底座零件的數(shù)控加工與編程設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文答辯資料】

需要購買對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 題目： 底座零件 的數(shù)控加工與編程 班 級(jí)： 04143 班 姓 名： 龐 涵 專 業(yè)： 數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用 指導(dǎo)教師： 楊瑞蘭 答辯日期： 2007 年 6 月 20 日 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 2 摘 要 本文通過對(duì)底座零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，需要對(duì)其進(jìn)行編程、鉆孔、銑削等數(shù)控加工，能較好地滿足了實(shí)際精度要求，提高了加工質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。 合適的工藝規(guī)程可以加工出符合精度要求的合格零件。依據(jù)整體功能確定各部位的結(jié)構(gòu)并進(jìn)行設(shè)計(jì)造型。從結(jié)構(gòu)上分析零件，制定加工所需的工藝規(guī) 程，從毛坯的確定到設(shè)計(jì)工藝路線，根據(jù)所需選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)床、刀具、相應(yīng)的夾具、加工程序的編制和零件的檢驗(yàn)。文中程序的編制采用 關(guān)鍵詞：數(shù)控加工 數(shù)控編程 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 3 目 錄 摘 要 . I 1 緒 論 數(shù)控加工工藝規(guī)程的制定 . (4) 控加工工藝的主要內(nèi)容 . (4) 控加工工藝過程的組成 . (6) 控編程的種類及常用代碼 . (7) 控加工程序基本 結(jié)構(gòu) . (8) 控機(jī)床的分類 . (8) 控刀具的選擇 . (9) 2 底座零件的加工分析 座零件選材 . (15) 具、刀具的選擇及切削用量的確定 . (17) 底座數(shù)控加工工藝規(guī)程 . (19) 控編程坐標(biāo)系 . (21) 件數(shù)控加工程序 . (22) 工軌跡 . (27) 工結(jié)果 . (28) 3 結(jié)論與展望 文總結(jié) . (30) 參考文獻(xiàn) . (31) 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 4 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 5 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 6 1 緒論 數(shù)控加工 工藝規(guī)程的制定 生產(chǎn)過程和工藝過程 生產(chǎn)過程 機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程是將原材料轉(zhuǎn)化為成品的全過程。包括生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備、毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理、裝配、測試檢驗(yàn)及涂裝等過程，凡對(duì)加工對(duì)象的尺寸、形狀或性能產(chǎn)生一定變化的均為直接生產(chǎn)過程。 機(jī)械生產(chǎn)過程還包括工藝裝備的制造、原材料的供應(yīng)、工件的運(yùn)輸和儲(chǔ)存、設(shè)備的維修及動(dòng)力供應(yīng)等。不使加工對(duì)象發(fā)生變化的稱為輔助生產(chǎn)過程。 工藝過程 在生產(chǎn)過程中改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程稱為工藝過程，如毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理和裝 配等過程，均為工藝過程。工藝過程是生產(chǎn)過程的主要組成部分。 采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯形狀、尺寸和表面質(zhì)量，使成為合格的零件的過程成為機(jī)械加工工藝過程。 控加工工藝的主要內(nèi)容 控加工工藝的主要內(nèi)容 數(shù)控加工與通用的機(jī)床加工在方法與內(nèi)容上有些相似的地方，但也有許多不同。最大的表現(xiàn)在控制方式上。以切削為例，用通用機(jī)床加工零件時(shí)，就某道工序而言，其工步的安排，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)先后順序、位移量、走刀路線及有關(guān)切削參數(shù)的選擇等，都是由操作者自行考慮確定的，且是用手工操作來控制的。如果采用自動(dòng)機(jī)床或 仿型機(jī)床加工，雖然也能達(dá)到對(duì)加工過程的自動(dòng)控制，但其控制的方式是通過預(yù)先配置的齒輪、凸輪、擋塊或靠模來實(shí)現(xiàn)的。