數(shù)控銑床產(chǎn)品加工及工藝

廣州 XX 高等專科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 編號： GMC-2-017-09 設(shè) 計 （論文） 題 目 充電器加工設(shè)計 完成時間 2011 年 月 日 至 月 日 設(shè)計者 （作者） 指導(dǎo)教師 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù) ： 一、 畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容： 1 銑削類零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計及程序設(shè)計 內(nèi)容主要包括以 下幾方面： （ 1）數(shù)控加工工藝設(shè)計 （ 2）數(shù)控加工程序編制 （ 3）數(shù)控仿真軟件驗證操作 （ 4）數(shù)控機(jī)床操作技能實現(xiàn) 2、繪制銑削類零件二維、三維圖（ A4 圖紙）共 2 張 3、撰寫設(shè)計設(shè)計論文 二、 畢業(yè)設(shè)計要求： 1、論文按數(shù)控專業(yè) 08 級畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書內(nèi)容完成； 2、畢業(yè)設(shè)計論文要求 8000 字以上； 3、車、銑削類零件要 求獨立繪制，嚴(yán)禁拷貝； 5、按學(xué)校要求，按時完成設(shè)計任務(wù)，按時回校答辯。 指導(dǎo)教師填寫簽名： 2011 年 月 日 教研室主任意見： 教研室主任簽名： 年 月 日 備注： 1、畫圖可采用計算機(jī)畫圖，也可采用手工畫圖（自選）。 2、 銑削類零件在畢業(yè)答辯時要求在計算機(jī)上仿真出 。 目錄 摘要 . . .4 1、緒論 . . 5 1.1、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展 5 1.2、數(shù)控編程 5 1.3、數(shù)控仿真加工 6 1.4、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢 7 1.4.1、高速度、高精度化 7 1.4.2、智能化 7 1.4.3、軟硬件的進(jìn)一步 開放 7 1.4.4、發(fā)展基于 PC 的數(shù)控 7 1.4.5、網(wǎng)絡(luò)化 7 1.4.6、功能復(fù)合化 7 2、充電器的加工設(shè)計 9 2.1、零件圖工藝分析 . . .9 2.2 用 Mastercam9.0 進(jìn)行畫圖和編程 . .9 2.3、確定加工 工藝路線和加工順序 . . 9 2.4、選擇加工用的刀具 9 2.5、合理選擇切削用量、切削液、切削方法 . 11 2.6、設(shè)置好各參數(shù)后輸出數(shù)控銑床的 NC 文件 13 2.7、確定工件裝夾方案 13 2.8、擬訂數(shù)控銑削加工工序卡片 . . .13 2.9、根據(jù)加工工序步驟編好加工程序 14 2.10、用數(shù)控仿真軟件對加工程序進(jìn)行仿真操作 14 2.10.1、選擇機(jī)床 .14 2.10.2、機(jī)床回零 14 2.10.3、安裝零件 14 2.10.4、對基準(zhǔn)裝刀具 15 2.10.5、輸入 NC 程序 .16 2.10.6、自動加工 .16 2.11、優(yōu)化程序后到車間完成工件的加工 16 3、設(shè)計總結(jié)與心得 17 參考文獻(xiàn) . 17 充電器的加工設(shè)計 內(nèi)容摘要 此設(shè)計主要是對典型零件進(jìn)行圖形繪制、工藝設(shè)計和程序的編制及加工，通過實際生活中的充電器的外形尺寸分析，應(yīng)用 CAD 軟件（ AutoCAD2006）繪制出二維及三維的圖形并進(jìn)行標(biāo)注說明，在使用 AutoCAD2006 軟件畫圖時應(yīng)參照工程制圖的國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)來畫各種線形文字以及標(biāo)注符號等等，并注明圖紙的公差要求、技術(shù)要求等。 接著對充電器的零件圖進(jìn)行工藝分析，確定加工方法、路線等，然后用 CAM軟件繪制出要加工的二維或三維圖形，并設(shè)計好各切削參數(shù)自動編出加工刀路軌跡。