机床上部分工艺指令。 (7)编制数控加工工艺技术文件，如数控加工工序卡、 刀具卡、 程序说明卡和走刀路 线图等。 1.5.3 数控加工工艺与普通加工工艺的共同点数控加工工艺与普通加工工艺的共同点 (1)包括的知识学科范围广，不仅包括金属切削原理、 刀具设计、 夹具设计、 加工工 艺等，还涉及毛坯制造、 金属材料、 热处理、 公差配合、 零件表面加工方法和加工设备等 多方面知识。 (2)工艺设计的步骤基本相同，都包括有零件图图纸的分析，零件图的工艺性以及 结构性分析、 毛坯的确定、 粗精加工定位基准的选择，各表面加工方法的确定、 加工工艺 路线的拟定、 加工余量以及工序尺寸的确定、 刀具和夹具的选择、 切削参数的选择等各个 方面。 (3)每一个零件的加工，不管是在数控机床上加工还是在普通机床上加工。如果实 际工厂生产条件不同，就会相应的产生不同的加工工艺方案，在根据实际情况所拟定 的不同的加工方案中，其具体选择的原则是：确保加工质量和精度的前提下，尽可能 提高生产率，尽可能的降低成本。 1.5.4 数控加工工艺与普通加工工艺的区别数控加工工艺与普通加工工艺的区别 (1)普通工艺在设计时比较注重于时间定额的确定。时间定额的确定是对零件加工 过程中控制和成本核算的主要依据，确定的要合理，要能够保证零件的加工质量。 而数 控工艺设计对该内容的确定不是那么严格，因为数控机床加工零件主要是自动完成的， 尺寸的一致性程度比较好，工人的劳动强度也大大地降低了。 (2)数控工艺比普通工艺内容更为具体。在数控加工工艺中，加工工艺内容相对比 较集中内容相对复杂，所以必须对每一工步的内容进行详细的划分、 刀具路线选择、 对 刀点、换刀点和切削用量的选择等具体的工艺要求做出正确的选择。 (3)数控工艺比普通的工艺的制定更为严谨。数控加工工艺的制定必须注意加工过 程中的每一个细微之处，如冷却状况、 排屑情况等。 对零件图进行数学处理和数控编程 时，都要准确无误不能有丝毫误差。 (4)数控工艺比普通工艺更注重加工的适应性。要根据数控加工工艺的特点正确地 选择加工方法和加工对象。 由于数控机床的特点，适合采用数控加工的零件主要是：形 状复杂、 加工精度和加工质量都要求高、 用普通机床无法完成或根本难以完成的零件、 用 4 太原工业学院毕业设计 数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件、 难以在加工过程中测量，控制尺寸的型腔类 零件、必须在一次装夹中完成多种加工方法的零件。 5 太原工业学院毕业设计 2 数控机床加工炮箱的工艺分析数控机床加工炮箱的工艺分析 2.1 材料的选择材料的选择 零件材料为铝合金，铝合金材料强度好，经过热处理强化及合金化强化使铝合金 能达到钢相应的强度值，并且这种材料加工性能好，二次机加工、 弯曲加工也较容易， 此外这种合金本身质量很轻所以多用于航天、船舶、武器等领域制造。 2.2 零件图工艺分析零件图工艺分析 该炮箱零件由平面、 型腔、 内槽、 孔系及凸台等结构组成。 零件结构较复杂，尺寸精 度较高，零件上需要加工的孔较多，绝大部分配合孔的尺寸精度最高为9 级，孔系内 各孔之间的相互位置精度也有要求，如炮座中心孔同轴度误差要求0.1mm。此外该零 件的加工表面质量要求也较高，表面粗糙度值最高为1.6um，而且一些表面对于相互 位置精度也有要求，如炮座两侧的各凸台表面要求的对称度公差为0.1mm，平行度 误差为 0.08。一般来说，加工箱体类零件保证平面的加工精度要比保证孔系的加工 精度容易。 因此，对于这类零件来说，加工过程中的主要问题是保证平面的尺寸精度以 及孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。 加工时应遵循先面后孔 的原则：即先加工零件的基准平面，以基准平面定位加工其他平面，然后再加工孔系。 对于炮座来说，底面是平面且面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而 容易保证孔的加工精度。 其次，先加工平面可以先切去锻件表面的凹凸不平。 为提高孔 的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。 