【正文】 ..2 選擇加工路線 在確定加工的路線時，應該遵循的原則是“基 面先行，先面后孔，先粗后精” 在對正八邊形的外輪廓和凸臺輪廓進行加工時，由于采用的毛坯是鋁件 ,切削性能好，所以應該采用順銑的加工方法進行加工，以提高其加工的質(zhì)量。對于零件上兩個螺紋孔 2M66H 的加工時，可以采用先調(diào)用 CYCLE83 鉆孔后用絲錐調(diào)用 CYCLE84 進行攻絲的方法進行加工。又考慮到選擇的零件的毛坯是鋁件，其切削加工性能很好且表面無硬皮，所以在銑削加工時采用順銑的方法，這樣可以提高其加工零件的表 面粗糙度且可以減少刀具的磨損。又考慮到所用的數(shù)控銑床的加工能力不太好而且其剛度也較差但是零件的表面粗糙度、 尺寸精度等都要求的較高，所以選擇的零件的毛坯材料為鋁件，因為鋁件的切削加工性能好且不需要做熱處理加工。夾具的夾緊采用的是液壓自動夾緊，而且其夾緊力 3000N。 ****本科畢業(yè)設計 (論文 ) 零件銑削加工工 藝分析 16 3 零 件銑削加工工藝分析 分析零件圖，確定安裝基準 零件屬于盤類零件（如圖 ），零件上有孔、槽、凸臺組成，而且凸臺的輪廓由直線和圓弧構成。數(shù)控加工刀具卡主要包括刀具的詳細資料，有刀具號、刀具名稱及規(guī)格、刀輔具等。其中，數(shù)控加工工序卡是用來編制程序的依據(jù)，以及用來指導操作者進行生產(chǎn)的一種工藝文件。這些表格或者卡片被稱為工藝文件。對于加工表面多而復雜的零件，可以按結(jié)構特點分為幾個加工部分，每一部分為一道工序。 （ 4）按加工部位劃分。即以粗加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序，精加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序。這種方法適應于加工內(nèi)容不多的工件。 ****本科畢業(yè)設計 (論文 ) 數(shù)控銑削加工工藝 16 （ 2）按安裝次數(shù)劃分。即在一次安裝過程中盡可能用一把刀具加工出可能加工的所有部分，然后再換另一把刀加工其他的部位。 4）設備數(shù)量少，工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大。 2）對工人的技術要求低。每道工序的加工內(nèi)容很少，最小時即每道工序僅完成一個簡單的工步。 3）減少了工件的裝夾次數(shù)，不僅有利于提高生產(chǎn)率，而且由于一次裝夾下加工了許多的表面，也易于保證這些表面 的加工精度。因此工序集中的特點是： 1）減少了設備的數(shù)量，減少了操作工人和生產(chǎn)面積。將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)容內(nèi)完成。 工序的劃分 工序劃分原則 工序的劃分可以采用兩種不同的原則：工序集中原則和工序分散原則。 （ 5）超精密加工階段。對于零件上精度要求很高，表面粗糙度值要求很小的表面，還需要進行光整加工。保證各主要表面達到圖樣規(guī)定的尺寸精度和表面粗糙度要求，主要的目的是全面的保證精加工質(zhì)量。在這一階段應該為主要表面的 精加工做好準備（達到一定加****本科畢業(yè)設計 (論文 ) 數(shù)控銑削加工工藝 15 工精度，保證一定的加工余量），并完成一些次要表面的加工（如鉆孔、攻螺紋等），一般在熱處理之前進行。 圖 快速移動加工路線 圖 工作進給路線 加工階段的劃分 當零件的加工質(zhì)量要求較高時 ,往往不可能在一道工序內(nèi)就完成一個或者幾個表面的全部加工階段 .必須把整個加工過程按工序性質(zhì)不同劃分為幾個階段 : (1)粗加工階段 .在這一階段中要切除大量的加工余量 ,使毛坯的形狀和尺寸接近零件成品 ,因此主要的目標是提高生產(chǎn)率。刀具先從初始平面快速移動到 R平面，然后再按工作進給速度進行加工（如圖 ）。在安排加工路線時，要避免機械進給系統(tǒng)反向間隙對孔位精度的影響。 在確定 XOY 平面的加工路線時，要保證定位要迅速和準確。通過這種方法即可以縮短加工的時間，又可以提高加工的精度。行切法和環(huán)切法的共同特點是都能切完所有內(nèi)腔中要切削的部分，而不同點是行切法的加工路線短，但加工的精度較環(huán)切法差。 圖 銑削內(nèi)輪廓零件的圓弧切入、切出進給路線 （ 4）銑削內(nèi)槽的加工路線 在銑削內(nèi)槽時通常采用平底立銑刀來進行銑削加工，用于加工的刀具的半徑應該符合所加工內(nèi)槽的要求。 ****本科畢業(yè)設計 (論文 ) 數(shù)控銑削加工工藝 12 圖 銑削外圓的加工路線 （ 3）銑削內(nèi)輪廓的加工路線 在銑削內(nèi)輪廓時，刀具也不能沿法向進行切入和切出，以免留下刀痕。刀具應該沿零件切削點的切向或者延長線上切入零件，從而保證了零件的平滑過度。 （ 2）銑削 外輪廓的加工路線 在銑削平面零件的外輪廓時 ,通常采用立銑刀的側(cè)刃進行切削。采用順銑加工的零件的被加工表面質(zhì)量好，而且刀具的磨損也較小。除了上述的三點之外，在確定加工路線時，還有考慮工件的加工余量和機床、刀具的剛度等情況，確定一次走刀，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逆銑等。 