平面凸輪數(shù)控銑工藝分析及程序編制

1、西京學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)題 目：平面凸輪數(shù)控銃工藝分析及程序編制姓 名:系（院）:機(jī)電工程系專 業(yè):數(shù)控技術(shù)班 級(jí):學(xué) 號(hào):09110指導(dǎo)老師：日 期：2011年11月15日34平面凸輪零件的加工體現(xiàn)在對(duì)材料的選擇、刀具的選擇、工裝夾具、定位 元件、基準(zhǔn)的選擇、定位方式、對(duì)刀、工藝路線擬定、程序的編制、數(shù)控車、 數(shù)控銃等。本文著重說(shuō)明了平面數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、數(shù)控加工工藝與普通加工工藝的區(qū)別及特點(diǎn) 、數(shù)控刀具的要求與特點(diǎn) 、數(shù)控刀具的材 料、選擇數(shù)控刀具時(shí)應(yīng)考慮的因素、工件的安裝、定位誤差的概念和產(chǎn)生的原因、數(shù)控車床的主要加工對(duì)象、數(shù)控車床的坐標(biāo)系、零件圖形的數(shù)學(xué)處 理及編程尺寸設(shè)

2、定值的確定 、工步順序的安排、切削參數(shù)選擇、數(shù)控銃床 的主要加工對(duì)象等。目的是培養(yǎng)和提高自己綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)分析和解決實(shí) 際問題的能力，進(jìn)一步將自己學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際問題當(dāng)中去，使所 學(xué)的理論知識(shí)得到鞏固、擴(kuò)大、加深和系統(tǒng)化。學(xué)會(huì)利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)解決 普通銃床難以解決的零件，使用現(xiàn)代數(shù)控銃床編程數(shù)控程序銃削凸輪零件， 學(xué)會(huì)和同學(xué)們一起互相合作，互相探討，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神關(guān)鍵詞：刀具，加工工藝，銃床類型，程序編程，夾具目錄第一章緒論1.1 課題背景51.2 課題的目的及意義（含國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析） 6第二章零件圖樣分析2.1 結(jié)構(gòu)分析 92.2 選材分析 9第三章零件的加工工藝分析3.1

3、 加工質(zhì)量方面 123.2 勞動(dòng)量方面 13第四章工件的裝夾4.1 數(shù)控銃床夾具 154.2 通用夾具154.3 數(shù)控銃削夾具的選用原則 164.4 工件的裝夾方法和裝夾方式 174.5 工件的定位17第五章數(shù)控刀具的選擇5.1 數(shù)控刀具的要求與特點(diǎn) 205.2 常用銃刀的種類 205.3 銃刀的直徑選擇 21第六章程序的編制246.1 結(jié)構(gòu)分析246.2 加工調(diào)整6.3 數(shù)學(xué)處理 256.4 編寫加工程序28第七章結(jié)論 29致謝 31參考文獻(xiàn) 32第一章緒論1.1 課題背景制造業(yè)是所有與制造有關(guān)的行業(yè)的總稱，是一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn) 業(yè)。它一方面為全社會(huì)日用消費(fèi)品生產(chǎn)創(chuàng)造價(jià)值，另一方面也為

4、國(guó)民經(jīng)濟(jì)各 部門提供生產(chǎn)資料和裝備。據(jù)估計(jì)，工業(yè)化國(guó)家70%80%J物質(zhì)財(cái)富來(lái)自制造 業(yè)，約有1/4的人口從事各種形式的制造活動(dòng)?？梢姡圃鞓I(yè)對(duì)一個(gè)國(guó)家的 經(jīng)濟(jì)地位和政治地位具有至關(guān)重要的影響，在 21世紀(jì)的工業(yè)生產(chǎn)中具有決定 性的地位與作用。由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品日趨精密和 復(fù)雜，且更新?lián)Q代速度加快，改型頻繁，用戶的需求也日趨多樣化和個(gè)性化， 中小批量的零件生產(chǎn)越來(lái)越多。這對(duì)制造業(yè)的高精度、高效率和高柔性提出 了更高的要求，希望市場(chǎng)能提供滿足不同加工需求、迅速高效、低成本地構(gòu) 筑面向用戶的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，并大幅度地降低維護(hù)和使用的成本。同時(shí)還要 求新一代制造系統(tǒng)具有方便的網(wǎng)絡(luò)

