基于復(fù)雜零件的工藝分析和數(shù)控編程課程設(shè)計(jì)

成績東南大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目基于復(fù)雜零件的工藝分析和數(shù)控編程課程名稱復(fù)雜零件數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化班級學(xué)生姓名學(xué)號設(shè)計(jì)地點(diǎn)指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)起止時(shí)間：2023年1月8日至2023年1月21日目錄第一章概述21.1、制訂工藝過程的根本要求21.2、制定工藝路線的過程2第二章零件圖的工藝分析32.1、技術(shù)要求分析3零件的圖樣分析3零件的技術(shù)要求分析4第三章毛坯的設(shè)計(jì)53.1、毛坯種類的選擇5機(jī)械零件常用毛坯的種類5毛坯的選擇原那么53.2、毛坯的形狀和尺寸設(shè)計(jì)6第四章加工方案74.1、裝夾方案74.2、定位基準(zhǔn)7基準(zhǔn)及其種類7粗基準(zhǔn)的選擇8精基準(zhǔn)的選擇84.3、零件加工工藝路線的擬定9零件外表加工方法的選擇9加工順序的安排10第五章走刀路線確實(shí)定135.1、數(shù)控加工確定走刀路線的原那么135.2、走刀路線局部設(shè)計(jì)平面圖14第六章機(jī)床的選擇15第七章機(jī)械工藝裝備的選擇177.1、銑刀的分類177.2、銑刀的裝夾177.3、銑刀的材質(zhì)選擇18第八章數(shù)控加工編程加工程序198.1、零件三維造型198.2、局部數(shù)控加工程序19第九章小結(jié)22參考文獻(xiàn)23第一章概述1.1、制訂工藝過程的根本要求不同的零件，由于結(jié)構(gòu)、尺寸、精度和表而粗糙度等要求不同，其加工工藝也隨之不同。一個(gè)零件可能有幾種工藝方案，但其中總有一個(gè)是更為合理的。合理的加工工藝必須能保證零件的全部技術(shù)要求。制訂一個(gè)合理的加工工藝，并非輕而易舉。往往要經(jīng)過反復(fù)實(shí)踐、反復(fù)修改，使其逐步完善的過程。同時(shí)，還應(yīng)在充分利用本企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件的根底上，盡可能采用國內(nèi)、外先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，并保證良好的勞動條件。1.2、制定工藝路線的過程制訂工藝規(guī)程的步驟大致如下:(1)對零件進(jìn)行工藝分析;(2)毛坯的選擇;(3)定位基準(zhǔn)的選擇;(4)工藝路線的制訂;(5)選擇或設(shè)計(jì)、制造機(jī)床設(shè)備(6)選擇或設(shè)計(jì)、制造刀具、夾具、量具及其他輔助工具;(7)確定工序的加工余量、工序尺寸及公差;(8)確定工序的切削用量;(9)估算時(shí)間定額;(10)填寫工藝文件。第二章零件圖的工藝分析2.1、技術(shù)要求分析2.1.1零件的圖樣分析圖1.1零件二維平面圖零件的圖樣是設(shè)計(jì)工藝過程的依據(jù)，必須仔細(xì)地分析、研究。通過分析、研究零件圖樣，對零件的主要及加工順序獲得初步概念，為具體設(shè)計(jì)工序規(guī)程的各個(gè)階段的細(xì)節(jié)打下必要的根底。本次課程設(shè)計(jì)的零件如圖1.1所示。該零件有以下不分組成：(1)1個(gè)曲面凸臺;(2)1個(gè)通孔，一個(gè)帶圓倒角通孔;(3)1個(gè)U形鍵槽;(4)1個(gè)半圓臺階;(5)1個(gè)矩形鍵槽(6)2個(gè)斜臺階;2.1.2零件的技術(shù)要求分析通過對給定零件圖樣進(jìn)行分析，可知其對加工尺寸精度、幾何公差、粗糙度有嚴(yán)格要求。兩通孔內(nèi)外表粗糙度要求為1.6，小孔需進(jìn)行鉸孔加工，大孔需粗鏜半精鏜和精鏜。鍵槽側(cè)面，臺階周邊平面粗糙度要求為1.6，需要粗加工半精加工精加工。其余加工面有粗糙度為3.2需要粗加工精加工，零件的重要尺寸都有公差要求。臺階面之間有平行度要求，減少裝夾次數(shù)可以保證其平行度。零件的整體技術(shù)要求中等偏高。需要正確的裝夾定位和精確的加工操作。