【正文】 采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單 。 圖 11 計算后刀具路徑 **理工學(xué)院數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文 第 12 頁 共 49 頁 圖 12 計算 后刀具路徑 圖 13 計算后刀具路徑 （ 二 ）確定裝夾方案 數(shù)控銑床可以加工形狀復(fù)雜的零件，但數(shù)控機(jī)床上工件的裝夾與普通銑床一樣，所使用的夾具往往并不復(fù)雜，只要 有簡單的定位，夾緊機(jī)構(gòu)就可以了。第二個凸臺面從 12 開始加工到 20 結(jié)束。Z 軸分層銑削，每次切深 3mm， Z 軸方向不精銑。切削進(jìn)給速度 F 設(shè)為 1000mm/min,主軸轉(zhuǎn)速 S 設(shè)為 700r/min,Z 軸進(jìn)給率**理工學(xué)院數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文 第 11 頁 共 49 頁 為 300mm/min,提刀速度為 500mm/min，打開冷卻液，預(yù)留量為 0。在數(shù)控機(jī)床的加工過程中，由于加工對象復(fù)雜多樣，特別是輪廓曲線的形狀 及位置千變?nèi)f化，加上材料不同，批量不同等多方面因素的影響，在對具體零件制訂加工方案時，應(yīng)該進(jìn)行具體分析和區(qū)別，對待，靈活處理。加 工時先粗加工，留 的加工余量，再進(jìn)行精加工。零件在進(jìn)行數(shù)控銑削加工時，由與加工過程的自動化，余量的大小，如何 裝夾等問題在設(shè)計毛坯時就要仔細(xì)考慮好。 該零件第二層與前后兩側(cè)邊的距離**理工學(xué)院數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文 第 10 頁 共 49 頁 為（ ） /2，大約為 ,所以加工內(nèi)輪廓的刀具 直徑 不宜大于 ，否則容易產(chǎn)生少切或切不到毛坯的情況。數(shù)控機(jī)床的加工范圍比普通機(jī)床的工藝范圍大，價格比普通機(jī)床高得多，因此，數(shù)控機(jī)床選擇加工內(nèi)容時，應(yīng)從實際需要和經(jīng)濟(jì)性 等方面 考慮。 CAD/CAM 軟件輔助編程常用于數(shù)控銑床及加工中心程序的編制。在具體的編程過程中，除擬定工藝方案仍主要依靠人工進(jìn)行外，（有些自動編程系統(tǒng)能自動確定最佳的加工工藝參數(shù)），其余的工作，包括 數(shù)值計算，編寫程序單，制作控制介質(zhì)，程序檢驗等各項工作均由計算機(jī)自動完成。 手工編程在數(shù)控車床加工應(yīng)用廣泛。 （ 1） 手工編程。 2． 數(shù)控編程及其發(fā)展 數(shù)控機(jī)床和普通機(jī)床不同，整個加工過程不需要人的操作，而**理工學(xué)院數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文 第 8 頁 共 49 頁 由程序來進(jìn)行控制 。 關(guān)鍵詞： 刀具 夾具 程序 緒論 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)最核心的技術(shù)。 **理工學(xué)院數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文 第 6 頁 共 49 頁 2．難點 零件的加工難點在于零件的裝夾，由于零件的總高僅為 25mm，且要加工四周外輪廓和內(nèi)輪廓，不能用平口鉗直接裝夾，使用組合壓板夾具時，又必需考慮刀具是否與夾具發(fā)生干涉。生產(chǎn)效率高，適用于單件，小批量生產(chǎn)。并動態(tài)顯示出和粗加工，精加工所對應(yīng)的加工表面的刀位軌跡和機(jī)床代碼，即加工程序。 8．