電風(fēng)扇畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）“五葉電風(fēng)扇” cad/cam實(shí)踐專 業(yè)：數(shù)控技術(shù)班 級(jí)：數(shù)控0911學(xué) 號(hào)：0901107104學(xué)生姓名：錢新榮校外指導(dǎo)教師：校內(nèi)指導(dǎo)教師：劉正平二零一二年五月目錄摘 要1引言2第一章 數(shù)控加工概述31.1 數(shù)控加工的定義31.2 數(shù)控加工的特點(diǎn)31.3數(shù)控機(jī)床程序編制3第二章 零件設(shè)計(jì)及造型52.1 加工任務(wù)分析52.2 零件造型設(shè)計(jì)152.3 零件造型設(shè)計(jì)6第三章 零件加工83.1圖紙分析83.1.1幾何元素分析：83.1.2精度分析：83.1.3材料分析：83.2 工藝分析93.3刀具的選擇93.3.1 數(shù)控加工刀具的選擇113.3.2 刀具的設(shè)置113.4毛坯設(shè)

2、置123.5加工階段的劃分133.6 加工余量的確定153.6.1 加工余量的基本概念153.6.2 影響加工余量大小的因素153.6.3 確定加工余量大小的方法有三種163.7 精加工183.8 平面加工203.9 模擬仿真214.0 后處理224.1結(jié)論24第四章 參考文獻(xiàn)25第五章 結(jié)束語(yǔ)26 五葉電風(fēng)扇” cad/cam實(shí)踐摘 要：在這里主要介紹cam三維曲面造型和cad二維圖形的數(shù)控加工。cam三維曲面造型的線性結(jié)構(gòu)：所有的三維設(shè)計(jì)軟件，都有共性和個(gè)性，要進(jìn)行三維造型的學(xué)習(xí)必要了解一些個(gè)性的概念規(guī)定，否則不能順利地創(chuàng)建出符合設(shè)計(jì)意圖的曲面。cad二維圖形的數(shù)控加工，本文主要利用cim

3、atron 軟件對(duì)零件進(jìn)行造型設(shè)計(jì)和加工。cimatron 內(nèi)容主要包括：二維和三維圖形設(shè)計(jì)。cimatron內(nèi)容主要包括：二維加工主要由二維刀具模組來(lái)生成二維刀具加工路徑，以完成各種二維加工任務(wù)，其加工路徑主要包括外形銑削、面銑削、挖槽、鉆孔及雕刻等。關(guān)鍵詞：造型、 銑削加工、 車削加工引言cimatron 不僅有三維造型功能線架造型、實(shí)體造型和曲面造型，而且還有銑床的二維加工和多軸加工系統(tǒng)。它提供了這些條件，所以對(duì)制造來(lái)說(shuō)就很簡(jiǎn)單了。只是對(duì)毛坯以及刀具、安全距離等參數(shù)的設(shè)置后，就會(huì)自動(dòng)完成走刀路線還有模擬加工，每一步走刀，清晰可見，而且還有相應(yīng)的后置處理，即加工程序就會(huì)自動(dòng)生成，既簡(jiǎn)單方便

4、又快捷，有效地代替了腦力勞動(dòng)，提高了生產(chǎn)率。在零件造型中cimatron 起了很大的作用，曲面造型也方便了很多。曲面造型（surface modeling）是計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)（computer aided geometric design,cagd）和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)（computer graphics）的一項(xiàng)重要內(nèi)容，主要研究在計(jì)算機(jī)圖像系統(tǒng)的環(huán)境下對(duì)曲面的表示、設(shè)計(jì)、顯示和分析?，F(xiàn)在的利用計(jì)算機(jī)輔助工具設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化時(shí)代以取代了早期的手工繪圖，科技的力量難以磨滅，不僅它的發(fā)展迅速，而且它的功能強(qiáng)大。cimatron通過后處理器 將ncr轉(zhuǎn)換為機(jī)械數(shù)控系統(tǒng)，能識(shí)別到的nc程序，并能模擬刀具路徑

5、，驗(yàn)證nc程序，然后通過計(jì)算機(jī)輸入到數(shù)控銑床或加工中心，選用適合工件的刀具即可完成工件的加工，比以前的數(shù)控機(jī)床使用手工編程和數(shù)字化技術(shù)編制程序更為先進(jìn)，它能計(jì)算出加工時(shí)間，可以將cimatron 軟件繪制的圖形轉(zhuǎn)化到cimatron中，使繪圖更容易簡(jiǎn)單，編織加工程序更快更準(zhǔn)確。第一章 數(shù)控加工概述1.1 數(shù)控加工的定義 所謂數(shù)控加工就是用數(shù)控機(jī)床加工零件的方法。 數(shù)控加工是伴隨著數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來(lái)的一種應(yīng)用技術(shù)，它是人們長(zhǎng)期從事數(shù)控加工實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。1.2 數(shù)控加工的特點(diǎn) 數(shù)控加工與普通機(jī)床加工相比具有以下特點(diǎn)：（1）加工零件的精度高 數(shù)控機(jī)床在整體設(shè)計(jì)中考慮了整機(jī)剛度和零件

