【文章內(nèi)容簡介】 經(jīng)濟(jì)性；提高刀具的標(biāo)準(zhǔn)化和合理化的程度；提高刀具的管理及柔性加工的水平；擴(kuò)大刀 具的利用率，充分發(fā)揮刀具的性能。 1）從結(jié)構(gòu)上可分為： ①整體式 ②鑲嵌式 可分為焊接式和機(jī)夾式。機(jī)夾式根據(jù)刀體結(jié)構(gòu)不同，分為可轉(zhuǎn)位和不轉(zhuǎn)位； ③減振式 當(dāng)?shù)毒叩墓ぷ鞅坶L與直徑之比較大時，為了減少刀具的振動，提高加工精度，多采用此類刀具； ④內(nèi)冷式 切削液通過刀體內(nèi)部由噴孔噴射到刀具的切削刃部； ⑤特殊型式 如復(fù)合刀具、可逆攻螺紋刀具等。 2）從制造所采用的材料上可分為 ①高速鋼刀具 高速鋼通常是型坯材料，韌性較硬質(zhì)合金好，硬度、耐磨性和紅硬性較硬質(zhì)合金差，不適于切削硬度較高的材料。高速鋼刀具使用前需生產(chǎn) 者自行刃磨，且刃磨方便，適于各種特殊需要的非標(biāo)準(zhǔn)刀具。 ②硬質(zhì)合金刀具。硬質(zhì)合金刀片切削性能優(yōu)異，在數(shù)控車削中被廣泛使用。硬質(zhì)合金刀片有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格系列產(chǎn)品，具體技術(shù)參數(shù)和切削性能由刀具生產(chǎn)廠家提供。 ③陶瓷刀具 ④立方氮化硼刀具 ⑤金剛石刀具 一般數(shù)控加工常用刀具 1) 面銑刀（也叫端銑刀）。面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃。面銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)和刀片機(jī)夾可轉(zhuǎn)位結(jié)構(gòu)，刀齒材料為高速鋼或硬機(jī)電控制工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 12 頁 共 38 頁 質(zhì)合金，刀體為 40Cr。 2) 立銑刀 立銑刀是數(shù)控機(jī)床上用得最多的一種銑刀。立銑刀的圓柱表面和端 面上都有切削刃，它們可同時進(jìn)行切削，也可單獨進(jìn)行切削。結(jié)構(gòu)有整體式和機(jī)夾式等，高速鋼和硬質(zhì)合金是銑刀工作部分的常用材料。 3) 鍵槽銑刀 4) 成形銑刀 數(shù)控加工工藝的基本特點 無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量。在編程中，對一些工藝問題 (如對刀點、加工路線等 )也需做一些處理。因此程序編制中的工藝分析是一項十分重要的工作。在普通機(jī)床上加工零件時，是用工藝規(guī)程或工藝卡片來規(guī)定每道工序的操作程序，操作者按工藝卡上規(guī)定的“程序”加工零件。而在 數(shù)控機(jī)床上加工零件時，要把被加工的全部工藝過程、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)編制成程序，并以數(shù)字信息的形式記錄在控制介質(zhì)上，用它控制機(jī)床加工。由此可見，數(shù)控機(jī)床加工工藝與普通機(jī)床加工工藝在原則上基本相同，但數(shù)控加工的整個過程是自動進(jìn)行的，因而又有其特點。 1)工序的內(nèi)容復(fù)雜。 這是由于數(shù)控機(jī)床比普通機(jī)床價格貴，若只加工簡單工序在經(jīng)濟(jì)上不合算，所以在數(shù)控機(jī)床上通常安排較復(fù)雜的工序，甚至在普通機(jī)床上難以完成的工序。 2)工步的安排更為詳盡。 這是因為在普通機(jī)床的加工工藝中不必考慮的問題，如工序內(nèi)工步的安排、對刀點、換刀點及加 工路線的確定等問題，在編制數(shù)控機(jī)床加工工藝時卻不能忽略。 零件 的 結(jié)構(gòu)工藝性 1)零件的內(nèi)腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸。這樣可以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，使編程方便，生產(chǎn)效益提高。 2)內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，因而內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過小。零件工藝性的好壞與被加工輪廓的高低、轉(zhuǎn)接圓弧半徑的大小等有關(guān)。 3)零件銑削底平面時，槽底圓角半徑 r不應(yīng)過大。 4)應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。在數(shù)控加工中，若沒有統(tǒng)一基準(zhǔn)定位，會因工件的重新機(jī)電控制工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13 頁 共 38 頁 安裝而導(dǎo)致加工后的兩個面上輪廓位置及尺寸不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。因此要避免上述 問題的產(chǎn)生，保證兩次裝夾加工后其相對位置的準(zhǔn)確性，應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。零件上最好有合適的孔作為定位基準(zhǔn)孔，若沒有，要設(shè)置工藝孔作為定位基準(zhǔn)孔 (如在毛坯上增加工藝凸耳或在后續(xù)工序要銑去的余量上設(shè)置工藝孔 )。若無法制出工藝孔時，最起碼也要用經(jīng)過精加工的表面作為統(tǒng)一基準(zhǔn)，以減少兩次裝夾產(chǎn)生的誤差。此外，還應(yīng)分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保證、有無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。 加工方法的選擇 加工方法的選擇原則是保證加工表面的加 工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實際選擇時，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等全面考慮。例如，對于 IT7 級精度的孔采用鏜削、鉸削、磨削等加工方法均可達(dá)到精度要求，但箱體上的孔一般采用鏜削或鉸削，而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱體孔選擇鉸孔，當(dāng)孔徑較大時則應(yīng)選擇鏜孔。此外，還應(yīng)考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的要求，以及工廠的生產(chǎn)設(shè)備等實際情況。 