5、功能，以適應(yīng)未來(lái)車間面向任務(wù)和定單的 生產(chǎn)組織和管理模式。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)制造業(yè)的要求不斷提高，以及科學(xué)技術(shù)特別是計(jì)算 機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)已發(fā)生了根本性的變革，以數(shù)控技術(shù)為主 的現(xiàn)代制造技術(shù)占據(jù)了重要地位。數(shù)控技術(shù)集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、 自動(dòng)檢測(cè)及自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性化、自動(dòng)化、集 成化及智能化的重要基礎(chǔ)。這個(gè)基礎(chǔ)是否牢固，直接影響到一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國(guó)力，也關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略地位。因此，世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó) 家均采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。在我國(guó)，數(shù)控技術(shù)與裝 備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來(lái)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步，特別是在通用微 機(jī)數(shù)

6、控領(lǐng)域，基于PC平臺(tái)的國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。畢業(yè)設(shè)計(jì)是在修完所有課程之后，我們走向社會(huì)之前的一次綜合性設(shè)計(jì)。主要用到所學(xué)的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。著重說(shuō)明一軸 的數(shù)控加工方法，即零件圖樣的分析、數(shù)控加工的工藝分析、工藝路線的制定、 數(shù)控程序的編制。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我更加了解數(shù)控加工的含義，以及 懂得如何查閱相關(guān)資料和怎樣解決在實(shí)際工作中遇到的實(shí)際問題，這為我以 后從事這項(xiàng)職業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。1.2 課題的目的及意義（含國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）數(shù)控銃床銃削平面凸輪零件，是理論知識(shí)和實(shí)踐的課題。它主要的意義 是讓我們了解數(shù)控技術(shù)，了解數(shù)控技術(shù)給我們生活帶來(lái)的方便，給

7、我國(guó)的傳 統(tǒng)工藝帶來(lái)的巨大的改變。同過(guò)去的傳統(tǒng)加工相比，數(shù)控不僅加工自動(dòng)化程 度高，在數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，除了手工裝卸工件外，全部加工過(guò)程都是由 機(jī)床自動(dòng)完成。而且，數(shù)控加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控加工尺寸精度 通常在0.005-0.1MM之間。數(shù)控加工對(duì)象比較廣泛，生產(chǎn)的效率也比較高： 一方面自動(dòng)化程度高，在一次裝夾中能完成較多表面，省去了劃線，多次裝 夾，檢測(cè)等工序；例如平面凸輪零件在加工過(guò)程中，先把刀對(duì)好，再利用數(shù) 控編程技術(shù)使加工深度逐漸的加深，這樣既能不損壞刀具，又能達(dá)到加工要 求。這樣就提高了效率。數(shù)控技術(shù)生產(chǎn)的效率.質(zhì)量是先進(jìn)技術(shù)的主題。21世 紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的

8、系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中 的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過(guò)程的自適 用控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用鏈接方便的智能化，如 智能化的自動(dòng)編程，自動(dòng)化的人機(jī)界面等；還有智能診斷 .智能監(jiān)控方面的內(nèi) 容，方便系統(tǒng)的診斷和維修等。為了充分發(fā)揮數(shù)控加工優(yōu)勢(shì)，數(shù)控加工正在向工序集中.更高速高效率.更高精度.更高可靠性及更完善的功能方向發(fā)展。課題目的：(1)培養(yǎng)和提高自己綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力，進(jìn)一步將自己學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際問題當(dāng)中去，使所學(xué)的理論知識(shí)得到鞏 固、擴(kuò)大、加深和系統(tǒng)化。(2)學(xué)會(huì)利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)解決普通銃床難以解決的零件

9、，使用現(xiàn)代數(shù)控 銃床編程數(shù)控程序銃削凸輪零件，學(xué)會(huì)和同學(xué)們一起互相合作，互相探討， 培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。課題任務(wù)、設(shè)計(jì)內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)途徑課題任務(wù)：(1)分析平面凸輪零件的數(shù)控銃削加工工藝。(2)合理的選擇數(shù)控機(jī)床，(3)利用數(shù)控銃床銃削凸輪零件。(4)利用CAD/CA帔術(shù)畫圖根據(jù)其圖樣自動(dòng)生成加工程序，然后轉(zhuǎn)換到數(shù)控銃床，讓其加工出合格的凸輪零件設(shè)計(jì)內(nèi)容：數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)、程序編制；機(jī)床、刀具、材料的選擇；工件的裝夾；數(shù)控車、數(shù)控銃；工藝路線的擬定。實(shí)現(xiàn)途徑：根據(jù)我所學(xué)的知識(shí)，加上指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，參考有關(guān)數(shù)控加工工藝與設(shè)備的書本和文獻(xiàn)，還有數(shù)控現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查和分析。第二章 零件的圖樣分析平面凸輪如圖2-

