【正文】 發(fā)展，如自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。其中圖形交互式系統(tǒng)應(yīng)用的最為廣泛，圖形交互式編程系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD）軟件為基礎(chǔ)，首先形成零件的圖形文件，然后再調(diào)用數(shù)控編程模塊，自動(dòng)編制加工程序，同時(shí)可動(dòng)態(tài)顯示刀具的加工軌跡。 7） 集成化 數(shù)控系統(tǒng)采用高度集成化的芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟、硬件運(yùn)行****本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 緒論 4 速度，應(yīng)用平板顯示技術(shù)可提高顯示器的性能。 8）開放式閉環(huán)控制模式 采用通用計(jì)算機(jī)組成的總線式、模塊化、開放、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁減、擴(kuò)展和升級(jí)，可以組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。由于制造過程是一個(gè)多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程，包括諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪音、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實(shí)現(xiàn)加工過程 的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實(shí)現(xiàn)加工過程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過程變。 ****本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 數(shù)控銑削加工工藝 5 2 數(shù)控銑削加工工藝 零件的工藝性分析 （ 1）零件圖的尺寸標(biāo)注應(yīng)符合編程方便的原則 零件圖的尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn)。這樣的標(biāo)注方法既便于編程，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，在保證設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、檢查基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)設(shè)置的一致性方面帶來很大的方便。對(duì)零件進(jìn)行手工編程時(shí)，要計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。 （ 2）要徹底讀懂零件圖樣 零件圖樣的尺寸是否標(biāo)注全，有無漏、多尺寸的情況，有無封閉尺寸，尺寸的標(biāo)注方法是否方便編程，零件的結(jié)構(gòu)是否表示清楚了，視圖是否完整，各幾何元素間的相互關(guān)系（如相切、相交、垂直、平行等） 是否明確。如圖 所示，當(dāng) R 小于 （ H 為被加工內(nèi)輪廓面的最大高度）時(shí)，其加工的工藝性不好。當(dāng)被加工表面的凹圓弧尺寸較多時(shí)，應(yīng)該盡量統(tǒng)一，以減小使用的銑刀的數(shù)量，保證零件表面光滑。零件被加工的底面與側(cè)面相交處的圓角半徑是否太大，如圖 所示，當(dāng)?shù)毒邎A角半徑 r 越大時(shí)，銑刀端刃銑削平面的能力就越差，效率也就越低，應(yīng)該盡量的避免。零件的精度（尺寸、形狀、位置）是否能夠保證，表面質(zhì)量是否保證。 （ 5）要研究分析零件的剛性。當(dāng)加工薄壁而且面積較大的零件時(shí)，在其加工完后也易引起加工變形，很難保證精度。零件上如果有統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，便可保證零件在多次裝夾定位后各加工表面之間的位置精度。 （ 7）要研究分析零件的毛坯和材料。 ****本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 數(shù)控銑削加工工藝 7 、 裝夾方案的確定 （ 1）定位基準(zhǔn)的選擇 在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)該減小裝夾的次數(shù)，盡量做到在一次安裝中能夠把零件上所有要加工的表面都加工出來。