【文章內(nèi)容簡介】 除策略進行加工，精加工刀具路徑采用三維偏置策略進行加工，零件導圓角和光順表面采用最佳等高精加工策略進行加工。，此零件擬采用粗加工、二次粗加工、平坦面的精加工、孔的精加工進行加工。其中粗加和二次粗加工刀具路徑采用偏置區(qū)域清除進行加工，這樣形成的表面余量便于精加工工。之后對要加工的平坦面刀具路徑采用平坦平面的精加工刀具路徑進行此零件的大平面的精加工，最后采用輪廊精加工策略對要加孔的二十四個孔進行精加工，最終完成零件的加工。，其為模具，要求加工所有的外表面，并且對表面有一定有表面要求。這個零件即有陡峭區(qū)域也有平坦區(qū)域，而且區(qū)分明顯。對于加工擬 圖34(2) 圖34(3)采用粗加工，二次粗加工、精加工、清角光順表面的加工順序進行加工。其中粗加工和二次粗加工采用偏置區(qū)域清除的策略加工，精加工采用最佳等高精加工策略進行加工，最后的清角光順表面采用最佳等高精加工的策略進行加工。 在對三個零件進行完仿真加工后，進行刀具路徑的優(yōu)化，之后對刀具路徑進行后置處理生成NC程序，最終完成零件的加工。在對零件進行加工前要對零件進行許多分析，如裝夾方式、基準選擇、對零件進行模型分中、加工工藝術路線的確定、數(shù)控加工切削用量及其設置等?；鶞示褪谴_定生產(chǎn)對象上的某些點、線、面的位置所依據(jù)的那些點、線、面。 基準的分類[14~15]基準分為設計基準和工藝基準兩大類。（1）設計基準是設計工作圖上所采用的基準（2）工藝基準是加工過程中所采用的基準。又分為有工序基準、定位基準和測量基準等。①工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀和位置的基準叫做工序基準。②定位基準是在加工中用作定位的基準。③測量基準是測量時所采用的基準。此外還有裝配過程中用于確定零、部件間相互位置的裝配基準。要求掌握基準的分類，定義，同等重要的是在訓練中提高選擇基準的能力。正確選擇定位基準是制訂機械加工工藝規(guī)程和進行夾具設計的關鍵。定位基準分為精基準和粗基準。在起始工序中，只能選用未經(jīng)加上過的毛坯表面作為定位基準，這種基準稱為粗基準。用加工過的表面所作的定位基準稱為精基準。在設計工藝規(guī)程的過程中，當根據(jù)零件工作圖先選擇精基準、后選粗基準。結合整個工藝過程要進行統(tǒng)一考慮，先行工序要為后續(xù)工序創(chuàng)造條件。[14~15]在加工中，首先使用的是粗基準，但在選樣定位基準時，為了保證零件的加工精度，首先考慮的是選擇精基準，精基準選定以后，再考慮合理地選擇粗基準。選擇精基準應掌握五個原則：（1）基準重合原則以設計基準為定位基準，避免基準不重合誤差，調(diào)整法加工零件時，如果基準不重合將出現(xiàn)基準不重合誤差。所謂調(diào)整法，是在預先調(diào)整好刀具與機床的相對位置，并在一批零件的加工過程中保持這種相對位置的加工方法。與之相對應的是試切法加工，即試切一測量一調(diào)整一再試切，循環(huán)反復直到零件達到尺寸要求為止。試切法適用于單件小批生產(chǎn)下的逐個零件加工。 （2）基準統(tǒng)一原則選用統(tǒng)一的定位基準來加工工件上的各個加工表面。以避免基準的轉(zhuǎn)換帶來的誤差，利于保證各表面的位置精度,簡化工藝規(guī)程,夾具設計和制造縮短生產(chǎn)準備周期。典型的基準統(tǒng)一原則是軸類零件、盤類零件和箱體類零件。軸的精基準為軸兩端的中心孔，齒輪是典型的盤類零件，常以中心孔及—個端面為精加工基準，而箱體類常以一個平面及平面上的兩個定位用工藝孔為精基準。