【文章內(nèi)容簡介】 列化，使得既提高硬件生產(chǎn)批量，又便于組織生產(chǎn)和質(zhì)量把關(guān)。還通過自動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng)診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各種外部設(shè)備進(jìn)行故障診斷和報(bào)警。利用報(bào)警提示，及時(shí)排除故障；利用容錯(cuò)技術(shù)，對(duì)重要部件采用 “冗余 ”設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)故障自恢復(fù)；利用各種測試、監(jiān)控技術(shù)，當(dāng)生產(chǎn)超程、刀損、干擾、斷電等各種意外時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。 6．控制系統(tǒng)小型化。數(shù)控系統(tǒng)小型化便于將機(jī)、電裝置結(jié)合為一體。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 2 零件 的類型及材料選擇 零件 的 類型 零件類型包括軸類、回轉(zhuǎn)體、軸桿類零 件、盤套類零件和箱體機(jī)架類零件等等， 不同零件類型具有不同的特征，可以根據(jù)零件這些特征來判斷它是何種零件，以此類型來選擇不同的加工方式來加工此零件。 毛坯的最佳 選擇 毛坯最佳適配的目的在于通過毛坯精調(diào)整來完成毛坯曲面在空間對(duì)理論曲面的包容過程，使得理論曲面均勻地嵌入毛坯曲面之中，再利用細(xì)微處理，對(duì)毛坯曲面進(jìn)行精確的姿態(tài)控制，以達(dá)到毛坯曲面上加工余量分布最優(yōu)狀態(tài)，即加工余量盡可能均勻分布且負(fù)余量最小，便于安排切削參數(shù)，優(yōu)化刀位軌跡，減少毛坯的堆焊量，降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。 這次設(shè) 計(jì)的零件為叉架板，作為支撐類零件使用，要求具有較高的強(qiáng)度，塑性好，其次要求有足夠的韌性 、表面硬度，以保證零件在工作室不發(fā)生斷裂。以此選用 45鋼，它的洛氏硬度為 4348HRC，具有良好的力學(xué)性能，主要用于強(qiáng)度、塑性要求較高的機(jī)械零件。 表 45 鋼 化學(xué)成分 碳 硅 錳 硫 不大于 磷 不大于 鉻 不大于 鎳 不大于 銅 不大于 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 3 刀具選擇和零件加工工藝 分析 零件工藝分析： 1．該零件是由 兩個(gè)圓弧、槽和兩個(gè)圓孔組成 。 2． 在加工該叉架板零件時(shí)，先對(duì)外輪廓進(jìn)行粗 加工，然后進(jìn)行精加工，外輪廓進(jìn)行加工完畢以后，換挖槽刀對(duì)倆個(gè)槽進(jìn)行粗加工和精加工，最后換平底鉆分別對(duì)兩個(gè)孔進(jìn)行加工，這樣可以保證該零件具有較高的精度。 3．對(duì) 叉架板進(jìn)行后處理，并在軟件中正確選擇刀具參數(shù)，刀具參數(shù)選定以后并在電腦中進(jìn)行軌跡仿真，以保證看到自己滿意的效果，如有不當(dāng)之處要進(jìn)行修改，直到加工出自己滿意的效果為止。 表 叉架板加工工藝卡 零件名稱：叉架板 機(jī)床型號(hào) :FANUC 加工速度 零件精度 序號(hào) 加工內(nèi)容 切削速度 (mm/min) 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 進(jìn)給速度 (mm/min) 加工余量（ mm） 1 外輪廓粗加工 400 1500 500 1 2 外輪廓精加工 400 1500 500 0 3 槽粗加工 400 2020 500 4 槽精加工 400 2500 400 5 孔加工 400 2500 500 0 刀具的選擇： 表 刀具的選擇 序號(hào) 加工部位 刀具直徑 1 外輪廓粗加工 直徑 10的平底刀 2 外輪廓精加工 直徑 10的平底刀 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 3 中間大槽粗加工 直徑 6的平底刀 4 中間大槽精加工 直徑 2 的平底刀 5 兩個(gè)半圓組成的槽 直徑 2 的平底刀 6 兩個(gè)孔 直徑 8的平底鉆 零件加工時(shí)夾具選擇 1． 