而在數(shù)控機(jī)床上加工時(shí)，情況就不同了。在數(shù)控機(jī)床是加工前，我們要把原先在通用機(jī)床上加工時(shí) 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 7 需要操作人員考慮和決定的操作內(nèi)容及動(dòng)作，按規(guī)定的代碼格式編制成數(shù)控加工程序，記錄在控制介質(zhì)上。加工時(shí)，控制介質(zhì)上的代碼信息輸入數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)對(duì)輸入的信息進(jìn)行運(yùn)算與控制，并不斷的向直接指揮機(jī)床運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)能轉(zhuǎn)換部件機(jī)床伺服機(jī)構(gòu)發(fā)出脈沖信號(hào)，伺服機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)化放大，然后有驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)床按所編的 程序進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，就自動(dòng)加工出我們需要的零件。數(shù)控加工工藝主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： 1) 通過零件圖分析選擇并確定進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容； 2) 結(jié)合加工表面的特點(diǎn)和數(shù)控設(shè)備的功能對(duì)零件進(jìn)行數(shù)控加工的工藝分析； 3) 進(jìn)行數(shù)控加工的工業(yè)設(shè)計(jì)； 4) 根據(jù)編程的需要，對(duì)零件圖進(jìn)行數(shù)學(xué)處理和計(jì)算； 5) 編寫加工程序單； 6) 按程序單制作控制介質(zhì)； 7) 檢驗(yàn)與修改加工程序； 8) 首件試加工以進(jìn)一步修改加工程序，并對(duì)現(xiàn)場問題進(jìn)行處理。 9) 編制數(shù)控加工工藝技術(shù)文件。 控加工的工藝特點(diǎn) 數(shù)控加工與通用機(jī)床加工相比較，許多方面遵循的原則基本一致。但由于數(shù) 控機(jī)床本身自動(dòng)化程度高，控制方式不同，設(shè)備費(fèi)用高，使數(shù)控加工工藝響應(yīng)形成了以下幾個(gè)特點(diǎn)。 1) 工藝的內(nèi)容十分具體 2) 工藝設(shè)計(jì)非常嚴(yán)密 3) 注重加工的適應(yīng)性 控加工的工藝適應(yīng)性 根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)，一般可按工藝適應(yīng)程度將零件分為以下三類： I、最適應(yīng)類 1) 形狀復(fù)雜，加工精度要求高，用通用設(shè)備無法加工或能加工但保證不到質(zhì)量的零件； 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 8 2) 用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線或曲面輪廓零件； 3) 難測量、難控制進(jìn)給或難控制尺寸的殼體或盒型零件； 4) 必須在一次裝夾中合并完成多工序等多工序的零件； 應(yīng)類 1) 在通用機(jī)床上加工時(shí)極易受人為 因素干擾，零件價(jià)值不高，但質(zhì)量失控就會(huì)造成極大的經(jīng)濟(jì)影響的零件； 2) 在通用機(jī)床上加工必須制造復(fù)雜的專用工裝的零件； 3) 需要多次更改設(shè)計(jì)后才能定型的零件； 4) 在通用機(jī)床上加工需要做長時(shí)間調(diào)整的零件； 5) 有通用機(jī)床加工時(shí)，生產(chǎn)率很低或體力勞動(dòng)強(qiáng)度很大的零件； 適應(yīng)類 1) 生產(chǎn)批量大的零件； 2) 裝夾困難或完全靠找正定位來保證加工精度的零件； 3) 加工余量很不穩(wěn)定，且數(shù)控機(jī)床上無在線檢測系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整零件坐標(biāo)系的零件； 4) 必須用特定的工藝裝備協(xié)調(diào)加工的零件； 以上零件采用數(shù)控加工后，在生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)性方面一般無明顯改善，更有 可能弄巧成拙或得不償失，所以一般不應(yīng)作為數(shù)控加工的選擇對(duì)象。 數(shù)控加工工藝過程的組成 數(shù)控加工工藝過程是由一個(gè)或若干個(gè)順序排列的工序組成，而工序又可分為安裝、工位、工步和行程。 工序 一個(gè)或一組工人，在一個(gè)工作地對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那部分工藝過程，稱為工序。 