6、的制造剛度，又采用高精度的滾珠絲杠傳動(dòng)副，機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度都很高。特別是有的數(shù)控機(jī)床具有加工過程自動(dòng)檢測(cè)和誤差補(bǔ)償功能，因而能可能的保證加工精度和尺寸的穩(wěn)定性。（2）生產(chǎn)效率高 數(shù)控機(jī)床在加工零件的裝夾次數(shù)少，一次加工可加工很多表面，省去了劃線找正和檢測(cè)等許多中間環(huán)節(jié)，據(jù)統(tǒng)計(jì)普通機(jī)床的凈切削時(shí)間一般占去總切削時(shí)間的15%20%，而數(shù)控機(jī)床可達(dá)65%70%，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀的帶刀庫(kù)數(shù)控機(jī)床可達(dá)75%80%。加工復(fù)雜工件時(shí)，效率可達(dá)510倍。（3）特別適合加工復(fù)雜的輪廓表面 如復(fù)雜的回轉(zhuǎn)表面和空間表面。（4）有利于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造 目前在機(jī)械制造業(yè)中，cad/cam已經(jīng)被廣泛使用，數(shù)控

7、機(jī)床及其技術(shù)是計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)。（5）初始投資大，加工成本高 數(shù)控機(jī)床的價(jià)格一般是普通機(jī)床的若干倍，機(jī)床備件的價(jià)格也高；另外，加工首件也需要編程、調(diào)試程序和是加工，時(shí)間較長(zhǎng)因此使零件的加工成本高于普通機(jī)床。1.3數(shù)控機(jī)床程序編制數(shù)控編程內(nèi)容一般來(lái)講，數(shù)控編程的過程包括：分析零件圖樣，工藝處理，數(shù)值計(jì)算，編寫加工程序單，制作控制介質(zhì)，程序校檢驗(yàn)，和首次加工。數(shù)控編程的具體步驟與要求如下：1工藝分析 要分析零件的材料、形狀、尺寸、精度、批量、毛坯形狀、和熱處理等，以便確定該零件是否適合在數(shù)控機(jī)床上加工，或適合在哪種數(shù)控機(jī)床上加工。同時(shí)要明確加工內(nèi)容和要求。2工藝處理 在分析零件圖的基礎(chǔ)上，

8、進(jìn)行工藝分析，確定零件的加工方法（如采用的工夾具、裝夾定位方法等）、加工如線（如對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)、進(jìn)給路線）及切削用量（如主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和背吃刀量）等工藝參數(shù)。數(shù)控加工工藝分析與處理是數(shù)控編程的前提和依據(jù)，而數(shù)控編程就是將數(shù)控加工工藝內(nèi)容程序化。制定數(shù)控加工工藝時(shí)，要合理選擇加工方案，確定加工順序、加工路線、裝夾方式、刀具及切削參數(shù)等。同時(shí)還要考慮所用數(shù)控機(jī)床的指令功能，充分發(fā)揮機(jī)床的效能，盡量縮短加工路線，正確的選擇對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)，減少換刀次數(shù)，并使數(shù)值計(jì)算的方便；合理選取起到點(diǎn)、切入點(diǎn)和切入方式，保證切入過程平穩(wěn)；避免刀具與非加工面的干涉，保證加工過程安全可靠等。3數(shù)值計(jì)算 根據(jù)零件圖的

9、尺寸、確定的工藝路線及設(shè)定的坐標(biāo)系，計(jì)算零件粗、精加工運(yùn)動(dòng)的軌跡，得到到位數(shù)據(jù)。對(duì)于形狀比較簡(jiǎn)單的零件（如由直線和圓弧組成的零件）的輪廓加工，要計(jì)算出幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)，圓弧的圓心，兩幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值，如果數(shù)控裝置無(wú)刀具補(bǔ)償功能，還有計(jì)算刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)值。對(duì)于形狀比較復(fù)雜的零件（如非圓曲線、曲面組成的零件），需要用直線或圓弧逼近，根據(jù)加工精度的要求計(jì)算出節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值，這種數(shù)值一般由計(jì)算機(jī)來(lái)完成 4編寫加工程序單 根據(jù)加工路線、切削用量、刀具號(hào)碼、刀具補(bǔ)償量、機(jī)床鋪助動(dòng)作及刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，按照數(shù)控系統(tǒng)使用的指令代碼和程序段的格式編寫零件加工的程序單，并校核上述兩個(gè)步驟的內(nèi)容，糾

10、正其中的錯(cuò)誤。5制作控制介質(zhì) 把編制好的程序單上的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上，作為數(shù)控裝置的輸入信息。通過程序的手工輸入或通信傳輸送入數(shù)控系統(tǒng)。6程序校驗(yàn)與首次試切 編寫的程序單和制備好的控制介質(zhì)，必須經(jīng)過校驗(yàn)和試切才能正式使用。校驗(yàn)的方法是直接將控制介質(zhì)上的內(nèi)容輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，讓機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)以檢查機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軌跡是否正確。在有crt圖形顯示的數(shù)控機(jī)床上，用模擬刀具與工件切削過程是方法進(jìn)行檢驗(yàn)更為方便，但這些方法只能檢驗(yàn)運(yùn)動(dòng)是否正確，不能檢驗(yàn)被加工零件的加工精度。因此要進(jìn)行試切。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有加工誤差時(shí)，應(yīng)分析誤差產(chǎn)生的原因，找出問題所在，并加以修正，直至達(dá)到零件圖紙的要求。第二章 零件設(shè)計(jì)及造型2.1 加工

