【正文】 如圖 42所示。使用 “ 視圖 ” 工具條上的 “ 頂部 ” （俯視圖）和 “ 前視圖 ” （主視圖）按鈕來(lái)觀察和確認(rèn)工作坐標(biāo)系原點(diǎn)在毛坯的頂面正中位置上。對(duì)于加工零件形狀復(fù)雜，特別是涉及三維立體形狀或刀具運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算繁瑣時(shí)，常采用自動(dòng)編程。 工序與工步的劃分 工序的劃分有很多種，主要有按裝夾次數(shù)劃分工序、按使用刀具劃分工序、按加工部位劃分工序等劃分方法，本設(shè)計(jì)主要采用按裝夾次數(shù)劃分工序，根據(jù)上文制定的零件加工順序和選用刀具設(shè)計(jì)出齒輪油泵前蓋零件的加工工序與工步如下 : 工序 1： 銑零件 A下底 面 (1)選用φ 80 的面銑刀粗銑 A表面； (2)選用φ 80 的面銑刀精銑 A表面； 工序 2：銑零件側(cè)面 B (1)選用φ 80 的面銑刀粗銑 B表面 。 加工設(shè)備的選用 根據(jù)零件圖可知，該零件的主要加工內(nèi)容由平面、型腔、孔、凸臺(tái)等構(gòu)成，該零件為批量生產(chǎn)，為了達(dá)到圖樣上的精度要求，同時(shí)兼顧到加工效率與加工經(jīng)濟(jì)性，我們選擇數(shù)控機(jī)床，根據(jù)實(shí)際情況選擇裝備 FANUC 0i MateMB 系統(tǒng)的 XK713A 數(shù)控銑床。切削進(jìn)給速度也可由機(jī)床操作者根據(jù)被加工工件 表面的具體情況進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，以獲得最佳切削狀態(tài)。工件材料強(qiáng)度和硬度越高， fz 越??；反之則越大。 1． 主軸轉(zhuǎn)速的確定 查閱《刀具手冊(cè)》，可知，加工中主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算公式如下： n=1000Vc/πd （ 31） 式中： n—主軸轉(zhuǎn)速 ，單位 r/min Vc—切削速度，單位 m/min d—銑刀直徑，單位 mm 根據(jù)切削原理可知，切削速度的高低主要取決于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素。 4 號(hào)刀φ 9 麻花鉆：根據(jù)零件圖的尺寸要求，該零件需鉆 4φ 9 通孔，加工中選用φ 9 麻花鉆。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是球頭或端面上布滿了切削刃，圓周刃與球頭圓弧連接，可以作徑向和軸向進(jìn)給。 第四次裝夾，裝夾 A、 F面，加工 D的側(cè)面。由零件圖可見(jiàn)，零件的高度 Z向基準(zhǔn)是 A 下底面，長(zhǎng)和寬方向的基準(zhǔn)是 φ 19 的 內(nèi)孔的中心線。粗基準(zhǔn)的選擇原則如下： (1) 相互位置要求原則； (2) 加工余量合理分配原則； (3) 重要表面原則； (4) 重復(fù)使用原則。 (4)現(xiàn)有生產(chǎn)條件 確定毛坯時(shí)，必須結(jié)合具體的生產(chǎn)條件，如現(xiàn)場(chǎng)毛坯制造的實(shí)際水平和能力、外購(gòu)的可能性等。 (5)冷沖壓件 冷沖壓件毛坯可以非常接近成品要求，在小型機(jī)械、儀表、輕工電子產(chǎn)品方面應(yīng)用廣泛。鑄件材料有鑄鐵、鑄鋼及銅、鋁等非金屬。分析圖紙，可知矩形輪廓長(zhǎng)和寬都沒(méi)有精度要求，因此加工零件的六個(gè)表面時(shí)需只需要進(jìn)行粗加工。對(duì)于表面粗糙度和精度要求較高的零件，要留有足夠的精加工余量，數(shù)控加工的精加工余量可以比普通機(jī)床加工的余量小一些。對(duì)于不同的零件材質(zhì)，在客觀規(guī)律上就有一個(gè)切削速度（ v）、背吃刀量（ aP）、進(jìn)給量（ f）三者互相適應(yīng)的最佳切削參數(shù)。 2．較高的精度。另外，數(shù)控機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速比普通機(jī)床高 12倍，且主軸輸出功率大，因此與傳統(tǒng)加工方法相比，數(shù)控加工對(duì) 刀具的要求更高，不僅要求精度高、強(qiáng)度大、剛度好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。 確定走刀路線和安排工步順序 在數(shù)控加工工藝過(guò)程中，刀具時(shí)刻處于數(shù)控系統(tǒng)的控制下，因而每一時(shí)刻都應(yīng)有明確的運(yùn)動(dòng)軌跡及位置。 2．