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【正文】 要工作，所有刀具路徑輸出點的基準位置，刀具路徑中的所有數(shù)據(jù)也相對 于該坐標系。加工坐標系是所有加工模板文件中的默認對象之一， Pro/E 軟件系統(tǒng)默認的加工坐標系與絕對坐標系相同。加工一個零件，用戶可 以創(chuàng)建多個加工坐標系，但一次走刀只能使用一個坐標系。參考坐標系用于確定所有非模型數(shù)據(jù)的基準位置，如刀軸方向、安全退刀面等。本零件形狀規(guī)則，設(shè)計坐標系、工藝坐標系始終沒有改變。各圓柱體加工節(jié)點計算簡單，可以采用手工編程，也可以采用 Pro/E 軟件編程。各強筋板的尺寸計算和加工節(jié)點計算均比較困難，所以必須使用 Pro/E 軟件進行編程。對圓柱面的加工可先采用手工編程，并利用數(shù)控系統(tǒng)進行線框模擬，然后用 Pro/E 完成車削銑削加工編程，進行相勻驗證。 刀具起刀點的設(shè)置 刀具起刀點和回零點是刀具的起始位置 和最終位置，起刀點是刀具開始切削運動的點，它的設(shè)置既要考慮裝火方便，也要考慮半徑補償時能以最短的起刀路線完成加強筋的多次循環(huán)切削。進行外圓的車削加工時，刀具起刀點應在上端面的最大外圓外側(cè)。銑削加工時，由十多個均布加強筋的存在，要使用循環(huán)切削。因此，銑削起刀點設(shè)在原點 z 軸方向上方 30 mm 處。數(shù)控刀具軌跡是實施型腔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 機床夾具的種類很多，按使用的機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，應使用通用夾具，通用夾具是已經(jīng)標準化、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)控編程的人機交互狀態(tài)下進行。應根據(jù)機床的加工能力、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度遠比高速鋼差。而銑刀種類繁多，在使用時要根據(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。 標準可轉(zhuǎn)位面銑刀的直徑為 16630 mm。粗銑時，銑刀直徑要小些，因為粗銑切削力大，選小直徑銑刀可減小切削扭距。精銑時，銑刀直徑要選大些，盡量包容工件整個加工寬度，以提高加工精度和效率，并減小相鄰兩次進給之間的接刀痕跡。 由于數(shù)控機 床要求銑刀能快速自動裝卸，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)驗數(shù)據(jù)選?。? ①刀具半徑 R應小于零件內(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，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 復雜零件加工刀具清單 序號 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 基準的選著 （ 1） 基準重合原則 以設(shè)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(shè)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shù)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。 該零件設(shè)計基準在毛坯料右下角。根據(jù) 上述 原則 ，將工件坐標系的原點設(shè)定在毛坯上表面，島嶼對角線焦點位置。為使數(shù)控編程方便，將圖紙轉(zhuǎn)化為坐標。 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 pa 為切削層深度，圓周銑削時 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 ca 為被加工表面寬度，圓周銑削時 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。半精銑時端銑背吃刀量或圓周銑削側(cè)吃刀量取 ～ 2mm，精銑時圓周銑側(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 。應采用半精銑、精銑， 半精銑吃刀量 2mm，精銑吃刀量 1mm。 2進給速度 進給速度指單位時 間內(nèi)工件與銑刀沿進給方向的相對位移，單位為 mm/min。它與銑刀轉(zhuǎn)速 n、銑刀齒數(shù) Z 及每齒進給量 zf (單位為 mm/z)有關(guān)。 進給速度的計算公式： fv = zf Z n （ 41） 式中 : 每齒進給量 zf 的選用主要取決于工件材料和刀具材料的機械性能、工件表面粗糙 度等因素。當工件材料的強度和硬度高，工件表面粗糙度的要求高， 工件剛性差或刀具強度低， zf 值取小值 ,每齒進給量的選用參考表見表 。 表 銑刀每齒進給量 zf 參考表 工件材料 每 齒 進 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，使同時工作齒數(shù)增多，刀刃負荷和切削熱增加，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 計算過程： ? 10 的立銑刀選擇的切削速度 cV =100m//min， 每齒進給量 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編程，在編程前都要對所加工的零件進行工藝分析，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、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 吃刀量 主軸轉(zhuǎn)速 進給速 度 刀具 量具 夾具 1 銑表 面 粗 2 560 120 ? 150的盤銑刀 游標卡尺 機用平口虎鉗 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 個通孔 8 1315 60 ? 8 對孔進行精加 工 50 10 ? 10H7的鉸刀 項十分重要的工作。 在數(shù)控機床上加工零件時，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，用它控制機床的加工，整個過程是自動的。所以，數(shù)控機床的加工有其所特有的特點： 工序的內(nèi)容復雜。這是由于數(shù)控機床比普通機床價格貴，若只加工簡單工序在經(jīng)濟上不合算，所以在數(shù)控機床上通常安排較復雜的工序，甚至在普通機床上難以完成的工序。 工序的安排更為詳盡。這是因為在普通機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、切刀點及加工路線的確定等問題，在編制數(shù)控機床加工工藝時不能忽略。 所以結(jié)合本次鋁輪轂結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計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 工序 名稱 工序內(nèi)容 機床 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個加強板表面輪廓，留精銑余量 三軸數(shù)控銑 立銑刀 70 鉆孔 點位加工 3個孔 三軸數(shù)控銑