底座零件的數(shù)控加工與編程

1、北大學(xué)25專 業(yè):機械設(shè)計制造及其自動化題 目:數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計信息商務(wù)學(xué)院課程設(shè)計說明學(xué)號:學(xué)生姓名:系:機械自動化系底座零件的數(shù)控工藝分析與編程指導(dǎo)教師:職稱：講師職稱:副教授2014年1月9日目錄摘要.(.2.)1 緒論1.1 數(shù)控加工工藝規(guī)程的制定.(.4. )1.2 數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容.(.4. )1.3 數(shù)控加工工藝過程的組成.(.5. )1.4 數(shù)控編程的種類及常用代碼(.6.)1.5 數(shù)控加工程序基本結(jié)構(gòu).(.7. )1.6 數(shù)控機床的分類(.7.)1.7 數(shù)控刀具的選擇(.7.)2 底座零件的加工分析2.1 底座零件選材(.1.3)2.2 夾具、刀具的選擇及切削用量的確定

2、(.15)2.3 底座數(shù)控加工工藝規(guī)程.(.1.7)2.4 數(shù)控編程坐標系(.1.9)2.5 零件數(shù)控加工程序(.1.9)2.6 加工軌跡.(.2.4)2.7 加工結(jié)果.(.2.5)3 結(jié)論3.1 本文總結(jié).(.2.6)致謝(.2.7)參考文獻.(.2.7)摘 要 ：數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機床在當(dāng)今機械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了 其在國家基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用， 并已成為傳統(tǒng)機械制造工業(yè)提升改造和實現(xiàn) 自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標志。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機床的廣泛應(yīng)用，給機械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來了革命性的變化。在數(shù)控機床發(fā)展過程中，值得一提的是數(shù)控加工

3、中心的出現(xiàn)。這是一種具有自動換刀裝置的數(shù)控機床，它能實現(xiàn)一次裝夾并進行多工序加工。數(shù)控加工中心現(xiàn)在已經(jīng)成為 數(shù)控機床中一個非常重要的品種，不僅有立式、臥式等鏜銑類加工中心用于箱體類零件的加工，還有車削加工中心用于回轉(zhuǎn)體零件加工以及磨削加工中心等。這些高性能、高 精度、高自動化的數(shù)控機床就組成了完整的數(shù)控機床家族。本文通過對自行設(shè)計的一簡單底座零件結(jié)構(gòu)分析，并對其進行編程、鉆孔、銑削等 數(shù)控加工，能較好地滿足實際精度要求，提高加工質(zhì)量和設(shè)計效率。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)并進行設(shè)計造型。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

4、 設(shè)計工藝路線，根據(jù)所需選擇適當(dāng)?shù)臋C床、刀具、相應(yīng)的夾具、加工程序的編制和零件的檢驗。文中程序的編制采用MasterCAMg動編程與手動編程相結(jié)合的方法生成。關(guān)鍵詞 ：數(shù)控加工 ，數(shù)控編程， AutoCAD1 緒論1）數(shù)控起源與發(fā)展1946 年誕生了世界上第一臺電子計算機， 這表明人類創(chuàng)造了可增強和部分代替腦力 勞動的工具。它與人類在農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會中創(chuàng)造的那些只是增強體力勞動的工具相比， 起了質(zhì)的飛躍，為人類進入信息社會奠定了基礎(chǔ)。6 年后，即在 1952 年，計算機技術(shù)應(yīng)用到了機床上， 在美國誕生了第一臺數(shù)控機床。從此，傳統(tǒng)機床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。近半個世紀以來，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個階段和六代的

5、發(fā)展。1. 數(shù)控（NC階段（19521970年）早期計算機的運算速度低，對當(dāng)時的科學(xué)計算和數(shù)據(jù)處理影響還不大，但不能適應(yīng)機床實時控制的要求。 人們不得不采用數(shù)字邏輯電路 搭 成一臺機床專用計算機作為數(shù) 控系統(tǒng)，被稱為硬件連接數(shù)控（HARD-WIRED NC簡稱為數(shù)控（NC。隨著元器件的發(fā) 展，這個階段歷經(jīng)了三代，即 1952年的第一代 - 電子管；1959年的第二代- 晶體管；1 965年的第三代 - 小規(guī)模集成電路。2.計算機數(shù)控（CNC階段（1970年現(xiàn)在）到 1970 年，通用小型計算機業(yè)已出現(xiàn)并成批生產(chǎn)。于是將它移植過來作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，從此進入了計算機數(shù)控（CNC階段（把計算機