加工順序的安排 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 加工順序的安排的是否合理直 接關(guān)系到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率核加工的成本。這種方法適合于加工內(nèi)容較少的零件，加工完后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)概述 5 除此之外，在選擇和決定加工內(nèi)容時(shí)，也要考慮生產(chǎn)批量、生產(chǎn)周期、工序間周轉(zhuǎn)情況等等。這就需要對(duì)零件圖樣進(jìn)行仔細(xì)的工藝分析，選擇那些最適合、最需要進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。例如：工序的劃分、加工順序的安排、與傳統(tǒng)加工工序的銜接等。 在普通機(jī)床上加工零件時(shí)，是用工藝規(guī)程或工藝卡片來(lái)規(guī)定每道工序的操作規(guī)程，操作者按工藝卡上規(guī)定的“程序”加工零件。 、準(zhǔn) 確 在程序編制中，編程人員必須充分掌握構(gòu)成零件輪廓的幾何要素參數(shù)及各幾何要素間的關(guān)系。通過(guò)完成某一課題的研究，可以進(jìn)一步檢驗(yàn)學(xué)生處理實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生掌握基本的設(shè)計(jì)（科研）方法，受到初步的工程技術(shù)訓(xùn)練，并可綜合衡量教學(xué)質(zhì)量，以利于提高教學(xué)管理水平。在課題內(nèi)容的選取上，力求將數(shù)控專(zhuān)業(yè)要求具備的機(jī)械制圖能力、數(shù)控加工工藝分析能力、數(shù)控 加工工藝設(shè)計(jì)能力、工藝文件編寫(xiě)能力、數(shù)控加工程序編制能力和數(shù)控零件加工等能力融入其中。 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)概述 3 第 二 章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)概述 數(shù)控 加工工藝性分析 被加工零件的數(shù)控加工工藝性問(wèn)題涉及面很廣，下面結(jié)合編程的可能性和方便性提出一些必須分析和審查的主要內(nèi)容。因此往往需要設(shè)置一些輔助基準(zhǔn)，或 在毛坯上增加一些工藝凸臺(tái)。這是因?yàn)樵谄胀C(jī)床的加工工藝中不必考慮的問(wèn)題，如工序內(nèi)工步的安排、對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)及加工路線的確定等問(wèn)題，在編制數(shù)控加工工藝時(shí)是不能忽略的。 5．分配數(shù)控加工中的容差。如：以毛坯的粗基準(zhǔn)定位加工第一個(gè)精基準(zhǔn)，要用專(zhuān)用工裝協(xié)調(diào)的加工內(nèi)容； 2．加工部位分散，要多次安裝、設(shè)置原點(diǎn)。常見(jiàn)工藝流程如圖21示。對(duì)于加工內(nèi)容很多的工件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部位分成幾個(gè)部分，如內(nèi)腔、外形、曲面或平面，并將每一部分的加工作為一道工序。 數(shù)控工藝路線設(shè)計(jì)是下一步工序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)質(zhì)量會(huì)直接影響零件的加工質(zhì)量與生產(chǎn)效率，設(shè)計(jì)工藝路線時(shí)應(yīng)對(duì)零件圖、零件圖認(rèn)真理解，結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)，靈活運(yùn)用普通加工工藝的一般原則，一定要制定一個(gè)合理的數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)。 夾具的選擇 由于夾具確定了零件在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，即加工原點(diǎn)的位置，因而首先要求夾具能保證零件在機(jī)床坐標(biāo)系中的正確坐標(biāo)方向，同時(shí)協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。在選擇數(shù)控機(jī)床所用刀具時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： 1．良好 的切削性能。