工步與行程 工步是指在加工表面（或裝配時(shí)的連接表面）、切削用量（主要是進(jìn)給量 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 9 f 和速度 v）和加工工具不變的條件下所連續(xù)完成的那一部分工序稱為工步。一個(gè)工序可以包括幾個(gè)工步，也可以只有一個(gè)工步。 安裝與工位 工件在加工之前，在機(jī) 床或夾具上先占劇一個(gè)正確的位置（定位），然后在予以加緊的過程稱為裝夾。工件在經(jīng)一次裝夾后所完成的那部分工序內(nèi)容稱為安裝。為了完成一定的工序內(nèi)容，一次裝夾后，工件與夾具或設(shè)備的可動(dòng)部分一起相對(duì)刀具或設(shè)備的固定不分所占據(jù)的每一個(gè)位置稱為工位。 控編程的種類及常用代碼 手工編程和計(jì)算機(jī)輔助編程（ 零件加工用后者 。 常用 G 代碼 ： 快速點(diǎn)定位 直線插補(bǔ) 順圓弧插補(bǔ) 逆圓弧插補(bǔ) 暫停 半徑補(bǔ)償取消 半徑補(bǔ)償（左） 半徑補(bǔ)償（右） 絕對(duì)尺寸 增量尺寸 每分鐘進(jìn)給 每轉(zhuǎn)進(jìn)給 常用 M 指令： 程序停止 計(jì)劃停止 程序結(jié)束 主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 10 主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 主軸停止 換刀 切削液開 切削液關(guān) 程序結(jié)束并返回 常用 F、 S、 進(jìn)給功能指令 F 主軸功 能指令 S 刀具功能代碼 T 控加工程序基本結(jié)構(gòu) 程序 說明 程序開始 00 程序段 1 42 程序段 2 02 30; 程序段 3 程序段 4 02； 程序結(jié)束 或者 控機(jī)床的分類 數(shù)控機(jī)床的品種和規(guī)格繁多，分類方法不一。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前已有近 500種數(shù)控機(jī)床。根 據(jù)數(shù)控機(jī)床的功能和組成，一般可分為以下幾類。 分 類 方 法 機(jī) 床 類 型 按坐標(biāo)軸數(shù)分類 一般數(shù)控機(jī)床 數(shù)控加工中心機(jī)床 多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床 按系統(tǒng)控制特點(diǎn)分類 點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床 直線控制數(shù)控機(jī)床 輪廓控制數(shù)控機(jī)床 按有無測量裝置分類 開環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 閉環(huán)數(shù)控 系統(tǒng) 按功能水平分類 經(jīng)濟(jì)型 普及型 高級(jí)型 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 11 具的選擇 刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。 術(shù)的發(fā)展，使得在數(shù)控加工中直接利用 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)成為可能，特別是微機(jī)與數(shù)控機(jī)床的聯(lián)接，使得設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃及編程的整個(gè)過程全部在計(jì)算機(jī)上完成，一般不需要輸出專門的工藝文件。 現(xiàn)在，許多 件包都提供自動(dòng)編程功能，這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關(guān)問題，比如，刀具選擇、加工路徑規(guī)劃、切削用量設(shè)定 等，編程人員只要設(shè)置了有關(guān)的參數(shù)，就可以自動(dòng)生成 序并傳輸至數(shù)控機(jī)床完成加工。因此，數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機(jī)交互狀態(tài)下完成的，這與普通機(jī)床加工形成鮮明的對(duì)比，同時(shí)也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則，在編程時(shí)充分考慮數(shù)控加工的特點(diǎn)。本文對(duì)數(shù)控編程中必須面對(duì)的刀具選擇和切削用量確定問題進(jìn)行了探討，給出了若干原則和建議，并對(duì)應(yīng)該注意的問題進(jìn)行了討論。 控加工常用刀具的種類及特點(diǎn) 數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包 括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：整體式；鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾式連接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；特殊型式，如復(fù)合式刀具，減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：高速鋼刀具；硬質(zhì)合金刀具；金剛石刀具；其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為：車削刀具，分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切割刀具等多種；鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；鏜削刀具；銑削刀具等。 