【正文】 潮流，以 PC 機(jī)為平臺(tái)的數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大。但最重要的發(fā)展趨勢(shì)就是采用“ PC+運(yùn)動(dòng)控制器 ”的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，它不僅具有信息處理能力強(qiáng)、開(kāi)放程度高、運(yùn)動(dòng)軌跡控制精確、通用性好等特點(diǎn)，而且還從很大程度上提高了現(xiàn)有加工制造的精度、柔性和應(yīng)付市場(chǎng)需求的能力。 中國(guó)數(shù)控的出路 縱觀目前我國(guó)的數(shù)控市場(chǎng)，我國(guó)數(shù)控產(chǎn)品在性能、外觀、可靠性方面與國(guó)外產(chǎn)品有一定差距，特別是云南國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 / 41 國(guó)外企業(yè)有雄厚的資金，加上外國(guó)企業(yè)為占領(lǐng)中國(guó)市場(chǎng)，對(duì)我國(guó)能夠生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)壓價(jià)銷售，而對(duì)我國(guó)未能生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)，不僅高價(jià)而且附加許多限制。如北京密云所引進(jìn)了 FANUC 的數(shù)控系統(tǒng)，可是， FANUC 賣給我們的都是即將過(guò)時(shí)的落后技術(shù)。這種總是跟在別人后面走的做法，必然受人約制，永遠(yuǎn)落在后面。在傳統(tǒng)數(shù)控技術(shù)方面 ,我國(guó)處于相對(duì)落后的狀態(tài)，開(kāi)放式數(shù)控為我國(guó)數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供良好的契機(jī)，加強(qiáng)和重點(diǎn)扶持開(kāi)放性數(shù)控技術(shù)的研究和應(yīng)用，我國(guó)的數(shù)控產(chǎn)業(yè)才有發(fā)展壯大可能，才有可能在未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。 自動(dòng)編程 自動(dòng)編程是指在計(jì)算機(jī)及相應(yīng)的軟件系統(tǒng)的支持下，自動(dòng)生成數(shù)控加工程序的過(guò)程。其特點(diǎn)是采用簡(jiǎn)單、習(xí)慣的語(yǔ)言對(duì)加工對(duì)象的幾何形狀、加工工藝、切削參數(shù)及輔助信息等內(nèi)容按規(guī)則進(jìn)行描述，再由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算、后置處理，產(chǎn)生出零件加工程序單，并且對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行模擬。在編程過(guò)程中，程序編制人可及時(shí)檢查程序是否正確，需要時(shí)可及時(shí)修改。 現(xiàn)在我國(guó)通常使用 pro engineer、 UG、 MasterCAM 等。包括美國(guó)在內(nèi)的各工業(yè)大國(guó)皆一致采用本系統(tǒng)，作為設(shè)計(jì)、加工制造的標(biāo)準(zhǔn)。它有一下特點(diǎn)： MasterCAM 除了可產(chǎn)生 NC 程序外，本身也具有 CAD功能（ 2D、 3D/圖形設(shè)計(jì)、尺寸標(biāo)注、動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)、圖形陰影處理等功能）可直接在系統(tǒng)上制圖并轉(zhuǎn)換成 NC加工程序，也可將用其他繪圖軟件繪好的圖形，經(jīng)由一些標(biāo)準(zhǔn)的或特定的轉(zhuǎn)換文件如 DXF 文件（ Drawing Exchange File）、 CADL 文件（ CADkey Advanced Design Language）及 IGES 文件（ Initial Graphic Exchange Specification）等轉(zhuǎn)換到 MasterCAM 中，再生成數(shù)控加工程序。