除了不斷發(fā)展常用的高速鋼和硬質(zhì)合金鋼材料外，涂層硬質(zhì)合金刀具已在國(guó)外普遍使用。 背吃刀量為平行于軸線測(cè)量的切削層尺寸，單位為 mm。該零件主要由平面、孔系及外輪廓組成，因?yàn)槊魇情L(zhǎng)方塊，尺寸為 116mm 86mm 23mm（長(zhǎng)寬高），加工內(nèi)容包括 2)加工要求。其鑄造方法有砂型鑄造、精密鑄造、金屬鑄造、壓力鑄造等。 (3)型材 型材有熱軋和冷拉兩種。 (3)生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小 大批量生產(chǎn)中，應(yīng)采用精度和生產(chǎn)率都較高的毛坯制造方法。按用 途不同工藝基準(zhǔn)又可分為定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。 （ 2）精基準(zhǔn) 以已銑表面 A 為精基準(zhǔn)，裝夾 A 面和 F 面加工零件 4 個(gè)側(cè)面。至此零件的加工順序基本確定，總結(jié)如下： 第一次裝夾，裝夾 B、 D面，加工 A的下底面。 表 泵蓋零件刀具卡片 直徑 /mm 齒數(shù) 50 63 98 80 125 160 200 250 315 400 500 （續(xù)表 ） 泵蓋零件的數(shù)控加工工藝分析 13 粗齒 4 6 8 10 12 16 20 26 細(xì)齒 6 8 10 12 16 20 26 34 密齒 12 24 32 40 52 52 64 （ 2）立銑刀 立銑刀是數(shù)控銑床上用得最多的一種刀具，主要有高速鋼立銑刀和硬質(zhì)合金立銑刀兩種類(lèi)型。 1 號(hào)刀φ 80 面銑刀：對(duì)于該零件上下表面，加工面積較大，同時(shí)有較高的表面粗糙度要求，故選用φ 80面銑刀進(jìn)行加工，可以提高加工精度和效率，減小相鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕跡和保證銑刀的使用壽命。 粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本。進(jìn)給量與每齒進(jìn)給量的關(guān)系為：F=fz它與銑刀轉(zhuǎn)速 n、銑刀齒數(shù) z及每齒進(jìn)給量 fz（ mm/z） 的關(guān)系為 : F=fz精加工（ ～ m）時(shí)，背吃刀量取為～ 。 3．進(jìn)給系統(tǒng) 進(jìn)給系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)包括：進(jìn)給速度范圍、快速 (空行程 )速度范圍、運(yùn)動(dòng)分辨率 (最小移動(dòng)增量 )、定位精度等，具體參數(shù)如下： （ 1）進(jìn)給速度范圍 15000mm/min （ 2）最大快進(jìn)速度 15m/min （ 3）分辨率（最小移動(dòng)增量） （ 4）定位精度 X、 Z軸： Y 軸： （ 5）重復(fù)定位精度 夾 具的選擇與裝 夾方案的確定 1．夾具的選擇 考慮到該零件外輪廓為正方形 ,形狀很規(guī)則，在外型上沒(méi)有什么特殊要求，故夾具選用平口虎鉗即可。手工編程是由人工完成刀具軌跡計(jì)算及加工程序的編制工作。 （ 2）打開(kāi)模型文件。 圖 41 加工環(huán)境 圖 42 創(chuàng)建程序 創(chuàng)建程序 在操作導(dǎo)航器的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，系統(tǒng)彈出快捷菜單，在該快捷菜單中選擇 “ 程序順序視圖 ” 命令。以同樣方法創(chuàng)建“ D4”和“ ” 的刀具。使用快捷鍵（ Ctrl+alt+m）進(jìn)入 UG CAM 模塊，系統(tǒng)自動(dòng)彈出如圖所示的 “ 加工環(huán)境 ” 對(duì)話框，進(jìn)行加工環(huán)境的初始化設(shè)置，“ millcontour（輪廓銑） ” ，單擊對(duì)話框中的 “ 確定 ” 按鈕進(jìn)入加工模塊。 （ 1）啟動(dòng) 。數(shù)控程序編寫(xiě)的如何，直接影響零件加工質(zhì)量。故它的適用范圍十分廣泛，可以加工平面凸輪，空間曲面，加工各種異形零件及中小型模具，適用于各種批量的生產(chǎn) 。在中等功率機(jī)床上，背吃刀量可達(dá) 8～ 10mm。銑刀每齒進(jìn)給量如表 所示，本設(shè)計(jì)中每個(gè)工部的具體進(jìn)給速度依據(jù)上述公式計(jì)算，具體參見(jiàn)加工過(guò)程總表。 φ 2中心鉆 =500 r/min； φ 19 麻花鉆 =600 r/min； φ 麻花鉆 =600 r/min； φ 9麻花鉆=600r/min。對(duì)于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)。 （ 5）鼓形銑刀 鼓形銑刀是一種典型的鼓形銑刀，他的切削刃分布在半徑為 R的圓弧面是上，端面無(wú) 切削刃。由于面銑刀的直徑一般比較大，為φ 450～φ 500mm，故常制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)，即將刀齒和刀體分開(kāi)，刀齒為高速鋼或硬質(zhì)合金，刀體采用 40Cr 制作，可長(zhǎng)期使用。 按數(shù)控加工應(yīng)盡量集中工序加工的原 則，可把 φ 19 的內(nèi)孔、 φ 30H9 ? 的孔、 4φ 9 的通孔、 4φ 的通孔、 φ 30H9 ? 內(nèi)圓輪廓、 φ 38f8 ?? 的外圓輪廓、零件的上表面在一次裝夾中加工出來(lái)。精基準(zhǔn)的選擇原則如下： (1) 基準(zhǔn)重合原則； (2) 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則； (3) 自為基準(zhǔn)原則； (4) 互為基準(zhǔn)原則； (5) 便于裝夾原則。 3. 根據(jù)泵蓋零件的零件圖，零件的尺寸為 116mm 86mm 23mm（長(zhǎng)寬高），該零件材料為 45 鋼，選擇毛坯時(shí)，其加工面都要具有充分的加工余量，所以毛坯的尺寸取 119mm 89mm 26mm（長(zhǎng)寬高） 45 鋼。例如，鑄鐵零件用鑄造毛坯；鋼質(zhì)零件當(dāng)形狀較簡(jiǎn)單且力學(xué)性能要求不高時(shí)常用棒料，對(duì)于重要的鋼質(zhì)零件，為獲得良好的力學(xué)性能，應(yīng)選用鑄件，當(dāng)形狀復(fù)雜且力學(xué)性能要求不高時(shí)用鑄鋼件；非鐵金屬零件常用型材或鑄造毛坯。自由鍛毛坯精度低、加工余量大、生產(chǎn)率低，適用于單件小批生產(chǎn)以及大型零件毛坯。因?yàn)榱慵叽缍加芯纫?，因此加工時(shí)分為粗、精加工兩個(gè)階段進(jìn)行，以保證其尺寸精度和表面粗糙度。進(jìn)給量與進(jìn)給速度是數(shù)控銑床加工切削用量中的重要參數(shù)，根據(jù)零件表面粗糙度、加工精度 要求、刀具及材料等因素，參考切削用量手冊(cè)選取或通過(guò)選取每齒進(jìn)給量 fz，在根據(jù)公式 f=Zfz（ Z為銑刀齒數(shù)）計(jì)算。確定時(shí)一定要根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)中規(guī)定的要求，以及刀具的耐用度去選擇，當(dāng)然也可結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)采用類(lèi)比的方法來(lái)確定切削用量。 3．先進(jìn)的刀具材料。然而，從如何加工的角度看，加工刀具類(lèi)型與工藝方案的合理選擇則極為重要。工步的劃分與安排一般可隨走刀路線來(lái)進(jìn)行，在確定走刀路線時(shí)，主要考慮以下幾點(diǎn)： 求最短加工路線，減少空刀時(shí)間以提高加工效率； ，最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀中連續(xù)加工出來(lái)； 、退刀（切入與切出）路線要認(rèn)真考慮，以盡量減少在輪廓切削數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)概述 7 中停刀（切削力突然變化造成彈性變形）而留下刀痕，也要避免在工件輪廓面上垂直上下刀而劃傷工件； ，對(duì)橫截面積小的細(xì)長(zhǎng)零件或薄板零件應(yīng)采用分幾次 走刀加工到最后尺寸或?qū)ΨQ(chēng)去余量法安排定刀路線。 3．?dāng)?shù)控加工工序與普通工序的 銜接 數(shù)控加工工序前后一般都穿插有其他普通加工工序，如銜接得不好就容易產(chǎn)生矛盾。此外，程序太長(zhǎng)會(huì)增加出錯(cuò)與檢索的困難，因此程序不能太長(zhǎng)，一道工序的內(nèi)容不能太多。 數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)與通用機(jī)床加工工藝路線設(shè)計(jì)的主要區(qū)別 ,在于它往往不是指從毛坯到成品的整個(gè)工藝過(guò)程，而僅是幾道數(shù)控加工工序工藝過(guò)程的具體描述。 一般來(lái)說(shuō)，上述這些加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后，在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率與綜合效益等方面都會(huì)得到明顯提高。 4．?dāng)?shù)控編程中有關(guān)工藝問(wèn)題處理。這是由于數(shù)控機(jī)床心比普通