6、前面應(yīng)有的通用兩個 字省略了）。到1971年，美國INTEL公司在世界上第一次將計算機的兩個最核心的部件- 運算器和控制器，采用大規(guī)模集成電路技術(shù)集成在一塊芯片上，稱之為微處理器（MICROPROCESSQ又可稱為中央處理單元（簡稱 CPU。到 1974 年微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。這是因為小型計算機功能太強，控制一臺機床能力有富裕（故當(dāng)時曾用于控制多臺機床，稱之為群控） ，不如采用微處理器經(jīng)濟合理。而且當(dāng)時的小型機可靠性也不理想。早期的微處理器速度和功能雖還不夠高，但 可以通過多處理器結(jié)構(gòu)來解決。由于微處理器是通用計算機的核心部件，故仍稱為計算 機數(shù)控。到了 1990年，PC機（個人計算機，

7、國內(nèi)習(xí)慣稱微機）的性能已發(fā)展到很高的階段,可以滿足作為數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求。數(shù)控系統(tǒng)從此進入了基于PC的階段?？傊?，計算機數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代。即 1 970年的第四代- 小型計算機；1974年 的第五代-微處理器和1990年的第六代-基于PC （國外稱為PC-BASED還要指出的是，雖然國外早已改稱為計算機數(shù)控（即CNC 了，而我國仍習(xí)慣稱數(shù) 控（NC。所以我們?nèi)粘Ｖv的數(shù)控，實質(zhì)上已是指計算機數(shù)控了。2）國內(nèi)數(shù)控機床量的現(xiàn)狀近年來我國企業(yè)的數(shù)控機床占有率逐年上升，在大中企業(yè)已有較多的使用，在中小企業(yè)甚至個體企業(yè)中也普遍開始使用。在這些數(shù)控機床中，除少量機床以FMS莫式集成使用外，大都處于單

8、機運行狀態(tài)，并且相當(dāng)部分處于使用效率不高，管理方式落后的狀 態(tài)。2001 年，我國機床工業(yè)產(chǎn)值已進入世界第 5 名，機床消費額在世界排名上升到第 3位，達 47.39 億美元，僅次于美國的 53.67 億美元，消費額比上一年增長 25%。但由于 國產(chǎn)數(shù)控機床不能滿足市場的需求， 使我國機床的進口額呈逐年上升態(tài)勢， 2001 年進口 機床躍升至世界第 2 位，達 24.06 億美元，比上年增長 27.3%。 目前，中國機床工業(yè) 廠多人眾。2000年，金切機床制造廠約 358家（20.6 萬人），成形機床制造廠 191家（約 6.5 萬人），共計 549家（27.1 萬人）。其中生產(chǎn)數(shù)控金切機床的

9、約 150家，生產(chǎn)數(shù)控成形機床的約 30家，共計約 180家，占廠家總數(shù)的 1/3。 2001年金切機床產(chǎn)量 19.2萬臺 內(nèi)數(shù)控金切機床 1.752 萬臺，約占 9%。1.1 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)準備、 毛坯制造、機械加工、熱處理、裝配、測試檢驗及涂裝等過程，凡對加工對象的尺寸、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)、 工件的運輸和儲存、 設(shè)備的 維修及動力供應(yīng)等。不使加工對象發(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)對象的形狀、 尺

10、寸、相對位置和性質(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 過程成為機械加工工藝過程。1.2 數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容1.2.1 數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容1) 數(shù)控加工工藝分析的主要內(nèi)容實踐證明， 數(shù)控加工工藝分析主要包括以下幾方面：1) 選擇適合在數(shù)控機床上加工的零件，確定工序內(nèi)容。2) 分析被加工零件圖樣，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求，在此基礎(chǔ)上確定零件的加 工方案，制定數(shù)控加工工藝路線，如工序的劃分、加工順序的安排、與傳統(tǒng)

