【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。 選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀 ；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤(pán)形銑刀。 數(shù)控加工常用刀具的種類及特點(diǎn)： 數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。 根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為： 整體式； 鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾式連接，機(jī)夾式又 可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種； 特殊型式，如復(fù)合式刀具，減震式刀具等。 根據(jù)制造刀具所用的材料可分為： 高速鋼刀具； 硬質(zhì)合金刀具； 金剛石刀具； 其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。 從切削工藝上可分為： 車(chē)削刀具，分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切割刀具等多種； 鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等； 鏜削刀具； 銑削刀具等。 綜上所述，并根據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)工藝特性，確定該零件加工所用的刀具如表 所示。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 表 數(shù)控加工刀具卡片 刀具號(hào) 刀具名稱 刀具規(guī)格 加工表面 刀具材料 第一 次裝夾用的刀具 T01 立銑刀 216。20R2 精銑內(nèi)型 高速鋼 第二次裝夾用的刀具 T02 立銑刀 216。16R3 精銑緣條高 高速鋼 T02 立銑刀 216。16R3 粗銑內(nèi)形 高速鋼 T03 立銑刀 216。20R0 粗銑內(nèi)形 高速鋼 T02 立銑刀 216。16R3 精銑腹板 高速鋼 T02 立銑刀 216。16R3 精銑側(cè)壁 高速鋼 T03 立銑刀 216。20R0 切斷 高速鋼 切削用量的選擇 數(shù)控加工的顯著特點(diǎn)是 :自動(dòng)化程度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定；適合復(fù)雜型面零件的加工；高速化、高精度、高效率；工藝復(fù)雜、一機(jī)多用；柔性 化高。刀具的切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量，因此，數(shù)控加工中切削用量確定至關(guān)重要。編程人員必須掌握切削用量確定的基本原則，在編程時(shí)充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)。 切削用量是在機(jī)床調(diào)整前必須確定的重要參數(shù)，它對(duì)切削力、功率消耗、刀具磨損、刀具耐用度、加工精度和表面質(zhì)量等均有明顯的影響。因此，合理選擇切削用量對(duì)提高切削效率，保證加工質(zhì)量和降低加工成本具有重要的作用。 切削用量的具體參數(shù) 零件的切削過(guò)程可看作是刀具從零件的毛坯上切除多余工件材料的過(guò)程。刀具和 工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)包括主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)的速度即為切削速度 V，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的大小用進(jìn)給量 f來(lái)表示。 （ 1）切削速度 V。 在切削加工中，刀刃上選定點(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)速度表示為： 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 v=π dn/1000(m/min) （ ） 式中 d 表示完成主運(yùn)動(dòng)的刀具或工件的最大直徑（ mm）； n 表示主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速（ r/min）。 （ 2）進(jìn)給速度 F。 F 表示工件或刀具的主運(yùn)動(dòng)每轉(zhuǎn)或每雙行程時(shí)，工件和刀具在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中的相對(duì)位移量： vf=n*f（ mm/min） （ ） 切削用量的選取 ： 由于機(jī)床、刀具等的限制，使用國(guó)內(nèi)機(jī)床、刀具時(shí)，允許的切削速度常常只能在 100200m/min 范圍內(nèi)選取。但由于材料為硬鋁合金，切削速度可以提高近一倍左右。因此各工步主軸轉(zhuǎn)速和切削速度如下表 所示。 表 各工步切削速度及主軸轉(zhuǎn)速表格 工步號(hào) 工序名稱 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 mm/min 401 HAA2142A 3000 2500 601 HAA2145A 3000 2500 602 HAA2146A 3000 2021 603 HAA2147A 3000 2021 604 HAA2148A 3000 2500 605 HAA2149A 3000 1500 606 HAA2145A 3000 1500 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 ： 由《金屬切削手冊(cè)》可知，在保證質(zhì)量要求的情況下，為了提高效率，每齒進(jìn)給量可選擇相對(duì)較高，在 ；加工精度和表面粗糙度要求較高時(shí)，每齒進(jìn)給量可在 。因此，粗加工時(shí)每齒進(jìn)給量選 ，精加工選 。進(jìn)給速度如表 13所示。 表 各工序進(jìn)給速度表格 工步號(hào) 工序名稱 進(jìn)給速度 mm/min 每齒進(jìn)給量 mm/min 401 精銑內(nèi)型 1910 601 精銑緣條高 1820 602 粗銑內(nèi)形 1912 603 粗銑內(nèi)形 1912 604 精銑腹板 1272 605 精銑側(cè)壁 950 606 切斷 1274 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 3 數(shù)控加工編程 軟件介紹 CATIA V5 版本是 IBM 和達(dá)索系統(tǒng)公司長(zhǎng)期以來(lái)在為數(shù)字 化企業(yè)服務(wù)過(guò)程中不斷探索的結(jié)晶。圍繞數(shù)字化產(chǎn)品和電子商務(wù)集成概念進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的CATIA V5 版本，可為數(shù)字化企業(yè)建立一個(gè)針對(duì)產(chǎn)品整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程的工作環(huán)境。