11、任務(wù)分析本次加工的零件為五葉片風(fēng)扇的凸模，主要加工表面為風(fēng)扇的葉片和型架的輪轂，因?yàn)樵谶@兩項(xiàng)中，包含的曲面比較多而且復(fù)雜，所以在加工的過程中對(duì)機(jī)器和設(shè)計(jì)者的要求比較高。在對(duì)葉片和型架輪轂的技工為了保證其精度和質(zhì)量，特采用了粗加工、余量加工、精加工三步完成，特作以下說(shuō)明，詳細(xì)說(shuō)明如表一。表一 五葉電風(fēng)扇工序卡工藝處數(shù)控編程任務(wù)書零件名稱五葉電風(fēng)扇使用數(shù)控設(shè)備加工中心主要工序說(shuō)明及技術(shù)要求：本次加工零件為風(fēng)扇葉片，根據(jù)其零件的復(fù)雜性，可以將零件的加工分為粗加工和精加工兩步進(jìn)行；1、 方法，運(yùn)用8mm的牛鼻刀的最大進(jìn)給量2mm；2、 余量加工：采用螺旋式加工方法對(duì)于在粗、精加工中的剩余的殘留量進(jìn)行休

12、整，做出最后的凸模成品；3、 精加工：對(duì)于在粗加工時(shí)留有的0.3mm的精加工余量加工，以保持零件對(duì)各個(gè)曲面的表面精度要求在精加工中要保持表面能夠達(dá)到7級(jí)精度，采用精銑所有加工方式，以提高加工效率。編程日期任務(wù)書（編號(hào)）共 頁(yè)第 頁(yè)編制錢新榮審核劉正平編程錢新榮審核批準(zhǔn)2.2 零件造型設(shè)計(jì)1人們根據(jù)系統(tǒng)功能的要求，用有限的特征來(lái)描述設(shè)計(jì)問題，通過形式化用計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)表達(dá)特征，并將用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述的“特征”數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫(kù)之中，這樣，“設(shè)計(jì)”過程變成了對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的處理。這一過程可以看做似建模過程，模型被用來(lái)表示實(shí)際的或抽象的對(duì)象，是對(duì)被處理對(duì)象進(jìn)行計(jì)算、分析、模擬和研究的基礎(chǔ)。因此，模型是實(shí)際結(jié)

13、構(gòu)在cad系統(tǒng)中的具體表現(xiàn)，是計(jì)算機(jī)“認(rèn)知”產(chǎn)品的基礎(chǔ)，我們知道，產(chǎn)品和工程結(jié)構(gòu)本身能表現(xiàn)出來(lái)的屬性（“特征”）是無(wú)限的，但可用的計(jì)算機(jī)資源、人們的認(rèn)識(shí)是有限的，我們只能“認(rèn)知”實(shí)際結(jié)構(gòu)的部分屬性，只能處理產(chǎn)品和工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的某些方面。根據(jù)模型的不同，cad系統(tǒng)一般分為二維cad和三維cad系統(tǒng)。二維cad系統(tǒng)一般將產(chǎn)品和工程設(shè)計(jì)圖紙看成是“點(diǎn)、線、圓、弧、文本”等幾何元素的集合，系統(tǒng)內(nèi)表達(dá)的任何設(shè)計(jì)都變成了幾何圖形，所依賴的數(shù)學(xué)模型是幾何模型，系統(tǒng)記錄了這些圖素的幾何特征。二維cad系統(tǒng)一般由圖形的輸入與編輯、硬件接口、數(shù)據(jù)接口和二次開發(fā)工具等幾部分組成。三維cad系統(tǒng)的核心是產(chǎn)品的三維模型

14、。三維模型是在計(jì)算機(jī)中將產(chǎn)品的實(shí)際形狀表示成為三維的模型，模型中包括了產(chǎn)品幾何結(jié)構(gòu)的有關(guān)點(diǎn)、線、面、體的各種信息。計(jì)算機(jī)三維模型的描述經(jīng)歷了從線框模型、表面模型到實(shí)體模型的發(fā)展，所表達(dá)的集合體信息越來(lái)越完整和準(zhǔn)確，能解決“設(shè)計(jì)”的范圍越廣。其中，線框模型只是用幾何體的棱線表示幾何體的外形，就如同用線架搭出的形狀一樣，模型中沒有表面、體積等信息。表面模具是利用幾何形狀具有了一定的輪廓，可以產(chǎn)生諸如陰影、消隱等效果，但模型中缺少幾何形狀體積的概念，如同一個(gè)集合體的空殼。幾何模型發(fā)展到實(shí)體模型階段，封閉的幾何表面構(gòu)成了一定的體積，形成了幾何形狀體的概念，如同在幾何體的中間填充了一定的物質(zhì)，使之具有了

