【正文】 最后感謝 三年來對(duì)我的大力栽培。 然后還要感謝大學(xué)三年來所有的老師，為我們打下數(shù)控專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。 其次要感謝為我提供畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助的同學(xué)們，他們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)中給了我很多支持和鼓勵(lì) ， 使我克服了許多困難來完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是田 老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。 在這里首先要感謝我的老師田智老師。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容介紹了數(shù)控加工的特點(diǎn) ， 就數(shù)控技術(shù)及數(shù)控加工技術(shù)作了簡(jiǎn)要地介紹，對(duì)數(shù)控機(jī)床和 CAD/CAM 的發(fā)展作了回顧，并對(duì)一些數(shù)控仿真軟件作了了解及對(duì)基于 CAXA 環(huán)境下的數(shù)控加工作了闡述， 并利用 CAXA 制造工程師軟件完成 對(duì)凸塊 的 三維造型，進(jìn)行加工軌跡設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)加工仿真?，F(xiàn)代的 CAD/CAM、FMS、 CIMS、敏捷制造和智能制造技術(shù)，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上的。數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備。 數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國家基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機(jī)械制造工業(yè)提升改造和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標(biāo)志。內(nèi)容包括數(shù)控加工技術(shù)概述、 CAXAZ制造工程師軟件應(yīng)用、數(shù)控加工工藝分析與工藝設(shè)計(jì)、數(shù)控銑床自動(dòng)編程等。 功能：校對(duì)生成的數(shù)控程序的正確性。如果反讀的刀位文件中包含圓弧插補(bǔ)，需用戶指定相應(yīng)的圓弧插補(bǔ)格式?？梢允叭《鄠€(gè)刀具軌跡，鼠標(biāo)右鍵結(jié)束拾取，系統(tǒng)即生成數(shù)控程序。 （ 2）輸入文件名后拾取確認(rèn)鍵，系統(tǒng) 提示拾取刀具軌跡。 29 后置 處理 代碼生成 生成 G代碼就是按照當(dāng)前機(jī)床類型配置要求，把已經(jīng)生成的刀具軌跡轉(zhuǎn)化生成 G 代碼數(shù)據(jù)文件，即 CNC 數(shù)控程序，后置生成的數(shù)控程序是三維造型的最終結(jié)果，有了數(shù)控程序就可以直接輸入機(jī)床進(jìn)行數(shù)控加工。 （ 2） 加工參數(shù)設(shè)定 28 刀具參數(shù)設(shè)置完成后，在等高線粗加工表中，選擇相應(yīng)的標(biāo)簽設(shè)置加工參數(shù)、切入切出、切削用量、下刀方式、加工邊界，如 下 圖所示。 4φ 16H 6 M107H角 選用φ 19鉆頭，主軸轉(zhuǎn)速 200 r/min，進(jìn)給速度為 50mm/min 其余同（ 1）。 4φ 16H8 至φ 選用 φ 鉆頭 ， 主軸轉(zhuǎn)速 300 r/min，進(jìn)給速度為 60mm/min 其余同（ 1）。 主軸轉(zhuǎn)速為 180r/min，進(jìn)給速度為 40mm/min， 27 6 M107H、 4φ 16H 3φ 20H7 中心孔 選用 φ 2中心鉆， 主軸轉(zhuǎn)速為 800r/min，進(jìn)給速度為 70mm/min，其余同（ 1）。 ，主軸轉(zhuǎn)速為 500r/min，起刀點(diǎn)坐標(biāo)為（ 60， 30， ），進(jìn)給速度為150mm/min， 參考指令為： ，其余同（ 1）。 （頂面），采用平口虎鉗裝夾，在 MDI 方式下，用Φ 120 平面端銑刀，主軸轉(zhuǎn)速為 500r/min，進(jìn)給速度為 200mm/min，起刀點(diǎn)坐標(biāo)為（ 60， 30，），參考指令為： G01Z24 G01X60。 數(shù)控編程的指令，主要是 G、 M、 S、 T、 X、 Y、 Z等都已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，但不同的數(shù)控系統(tǒng)并不完全一致，所編的程序不能完全通用，可參照相應(yīng)系統(tǒng)的編程說明書，但基本上大同小異，學(xué)會(huì)一種就很容易學(xué)會(huì)另一種。 ③程序的執(zhí)行順序與程序號(hào) N 號(hào)無關(guān)，只按程序段（句）書寫的先后順序執(zhí)行， N 號(hào)可任意排，也 可省略。 編程的規(guī)定 ①上一程序段（句）的終點(diǎn)為下一程序段（句）的起點(diǎn)。 程序結(jié)束： M02 或 M30。