對(duì)夾具 的基本 要求： 實(shí)際上數(shù)控銑削加工時(shí) — 般不要求很復(fù)雜的夾具，只要求有簡單的定位、夾緊機(jī)構(gòu)就可以了。其設(shè)計(jì)原理也與通用銑床夾具相同，結(jié)合數(shù)控銑削加工的特點(diǎn)，這里只提出幾點(diǎn)基本要求： （ 1） 為保持零件安裝方位與機(jī)床坐標(biāo)系及程編坐標(biāo)系方向的一致性，夾具應(yīng)能保證在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)定向安裝，還要求能協(xié)調(diào)零件定位面與機(jī)床之間保持一定的坐標(biāo)尺寸聯(lián)系。 （ 2） 為保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夾具要做得盡可能開敞，因此夾緊機(jī)構(gòu)元件 與加工面之間應(yīng)保持一定的安全距離，同時(shí)要求夾緊機(jī)構(gòu)元件能低則低，以防止夾具與銑床主軸套筒或刀套、刃具在加工過程中發(fā)生碰撞。 （ 3） 夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。盡量不采用在加工過程中更換夾緊點(diǎn)的設(shè)計(jì)，當(dāng)非要在加工過程中更換夾緊點(diǎn)不可時(shí)，要特別注意不能因更換夾緊點(diǎn)而破壞夾具或工件定位精度。 2． 常用夾具類型 數(shù)控銑削加工常用的夾具大致有下列幾種： （ 1） 萬能組合夾具 適用于小批量生產(chǎn)或研制時(shí)的中、小型工件在數(shù)控銑床上進(jìn)行銑加工。 （ 2） 專用銑切夾具 是特別為某一項(xiàng)或類似的幾項(xiàng)工件設(shè)計(jì)制造的夾具，一般在批量生產(chǎn)或研制 時(shí)非要不可時(shí)采用。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 （ 3） 多工位夾具 可以同時(shí)裝夾多個(gè)工件，可減少換刀次數(shù)，也便于一面加工，一面裝卸工件，有利于縮短準(zhǔn)備時(shí)間，提高生產(chǎn)率，較適宜于中批量生產(chǎn)。 （ 4） 氣動(dòng)或液壓夾具 適用于生產(chǎn)批量較大，采用其他夾具又特別費(fèi)工、費(fèi)力的工件。能減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率，但此類夾具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)往往較高，而且制造周期較長。 （ 5） 真空夾具 適用于有較大定位平面或具有較大可密封面積的工件。有的數(shù)控銑床 (如壁板銑床 )自身帶有通用真空平臺(tái)，在安裝工件時(shí)，對(duì)形狀規(guī)則的矩形毛坯，可直接用特制的橡膠條 (有一定尺寸要求的 空心或?qū)嵭膱A形截面 )嵌入夾具的密封槽內(nèi)，再將毛坯放上，開動(dòng)真空泵，就可以將毛坯夾緊。對(duì)形狀不規(guī)則的毛坯，用橡膠條已不太適應(yīng)，須在其周圍抹上膩?zhàn)?(常用橡皮泥 )密封，這樣做不但很麻煩，而且占機(jī)時(shí)間長，效率低。為了克服這種困難，可以采用特制的過渡真空平臺(tái)，將其疊加在通用真空平臺(tái)上使用。 除上述幾種夾具外，數(shù)控銑削加工中也經(jīng)常采用虎鉗、分度頭和三爪夾盤等通用夾具。 3． 數(shù)控銑削夾具的選用原則 在選用夾具時(shí)，通常需要考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)批量，生產(chǎn)效率，質(zhì)量保證及經(jīng)濟(jì)性等，選用時(shí)可參照下列原則： （ 1） 在生產(chǎn)量小或研制時(shí)，應(yīng) 廣泛采用萬能組合夾具，只有在組合夾具無法解決工件裝夾時(shí)才可放棄 。 （ 2） 小批或成批生產(chǎn)時(shí)可考慮采用專用夾具，但應(yīng)盡量簡單 。 （ 3） 在生產(chǎn)批量較大時(shí)可考慮采用多工位夾具和氣動(dòng) 。液壓夾具。 本零件加工的外輪廓、槽以及孔加工都在一個(gè)平面上，以此在選擇夾具加工時(shí)選擇三爪夾盤夾具，這樣可以完全固定該零件，在加工時(shí)不會(huì)使零件產(chǎn)生放動(dòng)，以保證零件在加工時(shí)具有較高的精度。