在用自動編程軟件同時應(yīng)首先熟悉該軟件的基本操作，并熟悉里面各參數(shù)的設(shè)置方法，然后跟圖紙的工藝分析結(jié)合，選擇合理的工藝路線及加工方法，根據(jù)零件形狀、余量等選擇適用形狀大小的各種銑刀，最后應(yīng)用該軟件的防真功能效驗?zāi)M加工，并通過模擬過程觀察，發(fā)現(xiàn)不合理處進(jìn)行修改。 程序優(yōu)化后便 可用該軟件生成機(jī)廠能識別的 G 代碼，并導(dǎo)入防真軟件進(jìn)行程序驗證和模擬加工，從而得出防真的零件樣品出來，在防真過程中我們可以很清楚的知道該零件加工工序是否合理，通過最后測量零件尺寸是否跟符號圖紙上的公差要求、技術(shù)要求。 通過程序的修改和改善后便可將程序拿到車間，通過接口端發(fā)送程序到數(shù)控機(jī)床加工產(chǎn)品出來。在車間加工中，首先我們必須懂得車間的一些安全規(guī)范、操作規(guī)范等，然后在加工過程中必須小心銑刀碰壞機(jī)床夾具或工作臺，當(dāng)發(fā)現(xiàn)撞刀等一些碰撞時應(yīng)及時安機(jī)床急停按鈕。工件加工完后還必須對機(jī)床進(jìn)行簡單的清掃，維護(hù)操作，并對 加工所用刀具、量具等工具用抹布擦干以防止生銹。 關(guān)鍵字 數(shù)控技術(shù) 加工工藝 數(shù)控編程 機(jī)床仿真 1、 緒論 數(shù)控技術(shù)已經(jīng)不再是新生事物，它已經(jīng)成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要基礎(chǔ)之一，廣泛應(yīng)用到了產(chǎn)品制造領(lǐng)域，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(jī)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(biāo)。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用，給機(jī)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。 1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展 隨著科學(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)的不斷發(fā) 展，機(jī)械產(chǎn)品日趨精密、復(fù)雜，改型也日益頻繁，對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來越高的要求，從而對機(jī)床的性能、精度及自動化程度提出了越來越高的要求。機(jī)械加工工藝過程的自動化是實現(xiàn)上述要求的重要措施之一，不僅能提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率，降低成本，還能改善工人的勞動條件。為此，許多生產(chǎn)企業(yè)都采用了自動機(jī)床、組合機(jī)床和自動生產(chǎn)線。但是，采用這種自動、高效的設(shè)備，需要很大的初始投資以及較長的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，只有在大批量的生產(chǎn)條件下，才會有顯著的效益。而機(jī)械制造業(yè)中單件與小批生產(chǎn)的零件約占機(jī)械加工總量的 80%左右。科學(xué)技術(shù)的 進(jìn)步和機(jī)械產(chǎn)品市場競爭的日趨激烈，使機(jī)械產(chǎn)品不斷改型和更新?lián)Q代，批量相對減少，質(zhì)量要求越來越高。而采用專用的自動加工設(shè)備的投資大、時間長、轉(zhuǎn)型難，相對很難滿足競爭日趨激烈的市場需求。因此，為了解決上述問題，滿足多品種、小批量，尤其是復(fù)雜型面零件的自動化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活的、通用的、能夠適應(yīng)產(chǎn)品頻繁變化的自動化機(jī)床。 數(shù)字控制（ Numerical Control）機(jī)床就是在這樣的背景下誕生與發(fā)展起來的。它極其有效地解決了上述一系列矛盾，為單件、小批生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動化加工手段。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ， 1952 年，由美國帕森斯（ Parsons）公司和麻省理工學(xué)院（ MIT）共同研制成功了世界上第一臺以電子計算機(jī)為控制基礎(chǔ)的數(shù)字控制機(jī)床，其名為三坐標(biāo)直線插補(bǔ)連續(xù)控制的立式數(shù)控銑床，主要用來加工直升飛機(jī)葉片輪廓檢查用樣板。