（3）自為基準原則當某些精加工表面要求加工余量小而均勻時，可選擇該加工表面本身作為定位基準，以搞高加工面本身的精度和表面質(zhì)量。（4）互為基準原則能夠提高重要表面間的相互位置精度，或使加工余量小而均勻。（5）裝夾方便原則所選定位基準應能使工件定位穩(wěn)定，夾緊可靠，操作方便，夾具結構簡單。以上每項原則只能說明一個方面的問題，理想的情況是使基準既“重合”又“統(tǒng)一”，同時又能使定位穩(wěn)定、可靠，操作方便，夾具結構簡單。但實際運用中往往出現(xiàn)相互矛盾的情況，這就要求從技術和經(jīng)濟兩方面進行綜合分析，抓住主要矛盾，進行合理選擇。還應該指出，工件上的定位精基準，一般應是工件上具有較高精度要求的重要工作表面，但有時為了使基準統(tǒng)一或定位可靠，操作方便，人為地制造一種基準面，這些表面在零件的工件中并不起作用，僅僅在加工中起定位作用，如頂尖孔、工藝搭子等。這類基準稱為輔助基準。選擇粗基準時，重點考慮如何保證各個加工面都能分配到合理的加工余量，保證加工面與不加工面的位置尺寸和位置精度，同時還要為后續(xù)工序提供可靠精基準。具體選擇一般應遵下列原則：（1）為了保證零件各個加工面都能分配到足夠的加工余量，應選加工余量最小的面為粗基準。（2）為了保證零件上加工面與不加工面的相對位置要求，應選不加工面為粗基準。當零件上有幾個加工面，應選與加工面的相對位置要求高的不加工面為粗基準。（3）為了保證零件上重要表面加工余量均勻，應選重要表面為粗基準。零件上有些重要工作表面，精度很高，為了達到加工精度要求，在粗加工時就應使其加工余量盡量均勻。以重要表面作粗基準，在重要零件的加工中得到較多的應用，例如機床主軸箱箱體的加工，通常是以主軸孔為粗基準先加工底面或頂面，再以加工好的平面為精準加工主軸孔及其他孔系，可以使精度要求高的主軸孔獲得均勻的加工余量。（4）為了使定位穩(wěn)定、可靠，應選毛坯尺寸和位置比較可靠、平整光潔面作粗基準。作為粗基準的面應無鍛造飛邊和鑄造澆冒口、分型面及毛刺等缺陷，用夾具裝夾時，還應使夾具結構簡單，操作方便。（5）粗基準應盡量避免重復使用，特別是在同一尺寸方向上只允許裝夾使用一次。因粗基準是毛面，表面粗糙、形狀誤差大，如果二次裝夾使用同一粗基準，兩次裝夾中加工出的表面就會產(chǎn)生較大的相互位置誤差。本套件件一和件二的上、下平面都要加工，基準選擇原則是互為基準。即上平面為基準加工下平面，工件重新裝夾后，已加工的下平面為基準加工上平面。（1）找正法[16]找正是用工具（或儀表）根據(jù)工件上的有關基準，找出工件在加工（或裝配）時的正確位置的過程。用找正法裝夾工件稱為找正裝夾。找正裝夾又可分為劃線找正法和直線找正法。①劃線找正法。劃線找正法是用劃針根據(jù)毛坯或半成品上所劃分的線為基準找正它的機床上的正確位置的一種裝夾方法。劃線找正法定位精度低，～，因為劃線本身有一定的寬度，劃線又存在劃線誤差。劃線找正法廣泛用于單件小批生產(chǎn)中，尤其適用于形狀復雜而笨重的工件，或毛坯的尺寸公差很大、無法采用夾具裝夾的工件。②直接找正法。直接找正法是用劃針或儀表直接在機床上找正工件位置的裝夾方法。例如，用千分尺找正套筒零件的外圓，使被加工的內(nèi)控與外圓同軸。直接找正法生產(chǎn)效率低，對工人的技術水平要求高，一般只適用于單件小批生產(chǎn)中。（2）用夾具裝夾[17]夾具是用以裝夾工件（和引導刀具）的裝置。數(shù)控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求，一是要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；二是要能保證零件與機床坐標系之間的準確尺寸關系。