CAXA制造工程師在數(shù)控加工中心的應(yīng)用研究

摘要隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步和制造業(yè)的快速開展,工業(yè)生產(chǎn)中自由曲曲折折面的加工應(yīng)用越來(lái)越廣泛。現(xiàn)代化生產(chǎn)中常采納自動(dòng)編程技術(shù)對(duì)復(fù)雜曲曲折折面進(jìn)行數(shù)控加工。CAXA制造工程師軟件是現(xiàn)代化生產(chǎn)中較為常用的CAD/CAM軟件之一。本文基于CAXA制造工程師對(duì)復(fù)雜曲曲折折面的數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行了研究。研究的具體內(nèi)容包括以下方面:一、基于CAXA制造工程師環(huán)境,研究了復(fù)雜曲曲折折面粗加工方法、精加工方法以及粗、精加工方法策略的選擇咨詢題,在CAXA制造工程師仿真模塊創(chuàng)立數(shù)控加工的復(fù)雜曲曲折折面的仿真圖形,然后進(jìn)行仿真加工對(duì)照,從中選出更適合的復(fù)雜類曲曲折折面數(shù)控加工方法。二、基于CAXA制造工程師環(huán)境,創(chuàng)立針對(duì)復(fù)雜類曲曲折折面在FANUC21iMB型數(shù)控系統(tǒng)的加工中心加工時(shí)的后置處理器,并生成新的后置處理模塊。三、基于CAXA制造工程師環(huán)境下的數(shù)控仿真和實(shí)際加工處理,驗(yàn)證了基于CAXA制造工程師環(huán)境下采納數(shù)控加工方式對(duì)復(fù)雜曲曲折折面進(jìn)行加工能夠獲得更好的加工質(zhì)量和更高的加工效率,對(duì)提高傳統(tǒng)數(shù)控加工的質(zhì)量差、效率低的咨詢題具有指導(dǎo)意義。本論文基于CAXA制造工程師的復(fù)雜曲曲折折面數(shù)控加工研究結(jié)果,對(duì)類似的其它復(fù)雜型腔型腔曲曲折折面加工也具有良好的借鑒意義。要害詞:復(fù)雜曲曲折折面,CAXA制造工程師.數(shù)控加工,后置處理AbstractWiththerapidprogressofscienceandtechnologyinChinaandthedevelopmentofthemanufacturingsector,theindustrialproductioninthefree-formsurfacemachiningapplicationsaremoreandmorewidelyapplied.AutomaticprogrammingtechniquesareoftenusedinmodernproductionCNCmachiningofcomplexsurfaces.CAXAManufacturingEngineerisonesoftwarewidelyusedinmodernproductionCAD/CAMfield.ThepaperisbasedonCAXAManufacturingEngineerstudyingCNCmachiningofcomplexsurface.Thespecificcontentsofthestudyareasfollow:First,basedontheenvironmentofCAXAmanufacturingengineers,tostudycomplexsurfaceroughing,finishingmanufacturingmethods,andcoarse,finishingthechoiceofmethodsandstrategies,CNCmachiningofcomplexsurfacesimulationgraphicscreatedinCAXAthemanufacturingengineerssimulationmodule,andthenthesimulationprocessingcompareandchoosemoresuitableforcomplexclasssurfaceCNCmachiningmethods.Second,basedontheenvironmentofCAXAmanufacturingengineers,tocreatepostprocessorFanuc21iCNCmachiningcenterforcomplexclasssurfacemachining,andgenerateanewpost-processingmodule.Third,basedontheNCsimulationandactualprocessingundertheenvironmentofCAXAManufacturingEngineerenvironment,verifiedthattheCAXAManufacturingEngineerenvironmentCNCmachiningprocessingcangetbetterqualityandhigherprocessingefficiencyofthecomplexsurface-based,toimprovethetraditionalCNCmachiningofpoorquality,lowefficiencyproblemofguidingsignificance.CAXAManufacturingEngineercomplexsurfaceNCmachiningresultsofthisthesis,alsoagoodreferenceforothersimilarthecomplexcavitymoldsurfacemachining.Keywords:complexsurface,CAXA,CNCmachining,post-processing目錄TOC\o"1-3"\h\z\u第1章緒論P(yáng)AGEREF_Toc383973744\h1課題研究的背景PAGEREF_Toc383973745\h1數(shù)控編程及其開展簡(jiǎn)介PAGEREF_Toc383973746\h1數(shù)控技術(shù)的開展趨勢(shì)PAGEREF_Toc383973747\h2對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)開展的全然估量PAGEREF_Toc383973748\h41.1.4CAD/CAM技術(shù)的開展概況PAGEREF_Toc383973749\h41.1.5CAXA制造工程師簡(jiǎn)介及其功能PAGEREF_Toc383973750\h5課題研究的目的、意義及內(nèi)容PAGEREF_Toc383973751\h6傳統(tǒng)復(fù)雜曲曲折折面加工存在的咨詢題PAGEREF_Toc383973752\h6課題研究的目的、意義PAGEREF_Toc383973753\h6課題研究的內(nèi)容PAGEREF_Toc383973754\h71.3本章小結(jié)PAGEREF_Toc383973755\h7第2章加工中心自動(dòng)編程及加工工藝PAGEREF_Toc383973756\h82.1加工中心的定義PAGEREF_Toc383973757\h82.2加工中心的組成PAGEREF_Toc383973758\h82.3加工中心功能特點(diǎn)PAGEREF_Toc383973759\h10自動(dòng)編程的定義及操作PAGEREF_Toc383973760\h12編程的定義PAGEREF_Toc383973761\h12操作步驟PAGEREF_Toc383973762\h12系統(tǒng)的信息處理過(guò)程PAGEREF_Toc383973763\h122.6加工路線確實(shí)定PAGEREF_Toc383973764\h14數(shù)控自動(dòng)加工編程中工序劃分的原那么與要點(diǎn)PAGEREF_Toc383973765\h14確定加工方案PAGEREF_Toc383973766\h162.6.3確定切削用量與進(jìn)給量PAGEREF_Toc383973767\h18零件安裝方法和夾具選擇PAGEREF_Toc383973768\h18加工中心的回零及對(duì)刀PAGEREF_Toc383973769\h19本章小結(jié)PAGEREF_Toc383973770\h20第3章加工中心常用工具PAGEREF_Toc383973771\h21加工中心常用刀具的種類及特點(diǎn)PAGEREF_Toc383973772\h21數(shù)控加工常用刀具的種類及特點(diǎn)PAGEREF_Toc383973773\h21銑削加工常用刀具PAGEREF_Toc383973774\h22數(shù)控加工刀具的選擇原那么PAGEREF_Toc383973775\h24切削用量確實(shí)定PAGEREF_Toc383973776\h25對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)確實(shí)定PAGEREF_Toc383973777\h26常用工具PAGEREF_Toc383973778\h26游標(biāo)卡尺PAGEREF_Toc383973779\h26千分尺PAGEREF_Toc383973780\h28百分表PAGEREF_Toc383973781\h29本章小結(jié)PAGEREF_Toc383973782\h30第4章CAXA制造工程師葉輪動(dòng)模造型及加工PAGEREF_Toc383973783\h314.1CAXA制造工程師對(duì)葉輪動(dòng)模的建模PAGEREF_Toc383973784\h31建立葉輪主曲曲折折面PAGEREF_Toc383973785\h31建立葉輪副曲曲折折面PAGEREF_Toc383973786\h35建立葉輪主體PAGEREF_Toc383