從此，機(jī)械制造業(yè)進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段。 1.2 數(shù)控編程 數(shù)控編程（ NC Programming）是指編制數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零件加工所用程序的過程。 數(shù)控機(jī)床是數(shù)控加工的硬件基礎(chǔ)，其性能對加工效率、精度等方面具有決定性的影響。零件加工程序的編制（數(shù)控編程）是現(xiàn)實數(shù)控加工的重要環(huán)節(jié)，特別是對于復(fù) 雜零件的加工。數(shù)控編程技術(shù)涉及制造工藝、計算機(jī)技術(shù)、數(shù)學(xué)、計算機(jī)幾何、微分幾何、人工智能等眾多領(lǐng)域知識，它所追求的目標(biāo)是更有效地獲得滿足各種零件加工要求的高質(zhì)量數(shù)控加工程序，以便充分地發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的性能，獲得更高的加工效率與加工質(zhì)量。 數(shù)控編程是目前 CAD/CAPP/CAM 系統(tǒng)中最能明顯發(fā)揮效益的環(huán)節(jié)之一，其在實現(xiàn)設(shè)計加工自動化、提高加工精度和加工質(zhì)量、縮短產(chǎn)品研制周期等方面發(fā)揮 著重要作用。在諸如航空工業(yè)、汽車工業(yè)等領(lǐng)域有著大量的應(yīng)用。由于生產(chǎn)實際的強(qiáng)烈需求，國內(nèi)外都對數(shù)控編程技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究，并取得了 豐碩成果。 數(shù)控編程是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過程。它的主要任務(wù)是計算加工走刀中的刀位點（ cutterlocationpoint 簡稱 CL 點）。刀位點一般取為刀具軸線與刀具表面的交點，多軸加工中還要給出刀軸矢量。 數(shù)控編程一般分為手工編程和自動編程兩種。 (1)手工編程。手工編程是指程序編制的整個步驟幾乎全部是由人工來完成的。對于幾何形狀不太復(fù)雜的零件，所需要的加工程序不長，計算也比較簡單，出錯機(jī)會較少，這時用手工編程既及時又經(jīng)濟(jì)，因而手工編程仍被廣泛地應(yīng)用于形狀簡單的點位加工及平面輪廓加工中。但是工 件輪廓復(fù)雜，特別是加工非圓弧曲線、曲面等表面，或工件加工程序較長時，使用手工編程將十分繁瑣、費時，而且容易出錯，常會出現(xiàn)手工編程工作跟不上數(shù)控機(jī)床加工的情況，影響數(shù)控機(jī)床的開動率。此時必須用自動編程的方法編制程序。 (2)自動編程。自動編程有兩種： APT 軟件編程和 CAM 軟件編程。 APT 軟件是利用計算機(jī)和相應(yīng)的處理程序、后置處理程序?qū)α慵闯绦蜻M(jìn)行處理，以得到加工程序的編程方法。在具體的編程過程中，除擬定工藝方案仍主要依靠人工進(jìn)行外 (有些自動編程系統(tǒng)能自動確定最佳的加工工藝參數(shù) )，其余的工作，包括數(shù)值計算、編 寫程序單、制作控制介質(zhì)、程序檢驗等各項工作均由計算機(jī)自動完成。編程人員只需要根據(jù)圖樣的要求，使用數(shù)控語言編寫出零件加工的源程序，送人計算機(jī)，由計算機(jī)自動地進(jìn)行數(shù)值計算、后置處理，編寫出零件加工程序單，并在屏幕模擬顯示加工過程，及時修改，直至自動穿出數(shù)控加工紙帶，或?qū)⒓庸こ绦蛲ㄟ^直接通信的方式送入數(shù)控機(jī)床，指揮機(jī)床工作。 在自動編程過程中，加工工藝決策是加工能否順利完成的基礎(chǔ)，必須依據(jù)零件的形狀特點、工件的材料、加工的精度要求、表面粗糙度要求，選擇最佳的加工方法、合理劃分加工階段、選擇適宜的加工刀具、確定最優(yōu)的 切削用量、確定合理的毛坯尺寸與形狀、確定合理的走刀路線，最終達(dá)到滿足加工要求、減少加工時間、降低加工費用的目的。 1.3 數(shù)控仿真加工 數(shù)控仿真是應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)對數(shù)控加工操作過程進(jìn)行模擬仿真的一門新技術(shù)。