CNC凸臺加工中心加工綜合設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書

1、鄭州電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書設(shè)計題目 cnc凸臺加工中心加工綜合設(shè)計學(xué)生姓名_ 班級10級數(shù)控一班 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù) 指導(dǎo)教師 （完成日期） 2013年 06月 13 日前 言二十一世紀是一個科技創(chuàng)新和發(fā)展生產(chǎn)力相互作用的時代，科技的創(chuàng)新發(fā)展提高了生產(chǎn)力的發(fā)展水平，生產(chǎn)力水平的不滿足促進了科技的創(chuàng)新。尤其：是作為一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平的制造業(yè)，對制造業(yè)起著重要作用。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機床在當今機械制造業(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)

2、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。特別是計算機輔助制造cad/cam、ug、mastercam和proe軟件的發(fā)展，對制造業(yè)人工無法完成的事情，計算機輔助制造提供較為快捷的運用，讓異想天開變?yōu)榱爽F(xiàn)實。本次畢業(yè)設(shè)計題目的選擇主要加工中心體現(xiàn)了工序集中現(xiàn)代制造業(yè)的主要方法。用到了銑端面、銑凸臺、鉆孔、絞絲、攻螺紋。對我們學(xué)的知識大致都都進行了個概括和總結(jié)。這次畢業(yè)設(shè)計的工作量主要包括六大的部分：一、零件圖的分析 二、毛坯的選擇 三、數(shù)控設(shè)備的選擇 四、數(shù)控加工工藝的分析和加工方案的制定 五、計算程序與程序校驗 六、零件數(shù)控加工及檢驗。零件圖通過在autocad上用平面的形式

3、變現(xiàn)出來，更加清楚零件的結(jié)構(gòu)形狀，然后具體分析零件結(jié)構(gòu)。數(shù)控加工工藝分析，通過對零件的工藝分析，可以深入全面的了解零件的結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求與工藝要求，進而確定零件適合在哪一種數(shù)控機床上加工，本次的零件圖需要多次換刀，因此；我選擇在加工中心上進行，因為加工中心具有自動換刀裝置，在一次安裝中，可以完成零件上平面的銑削、鏜削、鉸削及攻螺紋等多工位加工。加工的部位可以在同一個平面上面，也可以在不同的平面上面，既有平面又有孔系是加工中心的首選對象。工序的確定首先選擇定位基準；零件的定位基準一方面要保證零件經(jīng)多次裝夾后其加工表面之間相互位置的正確性，另一方面要滿足加工中心工序集中的特點既一次安裝盡可能完成零件

4、上較多表面的加工。定位基準最好是已有的面和孔，然后確定所有的加工表面的加工方法和加工方案；選擇刀具和切削用量。然后確定所有工步的加工順序。要計算程序，然后進行程序的校驗；最后;進行數(shù)控加工及檢驗。就得到了要求零件的數(shù)控加工工藝路線?，F(xiàn)在制造業(yè)中數(shù)控技術(shù)的日益廣泛使用，使得我認識到學(xué)好數(shù)控技術(shù)的重要性。我相信接此次畢業(yè)設(shè)計會對我三年來的學(xué)習會是一次鞏固和復(fù)習，更會提高我們的綜合能力的運用，將會進一步認識到數(shù)控技術(shù)的重要性，同時;為以后我們工作與發(fā)展打下很好的基礎(chǔ)平臺。 胡現(xiàn)偉目 錄一 零件圖的分析31.1.零件圖的正確分析及完整性分析31.2零件結(jié)構(gòu)及其工藝性分析41.3零件精度及技術(shù)要求分析5

5、二 確定毛坯52.1毛坯的選擇62.2毛坯的形狀和尺寸的確定6三 機床設(shè)備的選擇63.1機床類型的選擇63.1.1按工藝用途分類73.1.2按控制功能分類73.1.3按進給伺服系統(tǒng)類型分類73.2機床的規(guī)格選擇73.3機床精度等級的選擇8四 定位基準及裝夾方式的確定84.1定位基準的選擇84.2確定工件的裝夾方式9五 對刀方式及對刀點的確定105.1正確選擇對刀點105.2對刀點及換刀點的合理選擇10六 制訂數(shù)控加工方案116.1合理劃分數(shù)控加工工序116.2確定各工序的工步順序、進給路線、繪制走刀路線圖126.3確定各工序刀具，填寫刀具卡片16七 確定數(shù)控加工余量，工序尺寸及公差177.1加

6、工余量的確定177.2影響加工余量的因素197.3確定加工余量的方法20八 確定數(shù)控加工切削用量208.1確定背刀量208.2主軸轉(zhuǎn)速的確定218.3進給速度23九 編寫數(shù)控加工程序并進行程序校驗259.1編制數(shù)控加工程序259.2 進行數(shù)控仿真加工程序校驗31總結(jié)31參考文獻 .33一 零件圖的分析 零件圖是制定工藝規(guī)程最基本的原始原始資料之一。對零件圖分析得是否透徹，將直接影響所制訂工藝規(guī)程的科學(xué)性、合理性和經(jīng)濟性。分析零件圖，主要從以下兩個方面進行。1.1.零件圖的正確分析及完整性分析在了解零件形狀和結(jié)構(gòu)之前，應(yīng)檢查零件視圖是否正確、足夠，表達是否直觀、清楚，繪制是否符合國家標準，尺寸、

7、公差以及技術(shù)要求的標準是否齊全、合理等。零件圖是制訂工藝規(guī)程最主要的原始資料，在制訂工藝規(guī)程時，必須首先加以認真分析。零件圖中應(yīng)以最簡單的視圖表達清楚各個部分。此零件圖包括包括大外圓、凸臺、孔、螺紋孔、凹槽、圓弧連接的凸臺等。該零件圖由一個主視圖、一個前視圖和一個右視圖組成，將零件的內(nèi)、外輪廓描述的清楚完整；各部位尺寸標注完整并符合國家標準，有利于編制程序時的數(shù)據(jù)分析和計算；表面粗糙度的標注明確了各加工面的加工精度要。經(jīng)分析零件尺寸精度和表面粗糙要求均較高。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，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，其綜合加工性能較好。是當今最常用的工業(yè)金屬