15、如重量、密度等特性，且可以檢查兩個(gè)幾何體的碰撞和干涉等。由于三維cad系統(tǒng)的模型包含了更多的實(shí)際結(jié)構(gòu)特征，使用戶在采用三維cad造型工具進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，更能反映實(shí)際產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)或加工制造過程。2.3 零件造型設(shè)計(jì)選擇啟動(dòng)cimatron e 8.0，在主菜單上選擇【文件】【新建文件】命令，或者單擊 （新建文檔）,，彈出【新建文件】窗口，按圖所示設(shè)置參數(shù)，單擊確定按鈕，建立新文檔。2 建立主基面單擊窗口上方菜單【基準(zhǔn)】【基準(zhǔn)面】【主平面】，拾取屏幕中心坐標(biāo)系，單擊，顯示三位軸側(cè)視圖，如圖2-3-1所示，單擊“特征向?qū)А毕旅娴陌粹o確定，建立的主基準(zhǔn)面如圖2-3-2所示。拾取坐標(biāo)系 圖2-3-1

16、拾取坐標(biāo) 圖2-3-3主平面 3繪制草圖先設(shè)置一個(gè)主平面，以yz面為草繪平面，單擊圖標(biāo)，吧yz平面旋轉(zhuǎn)成屏幕界面，以便繪制草圖，單擊選中圖標(biāo)，標(biāo)注尺寸,先繪制一個(gè)線架如圖2-3-4（a）選擇【實(shí)體】【新建】【旋轉(zhuǎn)】。取剛繪制的草圖輪廓單擊鼠標(biāo)中鍵，設(shè)置參數(shù)，單擊確定，建立旋轉(zhuǎn)實(shí)體，如圖2-3-4（b）。 圖2-3-4（a） 輪廓型架 圖2-3-4(b)輪廓外形選擇【基本面】【平行】，取xy主基準(zhǔn)面，向下偏移15mm，單擊確定。選擇【基本軸】【平行】，取剛繪制的平面，單擊確定，取平行面單擊中健，拾取平行軸為參考，確定，輸入角度15度，確定，得到傾斜面。以如圖2-3-5繪制風(fēng)扇葉片，【選擇】【傾斜

17、面】，以傾斜面為構(gòu)圖平面選用兩點(diǎn)做圓弧的方法繪制電風(fēng)扇葉片外形。如圖2-3-6. 圖2-3-5傾斜平面 圖2-3-6扇形曲面選擇【實(shí)體】【新建】【拉伸】點(diǎn)擊剛繪制的曲線，將其拉伸1mm。單擊確定圖2-3-7。選擇【編輯】【復(fù)制幾何體】【旋轉(zhuǎn)陣列】，選擇原始曲面，中鍵確定，然后選擇旋轉(zhuǎn)軸線，設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度145度，預(yù)覽生成的旋轉(zhuǎn)陣列，如圖2-3-8。 圖2-3-7 曲面拉伸 圖2-3-8扇形成型選擇【實(shí)體】【切除】，選擇所有葉片按中鍵，選取繪制的輪廓與之切除，就這樣形成了產(chǎn)品的外形輪廓。第三章 零件加工3.1圖紙分析3.1.1幾何元素分析：該工件外形復(fù)雜，包含了平面、圓弧面、曲面等幾何元素。3.1

18、.2精度分析：該工件被加工部分的各尺寸和形位公差、表面粗糙度要求較高，部分尺寸達(dá)到it8-it7級(jí)精度。3.1.3材料分析：底座的材料為45鋼，調(diào)制狀態(tài)，硬度為hrc20-30，適合加工中心加工。3.2 工藝分析裝夾：本次零件的設(shè)計(jì)師采用虎口鉗夾具裝夾，可以很好地限制五個(gè)自由度，見表二。表二 數(shù)控加工工件安裝夾具圖零件圖號(hào)t0003數(shù)控加工工件安裝夾具圖工序號(hào)2夾具名稱虎鉗裝夾次數(shù)24旋轉(zhuǎn)推動(dòng)桿3可移動(dòng)夾塊2固定壓板1底板gs53-61編制（日期）審核（日期）批準(zhǔn)（日期）第 頁(yè)序號(hào)夾具名稱夾具圖號(hào)2011-12-6共 頁(yè)1虎鉗夾具3調(diào)入工件單擊【加工向?qū)А抗ぞ邫诘摹菊{(diào)入模型】按鈕，把繪制的電風(fēng)

19、扇調(diào)入確定完成。創(chuàng)建坐標(biāo)系設(shè)置一個(gè)使用模型坐標(biāo)系，系統(tǒng)彈出ucs，點(diǎn)擊確定。3.3刀具的選擇數(shù)控刀具的選擇是數(shù)控加工工藝的重要內(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。cad/cam技術(shù)的發(fā)展，使得在數(shù)控加工中直接使用cad的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)成為可能，特別是dnc系統(tǒng)微機(jī)與數(shù)控機(jī)床的聯(lián)接，使得設(shè)計(jì)、工藝規(guī)則及編程的整個(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。目前，許多cad/cam軟件包都提供自動(dòng)編程的功能，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，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nc程序并傳輸至數(shù)控機(jī)床完成加