10、1所示圖2-1平面凸輪2.1 結(jié)構(gòu)分析從圖上要求看出，凸輪曲線分別由幾段圓弧組成，。30孔為設(shè)計(jì)基準(zhǔn),其余表面包括4-0 13H7孔均已加工。故取0 30孔和一個(gè)端面作為主要定位 面，在聯(lián)接孔。13的一個(gè)孔內(nèi)增加削邊銷，在端面上用螺母墊圈壓緊。因?yàn)?孔是設(shè)計(jì)和定位的基準(zhǔn)，所以對(duì)刀點(diǎn)選在孔中心線與端面的交點(diǎn)上，這樣很 容易確定刀具中心與零件的相對(duì)位置。2.2 材料的選擇機(jī)械加工的目的是將毛坯加工成符合產(chǎn)品要求的零件。通常，毛坯需要 經(jīng)過(guò)若干工序才能轉(zhuǎn)化為符合產(chǎn)品要求的零件。一個(gè)相同結(jié)構(gòu)相同要求的機(jī) 器零件，可以采用幾種不同的工藝過(guò)程完成，但其中總有一種工藝過(guò)程在某 一特定條件下是最經(jīng)濟(jì)、最合理的

11、。所以此平面凸輪零件應(yīng)選擇最經(jīng)濟(jì)，最 符合實(shí)際條件的材料。因?yàn)橥馆嗊\(yùn)轉(zhuǎn)速度比較高所以強(qiáng)度要求高。塑性和韌 性要求都比較高。所以我們選擇 45號(hào)鋼。我們可以分析以下45號(hào)的性能 45號(hào)鋼又名優(yōu)質(zhì)碳素鋼?？估瓘?qiáng)度：600 (MPa)屈服強(qiáng)度：355 (MPa)延長(zhǎng)率：16%斷面收縮率：40%布氏硬度：197材料化學(xué)成分組成元素比例(%)碳 C : 0.42 0.50銘 Cr ;<0.25 鎰 Mn ; 0.50 0.80銀 Ni ;<0.25 磷 P ; <0.035 硫 S ; <0.035硅 Si ; 0.170.37試樣毛坯尺寸/mm300推薦熱處理/ C |正火：8

12、50推薦熱處理/ C|淬火：840推薦熱處理/C|回火：600力學(xué)性能 | crb/MPan: 600 力學(xué)性能 |(rs/MPan: 355力學(xué)性能| 5 5(%) : 16 力學(xué)性能|少() A: 40力學(xué)性能|AKU/J A: 39鋼材交貨狀態(tài)硬度 HBS10/300Q |未熱處理鋼：229鋼材交貨狀態(tài)硬度 HBS10/300Q |退火鋼：197特性及應(yīng)用未熱處理時(shí)：HBK 229 熱處理：正火 沖擊功：AkuA 39J強(qiáng)度較高，塑性和韌性尚好，用于制作承受負(fù)荷較大的小截面調(diào)質(zhì)件和應(yīng)力 較小的大型正火零件，以及對(duì)心部強(qiáng)度要求不高的表面淬火零件，如曲軸、 傳動(dòng)軸、齒輪、蝸桿、鍵、銷等。水淬

13、時(shí)有形成裂紋的傾向，形狀復(fù)雜的零 件應(yīng)在熱水或油中淬火。焊牌號(hào)：45應(yīng)用舉例：主要用于制造強(qiáng)度高的運(yùn)動(dòng)件，如透平機(jī)葉輪、壓縮機(jī)活塞。軸、 齒輪、齒條、蝸桿等。焊接件注意焊前預(yù)熱，焊后消除應(yīng)力退火。第三章零件的工藝分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指在滿足使用性能的前提下，是否能以較高的生產(chǎn) 率和最低的成本方便地加工出來(lái)的特性。為了多快好省地把所設(shè)計(jì)的零件加 工出來(lái)，就必須對(duì)零件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行詳細(xì)的分析。主要考慮如下幾方面。 3.1有利于達(dá)到所要求的加工質(zhì)量合理確定零件的加工精度與表面質(zhì)量圖3-1有利于保證位置精度的工藝結(jié)構(gòu)(a)錯(cuò)誤(b)正確加工精度若定得過(guò)高會(huì)增加工序，增加制造成本，過(guò)低會(huì)影響機(jī)器的使

14、用性能，故必須根據(jù)零件在整個(gè)機(jī)器中的作用和工作條件合理地確定，盡可 能使零件加工方便制造成本低。保證位置精度的可能性為保證零件的位置精度，最好使零件能在一次安裝中加工出所有相關(guān)表面，這樣就能依靠機(jī)床本身的精度來(lái)達(dá)到所要求的位置精度。如圖 3-1(a)所 示的結(jié)構(gòu)，不能保證© 80 mm與內(nèi)孔© 60 mm的同軸度。如改成圖(b)所示的結(jié) 構(gòu)，就能在一次安裝中加工出外圓與內(nèi)孔，保證二者的同軸度。3.2有利于減少加工勞動(dòng)量盡量減少不必要的加工面積減少加工面積不僅可減少機(jī)械加工的勞動(dòng)量，而且還可以減少刀具的損耗，提高裝配質(zhì)量。圖 3-2(b)中的軸承座減少了底面的加工面積，降低了

