【正文】 加工時，在保留后續(xù)工序余量的前提下，盡可能一次切除加工余量。3．切削用量的確定方法（1）背吃刀量a背吃刀量a應(yīng)根據(jù)加工余量確定。數(shù)控加工對同一加工過程選用不同的切削用量,會產(chǎn)生不同的切削效果。2．由于球頭刀具的端部切削速度為零,切削行距一般取得很濃密，因此，球頭銑刀常用于曲面的精加工來保證加工精度。鍵槽銑刀主要用于加工鍵槽與槽，鍵槽銑刀對銑鍵槽很好用，如圖37所示。工作時各刀齒依次間歇地切去工件的余量。它的切削刃分布在半徑為R的圓弧面上,端面無切削刃。圖31 平面立銑刀2．圓角銑刀圓角銑刀結(jié)合了球頭銑刀和平底銑刀的共同點(diǎn)，如圖32所示，是粗銑精銑加工常用刀具之一。3．從切削工藝上可分為:（1）車削刀具，分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切割刀其等多種；（2）鉆削刀具,包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；（3）鏜削刀具；（4）銑削刀具等。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動力頭上,因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。對刀點(diǎn)可選擇在零件的某點(diǎn)，如零件的定位孔中心，也可以選擇零件外某點(diǎn)，但必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定得坐標(biāo)尺寸的關(guān)系，所示對刀點(diǎn)即使程序的起點(diǎn)，也可以是程序的終點(diǎn)。對刀點(diǎn)是數(shù)控加工時刀具相對工件運(yùn)動的起點(diǎn)。但許多數(shù)控機(jī)床參考點(diǎn)坐標(biāo)值設(shè)置為零，此時機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)也就是機(jī)床的參考點(diǎn)，機(jī)床坐標(biāo)系中的絕對坐標(biāo)值均顯示為負(fù)值 。表明機(jī)床坐標(biāo)系自動建立。機(jī)床參考點(diǎn)對機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是一個已知定值。2．夾具的選擇數(shù)控加工的特點(diǎn)對夾具提出了兩個基本要求：一是保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定；二是要能協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。 4. 切削深度與進(jìn)刀量進(jìn)行切削1．工件安裝的基本原則在數(shù)控機(jī)床上工件安裝的原則與普通機(jī)床相同，也要合理地選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案。工件材料硬度高低會影響刀具切削速度，同一刀具加工硬材料時切削速度應(yīng)降低，而加工較軟材料時，切削速度可以提高。決定切削速度的因素很多，概括起來有： 1. 刀具材料。影響切削條件的因素有：機(jī)床、工具、刀具及工件的剛性；切削速度、切削深度、切削進(jìn)給率；工件精度及表面粗糙度；刀具預(yù)期壽命及最大生產(chǎn)率；切削液的種類、冷卻方式；工件材料的硬度及熱處理狀況；工件數(shù)量；機(jī)床的壽命。如必須用數(shù)控車床加工時，則要注意程序的靈活安排。上述原則并不是一成不變的，對于某些特殊情況，則需要采取靈活可變的方案。 (4) 走刀路線最短 確定走刀路線的工作重點(diǎn)，主要用于確定粗加工及空行程的走刀路線，因精加工切削過程的走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的。在一般情況下，特別是在粗加工時，通常安排離對刀點(diǎn)近的部位先加工，離對刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。其中，安排半精加工的目的是，當(dāng)粗加工后所留余量的均勻性滿足不了精加工要求時，則可安排半精加工作為過渡性工序，以便使精加工余量小而均勻。只有 樣，才能使所制定加工方案合理，從而達(dá)到質(zhì)量優(yōu)、效率高和成本低的目的。例如：對于一些位置精度要求較高的各孔加工時，應(yīng)特別關(guān)注各孔加工順序的安排，若安排不當(dāng)， 就有可能把坐標(biāo)軸的反向間隙帶入行程中，會直接影響各孔之間的位置精度。由于零件、刀具、機(jī)床這一工藝系統(tǒng)在加工過程中暫時處于動態(tài)平衡彈性變形狀態(tài)下, 若忽然進(jìn)給停頓, 切削力會明顯減小，就會失去原工藝系統(tǒng)的平衡，使刀具在停頓處留下劃痕( 或凹痕) 。當(dāng)一把刀具完成加工的所有部位后，盡可能為下道工序作些預(yù)加工。因?yàn)殂娤鲿r切削力較大,零件易變形，待其恢復(fù)變形后再鏜孔，有利于保證孔的加工精度。