為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用，在數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的 30% 40%，金屬切除量占總數(shù)的 80% 90%。 數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 12 點(diǎn)： 剛性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及熱變形小； 互換性好，便于快速換刀； 壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠； 刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時(shí)間； 刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇迹岳谇行嫉呐懦?系列化，標(biāo)準(zhǔn)化，以 利于編程和刀具管理。 控加工刀具的選擇 刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。 選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；加工毛坯 表面或粗加工孔時(shí)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。 在進(jìn)行自由曲面加工時(shí)，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般取得很能密，故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過切的前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本， 但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個(gè)加工成本大大降低。 在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀動(dòng)作。因此必須采用標(biāo)準(zhǔn)刀柄，以便使鉆、鏜、擴(kuò)、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具，迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫上去。編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍，以便在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 13 我國的加工中心采用 具系統(tǒng)，其刀柄有直柄（三種規(guī)格）和錐柄（四種規(guī)格）兩種，共包括 16 種不同用途的刀柄。 在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，由于刀具的刃磨、測量和 更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行，占用輔助時(shí)間較長，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則：盡量減少刀具數(shù)量；一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工部位；粗精加工的刀具應(yīng)分開使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；先銑后鉆；先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工；在可能的情況下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。 控加工切削用量的確定 合理選擇切削用量的原則是，粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工 質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。 切削深度 t。在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下， t 就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個(gè)有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。 數(shù)控刀具（分兩大系統(tǒng)：車削系統(tǒng)和銑鏜削系統(tǒng)）的特點(diǎn)與要求 數(shù)控刀具要求精度高、剛性好、裝夾調(diào)整方便，切削性能強(qiáng)、耐用度高。