8、之一，廣泛用于機械制造，這種鋼的機械性能很好。切削加工性能較好。零件圖的粗實線、細實線、點畫線的線型均符合于國家標準。 零件圖的尺寸比較多，所以在各個視圖上都有尺寸的標注，各個視圖均有尺寸標注且多而不亂，零件圖尺寸標注完整，符合數(shù)控加工尺寸標注要求。1.2零件結(jié)構(gòu)及其工藝性分析 由于各種零件的應(yīng)用場合和使用不同，所以在結(jié)構(gòu)和尺寸上差異很大。但只要仔細地觀察和分析，各種零件從其形體上看，大都是由一些基本表面和特形表面組成?；颈砻嬷饕袃?nèi)外圓柱面、圓錐面、球面、圓環(huán)面和平面等：特形表面主要有螺旋面、漸開線齒形表面及其他一些成形表面。將組成的基本表面和特形表面分析清楚之后，便可針對每一種基本表面和

9、特形表面，選擇出相應(yīng)的加工方法。如對于表面，可以選擇刨削、銑削、拉削或磨削等進行加工；對于孔，可以鉆削、車削、鏜削、拉削或磨削等方法進行加工。對零件進行結(jié)構(gòu)分析，就是分析組成零件的基本表面和特形表面的組合情況和尺寸的大小。組合情況和尺寸大小的不同，形成了各種零件在結(jié)構(gòu)特點上和加工方案選擇上的差別。在機械制造業(yè)中，通常按零件的結(jié)構(gòu)特點和工藝過程的相似性，以孔和表面為例：對于凸臺類零件上的平面，一般多選擇刨削、銑削、磨削等加工方法。對于該零件圓弧連接的凸臺，凹槽、通孔都有尺寸公差，橢圓凹槽的編程需要借助宏程序，對機床精度有較高的要求。另外，圓弧連接的右端凹槽，為了方便加工以及簡便編程，使用旋轉(zhuǎn)指令

10、進行加工；兩個螺紋孔按定位要求進行加工就行。然而，在對零件進行結(jié)構(gòu)分析時，還應(yīng)注意另一個重要的問題，即零件的結(jié)構(gòu)工藝性。所謂零件的結(jié)構(gòu)工藝性，是指零件的結(jié)構(gòu)在保證使用的要求下，能否提較高的生產(chǎn)率和最低的成本方便地制造出來的特性。結(jié)構(gòu)工藝性所涉及的問題比較多，即有毛坯制造工藝性、機械加工工藝性等，零件結(jié)構(gòu)的合理，直接影響到零件制造的工藝過程。例如零件的功能和用途完全相同，但結(jié)構(gòu)不同，則會對零件制造的加工方法與制造成本會相差很大。 對于該凸臺零件毛坯表面要有較好的平面度要求，通孔待平面粗加工之后再加工，以免對刀具及機床產(chǎn)生振動。這樣以便獲得較好的加工方法，盡量降低制造成本的增加，形成更好的經(jīng)濟效益

11、。1.3零件精度及技術(shù)要求分析零件的技術(shù)要求分析，是制定工藝規(guī)程的重要環(huán)節(jié)。只有認真地分析零件的技術(shù)要求，分清主、次后，才能科學(xué)合理地選擇每一加工表面應(yīng)采用的加工方法和加工方案，以及整個零件的加工路線。零件的技術(shù)要求分析主要有以下方面。（1) 精度分析，包括被加工表面的尺寸精度、形狀精度和相互位置精度的分析。（2) 表面粗糙度及其它表面質(zhì)量要求分析。（3) 熱處理要求分析。 該零件的表面粗糙度為ra1.6mm，在現(xiàn)有的銑床的條件下容易實現(xiàn)，以及零件的加工精度為it7級其經(jīng)濟又合理。尺寸精度有圓弧尺寸精度、凸臺尺寸精度以及角度都有精度要求，其偏差都是在現(xiàn)有的機床加工條件之內(nèi)。通孔孔有螺距要求其位

12、置按照定位尺寸加工就行，由于此零件無熱處理要求，不進行熱處理，待加工完后只需除去毛刺就行，以保證表面光潔和外形美觀。認真分析了零件的技術(shù)要求后，結(jié)合零件特點，對零件的加工工藝過程便有一個初步輪廓。加工表面的尺寸精度、表面粗糙和有無熱處理要求，決定了該表面的最終加工方法，進而更容易得出中間工序和粗加工工序所采用的加工方法。二 確定毛坯 確定毛坯的主要任務(wù)是：根據(jù)零件的技術(shù)要求、結(jié)構(gòu)特點、材料、生產(chǎn)綱領(lǐng)等方面的要求，合理地確定毛坯的種類、毛坯的制造方法、毛坯的形狀、毛坯的尺寸等，最后繪制出毛坯圖。毛坯的確定，不僅影響毛坯制造的經(jīng)濟性，而且影響機械加工的經(jīng)濟性。所以在確定毛坯時，既要考慮熱加工方面的

13、因素，也要兼顧冷加工方面的要求，以便從確定毛坯這一環(huán)節(jié)中，降低零件的制造成本。2.1毛坯的選擇根據(jù)零件的工藝等特點毛坯有以下種類；（1） 鑄件 當零件的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所用材料又具備可鑄性時，零件的毛坯選擇鑄件。（2） 鍛件 鍛件又分為自由鍛造件和模鍛件，由于手工操作成形，精度低、加工余量大，以及自由鍛件的生產(chǎn)效率不高，適用于單件小批量生產(chǎn)中采用自由鍛件。比自由鍛件的精度、表面質(zhì)量及綜合力學(xué)性能都比自由鍛件高，結(jié)構(gòu)可以比自由鍛件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的稱為模鍛。（3） 型材 是指各種不同截面的熱軋和冷軋鋼材。（4） 組合焊接件 是指用焊接的方法將同種材料或不同材料焊接在一起從而獲得毛坯。 由于該零件屬于中小

