【文章內(nèi)容簡介】 線。零件是內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，所以從中心入刀，每層進(jìn)給 3mm 的深度，分層銑削，先粗加工，加工完測量尺寸，改刀補(bǔ)進(jìn)行精加工。根據(jù)需要加工的內(nèi)部輪廓給出的條件，查相關(guān)的表，計算出加工零件時所需要的切削速度，主軸轉(zhuǎn)速和背吃刀量，選擇所需的刀具（精加工和粗加工選擇不同的刀具加工） ，并制定出道具卡片和工藝卡片。 手動編寫程序了解數(shù)控程序的意義和編制的格式、要求、特點等，在結(jié)合零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，編制出合理的程序。以零件上表面的幾何中心為零件的程序原點，用宏程序編寫出曲線的輪廓，球面輪廓，倒圓角輪廓。雖然現(xiàn)在程序有自動編程，半自動編程，但是我選擇手動編程是因為，在簡單的程序，自動與半自動都是由很多的坐標(biāo)構(gòu)成的，這對于機(jī)床本身就有不小的運(yùn)算負(fù)荷，機(jī)床存儲空間不能滿足不說，加工的效率也很難保證，對于球面加工 CAD/CAM 軟件是不能智能分辨曲面的概念。 [2]手動編制宏程序，不僅語言簡練而且嚴(yán)謹(jǐn)。 [3]它把機(jī)床功能參數(shù)與編程語言結(jié)合，而且靈活的參數(shù)設(shè)置也使機(jī)床具有最佳的工作性能，同時也給予操作人員極大的調(diào)整空間。另外宏程序使編程人員從繁瑣的、大量重復(fù)性的編程工作中解脫出來。+所以用宏程序編制了曲線、圓角、球面的加工程序，結(jié)合數(shù)控銑床的加工特點，完成這次設(shè)計。隨著科學(xué)的進(jìn)步，數(shù)控技術(shù)也在隨著提高，我覺得以后的數(shù)控加工會有很大的發(fā)展前景。這次的畢業(yè)設(shè)計很重要，貼合實際，跟住了時代的步伐。第二章 零件圖的分析與數(shù)字化建模 零件圖 見圖 1圖 1 數(shù)控加工二維零件圖 零件圖的分析根據(jù)零件圖 1 可知該零件整體是由（100mm*100mm）的正方形拉伸 30mm 成的長方體，所以準(zhǔn)備一個 105*105*35 的長方體為加工毛坯，加工表面后得到100*100*30 的尺寸。在長方體上表面由兩個橢圓正交形成的階梯形內(nèi)腔，第一階梯 2mm 深，第二階梯向里偏置 2mm 深度為 8mm。并且在兩橢圓正交形成的四個拐角進(jìn)行倒圓角，第一階梯橢圓圓角半徑 R=8mm，第二階梯橢圓半徑R=10mm。 ，在內(nèi)腔的底部整個輪廓進(jìn)行邊倒圓，邊倒圓半徑 R=4mm。在零件底部中央需要加工一個深度為 4mm，寬度為 35mm 的球面。圓球的半徑 R=。 零件的加工表面分析本零件表面未給出加工要求，所以只要按照一般的表面處理方法即：先銑毛坯的四周便與裝夾，因為零件是對稱的，所以再以把不加工的一面加工平，把其作為放置平面，用臺虎鉗裝夾在銑床工作臺上。留粗加工余量。 零件的技術(shù)要求分析由零件圖 1 可知，該零件的加工輪廓由曲線、圓弧及直線構(gòu)成，其形狀復(fù)雜，所以加工需要采用數(shù)控機(jī)床銑削加工。零件的尺寸公差為 IT14，表面粗糙度為給出要求，按一般數(shù)控加工方法，可以保證達(dá)到要求。腹板厚度 30mm，且面積大，加工時不易發(fā)生振動，對加工的不利影響較小。 該零件為對稱圖形，且只在一面上加工銑削，所以只需要一次裝夾就能加工出來。零件的加工深度最深為 14mm 所以選擇刀具長度在 20mm 以上的刀具。改腔體內(nèi)部有邊倒圓（R=4mm） ，所以要選擇球頭銑刀。