20、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)，能夠正確選擇刀刃具及切削用量。數(shù)控加工常用道具的種類及特點(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)接道具并裝在機(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)夾式聯(lián)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。從切削工藝上可分為：1）

21、車削刀具，分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切削刀具等多種；2）鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；3）鏜削刀具；4）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)、可換等要求，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)換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，主要有以下特點(diǎn)：剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗震及熱變形小；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)囝^皮屑或卷屑，以利于切屑的排除；系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、以利于編程和刀具管理。3.3.1 數(shù)控加

22、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、切削用量以及其他相關(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。選擇刀具時(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，常采用牛鼻刀；銑削平面時(shí)，應(yīng)選平刀；加工凸凹、凹槽時(shí)，選高速剛立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選用鑲硬質(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（模具）加工

23、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，切削行距一般采用頂端密距，故球刀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，只要在保證不過切得前提下，無(wú)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(lái)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(kù)上，按程序規(guī)定進(jìn)行隨時(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(kù)上去。編程

24、人員應(yīng)了解及床上所用刀柄的結(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。目前我國(guó)的加工匯總新采用tsg工具系統(tǒng)，其刀柄有直柄（3中規(guī)格）和錐柄（4種規(guī)格）2種，共包括16種不同用途的刀柄。3.3.2 刀具的設(shè)置（1） 粗加工刀具：牛鼻刀，1230mm，硬質(zhì)合金（2） 二次開粗： 牛鼻刀，830mm，硬質(zhì)合金（3） 精加工刀具：球頭銑刀，550mm，硬質(zhì)合金（4） 平面加工： 平刀， 1230mm，硬質(zhì)合金在cimatron e下的操作：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)合金平銑刀；加

25、工凸凹、凹槽時(shí)，選高速鋼牛鼻刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選取牛鼻銑刀；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。粗加工選用牛鼻刀，曲面選用用球頭銑刀。選擇刀具可以通過【刀具】【新建刀具】進(jìn)入工件設(shè)置對(duì)話框，設(shè)置以上刀具，在刀具欄中填寫【刀具名稱】，設(shè)置刀具參數(shù)進(jìn)行修改，單擊確定，如圖3-1. 圖3-1 刀具參數(shù)選擇3.4毛坯設(shè)置 數(shù)控銑床它的夾頭用虎鉗夾裝夾毛坯，毛坯尺寸10010030mm。用牛鼻銑刀1015粗銑刀，粗銑時(shí)最大進(jìn)給量為2mm，主軸的轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘。粗加工余量為0.5mm，cimatron e8. 下工件設(shè)置，毛坯設(shè)置 尺寸

26、設(shè)置：10010030.76mm 材料：45#鋼 如表三所示，工件毛坯：10010030.76mm。表三工件毛坯設(shè)定卡片零件圖號(hào)t0005工件毛坯和零點(diǎn)設(shè)定卡片工序號(hào)0005零件名稱五葉片電風(fēng)扇裝夾次數(shù)1編制（日期）審核（日期）批準(zhǔn)（日期）第 頁(yè)序號(hào)夾具名稱夾具圖號(hào)2011-12-6共 頁(yè)1虎鉗夾具33.5加工階段的劃分當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求比較高時(shí)，往往不可能在一道工序中完成全部加工工作，而必須分幾個(gè)階段進(jìn)行加工。1、 粗加工階段 這一階段的主要任務(wù)是切去大部分余量，關(guān)鍵問題提高生產(chǎn)效率。作用：曲面粗加工的目的就是為了盡可能地將曲面工件從毛坯中分離出來(lái)，在大多數(shù)情況下，需要在粗加工后留下余量給

27、精加工去最后完成。粗加工是以快速切除毛坯余量為目的，在粗加工時(shí)應(yīng)選用大的進(jìn)給量和盡可能大的切削深度，一邊在較短的時(shí)間內(nèi)切除盡可能多的切屑。粗加工對(duì)表面質(zhì)量的要求不高，道具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)一般是切削力的明顯增大，即以后刀面的磨損寬度vb為標(biāo)準(zhǔn)確定精基準(zhǔn)。2、 半精加工階段 這一階段的主要任務(wù)是為零件主要表面的精加工做好準(zhǔn)備（達(dá)到一定的精度和表面粗糙度，留下合適的精加工余量），并完成一些次要的表面加工（如鉆孔、攻螺紋、洗鍵槽等）。3、 精加工階段 這一階段的主要任務(wù)是保證零件主要加工表面的尺寸精度、形狀精度、位置精度及表面粗糙度要求。這是關(guān)鍵的加工階段，大多數(shù)零件的加工經(jīng)過這一階段就已完成。4、 完整加