如 FANUC、 MELADS、 AGIE、 HITACHI 等數(shù)控系 統(tǒng)。 MasterCAM 系統(tǒng)設(shè)有刀具庫(kù)及材料庫(kù)，能根據(jù)被加工工件材料及刀具規(guī)劃尺寸自動(dòng)確定進(jìn)給率、轉(zhuǎn)速等加工參數(shù)。 MasterCAM 的主要功能 三維設(shè)計(jì)系統(tǒng) 完整的曲線功能：可設(shè)計(jì)、編輯復(fù)雜的二維、三維空間曲線。尺寸標(biāo)注、注釋等也很方便。還具有曲面修剪、曲面間等（變）半徑倒圓角、導(dǎo)角、曲面偏置、延伸的編輯功能?？煽康臄?shù)據(jù)交換功能，可轉(zhuǎn)換的格式包括：IGES SAT（ ACIS SOLIDS）、 DXF、 CADL、 VDA、 STL、 DWG、 ASCII。 銑床 2D 加工系統(tǒng) 完整三維設(shè)計(jì)系統(tǒng) 。 型腔加工：加工方式多達(dá) 8 種以上?？尚本€及螺旋式入刀、退刀。 實(shí)體加工：在實(shí)體上自動(dòng)確定加工外形參數(shù)。 可定義刀具庫(kù)、材料庫(kù)等?？勺錾眢w切削模擬，支持 4 軸加工。 銑床 加工系統(tǒng) 完整三維繪圖系統(tǒng)。 刀具路徑可投影至斜面、圓錐面、球面及圓筒面。 直面曲面、掃描曲面、旋轉(zhuǎn)面加工方法。 銑床 3D 加工系統(tǒng) 完整三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 多重曲面的粗加工及精加工。 環(huán)繞等距加工。 云南國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 / 41 放射狀加工。 投影加工。 車銑復(fù)合系統(tǒng) 完整三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 徑向切槽加工。 C 軸加工。 可自定義刀具庫(kù)及材料庫(kù)。 線切割、激光加工系統(tǒng) 完整三維繪圖系統(tǒng)。 自動(dòng)、半自動(dòng)圖形對(duì)應(yīng)能力。 無(wú)屑加工。 云南國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 / 41 第二章 零件圖 零件 1： 云南國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 / 41 零件 2： 云南國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 / 41 云南國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 / 41 云南國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 12 / 41 第三章加工要求及工藝分析 加工要求 ： 加工材料為鋁，毛坯尺寸 120X80X30，以中小批量生產(chǎn)要求編程，零件 1 與零件 2 的配合按照 H8/f7 精度要求，未注公差按 IT13。數(shù)控銑床（加工中心）能夠達(dá)到精度為 ，因此，用加工中心加工能夠滿足精度要求。零件用虎鉗裝夾。 高速鋼 2 02 立銑刀 216。 6R3 4 04 鍵槽銑刀 216。一般加工外形時(shí)以內(nèi)孔定位，加工內(nèi)孔時(shí)以外形定位，因而可以根據(jù)定位方式的不同劃分工序。 3. 按刀具集中法劃分工序： 在一次裝夾中，盡可能把一把刀具加工完成所有加工的部位，然后再換刀加工其他部位。 4. 按加工部位劃分工序： 一般說(shuō)來(lái)，應(yīng)先加工平面、定位面，在加工孔；先加工簡(jiǎn)單的形狀，再加工復(fù)雜的形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度較高的部位。工藝的基本原則是：在保證達(dá)到零件精度要求和加工工藝性要求的基礎(chǔ)上，盡量減少工序，降低換刀次數(shù)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和機(jī)床使用率。 