【正文】 不必考慮的問題， 如工序內(nèi)工步的安排、對刀點、換刀點、及加工路線的確定等問題，在編制數(shù)控機床加工工藝時卻不能忽略。所以一些輔助 6 動作需事先安排，譬如切削液何時打開，何時關(guān)閉，都要事先確定并寫進程序。 數(shù)控機床具有很好的柔性，當加工對象變換時，只需重新編制加工程序即可，原來的加工程序可存儲備用，也不必像組合機床那樣需要針對新加工零件重新設(shè)計組合機床，致使生產(chǎn)準備時間過長。臥式車床又有水平導(dǎo)軌和傾斜導(dǎo)軌兩種。按刀架數(shù)量分類，又可分為單刀架數(shù)控車床和雙刀架數(shù)控車，前者是兩坐標控制，后 者是 4 坐標控制。 數(shù)控車床與普通車床一樣，也是用來加工零件旋轉(zhuǎn)表面的。車床和普通車床的工件安裝方式基本相同，為了提高加工效率，數(shù)控車床多采用液壓、氣動和電動卡盤。數(shù)控車床的進給系統(tǒng)與普通車床有質(zhì)的區(qū)別，傳統(tǒng)普通車床有進給箱和交換齒輪架，而數(shù)控車床是直接用伺服電機通過滾珠絲杠驅(qū)動溜板和刀架實現(xiàn)進 給運動，因而進給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大為簡化。 按車床主軸位置分類 (1)立式數(shù)控車床 立式數(shù)控車床簡稱為數(shù)控立車，其車床主軸垂直于水平面，一個直徑很大的圓形工作臺，用來裝夾工件。 (2)臥式數(shù)控車床 臥式數(shù)控車床又分為數(shù)控水平導(dǎo)軌臥式車床和數(shù)控傾斜導(dǎo)軌臥式車床。 按加工零件的基本類型分類 (1)卡盤式數(shù)控車床 7 這類車床沒有尾座，適合車削盤類 (含短軸類 )零件。 (2)頂尖式數(shù)控車床 這類車床配有普通尾座或數(shù)控尾座，適合車削較長的零件及直徑不太大的盤類零件。 (2)雙刀架數(shù)控車床 這類車床的雙刀架配置平行分布，也可以是相互垂直分布。 （ 2）普通數(shù)控車床 根據(jù)車削加工要求在結(jié)構(gòu)上進行專門設(shè)計并配備通用數(shù)控系統(tǒng)而形成的數(shù)控車床，數(shù)控系統(tǒng)功能強，自動化程度和加工精度也比較高，適用于一般回轉(zhuǎn)類零件的車削加工。 （ 3）車削加工中心 在普通數(shù)控車床的基礎(chǔ)上，增加了 C 軸和動力頭，更高級的數(shù)控車床帶有刀庫，可控制 X、 Z 和 C 三個坐標軸，聯(lián)動控制軸可以是 (X、 Z)、 (X、 C)或 (Z、 C)。 數(shù)控機床的主要輔助裝置 數(shù)控機床輔助裝置的作用是配合機床完成對零件的輔助加工。例如從油質(zhì)、水質(zhì)、配方及元器件的挑 選開始，一直到過濾、降溫、動作等各個環(huán)節(jié)均從嚴要求。 主要有以下幾個系統(tǒng)（或叫做裝置） 自動換刀系統(tǒng)（ ATC） 冷卻系統(tǒng)（外冷、內(nèi)冷、氣吹，冷卻液處理系統(tǒng)等） 排屑系統(tǒng) 夾具系統(tǒng) 8 加工中心的工作臺交換系統(tǒng)（ APC） 數(shù)控車床的自動送料系統(tǒng) 對于加工中心除上述部件外，有的還有雙工位自動交換裝置。 隨著數(shù)控機床技術(shù)的不斷發(fā)展，其輔助裝置也會逐步變化擴展。 Mastercam 具有強勁的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。它集二維繪圖、三維實體造型、曲面設(shè)計、體素拼合、數(shù)控編程、刀具路徑摸擬及真實感摸擬等到功能于一身，對系統(tǒng)運行環(huán)境要求較低，使用戶無論是在造型設(shè)計、 CNC 銑床、 CNC車床或 CNC 線切割等加工操作中，都能獲得最佳效果。 以上版本還有支持中文環(huán)境，而且價位適 中，對廣大的中小企業(yè)來說是最理想的選擇。 Mastercam提供了多種先進的粗加工技術(shù)，以提高零件加工的效率和質(zhì)量。