加工方案確定的原則 零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到的。對這些表面僅僅根據(jù) 質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。編程時，加工路線的確定原則主要有以下幾點： 1)加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率較高。 2)應(yīng)使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空刀時間 。以此原則 ，確定是一次走刀，還是多次走刀來完成加工以及在銑削加工中是采用順銑還是采用逆銑等。 對點位控制的數(shù)控機(jī)床，只要求定位精度較高，定位過程盡可能快，而刀具相對工件的運動路線是無關(guān)緊要的，因此這類機(jī)床應(yīng)按空程最短來安排走刀路線。除此之外還要確定刀具軸向的運動尺 寸，其大小主要由被加工零件的孔深來決定，但也應(yīng)考慮一些輔助尺寸，如刀具的引入距離和超越量。在數(shù)控機(jī)床上車螺紋時，沿螺距方向的 z向進(jìn)給應(yīng)和機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)保持嚴(yán)格的速比關(guān)系，因此應(yīng)避免在進(jìn)給機(jī)構(gòu)加速或減速過程中機(jī)電控制工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁 共 38 頁 切削。 銑削平面零件時，一般采用立銑刀側(cè)刃進(jìn)行切削。為減少接刀痕跡，保證零件表面質(zhì)量，對刀具的切入和切出程序需要精心設(shè)計。銑削外表面輪廓時，銑刀的切入和切出點應(yīng)沿零件輪廓曲線的延長線上切向切入和切出零件表面，而不應(yīng)沿法向直接切入零件，以避免加工表面產(chǎn)生劃痕，保證零件輪廓光滑。 銑削內(nèi)輪廓表面時，切入和切出 無法外延，這時銑刀可沿零件輪廓的法線方向切入和切出，并將其切入、切出點選在零件輪廓兩幾何元素的交點處 加工過程中，工件、刀具、夾具、機(jī)床系統(tǒng)平衡彈性變形的狀態(tài)下，進(jìn)給停頓時，切削力減小，會改變系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，刀具會在進(jìn)給停頓處的零件表面留下劃痕，因此在輪廓加工中應(yīng)避免進(jìn)給停頓。 1）切削深度 ap（㎜）。主要根據(jù)機(jī)床、夾具、刀具和工件的剛度來決定。在剛度允許的情況下，應(yīng)以最少的進(jìn)給次數(shù)切除加工余量，最好一次切凈余量，以便提高生產(chǎn)率。在數(shù)控機(jī)床上，精加工余量可小于普通機(jī)床，一般?。?～ ）㎜ 2）主軸轉(zhuǎn)速 n（ r/min）主要根據(jù)允許的切削速度 ν c（ m/min）選取。 n=1000ν c/π D 式中 ν c—— 切削速度，由刀具的耐用度決定； D—— 工件或刀具直徑（㎜） 主軸轉(zhuǎn)速 n要根據(jù)計算值在機(jī)床說明書中選取標(biāo)準(zhǔn)值，并填入程序單中。 3）進(jìn)給量（進(jìn)給速度） f（ mm/min 或 mm/r） 是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時，進(jìn)給量數(shù)值應(yīng)選小些，一般在 20～ 50mm/min 范圍內(nèi)選取。最大進(jìn)給量則受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng) 的性能限制，并與脈沖當(dāng)量有關(guān)。 零件的安裝與夾具的選擇 定位安裝的基本原則在數(shù)控機(jī)床上加工零件時，定位安裝的基本原則是合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案。在選擇時應(yīng)注意以下幾點： 1）力求設(shè)計、工藝和編程計算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。 2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。 3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。 工件定位的幾種情況。 機(jī)電控制工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁 共 38 頁 1） 完全定位。工件的六個自由度全部被限制的定位，稱為完全定位。當(dāng)工件在 x、y、 z三個坐標(biāo)方向上均有尺寸要求或位置精度要求時， 一般采用這種定位方式。 2） 不完全定位。根據(jù)工件的加工要求，并不需要限制工件的全部自由度，這樣的定位，稱為不完全定位。 3） 欠定位。根據(jù)工件的加工要求，應(yīng)該限制的自由度沒有完全被限制的定位，稱為欠定位。欠定位無法保證加工要求，所以是絕不允許的。 4） 過定位。夾具上的兩個或兩個以上的定位元件，重復(fù)限制工件的同一個或幾個自由度的現(xiàn)象，稱為過定位。 選擇夾具的基本原則 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(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。除此之外 ，還要考慮以下幾點： 1）當(dāng)零件加工批量不大時，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間、節(jié)省生產(chǎn)費用。 2）在成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。 3）零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機(jī)床的停頓時間。 4）夾具上各零部件應(yīng)不妨礙機(jī)床對零件各表面的加工，即夾具要開敞，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀（如產(chǎn)生碰撞等）。 機(jī)電控制工程系畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 16 頁 共 38 頁 第三章 基于 powermill 典型零件的 CAM 本課題所選的零件是燈罩的凸模。由于本課題的典型零件的曲面比較復(fù)雜，完全 用平面圖表示出來比較困難，因此本人將把平面圖和三維建模過程結(jié)合起來來表達(dá)零件的外形。下面將闡述零件的三維建模過程。 首先通過進(jìn)入 Pro/ENGINEER 實體建模界面，單擊【拉伸】按紐進(jìn)行實體拉伸，界面如圖 3