合理選用既能提高加工效率又能提高產(chǎn)品質(zhì)量。 刀具選擇應(yīng)考慮的主要因素 、被加 工工件的材料、性能：金屬、非金屬，其硬度、剛度、塑性、韌性及耐磨性等。 、加工工藝類別；車削、鉆削、銑削、鏜削或粗加工、半精加工、精加工和超精加工等。 、工件的幾何形狀、加工余量、零件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 、刀具能承受的切削用量。 、輔助因數(shù)：操作間斷時(shí)間、振動(dòng)、電力波動(dòng)或突然中斷等。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 14 車削系統(tǒng)（整體式工具系統(tǒng)） 、組成：由刀片（刀具）、刀體、接柄（或柄體）、刀盤等 、可轉(zhuǎn)位刀片的代碼及參數(shù) 、可轉(zhuǎn)位刀片的斷屑槽槽型：斷屑自如、排屑流暢 、可轉(zhuǎn)位刀片的夾緊方式：楔塊上壓式、杠桿式、螺釘上壓式 要求：夾緊可靠、定位準(zhǔn)確、排屑流暢、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便 、可轉(zhuǎn)位刀片的選擇 ）、刀片材料選擇：高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金、陶瓷、立方碳化硼或金剛石 ）、刀片尺寸選擇：有效切削韌長度、被吃刀量、主偏角等 ）、刀片形狀選擇：依據(jù)表面形狀、切削方式、刀具壽命、轉(zhuǎn)位次數(shù)等 ）、刀片的刀尖半徑選擇： 、粗加工、工件直徑大、要求刀刃強(qiáng)度高、機(jī)床剛度大時(shí)選大刀尖圓弧 、精加工、切深小、細(xì)長軸加工、機(jī)床剛度小選小刀尖圓弧 刀具系統(tǒng)（模塊式工具系統(tǒng)） 、組成；刀片（刀具）、刀桿（或柄體）、主軸或刀片（刀具 ）、工作頭、連接桿、主柄、主軸所組成 、數(shù)控銑削刀具的選擇 ）、銑刀類型的選擇： 、加工較大平面選擇面銑刀， 、加工凸臺(tái)、凹槽、小平面立銑刀， 、加工毛坯面和粗加工孔選擇鑲硬質(zhì)合金玉米銑刀， 、曲面加工選擇球頭銑刀， 、加工空間曲面模具型腔與凸模表面選擇模具銑刀， 、加工封閉鍵槽選鍵槽銑刀，等等 ）、銑刀參數(shù)的選擇 、面銑刀主要參數(shù)選擇 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 15 a)、標(biāo)準(zhǔn)可轉(zhuǎn)位面銑刀直徑在 16 630）：粗銑時(shí)直徑選小的，精銑時(shí)銑刀直徑選大的， b)、依據(jù)工件材料和刀具材料以及加工性質(zhì)確定其幾何參數(shù)： 銑削 加工通常選前角小的銑刀，強(qiáng)度硬度高的材料選負(fù)前角，工件材料硬度不大選大后角、硬的選小后角，粗齒銑刀選小后角，細(xì)齒銑刀取大后角，銑刀的刃傾角通常在 偏角在度 、立銑刀主要參數(shù)選擇 a)、刀具半徑 r 應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓最小曲率半徑 b)、零件的加工高度 H（ 1/4 1/6） r c)、不通孔或深槽選取 l=H+(510)mm d)、加工外形及通槽時(shí)選取 l=H+510)mm e)、加工肋時(shí)刀具直徑為 D=(510)b f)、粗加工內(nèi)輪廓面時(shí)，銑刀最大直徑 D D=d+2)1) 、加工中心刀具的選擇 加工中心刀具通常由刃具和刀柄兩部分組成 ,刃具有面加工用的各種銑刀和孔加工用的各種鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鏜刀、鉸刀及絲錐等，刀柄要滿足機(jī)床主軸自動(dòng)松開和夾緊定位，并能準(zhǔn)確地安裝各種刃具和適應(yīng)換刀機(jī)械手的夾持等要求。 ）、對(duì)加工中心刀具的基本要求 、刀具應(yīng)有較高的剛度 、重復(fù)定位精度高 、刀刃相對(duì)主軸的一個(gè)定位點(diǎn)的軸向和徑向位置應(yīng)能準(zhǔn)確調(diào)整 ）、孔加工刀具的選擇 、鉆孔刀具及其選擇 、擴(kuò)孔刀具及其選擇 、鏜孔刀具及其選擇，應(yīng)特別重視刀 桿的剛度 ）、刀具尺寸的確定 主要是刀具的長度和直徑的選擇，如加工孔依據(jù)其深度和孔徑選擇 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 16 、刀柄的選擇 ）、依據(jù)被加工零件的工藝選擇刀柄 ）、刀柄配備的數(shù)量：與被加工零件品種、規(guī)格、數(shù)量、難易程度、機(jī)床負(fù)荷有關(guān) ）、正確選擇刀柄柄部形式 ）、堅(jiān)持選擇加工效率高的刀柄 ）、綜合考慮合理選用模塊式和復(fù)合式刀柄 工具系統(tǒng) 、工具系統(tǒng)發(fā)展趨勢：向著柔性制造系統(tǒng)和模塊化組合結(jié)構(gòu)發(fā)展 、車削類工具系統(tǒng) 、鏜銑類工具系統(tǒng)：分整體失和模塊式工具系統(tǒng) 、刀具管理系統(tǒng)： ）、是柔性制造系統(tǒng)中一個(gè)很重要、 技術(shù)難度很大的系統(tǒng) ）、刀具管理系統(tǒng)的任務(wù) ）、刀具管理系統(tǒng)的基本功能 原始資料、系統(tǒng)計(jì)劃、硬件配置和軟件系統(tǒng)等等。 