根據(jù)零件特征，盡可能減少裝夾次數(shù)。精銑時應(yīng)盡量采用順銑方式，以保證零件表面質(zhì)量。而對于某一加工表面,則應(yīng)按粗加工、半精加工、精加工順序完成。同時不能影響加工精度，先短后精 。 1．工序劃分的原則與加工路線為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)勢,提高生產(chǎn)效率和保證加工質(zhì)量，數(shù)控加工編程中應(yīng)遵循工序最大限度集中的原則，即零件在一次裝夾中力求完成本臺數(shù)控機(jī)床所能加工的全部表面。由于各種機(jī)床使用的控制系統(tǒng)不同，所用的數(shù)控加工程序其指令代碼及格式也有所不同。(2) 刀具路徑的產(chǎn)生刀具軌跡的生成是面向屏幕上的圖形交互進(jìn)行的。4. 驗(yàn)證刀具軌跡；5. 數(shù)控程序制作；后置處理，針對使用的數(shù)控機(jī)床生成加工程序代碼內(nèi)容。它是數(shù)控系統(tǒng)的一項(xiàng)重要功能，對數(shù)控機(jī)床的維修具有重要作用。9. 自診斷功能。數(shù)控銑床按照標(biāo)準(zhǔn)配置提供的程序存儲空間一般都比較小，尤其是中、低檔的數(shù)控銑床，大概在幾十K至幾百K之間。數(shù)控銑床一般還有縮放功能，對于完全相似的輪廓也可以通過調(diào)用子程序的方法完成加工。對于大小不等的同類幾何形狀(圓、矩形、三角形、平行四邊形等)，也可以用參數(shù)方式編制出加工各種幾何形狀的子程序，在加工中按需要調(diào)用，并對子程序中設(shè)定的參數(shù)隨時賦值，就可以加工出大小不同或形狀不同的工件輪廓及孔徑、孔深不同的孔，這種程序也叫做宏程序。 5. 固定循環(huán)功能利用數(shù)控銑床對孔進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸、锪和鏜加工時，加工的基本動作是：刀具中心無切削快速到達(dá)孔位中心—慢速切削進(jìn)給—快速退回。3. 刀具半徑自動補(bǔ)償功能使用這一功能，在編程時可以很方便地按工件實(shí)際輪廓形狀和尺寸進(jìn)行編程計算，而加工中可以使刀具中心自動偏離工件輪廓一個刀具半徑，從而加工出符合要求的輪廓表面。 加工中心功能特點(diǎn)1. 銑削加工數(shù)控銑床一般應(yīng)具有三坐標(biāo)以上的聯(lián)動功能，能夠進(jìn)行直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)，自動控制旋轉(zhuǎn)的銑刀相對于工件運(yùn)動進(jìn)行銑削加工。5．輔助裝置包括潤滑、冷卻、排屑、防護(hù)、液壓、氣動和檢測系統(tǒng)等部分。3．?dāng)?shù)控系統(tǒng)加工中心的數(shù)控系統(tǒng)由CNC裝置、可編程控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)及面板操作系統(tǒng)組成，它是執(zhí)行順序控制動作和加工過程的控制中心。這三部分不僅要承受加工中心的靜載荷，還要承受切削加工時產(chǎn)生的動載荷。68第2章 加工中心自動編程及加工工藝第2章 加工中心自動編程及加工工藝 加工中心的定義加工中心，簡稱CNC，是由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的使用于加工復(fù)雜形狀工件的高效率自動化機(jī)床。(5)在FANUC 21i MB系統(tǒng)數(shù)控加工中心（喬福VMC 1300HD）上，通過加工具體曲面零件驗(yàn)證加工技術(shù)的可行性和科學(xué)性。本課題研究的主要內(nèi)容包括以下幾個方面:(1) 研究了數(shù)控編程技術(shù)的發(fā)展、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢以及我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展的基本評價。總之，依靠傳統(tǒng)的加工方式對自由曲面的加工不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)條件下高效、高產(chǎn)以及高質(zhì)量的要求。(5) 豐富的數(shù)據(jù)接口CAXA制造工程師是一個開放的CAD/CAM工具,提供了豐富的數(shù)據(jù)接口,保證了能與世界流行的CAD軟件進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換。2. CAM制造工程師的功能(1) 實(shí)體與曲面完美結(jié)合CAXA制造工程師提供了特征實(shí)體造型技術(shù)，可用特征術(shù)語來描述設(shè)計信息，簡便而準(zhǔn)確；提供了從線框到曲面的豐富的建模手段，具有強(qiáng)大的NURBS自由曲面造型功能；具有靈活的曲面實(shí)體造型功能，使曲面融入實(shí)體中，形成統(tǒng)一的曲面實(shí)體復(fù)合造型。