對(duì)于薄壁的零件，選擇的定位基準(zhǔn)應(yīng)該有利于提高加工的剛性，以減小切削變形。 （ 2）夾具的選擇 在選擇夾具的時(shí)候有兩個(gè)基本的要求。 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)試夾具及其它通用夾具，來縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。在選擇夾具時(shí)還要保證零件的裝卸要快速、方便、可靠。 、 數(shù)控加工刀具 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的主要內(nèi)容之一，不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工的質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具的要求比普通機(jī)床要高、除了要求較好的剛性和尺寸穩(wěn)定性、較長(zhǎng)的壽命、良好的切削性能外，還要求安裝調(diào)整方便。為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量時(shí)，需要?jiǎng)傂院玫牡毒?，剛性差的刀具在大切削用量時(shí)很容易斷刀。當(dāng)被加工的零件表面的加工的余量不一樣的時(shí)候，若采用剛性好的刀具就可以不必?fù)Q刀，從而減少了換刀次數(shù)。由于數(shù)控銑床靠程序來控制精度，刀具如果磨損很快，則被加工零件的尺寸精度和型面精度就很難保證，故要用耐用度高的刀具。 （ 2）數(shù)控加工刀 具材料 高速鋼。它不僅可以用來制造鉆頭、銑刀，還可以用量制造齒輪刀具、成形銑刀等復(fù)雜刀具。 硬質(zhì)合金。在中速和大切削中發(fā)揮出優(yōu)良的切削性能。 陶瓷材料。陶瓷材料具有高硬度、高 強(qiáng)度、耐磨性好、化學(xué)性能穩(wěn)定性好、摩擦因素低、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。 CBN 是人工合成的高硬度材料，其硬度和耐磨性僅次于金剛石，有極好的高溫硬度，與陶瓷材料相比，其耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性稍差，但沖擊韌度和抗破壞性能較好。 PCD 作為最硬的刀具材料，硬度很高，具有很好的耐磨性，它能夠以高硬度和高精度加工軟的有色金屬材料，但它對(duì)沖擊敏感，容易破裂，而且對(duì)黑色金屬中的鐵的親和力強(qiáng)，容易引起化學(xué)反應(yīng)，一般只能用于加工非鐵零件。在加工時(shí)，對(duì)于平面零件的周邊輪廓常采用立銑刀。在選擇銑刀時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：刀具半徑 r應(yīng)該小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑（一般為其 ~ 左右）；零件的加工高度 H 小于等于（ 1/4~1/6） r，以保證刀具具有足夠的剛度；對(duì)不通孔或深槽，選取 L=H+(5~10)mm,其中 L為刀具切削部分的長(zhǎng)度， H 為零件的高度；加工外型及通槽時(shí)，選取 L=H+R+(5~10)mm,其****本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 數(shù)控銑削加工工藝 9 中 R 為刀尖角半徑。精銑時(shí)，銑刀直徑要大些，盡量包容工件的整個(gè)表面加工寬度，以提高加工精度和效率，并減小相鄰兩次進(jìn)給之間的接刀傷痕。球頭銑刀和環(huán)形刀用于加工立體面，鼓形刀和錐形刀用于加工一些變斜角的零件。 在內(nèi)輪廓加工時(shí)，要注意刀具的半徑小于輪廓曲線的最小曲率半徑，在自動(dòng)換刀機(jī) 床中要預(yù)先測(cè)好刀具的結(jié)構(gòu)尺寸和調(diào)整尺寸，以便在加工時(shí)進(jìn)行刀具的補(bǔ)償。 鉆頭。 鏜刀。 鉸刀。除此之外，還有機(jī)夾硬質(zhì)合金刀片單刃鉸刀和浮動(dòng)鉸刀等。切削用量包括主軸的轉(zhuǎn)速、背吃刀量 、進(jìn)給量。 背吃刀量。在剛度允許的情況下，盡量選擇較大的背吃刀量來減少進(jìn)給次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。