973787\h36修剪葉輪主體PAGEREF_Toc383973788\h374.1.5建立中軸PAGEREF_Toc383973789\h38棱邊過(guò)渡PAGEREF_Toc383973790\h39生成動(dòng)模板PAGEREF_Toc383973791\h39文件合并PAGEREF_Toc383973792\h40大過(guò)孔造型及反面工藝倒角PAGEREF_Toc383973793\h404.2工藝分析PAGEREF_Toc383973794\h41確定毛坯PAGEREF_Toc383973795\h41工藝分析PAGEREF_Toc383973796\h41刀具表PAGEREF_Toc383973797\h42工序卡PAGEREF_Toc383973798\h424.3CAXA制造工程師的模擬加工PAGEREF_Toc383973799\h43加工前的預(yù)備工作PAGEREF_Toc383973800\h43平面輪廓粗加工軌跡PAGEREF_Toc383973801\h454.3.3平面輪廓精加工軌跡PAGEREF_Toc383973802\h45等高線粗加工PAGEREF_Toc383973803\h46等高線精加工PAGEREF_Toc383973804\h46孔加工PAGEREF_Toc383973805\h47平面輪廓粗〔精〕加工PAGEREF_Toc383973806\h48平面輪廓粗加工PAGEREF_Toc383973807\h484.3.9雕刻文字PAGEREF_Toc383973808\h494.4后置處理與G代碼的生成PAGEREF_Toc383973809\h504.5數(shù)控機(jī)床的選用PAGEREF_Toc383973810\h524.6程序傳輸PAGEREF_Toc383973811\h53本章小結(jié)PAGEREF_Toc383973812\h54參考文獻(xiàn)PAGEREF_Toc383973813\h55致謝PAGEREF_Toc383973814\h56英文翻譯………………………57英文資料………………………62第1章緒論隨著我國(guó)由制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的迅速邁進(jìn),工業(yè)生產(chǎn)中包含復(fù)雜曲曲折折面特征的零件越來(lái)越多。如何既保證較高的加工效率又保證較好的加工質(zhì)量是提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的全然措施,因此,研究如何優(yōu)質(zhì)高效地加工具有復(fù)雜曲曲折折面的零件,對(duì)現(xiàn)代制造業(yè)具有特殊重要的現(xiàn)實(shí)意義和指導(dǎo)意義。本論文在基于CAXA制造工程師這一廣泛應(yīng)用的CAD/CAM軟件根底上,通過(guò)利用FANUC21iMB操作系統(tǒng)加工中心機(jī)床，對(duì)復(fù)雜曲曲折折面零件數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行研究。課題研究的背景進(jìn)進(jìn)90年代以來(lái),復(fù)雜型面在生產(chǎn)中幾乎全部以高速切削的方式進(jìn)行加工,目的是為了提高生產(chǎn)效率,落低產(chǎn)品的本鈔票，同時(shí)提高工件的外形精度和落低外表粗糙度。自由曲曲折折面能否采取優(yōu)質(zhì)、高效的加工技術(shù)已成為提高企業(yè)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的要害因素進(jìn)進(jìn)21世紀(jì),計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)(CAD/CAM)得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用,它的出現(xiàn)使制造技術(shù)出現(xiàn)了全然性的變更,尤其是在傳統(tǒng)制造技術(shù)面對(duì)束手無(wú)策的復(fù)雜型面加工領(lǐng)域,CAD/CAM的先進(jìn)性、適用性以及高效性更是得到充分的表達(dá)。復(fù)雜曲曲折折面的數(shù)控加工程序一般在CAD/CAM專業(yè)軟件上生成，CAXA制造工程師確實(shí)是基本近年來(lái)在我國(guó)應(yīng)用日益廣泛的CAD/CAM專業(yè)軟件之一。鑒于現(xiàn)代制造業(yè)的開展現(xiàn)狀及趨勢(shì),基于CAXA制造工程師軟件的廣泛應(yīng)用，對(duì)自由曲曲折折面的數(shù)控加工技術(shù)加以研究,具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義和指導(dǎo)意義。數(shù)控編程及其開展簡(jiǎn)介數(shù)控編程是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過(guò)程。數(shù)控編程是目前CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)中最能明顯發(fā)揚(yáng)效益的環(huán)節(jié)之一,其在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)加工自動(dòng)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)揚(yáng)著重要作用。數(shù)控編程最初是從手工編程起步的。目前，關(guān)于復(fù)雜零件編程的方法要緊有手工編程和自動(dòng)編程兩種。手工編程確實(shí)是基本編程員通過(guò)手工計(jì)算,使用全然編程指令、循環(huán)程序、子程序和變量等方式進(jìn)行編程。其優(yōu)點(diǎn)是程序量小，可讀性好，缺點(diǎn)是計(jì)算量大，編程繁瑣、費(fèi)時(shí)，且輕易出錯(cuò)，效率低等。自動(dòng)編程是使用CAD/CAM軟件，對(duì)加工零件進(jìn)行工藝分析，確定相應(yīng)工藝參數(shù)，自動(dòng)生成刀具軌跡和程序。其優(yōu)點(diǎn)是編程方便快捷、精度高、效率高，缺點(diǎn)是程序量大，可讀性差。在復(fù)雜零件編程時(shí),自動(dòng)編程具有手工編程無(wú)法對(duì)照的優(yōu)勢(shì)，是復(fù)雜零件編程的要緊方式。常用的自動(dòng)編程軟件有UG、Pro/ENGINEER、Catia、Cimatron、Mastercam和CAXA等,其中CAXA是我國(guó)自主研發(fā)的CAD/CAM軟件,具有三維輪廓造型、刀具設(shè)置、機(jī)床設(shè)置、后置處理、生成程序、刀軌生成、后置處理等功能,使用方便、可靠。復(fù)雜零件編程加工時(shí)，多采納CAD/CAM軟件先對(duì)零件進(jìn)行自動(dòng)編程，再使用虛擬仿真軟件驗(yàn)證程序進(jìn)行仿真加工，既能夠真實(shí)地模擬在加工過(guò)程中刀具的切削、加工零件、夾具、工作臺(tái)及機(jī)床各軸的運(yùn)動(dòng)情況，又能夠?qū)庸み^(guò)程進(jìn)行修改、優(yōu)化，最后進(jìn)行實(shí)際加工。本文介紹使用CAXA制造工程師軟件對(duì)復(fù)雜曲曲折折面零件進(jìn)行自動(dòng)編程，使用VERICUT軟件對(duì)生成程序進(jìn)行仿真加工的過(guò)程，實(shí)踐講明具有加工效率高、精度高和本鈔票低等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在數(shù)控編程差不多由最初的手工編程過(guò)渡到APT語(yǔ)言編程、自動(dòng)編程。自動(dòng)編程的產(chǎn)生使復(fù)雜曲曲折折面的數(shù)控加工成為現(xiàn)實(shí)。為了解決數(shù)控加工中的程序編制咨詢題，50年代，MIT設(shè)計(jì)了一種專門用于機(jī)械零件數(shù)控加工程序編制的語(yǔ)言，稱為APT(AutomaticallyProgrammedTool)。到了80年代，在CAD/CAM-體化概念的根底上，逐步形成了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)及并行工程(CE)的概念。目前，為了習(xí)慣CTMS及CK開展的需要,數(shù)控編程系統(tǒng)JK向集成化和智能化方向開展。數(shù)控技術(shù)的開展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù),是集傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、電工電子操縱技術(shù)、傳感與檢測(cè)技術(shù)和信息處理技術(shù)等技術(shù)于一體的綜合技術(shù)，是現(xiàn)代制造技術(shù)的根底。裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是開展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最全然的裝備。當(dāng)今，大力開展以技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各興盛國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)開展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，而且對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)的開展起著越來(lái)越重要的作用。