15、修配的工作量，保證配合面的接觸。圖 3-3(b)中減少 了精加工的面積，又避免了深孔加工。圖3-2減少軸承座底面加工面積(a)錯(cuò)誤(b)正確圖3-3避免深孔加工的方法(a)錯(cuò)誤(b)正確盡量避免或簡(jiǎn)化內(nèi)表面的加工圖3-4將內(nèi)表面轉(zhuǎn)化為外表面加工(a)錯(cuò)誤(b)正確因?yàn)橥獗砻娴募庸ひ葍?nèi)表面加工方便經(jīng)濟(jì)，又便于測(cè)量。因此，在零件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求避免在零件內(nèi)腔進(jìn)行加工。如圖 3-4所示箱體，將圖（a）的結(jié)構(gòu)改成圖（b）所示的結(jié)構(gòu)，這樣不僅加工方便而且還有利于裝配。再如圖 3-5所示，將圖（a）中件2上的內(nèi)溝梢a加工，改成圖（b）中件1的外溝梢加工，這 樣加工與測(cè)量就都很方便。圖3-5將內(nèi)溝梢轉(zhuǎn)化為外溝

16、梢加工（a）錯(cuò)誤（b）正確第四章工件的裝夾4.1 數(shù)控銃床夾具1 .數(shù)控銃床夾具的定義和分類在數(shù)控銃床上用于裝夾工件的裝置稱為車床夾具。銃床夾具可分萬(wàn)能組合 夾具，專用銃切夾具，多工位夾具，氣動(dòng)或液壓夾具，真空夾具。還有虎鉗 和分度頭三爪卡盤這幾種通用夾具。夾具的作用：簡(jiǎn)單的定位和夾緊。（1）:為保持零件安裝方位與機(jī)床坐標(biāo)系及程編坐標(biāo)系方向的一致性，夾具應(yīng)能保 證在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)定向安裝，還要求能協(xié)調(diào)零件定位面與機(jī)床之間保持一定的 坐標(biāo)尺寸聯(lián)系。（2）:為保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴 露在外，夾具要做得盡可能開敞，因此夾緊機(jī)構(gòu)元件與加工面之間應(yīng)保持一 定的安全距離，同時(shí)要求夾緊機(jī)

17、構(gòu)元件能低則低，以防止夾具與銃床主軸套 筒或刀套、刃具在加工過(guò)程中發(fā)生碰撞。（3）夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。盡量不采用在加工過(guò)程中更換夾緊點(diǎn)的設(shè)計(jì)，當(dāng)非要在加工過(guò)程中更換夾緊點(diǎn) 不可時(shí)，要特別注意不能因更換夾緊點(diǎn)而破壞夾具或工件定位精度。4.2 通用夾具數(shù)控銃削加工常用的夾具大致有下列幾種：（1）萬(wàn)能組合夾具適用于小批量生產(chǎn)或研制時(shí)的中、小型工件在數(shù)控銃床 上進(jìn)行銃加工。（2）專用銃切夾具是特別為某一項(xiàng)或類似的幾項(xiàng)工件設(shè)計(jì)制造的夾具，一 般在批量生產(chǎn)或研制時(shí)非要不可時(shí)采用。(3)多工位夾具可以同時(shí)裝夾多個(gè)工件，可減少換刀次數(shù)，也便于一面加 工，一面裝卸工件，有利于縮短準(zhǔn)備時(shí)間，提高生產(chǎn)率，較適宜

18、于中批量生 產(chǎn)。(4)氣動(dòng)或液壓夾具 適用于生產(chǎn)批量較大，采用其他夾具又特別費(fèi)工、 費(fèi)力的工件。能減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)率，但此類夾具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜， 造價(jià)往往較高，而且制造周期較長(zhǎng)。(5)真空夾具適用于有較大定位平面或具有較大可密封面積的工件。有的 數(shù)控銃床(如壁板銃床)自身帶有通用真空平臺(tái)，在安裝工件時(shí)，對(duì)形狀規(guī)則 的矩形毛坯，可直接用特制的橡膠條(有一定尺寸要求的空心或?qū)嵭膱A形截 面)嵌入夾具的密封梢內(nèi)，再將毛坯放上，開動(dòng)真空泵，就可以將毛坯夾緊。 對(duì)形狀不規(guī)則的毛坯，用橡膠條已不太適應(yīng)，須在其周圍抹上膩?zhàn)?(常用橡皮 泥)密封，這樣做不但很麻煩，而且占機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，效率低。為了克服這種困難