在加工鑄、鍛件時(shí)應(yīng)該盡量使背吃刀量大于硬皮層的厚度，以保護(hù)刀尖。主軸轉(zhuǎn) 速主要根據(jù)允許的切削速度選取。而切削速度與主軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下公式所示： wcdvn ??? ?1000 式中 : wd 切削刃選定點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的工件或刀具的最大回轉(zhuǎn)直徑 ,單位為 mm n主軸轉(zhuǎn)速，單位為 r/min cv 切削速度，單位為 m/min 進(jìn)給量（ mm/min 或 mm/r）。當(dāng)零件的加工精度、表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給量應(yīng)該取小值。 切削液的選擇 在金屬切削過程中合理的選擇切削液，可以改善切屑、工件、與刀具間的摩擦狀況，抑制積屑瘤和鱗刺的生長(zhǎng)，從而降低切削力和切削溫度，減少刀具的磨損和工件的熱變形，提高刀具的耐用度，提高加工效率 和加工質(zhì)量。常用的切削液主要有水溶液、乳化液、切削油。當(dāng)在加工鑄鐵、黃銅等脆性材料時(shí)，一般 不用切削液，以免崩脆的切屑粘附在機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件上。在切削有色金屬和銅、鋁合金時(shí)，為了得到較高的表面質(zhì)量和精度，可以采用 10%20%的乳化液、煤油或煤油與礦物油****本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 數(shù)控銑削加工工藝 11 的混合物。 、 進(jìn)給路線的確定 銑削加工路線的確定 銑削加工路線的確定原則主要有以下的幾點(diǎn)： 1）加工的路線應(yīng)該保證零件的加工精度和表面粗糙度，且效率要高。 3）應(yīng)該使加工路線最短，這樣即可以減少程序段，有可以減少空刀的時(shí)間。 （ 1）順銑和逆銑的選擇 當(dāng)工件表面沒有硬皮，機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)沒有間隙時(shí)，采用順銑加工。反之，若被加工的表面有硬皮，進(jìn)給機(jī)構(gòu)有間隙，應(yīng)該采用逆銑來加工表面，應(yīng)為這樣刀具從已加工表面切入，不會(huì)產(chǎn)生崩刃。刀具在切入零件時(shí)，應(yīng)該避免沿零件外輪廓的法向切入，以免產(chǎn)生刀痕。刀具在切出零件時(shí)，也應(yīng)該沿切削點(diǎn)延長(zhǎng)線或者切削方向切出，而不能在切削點(diǎn)出直接抬刀。而刀具可以沿一個(gè)過度圓弧切入和切出工件輪廓，以保證不留刀痕，圓弧的大小由內(nèi)輪廓零件的尺寸 而定。通常加工內(nèi)槽的方法有三種：行切法、環(huán)切法、先行切法后環(huán)切法。所以在加工內(nèi)槽時(shí)通常先采用行切法切去中間部分的余量，再用環(huán)切法加工出內(nèi)槽的形狀。 如圖 行切法 ****本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 數(shù)控銑削加工工藝 13 如圖 環(huán)切法 如圖 行切法加環(huán)切法 孔加工路線 在數(shù)控立式銑床中，對(duì)孔進(jìn)行加工時(shí)，首先將刀具移動(dòng)到 XOY 平面上孔中心的位置上，然后刀具再沿 Z 向進(jìn)行進(jìn)給加工。定位迅速可以減小空行程的時(shí)間，提高加工的效率。在確定 Z 向的加工路線時(shí)，刀具分為快速移動(dòng)加工路線和工作進(jìn)給路線。在 加工多個(gè)孔時(shí)，在保證不會(huì)發(fā)生刀具碰撞的前提下，****本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 數(shù)控銑削加工工藝 14 當(dāng)?shù)毒呒庸ね暌粋€(gè)孔后，刀具只需要退到 R 面，從而減小了空刀的時(shí)間（如圖）。 (2)半精加工階段。 （ 3）精加工階段。 （ 4）光整加工階段。主要目標(biāo)是以提高尺寸精度和減小表面的粗糙度為主，一般不用來糾正形狀精度和位置精度。該階段是按照超穩(wěn)定，超微量切除等原則，實(shí)現(xiàn)加工尺寸誤差和形狀誤差在 微米以下 的加工技術(shù)。 工序集中的原則就是指每道工序包括可能多的加工內(nèi)容。工序集中一般使用結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械化，自動(dòng)化程度高的機(jī)床。 