(2) CAD/CAM 的組成完善的CAD/CAM系統(tǒng)一般包括產(chǎn)品設(shè)計、工程分析、工藝過程規(guī)劃、數(shù)控編程、工程數(shù)據(jù)庫以及系統(tǒng)接口等幾個部分。 CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展概況目前，CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域中得到應(yīng)用，它不僅促使了生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，同時也促進(jìn)了市場的發(fā)展，是當(dāng)今世界發(fā)展最快的技術(shù)之一。在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場競爭階段。從1958年到1979年，由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)發(fā)展較為緩慢。開放式是指數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺上，而向機(jī)床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象(數(shù)控功能)，形成系列化，并實(shí)現(xiàn)滿足對特定用戶需求的不同產(chǎn)品。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個方面:(1) 高速、高精加工技術(shù)及裝備效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。計算機(jī)數(shù)控技術(shù),是集傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)、計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、電工電子控制技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)和信息處理技術(shù)等技術(shù)于一體的綜合技術(shù)，是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)。自動編程的產(chǎn)生使復(fù)雜曲面的數(shù)控加工成為現(xiàn)實(shí)。常用的自動編程軟件有 UG、Pro/ENGINEER、Catia、Cimatron、Mastercam 和 CAXA 等,其中CAXA是我國自主研發(fā)的CAD/CAM軟件,具有三維輪廓造型、刀具設(shè)置、機(jī)床設(shè)置、后置處理、生成程序、刀軌生成、后置處理等功能,使用方便、可靠。其優(yōu)點(diǎn)是程序量小，可讀性好，缺點(diǎn)是計算量大，編程繁瑣、費(fèi)時，且容易出錯，效率低等。數(shù)控編程是目前CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)中最能明顯發(fā)揮效益的環(huán)節(jié)之一,其在實(shí)現(xiàn)設(shè)計加工自動化、提高加工精度和加工質(zhì)量、縮短產(chǎn)品研制周期等方面發(fā)揮著重要作用。自由曲面能否采取優(yōu)質(zhì)、高效的加工技術(shù)已成為提高企業(yè)產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵因素進(jìn)入21世紀(jì),計算機(jī)輔助設(shè)計與制造技術(shù)(CAD/CAM)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用,它的出現(xiàn)使制造技術(shù)出現(xiàn)了根本性的變革,尤其是在傳統(tǒng)制造技術(shù)面對束手無策的復(fù)雜型面加工領(lǐng)域,CAD/CAM的先進(jìn)性、適用性以及高效性更是得到充分的體現(xiàn)。CAXA制造工程師在數(shù)控加工中心的應(yīng)用研究畢業(yè)論文目 錄第1章 緒論 1 1 1 2 4 CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展概況 4 CAXA制造工程師簡介及其功能 意義及內(nèi)容 6 意義 6 71. 