19、， 可以采用特制的過(guò)渡真空平臺(tái)，將其疊加在通用真空平臺(tái)上使用。除上述幾種夾具外，數(shù)控銃削加工中也經(jīng)常采用虎鉗、分度頭和三爪夾盤 等通用夾具。4.3 數(shù)控銃削夾具的選用原則在選用夾具時(shí)，通常需要考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)批量，生產(chǎn)效率，質(zhì)量保證及經(jīng)濟(jì)性等，選用時(shí)可參照下列原則：(1)在生產(chǎn)量小或研制時(shí)，應(yīng)廣泛采用萬(wàn)能組合夾具，只有在組合夾具 無(wú)法解決工件裝夾時(shí)才可放棄；(2)小批或成批生產(chǎn)時(shí)可考慮采用專用夾具，但應(yīng)盡量簡(jiǎn)單；(3)在生產(chǎn)批量較大時(shí)可考慮采用多工位夾具和氣動(dòng)；液壓夾具。因?yàn)榇朔N零件屬于大批量生產(chǎn)，外型比較簡(jiǎn)單可以采用多工位夾具和氣動(dòng);液壓夾具。4.4 工件的裝夾方法和裝夾方式在數(shù)控機(jī)床上加工零

20、件時(shí)，定位安裝的基本原則是合理選擇定位基和夾緊 方案。在選擇時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)力求設(shè)計(jì)、工藝和編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。(2)盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工 表面。(3)避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。4.5 工件的定位工件的定位的目的是使工件在夾具中相對(duì)機(jī)床，刀具都有一個(gè)確定的位置。 工件上用來(lái)定位的表面稱為定位基準(zhǔn)面，而在工序圖上，用來(lái)規(guī)定本工序加工 表面的位置的基準(zhǔn)為工序基準(zhǔn)。(1)工件定位的意義在切削加工過(guò)程中，要使工件的各個(gè)加工表面的尺寸、形狀及位置精度符合規(guī) 定要求，必須使工件在機(jī)床或夾具中占有一個(gè)確定的位置。定位就是確定工件

21、在機(jī)床上或夾具中占有正確位置的過(guò)程。工件定位是否準(zhǔn)確，決定了工件的加 工精度能否達(dá)到要求。在成批生產(chǎn)中，工件夾緊后，使之與車床、刀具保持一 個(gè)確定的相對(duì)位置，也是縮短加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的決定因素之一。(2)工件的定位原理1 .六點(diǎn)定位原理物體在空間的任何運(yùn)動(dòng)，都可以分解為相互垂直的空間直角坐標(biāo)系中的六種運(yùn)動(dòng)。其中三個(gè)是沿三個(gè)坐標(biāo)軸的平行移動(dòng)，分別以 x,y、z表示；另三個(gè) 是繞三個(gè)坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，分別以 x,y,z表示，如圖41所示。這六種運(yùn) 動(dòng)的可能性，稱為物體的六個(gè)自由度。在夾具中適當(dāng)?shù)夭贾昧鶄€(gè)支承，使工 件與六個(gè)支承接觸，就可消除工件的六個(gè)自由度，使工件的位置完全確定。這種采用布置

22、恰當(dāng)?shù)牧鶄€(gè)支承點(diǎn)來(lái)消除工件六個(gè)自由度的圖4-1圖4-2在圖42中，xOy坐標(biāo)平面上的三個(gè)支承點(diǎn)限制了工件的 z,x,y三個(gè)自由度;y02坐標(biāo)平面的兩個(gè)支承點(diǎn)限制了 z.x兩個(gè)自由度;xoz坐標(biāo)平面上的一個(gè)支承 點(diǎn)限制了礦一個(gè)自由度。這種必須使定位元件所相當(dāng)?shù)闹С悬c(diǎn)數(shù)目剛好等于六個(gè)，且按3: 1: 1的數(shù)目分布在三個(gè)相互垂直的坐標(biāo)平面上的定位方法稱為六點(diǎn)定則，或稱為六點(diǎn)定位原理。(3)工件的定位形式1 .完全定位工件在夾具中定位時(shí)，如果夾具中的六個(gè)支承點(diǎn)恰好限制了工件的 六個(gè)自由度，使工件在夾具中占有完全確定的位置，這種定位方式稱為完全定 位，如圖一2所示。2 .不完全定位定位元件的支承點(diǎn)，完全