第三章毛坯的設(shè)計(jì)3.1、毛坯種類的選擇毛坯的種類及其不同的制造方法，對零件的質(zhì)量、加工方法、材料利用率，機(jī)械加工勞動量和制造本錢等都有很大的影響。機(jī)械加工對毛坯的精度有嚴(yán)格的要求，不可能再裝夾定位時(shí)進(jìn)行個(gè)別調(diào)整，毛坯的一致性甚至是正常運(yùn)行的必要條件。機(jī)械零件常用毛坯的種類〔1〕型材型材有熱軋和冷拉兩種。熱軋型材尺寸范圍較大，精度較低，用于一般機(jī)器零件。冷拉型材尺寸范圍較小，精度較高，多用于制造毛坯精度要求較高的中小零件。〔2〕鑄件形狀復(fù)雜的毛坯易采用鑄造方法制造。鑄件毛坯的制造方法有砂型鑄造、金屬型鑄造、精密鑄造、壓力鑄造和離心鑄造等?！?〕鍛件鍛件毛坯由于經(jīng)鍛造后可得到金屬纖維組織的連續(xù)性和均勻分布，從而提高了零件的強(qiáng)度，適用于對強(qiáng)度有一定要求，形狀比擬簡單的零件。鍛件有自由鍛件、模鍛件和精鍛件3種。模鍛毛坯精度高，加工余量小，生產(chǎn)率高，但本錢也高，適用于小型零件毛坯的大批大量生產(chǎn)?！?〕焊接件焊接件的優(yōu)點(diǎn)是制造簡單，生產(chǎn)周期短，節(jié)省材料，減輕重量。但其抗震性較差，變形大，需經(jīng)時(shí)效處理后才能進(jìn)行機(jī)械加工。〔5〕其他毛坯其他毛坯類型包括沖壓、粉末冶金、冷擠和塑料壓制等毛坯。毛坯的選擇原那么〔1〕零件的材料及力學(xué)性能零件的材料大致決定了毛坯的種類，毛坯的工藝過程對材料的組織和性能又產(chǎn)生一定影響。零件的材料及力學(xué)性能都會影響其可加工性。〔2〕零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸往往限制了毛坯的選擇，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到毛坯制造的方便?！?〕生產(chǎn)綱領(lǐng)大小當(dāng)零件的產(chǎn)量較大時(shí)，應(yīng)選精度和生產(chǎn)率較高的毛坯制造方法。相反，零件的產(chǎn)量較小時(shí)，應(yīng)選精度和生產(chǎn)率均較低的毛坯制造方法?！?〕現(xiàn)有生產(chǎn)條件選毛坯時(shí)，既要考慮到毛坯制造的實(shí)際工藝水平和能力，又要考慮實(shí)行專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)，可通過市場購置毛坯?！?〕充分考慮利用新技術(shù)、新工藝、新材料的可能如少切削、無切削毛坯制造，如精鑄、精鍛、精沖、冷軋、冷擠壓、粉末冶金、壓塑注塑成型等，可節(jié)約材料和能源。由于該零件整體外形輪廓類似于矩形，以矩形毛胚塊加工較為方便，對于一個(gè)簡單的矩形塊毛坯，無復(fù)雜外形結(jié)構(gòu)，選用金屬鍛造加工就行，所以該毛坯種類選用鍛件，材料為45鋼。3.2、毛坯的形狀和尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定毛坯形狀為矩形，根據(jù)最終尺寸為120mm×160mm×38.5mm，毛坯四周留有5mm余量，底面和上外表各留有2.5mm的余量，零件毛坯尺寸為130mm×第四章加工方案4.1、裝夾方案數(shù)控加工的特點(diǎn)對夾具提出了兩個(gè)根本要求：一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定：二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。除此之外，還要考慮以下四點(diǎn)：〔1〕當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。〔2〕在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單?！?〕零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機(jī)床的停頓時(shí)間?！?〕夾具上各零部件應(yīng)不阻礙機(jī)床對零件各外表的加工，即夾具要開敞其定位、夾 緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀〔如產(chǎn)生碰撞等〕。此次設(shè)計(jì)的零件毛坯為矩形，采用平口虎鉗進(jìn)行裝夾并用墊鐵進(jìn)行調(diào)整，保證各邊的垂直度和平行度。