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備開展的趨勢(shì)來(lái)瞧，其要緊研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面:(1)高速、高精加工技術(shù)及裝備效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。(2)5軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速開展采納5軸聯(lián)動(dòng)對(duì)三維曲曲折折面零件的加工，可用刀具最正確幾何外形進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。(3)智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：(a)為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過(guò)程的自習(xí)慣操縱，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；(b)為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋操縱、電機(jī)參數(shù)的自習(xí)慣運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)不負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等；(C)簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方而的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。開放式是指數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)能夠在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，而向機(jī)床廠家和最終用戶，通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象(數(shù)控功能)，形成系列化，并實(shí)現(xiàn)滿足對(duì)特定用戶需求的不同產(chǎn)品。網(wǎng)絡(luò)化將使數(shù)控設(shè)備極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求。(4)重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的建立數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化開展的一種趨勢(shì)。對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)開展的全然估量〔1〕我國(guó)數(shù)控技術(shù)的開展經(jīng)歷了以下幾個(gè)時(shí)期第一時(shí)期是封閉式開展時(shí)期。從1958年到1979年，由于國(guó)外的技術(shù)封鎖和我國(guó)的根底條件的限制，數(shù)控技術(shù)開展較為緩慢。第二時(shí)期是引進(jìn)汲取時(shí)期。在如今期，由于改革開放和國(guó)家的重視，以及研究開發(fā)環(huán)境和國(guó)際環(huán)境的改善，我國(guó)數(shù)控技術(shù)的研究、發(fā)以及在產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，初步建立起國(guó)產(chǎn)化體系。第三時(shí)期是走向市場(chǎng)化時(shí)期。在國(guó)家的“八五〞的后期和“九五〞期間，即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)進(jìn)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)期。在如今期，我國(guó)國(guó)產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步?！?〕我國(guó)數(shù)控技術(shù)面臨的要緊咨詢題盡管我國(guó)的數(shù)控技術(shù)通過(guò)幾代人的不斷努力取得了長(zhǎng)足的開展，然而國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)與國(guó)外數(shù)控系統(tǒng)相比，仍然存在著非常大的差距。要緊表現(xiàn)在:根底性技術(shù)研究層次較低；數(shù)控設(shè)備在世界范圍內(nèi)的市場(chǎng)占有率低，世界市場(chǎng)仍然被德國(guó)的SIEMENS和日本的FANUC系統(tǒng)占據(jù)。1.1.4CAD/CAM技術(shù)的開展概況目前，CAD/CAM技術(shù)差不多在許多領(lǐng)域中得到應(yīng)用，它不僅促使了生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，同時(shí)也促進(jìn)了市場(chǎng)的開展，是當(dāng)今世界開展最快的技術(shù)之一。(1)CAD/CAM的概念CAD即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，是指依據(jù)產(chǎn)品開發(fā)方案和對(duì)產(chǎn)品功能的要求，運(yùn)用也包括設(shè)計(jì)者本人和存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的多種知識(shí)，在CAD系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)的支持下進(jìn)行工作，CAD輸出的結(jié)果也不僅僅是裝配圖和零件圖，更重要的是輸出包括設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中應(yīng)用計(jì)算機(jī)所需的各種信息。CAM即計(jì)算機(jī)輔助制造，CAM技術(shù)要緊是圍繞著數(shù)控編程技術(shù)開始開展的。數(shù)控加工是CAD/CAM發(fā)揚(yáng)效益最直截了當(dāng)、最明顯的環(huán)節(jié)之一。(2)CAD/CAM的組成完善的CAD/CAM系統(tǒng)一般包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程分析、工藝過(guò)程規(guī)劃、數(shù)控編程、工程數(shù)據(jù)庫(kù)以及系統(tǒng)接口等幾個(gè)局部。1.1.5CAXA制造工程師簡(jiǎn)介及其功能1.CAXA制造工程師簡(jiǎn)介CAXA制造工程師是由北航海爾開發(fā)的我國(guó)第一款擁有完全自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CAD/CAM產(chǎn)品。CAXA制造工程師具有三維輪廓造型、刀具設(shè)置、機(jī)床設(shè)置、后置處理、生成程序、刀軌生成、后置處理等功能,使用方便、可靠。目前已推出CAXA制造工程師2021版本。2.CAM制造工程師的功能(1)實(shí)體與曲曲折折面完美結(jié)合CAXA制造工程師提供了特征實(shí)體造型技術(shù)，可用特征術(shù)語(yǔ)來(lái)描述設(shè)計(jì)信息，簡(jiǎn)便而正確；提供了從線框到曲曲折折面的豐富的建模手段，具有強(qiáng)大的NURBS自由曲曲折折面造型功能；具有靈活的曲曲折折面實(shí)體造型功能，使曲曲折折面融進(jìn)實(shí)體中，形成統(tǒng)一的曲曲折折面實(shí)體復(fù)合造型。(2)優(yōu)質(zhì)高效的數(shù)控加工CAXA制造工程師提供了從2軸到5軸的數(shù)控加工功能供編程時(shí)靈活選擇；支持高速切削工藝；提供了參數(shù)化軌跡編輯和軌跡批處理功能；具有獨(dú)具特色的加工仿真與代碼驗(yàn)證功能，能夠直瞧、正確地對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行模擬仿真、對(duì)代碼進(jìn)行反讀校驗(yàn)；提供了豐富的工藝操縱參數(shù)，便于操縱加工過(guò)程；具有通用后置處理功能，全面支持多種主流機(jī)床操縱系統(tǒng)。(3)卓越的工藝性與“知識(shí)加工〞CAXA制造工程師可將某類零件的加工步驟、使用的刀具、工藝參數(shù)等加工條件保留為標(biāo)準(zhǔn)化的模板，形成標(biāo)準(zhǔn)的工藝知識(shí)庫(kù)。(4)Windows界面操作CAXA制造工程師基于計(jì)算機(jī)平臺(tái),釆用Windows菜單和交互,全中文界面。(5)豐富的數(shù)據(jù)接口CAXA制造工程師是一個(gè)開放的CAD/CAM工具,提供了豐富的數(shù)據(jù)接口,保證了能與世界流行的CAD軟件進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換。