2.3 设备的选择设备的选择 为确保这些孔和面的加工精度的实现以及实现不同方向的加工，提高生产率，所 选择的数控机床为卧式铣镗加工中心，型号为TH65125125/1，刀库容量为60把， 工作台面积为12501250，工作台横向(Y 轴)行程 1200，纵向行程(X向)行程 1600，主轴垂向行程1000，最大功率为15kw 和立式加工中心其型号为 XH735 刀库容量为30 把，工作台面积为1300550，工作台横向(Y 轴)行程 510 ，纵向行程(X向)行程1050，主轴垂向行程610，最大功率为 11kw，两台数 控加工中心均采用FANUC 系统。用数控加工中心加工零件一次装夹可完成不同工位的 钻、 扩、 铰、 镗、 铣、 攻丝等工序。 对于加工炮座这类多工位，多种加工方法的箱体类零件 与普通机床相比，有其独特的优越性。 6 太原工业学院毕业设计 2.4 确定零件的定位基准和装夹方式确定零件的定位基准和装夹方式 2.4.1 粗基准的选择粗基准的选择 （1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的 相互位置关系精度。 如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工 表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。 以求壁厚均匀、 外形对称、 少装夹等。 （2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其 余量要求均匀的重要表面。 因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再 以底面作为精基准加工导轨面。 这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细 致的组织，以增加耐磨性。 （3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余 量。 （4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确 夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。 （5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次 使用难以保证表面间的位置精度。 为了满足上述要求，选择炮座的上表面和炮座内腔的上表面以及在中心孔处画的 中心线为粗基准夹紧，然后以此基准加工下表面。 2.4.2 精基准的选择精基准的选择 选择零件上的底面和中心孔端面以及炮座前后两个侧面作为定位精基准，限制 X、 Y、 Z三个方向的 6 个自由度，在加工中心上一次安装完成。 除精基准以外的所有表 面，根据表面粗糙度不同和加工等级的不同选择不同的加工方法，并且注意技术要求 未标注的零件部位则不需加工，用以保证该零件相互位置精度的要求。 2.4.3 确定装夹方案确定装夹方案 该零件选用普通平口钳即可完成零件的装夹，将夹具各定位面找正在0.01以内， 将夹具擦净，夹好。 2.5 加工阶段的划分加工阶段的划分 为了使切削过程中切削力和加工变形不过大，以及前次加工所产生的变形（误 差）能在后续加工中完全切除，可把加工阶段分得细一些，分为粗半精精三个加 7 太原工业学院毕业设计 工阶段，粗加工任务是切除毛坯上大部分多余的金属，使毛坯在形状和尺寸上接近零 件成品，半精加工任务是使主要表面达到一定的精度，留有一定精加工余量，为主要 表面的精加工（精镗）做好准备，精加工则是保证零件图要求的尺寸精度和表面粗糙 度。 2.6 加工顺序的安排加工顺序的安排 （1）在安排加工工序时要遵循“基面先行”、“先面后孔”、“先主后次”及 “先粗后精”的一般工艺原则。 （2）定位基准的选择直接影响到加工工序的安排，作为定位基准的面应先加工 好，以便为加工其他面提供一个可靠的定位基准。 2.7 加工路线分析加工路线分析 （1）在普通铣床上铣浇冒口。 （2)检查毛坯各尺寸是否合格。 （3)在工作台上划B-B视图上底面线保证尺寸245.3js9，划A基准孔位置线保证尺 寸 96H9 并将中心线延伸至四周，划 A基准孔端面线保证尺寸 257。 （4)在普通铣床上粗铣精铣底面以及端面。 （5）在卧式加工中心上以加工好的底面和划出的中心孔线以及炮座前后两个侧面作 为精定位基准，开始镗铣数控加工。 