11、加 工工序的銜接等。3) 設(shè)計數(shù)控加工工序。 如工步的劃分、零件的定位與夾具的選擇、 刀具的選擇、 切削用量的確定等。4) 調(diào)整數(shù)控加工工序的程序。如對刀點、換刀點的選擇、加工路線的確定、刀 具的補償。5) 分配數(shù)控加工中的容差。6) 處理數(shù)控機床上部分工藝指令。1.2.2 數(shù)控加工的工藝特點數(shù)控加工與通用機床加工相比較， 許多方面遵循的原則基本一致。 但由于數(shù)控機床 本身自動化程度高，控制方式不同，設(shè)備費用高，使數(shù)控加工工藝響應(yīng)形成了以下幾個特點。1)工藝的內(nèi)容十分具體2)工藝設(shè)計非常嚴密3)注重加工的適應(yīng)性1.3 數(shù)控加工工藝過程的組成根據(jù)被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用例行的機

12、床，制定加工方案， 確定零件的加工順序， 各工序所用刀具， 夾具和切削用量等。 一、機床的合理選用。（1） 要保證加工零件的技術(shù)要求，加工出合格的產(chǎn)品。 （ 2）有利于提高生產(chǎn)率。（3）盡可能降低生產(chǎn)成本。二、數(shù)控國加工零件工藝性分析。 （ 1）零件加工零件工藝性分析。 （2） 零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點。三、加工方法的選擇與加工方案 的確定。（1）加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。 （2） 加工方案確定的原則零件比較精密的最終加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工 逐步達到的。四、工序與工步的劃分。五、零件的安裝與夾具的選擇。六、刀具的選擇

13、與切削用量的確定。七、對刀點與換刀點的確定。八、加工路線的確定。數(shù)控加工工藝過程是由一個或若干個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。工序一個或一組工人， 在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續(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 （或裝配時的連接表面） 、切削用量（主要是進給量 f 和速度 v）一個工序可以包括幾個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。工步，也可以只有一個工步。安裝與工位工件在加工之前，在機床或夾具上先占劇一個正確的位置（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

14、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)備的可動部分一起相對刀具或設(shè)備的固 定不分所占據(jù)的每一個位置稱為工位。1.4 數(shù)控編程的種類及常用代碼手工編程和計算機輔助編程（CAM本零件加工用后者。常用G代碼：G00快速點定位G01直線插補G02順圓弧插補G03逆圓弧插補G04暫停G40半徑補償取消G41半徑補償（左）G42半徑補償（右）G90絕對尺寸G91增量尺寸G98每分鐘進給G99每轉(zhuǎn)進給常用M指令:M00程序停止M01計劃停止M02程序結(jié)束M03主軸順時針旋轉(zhuǎn)M04主軸逆時針旋轉(zhuǎn)M05主軸停止M06換刀M07 M08 切削液開M09切削液關(guān)M30程序結(jié)束并返回常用 F、S、T

15、 指令：進給功能指令主軸功能指令刀具功能代碼1.5數(shù)控加工程序基本結(jié)構(gòu)說明程序01212程序開始N10 G00 G92 X0 Y0 Z0;程序段1N20 G42 G01 X-30 Y30 F150;程序段2N30 G02 X40 R30;程序段3N40G00 G40 X0 Y0;程序段4N50 M02程序結(jié)束或者M301.6數(shù)控機床的分類數(shù)控機床的品種和規(guī)格繁多，分類方法不一。根據(jù)不完全統(tǒng)計，目前已有近500種數(shù)控機床。根據(jù)數(shù)控機床的功能和組成，一般可分為以下幾類。分類方法機床類型按坐標軸數(shù)分類一般數(shù)控機床數(shù)控加工中心機床多坐標數(shù)控機床按系統(tǒng)控制特點分 類點位控制數(shù)控機床直線控制數(shù)控機床輪廓控