總結(jié)： 1、數(shù)控刀具要求精度高、剛性好、裝夾調(diào)整方便，切削性能強(qiáng)、耐用度高。合理選用既能提高加工效率又能提高產(chǎn)品質(zhì)量。 2、刀具選擇應(yīng)考慮的主要因素。 3、工具系統(tǒng)向著柔性制造系統(tǒng)和模塊化組合結(jié)構(gòu)發(fā)展 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 17 2 底座零件的加工分析 表對(duì)不同零件進(jìn)行選材，表格如下 ： 表 2分、性能和用途 牌號(hào) 化學(xué)成分 硬度 用途舉例 C i 退火狀 態(tài) 試樣淬火 淬火溫度/和冷卻劑 小于 87 800 820水 62 淬火、回火后，常用于制造能承受震動(dòng)、沖擊，并且在硬度適中情況下有較好韌性的工具，如鑿子、沖頭、木工工具、大錘等 87 780 800水 62 淬火、回火后，常用于制造要求有較高硬度和耐磨性的工具、如沖頭、木工工具、剪切金屬用剪刀等。 8 87 780 800水 62 性能和用途和 似，但加入了錳提高淬透性，故可以制作橫截面較大的工具。 92 760 780水 62 用于制造一定韌性的工具，如沖模、沖頭、鑿巖石用鑿子等。 10A 97 760 780水 62 用于制造耐磨性要求較高，不受劇烈震動(dòng)，具有一定韌性及具有鋒利刃口的各種工具，如刨刀、車刀、鉆頭、絲錐、手鋸鋸條、拉絲模、冷沖模等。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 18 11A 07 760 780水 62 用途與 般習(xí)慣上采用 12A 07 760 780水 62 用于制造不受沖擊、要求高硬度的工具，如絲錐、銼刀、刮刀、絞刀、板牙、量具等 13A 17 760 800水 62 適用于制造不受震動(dòng)、要求極高硬度的各種工具，如剃刀、刮刀、刻字刀具等 表 2學(xué)性能及用 途（摘自 88） 牌號(hào) 鑄件類別 鑄件壁厚 /件最小抗拉強(qiáng)度 b / 適用范圍及舉例 素體 灰鑄鐵 10 130 低載荷和不重要零件，如蓋、外罩、手輪、支架、重錘等 10 20 100 20 30 90 30 50 80 光體 +鐵素體灰鑄鐵 10 175 承受中等應(yīng)力（抗彎應(yīng)力小于 100零件，如支柱、底座、齒輪箱、工作臺(tái)、刀架、端蓋、閥體、管路附件及一般無工作條件要求的零件 10 20 145 20 30 130 30 50 120 光體 灰鑄鐵 10 220 承受較大應(yīng)力（抗彎應(yīng)力小于 300較重要零件，如汽缸體、齒輪、機(jī)座、飛輪、床身、缸套、活塞、剎車輪、聯(lián)軸器、齒輪箱、軸承座、液壓缸等 10 20 195 20 30 170 30 50 160 10 270 10 20 240 20 30 220 30 50 200 育鑄鐵 10 20 290 承受彎曲應(yīng) 力（小于 500抗拉應(yīng)力的重要零件，如齒輪、凸輪、車床卡盤、剪床和壓力機(jī)的機(jī)身、床身、高壓油壓缸、滑閥殼體等 20 30 250 30 50 230 0 20 340 20 30 290 30 50 260 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 19 具的選擇及切削用量的確定 具的選擇、工件裝夾方法的確定 1夾具的選擇 數(shù)控加工對(duì)夾具主要有兩大要求：一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；二是夾具應(yīng)有可靠的定位基準(zhǔn)。選用夾具時(shí)，通常考慮以下幾點(diǎn)： 1）盡量選用可調(diào) 整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。 2）在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。 3）裝卸工件要迅速方便，以減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間。 4）夾具在機(jī)床上安裝要準(zhǔn)確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。 2夾具的類型 數(shù)控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾在帶可調(diào)卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動(dòng)卡盤傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)。 數(shù)控銑床上的夾具，一般安裝在工作臺(tái)上，其形式根據(jù) 被加工工件的特點(diǎn)可多種多樣。如：通用臺(tái)虎鉗、數(shù)控分度轉(zhuǎn)臺(tái)等。 具的選擇及對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的設(shè)置 1刀具的選擇 與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅需要?jiǎng)傂院?