铣中心孔端面 加工65 的中心孔：钻孔60镗孔65 加工80H9孔：粗镗孔 78半精镗孔79.2精镗80保证深度104.5 加工85d9孔：粗镗孔83半精镗孔84.3精镗85保证深度132.5H9 加工60 孔：由于公差等级要求较低所以直接用 60 的钻头钻成保证深度 87 加工68H9孔：粗镗孔 65半精镗孔67.5精镗68 保证深度49 加工95H10 孔：采用20的立铣刀直接铣成 加工48.5 孔：用8.5 的钻头直接钻成 加工凸台孔8D10：采用8的直柄长麻花钻头直接钻成 将工作台转过 90度 铣炮座外侧该方向凸台表面：用10铣刀，粗加工余量留为1mm，再精加工 将工作台转过 90度 加工 15孔：用 15的钻头直接钻成 加工 28H7 孔：粗镗孔26半精镗27.5精镗28保证深度59.4 加工 41孔：用 41的钻头直接钻成保证深度48.4 加工 62 孔：用 62 的钻头直接钻成保证深度35 加工 84孔：采用 20的铣刀直接铣成 加工 3M5底孔：查表机械加工工艺师手册用4.2 的钻头钻孔 8 太原工业学院毕业设计 加工 215D9 孔：钻13 的孔扩14.8孔铰15孔 铣炮座外侧该方向的凸台表面：用 10 铣刀，粗加工余量留为 1mm，再精加 工。 将工作台转过 90度 铣炮座外侧该方向的凸台表面：用 10 铣刀，粗加工余量留为 1mm，再精加 工。 （6)换立式加工中心 铣上表面 加工32 通孔：用32 的钻头直接钻成 加工60H9：粗镗孔58半精镗孔59.2精镗60 保证深度48 加工4M6 底孔：查表机械加工工艺师手册用 5的钻头钻孔 铣炮座内腔平面：用63 面铣刀粗铣留 1mm 的加工余量然后精铣 加工内腔三处沟槽：用20的 T形铣刀粗铣留1mm 的加工余量然后精铣 加工48.5 通孔：用8.5 钻头直接钻成 加工320D9孔：粗镗孔 18半精镗孔19.4精镗20 加工30H10 孔：用30 钻头直接钻成 加工20D9：用5的铣刀粗铣留1mm 的加工余量然后精铣保证深度 11 加工 2M8底孔：查表机械加工工艺师手册用6.8的钻头钻孔 铣炮座外侧该方向的凸台表面：用 10 铣刀，粗加工余量留为 1mm，再精加 工。 (7)钳工攻螺纹3M5、2M8、4M6、M12-7H 9 太原工业学院毕业设计 3 数控加工程序编制数控加工程序编制 3.1 数控编程及其发展数控编程及其发展 数控机床和普通机床不同，整个加工过程中不需要人的直接操作，而由设定好的 加工程序来控制机床的运动。 在机床上加工零件时，首先要分析零件图样的要求以及确 定合理的加工路线及工艺参数，然后把全部工艺过程以及其他辅助功能（主轴的正转 与反转、 切削液的开与关、 变速、 换刀等）按加工顺序，用规定的指令代码及程序格式编 制成数控加工程序，最后输入到机床的数控装置中，以此控制数控机床完成工件的全 部加工过程。 因此，把从零件图样开始到获得正确的程序载体为止的全过程称为零件加 工程序的编制。 3.2 数控编程的分类数控编程的分类 3.2.1 手工编程手工编程 手工编程指的是在程序的编制中由分析零件图，确定加工工艺过程，数值计算， 编写零件加工程序单，程序的输入和检验都是由人工来完成的。 对于几何形状不太复杂 的零件，计算比较简单，程序不是很多，所需要的加工程序不长，这时用手工编程的 方法既节省时间又节省成本，因而手工编程被广泛地应用于形状简单的点位加工及平 面轮廓加工中。 但是手工编程对于工件复杂，特别是加工非圆弧曲线、 曲面等表面，或 工件加工程序比较长的零件会有很大的困难，不仅使编程十分烦琐、 浪费时间，而且很 容易出现错误，此时必须用自动编程的方法编制程序。 3.2.2 自动编程自动编程 自动编程有两种：APT 软件编程和 CAM 软件编程。CAM 软件编程是根据零件图 纸直接在软件里建立三维模型，根据三维模型，选定不同机床不同刀具完成不同方式 的加工模拟，依靠软件后置处理功能生成数控加工程序，用以得到加工程序的编程方 法。 在具体的编程过程中，除拟定数控加工工艺方案仍主要依靠人工方案制定外，其余 的工作包括加工路线的生成等各项工作均可由软件自动完成。 编写人员只需根据图纸的 要求，建立三维模型确定加工表面，数控编程软件即可完成后续工作并进行模拟加工 仿真，然后通过网络接口的方式送入数控机床，控制机床工作，自动编程具有计算机 10 太原工业学院毕业设计 自动识图编程，编程准确，出错率低，合理安排走刀路线等特点，提高了机床的工作 效率，为企业创造出更大的经济效益。 