23、限制了按加工工藝要求需要限制的自由度數(shù)目，但 卻少于六個(gè)自由度。如圖43所示為階梯面零件，需要在銃床上銃階梯面。其底面和左側(cè)面為高度和寬度方向的定位基準(zhǔn)，階梯梢是前后貫通的，故只需限制五個(gè)自由度（底面三個(gè)支承點(diǎn)，側(cè)面兩個(gè)支承點(diǎn)）。圖4-3因?yàn)楣ぜo(wú)須銃臺(tái)階面。所以我們可以采用完全定位方式第五章數(shù)控刀具的選擇5.1 數(shù)控刀具的要求與特點(diǎn)(1)銃刀剛性要好一是為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量的需要；二是為適應(yīng)數(shù)控銃床加工過(guò)程中難以調(diào)整切削用量的特點(diǎn)。當(dāng)工件各處的加工 余量相差懸殊時(shí)，通用銃床遇到這種情況很容易采取分層銃削方法加以解決， 而數(shù)控銃削就必須按程序規(guī)定的走刀路線前進(jìn)，遇到余量大時(shí)無(wú)法象通用

24、銃 床那樣“隨機(jī)應(yīng)變”，除非在編程時(shí)能夠預(yù)先考慮到，否則銃刀必須返回原 點(diǎn)，用改變切削面高度或加大刀具半徑補(bǔ)償值的方法從頭開始加工，多走幾 刀。但這樣勢(shì)必造成余量少的地方經(jīng)常走空刀，降低了生產(chǎn)效率，如刀具剛 性較好就不必這么辦。(2)銃刀的耐用度要高尤其是當(dāng)一把銃刀加工的內(nèi)容很多時(shí)，如刀具不耐用而磨損較快，就會(huì)影響工件的表面質(zhì)量與加工精度，而且會(huì)增加換刀 引起的調(diào)刀與對(duì)刀次數(shù)，也會(huì)使工作表面留下因?qū)Φ墩`差而形成的接刀臺(tái)階， 降低了工件的表面質(zhì)量。除上述兩點(diǎn)之外，銃刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇及排屑性能等也非常 重要，切屑粘刀形成積屑瘤在數(shù)控銃削中是十分忌諱的?？傊?，根據(jù)被加工 工件材料的熱處理

25、狀態(tài)、切削性能及加工余量，選擇剛性好，耐用度高的銃 刀，是充分發(fā)揮數(shù)控銃床的生產(chǎn)效率和獲得滿意的加工質(zhì)量的前提。5.2 常用銃刀種類(1)盤銃刀 一般采用在盤狀刀體上機(jī)夾刀片或刀頭組成，常用于端銃較大的平面。(2)端銃刀端銃刀是數(shù)控銃加工中最常用的一種銃刀，廣泛用于加工平面類零件，圖5-1是兩種最常見的端銃刀。端銃刀除用其端刃銃削外，也 常用其側(cè)刃銃削，有時(shí)端刃、側(cè)刃同時(shí)進(jìn)行銃削，端銃刀也可稱為圓柱銃刀。圖 5-1(3)成型銃刀成型銃刀一般都是為特定的工件或加工內(nèi)容專門設(shè)計(jì)制造的，適用于加工平面類零件的特定形狀(如角度面、凹梢面等)，也適用 于特形孔或臺(tái)。圖5-2示出的是幾種常用的成型銃刀。圖

26、 5-2(4)球頭銃刀。適用于加工空間曲面零件，有時(shí)也用于平面類零件較大 的轉(zhuǎn)接凹圓弧的補(bǔ)加工。圖5-3是一種常見的球頭銃刀。(5)鼓形銃刀。圖5-4是一種典型的鼓形銃刀，主要用于對(duì)變斜角類零 件的變斜角面的近似加工。除上述幾種類型的銃刀外，數(shù)控銃床也可使用各種通用銃刀。但因不少數(shù) 控銃床的主軸內(nèi)有特殊的拉刀裝置，或因主軸內(nèi)孔錐度有別，須配制過(guò)渡套 和拉桿。因?yàn)榇肆慵容^簡(jiǎn)單。(1)銃較大平面時(shí)，為了提高生產(chǎn)效率和提高加工表面粗糙度，一般采用刀片鑲嵌式盤形面銃刀。(2)孔加工時(shí)，可采用鉆頭、鏈刀等孔加工刀具。(3)銃鍵梢時(shí)，為了保證梢的尺寸精度、一般用兩刃鍵 梢銃刀。(4)立銃刀主要用于立式銃