14、型零件、毛坯的精度要求不高、加工余量大，適合單件和小批量生產(chǎn)、成本相對不高，因此；選用鑄件。2.2毛坯的形狀和尺寸的確定 毛坯的形狀和尺寸，基本上取決于零件的形狀和尺寸。零件和毛坯的主要差別，在于零件需要加工的表面上，加上一定的機械加工余量，即毛坯加工余量。毛坯制造時，同樣會產(chǎn)生誤差，毛坯制造的尺寸公差稱為毛坯公差。毛坯加工余量和公差的大小，直接影響機械加工的勞動量和原材料的消耗，從而影響產(chǎn)品的制造成本。所以在確定毛坯的時候，考慮到毛坯的精化，力求毛坯的形狀和尺寸盡量與零件一樣，做到少切屑。從而降低生產(chǎn)成本的增加，提高資源的高效利用。根據(jù)圖紙的形狀要求應(yīng)選用方形，以及圖紙的尺寸要求毛坯尺寸為：

15、120mm100mm25mm 材料為：45號鋼的型材，金屬材料的硬度大致在225325hbs范圍內(nèi)切削加工性能較好，且滿足零件圖的工藝和加工要求。三 機床設(shè)備的選擇3.1機床類型的選擇數(shù)控機床是在通用機床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它們和傳統(tǒng)的通用機床工藝用途相似。因此，按工藝用途對數(shù)控機床進行分類，是最基本的分類方法。還可以按數(shù)控系統(tǒng)控制運動的方式或按伺服驅(qū)動的控制方式對數(shù)控機床進行分類。3.1.1按工藝用途分類1.切削類2.成型類3.快速成型機3.1.2按控制功能分類 1.點位控制數(shù)控機床 2.直線控制數(shù)控機床 3.輪廓控制數(shù)控機床 3.1.3按進給伺服系統(tǒng)類型分類 1.開環(huán)數(shù)控機床 2.半閉環(huán)數(shù)

16、控機床 3.閉環(huán)數(shù)控機床由于我設(shè)計的零件為盤蓋凸臺類，有較多的尺寸偏差，尺寸精度要求較高。且有表面粗糙度和精度等級要求。以及能方便和精確地進行人工補償和自動補償。然而；考慮到科學(xué)合理地選擇機床，即滿足加工精度要求，又能提高加工效率，應(yīng)選用具有半閉環(huán)控制的加工中心機床。機床型號為：faunc series 0i mate-md3.2機床的規(guī)格選擇機床的規(guī)格應(yīng)根據(jù)零件的外形及尺寸特點選擇，在選擇機床的規(guī)格時應(yīng)注意以下幾點；(1) 機床加工尺寸范圍應(yīng)與零件的外輪廓相適應(yīng)。(2) 機床的工作精度應(yīng)與工序的精度要求相適應(yīng)。 (3) 機床的生產(chǎn)效率應(yīng)與零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。 (4) 機床的選擇應(yīng)考慮車間現(xiàn)

17、有設(shè)備條件,盡量采用現(xiàn)有設(shè)備。 本次加工的盤類零件尺寸為170mm170mm40mm，,零件是由凸臺、螺紋孔等，形狀比較復(fù)雜。而數(shù)控機床最大工作臺長度為：900mm ,最大工作臺寬度為：400mm主軸轉(zhuǎn)速（rpm）：200-5000,最大快進速度15m/min，分辨率最小設(shè)定單位0.001mm，定位精度x0.04、z軸、0.05mm y軸0.04mm，重復(fù)定位精度0.002mm，機床外形尺寸 250022952550m，機床凈重4500kg ，數(shù)控系統(tǒng)；fanuc 0i mate-mb 。該數(shù)控加工中心可以加工復(fù)雜的軸、盤類零件，數(shù)控車床機床主軸采用高性能的變頻無級調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng),具有過載保護功

18、能。數(shù)控車床步進或交流伺服驅(qū)動,進給傳動采用預(yù)載荷滾珠絲桿驅(qū)動,定位精度高。采用24把盤式刀庫，滿足一次裝夾完成多工序的加工，減少了換刀時間，提高了工作效率。3.3機床精度等級的選擇數(shù)控機床的幾何精度是綜合反映機床的關(guān)鍵部件及其組裝后的幾何形位誤差的指標。該指標可分為兩類：一類是機床的基礎(chǔ)部件和運動大件（如床身、立柱、工作臺、主軸箱等）的直線度、平面度、垂直度等的要求，如工作臺面的平面度，各坐標方向移動的直線度和相互垂直度，x、y、z坐標方向移動時工作臺面的平行度，另一類是對機床主軸的要求，如主軸的軸向竄動，主軸的徑向跳動，主軸箱移動時主軸軸線的平行度，主軸軸線與工作臺面的垂直度或平行度等。

19、選擇機床的精度等級應(yīng)根據(jù)典型零件關(guān)鍵部位加工精度要求來定，數(shù)控機床精度一般可分為為普通型和精密型兩種。另外還有一些經(jīng)濟性數(shù)控機床配置開環(huán)伺服系統(tǒng)的則精度更低一些，每臺機床的精度檢驗項目很多，但反應(yīng)數(shù)控機床關(guān)鍵精度的項目只有幾項。由于我選擇的數(shù)控機床型號為;faunc series 0i mate-md ,是一款性價比比較高的數(shù)控加工中心，符合我零件的加工要求。四 定位基準及裝夾方式的確定4.1定位基準的選擇制訂工藝規(guī)程時，能否正確且合理地選擇定位基準，將直接影響到被加工零件的位置精度、各表面加工的順序，在某些情況下，還會影響到所采用工藝設(shè)備的復(fù)雜程度，因此，必須重視定位基準的選擇。然而；定位基