加工程序 加工程序是數(shù)控機(jī)床 自動加工零件的指令，人工編程既復(fù)雜又**理工學(xué)院數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文 第 5 頁 共 49 頁 容易出錯，所以現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都采用計算機(jī)輔助編程。 冷卻液為柴油和煤油的混合液。分析圖紙可知加工第二個凸面時側(cè)邊間隙為（ ） /2mm，即至少要選用 直徑 小于 9mm 的刀具。但只加工頂面時可以用平口鉗。作為數(shù)控技術(shù)專業(yè)的學(xué)生，數(shù)控編程加工工藝設(shè)計是必須要經(jīng)歷的一個重要實踐環(huán)節(jié)，通過本環(huán)節(jié)的鍛煉，力爭把以前所學(xué)的知識融會貫通，從而達(dá)到溫故而知新的目的，提高解決實際問題的能力。目前，在機(jī)械行業(yè)中，單件、 小批量的生產(chǎn)所占的比 例越來越大。 外均為一般精度。 三 、應(yīng)完成的技術(shù)資料 開題報告（ 1500字左右）。 5．合理選擇切削用量 。 二、 設(shè)計任務(wù) 1．零件圖工藝分析 。 2．確定裝夾方案 。 6．?dāng)M訂數(shù)控銑削加工工藝卡片 。 畢業(yè)設(shè)計說明書（ 10000字左右）。 2．毛坯尺寸： 240 130 30。機(jī)械產(chǎn)品的精度和質(zhì)量也不斷地提高。 三． 基本內(nèi)容 1．工藝分析 這部分主要是根據(jù)零件圖紙進(jìn)行工藝分析，確定工藝基準(zhǔn)，分析加工的難點，分析加工加工工藝內(nèi)容，加工的工藝性分析，加工工藝的路線設(shè)計，其中包括工序的劃分和順序的安排等內(nèi)容。根據(jù)圖紙的加工要求， 加工 四個側(cè)面時， 可以用組合壓板來裝夾工件?？紤]到加工上凸臺時要去除的材料多，為保證輪廓的加工精度和生產(chǎn)效率，要求粗加工時盡量選擇直徑較大的銑刀進(jìn)行銑削，所以加工內(nèi)輪廓時選用 ?8mm 的細(xì)齒高速剛直柄立銑刀。 6．加工順序分析 根據(jù)圖紙要求，確定工藝工藝基準(zhǔn)和加工順序，先保證工藝基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)重合，其次在排列加工順序時，考慮加工應(yīng)力對工件加工精度的影響。計算機(jī)輔助編程效率高，安全性好，并且可以模擬加工過程。 9．加工準(zhǔn)備 這部分主要是結(jié) 合工藝和刀具，確定各個部位的具體加工方法，并針對加工方法，準(zhǔn)備刀具，夾具，配置加工程序，利用 MasterCAM系統(tǒng)的通訊模塊與數(shù)控機(jī)床進(jìn)行數(shù)控加工。 四． 加工的重點和難點 1．重點 從圖紙上的技術(shù)要求反映有表面粗糙度要求精加工，精度等級為 IT8～ IT9，加工時重點考慮。在完成加工區(qū)域后，改變裝夾位置，加工上次裝夾位置的余量的加工方法也是難點 。當(dāng)今世界各國制造也廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高動態(tài)多變市場的適應(yīng)能力和競爭能力。在數(shù)控機(jī)床上加工零件時，首先要分析零件圖樣的要求，確定合理的加工路線及工藝參數(shù)，計算刀具中心運(yùn)動軌跡及其位置數(shù)據(jù)；然后把全部工藝過程以及其他輔助功能（主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，切削液的開關(guān)，變速，換刀等）按運(yùn)動順序，用規(guī)定的指令代碼及程序格式編制成數(shù)控加工程序，經(jīng)過調(diào)試 后記錄在控制介質(zhì)（或程序載體 ）上；最后輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中，以此控制數(shù)控機(jī)床完成工作的全部加工過程。手工編程是 指程序編制的整個步驟幾乎全部是由人工來完成的。 （ 2）自動編程。