27、床上加工凹梢，臺(tái)階面，成型面等是數(shù)控銃 削中最常用的一種銃刀。5.3 銃刀的選擇(1)平面銃削應(yīng)選用不重合磨硬質(zhì)合金端銃刀，立銃刀，或可轉(zhuǎn)位銃刀。一般采用二次走刀，一次粗銃，一次精銃。(2)鑲硬質(zhì)合金刀片的端銃刀和立銃刀主要用于加工凸臺(tái)，凹梢和箱口面。為了提高梢寬的加工精度，減少銃刀的種類，加工時(shí)采用直徑比梢寬小的銃 刀，先銃梢的中間部分，然后利用刀具的半徑補(bǔ)償功能銃削梢的兩邊，直徑達(dá)到精度要求為止。(3)加工余量小并且要求表面粗糙度較底時(shí)應(yīng)采用立方CBNCT片端銃刀或陶瓷刀片端銃刀。(4)銃削盤類零件的周邊輪廓一般采用立銃刀。所用銃刀的刀具半徑一定要小于零件內(nèi)輪廓的最小曲率半徑，一般采用采用

28、最小曲率半徑為0.8-0.9即可。零件的加工高度最好不要超過(guò)刀具的半徑。(5)銃毛坯面時(shí)，最好選用應(yīng)質(zhì)合金波紋立銃刀。第六章程序的編制6.1 圖樣分析從圖上要求看出，凸輪曲線分別由幾段圓弧組成，0 30孔為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，其余表面包括4- 0 13H7孔均已加工。故取0 30孔和一個(gè)端面作為主要定位面，在聯(lián) 接孔。13的一個(gè)孔內(nèi)增加削邊銷，在端面上用螺母墊圈壓緊。因?yàn)榭资窃O(shè)計(jì)和定 位的基準(zhǔn)，所以對(duì)刀點(diǎn)選在孔中心線與端面的交點(diǎn)上，這樣很容易確定刀具中心 與零件的相對(duì)位置。6.2 加工調(diào)整加工坐標(biāo)系在X和Y方向上的位置設(shè)在工作臺(tái)中間，在 G53坐標(biāo)系中取X= -400, Y= -100。Z坐標(biāo)可以按刀具

29、長(zhǎng)度和夾具、零件高度決定，如選用 0 20的立 銃刀，零件上端面為Z向坐標(biāo)零點(diǎn)，該點(diǎn)在G53坐標(biāo)系中的位置為Z= -80處，將 上述三個(gè)數(shù)值設(shè)置到G54加工坐標(biāo)系中。加工工序卡如表1所示。表1數(shù)控加工工序卡數(shù)控加工工序卡零件圖號(hào)零件名稱文件編號(hào)第 頁(yè)NC 01凸輪工序號(hào)工序名稱材料50銃周邊輪廓45#加工車間設(shè)備型號(hào)XK5032主程序名子程序名加工原點(diǎn)O100G54刀具半徑補(bǔ)償?shù)毒唛L(zhǎng)度補(bǔ)償H01=100工步內(nèi)容工裝1數(shù)控銃周邊輪廓夾具刀具定心夾具立銃刀0 20更改標(biāo)記更改單號(hào)更改者/日期工藝員校對(duì)審定批準(zhǔn)6.3數(shù)學(xué)處理該凸輪加工的輪廓均為圓弧組成，因而只要計(jì)算出基點(diǎn)坐標(biāo)，就可編制程序 在加工坐

30、標(biāo)系中，各點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算如下：BC弧的中心 O1 點(diǎn)：X= -(175 +63. 8)sin8 59' =-37. 28Y =-(175 +63. 8)cos8 59' =-235. 86EF弧的中心O2點(diǎn)：X2+Y2=692 聯(lián)立(X-64) 2 + Y2=212解之得 X=65. 75, Y= 20. 93HI 弧的中心 O4點(diǎn)：X= -(175 +61)cos24 15' = -215.18Y= (175+61)sin 2415' = 96. 93DE弧的中心O5點(diǎn)：X2+Y2=63. 72 聯(lián)立(X-65. 75)2+(Y-20. 93)2=21. 302

31、解之得X= 63. 70, Y= -0 . 27B點(diǎn)：X=-63. 8sin8 59' = -9 . 96Y = -63. 8cos8 59' =-63. 02C點(diǎn)：X2 + Y2=642 聯(lián)立(X +37. 28)2+(Y + 235. 86)2= 1752解之得X= -5 . 57, Y= -63 . 76D點(diǎn)：(X-63 . 70)2 + (Y + 0. 27)2=0. 32 聯(lián)立X2+V = 642解之得X= 63. 99, Y= -0. 28巳電：(X-63 . 7)2+(Y + 0. 27)2 = 0. 32 聯(lián)立(X-65. 75)2+(Y-20. 93)2=21

32、2解之得X= 63. 72, Y= 0. 03F 點(diǎn)：(X+1. 07)2 + (Y-16) 2 = 462 聯(lián)立(X-65. 75)2+(Y-20. 93)2=212解之得X= 44. 79, Y= 19. 60G點(diǎn)：(X+1. 07)2+ (Y-16) 2 = 462 聯(lián)立X2+Y2=612解之得X= 14. 79, Y= 59. 18H點(diǎn)：X= -61cos24 15' =-55. 62Y= 61sin 2415' = 25. 05I 點(diǎn)：乂+ Y2 = 63 . 802 聯(lián)立(X + 215. 18)2+(Y-96. 93)2= 1752解之得X = -63. 02,