4.2、定位基準(zhǔn)基準(zhǔn)及其種類在零件圖樣和實(shí)際零件上，總要依據(jù)一些制定的點(diǎn)、線、面來確定另一些點(diǎn)、線、面的依據(jù)。這些作為依據(jù)的點(diǎn)、線、面就稱為基準(zhǔn)。根據(jù)基準(zhǔn)功用的不同，它可以分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。〔1〕設(shè)計(jì)基準(zhǔn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是在零件圖上用于標(biāo)注尺寸和外表相互位置關(guān)系的基準(zhǔn)，它是標(biāo)注設(shè)計(jì)尺寸的起點(diǎn)?！?〕工藝基準(zhǔn)在零件加工、測量和裝配過程中所使用的基準(zhǔn)，標(biāo)為工藝基準(zhǔn)。根據(jù)用途不同可以分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。a工序基準(zhǔn)在工序圖上，用以標(biāo)注本工序被加工后外表的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)稱為工序基準(zhǔn)，其所標(biāo)注的加工面位置尺寸成為工序尺寸。b定位基準(zhǔn)在機(jī)床上加工工件時(shí)，必須使工件在機(jī)床夾具上處于某一正確的位置，這一過程成為定位，用于確定工件在機(jī)床或夾具上的位置的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)是工件與夾具的定位元件直接接觸的點(diǎn)、線或面。定位基準(zhǔn)除可以是工件的實(shí)際外表外，也可以是外表的幾何中心、對稱線或?qū)ΨQ面等。所以，有時(shí)定位基準(zhǔn)在工件上并不一定存在，但它可由一些相應(yīng)的實(shí)際外表來表達(dá)，如內(nèi)孔的中心線用內(nèi)孔表外圓的中心線用外圓外表來表達(dá)，我們稱這些外表為定位基面。c測量基準(zhǔn)檢驗(yàn)工件時(shí)，用于測量已加工外表的尺寸及各外表之間位置精度的基準(zhǔn)稱為測量基準(zhǔn)。d裝配基準(zhǔn)機(jī)器裝配時(shí)用以確定零件或部件在機(jī)器中正確位置的基準(zhǔn)。在零件加工過程中合理選擇定位基準(zhǔn)對保證零件加工質(zhì)量起著決定性的作用。定位基準(zhǔn)按工件用于定位的外表狀況分粗基準(zhǔn)，精基準(zhǔn)以及輔助基準(zhǔn)。以毛坯上未加工的外表作定位基準(zhǔn)的為粗基準(zhǔn)；經(jīng)過機(jī)械加工的外表作為定位基準(zhǔn)的為精基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇工件加工的第一道工序所用基準(zhǔn)都是粗基準(zhǔn)，其選擇正確與否既影響第一道工序的加工，更影響工件加工的全過程。粗基準(zhǔn)選擇有兩個(gè)出發(fā)點(diǎn)：一是要保證各加工外表有足夠余量，二是要保證不加工外表的位置與尺寸符合圖樣要求，并應(yīng)盡快獲得精基準(zhǔn)面。粗基準(zhǔn)選擇原那么為：〔1〕選擇不加工外表作粗基準(zhǔn)的原那么被加工零件上如有不加工外表，選擇不加工外表作粗基準(zhǔn)，這樣能保證零件加工外表相對于不加工外表具有一定位置度?！?〕合理分配加工余量的原那么對于具有較多加工外表的工件，粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)保證各加工外表的加工余量分配合理及相互位置要求。選擇毛坯上加工余量最小的外表作粗基準(zhǔn)來保證各加工外表都有足夠的加工余量。選擇那些重要外表為粗基準(zhǔn)，盡量使其加工余量均勻，以便能獲得硬度和耐磨性更好的外表。選擇那些加工面積較大、形狀比擬復(fù)雜、加工余量較大的外表為組基準(zhǔn)，使工件上各加工外表總的金屬切除量最小。〔3〕便于裝夾與定位可靠的原那么為使工件定位穩(wěn)定，夾緊可靠，要求所選的粗基準(zhǔn)盡可能平整、光潔，不允許有鍛造飛邊，鑄造澆冒口切痕和其它缺陷，并有足夠的支撐面積?！?