該技術(shù)面向?qū)嶋H生產(chǎn)過程的機(jī)床仿真操作，加工過程三維動態(tài)的逼真再現(xiàn)，能對數(shù)控加工建立感性認(rèn)識，可以反復(fù)動手進(jìn)行數(shù)控加工操作， 還能對加工的工件進(jìn)行精確測量、智能測量等等的仿真操作。我們可以通過仿真軟件對零件進(jìn)行模擬加工，從而達(dá)到熟練各種數(shù)控機(jī)床的操作面板，而且通過仿真軟件還能對加工程序的校正和加工工藝的優(yōu)化，最 終達(dá)到簡化程序，減少加工錯誤，提高加工效率。 1.4 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢 現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，而且隨著數(shù)控 技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大，它對國計民生的一些重要行業(yè)（ IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展將會起到越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需準(zhǔn)備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。當(dāng)前數(shù)控機(jī)床主要有以下發(fā)展趨勢。 1.4.1 高速度、高精度化 盡管十多年前久出現(xiàn)高精度高速度的趨勢，但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是沒有止境的，數(shù)控機(jī)床高精度、高速度的內(nèi)涵也在不斷變化。 由于采用了高速 CPU 芯片、RISC 芯片、多 CPU 控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機(jī)床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。 目前正在向著精度和速度的極限發(fā)展，其中進(jìn)給速度已到達(dá)每分鐘幾十米乃至數(shù)百米。 1.4.2 智能化 數(shù)控機(jī)床智能化是為了提高生產(chǎn)的自動化程度。智能化 不僅貫穿在生產(chǎn)加工的全過程（如智能編程、智能數(shù)據(jù)庫、智能監(jiān)控），還要貫穿在產(chǎn)品的售后服務(wù)與維修中。即不僅在控制機(jī)床加工時數(shù)控系統(tǒng)是智能的，就是在系統(tǒng)出了故障、診斷、維修也都是智能的，對操作維修人員的要求降至最低。 1.4.3 軟硬件的進(jìn)一 步開放 數(shù)控系統(tǒng)在出廠時并沒有完全解決其使用場合和控制加工的對象，更沒有決定要加工的工藝，而是由用戶根據(jù)自己的需要對軟件進(jìn)行再開放，以滿足用戶的特殊需要。數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)商不應(yīng)制約用戶的生產(chǎn)工藝和適用范圍。 1.4.4 發(fā)展基于 PC 的數(shù)控 PC 機(jī)具有良好的人機(jī)界面，軟件資源特別豐富，近年來 CPU 主頻已高達(dá)100MHz 以上，內(nèi)存 128M 以上，外存 30GB 以上；相應(yīng)的 Windows、 Windows NT界面更加友好，功能更趨完善，其通訊功能、聯(lián)網(wǎng)功能、遠(yuǎn)程診斷和維修功能將更加普遍。更重要的是微機(jī)成本低廉，可靠性高。日本、美國、 歐盟等國家正在開放式的 PC 平臺上進(jìn)行“開放式數(shù)控系統(tǒng)”的研究，包括標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)、編程、通訊、操作系統(tǒng)以及樣機(jī)的研制等。 1.4.5 網(wǎng)絡(luò)化 網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控便于遠(yuǎn)距離操作和監(jiān)控，也便于遠(yuǎn)程診斷故障和進(jìn)行調(diào)整。 通過機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機(jī)床上對其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運行，不同機(jī)床的畫面可同時顯示在每一臺機(jī)床的屏幕上。 