1. 主軸轉(zhuǎn)速的 確定： 主 軸 轉(zhuǎn) 速 n （ r/min ） 與 銑 削 速 度 （ m/min ） 及 銑 刀 直 徑 d （ mm ） 的 關(guān) 系 為云南國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 / 41 ，而銑削速度 與工件和銑刀的材料有關(guān)。 10 立銑刀時(shí)得主軸轉(zhuǎn)速 n=5732～ 9554r/min,實(shí)際上一般機(jī)床不可能達(dá)到。 表 31 銑刀的銑削速度 （單位： mm/z） 工件材料 銑刀材料 碳素鋼 高速鋼 超高速鋼 合金鋼 碳化鈦 碳化鎢 鋁合金 75～ 150 180～ 300 240～ 460 300～ 600 鎂合金 180～ 270 150～ 600 鉬合金 45～ 100 120～ 190 黃銅（軟） 12～ 25 20～ 25 45～ 75 100～ 180 黃銅 10～ 20 20～ 40 30～ 50 60～ 130 灰鑄鐵（硬） 10～ 15 10～ 20 18～ 28 45～ 60 冷硬鑄鐵 10～ 15 12～ 18 30～ 60 可鍛鑄鐵 10～ 15 20～ 30 25～ 40 35～ 45 75～ 110 鋼（低碳） 10～ 14 18～ 28 20～ 30 45～ 70 鋼（中碳） 10～ 15 15～ 25 18～ 28 40～ 60 鋼（高碳） 10～ 15 12～ 20 30～ 45 合金鋼 35～ 80 合金鋼（硬） 30～ 60 高速鋼 12～ 25 45～ 70 注：摘自王興榮主編《加工中心培訓(xùn)教程》，機(jī)械工業(yè)出版社 2. 進(jìn)給速度的確定 ： 進(jìn)給速度 F（ mm/min）與銑刀每齒進(jìn)給量 （ mm/z）、銑刀齒數(shù) z、主軸轉(zhuǎn)速 n（ r/min）之間的關(guān)系式：。 表 32 銑刀每齒進(jìn)給量 推薦值 （單位： mm/z） 工件材料 工件材料硬度HBW 硬質(zhì)合金 高速鋼 端銑刀 立銑刀 端銑刀 立銑刀 低碳鋼 150～ 200 ～ ～ ～ ～ 云南國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 14 / 41 中、高碳鋼 220～ 300 ～ ～ ～ ～ 灰鑄鐵 180～ 220 ～ ～ ～ ～ 可鍛鑄鐵 240～ 280 ～ ～ ～ ～ 合金鋼 220～ 280 ～ ～ ～ ～ 工具鋼 36HRC ～ ～ ～ ～ 鎂、鋁合金 95～ 100 ～ ～ ～ ～ 注：摘自王興榮主編《加工中心培訓(xùn)教程》，機(jī)械工業(yè)出版社 3. 背吃刀量的確定 背吃刀量 的選擇如圖 31 所示：當(dāng)側(cè)吃刀量 d/2（ d 為銑刀直徑）時(shí)，取；當(dāng)側(cè)吃刀量 d/2≤ ＜ d時(shí)，取 =(1/4～ 1/3)d；當(dāng)側(cè)吃刀量 =d（即滿刀切削）時(shí)，取；當(dāng)機(jī)床剛性較好，且刀具的直徑較大時(shí)，可取更大。 10 立銑刀進(jìn)行輪廓加工時(shí)，背吃刀量 =2～5mm，實(shí)際用 Mastercam編程加工時(shí)， Z軸最大背吃刀量在 ～ 1mm之間。 表 33 用高速鋼鉆孔切削用量 工件材料 牌號(hào)或硬度 切削用量 鉆頭直徑 /mm 1～ 6 6～ 12 12～ 22 22～ 50 鑄鐵 160～ 200HBW (m/min) 16～ 24 f/(mm/r) ～ ～ ～ ～ 200～ 241HBW (m/min) 10～ 18 f/(mm/r) ～ ～ ～ ～ 300～ 400HBW (m/min) 5～ 12 f/(mm/r) ～ ～ ～ ～ 鋼 35 鋼、 45 鋼 (m/min) 8～ 25 f/(mm/r) ～ ～ ～ ～ 云南國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 15 / 41 15Cr、 20Cr (m/min) 12～ 30 f/(mm/r) ～ ～ ～ ～ 合金鋼 (m/min) 8～ 18 f/(mm/r) ～ ～ ～ ～ 鋁 純鋁 (m/min) 20～ 50 f/(mm/r) ～ ～ ～ 鋁合金 （長(zhǎng)切削） (