、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷屑和排屑性能好；同時(shí)要求安裝調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細(xì)粒度硬質(zhì)合金）并使用可轉(zhuǎn)位刀片。（ 1）車削用刀具及其選擇 數(shù)控車削常用的車刀一般分尖形車刀、圓弧形車刀以及成型車刀三類。 1）尖形車刀 尖 形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構(gòu)成，如 90內(nèi)外圓車刀、左右端面車刀、切槽（切斷）車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀。 尖形車刀幾何參數(shù)（主要是幾何角度）的選擇方法與普通車削時(shí)基本相同，但應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)（如加工路線、加工干涉等）進(jìn)行全面的考慮，并應(yīng)兼顧刀尖本身的強(qiáng)度。 2）圓弧形車刀 圓弧形車刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。該車刀圓弧刃每一點(diǎn)都是圓弧形車刀的刀尖，應(yīng)此，刀位點(diǎn)不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。 圓弧形車刀可以 用于車削內(nèi)外表面，特別適合于車削各種光滑連接（凹形）的成型面。選擇車刀圓弧半徑時(shí)應(yīng)考慮兩點(diǎn)：一是車刀切削刃的圓弧半徑應(yīng)小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干涉；二是該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會(huì)因刀尖強(qiáng)度太弱或刀體散熱能力差而導(dǎo)致車刀損壞。 3）成型車刀 成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 20 的形狀和尺寸決定。 數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車刀。 4）用平底立銑刀銑削內(nèi)槽底部時(shí)， 由于槽底兩次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半徑 圖 2示，即直徑為 d=2 （ ,編程時(shí)取刀具半徑為 對(duì)于一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常用球形銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀和盤銑刀。 （ 3）標(biāo)準(zhǔn)化刀具 目前，數(shù)控機(jī)床上大多使用系列化、標(biāo)準(zhǔn)化刀具，對(duì)可轉(zhuǎn)位機(jī)夾外圓車刀、端面車刀等的刀柄和刀頭都有國家標(biāo)準(zhǔn)及系列化型號(hào)；對(duì)于加工中心及有自動(dòng)換刀裝置的機(jī)床，刀具的刀柄都已有系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定，如錐柄刀具系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為 柄刀具系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為 此外，對(duì)所選擇的刀具，在使用前都需對(duì)刀具尺寸進(jìn)行嚴(yán)格的測量以獲得精確數(shù)據(jù)，并由操作者將這些數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)系統(tǒng)，經(jīng)程序調(diào)用而完成加工過程，從而加工出合格的工件。 2對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的設(shè)置 工件裝夾方式在機(jī)床確定后，通過確定工件原點(diǎn)來確定了工件坐標(biāo)系，加工程序中的各運(yùn)動(dòng)軸代碼控制刀具作相對(duì)位移。例如：某程序開始第一個(gè)程序段為90 100 是指刀具快速移動(dòng)到工件坐標(biāo)下 X=100=20竟刀具從什么位置開始移動(dòng)到上述位置 呢？所以在程序執(zhí)行的一開始，必須確定刀具在工件坐標(biāo)系下開始運(yùn)動(dòng)的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時(shí)刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，所以稱程序起始點(diǎn)或起刀點(diǎn)。此起始點(diǎn)一般通過對(duì)刀來確定，所以，該點(diǎn)又稱對(duì)刀點(diǎn)。 在編制程序時(shí)，要正確選擇對(duì)刀點(diǎn)的位置。對(duì)刀點(diǎn)設(shè)置原則是： 1）便于數(shù)值處理和簡化程序編制。 2）易于找正并在加工過程中便于檢查。 3）引起的加工誤差小。 對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上或機(jī)床上，為了提高零件的加工精度，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。