【正文】 握數(shù)控加工工藝為目標(biāo)，在了解數(shù)控加工銑削基礎(chǔ)、數(shù)控銑床刀具的選用、數(shù)控加工工件的定位與裝夾以及數(shù)控編程中的加工工藝分析及設(shè)計等基礎(chǔ)上，分析了 平面凸輪數(shù)控銑工藝分析及程序編制，從而避免了普通銑床操作人員的人為誤差，大大縮短了加工時間，提高了效率，降低了成本。 了解數(shù)控銑床在凸輪加工中的運用從而完成平面凸輪數(shù)控銑工藝性分析及程序編制和編寫數(shù)控加工工藝文件。 N120 G02 R69 F40。 N100 G02 R93。 N80 G02 R150。 N60 G02 R90 F40。 N300 G02 R69 F40。 N280 G02 R93。 N260 G02 R150。 N240 G02 R90 F40。 N210 G02 R69 F40。 N190 G02 R93。 N170 G02 R150。 N150 G02 R90 F40。 N120 G02 R69 F40。 N100 G02 R93。 N80 G02 R150。 N60 G02 R90 F40。 N40 Z22 M08。 N20 Z10 M03 S800。 N310 M30。 18 N140 Y0 ； N150 Y0 ； N160 G00 X150 Y0。 （ 5）信息的輸出 ： 將后置處理得到的程序信息，可制成穿孔紙帶，用于數(shù)控機床的輸入；也可利用計算機和數(shù)控機床的通訊接口直接把程序信息輸入數(shù)控機床。編譯和計算合稱為前置處理。這種軟件又成為編譯軟 件。 （ 1）準(zhǔn)備原始數(shù)據(jù) ： 首先人們必須給計算機送入必要的原始數(shù)據(jù)，這些原始數(shù)據(jù)描述了被加工零件的所有信息，包括零件的幾何形狀、尺寸和幾何要素之間的相互關(guān)系，刀具運動軌跡和工藝參數(shù)等等。 編程系統(tǒng)由硬件及軟件兩部分組成。 ④精銑時，銑刀安裝后的徑向及軸向圓跳動量愈大，則銑刀每齒進(jìn)給量應(yīng)相應(yīng)適當(dāng)?shù)販p小。 ②對剛性較差的工件，或所用的銑刀強度較低時，銑刀每齒進(jìn)給量應(yīng)適當(dāng)減小。為了減少工藝系統(tǒng)的振動，減小已 加工表面的殘留面積高度，一般選取較小的進(jìn)給量。在強度和剛度許可的條件下，進(jìn)給量可以盡量選取得大一些。粗銑后留 ~ 余量，在半精銑時切除。 在工件表面粗糙度要求為 aR ~ m? 時，可分粗銑 和半精銑兩步進(jìn)行。 （ 3）背吃刀量或側(cè)吃刀量與表面質(zhì)量的要求 在工件表面粗糙度要求為 aR ~ 25 m? 時，如果圓周銑削的加工余量小于5mm ，端銑的加工余量小于 6mm ，粗銑一次進(jìn)給就可以達(dá)到要求。而使用圓鼻 刀進(jìn)行加工，刀具直徑應(yīng)扣除刀尖的圓角部分，即 2d D r?? ( D 為刀具直徑， r 為刀尖圓角半徑 )，而 wa 可以取到(~ )d 。在粗加工 15 中，步距取得大些有利于提高加工效率。 （ 2）切削寬度 wa 。 (背吃刀量 ) 切削深度也稱為背吃刀量，在機床、工件和刀具剛度允許的情況下， pa 可以等于加工余量，即盡量做到一次進(jìn)給銑去全部的加工余量，這是提高生產(chǎn)效率的一個有效措施。 吃刀量的選擇 當(dāng)?shù)毒咩娤骷庸r，刀具切入工件包括兩個方向和深度，即銑削深度 pa 和銑削寬度 wa 。 4)用平底立銑刀銑削內(nèi)槽底部時，由于槽底兩次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半徑 eR R r??，即直徑為 2 2( )ed R R r? ? ?，編程時取刀具半徑為( )eR R r??。 2)零件的加工高度 (1 / 6 ~ 1 / 4) DHR? ，以保證刀具有足夠的剛度。編程時，選擇刀具通?？紤]機床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。液壓卡盤夾緊要點如下：首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽，卸下拉管，并從主軸后端抽出，再用搬手卸下卡盤固定螺釘，即可卸下卡盤 。 