〕粗基準(zhǔn)只能使用一次的原那么粗基準(zhǔn)一般都很粗糙，重復(fù)使用同一粗基準(zhǔn)所加工的兩組外表之間的位置誤差相當(dāng)大精基準(zhǔn)的選擇〔1〕基準(zhǔn)重合原那么應(yīng)盡量選擇加工外表的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即為基準(zhǔn)重合原那么。用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，可以防止因基準(zhǔn)不合而產(chǎn)生的定位誤差。否那么，定位誤差有時(shí)會造成零件尺寸超差而報(bào)廢?！?〕基準(zhǔn)同一原那么當(dāng)零件要多道工序加工時(shí)，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中選擇同一精基準(zhǔn)定位，稱為基準(zhǔn)同一原那么。例如一般軸類零件加工，其工藝過程中多數(shù)以中心孔定位?；鶞?zhǔn)同一有利于保證各加工面的位置關(guān)系，防止或減少因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換而帶來的加工誤差，同時(shí)可以簡化夾具的設(shè)計(jì)和制造。〔3〕互為基準(zhǔn)原那么工件上有兩個(gè)位置關(guān)系要求很高的外表，采用這兩個(gè)外表互為定位基準(zhǔn)，反復(fù)加工，稱為互為基準(zhǔn)原那么。互為基準(zhǔn)可使兩個(gè)加工外表間獲得高的位置精度，且加工余量小、均勻。如精密齒輪的磨削工序，先以齒面為基準(zhǔn)定位，磨孔；然后以孔定位，磨齒面?！?〕自為基準(zhǔn)原那么用精加工后光整加工方法加工零件的某些重要外表時(shí)要求余量小且均勻，那么應(yīng)以這些重要外表本身作為定位基準(zhǔn)，稱為自為基準(zhǔn)原那么，如拉孔、鉸孔、研磨、無心磨等。但這些重要外表與其他外表的位置關(guān)系那么由前道工序保證?！?〕便于裝夾原那么所選精基準(zhǔn)應(yīng)能保證工件定位準(zhǔn)確，穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作靈活，同時(shí)定位基準(zhǔn)應(yīng)有足夠的接觸面積。在實(shí)際加工過程中，我們選擇上外表作為初次加工的粗基準(zhǔn)來加工下外表，在選擇下外表作為加工的精基準(zhǔn)來加工上外表和四周面，這樣能有效的保證上外表跟下外表，各個(gè)臺階面之間的平行度的要求，還能保證上下外表跟四周面的垂直度的要求，而且還能減少的裝夾的次數(shù)，從而減少誤差。4.3、零件加工工藝路線的擬定零件外表加工方法的選擇機(jī)械加工中，每種加工方法能夠保證相當(dāng)大的加工精度和外表粗糙度范圍。但如果要求得到過高的精度和外表粗糙度，需要采取一些特殊的工藝措施，將加大加工本錢。每種加工方法都有一個(gè)經(jīng)濟(jì)精度和經(jīng)濟(jì)外表粗糙度的加工范圍。所謂加工經(jīng)濟(jì)精度，就是指在正常條件下〔即采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級的工人，不延長加工時(shí)間〕所能保證的加工精度。相應(yīng)的粗糙度稱為經(jīng)濟(jì)粗糙度。某一外表加工方法確實(shí)定，主要由該外表所要求的加工精度和外表粗糙度來確定。通常根據(jù)零件圖上給定的要求按加工經(jīng)濟(jì)精度確定最終工序的加工方法，然后按加工經(jīng)濟(jì)精度確定倒數(shù)第二次外表加工方法，一直反推至第一次加工，從而獲得該外表的加工方案。對形狀復(fù)雜和加工質(zhì)量要求較高的零件，工藝過程劃分階段進(jìn)行，一般劃分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段。假設(shè)要求零件精度特高、外表粗糙度很低時(shí)，還應(yīng)增加精密加工和超精密加工。各階段的任務(wù)等如表4-3-1所示。