Mastercam 的多軸加工功能，為零件的加工提供了更多的靈活性。Mastercam 提供 400 種以上的后置處理文件以適用于各種類型的數(shù)控系統(tǒng)，我廠采用的是 FANUC 系統(tǒng)，機床為四軸聯(lián)動臥式銑床。 使用 Mastercam 實現(xiàn) DNC 加工 , DNC（直接數(shù)控）是指用一臺計算機直接控制多臺數(shù)控機床，其技術(shù)是實現(xiàn) CAD/CAM 的關(guān)鍵技 術(shù)之一。利用 Mastercam 的 Communes 功能進行通訊，而不必考慮機床的內(nèi)存不足問題 ,經(jīng)大量的實踐，用 Mastercam 軟件編制復(fù)雜零件的加工程序極為方便，而且能對加工過程進行實時仿真，真實反映加工過程中的實際情況，不愧為一優(yōu)秀的 CAD/CAM 軟件。 一、 三維設(shè) 計系統(tǒng) 完整的曲線功能：可設(shè)計、編輯復(fù)雜的二維、三維空間曲線。尺寸標注、注釋等也很方便。還具有曲面修剪、曲面間等（變）半徑導(dǎo)圓角、導(dǎo)角 、曲面偏置、延伸等編輯功能。 二、銑床 3D 加工系統(tǒng) 完整三維設(shè)計系統(tǒng)。 型腔加工：加工方式多達 8 種以上?？?斜線及螺旋式入刀、退刀。 實體加工：在實體上自動確定加工外形參數(shù)。 可定義刀具庫、材料庫等?？勺鰧嶓w切削模擬。 可同各種 CNC 控制器， DNC 傳輸。 精車、粗車、螺紋加工。 鉆孔、鏜孔。 可產(chǎn)生切削循環(huán)指令。 自動計算刀具補正、過切偵測。 該零件主要由凸臺、曲面及外輪廓組成。零件毛坯為 160mm 120mm 30mm 的板材。 蝴蝶形零件圖如下圖 21 所示： 其余.3.6 圖 21 蝴蝶形零件圖 蝴蝶形零件的三維實體圖如下圖 22 所示： 11 圖 22 蝴蝶形零件三維實體圖 確定 加工內(nèi)容以及技術(shù)要求 該零件主要由中心的輪廓、凸臺、曲面以及孔組成，按照工件外形特點，該工件的主要加工內(nèi)容可分為零件毛坯表面， 2 個矩形凸臺，一個曲面凸臺和 2 個通孔，蝴蝶形凸臺。對這幾項要求進行綜合分析，才能決定最終的工藝方案。 （ 1） 矩形凸臺的技術(shù)要求 矩形凸臺的寬為 o?? mm 為 ?? mm 為 ?? mm。 （ 6） 2 孔的直徑為 712H? mm 12 第三章 蝴蝶形零件數(shù)控加工工藝分析 零件工藝性分析 該零件為平板輪廓零件。 零件圖尺寸標注完整，符合數(shù)控加工尺寸標注要求；輪廓描述清楚完整；零件材料為 45 鋼，切削加工性能較好，無熱處理和硬度要求。 （ 2） 表面的凸臺 均為多個尺寸的設(shè)計基準，相應(yīng)工序加工前，應(yīng)該先 里后外銑出來。 銑削是 一種常見的金屬冷加工方式，和車削不同之處 在于銑削加工中刀具在主軸驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn)，而被加工工件處于相對靜止 ， 用高速旋轉(zhuǎn)的銑刀在毛坯上走刀，切出需要的形狀和特征。數(shù)控銑床可以進行復(fù)雜外形和特征的加工。 在選擇數(shù)控銑削加工內(nèi)容時，應(yīng)充分發(fā)揮數(shù)控銑床的優(yōu)勢和關(guān)鍵作用。 （ 2） 已給出數(shù)學模型的空間曲線或曲面。 （ 4）用普通機床加工時難以觀察、控制及檢測的內(nèi)腔、箱體內(nèi)部等。 （ 6）能夠在一次裝夾中順帶加工出來的簡單表面或形狀。 適合數(shù)控銑削的主要加工對象有以下幾類：平面輪廓零件、變斜角類零件、空間曲面輪廓零件、孔和螺紋等。根據(jù)以上條件可選擇兩軸以上的數(shù)控銑床。該銑床的功能參數(shù)以及編程特點如下。其編程具有以下特點 : （ 1）工藝分析 由于零件加工的工序多，使用的刀具種類多，甚至在一次裝夾下，要完成粗加工、半精加工與精加工，周密合理地安排各工序加工的順序，有利于提高加工精度和提高生產(chǎn)效率。 （ 3）足夠的換刀空間 有些刀具直徑較大或尺寸較長，自動換刀時要有足夠的換刀空間，避免發(fā)生撞刀。 （ 5）認真檢查程序 由于手動編程比自動編程出錯率要高，特別是在操作現(xiàn)場，為加工而臨時編程時，出錯率更高，認真檢查程序并安排好試運行就更為必要。這種安排便于按每一工序獨立調(diào)試程序，也便于因加工工序不合理而做出 重新調(diào)整。但要將加工部位敞開，不能因為裝夾工件而影響進給和切削加工。 夾具選用機用虎鉗，將機用虎鉗安裝在工作臺上，并以已加工過的底面為定位基準，用機用虎鉗夾緊工件前后兩側(cè)面。應(yīng)根據(jù)機床 的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量，以及其他相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工時的剛性。在用 8? mm 的立銑刀進行精加工 3 個矩形凸臺，在 用 8? mm 的球頭銑刀精加工曲面。刀 具清單見表 32。銑削方式的選擇應(yīng)視零件圖樣的加工要求，工件材料的性質(zhì)、特點以及機床、刀具等條件綜合考慮。但是在數(shù)控機床加工時建議采用順銑，因為數(shù)控機床一般都采用滾珠絲杠，滾珠絲杠的特點是間隙小，傳遞精度高，采用順銑不會產(chǎn)生普通絲杠出現(xiàn)的問題，而且能夠更好地 15 提高已加工表面光潔度與刀具使用壽命。 由于零件表面及輪廓表面需要良好的粗糙度，所以本零件加工的切削方式選擇順銑加工。切削用量的小直接影響機床的性能、刀具的磨損、加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 切削用量的選擇原理： （ 1）粗加工時切削用量的選擇原則：首先選取盡可能大的進給量；其次要根據(jù)機床動力和剛性的限制條件等，選取盡可能大的進給量；最后根據(jù)刀具耐用度確定最佳的切削速度。 確定主軸轉(zhuǎn)速與進給速度時，先查閱切削用量手冊，確定切削速度與每齒進給量，然后進行計算，具體切削用量見表 33。 表 34 蝴蝶形零件 加工生產(chǎn)量具清單 序號 名稱 規(guī)格 數(shù)量 備注 1 游標卡尺 0～ 150mm 1 測量寬度 2 千分尺 25～ 50mm 1 測量高度 冷卻方式采用切削液。冷卻液由復(fù)雜的化學配方組合而成，以滿足這些專門性能要求。為了滿足這些要求，冷卻液配方已經(jīng)衍生出數(shù)以百計其有不同功能的產(chǎn)品。但是，加工車間不同冷卻液引起了交叉污染和廢液不相容等問題。 如今，機加工廠趨向于在車間對所有工藝都采用一種或有限數(shù)目的冷卻液。而對如此眾多的工藝和市場上大量的冷卻液品種，機加工廠在針對其操作而選擇性能最佳、最經(jīng)濟的冷卻液方而遇到了復(fù)雜的挑戰(zhàn)?；?本了解一下三大類主要冷卻液 —— 純油、可溶油及合成劑 —— 的各種成分如何對性能產(chǎn)生影響，可以使冷卻液的選擇變得簡單。 設(shè)計加工工序 設(shè)計加工工序 本零件由于需要銑的深度較大，殘留的殘料較多，由于考慮到加工路線最短、加工效率較快的加工原理。 第一步是面銑，讓其表面粗糙度及光潔度相同。 第三布是精加工，分別精加工 3 個矩形凸臺和一個曲面凸臺。 數(shù)控加工工序卡 為了更好地指導(dǎo)編程和加工操作，把該零件的加工順序、所用刀具和切削用量等參數(shù)編入下表 34 所示蝴蝶形零件數(shù)控加工工序卡中。 蝴蝶形零件三維圖如 41 所示。 30 致謝 經(jīng)過將近一個月的時間，我終于把畢業(yè)設(shè)計做好了，在做的過程中，才知道平時上課時老師講的東西 是多么的重要，如果沒有學好的話，真的不知道從何入手，真難以想象，如果上課的時候在睡覺、在看小說、在做一些無關(guān)緊要的事情的話，自己的畢業(yè)設(shè)計最終做出來是什么樣子的。 通過做畢業(yè)設(shè)計，讓我對以前所學的專業(yè)知識有了進一步的理解，讓我知道，原來老師教的東西知識一些入門的知識，如果想學，還有很多很多，多到無法想象的境 地。這算是我的優(yōu)