4)為滿足數(shù)控加工精度，要求夾具定位、夾緊精度高。 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。 平面凸輪加工的特點對夾具提出了 兩個基本要求：一是保證夾具的坐標(biāo)方向與機床的坐標(biāo)方向相對固定；二是要能協(xié)調(diào)凸輪零件與機床坐標(biāo)系的尺寸。數(shù)控加工用的夾具大都是通用性的，編程人員在大多數(shù)情況下不進(jìn)行實際設(shè)計，而是選用。 3)避免采用占機人工調(diào)整方案，以免占機時間太多，影響加工效率。此外，還應(yīng)該注意下列三點： 1)力求設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程原點統(tǒng)一，以減少基準(zhǔn)不重合誤差和數(shù)控編程中的計算工作量。 為提高凸 輪精度和減小凸輪表面粗糙度，可以采用多次走刀的方法，精加工余量一般以 ~ 為宜，而且精銑時宜采用順銑，以減小凸輪表面粗糙度的值。 此外，凸輪加工中應(yīng)避免進(jìn)給停頓。 削凸輪平面的加工路線 刀具切人凸輪時，應(yīng)避免沿凸輪外廓的法向切入，而應(yīng)沿凸輪外廓曲線延長線的切向切入，這是避免在切入處由于法向力過大產(chǎn)生刀具的刻痕而影響表面質(zhì) 12 量，保證凸輪外廓曲線平滑度。 進(jìn)刀點選在 (150,0)P 點，刀具來回銑削，逐漸加深到銑削深度，當(dāng)達(dá)到既定深度后，刀具在 xy 平面內(nèi)運動，銑削凸輪輪廓。平面內(nèi)的進(jìn)給走刀，對外輪廓是從切線方向切入；對內(nèi)輪廓是從過渡圓弧切入。因此應(yīng)先加工用作定位基準(zhǔn)的 35mm? 及 12mm? 兩個定位孔、 X 面，然后再加工凸輪槽內(nèi)外輪廓表面。 對于平面盤形凸輪來說，后 3 個原則很容易理解，不再敘述，下面重點講述基面先行原則，對它的應(yīng)用往往是排列工序的關(guān)鍵，也是難點。次要表面可穿插進(jìn)行，放在主要加工表面加工到一定程度后、最終精加工之前進(jìn)行。 (2)先粗后精原則 各個表面的加工順序按照粗加工→半精加工→精加工→光整加工的順序依次進(jìn)行，逐步提高表面的加工精度和減小表面粗糙度。因此，在設(shè)計 11 工藝路線時，應(yīng)合理安排好切削加工、銑削加工和輔助工序的順序，并解決好工序間的銜接問題。根據(jù)數(shù)控銑床的特點，為了保持?jǐn)?shù)控銑床的精度，降低生產(chǎn)成本，延長使用壽命，通常把凸輪零件的粗加工，特別是基準(zhǔn)面、定位面的加工在普通機床上進(jìn)行。設(shè)計工藝路線時應(yīng)對零件圖、毛坯圖認(rèn)真消化，結(jié)合數(shù)控加工的特點靈活運用普通加工工藝的一般原則，盡量把數(shù)控加工工藝路線設(shè)計得更合理一些。 加工方案設(shè)計的原則 凸輪零件上的加工表面，常常是通過 粗加工半精加工和精加工逐步達(dá)到，對這些表面僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，應(yīng)正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。加工方法的選擇原則是保證加工表面的精度和表面粗糙度的要求。 根據(jù)以上三條即可確定加工平面凸輪所要使用的數(shù)控機床為 兩軸以上聯(lián)動的數(shù)控銑床。 2 考慮數(shù)控機床的精度是否能滿足凸輪的設(shè)計要求。因此，確定要選擇的銑床之前，應(yīng)首先明確加工的對象、內(nèi)容和要求。 加工的關(guān)鍵問題是如何保證平面凸輪零件的尺寸、形狀、位置精度和表面粗糙度。垂直度要求高。最終精度可達(dá) IT6IT10。表面粗糙度＜ 高精度的表面。所以工件應(yīng)該裝的平穩(wěn)。該零件的材料為 HT200，切削工藝性較好。組成輪廓的各幾何元素關(guān)系清楚，條件充分，所需要基點坐標(biāo)容易求得。 35mm? 及 12mm? 