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【正文】 要工作，所有刀具路徑輸出點(diǎn)的基準(zhǔn)位置，刀具路徑中的所有數(shù)據(jù)也相對 于該坐標(biāo)系。加工坐標(biāo)系是所有加工模板文件中的默認(rèn)對象之一， Pro/E 軟件系統(tǒng)默認(rèn)的加工坐標(biāo)系與絕對坐標(biāo)系相同。加工一個(gè)零件，用戶可 以創(chuàng)建多個(gè)加工坐標(biāo)系，但一次走刀只能使用一個(gè)坐標(biāo)系。參考坐標(biāo)系用于確定所有非模型數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)位置，如刀軸方向、安全退刀面等。本零件形狀規(guī)則，設(shè)計(jì)坐標(biāo)系、工藝坐標(biāo)系始終沒有改變。各圓柱體加工節(jié)點(diǎn)計(jì)算簡單，可以采用手工編程，也可以采用 Pro/E 軟件編程。各強(qiáng)筋板的尺寸計(jì)算和加工節(jié)點(diǎn)計(jì)算均比較困難，所以必須使用 Pro/E 軟件進(jìn)行編程。對圓柱面的加工可先采用手工編程，并利用數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行線框模擬，然后用 Pro/E 完成車削銑削加工編程，進(jìn)行相勻驗(yàn)證。 刀具起刀點(diǎn)的設(shè)置 刀具起刀點(diǎn)和回零點(diǎn)是刀具的起始位置 和最終位置，起刀點(diǎn)是刀具開始切削運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)，它的設(shè)置既要考慮裝火方便，也要考慮半徑補(bǔ)償時(shí)能以最短的起刀路線完成加強(qiáng)筋的多次循環(huán)切削。進(jìn)行外圓的車削加工時(shí)，刀具起刀點(diǎn)應(yīng)在上端面的最大外圓外側(cè)。銑削加工時(shí)，由十多個(gè)均布加強(qiáng)筋的存在，要使用循環(huán)切削。因此，銑削起刀點(diǎn)設(shè)在原點(diǎn) z 軸方向上方 30 mm 處。數(shù)控刀具軌跡是實(shí)施型腔CAD/ CAM 的關(guān)鍵之一，曲線曲面造型是刀具軌跡生成的基礎(chǔ)， Ifu 型腔加工的準(zhǔn)確性只能在生成合理的刀具軌跡前提下才能保證。 夾具的選擇 機(jī)床夾具的種類很多，按使用的機(jī)床類型分為車床夾具、 銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具等。而按專門化程度劃分來說，該零件使用的是立式數(shù)控銑床。零件又屬于平面類零件，應(yīng)使用通用夾具，通用夾具是已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來裝夾不同工件的夾具。 刀具選擇 刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量，以及其他相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工時(shí)的剛性。 選擇合適的刀具和參 數(shù)，對于金屬切削加工，能起到事半功倍的效果。 刀具材料選用硬質(zhì)合金，鉆頭和鉸刀選用高速鋼。且切削速度比高速鋼高4~10 倍，但其沖擊韌性與抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)比高速鋼差。而銑刀種類繁多，在使用時(shí)要根據(jù)加工部位、表面粗糙度、精度等來選用，根據(jù)圖形的精度和加工部位來看， 所選刀具卡見表 41。 標(biāo)準(zhǔn)可轉(zhuǎn)位面銑刀的直徑為 16630 mm。粗銑時(shí)，銑刀直徑要小些，因?yàn)榇帚娗邢髁Υ螅x小直徑銑刀可減小切削扭距。精銑時(shí)，銑刀直徑要選大些，盡量包容工件整個(gè)加工寬度，以提高加工精度和效率，并減小相鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕跡。 由于數(shù)控機(jī) 床要求銑刀能快速自動(dòng)裝卸，而立銑刀刀柄部結(jié)構(gòu)有很大不同。