16、制數(shù)控機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)濟型普及型高級型1.7刀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)控機床 的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。 CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，使得在數(shù)控加工中直接利用CAM設(shè)計數(shù)據(jù)成為可能，特別是微機與數(shù)控機床的聯(lián)接，使得設(shè)計、工藝規(guī)劃及編 程的整個過程全部在計算機上完成，一般不需要輸出專門的工藝文件?，F(xiàn)在，許多CAD/CA軟件包都提供自動編程功能，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

17、動生成 NC程序并傳輸至數(shù)控機床完成加工。因此,數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態(tài)下完成的，這與普通機床加工形成鮮明的對比，同時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，在編程時充分考慮數(shù)控加工的特點。 本文對數(shù)控編程中必須面對的刀具選擇和切削用量 確定問題進行了探討，給出了若干原則和建議，并對應(yīng)該注意的問題進行了討論。1.7.1 數(shù)控加工常用刀具的種類及特點數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機床高速、高效和自動化程度高的特點，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)接刀具并裝在機床動力頭上，因此已 逐漸標準化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。根據(jù)刀具結(jié)

18、構(gòu)可分為：整體式； 鑲嵌式， 采用焊接或機夾式連接， 機夾式又可分為不轉(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)控機床對刀具耐用、 穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，近幾年機夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用，在數(shù)量上達到 整個數(shù)控刀具的30%-40%金屬切除量占總數(shù)的80%- 90%數(shù)控刀具與普通機床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有

19、以下特點：剛性好（尤其是粗加工刀具），精度高，抗振及熱變形?。换Q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)整時間；刀具應(yīng)能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除;系列化，標準化，以利于編程和刀具管理。1.7.2 數(shù)控加工刀具的選擇刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機交互狀態(tài)下進行的。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，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

20、面零件 周邊輪廓的加工，常采用立銑刀；銑削平面時，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑 刀；對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。在進行自由曲面加工時，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格關(guān)系極 大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇

21、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)定隨時進行選刀和換刀動作。因此必須采用標準刀柄，以便使鉆、鏜、擴、銑削等工序用的標準刀具，迅速、準確地 裝到機床主軸或刀庫上去。編程人員應(yīng)了解機床上所用刀柄的結(jié)構(gòu)尺寸、調(diào)整方法以及調(diào)整范圍，以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工中心采用TSG工具系統(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進行，占用輔助 時間較長，因此，必須合理安排刀具的排

22、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；先進行曲面精加工，后進行二 維輪廓精加工；在可能的情況下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機床的自動換刀功能，以提高生 產(chǎn)效率等。1.7.3 數(shù)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，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟 性和加工成本；半精加工和精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng) 濟性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而定。切削深度 t 。在機床、工件和刀具剛度允許的情況下， t 就等于加工

23、余量，這是提高生產(chǎn)率的一個有效措施。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 余量進行精加工。數(shù)控機床的精加工余量可略小于普通機床。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、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1、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。2、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。3、工件的幾何形狀、加工余量、零件的技術(shù)經(jīng)濟指標。4、刀具能承受的切削用量。5、輔助因數(shù)：操作間斷時間、振動、電力

24、波動或突然中斷等。車削系統(tǒng)（整體式工具系統(tǒng)）1 、組成：由刀片（刀具） 、刀體、接柄或柄體） 、刀盤等2、可轉(zhuǎn)位刀片的代碼及參數(shù)3、可轉(zhuǎn)位刀片的斷屑槽槽型：斷屑自如、排屑流暢4、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、定位準確、排屑流暢、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便5、可轉(zhuǎn)位刀片的選擇1）、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2）、刀片尺寸選擇：有效切削韌長度、被吃刀量、主偏角等3）、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4）、刀片的刀尖半徑選擇：A、粗加工、工件直徑大、要求刀刃強度高、機床剛度大時選大刀尖圓弧B、精加工、切