兩個定位孔。 數(shù)控銑床加工工藝過程如圖 所示。 第二章、 凸輪 加工工藝分析及設(shè)計 凸輪加工工 數(shù)控銑床加工工藝過程一般是：先通過分析零件圖樣，明確工件適合在數(shù)控銑削的加工內(nèi)容、加工要求，然后以此為出發(fā)點確定零件在數(shù)控銑削的加工工藝和過程順序。另外，數(shù)控機床通過因特網(wǎng)（ Inter）、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)（ Intra）、外聯(lián)網(wǎng)（ Extra）現(xiàn)在已可實現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷及維修，以初步具備遠(yuǎn)程控制和調(diào)度，進(jìn)行異地分散網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)的可能，從而為今后進(jìn)一步實現(xiàn)制造過程網(wǎng)絡(luò)化、智能化提供了必備的基礎(chǔ)條件。因此，數(shù)控機床可以實現(xiàn)白班有人看管和做好各種準(zhǔn)備工作后，二、三班 則可以在“無人看管”的條件下（ 國外稱為“熄燈生產(chǎn)” ）進(jìn)行 24 小時乃至 72 小時的連續(xù)加工。一方面是因為其自動化程度高，具有自動換刀和其他輔助操作自動化等功能，而且工序集中，在一次裝夾中能完成較多表面的加工，省去了劃線、多次裝夾、檢測等工序；另一方面是加工中可采用較大的切削用量，有 效地減少了加工中的切削工時。這在傳統(tǒng)機床上則是無法做到的，因此采用數(shù)控加工技術(shù)可以提高零件的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量。數(shù)控機床是按預(yù)先編制好的加工程序進(jìn)行工作的，加工過程中無需人的參與或調(diào)整，因此不受操作工人的技術(shù)水平或情緒的影響，加工精度穩(wěn)定。 ，最高的尺寸精度可達(dá)177。這樣大大縮短了生產(chǎn)的準(zhǔn)備時間，因此應(yīng)用數(shù)控機床十分有利于產(chǎn)品的升級換代和新產(chǎn)品的開發(fā)。數(shù)控加工運動的任何可控性使其能完成普通加工方法難以完成或者無法進(jìn) 行的復(fù)雜型面加工。 在柔性制造系統(tǒng)上，上下料、檢測、診斷、對刀、傳輸、調(diào)度、管理等也都可由機床自動完成，這樣大大減輕了操作者的勞動強度，改善了勞動條件。位置檢測裝置通過直接或間接測量將執(zhí)行部件的實際進(jìn)給位移量檢測出來，反饋到數(shù)控裝置并與指令位移量進(jìn)行比較，將其誤差轉(zhuǎn)換放大后控制執(zhí)行部件的進(jìn)給運動，以 提高系統(tǒng)精度。如零件加工程序中 的 M 代碼、 S 代碼、 T 代碼等順序動作信息，譯碼后轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的控制信號，控制輔助裝置完成機床的相應(yīng)開關(guān)動作，如工件的裝夾、刀具的更換、切削液的開關(guān)等一些輔助功能；它接受機床操作面板和來自數(shù)控裝置的指令，一方面通過接口電路直接控制機床的動作，另一方面通過伺服驅(qū)動裝置控制主軸電動機的轉(zhuǎn)動。 PLC 和數(shù)控裝置配合共同完成數(shù)控機床的控制，數(shù)控裝置主要完成與數(shù)字運算和程序管理等有關(guān)的功能，如零件程序的編輯、譯碼、插補運算、位置控制等。伺服驅(qū)動裝置有開環(huán)、半閉環(huán) 6 和閉環(huán)之分。進(jìn)給伺服驅(qū)動裝置在每個插補周期內(nèi)接受數(shù)控裝置的位移指令 ，經(jīng)過功率放大后驅(qū)動進(jìn)給電動機轉(zhuǎn)動，同時完成速度控制和反饋控制功能。伺服驅(qū)動裝置由驅(qū)動電路和伺服電動機組成，并與機床上的機械傳動部件組成數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)和進(jìn)給傳動系統(tǒng)。