33、Y= 9. 97根據(jù)上面的數(shù)值計(jì)算，可畫出凸輪加工走刀路線圖。如表 2所示表2數(shù)控加工走刀路線圖數(shù)控加工走刀路線圖零件圖號(hào)NC01工序號(hào)程序號(hào)O100機(jī)床型號(hào)XK5032程序段號(hào)NO N170加工內(nèi)容銃周邊輪廓共1頁(yè)第頁(yè)編程校對(duì)審批符號(hào)O00H一4IQ1含義抬刀卜力編程原點(diǎn)起刀點(diǎn)走刀力向走刀線相交爬斜坡錢孔行切6.4編寫加工程序凸輪加工的程序及程序說(shuō)明如下:/進(jìn)入加工坐標(biāo)系/由起刀點(diǎn)到加工開始點(diǎn)/下刀至零件上表面N10 G54 X0 Y0 Z40N20 G90 G00 G17 X-73. 8 Y20N30 G00 Z0N40 G01 Z-16 F200N50 G42 G01 X-63. 8Y1

34、0 F80 H01N60 G01 X-63 . 8 Y0N70 G03 X-9. 96 Y-63 . 02 R63. 8/下刀至零件下表面以下1mm/開始刀具半徑補(bǔ)償/切入零件至A點(diǎn)/切削ABN130 G03 X-55.N140 G02 X-63.N150 G03 X-63.N160 G01 X-63.N80 G02 X-5. 57 Y-63 . 76 R175N90 G03 X63. 99 Y-0 . 28 R64N100 G03 X63. 72 Y0. 03 R0. 3N110 G02 X44. 79 Y19. 6 R21N120 G03 X14. 79 Y59. 18 R46 26 Y2

35、5. 05 R6102 Y9. 97 R17580 Y0 R63. 880 Y-10N170 G01 G40 X-73. 8 Y-20N180 G00 Z40N190 G00 X0 Y0 M02參數(shù)設(shè)置：H01= 10;G54: X= -400, Y= -100, Z= -80/切削BC/切削CD/切削DE/切削EF/切削FG/切削GH/切削HI/切削IA/切削零件/取消刀具補(bǔ)償/Z向抬刀/返回加工坐標(biāo)系原點(diǎn)，結(jié)束第七章結(jié)論本次課題貫穿本專業(yè)所學(xué)到的議論知識(shí)與實(shí)踐操作技術(shù)，從分析設(shè)計(jì)到計(jì) 算、操作得到成品，同時(shí)本次選題提供了自主學(xué)習(xí)，自主選擇，自主完成的 機(jī)會(huì)。銃削此零件的目的培養(yǎng)和提高學(xué)生綜

36、合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)分析和解決實(shí)際 問題的能力，培養(yǎng)自己獨(dú)立解決問題的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)有實(shí)踐性，綜合性， 探索性，應(yīng)用性等特點(diǎn)，本次選的題目平面凸輪數(shù)控銃工藝分析及程序編制， 是運(yùn)用數(shù)控機(jī)床實(shí)際操作的一次綜合練習(xí)?，F(xiàn)代凸輪的數(shù)控加工設(shè)計(jì)理論已 經(jīng)不拘泥于系統(tǒng)論的理論基礎(chǔ)，開始強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品尺寸精度，工藝嚴(yán)格性，從而 更加有得于學(xué)生裝的數(shù)控編程及操作的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。隨著畢業(yè)設(shè)計(jì) 做完，也將意味我的大學(xué)生活即將結(jié)束，但在這段時(shí)間里面我覺得自己是努 力并快樂的。在繁忙的的日子里面，曾經(jīng)為解決技術(shù)上的問題，而去翻我所 學(xué)專業(yè)的書籍。經(jīng)過(guò)這段時(shí)間我真正體會(huì)了很多，也感到了很多。在兩年的 大學(xué)生活里，我覺得大多數(shù)人對(duì)本專業(yè)的認(rèn)識(shí)還是不夠 ，在大二期末學(xué)院曾為 我們組織了三個(gè)星期的實(shí)習(xí)，但由于當(dāng)時(shí)所學(xué)知識(shí)涉及本專業(yè)知識(shí)不多，所 看到的東西與本專業(yè)很難聯(lián)系起來(lái)，所以對(duì)本專業(yè)掌握并不是很理想.。為了 更深入的理解并掌握大學(xué)的專業(yè)知