28、工階段 對(duì)于零件尺寸精度和表面粗糙度要求很高的表面，還有安排光整加工階段。這一階段的主要任務(wù)是提高尺寸精度和減少表面粗糙度值，一般不用來(lái)糾正位置誤差。位置精度由前面工序保證。方法介紹：在cimatron e 8.0中的加工方法是【創(chuàng)建加工程序】【體積銑】【環(huán)切】進(jìn)行具體設(shè)置，如表四所示。表四 數(shù)控粗加工設(shè)定及工藝路線卡片零件圖號(hào)0002數(shù)控加工設(shè)定及工藝路線卡片工序號(hào)0004零件名稱電風(fēng)扇粗加工裝夾次數(shù)1編制（日期）審核（日期）批準(zhǔn)（日期）第 頁(yè)序號(hào)夾具名稱夾具圖號(hào)2011-12-6共 頁(yè)虎鉗41、方法選擇：在曲面粗加工中提供了七種加工方法，主要由平行銑削、環(huán)切，二次開粗，插銑等。提供了設(shè)計(jì)零

29、件外形所需的理想環(huán)境，其強(qiáng)大穩(wěn)定的造型功能可設(shè)計(jì)出復(fù)雜的曲線、曲面零件。cimatron e 8.0具有強(qiáng)勁的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。cimatron e 8.0提供了多種先進(jìn)的粗加工技術(shù)，以提供零件加工的效率和質(zhì)量。cimatron e 8.0還具有豐富的曲面精加工功能，可以從中選擇最好的方法，加工最復(fù)雜的零件。cimatron e 8.0的多軸加工功能，為零件的加工提供了更多的靈活性?？煽康牡毒呗窂叫ｒ?yàn)功能：cimatron e 8.0可模擬零件加工的整個(gè)過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況。2、參數(shù)設(shè)置：數(shù)控銑床它的夾頭用虎鉗夾裝夾毛

30、坯， 用1230的牛鼻刀，設(shè)置零件加工余量為0.3，如圖3-4-1，單擊【刀路軌跡】，設(shè)置z值最大值和最小值，切削深度為3。如圖3-4-2。設(shè)置【機(jī)床參數(shù)】，主軸轉(zhuǎn)速為1000，進(jìn)給速度為500毫米/分鐘，如圖所示3-4-3。設(shè)置【零件】，選擇一條封閉的零件最大輪廓線，選擇零件曲面選擇所有顯示對(duì)象，確定如圖3-4-4。 圖3-4-1設(shè)置零件加工余量 圖3-4-2設(shè)置刀路軌跡圖3-4-3設(shè)置機(jī)床參數(shù) 圖3-4-3設(shè)置零件參數(shù) 3.6 加工余量的確定3.6.1 加工余量的基本概念加工余量是指加工過程中從加工表面切去的材料層厚度。加工余量主要分為工序余量和加工總余量?jī)煞N。1. 工序余量工序余量是指相

31、鄰工序的工序尺寸之差，即在一道工序中從某一加工表面切除的材料層厚度。2. 加工總余量加工總余量等于各工序余量之和3.6.2 影響加工余量大小的因素加工余量的大小對(duì)于零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本均有較大的影響。加工余量過大，不僅增加加工余量的勞動(dòng)量，降低了生產(chǎn)率，而且增加材料、工具和電力等的消耗，加工成本增高，但是加工余量過小又不能保證消除前工序的各種誤差和表面缺陷，甚至產(chǎn)生廢品，因此應(yīng)當(dāng)合理地確定加工余量。為了合理確定加工余量，必須了解加工余量的各種因素。影響加工余量的因素有以下幾個(gè)方面：前工序形成的表面粗糙度和表面缺陷度本工序必須把前工序所形成的表面粗糙度切去。此外，還必須把毛坯鑄造冷硬

32、層、鍛造氧化層、脫碳層、切屑加工殘余應(yīng)力層、表面裂痕、組織過度塑性變形或其它切削層等全部切除。前工序的尺寸公差由于前工序加工后，表面存在有尺寸誤差和行為誤差，而這些誤差一般包括在工序尺寸公差中，所以為了使加工后工件表面不殘留前工序這些誤差，本工序加工余量值比前工序的尺寸公差大。前工序的形位誤差它是指不由尺寸公差所控制的形位誤差。當(dāng)形位公差和尺寸公差之間的關(guān)系是獨(dú)立原則和最大實(shí)體原則性，尺寸公差不控制形位公差，為了能消除前道工序加工后產(chǎn)生的信位誤差，本工序的加工余量值應(yīng)比前工序的形位誤差值大。本工序的裝夾誤差裝夾誤差包括工件的定位誤差和夾緊誤差，若用夾具裝夾時(shí)，還應(yīng)考慮夾具本身的誤差。這些誤差會(huì)