25、深小、細長軸加工、機床剛度小選小刀尖圓弧刀具系統(tǒng)（模塊式工具系統(tǒng)）1、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2、數(shù)控銑削刀具的選擇1）、銑刀類型的選擇：A、加工較大平面選擇面銑刀,B、加工凸臺、凹槽、小平面立銑刀,C、加工毛坯面和粗加工孔選擇鑲硬質(zhì)合金玉米銑刀,D、曲面加工選擇球頭銑刀，E、加工空間曲面模具型腔與凸模表面選擇模具銑刀,F、加工封閉鍵槽選鍵槽銑刀，等等2) 、銑刀參數(shù)的選擇A、面銑刀主要參數(shù)選擇a)、標準可轉(zhuǎn)位面銑刀直徑在 16630):粗銑時直徑選小的，精銑時銑刀直徑選大的，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

26、數(shù):銑削加工通常選前角小的銑刀，強度硬度高的材料選負前角，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，細齒銑刀取大后角，銑刀的刃傾角通常在-5 - -15度，主偏角在4 5 9 0度B、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Pb)、c) 、不通孔或深槽選取 l=H+(510)mmd)、e)、加工外形及通槽時選取匸H+r & +(510)mm加工肋時刀具直徑為 D=(510)bf) 、粗加工內(nèi)輪廓面時，銑刀最大直徑 D零件的加工高度 HW( 1/4 1/6 ) rD=d+2S sin( /2)- S 1/1-sin( /2)3、加工中心刀具的選擇加工中心刀具

27、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、擴孔鉆、鏜刀、鉸刀及絲錐等，刀柄要滿足機床主軸自動松開和夾緊定 位，并能準確地安裝各種刃具和適應(yīng)換刀機械手的夾持等要求。1) 、對加工中心刀具的基本要求A、刀具應(yīng)有較高的剛度B、重復(fù)定位精度高C、刀刃相對主軸的一個定位點的軸向和徑向位置應(yīng)能準確調(diào)整2) 、孔加工刀具的選擇A、鉆孔刀具及其選擇B、擴孔刀具及其選擇C、鏜孔刀具及其選擇，應(yīng)特別重視刀桿的剛度3）、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4、刀柄的選擇2）、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)

28、量、難易程度、機床負荷有關(guān)正確選擇刀柄柄部形式 綜合考慮合理選用模塊式和復(fù)合式刀柄4）、堅持選擇加工效率高的刀柄工具系統(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2、車削類工具系統(tǒng) 3、鏜銑類工具系統(tǒng)：分整體失和模塊式工具系統(tǒng) 4、刀具管理系統(tǒng)：1）、是柔性制造系統(tǒng)中一個很重要、技術(shù)難度很大的系統(tǒng) 2）、刀具管理系統(tǒng)的任務(wù) 3）、刀具管理系統(tǒng)的基本功能原始資料、系統(tǒng)計劃、硬件配置和軟件系統(tǒng)等等?？偨Y(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、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)

29、構(gòu)發(fā)展2底座零件的加工分析2.1查表對不同零件進行選材，表格如下表2-1具鋼的牌號、成分、性能和用途硬度試樣淬火牌號用途舉例T7、T7AT&T8AMnSiHBS0.650.740.750.84 0.40 0.400.350.35187187淬火溫度廠C和冷卻劑800820水780800水HRC不小6262淬火、回火后,常用于制造能承受震動、沖擊，并且在硬度適中情況下較好韌性的具，如鑿子、頭、木工工具、大錘等淬火、回火后,常用于制造求有較高硬和耐磨性的具、如沖頭、工工具、剪切金屬用剪刀等。性能和用途和T8相似，但加T8Mn0.800.40780入了錳提高淬18762T8MnA0.900.600.

30、35800水透性，故可以制作橫截面較大的工具。用于制造一定T9、T9AT10、T10AT11、T11A0.850.940.951.041.051.14760 0.40 0.40 0.4019262韌性的工具，如0.35780水沖模、沖頭、鑿巖石用鑿子等。用于制造耐磨性要求較高，不受劇烈震動，具有一定韌性1970.350.35207760780水760780水6262具有鋒利刃的各種工具,刨刀、車刀、頭、絲錐、手鋸鋸條、拉絲模、冷沖模等。用途與T10鋼基本相同，一般習(xí)慣上采用T10鋼T12、T12A1.15 1.24 0.400.35207760780水62用于制造不受 沖擊、要求高硬 度的工具