不僅利于數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠對其產(chǎn)品的監(jiān)控和維修，也適于大規(guī)?，F(xiàn)代化生產(chǎn)的無人化車間，實行網(wǎng)絡(luò)管理，還適于在操作人員到現(xiàn)場的環(huán)境（如對環(huán)境要求很高的超精密加工和對人體有害的環(huán)境）中工作 1.4.6 功能復(fù)合化 功能復(fù)合化的目的 是進(jìn)一步提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，使用于非加工輔助時間減 至最少。通過功能的復(fù)合化，可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍、提高效率，實現(xiàn)一機(jī)多用、一機(jī)多能，如一臺數(shù)控車床既可以實現(xiàn)車削功能，也可以實現(xiàn)銑削加工；在以銑為主的機(jī)床上也可以實現(xiàn)磨削加工。寶雞機(jī)床廠已經(jīng)研制成功的 CX25Y 數(shù)控車銑復(fù)合中心，具有 X、 Z 軸和 Y 軸。通過 C 軸和 Y 軸，可以實現(xiàn)平面銑削和偏孔、槽的加工。該機(jī)床還配置有強(qiáng)力刀架和副主軸。副主軸采用內(nèi)藏式主軸結(jié)構(gòu)，通過數(shù)控系統(tǒng)可直接實現(xiàn)主、副主軸轉(zhuǎn)速同步。該機(jī)床工件一次裝夾即可完成全部加工，極大地提高了效率。 2、充電器的加工工藝分析 2.1、 零件圖工藝分析： 該零件曲面形狀有凸有凹，要對凹槽先進(jìn)行加工，故先在凹槽中間用T1- 17鉆頭預(yù)鉆孔 ,再用 T2- 16新立銑刀在鉆孔處下刀進(jìn)行曲面挖槽粗加工。 （此處增加二維零件圖） 2.2、確定加工工藝路線、加工順序（見充電器模型數(shù)控加工工序卡片）。 加工順序的選擇直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本，因此我們必須很好的分析零件圖、分析加工工藝路線以確定最好、最高效率的加工順序。 一般情況一個零件的加工順序應(yīng)按照基面先行、先面后孔、先主 后次、先粗后精的原則來確定，因此，根據(jù)零件圖可知其加工順序為先外形輪廓開粗和表面大面積挖槽開粗，然后對上一步進(jìn)行精銑。其次是對中小形的槽進(jìn)行粗精加工。最后是孔系加工。 2.3、選擇加工用的刀具。 加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)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(jī)床動力頭上，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)到整個數(shù)控刀具的 30%40%，金屬切除量占總數(shù)的 80% 90%。 在數(shù)控銑削加工中，刀具的選擇直接影響著零件的加工質(zhì)量、加工效率和加工成本，因此正 確選擇刀具有著十分重要的意義。 刀具的選擇應(yīng)遵循以下原則： 1、根據(jù)被加工型面形狀選擇刀具類型 平面輪廓加工一般選用平底立銑刀或圓角立銑刀，曲面交給你一般選用球頭刀。 2、根據(jù)工件材料及加工要求選擇刀具材料及尺寸 （ 1）選擇刀具材料 正確選擇刀具材料，需要全面掌握金屬切削的基本知識和規(guī)律，其中最主要的是了解刀具材料的切削性能和工件材料的切削加工性能與加工條件，緊緊抓住切削中的主要矛盾，同時兼顧經(jīng)濟(jì)性來決定取舍，一般遵循以下原則： 1）加工普通材料工件時，一般選用普通高速鋼和硬質(zhì)合金刀具；加工難加工材料時， 可選用高性能和新型刀具材料。只有在加工高硬質(zhì)材料或精密加工中，常規(guī)刀具材料不能滿足加工精度要求時，才考慮用立方氮化硼（簡稱 CBN）刀片和聚晶人造金剛石（簡稱 PCD）刀片。 PCD 的硬度可達(dá) 600010000HV， CBN是硬度僅次于金剛石的一種人工合成無機(jī)晶體材料。 2）任何刀具材料的強(qiáng)度、韌性和硬度、耐磨性等方面總是難以完全兼顧的，在選擇刀具時，可根據(jù)工件材料切削加工性何加工條件，通常先考慮耐磨性，崩 刃問題盡可能用刀具合理參數(shù)解決。如果因刀具材料太大造成崩刃，才考慮耐磨性要求，選用強(qiáng)度和韌性較好的刀具。