2）減少工序數(shù)目，減少運(yùn)輸工作量，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)計(jì)劃工作，縮短了生產(chǎn)周期。 4） 工序分散原則就是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行。其特點(diǎn)是： 1）采用了比較簡(jiǎn)單的機(jī)床和工藝設(shè)備。 3）生產(chǎn)設(shè)備工作量小，容易變換產(chǎn)品。 工序劃分的方法 （ 1）按所用的刀具劃分。即以同一把刀具完成的那一部分工藝過程為一道工序。即以每一次 裝夾完成的那一部分工藝過程為一道工序。 （ 3）按粗、精加工劃分。這種方法使用于加工后變形較大，需要粗、精加工分開的零件。即以完成相同型面的那一部分工藝過程為一道工序。 工藝文件的制定 零件的加工工藝設(shè)計(jì)完成以后，就應(yīng)該將有關(guān)的內(nèi)容填入各種相應(yīng)的表格或者卡片中，以便貫徹執(zhí)行并將其 作為編程和生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備的依據(jù)。數(shù)控加工的工藝文件除了包括機(jī)械加工工藝過程卡、機(jī)械加工工藝卡、數(shù)控加工工序卡外，還包括數(shù)控加工刀具卡。它的內(nèi)容包括工序及各工步的加工內(nèi)容；本工序完成后工件的形狀、尺寸和公差；各工步切削參數(shù)；本工序所用的機(jī)床、刀具和工藝安裝等。它也是用來編制零件加工程序和指導(dǎo)生產(chǎn)的重要工藝文件。考慮到零件的結(jié)構(gòu)和形狀，還有實(shí)際加工時(shí)所用的機(jī)床的加工特點(diǎn)，選擇零件的底面為裝夾定位面，夾具采用虎口鉗。 考慮到零件的長(zhǎng)、寬、高最大尺寸分別為 90mm、 90mm、 10mm，所以選擇毛坯的尺寸為 96X104X30 的立方體。 ****本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 零件銑削加工工 藝分析 17 圖 零件圖 確定加工方法和加工路線 選擇加工方法 零件的表面及臺(tái)階面的的粗糙度要求為 ?aR ,所以在銑削加工時(shí)，可以分別調(diào)用 CYCLE71/CYCLE72 先粗銑 ,再精銑的方案。在對(duì)圓槽進(jìn)行加工時(shí)，考慮到機(jī)床的加工的精度和定位的精度較高，所以在加工直徑為 20mm 的圓槽時(shí)，可以采用帶端刃的立銑刀，調(diào)用循環(huán) POCKET4 進(jìn)行粗銑和精銑加工，就能夠滿足零件的加工精度的要求。對(duì)于零件上的兩個(gè)凹槽可以調(diào)用循環(huán) POCKET1 并且利用立銑刀進(jìn)行粗銑和精銑將其加工出來。同時(shí)，在刀具切入和切出時(shí)，為了避免在刀具的切入和切出處留下進(jìn)刀和退刀的刀痕，所以刀具應(yīng)該沿零件的切向切入和切向切出。 ****本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 零件銑削加工工 藝分析 18 選擇切削用量 由于零件的毛坯選擇的是鋁件，所以其切削的加工性能好，采用加工所用的機(jī)床是數(shù)控立式銑床，考慮到實(shí)際所用的立式銑床 (教學(xué)型銑床 ,剛性較差 )的性能和加工的特點(diǎn)，其背吃刀量（即每次最大銑削深度 MID）的最大取值為 2mm，又由于加工零件的表面的粗糙度要求較高為 ,所以在加工時(shí)需要進(jìn)行粗、精加工，所以在粗加工時(shí)，選擇的背吃刀量 MID 為 ，精加工時(shí)選擇的精加工余量 (輪 廓方向 FAL 或深度方向 FALD)為 。在精加工時(shí)，為了保證表面和輪廓加工的精度要求，選擇的輪廓方向的進(jìn)給量為（即 FFP1）為 80mm/min，深度方向的進(jìn)給量（即 FFD）為 40mm/min。所以當(dāng)選擇 40? 的面銑刀對(duì)零件進(jìn)行銑削加工時(shí)，其主軸的轉(zhuǎn)速： m i n/12734016010001000 rd vn ????? ?? ?? 經(jīng)過計(jì)算可得，可選擇其粗加工的主軸轉(zhuǎn)速為 1000r/min，精加工的主軸轉(zhuǎn)速為 1200r/min。所以在用其余銑刀進(jìn)行加工時(shí)，粗加工選擇的主軸轉(zhuǎn)速為 1000r/min，精加工選擇的 主軸轉(zhuǎn)速為 1200r/min。 切削三要素的選擇詳見表 表 切削三要素 主 軸 轉(zhuǎn) 速(r/min) 進(jìn)給速度 (m