(6)全面開放的2D、3D開發(fā)平臺(tái)CAXA制造工程師具有專業(yè)且易于使用的2D、3D開發(fā)平臺(tái),更易實(shí)現(xiàn)個(gè)性化和專業(yè)化，滿足用戶拓展CAXA制造工程師功能的需求。(7)品質(zhì)一流的刀具軌跡和加工質(zhì)量CAXA制造工程師中加工路徑的優(yōu)化處理使刀具軌跡更加光滑、流暢、均勻、合理,保證了工件外表的加工質(zhì)量。課題研究的目的、意義及內(nèi)容傳統(tǒng)復(fù)雜曲曲折折面加工存在的咨詢題復(fù)雜曲曲折折面的傳統(tǒng)加工方法一般是靠周密鑄造來(lái)實(shí)現(xiàn)的,其在加工過(guò)程中存在以下咨詢題：(1)周密鑄造之后的后期加工需要許多手工處理，工作量大，工藝流程復(fù)雜；(2)周密鑄造后加工周期長(zhǎng)、效率低，不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)快節(jié)奏要求；(3)周密鑄造后期加工消耗大，無(wú)法保證節(jié)約本鈔票，不符合節(jié)能落耗的要求；(4)制造精度低，難以滿足設(shè)計(jì)要求?？傊揽總鹘y(tǒng)的加工方式對(duì)自由曲曲折折面的加工不能習(xí)慣現(xiàn)代化生產(chǎn)條件下高效、高產(chǎn)以及高質(zhì)量的要求。課題研究的目的、意義傳統(tǒng)的手工編程差不多不能滿足高質(zhì)量、高精度加工的要求,大量復(fù)雜曲曲折折面的生產(chǎn)勢(shì)必要求普及使用自動(dòng)編程軟件，自動(dòng)生產(chǎn)加工程序,減少編程環(huán)節(jié)的工作量，提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，通過(guò)自動(dòng)編程更好地滿足加工零件對(duì)程序的要求，提高加工質(zhì)量。本文基于CAXA制造工程師軟件,通過(guò)利用FANUC21iMB操作系統(tǒng)的加工中心，研究對(duì)復(fù)雜曲曲折折面數(shù)控加工技術(shù)，探究加工復(fù)雜曲曲折折面的優(yōu)質(zhì)、高效、有用數(shù)控加工方法，解決傳統(tǒng)加工方法制約復(fù)雜曲曲折折面加工的“瓶頸〞咨詢題。課題研究的內(nèi)容本課題研究的要緊內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:(1)研究了數(shù)控編程技術(shù)的開展、數(shù)控技術(shù)的開展趨勢(shì)以及我國(guó)數(shù)控技術(shù)開展的全然評(píng)價(jià)。(2)研究了CAXA制造工程師具有的強(qiáng)大功能，以及CAXA制造工程師在CAD/CAM中的應(yīng)用前景及巨大優(yōu)勢(shì)。(3)研究了基于CAXA制造工程師環(huán)境下，加工中心粗、精加工復(fù)雜曲曲折折面時(shí)加工方法的選擇咨詢題。(4)研究了基于CAXA制造工程師環(huán)境下，刀具進(jìn)、退刀方式的選擇咨詢題以及加工過(guò)程的操縱咨詢題。(5)在FANUC21iMB系統(tǒng)數(shù)控加工中心〔喬福VMC1300HD〕上，通過(guò)加工具體曲曲折折面零件驗(yàn)證加工技術(shù)的可行性和科學(xué)性。1.3本章小結(jié)本章要緊介紹了數(shù)控編程及其開展的過(guò)程、數(shù)控技術(shù)的開展趨勢(shì)以及我國(guó)數(shù)控技術(shù)開展現(xiàn)狀的全然評(píng)價(jià)；隨后，簡(jiǎn)單介紹了CAD/CAM技術(shù)的全然概念以及CAD/CAM的開展概況，另外還介紹了國(guó)產(chǎn)的CAXA制造工程師軟件，以及CAXA制造工程師軟件在加工復(fù)雜曲曲折折面過(guò)程中具有的高效性和優(yōu)質(zhì)性?；谝陨涎芯?，提出了在CAXA環(huán)境下，通過(guò)利用加工中心，研究復(fù)雜曲曲折折面數(shù)控加工技術(shù)研究的設(shè)想。如何在CAXA制造工程師軟件環(huán)境下，優(yōu)化加工過(guò)程，優(yōu)質(zhì)、高效進(jìn)行加工是本論文的重點(diǎn)。第2章加工中心自動(dòng)編程及加工工藝2.1加工中心的定義加工中心，簡(jiǎn)稱CNC，是由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的使用于加工復(fù)雜外形工件的高效率自動(dòng)化機(jī)床。加工中心備有刀庫(kù)，具有自動(dòng)換刀功能，是對(duì)工件一次裝夾后進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。加工中心是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，工件裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能操縱機(jī)床按不同工序自動(dòng)選擇、更換刀具、自動(dòng)對(duì)刀、自動(dòng)改變主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量等，可連續(xù)完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序，因而大大減少了工件裝夾時(shí)刻、測(cè)量和機(jī)床調(diào)整等輔助工序時(shí)刻，對(duì)加工外形對(duì)照復(fù)雜，精度要求較高，品種更換頻繁的具有良好的經(jīng)濟(jì)效果。2.2加工中心的組成圖2-1加工中心的組成l-底座2-立柱3-X軸伺服驅(qū)動(dòng)4-Y軸伺服驅(qū)動(dòng)5-Z軸伺服驅(qū)動(dòng)6-十字滑臺(tái)與工作臺(tái)7-操作箱8-斗簽式刀庫(kù)9-主軸10-主軸箱11-Z向防護(hù)罩12-水箱13-排屑裝置14-整體防護(hù)15-電器柜16-X向?qū)к壏雷o(hù)17-Y向?qū)к壏雷o(hù)18-氣動(dòng)與潤(rùn)滑加工中心有許多組成局部，如圖2-1所示，但從主體瞧，加工中心要緊有以下幾個(gè)大局部組成：1．根底部件根底部件是加工中心的根底結(jié)構(gòu)，它要緊由床身、工作臺(tái)、立柱三大局部組成。這三局部不僅要承受加工中心的靜載荷，還要承受切削加工時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)載荷。因此要求加工中心的根底部件，必須有足夠的剛度，通常這三局部基本上鑄造而成的。2．主軸部件主軸部件有主軸箱、主軸電動(dòng)機(jī)、主軸和主軸軸承等零部件組成。主軸是加工中心切削加工的功率輸出部件，它的起動(dòng)、停止、變速、變向等運(yùn)動(dòng)均由數(shù)控系統(tǒng)操縱；主軸的旋轉(zhuǎn)精度和定位精度正確性，是妨礙加工中心精度的重要因素。3．?dāng)?shù)控系統(tǒng)加工中心的數(shù)控系統(tǒng)由CNC裝置、可編程操縱器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及面板操作系統(tǒng)組成，它是執(zhí)行順序操縱動(dòng)作和加工過(guò)程的操縱中心。CNC裝置是一種位置操縱系統(tǒng)，其操縱過(guò)程是依據(jù)輸進(jìn)的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、插補(bǔ)運(yùn)算，獲得理想的運(yùn)動(dòng)軌跡信息，然后輸出到執(zhí)行部件，加工出所需要的工件。4．自動(dòng)換刀系統(tǒng)換刀系統(tǒng)要緊由刀庫(kù)、機(jī)械手等部件組成。當(dāng)需要更換刀具時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令后，由機(jī)械手從刀庫(kù)中取出相應(yīng)的刀具裝進(jìn)主軸孔內(nèi)，然后再把主軸上的刀具送回刀庫(kù)完成整個(gè)換刀動(dòng)作。5．輔助裝置包括潤(rùn)滑、冷卻、排屑、防護(hù)、液壓、氣動(dòng)和檢測(cè)系統(tǒng)等局部。這些裝置盡管不直截了當(dāng)參與切削運(yùn)動(dòng)，然而加工中心不可缺少的局部。對(duì)加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起著保障作用。6．?dāng)?shù)控銑削加工一般用于以下零件的生產(chǎn)：〔1〕批量小而屢次生產(chǎn)的零件；〔2〕外形復(fù)雜加工精度高,通用數(shù)控機(jī)床無(wú)法加工或非常難保證加工質(zhì)量的零件；〔3〕在加工過(guò)程中,必須進(jìn)行多工序加工,如必須在一次裝夾中完成銑、鏜、锪鉸或攻絲等工序；〔4〕必須嚴(yán)格操縱公差的零件；〔5〕切削余量大的工件；〔6〕具有難測(cè)量、難操縱進(jìn)給、難操縱型腔尺寸的殼體或箱型零件；〔7〕工藝、設(shè)計(jì)會(huì)發(fā)生變化的零件。2.3加工中心功能特點(diǎn)1.銑削加工數(shù)控銑床一般應(yīng)具有三坐標(biāo)以上的聯(lián)動(dòng)功能，能夠進(jìn)行直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)，自動(dòng)操縱旋轉(zhuǎn)的銑刀相關(guān)于工件運(yùn)動(dòng)進(jìn)行銑削加工。坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)軸數(shù)越多，對(duì)工件的裝夾要求就越低，定位和安裝次數(shù)就越少，因此加工工藝范圍就越大。2.孔加工及螺紋加工能夠采納孔加工刀具進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸、锪、鏜削等加工；也能夠采納銑刀銑削不同尺寸的孔。在數(shù)控銑床上可采納絲錐加工螺紋孔，也可采納螺紋銑刀銑削內(nèi)螺紋和外螺紋，這種方法比傳統(tǒng)的絲錐加工效率要高許多。3.刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能使用這一功能，在編程時(shí)能夠非常方便地按工件實(shí)際輪廓外形和尺寸進(jìn)行編程計(jì)算，而加工中能夠使刀具中心自動(dòng)偏離工件輪廓一個(gè)刀具半徑，從而加工出符合要求的輪廓外表。也能夠利用該功能，通過(guò)改變刀具半徑補(bǔ)償量的方法來(lái)彌補(bǔ)銑刀造成的尺寸精度誤差，擴(kuò)大刀具直徑選用范圍及刀具返修刃磨的答應(yīng)誤差，還能夠利用改變刀具半徑補(bǔ)償值的方法，用同一加工程序?qū)崿F(xiàn)分層銑削和粗、精加工或用于提高加工精度。此外，通過(guò)改變刀具半徑補(bǔ)償值的正、負(fù)號(hào)，還能夠用同一加工程序加工某些需要相互配合的工件(如相互配合的凹凸模等)。4.刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能利用該功能能夠自動(dòng)改變切削平面高度，同時(shí)能夠落低在制造與返修時(shí)對(duì)刀具長(zhǎng)度尺寸的精度要求，還能夠彌補(bǔ)軸向?qū)Φ墩`差。5.固定循環(huán)功能利用數(shù)控銑床對(duì)孔進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸、锪和鏜加工時(shí)，加工的全然動(dòng)作是：刀具中心無(wú)切削快速到達(dá)孔位中心—慢速切削進(jìn)給—快速退回。關(guān)于這種典型化動(dòng)作，系統(tǒng)有相應(yīng)的循環(huán)指令，也能夠?qū)ｉT設(shè)計(jì)一段程序(子程序)，在需要的時(shí)候進(jìn)行調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)上述加工循環(huán)。特殊是在加工許多相同的孔時(shí)，應(yīng)用固定循環(huán)功能能夠大大簡(jiǎn)化程序。利用數(shù)控銑床的連續(xù)輪廓操縱功能時(shí)，也經(jīng)常碰到一些典型化的動(dòng)作，如銑整圓、方槽等，也能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)加工。關(guān)于大小不等的同類幾何外形(圓、矩形、三角形、平行四邊形等)，也能夠用參數(shù)方式編制出加工各種幾何外形的子程序，在加工中按需要調(diào)用，并對(duì)子程序中設(shè)定的參數(shù)隨時(shí)賦值，就能夠加工出大小不同或外形不同的工件輪廓及孔徑、孔深不同的孔，這種程序也喊做宏程序。目前，已有很多數(shù)控銑床的數(shù)控系統(tǒng)附帶有各種差不多編制好的子程序庫(kù)，并能夠進(jìn)行多重嵌套，用戶能夠直截了當(dāng)加以調(diào)用，使得編程更加方便。6.鏡像加工功能鏡像加工也稱為軸對(duì)稱加工。關(guān)于一個(gè)軸對(duì)稱外形的工件來(lái)講，利用這一功能，只要編出一半外形的加工程序就可完成全部加工。數(shù)控銑床一般還有縮放功能，關(guān)于完全相似的輪廓也能夠通過(guò)調(diào)用子程序的方法完成加工。7.子程序功能關(guān)于需要屢次重復(fù)的加工動(dòng)作或加工區(qū)域，能夠?qū)⑵渚幊勺映绦颍谥鞒绦蛐枰臅r(shí)候調(diào)用它，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)子程序的多級(jí)嵌套，以簡(jiǎn)化程序的編寫。8.數(shù)據(jù)輸進(jìn)/輸出及DNC功能數(shù)控銑床一般通過(guò)RS232C接口進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸進(jìn)及輸出，包括加工程序和機(jī)床參數(shù)等，能夠在機(jī)床與機(jī)床之間、機(jī)床與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行(一般也喊做脫線編程)，以減少編程占機(jī)時(shí)刻。近來(lái)數(shù)控系統(tǒng)有所革新，有些數(shù)控機(jī)床能夠在加工的同時(shí)進(jìn)行其他零件的程序輸進(jìn)。數(shù)控銑床按照標(biāo)準(zhǔn)配置提供的程序存儲(chǔ)空間一般都對(duì)照小，尤其是中、低檔的數(shù)控銑床，大概在幾十K至幾百K之間。當(dāng)加工程序超過(guò)存儲(chǔ)空間時(shí)，就應(yīng)當(dāng)采納DNC加工，即外部計(jì)算機(jī)直截了當(dāng)操縱數(shù)控銑床進(jìn)行加工，這在加工曲曲折折面時(shí)經(jīng)常碰到，一般也喊它在線加工。否那么，只有將程序分成幾局局限不執(zhí)行，這種方法既操作繁瑣，又妨礙生產(chǎn)效率。隨著三維造型軟件的升級(jí)，利用軟件造型和后置處理，在線加工應(yīng)用差不多特不普遍了。9.自診斷功能。自診斷是數(shù)控系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)中的自我診斷。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，系統(tǒng)即出現(xiàn)報(bào)警，并有相應(yīng)報(bào)警信息出現(xiàn)。借助系統(tǒng)的自診斷功能，往往能夠迅速、正確地查明緣故并確定故障部位。它是數(shù)控系統(tǒng)的一項(xiàng)重要功能，對(duì)數(shù)控機(jī)床的維修具有重要作用。自動(dòng)編程的定義及操作編程的定義自動(dòng)編程是用計(jì)算機(jī)來(lái)關(guān)心人解決零件的數(shù)控加工編程，大局部編程工作有計(jì)算機(jī)來(lái)完成能提高工作效率，還解決了手工編程無(wú)法解決的許多復(fù)雜外形零件的加工編程咨詢題。自動(dòng)變成能夠自動(dòng)生成刀位數(shù)據(jù)文件、刀具清單、操作報(bào)告、中間模型和機(jī)床操縱文件。操作步驟1.零件數(shù)控加工工藝分析；2.用CAXA制造工程師軟件對(duì)加工零件進(jìn)行三維幾何造型；3.生成加工軌跡；在零件三維圖上選擇加工外表，確定加工參數(shù)等，軟件自動(dòng)生成刀具軌跡，編輯刀具軌跡。4.驗(yàn)證刀具軌跡；5.數(shù)控程序制作；后置處理，針對(duì)使用的數(shù)控機(jī)床生成加工程序代碼內(nèi)容。6.將加工程序輸進(jìn)到數(shù)控機(jī)床，實(shí)施自動(dòng)加工。系統(tǒng)的信息處理過(guò)程1．自動(dòng)編程系統(tǒng)組成：數(shù)控語(yǔ)言、編譯程序(系統(tǒng)軟件〕和通用計(jì)算機(jī)等三局部。2.互式自動(dòng)編程系統(tǒng)圖形交互式自動(dòng)編程是建立在CAD和CAM的根底上的，其處理過(guò)程如以如下面圖2-2所示：圖2-2圖形交互式自動(dòng)編程處理過(guò)程(1)幾何造型利用圖形交互自動(dòng)編程軟件的圖形構(gòu)建、編輯修改、曲曲折折線曲曲折折面造型等有關(guān)功能，將零件被加工部位的幾何圖形正確地繪制在計(jì)算機(jī)屏幕上，與此同時(shí)，在計(jì)算機(jī)內(nèi)自動(dòng)形成零件圖形的數(shù)據(jù)文件。(2)刀具路徑的產(chǎn)生刀具軌跡的生成是面向屏幕上的圖形交互進(jìn)行的。先在刀具路徑生成的菜單中選擇所需的子菜單，然后依據(jù)屏幕提示，用光標(biāo)選擇相應(yīng)的圖形目標(biāo)，點(diǎn)取相應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，輸人所需的各種參數(shù)。軟件將自動(dòng)從圖形文件中提取編程所需的信息，進(jìn)行分析判定、計(jì)算節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為刀具位置數(shù)據(jù)，存進(jìn)到指定的刀位文件中或直截了當(dāng)進(jìn)行后置處理，生成數(shù)控加工程序，同時(shí)在屏幕上顯示出刀具軌跡圖形。(3)后置處理目的是形成數(shù)控加工程序。由于各種機(jī)床使用的操縱系統(tǒng)不同，所用的數(shù)控加工程序其指令代碼及格式也有所不同。2.6加工路線確實(shí)定在數(shù)控加工中，刀具〔嚴(yán)格講是刀位點(diǎn)〕相關(guān)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從對(duì)刀點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)起，直至結(jié)束加工程序所通過(guò)的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引進(jìn)、返回等非切削空行程。