一般 情況下，低速切削時，切削過程不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象，宜選用強(qiáng)度韌性好的刀具材料；高速切削時，切削溫度對刀具材料的磨損影響最大，應(yīng)選擇耐磨性好的刀具材料。 （ 2）選擇刀具尺寸 使用環(huán)形銑刀銑削內(nèi)槽底部時，由于槽底兩次進(jìn)給路線需要搭接，而刀具底刃起作用的半徑 Re=0.95（ R-r），式中的因數(shù) 0.95 是為了保證刀具微小磨損時仍能搭接而設(shè)置的保險因數(shù)。 立銑刀的尺寸參數(shù)，推薦按下述經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取： 1）刀具半徑應(yīng)小于或等于被加工零件內(nèi)輪廓面得最小曲率半徑 min，一般取 R=（ 0.80.9） min。 2）銑刀 的每刀加工深度（即零件的加工高度） H（ 1/41/6） R，以保證刀具有足夠的剛度。 3）加工不通孔（深槽）時，選取刀具切削部分的長度為 L=H+（ 510） mm。 4）加工外型及通槽時，選取 L=H+r+（ 510） mm（ r 為端刃圓角半徑）。 5）粗加工內(nèi)輪廓時，銑刀最大直徑 D 可按下式計算： D=2（ sin0.5 - 1） /（ 1-sin0.5） D1 式中 D1 輪廓的最小凹圓角直徑（ mm）； 圓角鄰邊夾稱等分線上的精加工余量（ mm）； 1 精加工余量（ mm）； 圓角兩鄰邊 的最小夾角（）。 3、根據(jù)從大到小的原則選取刀具尺寸 如果被加工零件上的內(nèi)輪廓角半徑 min 過小，為提高加工效率，可先采用大直徑的刀具進(jìn)行粗加工，再按上述要求選擇較小的刀具對輪廓上殘留余量過大的局部區(qū)域進(jìn)行處理，然后再對整個輪廓進(jìn)行精加工。 2.4、合理選擇切削用量、切削液、切削方法。 隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題之一。在數(shù)控程序的編制過程中，要在人機(jī)交互狀態(tài)下即時選擇刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則，從而保證零件的加 工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)水平。 1、切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速 n、切削深度 t 或?qū)挾?B、進(jìn)給速度 vf 和背吃刀量 ap等。切削用量的大小對切削力、切削功率、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響。對于不同的加工方法，需選擇不同的切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)。以下是編程時幾種切削用量參數(shù)的設(shè)定參考 （ 1） 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。 （ 2） 切削寬度 B。 銑削寬度 B，又稱步距，是指銑刀在一次進(jìn)給中切掉工件表層的寬度。一般銑削寬度 B 與刀具直徑 d 成正比，與背吃刀量成反比。在粗加工中，步距取大些有利于提高加工效率。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，使用平底刀時一般的取值范圍為：B=（ 0.60.9） d；使用圓鼻刀進(jìn)行加工時，刀具直徑應(yīng)扣除刀尖的圓角部分，即 d=D-2r（ D 為刀具直徑， r 為刀尖圓角半徑），故 B 的取值范圍為： B=（ 0.80.9）d；使用球頭刀進(jìn)行精加工時，步距的確定應(yīng)首先考慮所能達(dá)到的精度和表面粗糙度。 （ 3）進(jìn)給速度 vf。 銑削時的進(jìn)給量有三種表示方法：每齒進(jìn)給量 fz、每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f 和進(jìn)給速度 vf。 粗銑時影響 進(jìn)給量選擇的主要因素是工藝系統(tǒng)剛性、高生產(chǎn)率的要求，故應(yīng)按每齒進(jìn)給量進(jìn)行選擇（除了上述要求，還要考慮刀齒強(qiáng)度、切削層厚度、容屑情況等）。 精銑時影響進(jìn)給量選擇的主要因素是加工精度和表面粗糙度的要求，而每轉(zhuǎn)進(jìn)給量與已加工表面粗糙度關(guān)系密切，故半精銑和精銑時按每轉(zhuǎn)進(jìn)給量進(jìn)行選擇。 