一般由專業(yè)廠家按照一定的規(guī)范制造成統(tǒng)一形式、尺寸的刀柄。直徑大于 Φ40~160mm 立銑刀可做成套式結(jié)構(gòu)。立銑刀的有關(guān)尺寸參數(shù)，推薦用下述經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。? ①刀具半徑 R應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑， R一般取 R=(~)R。 ②零件的加工高度 H≤ (1/4~1/6)R，以保證刀具有足夠的剛度。 ③對于深槽，選取 l=H+(5~10)mm(l為刀具切削部分長度 )。 ④加工肋時(shí)，刀具直徑為 D=(5~10)b(b為肋的厚度 )。 選 擇的刀具如下： φ 80 盤銑刀 ，用于 外輪廓粗、精加工。 φ 10 立銑刀，用于外輪廓粗精加工。 φ 16 立銑刀，用于內(nèi)輪廓粗精加工。 φ 鉆頭，用于 4M10 鉆孔。 φ 鉆頭，用于φ 10H7 鉆孔。 R5球頭刀，用于圓弧面加工。 表 復(fù)雜零件加工刀具清單 序號(hào) 名稱 規(guī)格 數(shù)量 備注 1 立銑刀 ? 10mm 2 2 球頭銑刀 R5mm 1 3 立銑刀 ? 16mm 2 4 中心鉆 A2 1 5 鉆頭 ? 20mm 1 6 鉆頭 ? 、 1 7 鉆頭 ? 1 8 鏜刀 ? 32mm 1 9 鉸刀 ? 10H7mm 1 10 絲錐 M10的絲錐 1 基準(zhǔn)的選著 （ 1） 基準(zhǔn)重合原則 以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合誤差，調(diào)整法加工零件時(shí)，如 果基準(zhǔn)不重合將出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合誤差。所謂調(diào)整法，是在預(yù)先調(diào)整好刀具與機(jī)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(yīng)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(fù)直到零件達(dá)到尺寸要求為止。試切法適用于單件小批生產(chǎn)下的逐個(gè)零件加工。 （ 2） 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)來加工工件上的各個(gè)加工表面。以避免基準(zhǔn)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(shè)計(jì)和制造縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。典型的基準(zhǔn)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(zhǔn) 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(gè)端面為精加工基準(zhǔn)，而箱體類常以一個(gè)平面及平面上的兩個(gè)定位用工藝孔為精基準(zhǔn)。 （ 3） 自為基準(zhǔn)原則 當(dāng)某些精加工表面要求加工余量小而均勻時(shí)，可選擇該加工表面本身作 為定位基準(zhǔn)，以搞高加工面本身的精度和表面質(zhì)量。 （ 4） 互為基準(zhǔn)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(zhǔn)應(yīng)能使工件定位穩(wěn)定，夾緊可靠，操作方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。 以上每項(xiàng)原則只能說明一個(gè)方面的問題，理想的情況是使基準(zhǔn)既 “ 重合 ” 又“ 統(tǒng)一 ” ，同時(shí)又能使定位穩(wěn)定、可 靠，操作方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。但實(shí)際運(yùn)用中往往出現(xiàn)相互矛盾的情況，這就要求從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面進(jìn)行綜合分析，抓住主要矛盾，進(jìn)行合理選擇。