3.3：Mastercam 的简介的简介 本论文重点介绍的 Mastercam 编程软件的使用，Mastercam 是美国 CNC 公司 开发的基于PC 平台的 CAD/CAM 软件，由CAD和CAM 两大部分组成，并分为造型、 铣削加工、 车削加工、 线切割等四个功能模块。 集设计与制造与一体的强大软件，通过对 所设计的零件进行加工工艺分析，并绘制几何图形及建模，以合理的加工步骤得到刀 具路径，再通过程序的后置处理生成数控加工指令代码，输入到数控机床上即可完成 加工。在加工功能中， Mastercam 提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件加工 的效率和质量。此外，Mastercam 还具有丰富的曲面精加工功能，可以从中选择最好 的方法，加工最复杂的零件。Mastercam 的多轴加工功能，为零件的加工提供了更多 的灵活性。Mastercam 可模拟零件加工的整个过程，使用起来十分方便。 11 太原工业学院毕业设计 4 运用运用 Mastercam 编写炮箱加工程序编写炮箱加工程序 4.1 在卧式加工中心上的加工程序在卧式加工中心上的加工程序 （1）铣中心孔端面 N100 G21 N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90 N104 T8 M6 N106 G0 G90 G54 X-47.473 Y143.498 A0. S300 M5 N108 G43 H8 Z285.2 N110 Z270.2 N112 G1 Z260.7 F0. N114 X47.473 N116 G0 Z285.7 N118 X-61.256 Y130.155 N120 Z270.7 N122 G1 Z260.7 N124 X61.256 N126 G0 Z285.7 N128 X-77.25 Y116.811 N130 Z270.7 N132 G1 Z260.7 N134 X77.25 N136 G0 Z285.7 N138 X-77.25 Y103.468 N140 Z270.7 N142 G1 Z260.7 N144 X77.25 N146 G0 Z285.7 N148 X-77.25 Y90.125 N150 Z270.7 N152 G1 Z260.7 N154 X77.25 N156 G0 Z285.7 N158 X-77.25 Y76.782 N160 Z270.7 N162 G1 Z260.7 N164 X77.25 N166 G0 Z285.7 N168 X-77.25 Y63.438 N170 Z270.7 N172 G1 Z260.7 N174 X77.25 N176 G0 Z285.7 N178 X-59.869 Y50.095 N180 Z270.7 N182 G1 Z260.7 N184 X59.87 N186 X44.891 Y36.752 N188 X-44.89 N190 G0 Z285.7 N192 M5 （2）加工 65的中心孔： N194 G91 G28 Z0. N196 A0. N198 M01 N200 T1 M6 N202 G0 G90 G54 X0. Y91. A0. S400 M3 N204 G43 H1 Z285.2 N206 G99 G81 Z-19.8 R285.2 F109.9 N208 G80 N210 M5 N212 G91 G28 Z0. N214 A0. N216 M01 N218 T2 M6 N220 G0 G90 G54 X0. Y91. A0. S600 M5 N222 G43 H2 Z285.2 N224 G99 G81 Z155.7 R285.2 F40. 12 太原工业学院毕业设计 N226 G80 N228 M5 （3）加工80H9孔： N230 G91 G28 Z0. N232 A0. N234 M01 N236 T3 M6 N238 G0 G90 G54 X0. Y91. A0. S600 M5 N240 G43 H3 Z285.2 N242 G99 G81 Z155.7 R285.2 F40. N244 G80 N246 M5 N248 G91 G28 Z0. N250 A0. N252 M01 N254 T4 M6 N256 G0 G90 G54 X0. Y91. A0. S500 M5 N258 G43 H4 Z285.2 N260 G99 G81 Z155.7 