33、使工件在加工時(shí)的位置發(fā)生偏移，所以加工余量還必須考慮這些誤差的影響。例如用三爪卡盤夾持工量件外圓磨削內(nèi)孔時(shí)，由于三爪卡盤定心不準(zhǔn)，使工件軸心線偏離主軸旋轉(zhuǎn)軸線值。造成孔德磨削余不均勻，為確定親工序各項(xiàng)誤差和缺陷的切除，孔德直徑余量應(yīng)增加為2e。其他特殊因素 例如需要熱處理的工件，當(dāng)熱處理后變形較大時(shí)，加工余量應(yīng)適當(dāng)增加，淬火件的磨削余量一般就比不淬火件的大。3.6.3 確定加工余量大小的方法有三種1、經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法是工藝人員根據(jù)積累的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定加工余量的方法。一般情況下，為防止因余量過小而產(chǎn)生廢品，經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法的數(shù)值往往偏大，經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法常用于單件小批量生產(chǎn)。2、 查表修正法查表修正法是

34、以生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)研究積累的有關(guān)加工余量資料數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，并按具體生產(chǎn)條件加以修長(zhǎng)來(lái)確定加工余量的方法。該方法應(yīng)用比較廣泛。加工余量表在各種機(jī)械加工工藝手冊(cè)中都有。查表方法也很簡(jiǎn)單。3、 分析計(jì)算法 這是通過對(duì)加工余量的各種因素進(jìn)行分析，然后根據(jù)一定的計(jì)算關(guān)系式來(lái)計(jì)算余量的方法。此法確定的加工余量法比較合理，但又有所需的具體數(shù)據(jù)目前尚不完整，計(jì)算也比較負(fù)責(zé)，故目前很少使用。 余量加工時(shí)為了在加工零件時(shí)，對(duì)其有特殊要求，要對(duì)其周邊的邊緣部分，或參與的毛坯原料進(jìn)行加工處理的一個(gè)過程。余量的加工是在master cam9中才出現(xiàn)的一個(gè)新的選項(xiàng)，在以往的master cam中都沒有出現(xiàn)過。 機(jī)械余量加工的

35、標(biāo)準(zhǔn)：厚度4以上的平面磨削余量（單面） 平面長(zhǎng)度：平面寬度200以下，平面寬度200以上。 小于100 0.3 100-250 0.45 251-500 0.5 0.6 500-800 0.6 0.65 說(shuō)明： 1、二次平面磨削余量乘系數(shù)1.5 2、三次平面磨削余量乘系數(shù)2 3、厚度4以上者單面余量不小于0.5-0.8 4、橡膠模平板面余量不小于0。 用大刀開粗后很多時(shí)候在拐角地方都會(huì)留下出入較大的殘料，為避免后面加工因切削量不均勻而引起斷刀，一般情況下，粗加工以后都會(huì)加一次開粗程序。采用830mm的牛鼻刀，加工毛坯的余量。具體設(shè)置如表五所示，二次開粗中的參數(shù)設(shè)置。設(shè)置【零件】，選擇一條封閉的

36、零件最大輪廓線，選擇零件曲面選擇所有顯示對(duì)象如圖3-5-1. 圖3-5-1設(shè)置零件參數(shù)方法介紹：在cimatron e 8.0中的加工方法是【創(chuàng)建加工程序】【體積銑】【二次開粗】進(jìn)行具體設(shè)置，如表五所示。表五二次開粗設(shè)定及工藝路線卡片零件圖號(hào)0005二次開粗設(shè)定及工藝路線卡片工藝號(hào)0004零件名稱電風(fēng)扇粗加工裝夾次數(shù)1編制（日期）審核（日期）批準(zhǔn)（日期）第 頁(yè)序號(hào)夾具名稱夾具圖號(hào)2011-12-6共 頁(yè)虎鉗3.7 精加工1、 作用精加工的目的就是為了精確地將三維模型的曲面形狀表達(dá)出來(lái)，其走刀形式是在三維曲面的表面作單次走刀。2、 方法介紹在cimatron e 8.0中的加工方法是，可以通過先

37、選【創(chuàng)建加工程序】【曲面銑】【精銑所有】進(jìn)行具體設(shè)置，選擇要加工的平面進(jìn)行加工。如表六表六精加工設(shè)定及工藝路線卡片零件圖號(hào)0006二次開粗設(shè)定及工藝路線卡片工藝號(hào)0005零件名稱電風(fēng)扇精加工裝夾次數(shù)1編制（日期）審核（日期）批準(zhǔn)（日期）第 頁(yè)序號(hào)夾具名稱夾具圖號(hào)2011-12-6共 頁(yè)虎鉗3、 方法選擇在cimatron e 8.0中提供了很多曲面精加工形式，其中有部分參數(shù)跟粗加工的參數(shù)設(shè)定基本相同，主要分曲面精加工平行銑削，層切、環(huán)切等。4、 參數(shù)設(shè)置數(shù)控銑床它的夾頭用虎鉗來(lái)裝夾毛坯，用230的球刀，設(shè)置【精度和曲面偏移】，設(shè)置加工余量為0如圖3-6-1。設(shè)置【刀路軌跡】加工方式是平行切削，

