【正文】 ely according to process chart39。但是機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)越來越合理，其性能、精度和效率日趨提高，更新?lián)Q代頻繁，生產(chǎn)類型由大批量生產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)換。據(jù)統(tǒng)計數(shù)控加工與編制加工程序的時間之比為1：30，所以提高生產(chǎn)效率，程序的編制是關(guān)鍵。本次零件的手動編程，縮短編程時間，提高生產(chǎn)效率。手動編程與自動編程應(yīng)用較多。手動能繪制簡單零件的程序，但是適應(yīng)零件的范圍廣，改動很快捷，這次零件結(jié)構(gòu)簡單，適合手動編程。 零件圖分析與數(shù)字化建模分析零件圖選擇毛坯的尺寸，對零件加工尺寸、表面粗糙度等技術(shù)要求綜合分析，得出零件的加工過程，最后選擇合適的機床。目前主要的CAD/CAM軟件有UG、PRO/E、CAXA、MasterCAM等。它不僅三維建模功能強大，而且整個軟件功能齊全，仿真刀路加工很形象，再加上對UG數(shù)字化建模的熟悉，所以選擇了UG這個軟件生成零件的立體圖。再使用邊倒圓功能來滿足零件的要求。兩橢圓正交形成的內(nèi)腔，然后倒圓角，再對內(nèi)腔底部的輪廓進行邊倒圓，最后銑出球面。毛坯選擇的是長方體，四周便與裝夾，用臺虎鉗能滿足零件的加工，而且現(xiàn)有數(shù)控銑床用的夾具就是臺虎鉗，節(jié)約選擇夾具的時間。零件是內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，所以從中心入刀，每層進給3mm的深度，分層銑削，先粗加工，加工完測量尺寸，改刀補進行精加工。 手動編寫程序了解數(shù)控程序的意義和編制的格式、要求、特點等，在結(jié)合零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，編制出合理的程序。雖然現(xiàn)在程序有自動編程，半自動編程，但是我選擇手動編程是因為，在簡單的程序，自動與半自動都是由很多的坐標構(gòu)成的，這對于機床本身就有不小的運算負荷，機床存儲空間不能滿足不說，加工的效率也很難保證，對于球面加工CAD/CAM軟件是不能智能分辨曲面的概念。[3]它把機床功能參數(shù)與編程語言結(jié)合，而且靈活的參數(shù)設(shè)置也使機床具有最佳的工作性能，同時也給予操作人員極大的調(diào)整空間。+所以用宏程序編制了曲線、圓角、球面的加工程序，結(jié)合數(shù)控銑床的加工特點，完成這次設(shè)計。這次的畢業(yè)設(shè)計很重要，貼合實際，跟住了時代的步伐。在長方體上表面由兩個橢圓正交形成的階梯形內(nèi)腔，第一階梯2mm深，第二階梯向里偏置2mm深度為8mm。在內(nèi)腔的底部整個輪廓進行邊倒圓，邊倒圓半徑R=4mm。圓球的半徑R=。留粗加工余量。零件的尺寸公差為IT14，表面粗糙度為給出要求，按一般數(shù)控加工方法，可以保證達到要求。 該零件為對稱圖形，且只在一面上加工銑削，所以只需要一次裝夾就能加工出來。改腔體內(nèi)部有邊倒圓（R=4mm），所以要選擇球頭銑刀。零件的尺寸標注較統(tǒng)一，且無封閉尺寸；構(gòu)成該零件輪廓形狀的各幾何元素條件充分無互相矛盾之處，有利于編程和數(shù)控加工。 零件的加工過程整體加工步驟是由上而下的加工，以零件的中心為原點，每次下3mm的深度，把大部分的余量銑去。注意的是在底部加工橢圓是留一個高4mm寬4mm的臺階，為下面邊倒圓留加工余量。一同樣的方法一層層套用該宏程序，加工出圓角。最后是在底部加工圓球。 數(shù)字化建模UG軟件建模 如：圖2圖2 零件的立體圖打開UG，新建prt文件，Ctrl+m進入建模環(huán)境，選擇立方體命令，創(chuàng)建100*100*30的長方體。以原點為旋轉(zhuǎn)中心，把上一步創(chuàng)建的橢圓旋轉(zhuǎn)90度。將生成的橢圓輪廓②向Z軸負方向拉伸2mm的距離，并與長方體求差。生成的橢圓輪廓③同方向拉伸10mm與長方體求差。第一階梯的倒圓角R=8mm，第二階梯的倒圓角R=10mm。最后用草圖在XZ平面內(nèi)畫出半個球面的截面輪廓，用回轉(zhuǎn)中心的命令與底部求差，在底部的平面上生成一個深度為4mm，寬度為35mm的球面，球的半徑R=，完畢后保存。所以粗基準為毛坯的待加工表面，及毛坯的上表面。把上一步加工的平面作為精基準，這樣使加工表面在一個平面的位置上。即設(shè)計基準、工藝基準和編程基準統(tǒng)一，這樣可以減少基準不重合時產(chǎn)生的誤差和數(shù)控編程中的計算量，并可以較少裝夾次數(shù)，更保證了零件的尺寸要求。 裝夾方案的確定在機床加工工件時，為保證工件加工精度，必須正確裝夾工件，使其相對機床切削成形運動和刀具占有正確的位置。[4]在本設(shè)計中，采用虎臺鉗機構(gòu)對工件進行裝夾。所以裝夾零件時候，底部加上墊塊，保證毛坯水平的底面放置水平，這樣粗銑加工平面，保證加工平面的平行度，臺虎鉗能滿足要求。裝夾示意如圖3所示。