由于數(shù)控銑床主運動和進(jìn)給運動是由兩個伺服電動機(jī)分別傳動，它們之間沒有內(nèi)在聯(lián)系，因此無論按每齒進(jìn)給量 fz 還是按每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 選擇，最后均需計算出 進(jìn)給速度 vf。進(jìn)給速度與每齒進(jìn)給量及每轉(zhuǎn)進(jìn)給量之間的關(guān)系是： vf=n =nZfz 式中 n 銑床主軸轉(zhuǎn)速（ r/min） ； Z 銑刀齒數(shù)。 vf 應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。 vf 的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時， vf 可選擇得大些。在加工過程中，也可通過機(jī)床控制面板上的修調(diào)開關(guān)進(jìn)行人工調(diào)整，但是最大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制。 （ 4） 主軸轉(zhuǎn)速 n(r/min)。 主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度來計算 ，其計算公式為 n=1000vc/ d 式中 d 刀具直徑（ mm）； vc 切削速度（ m/min)。 數(shù)控機(jī)床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)（倍率）開關(guān)，可在加工過程中對主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整。 （ 5）背吃刀量 背吃刀量的選取主要根據(jù)機(jī)床、夾具、刀具和工件所組成的加工工藝系統(tǒng)的剛性、加工余量及對表面質(zhì)量的要求來確定。 1）當(dāng)工件表面粗糙度值要求為 Ra=12.525 m 時，加工余量較?。?56mm），粗銑一次就可以達(dá)到要求；但當(dāng)余量較大、工藝系統(tǒng)剛性較差或機(jī)床動力不足 時，可分兩次銑削完成。第一次背吃刀量應(yīng)取大些，其好處是可以避免刀具在表面缺陷層內(nèi)切削（余量大時往往余量不均勻），同時可減輕第二次銑削進(jìn)給的負(fù)荷，有利于獲得較好的表面質(zhì)量。一般粗銑鑄鋼或鑄鐵時， ap 取 1.57mm；粗銑五無硬皮的鋼料時， ap=35mm。 2）當(dāng)工件表面粗糙度值要求為 Ra=3.212.5 m 時，可分為粗銑和半精銑兩步進(jìn)行。粗銑時 ap 的選取同前述；粗銑后留 0.51mm 余量，在半精銑時切除。 3）在工件表面粗糙度值要求為 Ra=0.83.2 m 時，可分為粗銑、半精銑、精銑三步進(jìn)行。半精銑時 ap 取 1.52mm，精銑時 ap 取 0.20.5mm。 銑刀每齒進(jìn)給量參考值 工件材料 每齒進(jìn)給量 fz (mm/t) 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 0.100.15 0.100.25 0.020.05 0.100.15 鑄鐵 0.120.20 0.150.30 銑削速度參考值 工件材料 硬度（ HBW） 銑削速度 vc (m/min) 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金鋼 低、中碳鋼 220 2140 80150 225290 1536 60115 300425 920 4075 合金鋼 220 1535 55120 225325 1024 4080 325425 59 3060 灰鑄鐵 190 2136 66150 190260 918 4590 160320 4.510 2130 2、切削液的選用原則 切削液的效果除由本身的性能決定外，還與工件材料、刀具材料、加工方法等因素有關(guān)，應(yīng)該綜合考慮，合理選擇，以下是一般的選用原則。 （ 1）粗加工 粗加工時，切削用量大 ，產(chǎn)生的切削熱量多，容易使刀具迅速磨損。此類加工一般采用冷卻為主的切削液。切削速度較低時，刀具以機(jī)械磨損為主，宜選用潤滑為主的切削液；切削速度較高時，刀具磨損主要是熱磨損，應(yīng)選用冷卻為主的切削液。 硬質(zhì)合金刀具耐熱性好，熱裂敏感，可以不用切削液，如采用切削液，必須連續(xù)、充分澆注，以免冷熱不均產(chǎn)生熱裂紋而損傷刀具。 （ 2）精加工 精加工時，切削液的主要作用是提高工件表面加工質(zhì)量和加工精度。 