【文章內(nèi)容簡介】 工序集中，但價格昂貴，操作技術(shù)要求高等特點均比較突出，加工方法、加工對象選擇不當往往會造成較大損失。為了既能充分發(fā)揮出數(shù)控加工的優(yōu)點，又能達到較好的經(jīng)濟效益，在選擇加工方四川科技職業(yè)學院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 9 頁 授人以漁 能力為本 法和對象時要特別慎重，甚至有時還要在基本不改變工件原有性能的前提下，對其形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)等作適應(yīng)數(shù)控加 工的修改。 一般情況下，在選擇和決定數(shù)控加工內(nèi)容的過程中，有關(guān)工藝人員必須對零件圖或零件模型作足夠具體與充分的工藝性分析。在進行數(shù)控加工的工藝性分析時，編程人員應(yīng)根據(jù)所掌握的數(shù)控加工基本特點及所用數(shù)控機床的功能和實際工作經(jīng)驗，力求把這一前期準備工作做得更仔細、更扎實一些，以便為下面要進行的工作鋪平道路，減少失誤和返工、不留遺患。 根據(jù)大量加工實例分析，數(shù)控加工中失誤的主要原因多為工藝方面考慮不周和計算與編程時粗心大意。因此在進行編程前做好工藝分析規(guī)劃是十分必要的。 數(shù)控加工工藝設(shè)計內(nèi)容 工藝設(shè)計 是對工件進行數(shù)控加工的前期準備工作，它必須在程序編制工作之前完成。因此只有在工藝設(shè)計方案確定以后，編程才有依據(jù)。否則，由于工藝方面的考慮不周，將可能造成數(shù)控加工的錯誤。工藝設(shè)計不好，往往要成倍增加工作量，有時甚至要推倒重來?？梢哉f，數(shù)控加工工藝分析決定了數(shù)控程序的質(zhì)量。因此，編程人員一定要先把工藝設(shè)計做好，不要先急于考慮編程。 根據(jù)實際應(yīng)用中的經(jīng)驗，數(shù)控加工工藝設(shè)計主要包括下列內(nèi)容： （ 1）選擇并決定零件的數(shù)控加工內(nèi)容。 （ 2）零件圖樣的數(shù)控加工分析。 （ 3）數(shù)控加工的工藝路線設(shè)計。 （ 4）數(shù)控加工工序設(shè)計 。 （ 5）數(shù)控加工專用技術(shù)文件的編寫。 數(shù)控加工專用技術(shù)文件不僅是進行數(shù)控加工和產(chǎn)品驗收的依據(jù)，也是需要操作者遵守和執(zhí)行的規(guī)程，同時還為產(chǎn)品零件重復生產(chǎn)積累了必要的工藝資料，并進行了技術(shù)儲備。這些由工藝人員做出的工藝文件是編程員在編制加工程序單時所依據(jù)的相關(guān)技術(shù)文件。編寫數(shù)控加工工藝文件也是數(shù)控加工工藝設(shè)計的內(nèi)容之一。 不同的數(shù)控機床，工藝文件的內(nèi)容也有所不同。一般來講，數(shù)控銑床的工藝文件應(yīng) 包括： （ 1）編程任務(wù)書。 四川科技職業(yè)學院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 10 頁 授人以漁 能力為本 （ 2）數(shù)控加工工序卡片。 （ 3）數(shù)控機床調(diào)整單。 （ 4）數(shù)控加工刀具卡片。 （ 5） 數(shù)控加工進給路線圖。 （ 6）數(shù)控加工程序單。 其中以數(shù)控加工工序卡片和數(shù)控刀具卡片最為重要。前者是說明數(shù)控加工順序和加工要素的文件；后者是刀具使用的依據(jù)。 為了加強技術(shù)文件管理，數(shù)控加工工藝文件也應(yīng)向標準化、規(guī)范化方向發(fā)展。但目前尚無統(tǒng)一的國家標準，各企業(yè)可根據(jù)本部門的特點制訂上述有關(guān)工藝文件。 工序的劃分 根據(jù)數(shù)控加工的特點，加工工序的劃分一般可按下列方法進行： （ 1）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。有些零件雖然能在一次安裝加工出很多待加工面，但考慮到程序太長，會受到某些限制，如控制系統(tǒng)的限制 （主要是內(nèi)存容量），機床連續(xù)工作時間的限制（如一道工序在一個班內(nèi)不能結(jié)束）等。此外，程序太長會增加出錯率、查錯與檢索困難。因此程序不能太長，一道工序的內(nèi)容不能太多。 （ 2）以加工部分劃分工序。對于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點將加工部位分成幾個部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。 （ 3）以粗、精加工劃分工序。對于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生較大的變形而需要進行校形，因此一般來說凡要進行粗、精加工的工件都要將工序分開。 