表4-3-1機(jī)械加工階段的劃分階段名稱目的與任務(wù)加工方法尺寸公差等級粗糙度粗加工盡快切除毛坯外表的大局部加工余量而接近零件，獲得精基準(zhǔn)粗車、粗鏜、粗銑、粗刨、鉆孔等半精加工到達(dá)一定的精度和降低粗糙度值，預(yù)留適宜的加工余量，為主要外表的精加工做準(zhǔn)備，完成次要外表的鉆孔、銑鍵槽和攻螺紋半精車、半精鏜、半精銑、半精刨、擴(kuò)孔等精加工主要外表的精度和粗糙度值到達(dá)圖紙的要求，或?yàn)橐蠛芨叩闹饕獗磉M(jìn)行精密加工做準(zhǔn)備精車、精鏜、精銑、精刨、粗磨、粗拉、粗鉸等一般精加工〔精車外圓可達(dá)〕精磨、精拉、精鉸等精密精加工〔精磨可達(dá)〕加工順序的安排機(jī)械加工工序的安排原那么〔1〕基準(zhǔn)先行先加工出用做精基準(zhǔn)的外表，然后以精基準(zhǔn)定位加工其他外表。如軸類零件一般以中心孔為精基準(zhǔn)，所以先以外圓作粗基準(zhǔn)加工中心孔，然后再以中心孔為精基準(zhǔn)加工其他外表。精加工階段之前，有時(shí)還需對精基準(zhǔn)進(jìn)行修復(fù)以確保定位精度?！?〕先粗后精精基準(zhǔn)加工好后，整個(gè)零件的加工，應(yīng)是粗加工在先，待所有粗加工完成后，接著半精加工，最后安排精加工和光整加工?！?〕先主后次次要外表〔如鍵槽、螺孔、銷孔等〕一般與主要外表之間有相對位置要求，所以應(yīng)先安排加工主要外表〔如零件的工作外表、裝配基準(zhǔn)〕作為精基準(zhǔn)，次要外表一般安排在半精加工之后，精加工之前一次完成。如果放在最后加工，應(yīng)注意不要碰傷以加工好的主要外表。〔4〕先面后孔先加工平面，后加工內(nèi)孔。對于箱體、底座、支架等類的零件，平面的輪廓尺寸較大，用它作為精基準(zhǔn)加工孔，穩(wěn)定可靠，易于加工，也有利于保證孔與平面的位置精度。結(jié)合本次設(shè)計(jì)零件的具體要求，我們的此次設(shè)計(jì)的加工順序如表4-3-2表4-數(shù)控加工工藝卡片產(chǎn)品型號A零件圖號A-1共1頁產(chǎn)品名稱復(fù)雜零件零件名稱復(fù)雜零件第1頁材料毛坯種類毛坯外形尺寸毛坯件數(shù)加工數(shù)量程序號45鋼鑄造170x130x45mm11工序號工序內(nèi)容加工設(shè)備工藝裝備切削用量備注刀具號刀具名稱及規(guī)格檢驗(yàn)量具主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/min背吃刀量mm01數(shù)控銑削加工中心T01?20立銑刀1200150202數(shù)控銑削加工中心T01?20立銑刀1200150203數(shù)控銑削加工中心T01?20立銑刀180010004粗銑4臺階面余量0.2mm數(shù)控銑削加工中心T02?6立銑刀1200150205數(shù)控銑削加工中心T02?6立銑刀160012006數(shù)控銑削加工中心T02?6立銑刀180010007鉆?12，?38中心孔數(shù)控銑削加工中心T03?3中心鉆120020008鉆?12，?38底孔?10數(shù)控銑削加工中心T04?10麻花鉆180012009鉸?12孔至尺寸數(shù)控銑削加工中心T05?12鉸刀120010010擴(kuò)?38孔余量0.1mm數(shù)控銑削加工中心T02?6立銑刀180012011鏜?38孔至尺寸數(shù)控銑削加工中心T06?38mm鏜刀180010012數(shù)控銑削加工中心T07?3球頭銑刀240080編制審核會簽日期日期日期根據(jù)數(shù)控加工工藝卡，確定數(shù)控加工道具卡，如表4-表4-數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品型號A零件圖號A-1共1頁產(chǎn)品名稱零件名稱復(fù)雜零件第1頁序號刀具號刀具加工外表備注名稱規(guī)格數(shù)量長度/mm01T01面銑刀?20mm1毛坯六外表及曲面凸臺02T02立銑刀?6mm1臺階面及?38孔03T03中心鉆?3mm1?12，?38孔04T04麻花鉆?101?12，?38孔05T05鉸刀?121?12孔06T06鏜刀?38mm1?38孔07T07球頭銑刀?3mm1曲面凸臺及圓形倒角編制審核會簽日期日期日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期第五章走刀路線確實(shí)定5.1、數(shù)控加工確定走刀路線的原那么走刀路線是指切削加工過程中刀具相對于被加工零件的運(yùn)動軌跡和運(yùn)動方向，即指刀具從對刀點(diǎn)開始運(yùn)動起，直至返回該點(diǎn)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(shí)最好畫一張工序簡圖，將己擬定的加工路線畫上去，包括刀具進(jìn)退路線，這樣可為編程帶來不少方便。