還應(yīng)該指出，工件上的定位精基準(zhǔn)，一般應(yīng)是工件上具有較高精度要求的重要工作表面，但有時(shí)為了使基準(zhǔn)統(tǒng)一或定位可靠，操作方 便，人為地制造一種基準(zhǔn)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(zhǔn)稱為輔助基準(zhǔn)。 該零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在毛坯料右下角。根據(jù) 上述 原則 ，將工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)設(shè)定在毛坯上表面，島嶼對角線焦點(diǎn)位置。為使數(shù)控編程方便，將圖紙轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)。 切削用量及切削液的選擇 在一定切削條件下，合理選擇切削用量是提高切削效率、保證刀具耐用度和加工質(zhì)量的主要手段。 數(shù)控銑床的切削用量包括切削速度 Vc、進(jìn)給速度 fv 、背吃刀量 pa 和側(cè)吃刀量 ca 。切削用量的選擇方法是考慮刀具的耐用度，先選取背吃刀量或側(cè)吃刀量，其次確定進(jìn)給速度，最后確定切削速度。 吃刀量 如圖 31 所示，背吃刀量 pa 為平行于銑刀軸線測量的切削層尺寸，單位為mm，端銑時(shí) pa 為切削層深度，圓周銑削時(shí) pa 為被加工表面的寬度。側(cè)吃刀量 ca為垂直于銑刀軸線測量的切削層尺寸，單位為 mm，端銑時(shí) ca 為被加工表面寬度，圓周銑削時(shí) ca 為切削層深度。端銑背吃刀量和圓周銑側(cè)吃刀量的選取主要由加工余量和對表面質(zhì)量要求決定。 （ 1）工件表面粗糙度要求為 ～ ，分粗銑和半精銑兩步銑削加工，粗銑后留半精銑余量 ～ 。 （ 2）工件表面粗糙度要求為 ～ ，可分粗銑、半精銑、精銑三步銑削加工。半精銑時(shí)端銑背吃刀量或圓周銑削側(cè)吃刀量取 ～ 2mm，精銑時(shí)圓周銑側(cè)吃刀量取 ～ ，端銑背吃刀量取 ～ 1mm。 該工件的表面粗糙度為 ，孔及型腔粗糙度為 ，其余為 。應(yīng)采用半精銑、精銑， 半精銑吃刀量 2mm，精銑吃刀量 1mm。 2進(jìn)給速度 進(jìn)給速度指單位時(shí) 間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對位移，單位為 mm/min。它與銑刀轉(zhuǎn)速 n、銑刀齒數(shù) Z 及每齒進(jìn)給量 zf (單位為 mm/z)有關(guān)。 進(jìn)給速度的計(jì)算公式： fv = zf Z n （ 41） 式中 : 每齒進(jìn)給量 zf 的選用主要取決于工件材料和刀具材料的機(jī)械性能、工件表面粗糙 度等因素。當(dāng)工件材料的強(qiáng)度和硬度高，工件表面粗糙度的要求高， 工件剛性差或刀具強(qiáng)度低， zf 值取小值 ,每齒進(jìn)給量的選用參考表見表 。 表 銑刀每齒進(jìn)給量 zf 參考表 工件材料 每 齒 進(jìn) 給 量 zf (mm/z) 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 ～ ～ 切削速度 表 工件材料 硬度（ HBS） 切削速度 Vc (m/min) 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金刀具 鋼 225 18～ 42 66～ 150 225～ 325 12～ 36 54～ 120 鑄鐵 325～ 425 6～ 21 36～ 75 190 21～ 36 66～ 150 190～ 260 9～ 18 45～ 90 160～ 320 ～ 10 21～ 30 銑削的切削速度與刀具耐用度 T、每齒進(jìn)給量 zf 、背吃刀量 pa 、側(cè)吃刀量ea 以及銑刀齒數(shù) Z成反比，與銑刀直徑 d 成正比。其原因是 zf 、 pa 、 ea 、 Z增大時(shí)，使同時(shí)工作齒數(shù)增多，刀刃負(fù)荷和切削熱增加，加快刀具磨損，因此刀具耐用度限制了切削速度的提高。表 列出了銑削切削速度 cV 的參考值。 而 具體選用公式為 cV = nd?? /1000 （ 42） 例舉 ? ? 