加工一般鋼件，在較低的速度（ 6.030m/min）下，宜選用極壓切削油或10%12%極壓乳化液，以減小刀具與工件之 間的摩擦和粘結(jié)，抑制積屑瘤的產(chǎn)生。精加工銅及其合金、鋁及合金或鑄鐵時，宜選用粒子型切削液或 10%12%乳化液，以降低加工表面粗糙度。注意加工銅材料時，不宜采用含硫切削液，因為硫?qū)︺~有腐蝕作用。另外，加工鋁時，也不適于采用含硫與氯的切削液，因為這兩種元素易與鋁形成強(qiáng)度高于鋁的化合物，反而增大刀具與切屑間的摩擦，也不宜采用水溶液，因高溫時水會使鋁產(chǎn)生針孔。 2.5、確定工件裝夾方案。 在數(shù)控銑床上常用的工件裝夾方法主要有以下幾種： 用平口鉗裝夾，適合一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的工件。 用壓板、 螺栓直接把工件裝夾在機(jī)床的工作臺面上，適合尺寸較大或形狀發(fā)雜的工件。 用數(shù)控分度頭裝夾。 2.6、擬定數(shù)控銑削加工工序卡片。 （工廠） 數(shù)控加工工 序卡片 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 材料 零件圖號 充電器模型 45#鋼 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 刀具規(guī)格 /mm 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 進(jìn)給速度 mm/min 切削深度 /min 1 預(yù)鉆孔在凹 槽中間 T1 17鉆頭 800 200 深度 -21 2 外形輪廓粗加工（平面外形） T2 16高速鋼立銑刀 600 300 深度 -25 3 粗加工凹槽（曲面挖槽方式） T2 16高速鋼立銑刀 600 300 最大層深1，留 0.8 余量 4 粗加工曲面（等高外形方式） T2 16高速鋼立銑刀 600 300 最大層深0.5，留 0.8余量 5 半精加工曲面（平行式精加工） T3 8R4 高速鋼球頭刀 3000 500 行間距 0.6，留 0.3 余量 6 外形輪廓精加工（平面外形） T4 新 16高速鋼立銑刀 600 300 深度 -25，余量 0 7 精加工曲面（平行式精加工） T5 新 8R4高速鋼球頭刀 3000 600 行間距 0.2，留 0 余量 3 充電器的造型與自動編程 充電器的造型與自動編程采用 MasterCAM9.0 軟件。其三維造型圖 3 1 所示。 （然后結(jié)合自動編程與刀路模擬過程進(jìn)行相應(yīng)的截圖與說明，程序放在附件，不要放在正文） 4 數(shù)控仿真軟件加工操作仿真 4.1 選擇機(jī)床 4.2 機(jī)床回零 在 方式選擇 上方， 點擊鼠標(biāo)左鍵或右鍵，將旋鈕旋轉(zhuǎn)到 回零 檔，將操作面板上的 手動軸選擇 旋鈕置于 X、 Y、 Z 檔，再點擊下方的移動方向鍵 +X、 +Y、 +Z，此時 X、 Y、 Z 軸將回零，相應(yīng)操作面板上 X、 Y、 Z 軸的指示燈亮，同時 LCD 上顯示的 機(jī)械座標(biāo) 值的 X、 Y、 Z 坐標(biāo) 變?yōu)椤?0.000”， 4.3 安裝零件 點擊下拉菜單工具，選擇安裝毛胚或在工具欄上選擇“ ”，系統(tǒng)打開下圖對話框。 輸入毛坯試題提供的毛坯長、寬、高尺寸： 120mm 80mm 50mm。 按 確定 按鈕，保存定義的毛坯并且退出本操作。 4.4 對基準(zhǔn)、裝刀具 對刀時使用的基準(zhǔn)工具為偏心式尋邊器（分中棒）。點擊下拉菜單輔助功能，選擇 尋邊器 或者點擊工具欄圖標(biāo) ，主軸上自動安裝直徑為 10mm 的尋邊器。旋轉(zhuǎn)操作面板上的 方式選擇 旋鈕至 快速 或 手動 ，點擊 主軸手動操作 欄主軸正 轉(zhuǎn)按鈕 ，按 -X 方向按鈕 , 把尋邊器移至工件左邊，再按 -Z 方向，使尋邊器底部低于工件表面，工件上端出現(xiàn)提示，顯示當(dāng)前主軸中心與工件側(cè)面的距離。 按 +X 方向按鈕使尋邊器靠近工件，快接近左側(cè)面時，可以采用 手輪 方式移動工作臺。將操作面板的 方式選擇 旋鈕切換到 手輪 檔 ，選擇進(jìn)給軸為 X ，選擇手輪軸倍率 ，在手輪的左右邊按住鼠標(biāo)左鍵連續(xù)轉(zhuǎn)動手輪 ； 在手輪 的左右邊點擊右鍵一次 ,尋邊器移動一個刻度。直至固定端與浮動端的中心線重合并彈出提示“水平方向已經(jīng)到位”，然后記下 X 機(jī)械坐標(biāo)， 根據(jù)加工程序單所示 ， G54 零點的 X 向準(zhǔn)備設(shè)置在離基準(zhǔn)邊距離為 X 機(jī)械坐標(biāo)的位置。用同樣