31、，如絲 錐、銼刀、刮刀、 絞刀、板牙、量 具等T13、T13A1.25 1.35 0.400.35217760800水62適用于制造不 受震動、要求極 高硬度的各種 工具，如剃刀、 刮刀、刻字刀具 等表2-3牌號、力學(xué)性能及用途（摘自 GB943 88）牌號鑄件類別鑄件壁厚/mm鑄件最小抗拉強度bb / Pa適用范圍及舉例HT100鐵素體灰鑄鐵2.5 10130低載荷和不重要零件，如蓋、外罩、手輪、支架、重錘等10 2010020 309030 5080HT150珠光體+鐵素體灰鑄鐵2.5 10175承受中等應(yīng)力（抗彎應(yīng)力小于100 MPa的 零件，如支柱、底座、 齒輪箱、工作臺、刀 架、端蓋

32、、閥體、管 路附件及一般無工作條件要求的零件10 2014520 3013030 50120HT200珠光體灰鑄鐵2.5 10220承受較大應(yīng)力（抗彎應(yīng)力小于300Mpa和10 20195HT250HT300HT35020 3017030 501604.0 1027010 2024020 3022030 5020010 2029020 3025030 5023010 2034020 3029030 50260較重要零件，如汽缸體、齒輪、機座、飛輪、床身、缸套、活塞、剎車輪、聯(lián)軸器、齒輪箱、軸承座、液壓缸等承受彎曲應(yīng)力（小于500MPa及抗拉應(yīng)力的重要零件，如齒輪、孕育鑄鐵凸輪、車床卡盤、剪床和

33、壓力機的機身、床身、高壓油壓缸、滑閥殼體等2.2夾具、刀具的選擇及切削用量的確定2.2.1夾具的選擇、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。選用夾具時，通?？紤]以下幾點: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)準備時間。2）在成批生產(chǎn)時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，以減少機床的停機時間。4）2.夾具的類型夾具在機床上安裝要準確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。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

34、（三爪、四爪）中，由卡盤傳動旋轉(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卡盤傳動旋轉(zhuǎn)。數(shù)控銑床上的夾具，一般安裝在工作臺上，其形式根據(jù)被加工工件的特點可多種多 樣。如：通用臺虎鉗、數(shù)控分度轉(zhuǎn)臺等。2.2.2 刀具的選擇及對刀點、換刀點的設(shè)置1刀具的選擇與普通機床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要剛性好、 精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷屑和排屑性能好；同時要求安裝調(diào)整方便， 這樣來滿足數(shù)控機床高效率的要求。 數(shù)控機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)

35、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基本相同，但應(yīng)結(jié) 合數(shù)控加工的特點（如加工路線、加工干涉等）進行全面的考慮，并應(yīng)兼顧刀尖本身的 強度。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都是圓弧形車刀的刀尖，應(yīng)此，刀位點不在圓弧上，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，

36、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應(yīng)考慮兩點：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，還會因刀尖強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，由于槽底兩次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半徑Re=R-r,如圖2-11所示，即直徑為d=2 Re=2 （R

37、-r）,編程時取刀具半徑為Re=0.95R-r）。對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)標準化刀具 目前，數(shù)控機床上大多使用系列化、標準化刀具，對可轉(zhuǎn)位機夾外 圓車刀、端面車刀等的刀柄和刀頭都有國家標準及系列化型號；對于加工中心及有自動 換刀裝置的機床，刀具的刀柄都已有系列化和標準化的規(guī)定，如錐柄刀具系統(tǒng)的標準代 號為TSG- JT,直柄刀具系統(tǒng)的標準代號為DSJZ。此外，對所選擇的刀具， 在使用前都需對刀具尺寸進行嚴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對刀點

38、、換刀點的設(shè)置工件裝夾方式在機床確定后，通過確定工件原點來確定了工件坐標系，加工程序中的各運動軸代碼控制刀具作相對位移。例如：某程序開始第一個程序段為 N0010G90G00X100 Z20，是指刀具快速移動到工件坐標下 X=100mm Z=20m處。究竟刀具從什么位置開始移動到上述位置呢？所以在程序執(zhí)行的一開始， 必須確定刀具在工件坐標系下開始運動的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時刀具相對于工件運動的起點，所以稱程序起始點 或起刀點。此起始點一般通過對刀來確定，所以，該點又稱對刀點。在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。對刀點設(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