16 的立銑刀 計(jì)算過程： ? 10 的立銑刀選擇的切削速度 cV =100m//min， 每齒進(jìn)給量 zf =。根據(jù)公式（ 41）、（ 42）可得： 主軸轉(zhuǎn)速： n=1000 cV /d? =1000x100/=3184r/min 進(jìn)給速度： fv = zf Z n ==1273mm/min ? 16 的立銑刀選擇的切削速度 cV =100m//min， 每齒進(jìn)給量 zf =。根據(jù)公式（ 41）、（ 42）可得： 主軸轉(zhuǎn)速： n=1000 cV /d? =1000x100/=1990r/min 進(jìn)給速度： fv = zf Z n ==796mm/min 選用的參數(shù)如表 。 表 切削液的選擇 切削液是為提高切削加工效率而使用的液體。它可有效地減小摩擦，改善散熱條件，從而降低切削力、切削溫度和刀具磨損，提高生產(chǎn)率和加工表面質(zhì)量。切削液具有冷卻、潤滑、清洗和防銹作用，常用的切削液有乳化液和切削油。 切 削該工件時(shí)使用的是硬質(zhì)合金刀具，由于它的耐熱性好，所以一般不使用切削液。若要使用，則必須大量注射，以免硬質(zhì)合金刀具因冷熱不均產(chǎn)生裂紋。 鋁輪轂頂模加工工藝規(guī)程的編制 無論是手工編程還是自動(dòng)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，選擇適合的刀具，確定切削用量。在編程中，對一些工藝問題 (如對刀點(diǎn)、加工路線等 )也需要做一些處理。因此程序編制中的工藝分析是一工 序 工序內(nèi)容 切削用量 工藝裝備及編號(hào) 吃刀量 主軸轉(zhuǎn)速 進(jìn)給速 度 刀具 量具 夾具 1 銑表 面 粗 2 560 120 ? 150的盤銑刀 游標(biāo)卡尺 機(jī)用平口虎鉗 精 1 980 80 2 外輪 廓 粗 2 2021 800 ? 10的立銑刀 精 1 3184 1273 精 1 1990 796 3 鉆中心孔 2 870 60 A2的中心鉆 4 攻螺紋 1 80 60 M10的絲錐 5 銑曲面 1000 30 R5的球頭銑刀 7 鉆 4 個(gè)通孔 8 1315 60 ? 8 對孔進(jìn)行精加 工 50 10 ? 10H7的鉸刀 項(xiàng)十分重要的工作。 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，是用工藝規(guī)程或者工藝卡來規(guī)定和劃分每道工序。被加工零件所用工藝過程、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)編 程成程序，并以數(shù)字信息的形式距離在控制介質(zhì)上，用它控制機(jī)床的加工，整個(gè)過程是自動(dòng)的。所以，數(shù)控機(jī)床的加工有其所特有的特點(diǎn)： 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(jià)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。 工序的安排更為詳盡。這是因?yàn)樵谄胀C(jī)床上的加工工藝中不必考慮的問題，如工序的內(nèi)工步的安排，對刀點(diǎn)、切刀點(diǎn)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(shí)不能忽略。 所以結(jié)合本次鋁輪轂結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)它的加工工藝流程如下表 所 示。 表 鋁輪轂加工工藝流程 序 號(hào) 工序 名稱 工序內(nèi)容 機(jī)床 刀具 10 壓鑄 毛坯模型的壓鑄形成 模具 20 粗車外圓 車各段圓柱，鉆中間空，車端面，留加工余量 1mm 普通 車床 車刀 30 熱處理 去應(yīng)力退火 熱處理爐 40 半精車圓 車各段圓柱、中間孔及過渡圓弧，留精車余量 數(shù)控車床 陶瓷刀具 50 精車圓柱輪廓 各段圓柱、中間空以及過渡圓弧尺寸保留打磨余量 數(shù)控車床 陶瓷刀具 60 粗銑上端表面 用固定軸輪廓銑加工 4個(gè)加強(qiáng)板表面輪廓，留精銑余量 三軸數(shù)控銑 立銑刀 70 鉆孔 點(diǎn)位加工 3個(gè)孔 三軸數(shù)控銑