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 4 刀具參數(shù)選擇以及數(shù)控仿真加工 4． 1 零件毛坯的安裝 利用三爪夾盤的扳手將 卡盤打開，并將要加工零件的毛坯放在卡盤里，并用扳手將毛坯夾緊，然后將三爪 卡盤放到機(jī)床的工作臺(tái)上，用螺釘固定，使其在加工時(shí)不會(huì)動(dòng)彈，以防影響在加工時(shí)工件放動(dòng)，影響加工精度。 4． 2 刀具參數(shù)的選擇 1， 面銑刀 參數(shù)選擇： （ 1）單擊刀具路徑菜單下的面銑刀，選擇直徑為 10 的面銑刀，在單擊平面加工參數(shù)選項(xiàng)卡。 （ 2）取消參考高度，進(jìn)給下刀位置為 5，深度為 ，步進(jìn)量為 50%。 （ 3）截?cái)喾较虻某隽繛?100%。 （ 4）點(diǎn)擊確定按鈕，查看刀具軌跡，并看加工效果。 圖 面銑刀參數(shù)選項(xiàng)卡 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 2， 挖槽刀 參數(shù)選擇： （ 1） 直徑為 6 的平底刀，挖槽加工形式為平面加工，取消參考高度。 （ 2） 進(jìn)給下刀位置為 5，工件表面為 ，深度為 4。 （ 3）選擇精切粗切的參數(shù)，并選擇平行環(huán)切清角，切削間距為 50，并取消精加工。 （ 4）全部選擇查看刀具路徑 圖 挖槽刀中 2D 挖槽參數(shù)選擇 3， 叉架板內(nèi)部的大槽的刀具參數(shù)選擇： （ 1）選擇直徑為 2 的平底刀，并點(diǎn)擊 2 d 挖槽參數(shù)選項(xiàng)卡。 （ 2）挖槽加工形式為使用島嶼深度，工件表面為 ，深度為 4，刀具走圓弧為全部。 （ 3）點(diǎn)擊粗切 /精修的參數(shù)選項(xiàng)卡，選擇平行環(huán)切清角，切削間距為 50%,并選擇精加工，間距為 ，然后點(diǎn)擊確定，并進(jìn)行刀具軌跡仿真。 圖 大槽的刀具 2D 參數(shù)選擇 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 圖 粗切、精修的參數(shù)選擇 4， 兩個(gè)圓環(huán)組成的挖槽刀具參數(shù)選擇： （ 1）選擇直徑為 2 的平底刀，并點(diǎn)擊 2 d 挖槽參數(shù)選項(xiàng)卡。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 （ 2）挖槽加工形式為使用島嶼深度，工件表面為 ，深度為 4，刀具走圓弧為全部。 （ 3）點(diǎn)擊粗切 /精修的參數(shù)選項(xiàng)卡，選擇平行環(huán)切清角，切削間距為 50%,并選擇精加工，間距為 ，然后點(diǎn)擊確定，并進(jìn)行刀具軌跡仿真，查看仿真效果。 圖 圓環(huán)槽刀具參數(shù)選擇 5， 鉆孔刀具參數(shù)選擇： （ 1）在刀具路徑菜單下選擇鉆孔命令，并選擇直徑為 10 的 平底鉆，并點(diǎn)擊深孔鉆 —— 無琢鉆這個(gè)選項(xiàng)卡。 （ 2）參考高度為 5，工件表面為 ，深度為 15。 （ 3）單擊確定，并查看軌跡仿真。 圖 鉆孔刀具參數(shù)選擇 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 4． 3 加工注意事項(xiàng)及仿真效果 加工注意事項(xiàng) 1， 將軟件后置處理編出的程序傳入機(jī)床中，打開機(jī)床，鎖定刀具，進(jìn)行空運(yùn)行一次，查看刀具軌跡，并對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。 2，在程序調(diào)試好以后，將毛胚放在做好的夾具中，使其固定，并進(jìn)行對(duì)刀，降低刀具行進(jìn)速度，進(jìn)行試加工。防止刀具撞擊工件，致使刀具受到損壞，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。 3，在進(jìn)行工件加工時(shí)應(yīng)注意 速度和進(jìn)給量的選擇。 4，在操作機(jī)臺(tái)時(shí)，應(yīng)集中精力，一旦發(fā)現(xiàn)有撞刀現(xiàn)象，應(yīng)立即按下急停按鈕，防止刀具的損壞。 5，在進(jìn)行加工時(shí)，嚴(yán)禁帶手套。 6，機(jī)臺(tái)在進(jìn)行工件加工時(shí)，會(huì)有切屑液注入工件上，對(duì)工件進(jìn)行冷卻，防止工件在加工