該腔體有階梯布置，第一第二階梯拐角出倒圓角半徑分別為 R=8mmR=10mm，但是這些圓角在 XZ 平面內(nèi)，只需要一把 Φ6mm 的立銑刀就夠了。零件的尺寸標(biāo)注較統(tǒng)一，且無封閉尺寸；構(gòu)成該零件輪廓形狀的各幾何元素條件充分無互相矛盾之處，有利于編程和數(shù)控加工。 零件的材料分析已給出材料 45 鋼，HBS250，適合數(shù)控加工。 零件的加工過程整體加工步驟是由上而下的加工，以零件的中心為原點，每次下 3mm 的深度，把大部分的余量銑去。然后用橢圓一層層的往下銑削除，每次銑 3mm 的深度，最后一次銑 4mm，然后旋轉(zhuǎn) 90 度，重復(fù)以上步驟。注意的是在底部加工橢圓是留一個高 4mm 寬 4mm 的臺階，為下面邊倒圓留加工余量。用宏程序編出兩橢圓相交拐角處倒圓角的四分之一輪廓，然后旋轉(zhuǎn)加工成整體輪廓。一同樣的方法一層層套用該宏程序，加工出圓角。接下來是邊倒圓，宏程序邊倒圓。最后是在底部加工圓球。 零件毛坯的設(shè)計根據(jù)本設(shè)計的要求，給出的毛坯的尺寸是除上表面以外的其它表面均已經(jīng)加工，固定毛坯的尺寸為 100*100*30mm，材料用 45 鋼。 數(shù)字化建模UG 軟件建模 如：圖 2圖 2 零件的立體圖打開 UG，新建 prt 文件，Ctrl+m 進(jìn)入建模環(huán)境，選擇立方體命令，創(chuàng)建100*100*30 的長方體。以上表面幾何中心原點為橢圓的中心點，創(chuàng)建橢圓，長軸為 80，短軸為 30 的橢圓。以原點為旋轉(zhuǎn)中心，把上一步創(chuàng)建的橢圓旋轉(zhuǎn) 90度。用修建命令留下橢圓的外部輪廓①，并向外偏置 2mm 的距離向內(nèi)偏置 4mm的距離，為輪廓②和③。將生成的橢圓輪廓②向 Z 軸負(fù)方向拉伸 2mm 的距離，并與長方體求差。生成的橢圓輪廓①同方向拉伸 6mm 的距離，與長方體求差。生成的橢圓輪廓③同方向拉伸 10mm 與長方體求差。形成的內(nèi)部腔體的四個邊角，進(jìn)行倒圓角。第一階梯的倒圓角 R=8mm，第二階梯的倒圓角 R=10mm。再對內(nèi)腔底部進(jìn)行 R=4mm 的邊倒圓。最后用草圖在 XZ 平面內(nèi)畫出半個球面的截面輪廓，用回轉(zhuǎn)中心的命令與底部求差，在底部的平面上生成一個深度為 4mm，寬度為35mm 的球面，球的半徑 R=，完畢后保存。第三章 零件工藝規(guī)程的設(shè)計 定位基準(zhǔn)的的選擇 粗、精基準(zhǔn)的選擇為精加工做準(zhǔn)備前，需要加工一個平面，保證它的平面度。所以粗基準(zhǔn)為毛坯的待加工表面，及毛坯的上表面。以它為基準(zhǔn)，加工出一個平面，來保證零件加工的精度。把上一步加工的平面作為精基準(zhǔn)，這樣使加工表面在一個平面的位置上。用精基準(zhǔn)為最終基準(zhǔn)。即設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣可以減少基準(zhǔn)不重合時產(chǎn)生的誤差和數(shù)控編程中的計算量，并可以較少裝夾次數(shù)，更保證了零件的尺寸要求。零件的毛坯是規(guī)則（100*100*30）長方體，零件也是規(guī)則的圖形，所以基準(zhǔn)無特殊要求。 裝夾方案的確定在機(jī)床加工工件時，為保證工件加工精度，必須正確裝夾工件，使其相對機(jī)床切削成形運(yùn)動和刀具占有正確的位置。由于設(shè)計要求中明確提出加工工件具有對稱度和平行度的特征，因此本設(shè)計中，在確定裝夾方案時，重點考慮到保證工件上被加工表面的尺寸精度、平行度、對稱度等。 [4]在本設(shè)計中，采用虎臺鉗機(jī)構(gòu)對工件進(jìn)行裝夾。臺虎鉗夾具是常規(guī)夾具，價格便宜，而且本零件對裝夾的要求不高，只要能加緊零件，保證加工平面水平即可。所以裝夾零件時候，底部加上墊塊，保證毛坯水平的底面放置水平，這樣粗銑加工平面，保證加工平面的平行度，臺虎鉗能滿足要求?；⑴_鉗的兩爪夾住 100*30mm 的兩個面，基面用粗糙度較高的墊塊頂住，防止在加工過程中，被加工工件產(chǎn)生振動或相對偏移。裝夾示意如圖 3 所示。圖 3 零件的裝夾 確定加工順序及走刀路線加工順序的擬定按照基面先行、先粗后精的原則確定。該零件是對稱圖形，先找到零件的中心，就能夠?qū)崿F(xiàn)零件的加工。該零件的銑削加工中的路線包括平面內(nèi)軌跡的加工進(jìn)給和深的進(jìn)給。用兩軸聯(lián)動的數(shù)控銑床上進(jìn)行加工。對于平面內(nèi)的兩橢圓正交形成的內(nèi)輪廓，先從中間原點開始加工，去除大部分的余量。余量的去除時，先走中間的圓，然后十字相交去除其余的余量。余量去完后開始進(jìn)行橢圓的加工。先從原點進(jìn)刀，走到橢圓圓弧的起點，走單一橢圓，然后旋轉(zhuǎn)加工出另一個橢圓。每一層的加工都是如此。注意的是底部留個邊倒圓的余量。加工完后進(jìn)行倒圓角。對于零件加工的深度進(jìn)給有兩種方法：一種是在 XZ 或 YZ 平面內(nèi)往復(fù)銑削進(jìn)給到要求的深度位置，另一種是先打出一個工藝孔，然后從工藝孔的上方進(jìn)給到要求的深度位置。該零件的加工是選的第一種。每次進(jìn)給 34mm 的深度。最后換球頭銑刀加工球面。 機(jī)床的選擇及說明根據(jù)以上計算要求，本設(shè)計用 TK7640（不帶刀庫）數(shù)控銑床進(jìn)行加工，這是采用 FANUCOi 系統(tǒng)，其自身重量為 3000kg，工作臺行程 X、Y、Z 的范圍是600*400*600mm，主軸為無極變速，其變速范圍是 203000 ，G00 快速點min/r定位速度最大是 5000 ,G01 直線插補(bǔ)速度最大是 2500 ，刀柄采min/用 BT40 的型號，電源有 24V 低壓提供控制電路以及 380V 高壓提供主軸工作，工作臺允許的最大重量為 300 ，氣壓源要求是 。kgpa 選擇零件銑削加工時的刀具 加工本零件刀具的基本要求(1) 銑刀的剛性要好要求銑刀剛行好的目的，因為在粗銑 105*105*35 的毛坯時為了提高生產(chǎn)效率而采用的大切削用量的需要。再者為了適應(yīng)數(shù)控銑床加工過程中切削用量難以調(diào)整的特點。在粗銑量大時銑削防止剛性差而斷刀，要選擇剛性好的。(2) 銑刀的耐用度要高在本次零件加工是 φ6 的立銑刀多次使用，如果刀具耐用度不高，磨損的快，不僅影響零件表面的質(zhì)量和加工精度，而且會曾加換倒與對刀次數(shù)，從而導(dǎo)致零件加工表面留下因?qū)Φ墩`差形成的接刀臺階，降低零件的表面質(zhì)量。(3) 其他的注意點除以上兩點之外，銑刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇與排屑性能等也非常重要。因為加工的是內(nèi)部腔體，排削更加重要，不然切屑粘刀形成積屑瘤在數(shù)控銑削在倒圓角，銑球面時影響表面質(zhì)量。 [5]總之被加工工件材料的熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量，選擇剛性好、耐用度高的銑刀，是充分發(fā)揮數(shù)控銑床的生產(chǎn)效率并或得滿意加工質(zhì)量的前提條件