幾何數(shù)據(jù)是道具相對于工件運動路 徑的數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)可加工出要求的工件幾何形狀；工藝數(shù)據(jù)是主軸轉(zhuǎn)速 S 和進(jìn)給速度 F 等功能的數(shù)據(jù)；開關(guān)功能是對機床電器的開關(guān)命令，如主軸起 /停、刀具選擇和交換、切削液的開 /關(guān)、潤滑液的起 /停等。它的主要功能是將輸入裝置傳送的數(shù)控加工程序，經(jīng)數(shù)控裝置系統(tǒng)軟件進(jìn)行譯碼、插補運算和速度處理，產(chǎn)生位置和速度指令以及輔助控制功能信息等。傳統(tǒng)的方式是將編制好的程序記錄在穿孔紙帶或磁帶上，然后由紙帶閱讀機或磁帶機輸入數(shù)控系統(tǒng)，因此紙帶機和磁帶機是早期數(shù)控機床的典型輸入設(shè)備。CNC 系統(tǒng)中必須具備必要 的交互設(shè)備，即輸入 /輸出裝置。在加工過程中，操作人員要向機床控制裝置輸入操作命令，控制裝置要為操作人員顯示必要的信息，如坐標(biāo)值、報警信號等。 (1)輸入輸出裝置 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，一些計算機中的通用技術(shù)也融入數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)（ NCS，Numerical Control System） 是指利用數(shù)字控制技術(shù)實現(xiàn)的自動控制系統(tǒng)。從 1 9 9 5 年 “ 九五 ”以后國家從擴(kuò)大內(nèi)需啟動機 床市場，加強限制進(jìn)口數(shù)控設(shè)備的審批，投資重點支持關(guān)鍵數(shù)控系統(tǒng)、設(shè)備、技術(shù)攻關(guān)，對數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)起到了很大的促進(jìn)作用，尤其是在 1 9 9 9 年以后，國家向國防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。 80 年代曾有過高速發(fā)展的階段，許多機床廠從傳統(tǒng)產(chǎn)品實現(xiàn)向數(shù)控化產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型。 2. 在改革開放后，我國數(shù)控技術(shù)才逐步取得實質(zhì)性的發(fā)展。 數(shù)控編程技術(shù)的歷史 1. 我國從 1958 年起，由一批科研院所，高等學(xué)校和少數(shù)機床廠起步進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)的研制和開發(fā)。從數(shù)控機床誕生之日起，數(shù)控編程技術(shù)就受到了廣泛關(guān)注，成為 CAD/CAM 系統(tǒng)的重要組成部分，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家業(yè)投入了大量的人力物力開發(fā)實用的數(shù)控編程系統(tǒng)。了解數(shù)控銑床在凸輪加工中的運用從而完成盤形凸輪數(shù)控銑工藝性分析及程序編制和槽形凸輪數(shù)控銑工 藝性分析及編寫數(shù)控加工工藝文件。在零件的加工過程中工藝分析是尤其重要的，而數(shù)控加工工藝分析與 處理是數(shù)控編程的前提和依據(jù)，沒有符合實際的數(shù)控加工工藝，就不可能有真正可行的數(shù)控加工程序，所以這次設(shè)計的重點就在數(shù)控加工工藝上，結(jié)合數(shù)控加工工藝要求和零件的使用要求對軸的數(shù)控加工工藝流程作了較詳盡的分析。 此次設(shè)計，要求對圖示零件進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析和手工編寫程序指令