【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以設(shè)定該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進(jìn)給速度。每齒進(jìn)給量的確定可參考表3—5選取。工件剛性差或刀具強(qiáng)度低時(shí)，應(yīng)取較小值。表3—5銑刀每齒進(jìn)給量fZ的參考值刀具材料工件材料粗銑精銑高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀鋼～～～～鑄鐵～～根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇，一般粗銑的切削深度為2～3mm，～2mm,～。本課題中研究的是HT200，由表可知：切削速度應(yīng)在45～90m/min，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)我們選擇90m/min。由公式n=1000v/∏dw (dw未加工工件的直徑)可以計(jì)算出,粗銑時(shí)時(shí)n=1500r/min ,精銑時(shí)n=2000r/min。刀具切削參數(shù)設(shè)定如下：圖3—6 刀具的選擇及參數(shù)設(shè)定 進(jìn)給路線的確定進(jìn)給路線是刀具在整個(gè)加工工序中相對(duì)于工作的運(yùn)動(dòng)軌跡,它不但包括了工步的內(nèi)容,而且也反映出工步的順序。進(jìn)給路線是編寫程序的依據(jù)之一。因此，在確定走刀路線時(shí)最好畫一張工序簡(jiǎn)圖，將已經(jīng)擬定出的走刀路線畫上去（包括進(jìn)、退刀路線），這樣可為編程帶來很多方便。在確定進(jìn)給路線時(shí)，主要考慮以下幾點(diǎn)：1）要考慮盡可能縮短走刀路線，以減少空行程時(shí)間，提高加工效率。2）為保證工作輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應(yīng)安排最后一次走刀連續(xù)加工。3）刀具的進(jìn)退刀路線須認(rèn)真考慮，要盡量避免在輪廓處停刀或垂直切入切出工件，以免留下刀痕（切削力發(fā)生突然變化而造成彈性變形）。4）銑削輪廓的加工路線要合理選擇，一般采用三種走刀方式，如圖3—7：圖3—7 常見的進(jìn)給路線（1）Z字形雙走刀 （2）單向走刀 （3）環(huán)形走刀在實(shí)際加工中Z字形雙方向走刀和單向走刀用于加工凹槽。而環(huán)形走刀，最后環(huán)切一刀光整輪廓表面。三種方案中，Z字雙方向走刀的加工表面質(zhì)量最差，在周邊留有大量的殘余。單向走刀和環(huán)形走刀加工后都能保證精度。考慮到在本課題加工的箱體多為平面的銑削，故采用環(huán)形走刀。在數(shù)控銑削加工中，刀具相對(duì)于零件運(yùn)動(dòng)的每一細(xì)節(jié)都應(yīng)該在編程時(shí)確定。這時(shí)，除考慮零件輪廓、對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)及裝夾方便外，還應(yīng)注意到，在銑削輪廓表面時(shí)一般采用立銑刀側(cè)面刃口進(jìn)行切削。由于主軸系統(tǒng)和刀具的剛度變化，當(dāng)沿法向切入工件時(shí)，會(huì)在切入處產(chǎn)生刀痕，所以應(yīng)避免，而應(yīng)像圖3—8那樣，由零件輪廓曲線的切線上切入零件的輪廓，以避免在加工表面產(chǎn)生痕跡。在切出時(shí)，也是如此。而且在刀具切入切出時(shí)，均應(yīng)考慮有一定的外延，以保證零件輪廓光滑過渡。圖3—8切入切出的路線 在銑削封閉的內(nèi)輪廓表面時(shí)，切入切出無法外延，這時(shí)銑刀只有沿法線方向切入和切出，這種情況下，切入切出點(diǎn)應(yīng)選在零件輪廓兩幾何要素的交點(diǎn)上，而且進(jìn)給過程中要避免停頓。為了消除由于系統(tǒng)剛度變化引起進(jìn)退刀時(shí)的痕跡，可采用多次走刀的方法，減小最后精銑時(shí)的余量，以減小切削力。用圓弧插補(bǔ)方式銑削整圓外側(cè)面時(shí)，不要在切點(diǎn)處直接退刀，而應(yīng)讓刀具沿切線方向多運(yùn)動(dòng)一段距離，以免取消刀補(bǔ)時(shí)，刀具與工件表面相碰，造成工件報(bào)廢。