綜上所述，在劃分工序時，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性、機床的功能、零件數(shù)控加 工內(nèi)容的多少、安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。什么零件宜采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，也要根據(jù)實際需要和生產(chǎn)條件確定，要力求合理。 加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位安裝與夾進的需要來考慮，重點是工件的剛性不被破壞。順序安排一般應(yīng)按下列原則進行： （ 1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機床加工工序的也要綜合考慮。 （ 2）先進行內(nèi)型腔加工工序，后進行外型腔加工工序。 四川科技職業(yè)學院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 11 頁 授人以漁 能力為本 （ 3）在同一次安裝中進行的多道工序，應(yīng)先安排對工件剛性破壞小的工序。 （ 4）以相同定 位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序，最好連接進行，以減少重復定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù)。 加工刀具的選擇 選擇刀具應(yīng)根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：適用、安全、經(jīng)濟。 適用是要求所選擇的刀具能達到加工的目的，完成材料的去除，并達到預(yù)定的加工精度。如粗加工時選擇有足夠大并有足夠的切削能力的刀具能快速去除材料；而在精加工時，為了能把結(jié)構(gòu)形狀全部加工出來，要使用較小的刀具，加工到每一個角落。再如，切削低硬度材料時，可以 使用高速鋼刀具，而切削高硬度材料時，就必須要用硬質(zhì)合金刀具。 安全指的是在有效去除材料的同時，不會產(chǎn)生刀具的碰撞、折斷等。要保證刀具及刀柄不會與工件相碰撞或者擠擦，造成刀具或工件的損壞。如加長的直徑很小的刀具切削硬質(zhì)的材料時，很容易折斷，選用時一定要慎重。 經(jīng)濟指的是能以最小的成本完成加工。在同樣可以完成加工的情形下，選擇相對綜合成本較低的方案，而不是選擇最便宜的刀具。刀具的耐用度和精度與刀具價格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高 則可以使總體成本可能比使用普通刀具更低，產(chǎn)生更好的效益。如進行鋼材切削時，選用高速鋼刀具，其進給只能達到 100mm/min，而采用同樣大小的硬質(zhì)合金刀具，進給可以達到 500mm/min 以上，可以大幅縮短加工時間，雖然刀具價格較高，但總體成本反而更低。通常情況下，優(yōu)先選擇經(jīng)濟性良好的可轉(zhuǎn)位刀具。 走刀路線的選擇 走刀路線是刀具在整個加工工序中相對于工件的運動軌跡，它不但包括了工序的內(nèi)容，而且也反映出工序的順序。走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一。因此，在確定走刀路線時最好畫一張工序簡圖，將已經(jīng)擬定出的走 刀路線畫上去（包括進刀、退刀路線），四川科技職業(yè)學院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 12 頁 授人以漁 能力為本 這樣可為編程帶來不少方便。 工序順序是指同一道工序中，各個表面加工的先后次序。它對零件的加工質(zhì)量、加工效率和數(shù)控加工中的走刀路線有直接影響，應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點和工序的加工要求等合理安排。 切削用量的確定 合理選擇切削用量對于發(fā)揮數(shù)控機床的最佳效益有著至關(guān)重要的關(guān)系。選擇切削用量的原則是：粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床說明書、刀具說明書 、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而定。 零件加工工藝設(shè)計 零件圖紙分析 此次畢業(yè)設(shè)計是根據(jù) 圖 2 1 所示進行繪制建模加工的。 圖 2 1 四川科技職業(yè)學院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 13 頁 授人以漁 能力為本 1） 零件結(jié)構(gòu)分析 如上圖所示，零件主要是由底座、六方臺、開放槽、圓形槽腔、六角型腔及通孔組成。底座為 180x180 的正方形，厚度為 10mm。六方臺為 156x156 的正六邊形，高度為 5mm，開放槽高度為 10mm，圓形槽腔直徑 100mm，深度為 12mm，六角形高度為 8mm，直徑為 25mm 的孔深度為 15mm，直徑為 30mm 的孔的深度為 10mm。 