編程人員只需要根據(jù)圖樣的要求，使用數(shù)控語言編寫出零件加**理工學(xué)院數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文 第 9 頁 共 49 頁 工的源程序，送入計算機(jī)，由計算機(jī)自動地進(jìn)行數(shù)值計算，后置處理，編寫出零件加工程序單，并在屏幕模擬顯示加工過程，及時修改，直至自動穿出 數(shù)控加工紙帶，或者將加工程序通過直接通信的方式送入數(shù)控機(jī)床，指揮機(jī)床工作。 本設(shè)計根據(jù)零件的具體加工部位和零件的結(jié)構(gòu)工藝特點，選擇CAD/CAM 計算機(jī)輔助編程的方式生成加工程序。通常選擇零件的曲線輪廓，空間曲面和尺寸協(xié)調(diào)的高精度線面。 由于毛坯材料為硬鋁，硬鋁大約為 95～ 100HB，退火和淬火狀態(tài)下 塑性中等，焊接性好，切削加工工藝性良好。否則，如果毛坯不適合數(shù)控銑削，加工將很難進(jìn)行下去。 另外，選擇方料作為毛坯，適應(yīng)性強(qiáng)，每次裝夾可以加工出較多的表面。只有這樣，才能使所制訂的加工合理，從而達(dá)到質(zhì)量優(yōu)，效率高和成本低的目的。 計算 后 刀具路徑如圖 11 所示。 切削進(jìn)給速度 F 設(shè)為 500mm/min,主軸轉(zhuǎn)速 S設(shè)為 2020r/min,Z軸進(jìn)給率為 300mm/min,提刀速度為 500mm/min，打開冷卻液，預(yù)留量為 0。 Z 軸分層銑削，每次切深2mm。 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時，定位安裝的基本原則是合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊 方案。 （ 3） 零件 的裝卸要快，方便，可靠，以便縮短機(jī)床的停頓時間 。第二道工序采用 螺旋組合壓板 裝夾毛坯， 加工四周側(cè)面 。 第三道工序采用平口鉗裝夾毛坯， 加工內(nèi)輪廓凸臺 。 .支撐壓板的支承塊高度要與工件相同或略 高于工件，壓板螺栓必須盡量靠近工件，并且螺栓到工件的距離應(yīng)小于螺栓到支承塊的距離，以便增大壓緊力。銑削加工順序一般有以下幾點原則： 銑削按照粗銑→半精銑→精銑的順序進(jìn)行，最終達(dá)到圖紙要求。 平面加工 簡單方便，根據(jù)工件定位的基本原理，平面輪廓大而平整，以平面定位比較穩(wěn)定可靠。另外，刀具切入材料和切出材料時是忌諱突然切入和切出材料的，要用較好的姿態(tài)逐漸切入和切出材料，使 受力的變化盡量平緩，以免影響刀具的壽命。精銑 時尤其是零件材料為鋁合金、鈦合金時，盡量用順銑的加工方式。另外，數(shù)控加工刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比，有許多**理工學(xué)院數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文 第 17 頁 共 49 頁 不同的要求，主要有以下幾點： （ 1） 剛性要好（尤其是粗加工刀具），精度高，熱變形小 。 數(shù)控銑削加工常用的是端銑刀和立銑刀。立銑刀一般由高速鋼或硬質(zhì)合金制成，對于直徑較大的硬質(zhì)合金立銑 刀多做成鑲刀片式。 根據(jù)零件的特征以上原則，在第一道工序中加工平面，選用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀，直徑為 80mm。 圖 18 端銑刀 **理工學(xué)院數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文 第 19 頁 共 49 頁 圖 19 立銑刀 表 110 數(shù)控加工刀具卡片 序 號 刀具 編號 刀具規(guī)格 名稱 數(shù) 量 加工 表面 刀尖半徑 /mm 備 注 1 T01 φ 80mm 硬質(zhì)合金端銑刀 1 銑上表面 2 T02 φ 16mm 高速剛立銑刀 1 銑四周側(cè)面 3 T03 φ 8mm 高速剛立銑刀 1 銑內(nèi)輪廓 編制 審核 批準(zhǔn) 年 月 日 （ 五 ） 合理選擇切削用量 數(shù)控 編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序 中 。 