加工路線確實(shí)定首先必須保證被加工零件的尺寸精度和外表質(zhì)量，其次考慮數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，走刀路線盡量短，效率較高等。數(shù)控自動(dòng)加工編程中工序劃分的原那么與要點(diǎn)1．工序劃分的原那么與加工路線為了充分發(fā)揚(yáng)數(shù)控機(jī)床的優(yōu)勢(shì),提高生產(chǎn)效率和保證加工質(zhì)量，數(shù)控加工編程中應(yīng)遵循工序最大限度集中的原那么，即零件在一次裝夾中力求完本鈔票臺(tái)數(shù)控機(jī)床所能加工的全部外表。在工序集中的原那么下加工路線的長(zhǎng)短，也關(guān)系到零件的加工精度和生產(chǎn)效率，縮短加工路線,減少機(jī)床停機(jī)時(shí)刻和輔助時(shí)刻，提高生產(chǎn)效率，關(guān)于批量生產(chǎn)尤為重要。在確定加工路線時(shí)，應(yīng)綜合考慮最短加工路線和保證加工精度兩者的關(guān)系。就精加工而言,應(yīng)在保證加工精度的前提下，盡量縮短加工路線,即先精后短；而關(guān)于粗加工，要注重縮短加工路線。同時(shí)不能妨礙加工精度，先短后精。2．工序劃分的要點(diǎn)工藝設(shè)計(jì)中的工序劃分，應(yīng)依據(jù)工序集中的原那么，關(guān)注以下要點(diǎn)。粗精分開假設(shè)零件(單件)的全部外表均由數(shù)控機(jī)床加工，工序的劃分一般按先粗加工，后半加工，最后精加工，依次分開進(jìn)行；即粗加工全部完成之后再進(jìn)行半精加工、精加工。粗加工時(shí)可快速切除大局部余量，再依次精加工各個(gè)外表，如此可提高生產(chǎn)效率，又可保證零件的加工精度和外表粗糙度。而關(guān)于某一加工外表,那么應(yīng)按粗加工、半精加工、精加工順序完成。關(guān)于一些位置精度要求較高加工外表，可采納前者；而關(guān)于一些尺寸精度要求較高者,考慮到零件的剛度、變形及尺寸精度等因素,建議采納后者。尤其是關(guān)于精度要求較高的加工外表，在粗、精加工工序之間，零件最好擱置一段時(shí)刻，使粗加工后零件的變形得到較為充分的恢復(fù)，再進(jìn)行精加工，如此有利于提高加工精度。一般情況下，精加工余量以留毫米為宜。精銑時(shí)應(yīng)盡量采納順銑方式，以保證零件外表質(zhì)量。此外，在可能條件下，盡量在一般機(jī)床或其他機(jī)床上對(duì)零件進(jìn)行粗加工，以減輕數(shù)控機(jī)床的負(fù)荷和保證加工精度。3．一次定位關(guān)于一些在加工中易因重復(fù)定位而產(chǎn)生誤差的零件，應(yīng)采納一次定位的方式按順序進(jìn)行換刀作業(yè)。例如：加工箱體類零件的各軸線孔系，可依次連續(xù)加工完成同一軸線上的各孔，以提高孔系的同軸度及位置公差，然后再加工其他坐標(biāo)位置的孔，確?？紫档奈恢镁?。依據(jù)零件特征，盡可能減少裝夾次數(shù)。在一次裝夾中，盡可能完成較多的加工外表，減少輔助時(shí)刻，提高數(shù)控加工的生產(chǎn)效率。4．先面后孔通常，可按零件加工部位劃分工序，一般先加工簡(jiǎn)單的幾何外形，后加工復(fù)雜的幾何外形；先加工精度較低的部位,后加工精度要求較高的部位；先加工平面，后加工孔。例如：銑平面鏜孔復(fù)合加工，可按先銑平面后鏜孔順序進(jìn)行。因?yàn)殂娤鲿r(shí)切削力較大,零件易變形，待其恢復(fù)變形后再鏜孔，有利于保證孔的加工精度。其次，先鏜孔再銑平面，孔口就會(huì)產(chǎn)生毛刺、飛邊,妨礙孔的裝配。5．減少換刀在數(shù)控加工中，應(yīng)盡可能按刀具進(jìn)進(jìn)加工位置的順序集中刀具，即在不妨礙加工精度的前提下，減少換刀次數(shù)，減少空行程，節(jié)約輔助時(shí)刻。零件在一次裝夾中，盡可能使用同一把刀具完成較多的加工外表。當(dāng)一把刀具完成加工的所有部位后，盡可能為下道工序作些預(yù)加工。例如：使用小鉆頭為大孔預(yù)鉆位置孔或劃位置痕，或用前道工序的刀具為后道工序先進(jìn)行粗加工，然后換刀后完成精加工或加工其他部位。關(guān)于一些不重要的部位，盡可能使用同一把刀具完成同一個(gè)工位的多道工序加工。6．連續(xù)加工在加工半封閉或封閉的內(nèi)外輪廓中，應(yīng)盡量防止加工停頓現(xiàn)象。由于零件、刀具、機(jī)床這一工藝系統(tǒng)在加工過(guò)程中臨時(shí)處于動(dòng)態(tài)平衡彈性變外形態(tài)下,假設(shè)忽然進(jìn)給停頓,切削力會(huì)明顯減小，就會(huì)失往原工藝系統(tǒng)的平衡，使刀具在停頓處留下劃痕(或凹痕)。因此，在輪廓加工中應(yīng)防止進(jìn)給停頓現(xiàn)象，保證零件外表的加工質(zhì)量。7．同向行程為提高數(shù)控機(jī)床的定位精度，刀具應(yīng)盡量采納同向(或單向)趨近定位點(diǎn)和加工點(diǎn)的方法，以減少機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)(如絲桿間隙)對(duì)定位精度的妨礙?？蛰d運(yùn)行時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照先快后慢分級(jí)落速的順序,接近并到達(dá)預(yù)定點(diǎn)，以防止速度快、慣性過(guò)大而妨礙其運(yùn)行和定位精度。例如：關(guān)于一些位置精度要求較高的各孔加工時(shí)，應(yīng)特殊關(guān)注各孔加工順序的安排，假設(shè)安排不當(dāng)，就有可能把坐標(biāo)軸的反向間隙帶進(jìn)行程中，會(huì)直截了當(dāng)妨礙各孔之間的位置精度。各孔的加工順序和路線應(yīng)按同向行程進(jìn)行,以免引進(jìn)反向誤差。確定加工方案加工方案又稱工藝方案，數(shù)控機(jī)床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路線等內(nèi)容。在數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中，由于加工對(duì)象復(fù)雜多樣，特殊輪廓曲曲折折線的外形及位置千變?nèi)f化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的妨礙，在對(duì)具體零件制定加工方案時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行具體分析和區(qū)不對(duì)待，靈活處理。只有樣，才能使所制定加工方案合理，從而到達(dá)質(zhì)量?jī)?yōu)、效率高和本鈔票低的目的。制定加工方案的一般原那么為：先粗后精，先近后遠(yuǎn)，先內(nèi)后外，程序段最少，走刀路線最短以及特殊情況特殊處理。(1)先粗后精為了提高生產(chǎn)效率并保證零件的精加工質(zhì)量，在切削加工時(shí)，應(yīng)先安排粗加工工序，在較短的時(shí)刻內(nèi)，將精加工前大量的加工余量(如圖3-4中的虛線內(nèi)所示局部)往掉，同時(shí)盡量滿足精加工的余量均勻性要求。當(dāng)粗加工工序安排完后，應(yīng)接著安排換刀后進(jìn)行的半精加工和精加工。其中，安排半精加工的目的是，當(dāng)粗加工后所留余量的均勻性滿足不了精加工要求時(shí)，那么可安排半精加工作為過(guò)渡性工序，以便使精加工余量小而均勻。在安排能夠一刀或多刀進(jìn)行的精加工工序時(shí)，其零件的最終輪廓應(yīng)由最后一刀連續(xù)加工而成。這時(shí)，加工刀具的進(jìn)退刀位置要考慮妥當(dāng)，盡量不要在連續(xù)的輪廓中安排切和切出或換刀及停頓，以免因切削力忽然變化而造成彈性變形，致使光滑連接輪廓上產(chǎn)生外表劃傷、外形突變或滯留刀痕等疵病。(2)先近后遠(yuǎn)那個(gè)地方所講的遠(yuǎn)與近，是按加工部位相關(guān)于對(duì)刀點(diǎn)的距離大小而言的。在一般情況下，特殊是在粗加工時(shí)，通常安排離對(duì)刀點(diǎn)近的部位先加工，離對(duì)刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工，以便縮短刀具移動(dòng)距離，減少空行程時(shí)刻。關(guān)于車削加工，先近后遠(yuǎn)有利于維持毛坯件或半成品件的剛性，改善其切削條件。(3)先內(nèi)后外對(duì)既要加工內(nèi)外表(內(nèi)型、腔)，又要加工外外表的零件，在制定其加工方案時(shí)，通常應(yīng)安排先加工內(nèi)型和內(nèi)腔，后加工外外表。這是因?yàn)椴倏v內(nèi)外表的尺寸和外形較困難，刀具剛性相應(yīng)較差，刀尖(刃)的耐用度易受切削熱妨礙而落低，以及在加工中往除切屑較困難等。(4)走刀路線最短確定走刀路線的工作重點(diǎn)，要緊用于確定粗加工及空行程的走刀路線，因精加工切削過(guò)程的走刀路線全然上基本上沿其零件輪廓順序進(jìn)行的。走刀路線泛指刀具從對(duì)刀點(diǎn)(或機(jī)床固定原點(diǎn))開始運(yùn)動(dòng)起，直至返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所通過(guò)的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引進(jìn)、切出等非切削空行程。