（a）所示。銑削內(nèi)圓弧時(shí)也要遵循從切向切入的原則，最好安排從圓弧過渡到圓弧的加工路線，這樣可以提高內(nèi)孔表面的加工質(zhì)量。（b）所示。圖3—9整圓加工刀具路線（a） （b）a)銑削外圓刀具路線 12345 b) 銑削內(nèi)圓刀具路線12345箱體的在本課題的加工過程中，應(yīng)遵循以下原則：（1）“先面后孔”的加工順序 箱體的平面與孔相比，通?？椎木纫蟾?，加工難度大。先以孔粗基準(zhǔn)加工作為基準(zhǔn)的平面，在以加工后的平面作精基準(zhǔn)來加工孔，這樣既能為孔的加工提供穩(wěn)定可靠的精基準(zhǔn)，也可使孔的加工余量較為均勻。同時(shí)先加工平面也可以切去鑄件表面的夾砂等缺陷，加工孔時(shí)可避免鉆頭引偏、崩刃。（2）加工過程粗細(xì)分開 箱體重要加工表面都要分為粗、精加工兩個(gè)階段，這樣可以避免或減小粗加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和切削熱對(duì)加工精度的影響；粗、精加工分開也可及時(shí)的發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，避免浪費(fèi)；粗精加工分開還可以根據(jù)不同的加工要求、特點(diǎn)，合理選擇加工設(shè)備，使高精度設(shè)備的使用壽命延長(zhǎng)，提高經(jīng)濟(jì)效益。（3）工序間安排時(shí)效處理 箱體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚不均勻，鑄造的殘余應(yīng)力較大?？紤]到本課題箱體精度要求不高，故工序間無需安排時(shí)效處理。（4）選擇箱體的重要孔為粗基準(zhǔn) 加工順序的原則就是以上內(nèi)容，具體的加工工序見附表—加工工藝過程卡。加工余量的大小等于每個(gè)中間工序加工余量的總和。工序間的加工余量的選擇應(yīng)根據(jù)下列條件進(jìn)行。 1）應(yīng)有足夠的加工余量，特別是最后的工序，加工余量應(yīng)能保證達(dá)到圖樣上所規(guī)定的精度和表面粗糙度值要求。 2）應(yīng)考慮加工方法和設(shè)備的剛性，以及工件可能發(fā)生的變形。過大的加工余量反而會(huì)由于切削抗力的增加而引起工件變形加大，影響加工精度。 3）應(yīng)考慮到熱處理引起的變形，否則可能產(chǎn)生廢品。 4）應(yīng)考慮工件的大小。工件越大，由切削力、內(nèi)應(yīng)力引起的變形亦會(huì)越大，加工余量也要相應(yīng)地大一些。 5）在保證加工精度的前提下，應(yīng)盡量采用最小的加工余量總和，以求縮短加工時(shí)間，降低加工費(fèi)用。要確定各工序的加工余量首先要確定箱體的加工方法及鑄件總的加工余量，下表為平面加工的經(jīng)濟(jì)精度與表面粗糙度，我們可以參照選取合適的加工方案。表3—6 平面加工的經(jīng)濟(jì)精度與表面粗糙度序號(hào)加工方法經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度適用范圍1粗車10～11～未淬硬鋼、鑄鐵、有色金屬2粗車→半精車8～9～3粗車→半精車→精車6～7～4粗車→半精車→磨削7～9～鋼、鑄鐵5粗銑12～14～不淬硬鋼6粗銑→半精銑11～12～7粗銑→精銑7～9～8粗銑→半精銑→精銑7～8～9粗銑→拉6～9～未淬硬平面10粗銑→精銑→寬刃刀精刨6～7～為淬硬鋼件、鑄鐵件、有色金屬11粗銑→半精銑→精銑→寬刃刀低速精刨5～12粗銑→精銑→刮研5～6～13粗銑→半精銑→精銑→刮研14粗銑→精銑→磨削6～7～淬硬或?yàn)榇阌驳暮谏饘俟ぜ?5粗銑→半精銑→精銑→磨削5～6～16粗銑→精銑→磨削→研磨5級(jí)以上注：加工方案刨同銑在本課題中，由于使用的設(shè)備為數(shù)控機(jī)床，加工精度高，故加工方案選擇序號(hào)7，即進(jìn)行粗銑和精銑。其加工余量的選擇參照下表：表3—7 平面的加工余量加工工序加工長(zhǎng)度加工寬度≤100＞100～300＞300～1000粗加工后、精刨或精銑≤300＞300～1000＞1000～2000精銑或精刨后磨削≤300＞300～1000＞1000～2000～～～～～～—～～刮研≤300＞300～1000＞1000～2000查表可知。