銑削時采用的切削用量，應(yīng)在保證工件加工精度和刀具耐用度、不超過銑床允許的動力和扭矩前提下，獲得最高的生產(chǎn)率和最低的成本。當(dāng)機(jī)床的剛性較好，且刀具的直徑較大時， pa 可取得更大。查《金屬切削手冊》可知銑刀的銑削速度 V 為180~300 m/min,所以 S=1000*180/（ *80） =711 r/min，考慮機(jī)床性能 僅 取 S=700 r/min。 查《金屬切削手冊》可知端銑刀加工鋁合金時每齒進(jìn)給量 f =，則 F=*6*1800=540mm/min。 表 112 切削用量參數(shù) （ 六 ） 擬訂數(shù)控銑削加工工藝卡片 工藝卡片是以工序為單位詳細(xì)說明整個工藝過程的工藝文件，它的作用是用來指導(dǎo)工人進(jìn)行生產(chǎn)和幫助車間管理人員和技術(shù)人員掌握整個零件的加工過程。 表 113 數(shù)控加工工藝卡片 單位 名稱 南昌理 工學(xué)院 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號 數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計 凸臺 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 平口虎鉗和組合壓板 數(shù)控銑床 DH320 實習(xí)基地 刀具編號 加工內(nèi)容 刀具參數(shù) 主軸轉(zhuǎn)速S/（ r/min） 進(jìn)給量 f/（ mm/min） 背吃刀量αp/mm 01 銑頂面 φ 80mm 端銑刀 700 1000 2 02 銑四周側(cè)面 φ 16mm 立銑刀 1800 540 3 03 銑內(nèi)輪廓 φ 8mm 立銑刀 2020 400 2 **理工學(xué)院數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文 第 23 頁 共 49 頁 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 /mm 刀具 規(guī)格/mm 主軸 轉(zhuǎn)速（ r/mm） 進(jìn)給 速度 / （ mm/min） 背吃刀量/mm 備注 01 銑頂面 T01 φ 80 700 1000 2 自動 02 銑四周輪廓 T02 φ 16 1800 540 3 自動 03 銑凸臺輪廓 T03 φ 8 2020 400 2 自動 04 05 06 編 制 審核 批準(zhǔn) 2020 年 12 月 27 日 共 1頁 第 1頁 （ 七 ）根據(jù)加工工藝步驟編寫加工程序 CAD/CAM 技術(shù)是隨著計算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)生而產(chǎn)生并不斷發(fā)展的，在當(dāng)今的高新技術(shù)領(lǐng)域中占有很重要的位置。 利用 MasterCAM 系統(tǒng)的制造模塊進(jìn)行數(shù)控編程的工作流程為 （ 1） 選擇毛坯尺寸、工作原點（ 2）確立正確的加工工藝。（ 3）選擇刀具。 （ 5）生成刀具路徑。生成刀具軌跡文件后，用戶可以利用仿真模塊進(jìn)行刀具路徑模擬，以便觀察整個加工過程，此時如果用戶不滿意的話，可以利用刀具軌跡和圖形加工參數(shù)的關(guān)聯(lián)性，進(jìn)行局部修改，重新生成刀具路徑，這樣可以減少用戶的工作量，直到你滿意為止。由于目前許**理工學(xué)院數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文 第 25 頁 共 49 頁 多數(shù)控系統(tǒng)的指令格式并不完全相同，所以用戶必須選擇需要的 數(shù)控系統(tǒng) 的后置處理文件 。其它部分則不需要修改。 按工序編制各部分加工程序： 程序 （ XIT001） %_N_XIT001_MPF 程序名 。$PATH=/_N_MPF_DIR N100G0G17G40G64G90 N106Z3. . . 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