在這個(gè)環(huán)境中，可以對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的各個(gè)方面進(jìn)行仿真，并能夠?qū)崿F(xiàn)工程人員和非工程人員之間的電子通信。產(chǎn)品整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程包括概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工程分析、成品定義和制造乃至成品在整個(gè)生命周期中的使用和維護(hù)。 CATIA V5版本具有以下特點(diǎn)： 為確保 CATIA 產(chǎn)品系列的發(fā)展， CATIA V5 新的體系結(jié)構(gòu)突破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，采用了 新一代的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，可快速地適應(yīng) 企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展需求，使客戶具有更大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 CATIA V5 對(duì)于開(kāi)發(fā)過(guò)程、功能和硬件平臺(tái)可以進(jìn)行靈活的搭配組合，可為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)鏈中的每個(gè)專業(yè)成員配置最 合理的解決方案。允許任意配置的解決方案可滿足從最小的供貨商到最大的跨國(guó)公司的需要。 NT 和 UNIX 硬件平臺(tái)的獨(dú)立性 CATIA V5是在 Windows NT平臺(tái)和 UNIX 平臺(tái)上開(kāi)發(fā)完成的，并在所有所支持的硬件平臺(tái)上具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、功能、版本發(fā)放日期、操作環(huán)境和應(yīng)用支持。CATIA V5在 Windows平臺(tái)的應(yīng)用可使設(shè)計(jì)師更加簡(jiǎn)便地同辦公應(yīng)用系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)；而 UNIX 平臺(tái)上 NT風(fēng)格的用戶界面，可使用戶在 UNIX 平臺(tái)上高效地處理復(fù)雜的工作。 CATIA V5結(jié)合了顯式知識(shí)規(guī)則的優(yōu)點(diǎn)，可在設(shè)計(jì)過(guò)程中交互式捕捉設(shè)計(jì)意圖，定義產(chǎn)品的性能和變化。隱式的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)變成了顯式的專用知識(shí)，提高了設(shè)計(jì)的自沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 動(dòng)化程度，降低了設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。 CATIA V4 和 V5 具有兼容性，兩個(gè)系統(tǒng)可并行使用。對(duì)于現(xiàn)有的 CATIA V4 用戶， V5 年引領(lǐng)他們邁向 NT世界 。對(duì)于新的 CATIA V5客戶，可充分利用 CATIA V4成熟的后續(xù)應(yīng)用產(chǎn)品，組成一個(gè)完整的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)環(huán)境。 零件加工過(guò)程 進(jìn)入加工環(huán)境 用 CATIA 軟件進(jìn)入加工環(huán)境，在零件三維圖的基礎(chǔ)上，對(duì)零件進(jìn)行加工。三維圖如圖 所示。 圖 零件三維圖 刀具軌跡的創(chuàng)建 進(jìn)入加工界面后首先創(chuàng)建毛坯，根據(jù)工藝，毛坯大小為 45x375x49mm， 如圖 所示。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 創(chuàng)建毛坯 創(chuàng)建第一把刀具， D20R2 立銑刀，刀具直徑為 20mm，圓角半徑為 2mm，刀具總長(zhǎng)為 100mm，刀刃長(zhǎng)度為 50mm，如圖 所示。 圖 創(chuàng)建刀具 其余刀具創(chuàng)建方法相同不一一介紹，依次為 D20R2 立銑刀， D16R3 立銑刀， D20R0立銑刀 。 圖 與程序 列表。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 所有刀具列表 （ 1）工序 401 的刀軌創(chuàng)建 此時(shí)為第一次裝夾工件，先設(shè)置加工坐標(biāo)系， 設(shè)置孔心為加工原點(diǎn) 。創(chuàng)建過(guò)程如圖所示。 圖 第一次裝夾創(chuàng)建加工坐標(biāo)系 精銑內(nèi)型 ：使用 216。20R0 立銑刀 ， 銑下限 。主軸轉(zhuǎn)速為 3000r/min，進(jìn)給速度為800mm/min。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 401 刀軌設(shè)置 工序 401 生成刀路如下圖： 圖 工序 401 刀軌 （ 2）工序 601的刀軌創(chuàng)建 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 此時(shí)為工件第二次裝夾，為了保證加工精度，加工原點(diǎn)仍然選擇上一次裝夾的短點(diǎn)，此時(shí)加工坐標(biāo)系如圖 所示。 圖 第 2 次裝夾創(chuàng)建加工坐標(biāo)系 粗銑內(nèi)型：由于此工步比較復(fù)雜，為了防止生成的刀路混亂，分成幾步來(lái)進(jìn)行加工，第一步是對(duì)零件正面左側(cè)輪廓進(jìn)行粗加工，主軸轉(zhuǎn)速為 3000r/min，進(jìn)給速度為 800mm/min。第二步是銑出零件上部的斜面，切削參數(shù)與上步相同。第三步為加工零件的上表面。第四步是銑出零件下部的曲面，最后一步加工零件的右半部輪廓。如圖 所示。 圖 正面輪廓加工用到的加工方法 工序 601 的刀 軌創(chuàng)建 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 精銑緣條高 ：如圖 所示，使用緣條加工，用于精銑緣條高度。主軸轉(zhuǎn)速為3000r/min，進(jìn)給速度為 800mm/min。 圖 601 刀軌設(shè)置 工序 601 生成刀路如下圖： 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 工序 601 刀軌 （ 3）工序 602 的刀軌創(chuàng)建 粗銑內(nèi)型： 如圖 所示，使用袋狀加工的方法加工內(nèi)型，保證余量為 ，加工位置為孔兩側(cè)凹槽。主軸轉(zhuǎn)速為 3000r/min，進(jìn)給速度為 800mm/min。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 602 刀軌設(shè)置 工序 602生成刀路