而不是按程序段號(hào)的順序執(zhí)行的，但書寫程序時(shí)建議按升序書寫程序段號(hào)。 程序段的格式定義了每個(gè)程序段中功能字的句法，如圖 41所示 圖 41 程序段格式 程序的一般結(jié)構(gòu) 一個(gè)零件程序必須包括起始符和結(jié)束符。 一個(gè)零件程序是由遵循一定結(jié)構(gòu)、句法和格式規(guī)則的若干個(gè)程序段組成的，而每個(gè)程序段是由若干個(gè)指令字組成的。 17 表 32 加工順序、刀具選擇 序號(hào) 加工順序 刀具 刀 具編號(hào) 1 粗銑頂面 φ 120端銑刀 T01 2 精銑頂面 3 粗銑凸臺(tái) φ 40立銑刀 T02 4 精銑凸臺(tái) 5 鉆 6 M107H中心孔 φ 2中心鉆 T03 6 鉆 4φ 16H8中心孔 7 鉆 3φ 20H7中心孔 8 鉆 3φ 20H7底孔 φ T04 9 鉆 4φ 16H8底孔 10 鉆 6 M107H底孔 11 擴(kuò) 4φ 16H8 φ T05 12 擴(kuò) 3φ 20H7 φ 19鉆頭 T06 13 4φ 16H8倒角 14 6 M107H倒角 15 粗鏜 3φ 20H7 φ T07 16 粗鏜 3φ 25H7 φ T08 17 精鏜 3φ 25H7 φ 25H7平底鏜刀 T09 18 精鏜 3φ 20H7 φ 20H7鏜刀 T10 19 鉸 4φ 16H8 φ 16H8鉸刀 T11 20 攻 6 M107H螺紋 M10Ⅱ 絲錐 T12 7．確定加工路線 端銑刀銑削頂面的進(jìn)給路線如圖 3— 2 箭頭所示，立銑刀銑削凸臺(tái)側(cè)面的進(jìn)給路線如圖 3— 3 所示，孔加工進(jìn)給路線如圖 3— 4 所示。編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍，以便在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸。在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫中，按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀動(dòng)作。加緊刀片的方式要選擇得比較合理，刀片的選擇可根據(jù)零件的材料種類、硬度、加工表面粗糙度要求和加工余量的已知條件來決定刀片的幾何結(jié)構(gòu)、進(jìn)給量、切削速度和刀片型號(hào)。精車時(shí)，要選擇精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。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。 5．確定加工方案 表 31 加工方案 加工部位 加工方案 頂面 粗銑 精銑 凸臺(tái) 粗銑 精銑 6 M107H 鉆中心孔 鉆底孔 倒角 攻絲 4φ 16H8 鉆中心孔 鉆底孔 擴(kuò) 倒角 鉸 3φ 20H7 鉆中心孔 鉆底孔 擴(kuò) 粗鏜 精鏜 3φ 25H7 粗鏜 精鏜 6．確定加工順序、選擇加工刀具 數(shù)控編程時(shí)，正確選擇刀具是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容。 16 該圖 選用虎鉗裝夾工件。當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其它通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用；成批生產(chǎn)時(shí)考慮采用專用夾具。 數(shù)控加工對(duì)夾具要有兩方面要求：一是保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的方向相 對(duì)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。 5. 夾具上各零件應(yīng)不妨礙機(jī)床各表面的加工，即夾具要敞開，其定位、加緊機(jī)構(gòu)原 件不能影響加工刀具的進(jìn)給（如生產(chǎn)碰撞）。 3. 采用輔助時(shí)間短的夾具，即共建的裝卸要迅速、方便、可靠。此外，尚需考慮以下五點(diǎn)： 1. 在單件小批量生產(chǎn)時(shí)才考慮采用組合、可調(diào)夾具及其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn) 備時(shí)間，提高生產(chǎn)率。④對(duì)于加工中心，工件在工作臺(tái)上的安放位置要兼顧各個(gè)工位的加工，要考慮刀具長度及其剛度對(duì)加工質(zhì)量的影響。②盡量減少工件的裝夾次數(shù)和輔助時(shí)間，即盡可能在工件的一次裝夾中加工出全部待加工表面。 （ 1）工件裝夾的基本原則 數(shù)控加工時(shí)， 工件裝夾的 基本原則與 普通機(jī)床相同，都要根據(jù)具體情況合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案。 4．確定裝夾方案和夾具選擇 在數(shù)控加工時(shí)，無論是數(shù)控機(jī)床本身具有多高精度，如果工件因莊家不合理而產(chǎn)生變形或外邪，就會(huì)因此降低零件加工精度。 底平面、 120 和 100 的四側(cè)面在普通機(jī)床上加 工完成后上加工中心加工頂面、凸臺(tái)及所有孔，以保證孔的位置精度等。工件下平面 ， 120 兩側(cè)面不要求加工?？追植荚谏舷聝蓚€(gè)平面上且下平面中間有“高山”不連續(xù)，下平面上有 6 M107H 螺紋孔、 4φ 16H8 孔，上平面上有φ 25Hφ 20H7 同軸孔。 