20、準又分為：粗基準和精基準的選擇。確定定位基準時,為了保證工件加工精度要求,因此；定位基準的選擇應(yīng)先選擇精基準,再選擇粗基準。先把精加工基準面加工出來,在加工另一面。選擇精基準,主要應(yīng)考慮如何減小定位誤差,保證加工精度,使工件裝夾方便、可靠。 因此,選擇精基準一般應(yīng)遵循并考慮保證加工精度和工件安裝方便可靠。為了合理選擇精基準應(yīng)遵循以下原則：(1) 基準重合原則 即選用設(shè)計基準作為定位基準，以免定位基準與設(shè)計基準不重合而引起的基準不重合誤差。(2) 基準統(tǒng)一原則 應(yīng)采用同一組基準定位加工零件上盡可能多的表面，這就是基準統(tǒng)一原則。這樣做可以簡化工藝規(guī)程的制訂工作，減少夾具設(shè)計、制造工作量和成本縮短生

21、產(chǎn)準備周期；由于減少了基準轉(zhuǎn)換，便于保證各加工表面的相互位置精度。(3) 自為基準原則 即選擇加工表面本身作為定位基準。 互為基準原則 當對工件上兩個相互位置精度要求很高的表面進 (4) 加工時，需要用兩個表面相互作為基準，反復(fù)進行加工，以保證位置精度要求。最后；除了以上四個原則外，選擇精基準時，還應(yīng)考慮所選擇精基準能使工件定位準確、穩(wěn)定、夾緊方便可靠、夾具的結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。由于我所設(shè)計課題是加工中心，根據(jù)零件的形狀特點和加工精度要求，以及考慮到裝夾位置，應(yīng)選用毛坯的四個角作為任一定位基準。這樣加工方便、簡單。 粗基準的選擇原則。選擇粗基準主要應(yīng)考慮如何保證各加工表面都要有足夠的加工余量,

22、不加工的表面及尺寸、位置應(yīng)符合圖紙要求。粗基準的選擇應(yīng)遵循以下原則：(1)選擇重要表面為粗基準。 (2)選擇不加工表面為粗基準。 (3)選擇加工余量最小的表面為粗基準。 (4)選擇較為平整光潔、加工面積較大的表面為粗基準。 (5)粗基準在同一尺寸方向上只能是有一次。由于我選擇的是45號鋼方形毛坯，所以;各個面都可以作為粗基準來選擇，這樣就滿足了粗基準互為基準的原則。從而能夠提高重要表面間的相互位置精度，或使加工余量小而均勻。4.2確定工件的裝夾方式1對夾具的基本要求：(1) 夾緊機構(gòu)不得影響進給，加工部位要敞開；(2) 夾具在機床上能實現(xiàn)定向安裝；(3) 夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。 2常用夾具種

23、類：(1) 通用夾具：如虎鉗、分度頭、卡盤等；(2) 組合夾具：組合夾具由一套結(jié)構(gòu)已經(jīng)標準化、尺寸已經(jīng)規(guī)格化的通用元件組合元件所構(gòu)成；(3) 專用夾具：專為某一項或類似的幾項加工設(shè)計制造的夾具；(4) 可調(diào)整夾具：組合夾具與專用夾具的結(jié)合，既能保證加工的精度，裝夾更具靈活性；(5) 多工位夾具：可同時裝夾多個工件的夾具；(6) 成組夾具：專門用于形狀相似、尺寸相近且定位、夾緊、加工方法相同或相似的工件的裝夾。根據(jù)該零件的形狀與特征，本次的夾具選擇應(yīng)選擇通用夾具；虎鉗，且通用性強、結(jié)構(gòu)簡單，裝夾工件時無需調(diào)整或稍加調(diào)整即可。但是；為了工件裝夾位置應(yīng)保證工件在機床各軸的加工行程范圍內(nèi)，提高刀具的加

24、工剛性，夾具應(yīng)安裝在移動平臺中間。五 對刀方式及對刀點的確定 對刀點是用來確定刀具與工件的相對位置的關(guān)系點,是確定共建坐標系與機床坐標系的關(guān)系點。對刀就是將刀具的刀位點置于對刀點上，以便建立工件坐標系。本零件采用手動對刀。5.1正確選擇對刀點對刀方式分為機內(nèi)對刀和機外對刀,本次因為加工的使用的刀具比較少,所以采用機內(nèi)對刀。對刀方法 1試切對刀 采用g54指令建立工件坐標系對刀 采用g54g59零點偏置指令建立工件坐標系對刀 改變參考點位置，通過回參考點直接對刀 多刀加工時的對刀利用刀具長度補償功能對刀 2.機外對刀儀對刀 3.atc對刀 4.自動對刀 其操作步驟為: a.將所用刀具裝到主軸上使

25、主軸中速轉(zhuǎn)動； b.將主軸沿x方向靠近，直至刀刃輕微接觸到工件端面，即產(chǎn)生稍微摩擦； c.x方向保持不變，將毛坯的半徑輸入到x工件坐標系設(shè)定中進行測量，得到x的對刀點。 d.z軸方向上提遠離工件，靠近y軸工件的端面，y軸方向保持不變，將毛坯的半徑輸入到y(tǒng)工件坐標系設(shè)定中進行測量，得到y(tǒng)的對刀點。 e.提起z軸向上表面靠近，直至刀刃輕微接觸到工件表面，即產(chǎn)生輕微摩擦，將零輸入到z工件坐標系設(shè)定中進行測量，得到z的對刀點。 f.進行驗刀，驗刀正確，即對刀完成。5.2對刀點及換刀點的合理選擇正確選擇對刀點：對刀點可以設(shè)在被加工零件上,也可以設(shè)在與零件定位基準有固尺寸聯(lián)系的夾具的某一位置或機床上。其選