39、便于檢查。3)引起的加工誤差小。對刀點可以設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上或機床上，為了提高零件的加 工精度，對刀點應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計基準或工藝基準上。 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作為對刀點。實際操作機床時，可通過手工對刀操作把刀具的刀位點放到對刀點上，即“刀位 點”與“對刀點”的重合。所謂“刀位點”是指刀具的定位基準點，車刀的刀位點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； 球頭銑刀是球頭的球心， 鉆頭是鉆尖等。用手動對刀操作，對刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學(xué)對刀鏡、對刀儀、自動對刀裝置等，以減少對刀時間，提高對刀精度。加

40、工過程中需要換刀時，應(yīng)規(guī)定換刀點。所謂“換刀點”是指刀架轉(zhuǎn)動換刀時的位 置，換刀點應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以換刀時不碰工件及其它部件為準。2.2.3 切削用量的確定數(shù)控編程時，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、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，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。其計算公式為：n=1000v/ n D式中v-

41、切削速度，單位為m/min,由刀具的耐用度決定; n- - 主軸轉(zhuǎn)速，單位為 r/min ；D 工件直徑或刀具直徑，單位為 mm。計算的主軸轉(zhuǎn)速n最后要根據(jù)機床說明書選取機床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。2進給速度的確定進給速度是數(shù)控機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。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限 制。確定進給速度的原則：1）當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進給速度。般在100200mm/min范圍內(nèi)選取。2）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在2050mm/min范圍內(nèi)選取

42、。3）當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時，進給速度應(yīng)選小些，一般在2050mm/min范H內(nèi)選取。4）刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以設(shè)定該機床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進給速度。3背吃刀量確定背吃刀量根據(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。為了保證加工 表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般 0.20.5mm總之，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗用類比方法確定。同時，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用 量。2.3底座數(shù)控加工工藝規(guī)程:2.3.1分析零件圖:欲

43、加工的零件如圖所示，材料為LY12,毛坯為95X 95X10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 90X 90X 10并且倒圓角半徑R=8m的底座。在底座頂面中央銑直徑=26mr的通孔，并在其旁邊銑十字花狀的凹槽，深度為 5mm詳細尺寸如圖所示。在毛坯的底面銑深度為1.5mm勺凹槽，使底面留出四個凸腳。在底座四腳銑 半徑R=8m的通孔。2.3.2對零件圖審查：審查合格。2.3.3年生產(chǎn)綱領(lǐng)：單件，小批量。2.3.4確定毛坯:毛坯材料為LY12，經(jīng)冷軋?zhí)幚?，毛坯尺寸?95X 95X10。2.3.5工藝路線:以毛坯底面為加工基準，用銑的方法加工孔、槽、輪廓，用鉆的方法加工小孔。

44、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。名稱加工部位銑毛坯上下表其銑為95 X 95X 10的方料選機床夾具刀具類型切削用量檢驗數(shù) 控 立 式 銑 床通 用 夾 具刀具：硬 質(zhì)合金端 銑刀=16S=1000F=100S =2.5游標卡尺2.3.6確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差:1.孔及上下槽的加工余量均為0.2。2.大通孔的設(shè)計要求為：260+0.052，Ra=1.6，且孔的邊緣以底面為基準的垂直度公差為0.02。通孔旁邊的凹槽設(shè)計要求:1）深度為5+0.048,其底邊要求以底面為基準的平行度公差為0.02，2）凹槽的四個角的寬度設(shè)計要