14 圖 3— 1 凸塊零件圖 如圖 3— 1所示，該零件外形尺寸長寬高 =120 100 42,屬于盤類小零件。 數(shù)控加工的設(shè)計(jì)實(shí)例 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)與普通加工工藝設(shè)計(jì)相似。零件圖是制訂工藝規(guī)程最主要的原始資料，在制訂工藝時(shí)，必 須認(rèn)真分析。 只有通過對(duì)零件圖形位公差和粗糙度的要求進(jìn)行仔細(xì)的分析，我們才能夠了解組成零件的各成形面或成形體的形狀要求，以及它們之間的位置要求和它們表面的粗糙程度的要求，同樣為我們?cè)谥朴喒に囈?guī)程的時(shí)候起到了不可忽視的要求和指導(dǎo)方向。 只有通過對(duì)零件圖中零件的形狀進(jìn)行認(rèn)真的分析，我們才能弄清楚零件各組成表面的連接形式以及它們之間的相互位置關(guān)系，才能在我們頭腦中建立起零件的模型，進(jìn)而可以讓我們初步確定在制訂工藝規(guī)程的時(shí)候加工該零件可能要用到的哪些機(jī)床以加工這些形狀的時(shí)候可能要用到的刀具、量具和夾具。零件和產(chǎn)品的制造需要經(jīng)過很多工藝過程，因此必須全面考慮，使零件在個(gè)工藝過程中都具有良好的工藝性。零件的結(jié)構(gòu)工藝性差會(huì)造成加工困難，耗費(fèi)工時(shí)，甚至無法加工。 零件圖的結(jié)構(gòu)工藝性 零件結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前提下，制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性，它是評(píng)價(jià)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)劣的主要技術(shù)指標(biāo)之一。 由于數(shù)控機(jī)床的功能復(fù)合化程度越來越高，因此，工序相對(duì)集中是現(xiàn)代數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)，明顯表現(xiàn)為工序數(shù)目少，工序內(nèi)容多，并且由于在數(shù)控機(jī)床上盡可能安排較復(fù)雜的工序，所以數(shù)控加工的工序內(nèi)容要比普通機(jī)床加工的工序內(nèi)容復(fù)雜。 數(shù)控加工工藝的特殊要求 數(shù)控加工工藝的特殊要求： 由于數(shù)控機(jī)床較普通機(jī)床的剛度高，所配的刀具也較好，因而在同等情況下，所采用的切削用量通常比普通機(jī)床大，加工效率也較高。 。 。具體如下： 數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容 根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，數(shù)控加工工藝主要包括以下內(nèi)容： ，確定數(shù)控機(jī)床加工內(nèi)容。數(shù)控加工工藝問題的處理與普通加工工藝基本相同，在設(shè)計(jì)零件的數(shù)控加工工 藝時(shí)，首先要遵循普通加工工藝的基本原則和方法，同時(shí)還必須考慮數(shù)控加工本身的特點(diǎn)和零件編程要求。為此，要求一個(gè)合格的編程員首先應(yīng)該是一個(gè)很好的工藝員，對(duì) CNC 機(jī)床的性能，特點(diǎn)和應(yīng)用，切削規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)刀具系統(tǒng)等要非常熟悉，否則就無法做到全面，周到的考慮零件加工的全過程并正確，合理的編程零件加工程序。而 CNC 機(jī)床時(shí)按照程序進(jìn)行加工的，加工過程時(shí)自動(dòng)的。 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ) 在 CNC 機(jī)床上加工零件，編程之前，首先遇到的就是工藝編制問題。 11 第 三 章 數(shù)控加工工藝分析與工藝設(shè)計(jì) 數(shù)控加工工藝性分析 工藝分析也既是擬定加工路線和加工方法，是程序編制首 先要解決的問題，也是編制程序的工藝基礎(chǔ)，數(shù)控加工實(shí)踐表明：工藝考慮不周是影響數(shù)控機(jī)床加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及加工成本的重要因素。如果程序量巨大，就需要進(jìn)行 DNC 在線傳輸，將 G代碼通過計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)接口直接與機(jī)床連通，在不占用機(jī)床系統(tǒng)內(nèi)存的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)直接控制機(jī)床的加工過程。我們還可通過直觀的加工仿真和代碼反讀來 檢驗(yàn)加工工藝和代碼的質(zhì)量。定制后，可以保存設(shè)置，用于今后與此類機(jī)床匹配需要。但 不同的機(jī)床其數(shù)控系統(tǒng)是不盡相同的，不同的數(shù)控系統(tǒng)其 G代碼功能不同，加工程序的格式也有所區(qū)別，所以要對(duì) G 代碼進(jìn)行后置處理，以對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的機(jī)床。 (5)生成 G代碼 數(shù)控編程的核心工作就是生成刀具軌跡，然后將其離散成