【正文】 9。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 min/r ， G00 快速點定位速度最大是 5000 min/mm ,G01 直線插補速度最大是 2500 min/mm ，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 300kg ，氣壓源要求是 。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φ 6 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，要加工 球面，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φ 6 的立銑刀。 加工底面的球時，選擇φ 6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 備注 規(guī)格名稱 數(shù)量 刀長 /mm 1 T01 Φ 80 面 銑刀 1 45 粗銑毛坯 2 T02 Φ 6平頭立銑刀 1 30 去除內(nèi)腔大部 分余量 3 T02 Φ 6平頭立銑刀 1 30 銑兩橢圓 4 T02 Φ 6平頭立銑刀 1 30 銑內(nèi)腔輪廓 銑圓 角 5 T02 Φ 6平頭立銑刀 1 30 內(nèi)腔底部邊倒 圓 6 T03 Φ 6球頭立銑刀 1 30 底部球面 附：粗加工時選用φ 6 的高速鋼立銑刀，精加工時選用φ 6 的硬質(zhì)合金立銑刀 切削用量的選擇 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、切削深度或?qū)挾?、進給速度（進給量）等。 精加工 內(nèi)腔兩橢圓 輪廓 時留 的銑削余量。進給量 與進給速度是數(shù)控銑床加工切削用量中的重要參數(shù)，根據(jù)零件表面的表面粗糙度、加工要求精度、刀具及材料等因素 ，參考表 2選取。銑刀為多齒刀具，其進給速度 fv 、刀具轉(zhuǎn)速 n 、道具齒數(shù) Z 及進給量f 的關(guān)系為 fv znZf? ?？梢杂媒?jīng)驗公式計算，也可用根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，在機床說明書允許的且學速度范圍內(nèi)查閱有關(guān)切削用量手冊。 實際編程中，切削速度 cv 確定后，還要按式 1000/dnvc ?? 計算出銑床主軸的轉(zhuǎn)速 n ( min/r ),并填入程序 中。其計算公式為： dvn c ?/1000? () cv — 切削速度，單位為 min/m n — 主軸轉(zhuǎn)速，單位為 min/r D — 刀具直徑，單位為 mm 。 根據(jù)公式 ： m i n/ 5 9 2)6*(30*1 0 0 0 rn ?? （粗銑） 取 min/1600rn ? m i n/ 1 8 4)6*(60*1 0 0 0 rn ?? （精銑） 取 min/3000rn ? ② 確定進給速度 根據(jù)銑刀齒數(shù)、主軸轉(zhuǎn)速和切削用量手冊中給出的每齒進給量，其根據(jù)公式為： fv = nf? = ZNFz? () 式中： ZF —— 每齒進給量，單位 zmm/ Z —— 銑刀的齒數(shù) N —— 刀具的轉(zhuǎn)速 min/r Φ 6mm 的立銑刀齒數(shù)為 3，每齒進給量 ZF 見 表 2 則： m i n/4 8 01 6 0 0*3* mmV f ?? （粗銑） m i n/9 0 03 0 0 0*3* mmV f ?? （精銑） ③ 確定背吃刀量 背吃刀量根據(jù)機床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。工藝卡見表 4 表 4 本 腔零件加工工藝卡 工步號 工步內(nèi)容 刀具號