2)加工技術(shù)要求 此零件精度要求不是很高，零件表面的粗糙度沒有作具體要求，尺寸公差要保證在公差范圍之內(nèi)，加工此零件可采用立式數(shù)控銑床或加工中心。 加工條件準備 工件毛坯： 180x180x40 板料，底平面及周邊已加工完畢。 加工機床：立式加工中心 裝機工具：平口鉗 加工刀具： Φ 30 立銑刀、 Φ 20 立銑刀、 Φ 12 立銑刀、 Φ 8 立銑刀、Φ 12 中心鉆、Φ 麻花鉆、Φ 25 鉸刀 裝夾方案 以底平面及兩個互相垂直的側(cè)表面進行定 位與裝夾，一次裝夾后完成所有加工內(nèi)容。 裝機過程中的注意事項： ，否則就要用平行墊鐵墊高工件。但也不能過分高出鉗口，這樣會使工件裝夾不牢固。 ，如有松動，說明工件與墊底貼合不好，應(yīng)松開平口鉗重新裝夾。 ，所以在墊鐵墊時要保證孔的下面沒有墊鐵擋著。 工步劃分 如上圖所示，該零件主要包括底座、六方臺、開放槽、圓形槽腔、六角型腔及通孔四川科技職業(yè)學院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 14 頁 授人以漁 能力為本 的加工。 工步 1：銑削工件頂面 選用Φ 30 立銑刀進行平面銑削，加工至高度尺寸 要求。 工步 2：六方臺輪廓粗加工 選用Φ 20 立銑刀進行粗加工。設(shè)置“部件余量“為 ，“最終底部面余量”為 0mm。 工步 3：開放槽腔粗加工 選用Φ 12 立銑刀，設(shè)置“壁余量”“為 ，終底部面余量”為 0mm。 工步 4：圓形槽腔加工 選用Φ 20 立銑刀加工至要求尺寸。 工步 5：六角型腔加工 選用Φ 8 立銑刀加工至要求尺寸。 工步 6：開放槽輪廓精加工 選用Φ 8 立銑刀加工至要求尺寸。 工步 7：六方臺輪廓精加工： 選用Φ 8 立銑刀加工至要求尺寸。 工步 8：六角形槽腔底面精加工： 選用 Φ 8 立銑刀加工至要求尺寸。 工步 9：鉆中心孔： 選用Φ 12 中心鉆進行鉆孔定位，加工至工件表面以下 3mm 即可。 工步 10：鉆Φ 25 通孔： 選用Φ 的麻花鉆把孔鉆通，為下一步鉸孔做準備。 工步 11：精銑Φ 30 圓孔壁面： 選用Φ 8 的立銑刀加工至要求尺寸。 工步 12：鉸Φ 25 圓孔： 選用Φ 25 鉸刀鉸孔至要求尺寸。 切削用量的選擇 切削用量包含主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進給速度。切削用量需要根據(jù)工件材料、加工四川科技職業(yè)學院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 15 頁 授人以漁 能力為本 要求等條件進行合理的選擇，粗加工時要保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐 用度，同時還要兼顧經(jīng)濟性和加工成本。粗加工時應(yīng)優(yōu)先選擇最大的背吃刀量，其次根據(jù)刀具、工件的材料特性選擇較大的進給量和合理的轉(zhuǎn)速。精加工時要保證工件的加工質(zhì)量，需要選用較小的背吃刀量和進給速度，但同時還需考慮加工效率和成本因素，因此應(yīng)在合理的選擇范圍內(nèi)應(yīng)盡可能的選擇較高的切削速度。 刀具幾何參數(shù)，對切削變形、切削力、切削溫度、刀具壽命等都有顯著影響。選擇合理的刀具幾何參數(shù)，對保證加工質(zhì)量、提高道具使用壽命、提高生產(chǎn)效率、降低加工成本有重要意義。根據(jù)以上關(guān)聯(lián)制定工藝卡片如下所示。 工藝卡片 零件號 零件名稱 材料 01 花型槽 45 鋼 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設(shè)備 數(shù)控系統(tǒng) 001 OO0001 平口鉗 立式加工中心 FANUC 0i Mate TC 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速(r/min) 進給速度(mm/min) 補償量 補償種類 種類 直 徑 (mm) 長 度 (mm) 1 平面銑削 T1 立銑刀 Ф 30 實測 S800 默認值 D1 半徑補償 H1 長度補償 2 六方臺輪廓粗加工 T2 立銑刀 Ф 20 實測 S1200 默認值 D1 半徑補償 H1 長度補償 3 開放槽粗加工 T3 立銑刀 Φ 12 實測 S2020 默認值 D1 半徑補償 H1 長度補償 四川科技職業(yè)學院 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 16 頁 授人以漁 能力為本 4 圓形槽腔加工 T2 立銑刀 Φ 20 實測 S1200 默認值 D1 半徑補償 H1 長度補償 5 六角形槽腔加工 T4 立銑刀 Φ 8 實測 S3000 默認值 D1 半徑補償 H1 長度補償 6 開放槽輪廓精加工 T4 立銑刀 Φ 8 實測 S3000 默認值 D1 半徑補償 H1 長度補償 7 六方臺輪廓精加工 T4