26、擇原則如下：(1)對刀點的位置容易確定；(2)能夠方便換刀,以便與換刀點重合； 采用g54-g95建立工件坐標系時,對刀點應(yīng)與工件坐標系原點重合；批量加工時,為應(yīng)用調(diào)整法獲得尺寸,即一次對刀可加工一批工件,對刀點應(yīng)選在夾具定位元件的起始基準上,并將編程原點與定位基準重合,以便直接按定位基準對刀或?qū)Φ饵c選在夾具中專設(shè)的對刀元件上,以方便對刀。 由于選擇了g54來建立工件坐標系對刀,所以刀位點就與工件坐標系原點重合。所以對刀點就選在工件上。這樣對刀點的位置就容易確定,換刀就很容易,可以直接從對刀點進給到換刀點?？s短了刀具的空行程,縮短了加工時間。正確選擇換刀點：數(shù)控程序中指定用于換刀的位置點。在

27、數(shù)控車床上加工工件時,需要經(jīng)常換刀,在程序編制時,就要設(shè)置換刀點。換刀點的位置應(yīng)避免與工件,夾具和機床干涉。普通數(shù)控車床的換刀點由編程人員指定,通常將其與對刀點重合。由于是用g54建立的工件坐標系,對刀點在工件上,換刀點就無法與對刀點重合。為了使換刀點不與工件,夾具和機床干涉,縮短空行程的原則我把換刀點設(shè)立在x-100 ，z100的位置上。六 制訂數(shù)控加工方案6.1合理劃分數(shù)控加工工序 對于多臺不同的數(shù)控機床、多道工序才能完成加工的零件,工序的劃分自然以機床為單位來進行。而對于需要很少的數(shù)控機床就能加工完零件全部內(nèi)容的情況,數(shù)控加工工序的劃分一般按照下列方法進行： （1）按所使用刀具劃分，用同

28、一把刀具加工完工件上所有該刀具應(yīng)加工的表面后，再換第二把刀具。這種方法可以減少換刀次數(shù)，減少空行程時間，消除不必要的定位誤差。 （2）按工件安裝次數(shù)劃分，以一次裝夾的加工內(nèi)容作為一道工序，適合于加工內(nèi)容不多的工件。有同軸度要求的內(nèi)外圓柱面或外圓和端面之間有垂直度要求的，盡可能在一次裝夾中完成。（3）按粗精加工劃分，根據(jù)零件的形狀、尺寸精度等因素，按粗、精加工分開的原則，先粗加工，再半精加工，最后精加工。（4）按加工部位劃分，對于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點將加工部位分成幾個部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。即先加工平面、定位面，再加工孔；先加工形狀簡單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先

29、加工精度比較低的部位，再加工精度比較高的部位。所以綜合考慮具體情況和經(jīng)濟性,機床設(shè)備、現(xiàn)有的工裝設(shè)備等因素,為了更好的完成加工, 我制定了如下方案：方案一:以刀具劃分和裝夾劃分需要三道工序。工序一：先進行粗銑、半精銑、精銑平面，后進行外輪廓的粗、半精、精加工。工序二：加工平面的圓弧、凹槽、凸臺和矩形形狀的粗加工、半精和精加工。工序三：最后進行通孔、螺紋孔的粗加工和精加工。方案二:以裝夾劃分需要兩道工序。 工序一:第一次裝夾然后進行粗精加工使工件達到加工精度。 工序二:掉頭裝夾進行粗精加工。經(jīng)過方案一與方案二的分析，為了保證各尺寸精度、保證表面粗糙度和技術(shù)要求，以一次換刀所加工作為一道工序，完成

30、了一次裝夾刀具加工所有平面，提高了生產(chǎn)效率、降低了勞動量、減少來了換刀時間、縮短了工時額、提高了經(jīng)濟效益，這樣即保證了加工尺寸精度、表面粗糙度和技術(shù)要求，又符合以低生產(chǎn)成本加工高質(zhì)量的產(chǎn)品，符合機械加工的原則。6.2確定各工序的工步順序、進給路線、繪制走刀路線圖 1.工步順序的確定加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件是由多個表面構(gòu)成的，這些表面有自己的精度要求，各表面之間也有相應(yīng)的精度要求。工件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，選擇工件定位和安裝方式，重點保證工件的剛度不被破壞，盡量減少變形，因此加工順序的安排應(yīng)遵循以下原則:1）先粗后精的原則 各表面的加工順序按照粗加工、半精加工、精加工和光整加工的順序進行，目的是逐步

31、提高零件加工表面的精度和表面質(zhì)量。如果零件的全部表面均由數(shù)控機床加工，工序安排一般按粗加工、半精加工、精加工的順序進行，即粗加工全部完成后再進行半精加工和精加工。粗加工時可快速去除大部分加工余量，再依次精加工各個表面，這樣可提高生產(chǎn)效率，又可保證零件的加工精度和表面粗糙度。該方法適用于位置精度要求較高的加工表面。根據(jù)零件的實際情況，對于一些尺寸精度要求較高的加工表面，考慮到零件的剛度、變形及尺寸精度等要求，也可以考慮這些加工表面分別按粗加工、半精加工、精加工的順序完成。2）基準面先加工原則加工一開始，總是把用作精加工基準的表面加工出來，因為定位基準的表面精確，裝夾誤差就小，所以任何零件的加工過