走刀路線應(yīng)保證被加工工件的精度和外表粗糙度。為保證工件輪廓外表加工的外表粗糙度要求，最終輪廓外表應(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，減少空行程時(shí)間，以提高加工效率，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(jī)床采用滾珠絲杠，運(yùn)動間除很小，因此，順銑優(yōu)點(diǎn)多于逆銑。還要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，先安排對工件剛性破壞較小的工序。〔3〕根據(jù)工件的形狀、剛度、加工余里、機(jī)床系統(tǒng)的剛度等情況，確定循環(huán)加工次數(shù)，合理設(shè)計(jì)刀具的切入與切出的方向。采用單向趨近定位方法，防止傳動系統(tǒng)反向間隙而產(chǎn)生的定位誤差。刀具的進(jìn)退方向及路線要認(rèn)真考慮，以盡量減少接刀痕跡。另外，在切削過程中，刀具不能與工件輪廓發(fā)生干預(yù)?！?〕在數(shù)控銑床上銑削外輪廓零件時(shí)，為了保證輪廓外表質(zhì)量的要求，減少接刀的痕跡，應(yīng)設(shè)計(jì)合理的刀具切入和切出時(shí)的進(jìn)、退刀位置一般采用立銑刀側(cè)刃切削，設(shè)計(jì)進(jìn)給路線時(shí)應(yīng)沿外輪廓的沿長線切向切入，盡量防止沿零件輪廓法向切入和進(jìn)給中途停頓，盡童不要在連續(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)生外表劃傷、形狀突變或滯留刀痕等。〔5〕銑削封閉內(nèi)輪廓外表零件時(shí)也要注意刀具切入和切出時(shí)的運(yùn)動軌跡。為了提高加工精度和減少外表粗糙度，在銑削封閉的內(nèi)輪廓時(shí)，因刀具切入、切出不允許外延，此時(shí)刀具的切入和切出點(diǎn)盡量選在內(nèi)輪廓曲線兩幾何元素的交點(diǎn)處或者以圓弧切向進(jìn)刀。〔6〕用圓弧插補(bǔ)銑削整圓時(shí)，當(dāng)整圓加工完畢后，不要在切點(diǎn)處直接退刀，要讓刀具最好沿切線方向多運(yùn)動一段距離，以免取消刀具補(bǔ)償時(shí)，刀具與工件外表發(fā)生碰撞，造成工件報(bào)廢。同樣銑削內(nèi)圓時(shí)也要遵守切向切入的原那么，以提高內(nèi)孔外表的加工精度及外表質(zhì)量?！?〕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(shí)在設(shè)計(jì)進(jìn)給路線時(shí)，須選用直徑較小的刀具，采用補(bǔ)加工的方式消除欠切現(xiàn)象。同樣，在空載運(yùn)行過快和高速進(jìn)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(jìn)給方式，特別是拐角處應(yīng)通過進(jìn)給修調(diào)的方式，選擇變化的進(jìn)給速度進(jìn)行加工。5.2、走刀路線局部設(shè)計(jì)平面圖1、粗銑上外表級曲面凸臺，如圖圖上外表走刀圖2、粗銑U形鍵槽的走刀路線圖，如圖圖U行鍵槽走刀圖第六章機(jī)床的選擇選擇數(shù)控機(jī)床時(shí)，一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面的問題：(1)數(shù)控機(jī)床主要規(guī)格的尺寸應(yīng)與工件的輪廓尺寸相適應(yīng)。即小的工件應(yīng)中選擇小規(guī)格的機(jī)床加工，而大的工件那么選擇大規(guī)格的機(jī)床加工，做到設(shè)備的合理使用。(2)機(jī)床結(jié)構(gòu)取決于機(jī)床規(guī)格尺寸、加工工件的重量等因素的影響。下表列出了數(shù)控設(shè)備最常見的重要規(guī)格和性能指標(biāo)。(3)機(jī)床的工作精度與工序要求的加工精度相適應(yīng)。根據(jù)零件的加工精度要求選擇機(jī)床，如精度要求低的粗加工工序，應(yīng)選擇精度低的機(jī)床，精度要求高的精加工工序，應(yīng)選用精度高的機(jī)床。