該零件是對稱圖形，先找到零件的中心，就能夠?qū)崿F(xiàn)零件的加工。用兩軸聯(lián)動的數(shù)控銑床上進行加工。余量的去除時，先走中間的圓，然后十字相交去除其余的余量。先從原點進刀，走到橢圓圓弧的起點，走單一橢圓，然后旋轉(zhuǎn)加工出另一個橢圓。注意的是底部留個邊倒圓的余量。對于零件加工的深度進給有兩種方法：一種是在XZ或YZ平面內(nèi)往復(fù)銑削進給到要求的深度位置，另一種是先打出一個工藝孔，然后從工藝孔的上方進給到要求的深度位置。每次進給34mm的深度。 機床的選擇及說明根據(jù)以上計算要求，本設(shè)計用TK7640（不帶刀庫）數(shù)控銑床進行加工，這是采用FANUCOi系統(tǒng)，其自身重量為3000kg，工作臺行程X、Y、Z的范圍是600*400*600mm，主軸為無極變速，其變速范圍是203000，G00快速點定位速度最大是5000,G01直線插補速度最大是2500，刀柄采用BT40的型號，電源有24V低壓提供控制電路以及380V高壓提供主軸工作，工作臺允許的最大重量為300。再者為了適應(yīng)數(shù)控銑床加工過程中切削用量難以調(diào)整的特點。(2) 銑刀的耐用度要高在本次零件加工是φ6的立銑刀多次使用，如果刀具耐用度不高，磨損的快，不僅影響零件表面的質(zhì)量和加工精度，而且會曾加換倒與對刀次數(shù)，從而導(dǎo)致零件加工表面留下因?qū)Φ墩`差形成的接刀臺階，降低零件的表面質(zhì)量。因為加工的是內(nèi)部腔體，排削更加重要，不然切屑粘刀形成積屑瘤在數(shù)控銑削在倒圓角，銑球面時影響表面質(zhì)量。 本次加工使用銑刀種類加工中心刀具一般由刀具和刀柄兩部分組成,由于要完成自動換刀功能,要求刀柄滿足主軸的自動松開夾緊的功能,以及滿足自動換刀機構(gòu)的機械抓取、移動定位功能。為了零件加工的需要，現(xiàn)在主要以常用的面銑刀、立銑刀、模具銑刀(包括球頭銑刀)加以簡要介紹。主偏角為90176。(2) 立銑刀在這次加工中，為內(nèi)部腔體的加工，銑到內(nèi)部的圓角，曲面面，邊倒圓等。(3) 模具銑刀在這次加工中，所以用到了球頭銑刀。 加工零件刀具的選用根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，銑削內(nèi)腔輪廓時，銑刀直徑受到橢圓內(nèi)腔限制見圖4，取φ6的立銑刀。加工底面的球時，選擇φ6的硬質(zhì)合金球頭立銑刀。圖4刀具在橢圓最小輪廓位置時的加工表1 零件加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名稱平面兩橢圓正交內(nèi)腔零件零件圖號1序號刀具號刀具加工表面?zhèn)渥⒁?guī)格名稱數(shù)量刀長/mm1T01Φ80面銑刀145 粗銑毛坯2T02Φ6平頭立銑刀130去除內(nèi)腔大部分余量3T02Φ6平頭立銑刀130銑兩橢圓4T02Φ6平頭立銑刀130銑內(nèi)腔輪廓銑圓角5T02Φ6平頭立銑刀130內(nèi)腔底部邊倒圓6T03Φ6球頭立銑刀130底部球面附：粗加工時選用φ6的高速鋼立銑刀，精加工時選用φ6的硬質(zhì)合金立銑刀 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、切削深度或?qū)挾取⑦M給速度（進給量）等。 進給量()與進給速度()的選擇銑削加工的進給量是指刀具轉(zhuǎn)一周，工件與道具沿進給運動方向的相對位移量；進給速度是指單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進給方向的相對位移量。工件剛性差或刀具強度低時，應(yīng)取小值。[6]表2 銑刀每齒進給量fz工件材料每齒進給量粗銑精銑高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀鋼鑄鐵()的選擇根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進給量及刀具耐用度選擇切削速度。本次設(shè)計參考表3選取。[6]表3 銑削速度參考值工件材料硬度/HBS切削速度/高速鋼銑刀硬質(zhì)合金刀具鋼2551842661502553251236541203254256213675鑄鐵19021366615019026091845901603202130①主軸轉(zhuǎn)速的計算 本設(shè)計主軸轉(zhuǎn)速根據(jù)允許的切削速度和刀具的直徑來選擇。45剛的HBS為250，所以高速剛銑刀查表3得最佳切削速度是1236m/min，取 為30m/min，硬質(zhì)合金銑刀得最佳切削速度是54120m/min，取為60m/min，在前面提到受到加工輪廓及去余量的限制，選Φ6mm的立銑刀。數(shù)控的取代就是解決了這樣的繁雜過程的人工操作形式。[7] 數(shù)控編程的方法數(shù)控編程有手工編程和計算機輔助編程兩大類。它要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控指令及編程規(guī)則，而且還要具備數(shù)控加工工藝知識和數(shù)值計算能力。自動編程使得一些計算繁瑣、手工編程困難或無法編出的程序能夠順利地完成。我們采用順銑