32、程，總是先對定位基準面進行粗加工和半精加工，必要時還要進行精加工，例如，軸類零件總是對定位基準面進行粗加工和半精加工，再進行精加工。例如軸類零件總是先加工中心孔，再以中心孔面和定位孔為精基準加工孔系和其他表面。如果精基準面不止一個，則應(yīng)該按照基準轉(zhuǎn)換的順序和逐步提高加工精度的原則來安排基準面的加工。3）先面后孔原則對于箱體類、支架類、機體類等零件，平面輪廓尺寸較大，用平面定位比較穩(wěn)定可靠，故應(yīng)先加工平面，后加工孔。這樣，不僅使后續(xù)的加工有一個穩(wěn)定可靠的平面作為定位基準面，而且在平整的表面上加工孔，加工變得容易一些，也有利于提高孔的加工精度。通常，可按零件的加工部位劃分工序，一般先加工簡單的幾何

33、形狀，后加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，后加工精度較高的部位；先加工平面，后加工孔。4）內(nèi)外交叉原則 對既有內(nèi)表面（內(nèi)型腔），又有外表面需加工的零件，安排加工順序時，應(yīng)先進行內(nèi)、外表面粗加工，后進行內(nèi)、外表面精加工。切不可將零件上一部分表面（外表面或內(nèi)表面）加工完畢后，再加工其它表面（內(nèi)表面或外表面)。5）連續(xù)加工的原則在加工半封閉或封閉的內(nèi)外輪廓時，應(yīng)盡量避免數(shù)控加工中的停頓現(xiàn)象。由于零件、刀具、機床這一工藝系統(tǒng)在加工過程中暫時處于動態(tài)的平衡狀態(tài)下，若設(shè)備由于數(shù)控程序安排出現(xiàn)突然進給停頓的現(xiàn)象，由于切削力會明顯減少，就會失去原工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)，使刀具在停頓處留下劃痕或凹痕。因此，

34、在輪廓加工中應(yīng)避免進給停頓的現(xiàn)象，以保證零件的加工質(zhì)量。2.進給路線進給路線是指切削加工過程中刀具(嚴格說是刀位點)相對于被加工零件的運動軌跡和運動方向，即指刀具從對刀點開始運動起，直至返回該點并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。走刀路線是編制程序的依據(jù)之一。在確定走刀路線時最好畫一張工序簡圖，將已擬定的加工路線畫上去，包括刀具進退路線，這樣可為編程帶來不少方便。2.1確定走刀路線原則 （1）走刀路線應(yīng)保證被加工工件的精度和表面粗糙度。為保證工件輪廓表面加工的表面粗糙度要求，最終輪廓表面應(yīng)安排最后一次走刀連續(xù)加工出來； （2）應(yīng)盡量使加工路線最短，減少

35、空行程時間，以提高加工效率； （3）合理選用銑削加工中的順銑或逆銑方式。一般來說，數(shù)控機床采用滾珠絲杠，運動間隙很小，因此，順銑優(yōu)點多于逆銑。 （4）選擇工件加工變形小的加工路線。在一次安裝加工多道工序中，先安排對工件剛往破壞較小的工序。 （5）使數(shù)值計算最簡單和減少程序段，以減少編程工作量。 （6）根據(jù)工件的形狀、剛度、加工余量、機床系統(tǒng)的剛度等情況，確定循環(huán)加工次數(shù)。 （7）合理設(shè)計刀具的切入與切出的方向。采用單向趨近定位方法，避免傳動系統(tǒng)反向間隙而產(chǎn)生的定位誤差。刀具的進退方向及路線要認真考慮，以盡量減少接刀痕跡。 （8）在切削過程中，刀具不能與工件輪廓發(fā)生干涉。2.2銑削加工中加工路線

36、的選擇要點(1)在數(shù)控銑床上銑削外輪廓零件時，為了保證輪廓表面質(zhì)量的要求減少接刀的痕跡，應(yīng)設(shè)計合理的刀具切入和切出時的進、退刀位置。一般采用立銑刀側(cè)刃切削，設(shè)計迸給路線時應(yīng)沿外輪廓的沿長線切向切入，盡量避免沿零件輪廓法向切入和進給中途停頓，盡量不要在連續(xù)的輪廓中安排切入和切出或換刀及停頓，以免因切削力突然變化而造成彈性變形，致使光滑連續(xù)輪廓上產(chǎn)生表面劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。如圖6.1.退刀時應(yīng)注意不要從工件的輪廓外直接退刀，應(yīng)沿零件外輪廓延長線的切向逐漸切離工件.圖6.1銑屑外輪廓零件的刀具的切入和切出 （2）銑削封閉內(nèi)輪廓表面零件時也要注意刀具切入和切出時的運動軌跡。為了提高加工精度

37、和減少表面粗糙度，在銑削封閉的內(nèi)輪廓時，因刀具切入、切出不允許外延，此時刀具的切入和切出點盡量選在內(nèi)輪廓曲線兩幾何元素的交點處或者以圓弧切向進刀。圖62所示銑凹槽的3種加工路線：圖62a為用行切法加工凹槽，其加工路線最短，但表面租糙度差，適用于對表面粗糙度要求不太高的粗加工或半精加工。圖62b為環(huán)切法加工凹槽，其表面粗糙度最好，但加工路線最長。圖42c為采用綜合法加工凹槽，即先采用行切法粗加工，最終輪廓用環(huán)切法再沿輪廓切削一周進行精加工，使凹槽輪廓表面光整，易保證凹槽側(cè)面達到所要求的表面質(zhì)量。而其加工路線介于前兩者之間，所以圖62c的加工路線方案最為合理。圖6.2凹槽的3種加工路線a）行切法

38、b）環(huán)切法 c）綜合法(3)用圓弧插補銑削整圓時，當整圓加工完畢后，不要在切點處直接退刀，要讓刀具最好沿切線方向多運動一段距離，以免取消刀具補償時，刀具與工件表面發(fā)生碰撞，造成工件報廢。同樣銑削內(nèi)圓時也要遵守切向切入的原則，以提高內(nèi)孔表面的加工精度及表面質(zhì)量，見圖63和圖64。圓弧切入點x2切出時多走的距離圖6.3銑削外圓 圖6.4銑削內(nèi)圓 圖4.5過切 （4）在銑屑零件時，要根據(jù)工件的材料等因素考慮銑削方式，一般情況下選擇順銑這種方式可以提高30左右的切削速度，節(jié)省機床35的動力，改善l2級粗糙度，但要求走刀具有消除間隙的機構(gòu)。如果采用逆銑加工方式，刀具容易磨損，并影響表面加工質(zhì)量，但是工件