(4)機(jī)床的功率與剛度以及機(jī)動范圍應(yīng)與工序的性質(zhì)和最適宜的切削用量相適應(yīng)。如粗加工工序去除的毛坯余量大，切削余量選得大，就要求機(jī)床有大的功率和較好的剛度。(5)裝夾方便、夾具結(jié)構(gòu)簡單也是選擇數(shù)控設(shè)備是需要考慮的一個(gè)因素。選擇采用臥式數(shù)控機(jī)床，還是選擇立式數(shù)控機(jī)床，將直接影響所選擇的夾具的結(jié)構(gòu)和加工坐標(biāo)系，直接關(guān)系到數(shù)控編程的難易程度和數(shù)控加工的可靠性。應(yīng)當(dāng)注重的是，在選擇數(shù)控機(jī)床時(shí)應(yīng)充分利用數(shù)控設(shè)備的功能，根據(jù)需要進(jìn)行合理的開發(fā)，以擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床的功能，滿足產(chǎn)品的需要。然后，根據(jù)所選擇的數(shù)控機(jī)床，進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)控加工方案和工藝路線，根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整工序的內(nèi)容。選擇加工機(jī)床，首先要保證加工零件的技術(shù)要求，能夠加工出合格的零件。其次是要有利于提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)本錢。選擇加工機(jī)床一般要考慮到機(jī)床的結(jié)構(gòu)、載重、功率、行程和精度。還應(yīng)依據(jù)加工零件的材料狀態(tài)、技術(shù)狀態(tài)要求和工藝復(fù)雜程度，選用適宜、經(jīng)濟(jì)的數(shù)控機(jī)床，綜合考慮以下因素的影響。(1)機(jī)床的類別(車、銑、加工中心等)、規(guī)格(行程范圍)、性能(加工材料)。(2)數(shù)控機(jī)床的主軸功率、扭矩、轉(zhuǎn)速范圍，刀具以及刀具系統(tǒng)的配置情況。(3)數(shù)控機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度。(4)零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式。(5)機(jī)床坐標(biāo)系和坐標(biāo)軸的聯(lián)動情況。(6)控制系統(tǒng)的刀具參數(shù)設(shè)置，包括機(jī)床的對刀、刀具補(bǔ)償以及ATC等相關(guān)的功能此次設(shè)計(jì)的零件要求精度中等偏上，零件復(fù)雜度屬中等，所以對加工設(shè)備要求不是很高，國內(nèi)的中等數(shù)控加工中心能滿足其加工要求，根據(jù)比擬目前市場上加工中心性價(jià)比，選擇國內(nèi)沈陽機(jī)床VMC650型號立式加工中心，其主要參數(shù)如下：工作臺尺寸：420×700mm工作臺最大行程:650×420×510mm轉(zhuǎn)速范圍：8000r/min進(jìn)給速度：1-10000mm/min刀庫容量：16把數(shù)控系統(tǒng)：FANUC0iMC定位精度：XYZ軸SB63300.005/300mmJB/T8771.4-19980.015/0.012/0.015重復(fù)定位精度:XYZ軸SB63300.03mmJB/T8771.4-19980.01/0.008/0.01第七章機(jī)械工藝裝備的選擇7.1、銑刀的分類按銑刀結(jié)構(gòu)和安裝方法可分為帶柄銑刀和帶孔銑刀。1、帶柄銑刀帶柄銑刀有直柄和錐柄之分。一般直徑小于20mm的較小銑刀做成直柄，直徑較大的銑刀多做成錐柄。(1〕端銑刀由于其刀齒分布在銑刀的端面和圓柱面上，固多用于立式升降臺銑床上加工平面，也可用于臥式升降臺銑床上加工平面。(2〕立銑刀它是一種帶柄銑刀，有直柄和錐柄兩種，適于銑削端面、斜面、溝槽和臺階面等。(3〕鍵槽銑刀和T形槽銑刀它們是專門加工鍵槽和T形槽的。(4〕燕尾槽銑刀專門用于銑燕尾槽。2、帶孔銑刀帶孔銑刀適用于臥式銑床加工，能加工各種外表，應(yīng)用范圍較廣。(1〕圓柱銑刀由于它僅在圓柱外表上有切削刃，固用于臥式升降臺銑床上加工平面。(2〕三面刃銑刀和鋸片銑刀三面刃銑刀一般用于臥式升降臺銑床上加工直角槽，也可以加工臺階面和較窄的側(cè)面等。鋸片銑刀主要用于切斷工件或銑削窄槽。(3〕模數(shù)銑刀