現(xiàn)在只剩下粗加工的加工余量，這時(shí)只需求得鑄件的總加工余量就可以求出粗加工的加工余量了。鑄件總加工余量的選取參照表3—8即可。鑄件的機(jī)械加工余量代號(hào)為MA，分為A、B、C、D、E、F、G、H和J9個(gè)等級(jí)。在表3—8中每欄有兩組數(shù)據(jù)，上面的數(shù)據(jù)是以一側(cè)為基準(zhǔn)、進(jìn)行單側(cè)加工的加工余量，下面的數(shù)據(jù)位進(jìn)行雙側(cè)加工時(shí)每側(cè)的加工余量值。表3—8 灰鑄鐵的加工余量鑄件的最大尺寸澆注時(shí)的位置加工面與基準(zhǔn)面之間的距離＜5050～120120～260260～500500～800800～1250＜120頂面底、側(cè)面～～～～120～260頂面底、側(cè)面～～～～～～260～500頂面底、側(cè)面～～～～～～～～500～800頂面底、側(cè)面～～～～～～～～～～800～1250頂面底、側(cè)面～～～～～～～～～～～10～由上表可知：箱蓋與箱座結(jié)合面（箱蓋處）、箱座底面的加工余量為3mm,箱蓋蓋板處、箱蓋與箱座結(jié)合面（箱座處）、箱蓋與箱座合箱后軸承孔處的加工余量為8mm。粗加工工序的加工余量由鑄件的加工總余量減去精加工的加工余量即可。數(shù)控系統(tǒng)常用的功能有準(zhǔn)備功能、輔助功能及其他功能三種，這些功能是編制加工程序的基礎(chǔ)。（1）準(zhǔn)備功能準(zhǔn)備功能又稱G功能或G指令。它的定義是執(zhí)行機(jī)床或控制系統(tǒng)某種功能的一種命令。準(zhǔn)備功能字中的后續(xù)數(shù)字大多為兩位正整數(shù)（包括0 0）。表4—1 常用的G代碼及功能G代碼組別功 能G代碼組別功 能G0001快速點(diǎn)定位G5414選擇第一工件坐標(biāo)系G01直線插補(bǔ)（進(jìn)給速度）G55選擇第二工件坐標(biāo)系G02圓弧/螺旋線插補(bǔ)（順圓）G56選擇第三工件坐標(biāo)系G03圓?。菪€插補(bǔ)（逆圓）G57選擇第四工件坐標(biāo)系G0400暫停G58選擇第五工件坐標(biāo)系G1702選擇XY平面G59選擇第六工件坐標(biāo)系G18選擇ZY平面G6512宏程序及宏程序調(diào)用指令G19選擇YZ平面G66宏程序模式調(diào)用指令G2006用英制尺寸輸入G67宏程序模式調(diào)用取消G21用公制尺寸輸入G6816坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)指令G2800返回參考點(diǎn)G69坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)撤銷G30返回第二參考點(diǎn)G7309深孔鉆削循環(huán)G31跳步功能G74攻螺紋循環(huán)G4007刀具半徑補(bǔ)償撤銷G80撤消固定循環(huán)G41刀具半徑左偏補(bǔ)償G81鉆孔循環(huán)G42刀具半徑右偏補(bǔ)償G85鏜孔循環(huán)G4308刀具長(zhǎng)度正補(bǔ)償G86鏜孔循環(huán)G44刀具長(zhǎng)度負(fù)補(bǔ)償G9003絕對(duì)方式編程G49刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償撤銷G91增量方式編程C5011比例功能撤銷G9200設(shè)定工件坐標(biāo)系G51比例功能G9804在固定循環(huán)中，Z軸返回到起始點(diǎn)G5300選擇機(jī)床坐標(biāo)系G99在固定循環(huán)中，Z軸返回R平面⑵ 輔助功能輔助功能字由地址符M及隨后的1～3位數(shù)字組成（多為2位），所以也稱為M功能或M指令。它用來執(zhí)行數(shù)控機(jī)床輔助裝置的接通和斷開（即開關(guān)動(dòng)作），完成機(jī)床各種輔助動(dòng)作及其狀態(tài)的改變，如主軸的啟動(dòng)、停止、冷卻液的開、關(guān)等常見的有：（1）M00——停止程序運(yùn)行（2）M01——計(jì)劃停止（3）M02——程序結(jié)束（4）M03——主軸順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)（5）M04——主軸逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)（6）M05——主軸停止（7）M06——換刀（8）M07——2號(hào)切削液開（9）M08——3號(hào)切削液開（10）M09——切削液關(guān)（11）M30——程序停止。