39、表面有硬皮時，應(yīng)采用逆銑的加工路線進行加工。 (5)在銑削圓弧與直線的連接處，可能由于刀具的原因會產(chǎn)生“欠切”現(xiàn)象，這時在設(shè)計進給路線時，須選用直徑較小的刀具，采用補加工的方式消除欠切現(xiàn)象。同樣，在空載運行過快和高速進給的輪廓加工中，由于工藝系統(tǒng)的慣性容易出現(xiàn)過切現(xiàn)象。那么在加工過程中，采用先快后慢的進給方式，特別是拐角處應(yīng)通過進給修調(diào)的方式，選擇變化的迸給速度進行加工，見上圖65所示。2.3鉆削加工加工路線的選擇要點對加工精度要求較高的孔系時，安排的鏜孔路線一定要注意各孔的定位方向要一致，即采用單向趨近定位的方法，以避免傳動系統(tǒng)或檢測系統(tǒng)的誤差對定位精度的影響，見圖66。如果按66a圖方案加

40、工時，x方向的反向間隙將會影響ii、i兩孔的孔距精度。如果按66b圖的迸給路線進行加工，可使各個孔之間的定位方向一致。a b圖6.6 孔系的加工路線方案2.4其它情況的選擇要點(1)在表面加工時，應(yīng)盡量避免加工停頓現(xiàn)象。如果出現(xiàn)停頓，切削力會明顯減小，刀具會在停頓處留下劃痕或凹痕，影響加工質(zhì)量。同時在過象限的圓弧加工過程當中，應(yīng)選擇適當?shù)倪M給量，以避免產(chǎn)生“爬行”現(xiàn)象。(2)在確定加工路線時，同時也要兼顧工序集中原則，盡量在一次裝夾中，盡可能使用同一把刀具完成較多的加工表面，以減少換刀次數(shù)，裝夾次數(shù)，從而簡化加工路線，縮短輔助時間。同樣也可以考慮粗精加工的工序集中原則，但粗精加工的進給路線要加

41、以區(qū)別。(3)在安排加工路線過程中，為縮短行程，應(yīng)考慮盡量縮短刀具的空行程，通常通過合理的選擇起刀點、換刀點來合理安排空行程的路線，在圖67中若按67b圖的加工線路比較67a圖來說，可以縮短空行程，提高生產(chǎn)效率。 a b圖6.7 最短加工路線的方案 （4）在使用加工中心的過程中，多數(shù)零件應(yīng)盡量采用子程序、鏡像功能、宏程序的調(diào)用、固定循環(huán)的使用等，這樣不但減少了編程的工作量，也使進給路線更加規(guī)律化。對于此零件外輪廓嚴格按照切入切出的路線、凹槽的加工應(yīng)按環(huán)切法、通孔及螺紋孔的加工應(yīng)按照逼近法定位加工，這樣符合了進給路線的加工原則。上述基礎(chǔ)工藝問題解決后就可進入數(shù)控程序的編制階段，同時，當解決了上面

42、的具體工藝問題后，編程人員就能編制出操作者滿意的程序，而評價數(shù)控程序的優(yōu)劣也不在于程序有多玄奧，而在于具體工序、刀具、切削用量參數(shù)的合理性。6.3、確定各工序刀具，填寫刀具卡片產(chǎn)品代號零件名稱凸臺零件圖號序號刀具號刀具名稱及規(guī)格加工表面?zhèn)渥?t0112mm平底刀粗精銑凹槽12t0230mm面銑刀粗精銑表面13t0310mm中心鉆打左端槽中心孔14t048mm平底刀粗精銑24凹槽15t057mm鍵槽銑刀粗精銑左端凹槽16t066mm中心鉆打8的中心孔17t078mm鏜刀粗精鏜8mm孔18t084mm平底刀粗精銑右端凹槽19t0912mm鏜刀粗精鏜12通孔1編制審核批準七 確定數(shù)控加工余量，工序尺

43、寸及公差7.1 加工余量的確定 確定工序尺寸時，首先要確定加工余量。所謂加工余量，是指使加工表面達到所需的精度和表面質(zhì)量而應(yīng)切除的金屬層厚度。加工余量有工序余量和加工總余量之分。工序余量是相鄰兩工序的工序尺寸之差；加工余量是毛坯尺寸與零件圖設(shè)計尺寸之差，它等于各工序尺寸余量之和，即 z-總加工余量； zi-工序余量； n-工序數(shù)量。圖7-1是表示各工序余量的分布圖，從圖中可見工序余量和加工余量之間的關(guān)系。工序余量的數(shù)值是在垂直于被加工的方向上計量的其數(shù)值大小由前工序與本工序的工序尺寸之差來決定的。圖7-1尺寸鏈 在平面上加工余量為非對稱的單邊余量，但對于豎立的平面有時則為對稱余量。如圖7-2a

44、所示，對被包容面有 zb=la-lb 如圖7-2b所示，對包容表面有 zb=lb-la式中：zb-本工序的工序余量； la-前工序的工序余量； lb-本工序的工序尺寸。圖7-3：加工余量 在回轉(zhuǎn)表面上加工余量為對稱的雙邊余量。如圖7-3a所示，對被包容面有 2zb=da-db 如圖7-3b所示，對包容面有 2zb=db-da式中：2zb-直徑上的加工余量； da-前工序加工表面的直徑； db-本工序加工表面的直徑。 在加工過程中，由于工序尺寸有公差，實際切除的余量是一個變值，因此，工序余量分為基本余量（又稱為工稱余量）、最大工序余量和最小工序余量。中間工序的工序余量與工序尺寸及其公差的關(guān)系如圖