用來加工齒輪等。7.2、銑刀的裝夾加工中心用立銑刀大多采用彈簧夾套裝夾方式，使用時(shí)處于懸臂狀態(tài)。在銑削加工過程中，有時(shí)可能出現(xiàn)立銑刀從刀夾中逐漸伸出，甚至完全掉落，致使工件報(bào)廢的現(xiàn)象，其原因一般是因?yàn)榈秺A內(nèi)孔與立銑刀刀柄外徑之間存在油膜，造成夾緊力缺乏所致。立銑刀出廠時(shí)通常都涂有防銹油，如果切削時(shí)使用非水溶性切削油，刀夾內(nèi)孔也會附著一層霧狀油膜，當(dāng)?shù)侗偷秺A上都存在油膜時(shí)，刀夾很難牢固夾緊刀柄，在加工中立銑刀就容易松動掉落。所以在立銑刀裝夾前，應(yīng)先將立銑刀柄部和刀夾內(nèi)孔用清洗液清洗干凈，擦干后再進(jìn)行裝夾。當(dāng)立銑刀的直徑較大時(shí)，即使刀柄和刀夾都很清潔，還是可能發(fā)生掉刀事故，這時(shí)應(yīng)選用帶削平缺口的刀柄和相應(yīng)的側(cè)面鎖緊方式。立銑刀夾緊后可能出現(xiàn)的另一問題是加工中立銑刀在刀夾端口處折斷，其原因一般是因?yàn)榈秺A使用時(shí)間過長，刀夾端口部已磨損成錐形所致，此時(shí)應(yīng)更換新的刀夾。7.3、銑刀的材質(zhì)選擇常用刀具材料常用刀具材料有工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷和超硬刀具材料，目前用得最多的為高速鋼和硬質(zhì)合金。表6—2為常用刀具材料的牌號、性能及用途。高速鋼高速鋼是一種加人了較多的鎢、鉻、釩、相等合金元素的高合金工具鋼，有良好的綜合性能。其強(qiáng)度和韌性是現(xiàn)有刀具材料中最高的。高速鋼的制造工藝簡單，容易刃磨成鋒利的切削刃；鍛造、熱處理變形小，目前在復(fù)雜的刀具，如麻花鉆、絲錐、拉刀、齒輪刀具和成形刀具制造中，仍占有主要地位。高速鋼可分為普通高速鋼和高性能高速鋼。普通高速鋼，如W1J8c24v廣泛用于制造各種復(fù)雜刀具。其切削速度一般不太高，切削普通鋼料時(shí)為40—60m／min。高性能高速鋼，如W12Cr4V4Mo是在普通高速鋼中再增加一些含碳量、含釩量及添加鈷、鋁等元素冶煉而成的。它的耐用度為普通高速鋼的1．5—3倍。粉末冶金高速鋼是70年代投入市場的一種高速鋼，其強(qiáng)度與韌性分別提高30％一40％和80％一90％．耐用度可提高2—3倍。硬質(zhì)合金按GB2075—87(參照采用190標(biāo)準(zhǔn))可分為P、M、K三類，P類硬質(zhì)合金主要用于加工長切屑的黑色金屬，用藍(lán)色作標(biāo)志；M類主要用于加工黑色金屬和有色金屬，用黃色作標(biāo)志，又稱通用硬質(zhì)合金，K類主要用于加工短切屑的黑色金屬、有色金屬和非金屬材料，用紅色作標(biāo)志。第八章數(shù)控加工編程加工程序8.1、零件三維造型零件外輪廓以及型腔主要由三維曲面構(gòu)成，由于三維曲面造型復(fù)雜，其數(shù)控加工程序難以采用手工編程，需要采用計(jì)算機(jī)輔助數(shù)控編程。三維曲面零件采用軟件UG完成，如圖8.1所示。圖8.1零件三維造型8.2、局部數(shù)控加工程序%N0010G94GN0020G50X0.0Z0.0:0030T01H00M06N0040G94GN0050G97S0M03N0060G01Z.5457F9.8N0070X-3.5433N0080X.3937N0090X3.5433N0100X0.0N0110X-2.9528N0120X-.1631N0130G03X.3937I.5568K0.0N0140G01X2.9528N0150X0.0N0160X-2.3622N0170X-.4866N0180G03X.3937I.8803N0190G01X2.3622N0200X0.0N0210X-1.7717N0220X-.7199N0230G03X.3937I1.1136N0240G01X1.7717N0250X0.0N0260X-1.1811N0270X-.9121N0280G03X.3937I1.3058N0290G01X1.1811N0300X0.0N0310G00Z.9843N0320G01Z.5009N0330X-3.5433N0340X.3937N0350X3.5433N0360X0.0N0370X-2.9528N0380X-.1631N0390G03X.3937I.5568N0400G01X2.9528N0410X0.0N0420X-2.