在保證加工質(zhì)量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路線，不僅能夠節(jié)約整個(gè)加工過(guò)程的執(zhí)行時(shí)刻，還能減少一些不必要的刀具消耗及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)滑動(dòng)部件的磨損等。優(yōu)化工藝方案除了依靠大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)外，還應(yīng)善于分析，必要時(shí)可輔以一些簡(jiǎn)單計(jì)算。上述原那么并不是一成不變的，關(guān)于某些特殊情況，那么需要采取靈活可變的方案。如有的工件就必須先精加工后粗加工，才能保證其加工精度與質(zhì)量。這些都有賴于編程者實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)的不斷積存與學(xué)習(xí)。(5)加工路線與加工余量的關(guān)系在數(shù)控車床還未到達(dá)普及使用的條件下，一般應(yīng)把毛坯件上過(guò)多的余量，特殊是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在一般車床上加工。如必須用數(shù)控車床加工時(shí)，那么要注重程序的靈活安排。安排一些子程序?qū)τ嗔窟^(guò)多的部位先作一定的切削加工。1〕對(duì)大余量毛坯進(jìn)行階梯切削時(shí)的加工路線2〕分層切削時(shí)刀具的終止位置2.6.3確定切削用量與進(jìn)給量在編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量。選擇切削用量時(shí)，一定要充分考慮妨礙切削的各種因素，正確的選擇切削條件，合理地確定切削用量，可有效地提高機(jī)械加工質(zhì)量和產(chǎn)量。妨礙切削條件的因素有：機(jī)床、工具、刀具及工件的剛性；切削速度、切削深度、切削進(jìn)給率；工件精度及外表粗糙度；刀具預(yù)期壽命及最大生產(chǎn)率；切削液的種類、冷卻方式；工件材料的硬度及熱處理狀況；工件數(shù)量；機(jī)床的壽命。上述諸因素中以切削速度、切削深度、切削進(jìn)給率為要緊因素。切削速度快慢直截了當(dāng)妨礙切削效率。假設(shè)切削速度過(guò)小，那么切削時(shí)刻會(huì)加長(zhǎng)，刀具無(wú)法發(fā)揚(yáng)其功能；假設(shè)切削速度太快，盡管能夠縮短切削時(shí)刻，然而刀具輕易產(chǎn)生高熱，妨礙刀具的壽命。決定切削速度的因素許多，概括起來(lái)有：1.刀具材料。刀具材料不同，答應(yīng)的最高切削速度也不同。高速鋼刀具耐高溫切削速度不到，碳化物刀具耐高溫切削速度可達(dá)以上，陶瓷刀具的耐高溫切削速度可高達(dá)。2.工件材料。工件材料硬度上下會(huì)妨礙刀具切削速度，同一刀具加工硬材料時(shí)切削速度應(yīng)落低，而加工較軟材料時(shí)，切削速度能夠提高。3.刀具壽命。刀具使用時(shí)刻(壽命)要求長(zhǎng)，那么應(yīng)采納較低的切削速度。反之，可采納較高的切削速度。4.切削深度與進(jìn)刀量進(jìn)行切削零件安裝方法和夾具選擇1．工件安裝的全然原那么在數(shù)控機(jī)床上工件安裝的原那么與一般機(jī)床相同，也要合理地選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案。為了提高數(shù)控機(jī)床的效率，在確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時(shí)應(yīng)注重以下3點(diǎn)：〔1〕力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程計(jì)算基準(zhǔn)的統(tǒng)一?！?〕盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后就能加工出全部待加工外表。〔3〕防止采納占機(jī)人工調(diào)整式方案，以充分發(fā)揚(yáng)數(shù)控機(jī)床的效能。2．夾具的選擇數(shù)控加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出了兩個(gè)全然要求：一是保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定；二是要能協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。除此之外，還要考慮以下兩點(diǎn)：〔1〕當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采納組合夾具、可調(diào)夾具和其他通用夾具，以縮短預(yù)備時(shí)刻、節(jié)約生產(chǎn)費(fèi)用。〔2〕在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采納專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。加工中心的回零及對(duì)刀加工中心的回零點(diǎn)通常設(shè)置在機(jī)床各軸靠近正方向極限的位置，通過(guò)減速行程開關(guān)粗定位而由零位點(diǎn)脈沖精確定位。機(jī)床參考點(diǎn)對(duì)機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)是一個(gè)定值。也確實(shí)是基本講，能夠依據(jù)機(jī)床參考點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值間接確定機(jī)床原點(diǎn)位置?；亓悴僮饔址Q為返回參考點(diǎn)操作。當(dāng)返回參考點(diǎn)的工作完成之后，顯示器即顯示出機(jī)床參考點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。講明機(jī)床坐標(biāo)系自動(dòng)建立。在數(shù)控加工程序中可用相關(guān)指令使刀具通過(guò)一個(gè)中間點(diǎn)自動(dòng)退離到參考點(diǎn)。機(jī)床參考點(diǎn)已由機(jī)床制造商測(cè)定后輸進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)，并記錄在機(jī)床講明書中，用戶不得改變。一般加工中心的機(jī)床原點(diǎn)、機(jī)床參考點(diǎn)的位置所示。但許多數(shù)控機(jī)床參考點(diǎn)坐標(biāo)值設(shè)置為零，如今機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)也確實(shí)是基本機(jī)床的參考點(diǎn)，機(jī)床坐標(biāo)系中的盡對(duì)坐標(biāo)值均顯示為負(fù)值。對(duì)刀確實(shí)是基本使刀具上的刀位點(diǎn)與對(duì)刀點(diǎn)重合。刀位點(diǎn)是刀具上的一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，刀位點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的軌跡確實(shí)是基本上述介紹的加工路線。亦稱編程軌跡。對(duì)刀點(diǎn)是數(shù)控加工時(shí)刀具相對(duì)工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。也確實(shí)是基本程序的期點(diǎn)。編程時(shí)首先應(yīng)選取好的對(duì)刀的位置。選擇對(duì)刀點(diǎn)的原那么是；在機(jī)床上輕易尋正，在加工中便于檢查，編程時(shí)便于數(shù)值計(jì)算，對(duì)刀誤差小。對(duì)刀點(diǎn)可選擇在零件的某點(diǎn)，如零件的定位孔中心，也能夠選擇零件外某點(diǎn)，但必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定得坐標(biāo)尺寸的關(guān)系，所示對(duì)刀點(diǎn)即使程序的起點(diǎn)，也能夠是程序的終點(diǎn)。因此在成批生產(chǎn)中要考慮對(duì)刀點(diǎn)重復(fù)的精度。本章小結(jié)本章分析了加工中心的組成以及加工中心的應(yīng)用特點(diǎn)，重點(diǎn)總結(jié)了自動(dòng)加工編程中的加工路線確實(shí)定，另外也介紹了加工中心的裝夾定位。第3章加工中心常用工具加工中心常用刀具的種類及特點(diǎn)數(shù)控加工常用刀具的種類及特點(diǎn)數(shù)控加工刀具必須習(xí)慣數(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)接刀具并裝在機(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。1．依據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：〔1〕整體式；〔2〕鑲嵌式，采納焊接或機(jī)夾式連接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；〔3〕特殊型式，如復(fù)合式刀具，減震式刀具等。