使用M30時(shí)，除表示執(zhí)行M02指令的內(nèi)容外，程序光標(biāo)還返回到程序的第一語句，準(zhǔn)備下一個(gè)工件的加工。（12）M98——調(diào)用子程序（13）M99——子程序結(jié)束并返回到主程序。⑶ 其他功能① 進(jìn)給功能F進(jìn)給功能用于指定進(jìn)給速度，F(xiàn)后的數(shù)字直接指令進(jìn)給速度值，即要求100mm/min，就執(zhí)行F100。對(duì)于車床，可分為每分鐘進(jìn)給(mm/min)和主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給(mm/r)兩種，一般用G9G95規(guī)定；對(duì)于車床以外的控制，一般只用每分鐘進(jìn)給。F地址符在螺紋切削程序段中還常用來表示導(dǎo)程。② 主軸功能S主軸功能主要用來指定主軸的轉(zhuǎn)速，單位r/min。S后的數(shù)值直接表示主軸的轉(zhuǎn)速。例如，要求1300r/min，就執(zhí)行指令S1300。S是模態(tài)指令，S功能只有在主軸速度可調(diào)節(jié)時(shí)有效。S所編程的主軸轉(zhuǎn)速可以借助機(jī)床控制面板上的主軸倍率開關(guān)進(jìn)行修調(diào)。③ 刀具功能TT指令的功能含義主要是用來指定加工時(shí)使用的刀具號(hào)。指令格式：T程序編制分為：手工編程和自動(dòng)編程兩種。：整個(gè)編程過程由人工完成。對(duì)編程人員的要求高（不僅要熟悉數(shù)控代碼和編程規(guī)則，而且還必須具備機(jī)械加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力）手工編程適用于：幾何形狀不太復(fù)雜的零件。：編程人員只要根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個(gè)自動(dòng)編程系統(tǒng)的規(guī)定， 將零件的加工信息用較簡(jiǎn)便的方式送入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行程序的編制，編程系統(tǒng)能自動(dòng)打印出程序單和制備控制介質(zhì)。自動(dòng)編程適用于：形狀復(fù)雜的零件、雖不復(fù)雜但編程工作量很大的零件（如有數(shù)千個(gè)孔的零件）、雖不復(fù)雜但計(jì)算工作量大的零件（如輪廓加工時(shí)，非圓曲線的計(jì)算）。根據(jù)以上各種程序編制的特點(diǎn)，對(duì)減速器箱體的加工程序的編制進(jìn)行以下選擇：由于箱體的幾何形狀足夠復(fù)雜，且尺寸較大，根據(jù)本課題研究的要求，我們選擇自動(dòng)編程。在本課題制作時(shí)，我們首先通過三維軟件UG作出減速器各部件的零件圖，然后進(jìn)行裝配；然后通過二維軟件CAD作出減速器主要零部件的工程圖；最后通過UG導(dǎo)出Pro/soild格式的零部件文件。（因?yàn)樵贑AM中進(jìn)行零件坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換有難度，因此在UG中將零件經(jīng)過坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，最后導(dǎo)出為CAM能識(shí)別的文件。）最后，通過CAM提取曲面進(jìn)行自動(dòng)編程。（曲面粗加工以及精加工）圖4—1 UG導(dǎo)出箱蓋加工圖1圖4—2 UG導(dǎo)出箱蓋加工圖2圖4—3 UG導(dǎo)出箱蓋加工圖3圖4—4 UG導(dǎo)出箱座加工圖1圖4—5 UG導(dǎo)出箱座加工圖2圖4—6 UG導(dǎo)出箱座加工圖3圖4—7 UG導(dǎo)出箱座加工圖4：（1）箱蓋、箱座結(jié)合面（上）： 圖4—