R285.2 F30. N262 G80 N264 M5 N266 G91 G28 Z0. N268 A0. N270 M01 N272 T5 M6 N274 G0 G90 G54 X0. Y91. A0. S200 M5 N276 G43 H5 Z285.2 N278 G99 G81 Z155.7 R285.2 F10. N280 G80 N282 M5 （4）加工85d9孔：手动换刀加工 （5）加工60 孔： N284 G91 G28 Z0. N286 A0. N288 M01 N290 T1 M6 N292 G0 G90 G54 X56.6 Y193.109 A0. S400 M3 N294 G43 H1 Z142.7 N296 G99 G81 Z27.2 R142.7 F30 N298 G80 N300 M5 （6）加工 68H9 孔： N302 G91 G28 Z0. N304 A0. N306 M01 N308 T2 M6 N310 G0 G90 G54 X56.6 Y193.109 A0. S600 M5 N312 G43 H2 Z142.7 N314 G99 G81 Z68.7 R142.7 F40. N316 G80 N318 M5 N320 G91 G28 Z0. N322 A0. N324 M01 N326 T6 M6 N328 G0 G90 G54 X56.6 Y193.109 A0. S90 M5 N330 G43 H6 Z142.7 N332 G99 G81 Z68.7 R142.7 F10. N334 G80 N336 M5 N338 G91 G28 Z0. N340 A0. N342 M01 N344 T7 M6 N346 G0 G90 G54 X56.6 Y193.109 A0. S300 M5 N348 G43 H7 Z142.7 N350 G99 G81 Z68.7 R142.7 F50. N352 G80 N354 M5 （7）加工 95H10孔： N356 G91 G28 Z0. N358 A0. 13 太原工业学院毕业设计 N360 M01 N362 T8 M6 N364 G0 G90 G54 X58.475 Y193.109 A0. S90 M5 N366 G43 H8 Z142.7 N368 Z127.7 N370 G1 Z112.7 F10. N372 G3 X52.85 Y198.734 I-5.625 J0. N374 X47.225 Y193.109 I0. J- 5.625 N376 X60.35 Y179.984 I13.125 J0. N378 X73.475 Y193.109 I0. J13.125 N380 X52.85 Y213.734 I-20.625 J0. N382 X32.225 Y193.109 I0. J- 20.625 N384 X60.35 Y164.984 I28.125 J0. N386 X88.475 Y193.109 I0. J28.125 N388 X60.61 Y227.879 I-35.625 J0. N390 X56.6 Y228.109 I-4.01 J- 34.77 N392 X21.6 Y193.109 I0. J-35. N394 X56.6 Y158.109 I35. J0. N396 X91.6 Y193.109 I0. J35. N398 X60.61 Y227.879 I-35. J0. N400 G1 X59.1 Y213.109 N402 X39.1 N404 G3 X19.1 Y193.109 I0. J-20. N406 X56.6 Y155.609 I37.5 J0. N408 X94.1 Y193.109 I0. J37.5 N410 X56.6 Y230.609 I-37.5 J0. N412 X19.1 Y193.109 I0. J-37.5 N414 X39.1 Y173.109 I20. J0. N416 G1 X59.1 N418 G0 Z142.7 N420 M5 （8）加工48.5孔： N422 G91 G28 Z0. N424 A0. N426 M01 N428 T9 M6 N430 G0 G90 G54 X43.16 Y249.011 A0. S400 M5 N432 G43 H9 Z142.7 N434 G99 G82 Z102.7 R142.7 P2. F30. N436 X2.07 