45、7-4所示。由圖7-5可知，工序的基本余量、最大工序余量和最小工序余量可按下式計算：圖7-4：尺寸公差 對于被包容面有 z=la-lb zmax=lamax-lbmin=z+tb zmmin=lamin-lbmax=z-ta 對于包容面有 z=lb-la zmax=lbmax-lamin=z+tb zmin=lbmin+lamax=z-ta式中：z-工序余量的基本尺寸； zmax-最大工序余量； zmin-最小工序余量； la-上工序的基本尺寸； lb-本工序的基本尺寸； ta-上工序尺寸的公差； tb-本工序尺寸的公差。為了便于加工，工序尺寸的公差一般按“入體原則”標注，即被包容面的工序尺寸

46、取上偏差為零，下偏差為負值；包容面的工序尺寸取上偏差為正值，下偏差為零。毛坯尺寸的公差一般采取雙向?qū)ΨQ分布。7.2影響加工余量的因素 加工余量的大小對零件的加工作量和制造的經(jīng)濟性有較大的影響。余量過大，會浪費原材料及機械加工的工時，增加機床、刀具及能源等的消耗；余量過小，則不能消除上工序留下的各種誤差、表面缺陷和本工序的裝夾誤差，容易造成廢品。因此，應(yīng)根據(jù)影響余量的大小因素合理地確定加工余量。影響加工余量大小的因素有以下幾種：1. 上道工序加工表面（或毛坯表面）的表面質(zhì)量包括表面粗糙度高度和表面缺陷層深度； 2. 上道工序的尺寸公差 3. 上道工序的位置誤差 4. 本工序的安裝誤差 7.3確定

47、加工余量的方法 1. 計算法 此法是根據(jù)一定的資料，對影響加工余量的各項因素進行分析計算，然后綜合考慮計算出來的，多用于大批大量生產(chǎn)，計算公式如下：對雙邊余量：對單邊余量：一般取 2. 查表法 以工廠的實際生產(chǎn)經(jīng)驗及工藝實踐積累的有關(guān)加工余量的資料數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合具體加工方法進行適當修正而得到加工余量的方法。3. 經(jīng)驗法 根據(jù)工藝人員的經(jīng)驗來確定加工余量的方法。 八 確定數(shù)控加工切削用量數(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)

48、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。8.1確定背刀量（1）背吃刀量ap根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)的剛度確定。在機床、工件和刀具剛度允許的情況下，ap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)留一定的余量進行精加工。數(shù)控機床的精加工余量可略小于普通機床。具體選擇如下：粗加工時，在留下精加工、半精加工的余量后，盡可能一次走刀將剩下的余量切除；一刀的ap應(yīng)盡可能大些，使刀若工藝系統(tǒng)剛性不足或余量過大不能一次切除，也應(yīng)按先多后少的不等余量法加工。第口在里層切削，避免工件表面不平及有硬皮的鑄鍛件。 當沖擊載荷較大（

49、如斷續(xù)表面）或工藝系統(tǒng)剛度較差（如細長軸、鏜刀桿、機床陳舊）時，可適當降低ap，使切削力減小。精加工時，ap應(yīng)根據(jù)粗加工留下的余量確定，采用逐漸降低ap的方法，逐步提高加工精度和表面質(zhì)量。一般精加工時，取ap=0.050.8mm；半精加工時，取ap=1.03.0mm。 （2)切削寬度l（mm） 一般l與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。在數(shù)控加工中，一般l的取值范圍為: l=(0.60.9)d。 (3)進給量(進給速度)f(mm/min或mm/r)的選擇 進給量( 進給速度)是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，根據(jù)零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，參考切削用量手冊選取。對于多

50、齒刀具, 其進給速度vf、刀具轉(zhuǎn)速n、刀具齒數(shù)z 及每齒進給量fz的關(guān)系為: vf=fn=fzzn 粗加工時, 由于對工件表面質(zhì)量沒有太高的要求, f主要受刀桿、刀片、機床、工件等的強度和剛度所承受的切削力限制，一般根據(jù)剛度來選擇。工藝系統(tǒng)剛度好時，可用大些的f；反之，適當降低f 。 精加工、半精加工時，f應(yīng)根據(jù)工件的表面粗糙度ra要求選擇。ra要求小的，取較小的f，但又不能過小，因為f過小，切削厚度hd過薄，ra反而增大，且刀具磨損加劇。刀具的副偏角愈大，刀尖圓弧半徑愈大，則f可選較大值。一般，精銑時可取2025mm/min, 精車時可取0.100.20mm/r。還應(yīng)注意零件加工中的某些特殊

51、因素。比如在輪廓加工中，選擇進給量時，應(yīng)考慮輪廓拐角處的超程問題。特別是在拐角較大、進給速度較高時，應(yīng)在接近拐角處適當降低進給速度，在拐角后逐漸升速，以保證加工精度。8.2主軸轉(zhuǎn)速的確定主要根據(jù)允許的切削速度vc(m/min)選取: 其中vc-切削速d-工件或刀具的直徑（mm）以下每把的轉(zhuǎn)速如下：6mm高速鋼立銑刀根據(jù)切削原理可知，切削速度的高低主要取決于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素；表8-1 各種刀具銑削加工的切削速度參考值工件材料硬度/hb銑削速度/m/min高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀低、中炭鋼2202140601502252901536541153004259153675高炭鋼22018366013022532514215310532537582136483754256103545合金鋼22015355512022532510243780325425593060工具鋼20025012234583灰鑄鐵110140243611011515022515216011023029091845903003205102130可鍛鑄鐵11016042501002001602002436831202002401524721102402809114060鑄鋼低炭100150182768105中炭10016018276