45、求為：20+0.033方型底座的四個邊設(shè)計要求:90 0.05。底面凹槽的設(shè)計要求：深度為1.5m m無公差要求。底座四個小通孔設(shè)計要求：1）相鄰兩孔之間距離設(shè)計要求：70+0.03。2）孔的設(shè)計要求：要求直徑 =8的通孔。2.4數(shù)控編程坐標系:以工件中心為原點建立坐標系，與主軸平行的坐標軸為Z坐標軸，刀具遠離工件的方向為正方向。垂直于Z軸并平行于工件裝夾平面為 X方向，面對刀具主軸向立柱方向看，刀具向又為+X方向。丫軸垂直于X、Z坐標，按右手笛卡兒法確定+Y方向。2.5零件數(shù)控加工程序:工序加工程序說明N10G90G54G00Z60.000N12S1000M03N14X-4.480Y4.48

46、0Z60.000N16Z50.000N18Z22.500N20G01Z12.500F10N22X4.480F100N24Y-4.480N26X-4.480N28Y4.480N30X-9.480Y9.480N32X9.480N34Y-9.480N36X-9.480N38Y9.480N40X-14.480Y14.480N42X14.480平面區(qū)域加工軌跡刀具：16(10) 刀具半徑=8.000刀角半 徑=0.000主軸轉(zhuǎn)速1000.000 接近速度10.000切削速度 =100.000退刀速度=800.000F刀速度 =100.000行間連接速度=100.000起止咼度60.000安全高度=50.

47、000慢速下刀相對高度=10.000進刀方式：垂直N44Y-14.480退刀方式：垂直N46X-14.480走刀方式：環(huán)切加工N48Y14.480（從里向外）N50X-19.480Y19.480拔模基準：底層為基N52X19.480準1N54Y-19.480輪廓參數(shù)：補償方式N56X-19.480（TO）余量=0.200，N58Y19.480拔模斜度=0.000N60X-24.480Y24.480島參數(shù)：補償方式N62X24.480（ON）余量=0.000,N64Y-24.480拔模斜度=0.000N66X-24.480頂層高度=15.000N68Y24.480底層高度 =12.500每N70

48、X-29.480Y29.480層下降高度=2.500N72X29.480拐角過渡方式：圓弧N74Y-29.480加工行距=5.000N76X-29.480加工精度=0.001N78Y29.480區(qū)域內(nèi)是否抬刀：不N80X-34.480Y34.480抬刀N82X34.480下刀萬式：垂直N84Y-34.480下刀點的位置：斜線N86X-34.480的端點或螺旋線的切點N88Y34.480輪廓清根：不清根N90X-39.480Y39.480島清根：不清根N92X39.480清根進刀方式：垂直N94Y-39.480清根退刀萬式：垂直N96X-39.480加工時間=15.63N98Y39.480分鐘N

49、100Z50.000F80042N102G00Z60.000N104M05N106M30N10G90G54G00Z60.000刀具： 20,12(10)N12S1000M03主軸轉(zhuǎn)速1000.000N14X5.000Y-0.000Z60.000接近速度=10.000N16Z50.000N18Z15.000切削速度 =100.000刀速度 =800.000N20G01Z5.000F10F刀速度 =100.000N22G42D10G02X5.000Y0.000I-5.000J0.000F100N24G01Z50.000F800N26G00Z10.000N28G01Z0.000F10N30G42D1

50、0G02X5.000Y0.000I-5.000J0.000F100N32G01Z50.000F800N34G00Z60.000N36M05N38S1000M03N40X-25.000Y2.000N42Z50.000N44Z15.000間連接速度=100.000起止高度=60.000全高度=50.000慢速下刀相對高度10.000進刀方式：垂直退刀方式：垂直走刀方式：往復(fù)輪廓補償方式：TO拐角過渡方式：圓弧加工精度 =0.001 刀次通孔：頂層高度=10.000底層高度=0.000每層N46G01Z5.000F10下降高度=5.000N48G42D10X-20.000F100凹槽：頂層高度=10.000N50G03X-2.000Y20.000I0.000J18.000N52G01Y25.000N54G02X2.000Y25.000I2.000J0.000N56G01Y20.000底層高度=5.000每層下降高度=5.000F刀方式：垂直F刀點的位置：斜線的端N58G03X20.000Y2.000I18.000J-0.000N60G01X25.000N62G02X25.000Y-2.000I-0.000J-2.000N64G01X20.000N66G03X2.000Y-20.000I-0.000J-18.000N68G01Y-25.000N70G02X-2.000Y-25