3本章小結(jié) 7第2章 加工中心自動編程及加工工藝 8 加工中心的定義 8 加工中心的組成 8 加工中心功能特點(diǎn) 10 12 12 12 12 加工路線的確定 14 14 16 確定切削用量與進(jìn)給量 18 18 19 20第3章 加工中心常用工具 21 21 21 22 24 25 26 26 26 28 29 30第4章CAXA制造工程師葉輪動模造型及加工 31 CAXA 制造工程師對葉輪動模的建模 31 31 35 36 37 建立中軸 38 39 39 40 40 工藝分析 41 41 41 42 42 CAXA制造工程師的模擬加工 43 43 45 平面輪廓精加工軌跡 45 46 46 47（精）加工 48 48 雕刻文字 49 后置處理與G代碼的生成 50 數(shù)控機(jī)床的選用 52 程序傳輸 53 54參考文獻(xiàn) 55致 謝 56英文翻譯……………………………………………………………………………………… 57英文資料……………………………………………………………………………………… 62第1章 緒論隨著我國由制造業(yè)大國向制造業(yè)強(qiáng)國的迅速邁進(jìn),工業(yè)生產(chǎn)中包含復(fù)雜曲面特征的零件越來越多。進(jìn)入90年代以來,復(fù)雜型面在生產(chǎn)中幾乎全部以高速切削的方式進(jìn)行加工,目的是為了提高生產(chǎn)效率,降低產(chǎn)品的成本，同時提高工件的形狀精度和降低表面粗糙度。數(shù)控編程是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過程。手工編程就是編程員通過手工計算,使用基本編程指令、循環(huán)程序、子程序和變量等方式進(jìn)行編程。在復(fù)雜零件編程時,自動編程具有手工編程無法比擬的優(yōu)勢，是復(fù)雜零件編程的主要方式。如今數(shù)控編程已經(jīng)由最初的手工編程過渡到APT語言編程、自動編程。目前，為了適應(yīng)CTMS及CK發(fā)展的需要,數(shù)控編程系統(tǒng)JK向集成化和智能化方向發(fā)展。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，而且對國計民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。(3) 智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：(a)為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；(b)為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動識別負(fù)載自動選定模型、自整定等；(C)簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方而的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。（1）我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個階段第一階段是封閉式發(fā)展階段。第三階段是走向市場化階段。主要表現(xiàn)在:基礎(chǔ)性技術(shù)研究層次較低；數(shù)控設(shè)備在世界范圍內(nèi)的市場占有率低，世界市場仍然被德國的SIEMENS和日本的FANUC系統(tǒng)占領(lǐng)。數(shù)控加工是CAD/CAM發(fā)揮效益最直接、最明顯的環(huán)節(jié)之一。目前已推出CAXA制造工程師2015版本。(4) Windows 界面操作CAXA制造工程師基于計算機(jī)平臺,釆用Windows菜單和交互,全中文界面。、意義及內(nèi)容復(fù)雜曲面的傳統(tǒng)加工方法一般是靠精密鑄造來實(shí)現(xiàn)的,其在加工過程中存在以下問題：(1)精密鑄造之后的后期加工需要很多手工處理，工作量大，工藝流程復(fù)雜；(2)精密鑄造后加工周期長、效率低，不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)快節(jié)奏要求；(3)精密鑄造后期加工消耗大，無法保證節(jié)約成本，不符合節(jié)能降耗的要求；(4)制造精度低，難以滿足設(shè)計要求。本文基于CAXA制造工程師軟件,通過利用FANUC 21i MB操作系統(tǒng)的加工中心，研究對復(fù)雜曲面數(shù)控加工技術(shù)，探究加工復(fù)雜曲面的優(yōu)質(zhì)、高效、實(shí)用數(shù)控加工方法，解決傳統(tǒng)加工方法制約復(fù)雜曲面加工的“瓶頸”問題。(4) 研究了基于CAXA制造工程師環(huán)境下，刀具進(jìn)、退刀方式的選擇問題以及加工過程的控制問題。如何在CAXA制造工程師軟件環(huán)境下，優(yōu)化加工過程，優(yōu)質(zhì)、高效進(jìn)行加工是本論文的重點(diǎn)。 加工中心的組成圖21 加工中心的組成l底座 2立柱 3X軸伺服驅(qū)動 4Y軸伺服驅(qū)動 5Z軸伺服驅(qū)動 6十字滑臺與工作臺 7操作箱 8斗簽式刀庫 9主軸 10主軸箱 11Z向防護(hù)罩 12水箱 13排屑裝置 14整體防護(hù) 15電器柜 16X向?qū)к壏雷o(hù) 17Y向?qū)к壏雷o(hù) 18氣動與潤滑加工中心有很多組成部分，如圖21所示，但從主體看，加工中心主要有以下幾個大部分組成：