38、銑削角度為45度。設(shè)置【機(jī)床參數(shù)】，主軸轉(zhuǎn)速為1000，進(jìn)給速度為500毫米/分鐘，設(shè)置【零件】，選擇一條封閉的零件最大輪廓線，選擇零件曲面選擇所有顯示對(duì)象，確定。： 圖3-6-1精度和曲面偏移3.8 平面加工1. 作用平面加工的目的就是為了精確地將切除底面多余材料，2. 方法介紹在cimatron e 8.0中的加工方法是，可以通過先選【創(chuàng)建加工程序】【曲面銑】【精銑水平區(qū)域】進(jìn)行具體設(shè)置，選擇要加工的平面進(jìn)行加工。如表七。表七精加工設(shè)定及工藝路線卡片零件圖號(hào)0007二次開粗設(shè)定及工藝路線卡片工藝號(hào)0006零件名稱電風(fēng)扇精加工裝夾次數(shù)1編制（日期）審核（日期）批準(zhǔn)（日期）第 頁(yè)序號(hào)夾具名稱夾

39、具圖號(hào)2011-12-6共 頁(yè)虎鉗3. 參數(shù)設(shè)置數(shù)控銑床它的夾頭用虎鉗來(lái)裝夾毛坯，用230的球刀，設(shè)置【精度和曲面偏移】，設(shè)置加工余量為0。設(shè)置【機(jī)床參數(shù)】，主軸轉(zhuǎn)速為1000，進(jìn)給速度為500毫米/分鐘，設(shè)置【零件】，選擇一條封閉的零件最大輪廓線，選擇零件曲面選擇底面，確定3.9 模擬仿真模擬仿真加工主要是為了檢查和修改設(shè)計(jì)零件的加工程序和方式，檢查材加工的過程中是否會(huì)出現(xiàn)背吃刀量的過大，造成斷刀，或者是在工件的加工過程中刀具碰到工件，將工件打爛或?qū)⒌毒叽驍?，所以這一步是在任何軟件零件的重要的也是必要的過程。模擬方法一般有刀路模擬和實(shí)體模擬兩種。在這里，我們選擇實(shí)體模擬方式，實(shí)體切削模擬是刀

40、具切削工件的過程和結(jié)果工件完成加工后表面狀態(tài)。實(shí)體模擬的一般操作流程如下：點(diǎn)擊高級(jí)仿真，點(diǎn)擊確定，如圖3-9.圖3-9操作管理圖圖3-8-2 模擬效果圖模擬仿真存在的問題：仿真軟件是由于數(shù)控設(shè)備缺少應(yīng)運(yùn)而生的，其目的主要是盡可能代替數(shù)控機(jī)床實(shí)踐操作學(xué)習(xí)，增加工位?？蓴?shù)控仿真軟件畢竟是虛擬的數(shù)控機(jī)床，它沒有切削用量概念，操作者可以隨意地進(jìn)刀而不會(huì)撞刀和蹦刀，看不到工件加工質(zhì)量，機(jī)床裝刀與換刀，工件的測(cè)量完全依靠軟件，忽略了機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)。仿真軟件的這些缺點(diǎn)都會(huì)使學(xué)習(xí)者都是相關(guān)意識(shí)，軟件學(xué)習(xí)后進(jìn)行操作時(shí)也會(huì)忽略切削用量，勢(shì)必帶來(lái)不良后果。4.0 后處理后處理作用：cimatron e 8.0是一套應(yīng)

41、廣泛的cad/cam/cae軟件包，它采用圖形義互式自動(dòng)編程方法，編程人員根據(jù)屏幕提示的內(nèi)容，反復(fù)與計(jì)算機(jī)對(duì)話，選擇菜單目錄或計(jì)算機(jī)的提問，將所有的問題回答完畢后即可以產(chǎn)生生成nc程序。nc程序的自動(dòng)生成是受軟件的后置處理功能控制的，不同的加工模塊（如車削、銑削、線切割等）和不同的數(shù)控體統(tǒng)對(duì)應(yīng)于不同的后處理軟件。軟件當(dāng)前使用哪一個(gè)后處理文件，是在軟件安裝時(shí)設(shè)定的，而在具體應(yīng)用軟件進(jìn)行編輯之前，一般還需要對(duì)當(dāng)前的后處理軟文件進(jìn)行必要的修改和設(shè)定，以使其符合系統(tǒng)要求和使用者的編程習(xí)慣。有些用戶在使用軟件，時(shí)由于不了解情況，沒有對(duì)后處理文件進(jìn)行修改，導(dǎo)致生成的nv程序中給某些固定的地方經(jīng)常出現(xiàn)一些多余的內(nèi)容，或者總是漏掉某些詞句，這樣，在將程序傳入數(shù)控機(jī)床之前，就必須對(duì)程序進(jìn)行手工修改，如果沒有全部更正，則可能造成事故。例如，某機(jī)床的控制系統(tǒng)采用g54工件坐標(biāo)系定位，g90絕對(duì)坐標(biāo)系編程，要求生成的nc程序前面必須有g(shù)54g90設(shè)置，如對(duì)坐標(biāo)編程，要求生成的nc程序前面必須有g(shù)54g90設(shè)置，如果后處理文件的設(shè)置為g55g91，則每次生成的程序中含有g(shù)55g91，卻不一定有g(shù)54g90,如果在加工時(shí)沒有進(jìn)行手工改正，則勢(shì)必造成加工錯(cuò)