例：以外圓或孔定位零件，可以 取外圓或孔的中心與端面的交點(diǎn)作為對(duì)刀點(diǎn)。 實(shí)際操作機(jī)床時(shí)，可通過手工對(duì)刀操作把刀具的刀位點(diǎn)放到對(duì)刀點(diǎn)上，即“ 刀位點(diǎn) ” 與 “ 對(duì)刀點(diǎn) ” 的重合。所謂 “ 刀位點(diǎn) ” 是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)，車刀的刀位點(diǎn)為刀尖或刀尖圓弧中心；平底立銑刀是刀具軸線與刀具底面的交點(diǎn)；球頭銑刀是球頭的球心，鉆頭是鉆尖等。用手動(dòng)對(duì)刀操作，對(duì)刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學(xué)對(duì)刀鏡、對(duì)刀儀、自動(dòng)對(duì)刀裝置等，以減少對(duì)刀時(shí)間，提高對(duì)刀精度。 加工過程中需要換刀時(shí)，應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所謂 “ 換刀點(diǎn) ” 是指刀架轉(zhuǎn)動(dòng)換刀時(shí)的位置，換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外 部，以換刀時(shí)不碰工件及其它部件為準(zhǔn)。 削用量的確定 數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方法， 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 21 需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。 1主軸轉(zhuǎn)速的確定 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。其計(jì)算公式為： n=1000v/D 式中 位為 m/刀具的耐用度決定； 主軸轉(zhuǎn)速，單位為 r/ 位為 計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速 2進(jìn)給速度的確定 進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。 確定進(jìn)給速度的原則： 1）當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在 100 200mm/ 2）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在20 50mm/ 3）當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在 20 50mm/ 4）刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離 “ 回零 ” 時(shí)，可以設(shè)定該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進(jìn)給速度。 3背吃刀量確定 背吃刀量根據(jù)機(jī)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。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量 ，一般 總之，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定。同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。 座數(shù)控加工工藝規(guī)程： 析零件圖： 欲加工的零件如圖所示，材料為 坯為 95 95 10的方料，單件生產(chǎn)，選用立式銑床加工。將毛坯外輪廓加工成 90 90 10并且倒圓角半徑 R=8底座頂面中央銑直徑 =26在其旁邊銑十字花狀的凹槽，深度為 5細(xì)尺寸如圖所示。 在毛坯的底面銑深度為 底面留出四個(gè)凸腳。在底座四腳銑半徑 R=8 零件圖審查： 審查合格。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 22 生產(chǎn)綱領(lǐng)： 單件，小批量。 定毛坯： 毛坯材料為 冷軋?zhí)幚恚鞒叽鐬?95 95 10。 藝路線： 以毛坯底面為加工基準(zhǔn)，用銑的方法加工孔、槽、輪廓 ,用鉆的方法加工小孔。為保證零件加工質(zhì)量，將加工階段分為粗加工階段，精加工階段，并按工序分散原則組織工藝過程。 工序號(hào) 名稱 加工部位 選機(jī)床 夾具 刀具類型 切削 用量 檢驗(yàn) 1 銑 毛 坯上 下 表面，將其銑為 95 95 10 的方料 數(shù)控立式銑床 通用夾具 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 =16 S=1000 F=100 =標(biāo)卡尺 2 在 毛 坯中 央 銑半徑 =13 在 其旁 邊 銑梅 花 狀的凹槽 數(shù)控立式銑床 壓鐵 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 =16 S=1000