依據(jù)零件毛料的狀態(tài)和數(shù)控機床的安裝要求，應選取能保證加工質(zhì)量、滿足加工需要的夾具。除此之外，還要考慮以下幾點：①當零件加工批量不大時，應盡量采用組合夾具、可調(diào)夾具和其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準備時間，節(jié)省生產(chǎn)費用。在成批生產(chǎn)時可以考慮采用專用夾具，同時要求夾具的結構簡單。 ②裝夾零件要方便可靠，避免采用人工調(diào)整的裝夾方式，以縮短輔助時間，盡量采用液壓、氣動或多工位夾具，以提高生產(chǎn)效率。③在數(shù)控機床上使用的夾具，要能夠安裝準確，能保證工件和機床坐標系的相對位置和尺寸，力求設計基準、工藝基準與編程原點統(tǒng)一，以減少基準不重合誤差和數(shù)控編程中的計算工作量。 ④盡量減少裝夾次數(shù)，做到一次裝夾后完成全部零件表面的加工或大多數(shù)表面的加工，以減少裝夾誤差，提高加工表面之間的相互位置精度，達到充分提高數(shù)控機床效率的目的。（3）工件的定位工件定位，就是要使工件在夾具中占據(jù)某個確定的正確加工位置。 ①六點定位原理工件在空間有六個自由度，即沿X、Y、Z三個坐標方向的移動自由度和繞X、Y、Z三個移動軸的旋轉(zhuǎn)自由度A、B、C。 要確定工件在空間的位置，需要按一定的要求安排六個支撐點也就是通常所說的定位元件，以限制加工工件的自由度，這就是工件定位的“六點定位原理”。需要指出的是，工件形狀不同，定位表面不同，定位點的布置情況也各不相同。②限制自由度與工件加工要求的關系 根據(jù)工件加工表面的不同加工要求，有些自由度對加工要求有影響，有些自由度對加工要求無影響，對加工要求有影響的自由度必須限制，而不影響加工要求的自由度不必限制。 ③完全定位與不完全定位 工件的六個自由度都被限制的定位成為完全定位，工件被限制的自由度少于六個，但不影響加工要求的定位，成為不完全定位，完全定位和不完全定位是實際加工中工件最常用的定位方式。 ④工件安裝的基本原則 在數(shù)控機床上工件安裝的原則與普通機床相同，也要合理地選擇定位基準和夾緊方案。為了提高數(shù)控機床的效率，在確定定位基準與夾緊方案時應注意以下幾點： a)力求設計基準、工藝基準與編程計算基準的統(tǒng)一。 b)盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位和裝夾后就能加工出全部待加工表面。 c)避免采用人工調(diào)整式方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機床的效能。 （4）工件的夾緊金屬切削加工過程中，為保證工件定位時確定的正確位置，防止工件在切削力、離心力、慣性力或重力等作用下產(chǎn)生位移和振動，必須將工件夾緊。這種保證加工精度和安全生產(chǎn)的裝置稱為夾緊裝置。①對夾緊的基本要求 a)工件在夾緊過程中，不能改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。 b)夾緊力的大小適當，既要保證工件在加工過程中的位置不能發(fā)生任何變動，又要使工件不產(chǎn)生大的夾緊變形；同時也要使得加工振動現(xiàn)象盡可能小。 c)操作方便、省力、安全。 d)夾緊裝置的自動化程度及復雜程度，應與工件的批量大小相適應。 ②夾緊力方向和夾緊點的確定 a)夾緊力應盡可能朝向主要定位基準，這樣可以保證夾緊工件時不破壞工件的定位，影響工件的加工精度要求。 b)夾緊力方向應有利于減少夾緊力，要求能夠在最小的夾緊力作用下，完成零件的加工過程。 c)夾緊力的作用點應選在工件剛性較好的方向和方位上，這一原則對剛性較差的零件特別重要，可以保證零件的夾緊變形量最小。 d)夾緊力作用點應盡量靠近零件的加工表面，保證主要夾緊力的作用點與加工表面之間的距離最短，可有效提高零件裝夾的剛性，減少加工過程中的振動。 e)夾緊力的作用方向應在定位支撐的有效范圍內(nèi)，不破壞零件的定位要求。 （1）工序的劃分 在數(shù)控機床上加工零件與普通機加工相比，工序可以比較集中。根據(jù)數(shù)控加工的特點，數(shù)控加工工序的劃分有幾種方法。 加工該零件按粗、精加工劃分工序，根據(jù)工件的加工精度要求、剛度和變形等因素，將零件的粗、精加工分開，先粗加工，后精加工。（2）工步的劃分劃分工步主要是從加工精度和效率方面考慮。合理的工藝不僅要保證加工出符合圖樣要求的工件，同時應使機床的功能得到充分發(fā)揮。因此，在一個工序內(nèi)往往需要采用不同的刀具和切削用量，對工件的不同表面進行加工。對于比較復雜的工序，為了便于分析和描述，常在工序內(nèi)又細分工步。就本工件的加工而言，劃分時應注意一下幾點原則：①同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，還是全部加工表面都先粗加工后精加工分開進行，主要要依據(jù)零件的精度要求考慮。②對于既要加工平面又要加工孔的地方，可以采用“先面后孔“原則劃分工步。先加工面可提高孔的加工精度，因為銑平面時切削力較大，工件易發(fā)生變形，而先銑平面后鏜孔，則可使其變形有一段時間恢復，減少由于變形引起的對孔的精度的影響。反之，如先鏜孔后銑面，則銑削平面時極易在孔口產(chǎn)生飛邊、毛刺，進而破壞孔的精度。③按所用刀具劃分工步。某些機床工作臺回轉(zhuǎn)時間比換刀時間短，可采用刀具集中的方法劃分工步，以減少換刀次數(shù)，縮短輔助時間，提高加工效率。④在一次裝夾中，盡可能完成所有能加工的表面，有利于保證表面相互位置精度的要求。 （3）加工順序的安排 加工順序的安排應根據(jù)零件的結構和毛皮狀況，結合定位和夾緊的需要一起考慮，重點應保證工件的剛性不被破壞，盡量減少變形。加工順序的安排應遵循一些原則：①基準先行。上道工序的加工能為后面的工序提供精基準和合適的夾緊表面。 ②先面后孔，先簡單后復雜。 ③先粗后精，粗、精分開。 ④減少安裝次數(shù)。以相同定位、夾緊方式安裝的工序，最好接連進行，以減少重復定位次數(shù)、換刀和夾緊次數(shù)。[17]在數(shù)控加工中，刀具刀位點相對于工件運動的軌跡稱為進給路線。進給路線不僅包括切削加工時的進給路線，還包括刀具到位、對刀、退刀和換刀等一系列過程的刀具運動路線。進給路線不僅反映了幾個內(nèi)容，也說明了加工順序。確定進給路線。主要是確定粗加工及空行程的進給路線，因為精加工的進給路線基本上是按零件的輪廓進行的。在確定時還要注意一些問題：（1）選擇工件剛性破壞小的路線，以減少加工變形對加工精度的影響。（2）尋求最短的進給路線，以提高加工效率。（3）切入和切出的路線應考慮外延，以保證加工的表面質(zhì)量。（4）完工時的最后一刀應一次走刀連續(xù)加工，以免產(chǎn)生刀痕等缺陷。此外，確定進給路線時，還要考慮工件的形狀與剛度、加工余量大小、機床與刀具的剛度等情況，確定是一次進給還是多次進給來完成加工，確定刀具的切入與切出方向以及在銑削加工中試采用順銑還