Y174.883 N438 X111.13 Y211.335 N440 X70.04 Y137.207 N442 G80 N444 M5 （9）将工作台旋转 90度 （10）加工炮箱外侧凸台 N100 G21 N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90 N104 T15 M6 N106 G0 G90 G54 X-73.01 Y-6.5 A0. S500 M5 N108 G43 H15 Z159.021 N110 G1 X7.99 F20. N112 Y .923 N114 X-73.01 N116 Y8.346 N118 X7.99 N120 Y15.769 N122 X-73.01 N124 Y23.192 N126 X7.99 N128 Y30.615 N130 X-73.01 N132 Y38.039 N134 X7.99 N136 Y45.462 N138 X-73.01 N140 Y52.885 N142 X7.99 N144 Y60.308 N146 X-73.01 14 太原工业学院毕业设计 N148 Y67.731 N150 X7.99 N152 Y73.5 N154 X5.49 N156 G2 X.792 Y75.154 I0. J7.5 N158 G1 X-73.01 N160 Y82.577 N162 X-2.01 N164 Y90. N166 X-73.01 N168 Y97.159 N170 Y97.423 N172 X-2.01 N174 Y104.846 N176 X-73.01 N178 Y112.269 N180 X.153 N182 G2 X5.49 Y114.5 I5.337 J- 5.269 N184 G1 X7.99 N186 Y119.692 N188 X-73.01 N190 Y127.115 N192 X7.99 N194 Y134.538 N196 X-73.01 N198 Y141.962 N200 X7.99 N202 Y149.385 N204 X-73.01 N206 Y156.808 N208 X7.99 N210 Y164.231 N212 X-73.01 N214 Y171.654 N216 X7.99 N218 Y177.5 N220 X5.49 N222 G2 X.889 Y179.077 I0. J7.5 N224 G1 X-73.01 N226 Y186.5 N228 X-2.01 N230 Y193.923 N232 X-73.01 N234 Y197.159 N236 Y201.346 N238 X-2.01 N240 Y208.769 N242 X-73.01 N244 Y216.192 N246 X-2.01 N248 Y223.615 N250 X-73.01 N252 Y231.038 N254 X-2.01 N256 Y235. N258 G2 X-1.163 Y238.462 I7.5 J0. N260 G1 X-73.01 N262 Y245.885 N264 X7.99 N266 Y253.308 N268 X-73.01 N270 Y260.731 N272 X7.99 N274 Y268.154 N276 X-73.01 N278 Y275.577 N280 X-48.382 N282 G2 X-52.01 Y282. I3.872 J6.423 N284 G1 Y283. N286 X-73.01 N288 Y290.423 N290 X-52.01 N292 Y297.846 N294 X-71.994 N296 X-68.689 Y305.269 N298 X-52.01 N300 Y312.692 N302 X-65.384 N304 X-62.079 Y320.115 15 太原工业学院毕业设计 N306 X-52.01 N308 Y327.538 N310 X-58.774 N312 X-55.469 Y334.961 N314 X-52.01 N316 Y342.385 N318 X-52.164 N320 X-52.087 Y342.558 N322 X-52.01 Y342.731 N324 Y282. N326 G3 X-44.51 Y274.5 I7.5 J0. N328 G1 X-24.51 N330 G3 X-17.01 Y2