2）使數(shù)字簡單，以減少 編程工作量。在切削鎂合金時，不能用水溶液，以免燃燒。在加工高強度剛和高溫合金等難加工的材料時，對冷卻液的冷卻、潤滑作用都有較高的要求，應盡可能采用積壓切削液或積壓乳化液。在選用切削液時，應該注意以下幾點：在粗加工時，加工的余量大，所選的進給量和背吃刀量也較大，所以會產(chǎn)生大量的切削熱，所以選擇切削液的主要目的是為了散熱；在精加工時，對零件加工表面的質(zhì)量要求高且要盡量的減少刀具的磨損，所以選擇切削液的主要的目的是為了提高加工表面的質(zhì)量和提高刀具的耐用度；當工件的材料不同時，選擇切削液的主要目和種類也有所不同。 切削液在加工過程中的作用很大，它主要具有冷卻作用、潤滑作用、清洗作用、防銹作用。最大進給量受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制，并與脈沖當量有關。進給量的選取主要根據(jù)零件的加工精度和表面的粗糙度以及刀具、工件材料性質(zhì)來選取。而刀具的切削速度主要根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進給量、刀具的耐用度來、工件材料的強度和硬度以及切削加工性來選取。 ****本科畢業(yè)設計 (論文 ) 數(shù)控銑削加工工藝 10 主軸轉(zhuǎn)速。但在工藝系統(tǒng)剛性不足或毛坯余量很大，或余量不均勻時，粗加工要分幾次進給，并且應該把第一、二次進給的背吃刀量盡量取得大一些。選擇背吃刀量的主要依據(jù)是機床、夾具、刀具和工件的剛度。 合理選擇切削用量的原則：粗加工時，一般以提高效率為主，并考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應該在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性、加工成本。 、 切削用量的確定 合理的選擇切削用量，對零件的表面質(zhì)量、精度、加工效率影響很大。數(shù)控機床上所用的鉸刀大多是通用標準鉸刀。鏜刀按切削刃數(shù)量可以分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。一般鉆孔的深度約為直徑的 5 倍，細長孔的加工易于折斷，要注意排削和冷卻，在鉆孔前最好先鉆中心孔。 （ 4）孔加工刀具 數(shù)控孔加工的刀具常用的有鉆頭、鏜刀、鉸刀和絲錐等。曲面加工常采用球頭銑刀，但加工曲面較平坦的部分時，刀具以球頭頂端刃切削，切削條件較差，因而應該采用環(huán)銑刀。 在銑削立體型面和變斜角輪廓外形時 ,常用球頭銑刀、環(huán)形刀、鼓形刀和盤銑刀等。在用面銑刀銑削表面時，粗銑時，銑刀直徑要小些，因 為粗銑切削時切削力大，選擇小直徑的銑刀可以減小切削力矩。銑削平面時常采用面銑刀。 （ 3）銑削加工刀具 在選擇銑刀 時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應。 聚晶金剛石（ PCD）。 立方氮化硼（ CBN）。陶瓷是含有金屬氧化物和氮化物的無機非金屬材料。常用的硬質(zhì)合金有鎢鈷合金、鎢鈦合金等。硬質(zhì)合金是有硬度和熔點都很高的碳化物（ WC TiC 等），用 co mo ni 做粘結(jié)劑制成的粉末冶金產(chǎn)品。但由于其允許的切削速度較低（ 50m/min），所以大多用于數(shù)控機床的低速加工。又稱白鋼，它含有 W 、 Cr、 Mo、 V、 Co 等元素。同時，刀具參數(shù)、幾何角度、排屑性能等因素也要綜合的考慮。 刀具的耐用度要高。要保證被加工表面的形狀精度，用剛性差的刀具在大切削力的作用下，會產(chǎn)生變形而形成讓刀，使加工的型面出現(xiàn)斜****本科畢業(yè)設計 (論文 ) 數(shù)控銑削加工工藝 8 面。選擇刀具時，還要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應，即選擇的刀具的幾何形狀應依據(jù)加工曲面的具體情況而定 （ 1）刀具選擇的基本要求 刀具的剛性要好 。數(shù)控機床在選用刀具時，通常要考慮機床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。夾具上各部件 應不妨礙機床對零件各表面的加工。在成批量生產(chǎn)時，采用專用夾具，來提高效率。一是：要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對的固定；二是：要協(xié)調(diào)零件和機床坐標系的尺寸關系。并且定位基準應該和設計基準重合以減小定位誤差對尺寸精度的影響。一般選擇零件上不需要銑削加工的表面或者孔作為定位 基準。材料是否具有較好的加工工藝性能，硬度、熱處理狀態(tài)是怎樣的，毛坯的余量是否足夠，是否均勻，毛坯的安裝定位平面是否方便可靠。其定位基準能夠保證零件定位穩(wěn)定可靠，便沒有基準不重合的誤差。 （ 6）要研究分析零件的定 位精度。零件的厚度如果太薄會引起加工變形。根據(jù)精度、表面質(zhì)量來決定是否采用粗銑，還是精銑，以及是否要多次進給。 ****本科畢業(yè)設計 (論文 ) 數(shù)控銑削加工工藝 6 圖 內(nèi)輪廓圓弧對銑削工藝性的影響 圖 零件底面圓弧對銑削工藝性的影響 （ 4）要研究分析零件的精度。否則，在進行切削的時候，在接刀處會留下較多的刀痕，最終影響了表面的加工質(zhì)量。即刀具被迫采用小直徑的使其剛性變差，需要采用多次分層切削加工。 （ 3）要分析透零件的加工工藝性 研究零件的被加工表面是否適合于數(shù)控銑床加工，被加工表面是否太厚，內(nèi)轉(zhuǎn)接圓弧 R 是否太小。因此在分析零件圖時，要充分分析幾何元素的給定條件是否充分。 構成零件輪廓的幾何元素的條件應充分。在數(shù)控加工的零件圖上，應該以同 一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。在加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機實時智能技術、多媒體技術、網(wǎng)絡技術、 CAD/CAM、伺服系統(tǒng)、自適應控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理、動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術溶于一體，構成嚴密的制造過程閉環(huán)控制系統(tǒng)體系，從而實現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡化。閉環(huán)控制模式是針對傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型封閉式開環(huán)控制模式提出的。平板顯示器應用先進封裝和互 連技術，將半導體和表面安裝技術融于一體，通過提高集成電路的密度，減小互聯(lián)長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品的價格、改進性能、減小組件的尺寸、提高系統(tǒng)的可靠性。目前的圖形交互式軟件有 Master CAD、 Cimatron、 pro/E 、 UG 、 CAXA、 CATIA 等。 5） 結(jié)構新型化 采用新型結(jié)構，實現(xiàn)多坐標聯(lián)動加工，其控制系統(tǒng)結(jié)構復雜，加工精度、加工效率較普通機床高 210 倍 6） 編程技術自動化 為了彌補手工編程和 NC 語言編程的不足，近年來開發(fā)出多種自動編程系統(tǒng)，如圖形交互式 系統(tǒng)、數(shù)字化自動編程系統(tǒng)、會話式自動編程系統(tǒng)、語言數(shù)控編程系統(tǒng)等。此外，數(shù)控技術的進步也提供了多軸控制和多軸聯(lián)動控制功能。 2）柔性化 柔性化包括兩個方面的柔性：一是數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化的設計，功能覆蓋面廣，便于不同用戶的要求；二是 DNC 系統(tǒng)的柔性，同一DNC 系統(tǒng)能夠依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度的發(fā)揮 DNC 系統(tǒng)的效能。 高加工精度。 1）高速高效高精度 高生產(chǎn)率。目前數(shù)控機床正朝著高速度、高精度、高工序集中度、高復合化和高可靠性等方向發(fā)展。 數(shù)控機床的發(fā)展趨勢 隨著計算機、微電子、信息、自動控制、精密檢測及機械制造技術的高速發(fā)展，機床的數(shù)控技術有了長足的發(fā)展。 (4) 易于建立與計算機間的通信聯(lián)絡，容易實現(xiàn)群控。加工尺寸精度在 ～ mm 之間，不受零件復雜程度的影響。改變加工對象時，除了更換刀具和解決毛坯裝夾方式外 ，只需重新編程即可，不需要作其他任何復雜的調(diào)整，從而縮短了生產(chǎn)準備周期。數(shù)控加工減輕了操作者的勞動強度，改善了勞動條件；省去了劃線、多次裝夾定位、檢測等工序及其輔助操作，有效地提高了生產(chǎn)效率。除手工裝夾毛坯外，其余全部加工過程都可由數(shù)控機床自動完成。 20 世紀 80年代隨著改革開放政策的實施，我國從國外引進了先進技術，并在消化、吸收國外先進技術的 基礎上，進行了大量的開發(fā)工作，進而推動了我國數(shù)控機床新的發(fā)展高潮，使我國數(shù)控機床在品種上、性能上以及水平上均有了新的飛躍。 目前，世界主要工業(yè)發(fā)達國家的數(shù)控機床已經(jīng)進入批量生產(chǎn)階段，如美國、德國、法國、日本等，其中日本發(fā)展最快。 20 世紀 80年代初，隨著計算機軟、硬件技術的發(fā)展，出現(xiàn)了能進行人機對話式自動編制程序的數(shù)控裝置；數(shù)控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在機床上；數(shù)控機床的自動化程度進一步提高，具有自動監(jiān)控刀具破損和自動檢測工件等功能。 60 年代末，先后出現(xiàn)了由一臺計算機直接 控制多臺機床的直接數(shù)控系