2．依據(jù)制造刀具所用的材料可分為：〔1〕高速鋼刀具；〔2〕硬質(zhì)合金刀具；〔3〕金剛石刀具；〔4〕其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀其等。3．從切削工藝上可分為:〔1〕車削刀具，格外圓、內(nèi)孔、螺紋、切割刀其等多種；〔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。數(shù)控刀具與一般機(jī)床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，要緊有以下特點(diǎn)：a、剛性好(尤其是粗加工刀具)，精度高，抗振及熱變形?。籦、互換性好，便于快速換刀；C、壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠；d、刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時(shí)刻；e、刀具應(yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇?，以利于切屑的排除；f、系列化，標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具治理。銑削加工常用刀具1.平底銑刀和端面銑刀平底立銑刀是銑削加工的要緊刀具之一，如圖3-1所示。要緊進(jìn)行粗銑，往除大量毛坯，小面積水平平面或者輪廓精銑。圖3-1平面立銑刀2．圓角銑刀圓角銑刀結(jié)合了球頭銑刀和平底銑刀的共同點(diǎn)，如圖3-2所示，是粗銑精銑加工常用刀具之一。圖3-2平底銑刀帶倒角3．球頭銑刀球頭銑刀是刀刃類似球頭的裝配于銑床上用于銑削各種曲曲折折面、圓弧溝槽的刀具，如圖3-3所示。球頭銑刀也喊R刀，球頭銑刀能夠銑削模具鋼、鑄鐵、碳素鋼、合金鋼、工具鋼、一般鐵材，屬于立銑刀。3-3球頭銑刀4.鼓形刀鼓形刀外形類似鼓形，如圖3-4所示。它的切削刃分布在半徑為R的圓弧面上,端面無(wú)切削刃。加工時(shí)操縱刀具上下位置,相應(yīng)改變刀刃的切削部位,能夠從工件上切出從負(fù)到正的不同歪角。5.成形銑刀成型銑刀一般是為特定外形的工件或者加工內(nèi)容專門設(shè)計(jì)制作的，如圖3-5所示。6.面銑刀圖3-4鼓形銑刀圖3-5成型銑刀面銑刀，是用于銑削加工的、具有一個(gè)或多個(gè)刀齒的旋轉(zhuǎn)刀具。工作時(shí)各刀齒依次間歇地切往工件的余量。面銑刀要緊用于在銑床上加工平面、臺(tái)階等，如圖3-6所示。圖3-6面銑刀7.鍵槽銑刀鍵槽銑刀是一種銑削刀具，刃徑極限誤差分e8，d8兩種。鍵槽銑刀小螺旋角(20度)、槽深、近似直線折背、和麻花鉆有點(diǎn)相似。鍵槽銑刀要緊用于加工鍵槽與槽，鍵槽銑刀對(duì)銑鍵槽非常好用，如圖3-7所示。圖3-7鍵槽銑刀數(shù)控加工刀具的選擇原那么選擇刀具總的原那么是:安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在進(jìn)行刀具選擇時(shí)需要注重以下咨詢題：1.刀具的尺寸要與被加工工件的外表尺寸相習(xí)慣。實(shí)際生產(chǎn)中，立銑刀常用來(lái)加工平而零件周邊輪廓；硬質(zhì)合金刀片銑刀常用來(lái)銑削平面；高速鋼立銑刀常用來(lái)加工凸臺(tái)、四槽球頭洗刀常用來(lái)加工立體型面和變歪角輪廓外形。2．由于球頭刀具的端部切削速度為零,切削行距一般取得非常濃密，因此，球頭銑刀常用于曲曲折折面的精加工來(lái)保證加工精度。3．必須采納標(biāo)準(zhǔn)刀柄,以便換裝刀具。4．平衡好刀具本鈔票和加工本鈔票之間的關(guān)系。切削用量確實(shí)定1．確定合理切削用量的意義切削用量包括背吃刀量a，切削速度V、進(jìn)給量f等。數(shù)控加工對(duì)同一加工過(guò)程選用不同的切削用量,會(huì)產(chǎn)生不同的切削效果。合理的切削用量應(yīng)能保證工件的加工質(zhì)量和刀具所有壽命,充分發(fā)揚(yáng)機(jī)床潛力,最大限度發(fā)揚(yáng)刀具的切削性能，并能獲得高生產(chǎn)率和低加工本鈔票。2．切削用量的選擇原那么粗加工切削用量的選擇原那么是：首先選擇一個(gè)盡可能大的背吃刀量，其次依據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性的限制條件選擇一個(gè)較大的進(jìn)給量，最后依據(jù)大伙兒使用壽命確定最正確的切削速度。精加工切削用量的選擇原那么是：首先依據(jù)粗加工后的余量確定背吃刀量；其次依據(jù)己加工外表的粗糖度要求，選取一個(gè)較小的進(jìn)給量；最后在保證刀具使用壽命的前提下，盡可能選擇較高的切削速度。3．切削用量確實(shí)定方法〔1〕背吃刀量a背吃刀量a應(yīng)依據(jù)加工余量確定。一般地,在中等功率機(jī)床上,粗加工的背吃刀量可達(dá)8-10mm;半精加工時(shí),背吃刀量取為-2mm;精加工時(shí),背吃刀量取為0-。粗加工時(shí)，在保留后續(xù)工序余量的前提下，盡可能一次切除加工余量?！?〕進(jìn)給速度V依據(jù)已選定的背吃刀量、進(jìn)給量及刀具使用壽命選擇切削速度?？捎媒?jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,也可依據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)在機(jī)床講明書答應(yīng)的切削速度范圍內(nèi)查表選取。〔3〕進(jìn)給量f進(jìn)給量要緊依據(jù)工件的加工精度和外表粗糙度要求以及刀具和工件的材料等因素，參考切削用量手冊(cè)選取。粗加工時(shí)，由于對(duì)工件外表質(zhì)量沒(méi)有太高的要求，進(jìn)給量的選取要緊考慮刀桿、刀片、工件以及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)等的強(qiáng)度及剛度的限制因素，可依據(jù)工件材料、刀桿尺寸、工件直徑及以確定的背吃刀量查切削用量手冊(cè)選取。半精加工和精加工時(shí)，因切削力較小，進(jìn)給量要緊按工件外表粗糙度的要求，依據(jù)工件材料、刀尖圓弧半徑、切削速度查切削用量手冊(cè)選取。如精銑時(shí)可取20-25mm/min。選擇進(jìn)給量時(shí)，還應(yīng)注重工件加工中的某些特殊因素。對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)確實(shí)定對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)確實(shí)定，是數(shù)控加工工藝分析的重要內(nèi)容之一。對(duì)刀點(diǎn)是在機(jī)床上加工工件時(shí),刀具相關(guān)于軌跡運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)選定后,即確定了機(jī)床坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系之間的相互位置關(guān)系。對(duì)刀點(diǎn)選用原那么:1．便于數(shù)學(xué)處理和編制程序。2．在機(jī)床上尋正輕易。3．加工過(guò)程中檢查方便、可靠。4．引起的加工誤差小。換刀點(diǎn)是指加工過(guò)程中需要換刀時(shí)刀具的相對(duì)位置點(diǎn)。換刀點(diǎn)往往設(shè)在工件的外部，以能順利換刀、不碰撞工件及機(jī)床上其他部件為準(zhǔn)。常用工具游標(biāo)卡尺1．刻線原理和讀數(shù)方法游標(biāo)量具讀數(shù)局部由尺身與游標(biāo)組成。其尺身刻線間距a為lmm，假設(shè)令尺身刻線格的寬度等于游標(biāo)刻線n格的寬度，那么游標(biāo)的刻線間距，而尺身刻線與游標(biāo)刻線間距寬度差〔即游標(biāo)讀數(shù)值〕。當(dāng)游標(biāo)在尺身兩個(gè)刻線間移動(dòng)時(shí)，游標(biāo)零線離開尺身前一刻線的距離就等于游標(biāo)刻線的標(biāo)號(hào)和游標(biāo)讀數(shù)值的乘積，那個(gè)乘積即為讀數(shù)時(shí)小數(shù)局部的值如圖3-6，此值加上游標(biāo)零線前面尺身工上的刻度值即為測(cè)量結(jié)果。常取、、三種，相對(duì)應(yīng)游標(biāo)讀數(shù)值i分不為、、三種。圖3-6游標(biāo)卡尺讀數(shù)2.游標(biāo)卡尺其種類和外形結(jié)構(gòu)較多，其規(guī)格常用測(cè)量范圍和游標(biāo)讀數(shù)值來(lái)表示，比方：某游標(biāo)卡尺的型號(hào)為，那么講明其測(cè)量范圍為，游標(biāo)讀數(shù)值為。最常用的為三用游標(biāo)卡尺，如圖3-7所示，它能夠測(cè)量?jī)?nèi)外尺寸、深度、孔距、環(huán)形壁厚和溝槽，常用測(cè)量范圍有、兩種，游標(biāo)讀數(shù)值有、兩種。圖3-7游標(biāo)卡尺千分尺圖3-8千分尺1.分類和結(jié)構(gòu)千分尺又稱螺旋測(cè)微器，是一種周密量具，其測(cè)量精度比游標(biāo)卡尺高，且對(duì)照靈敏。千分尺按用途一般分為外徑千分尺、內(nèi)徑千分尺、杠桿千分尺、深度千分尺、壁厚千分尺、公法線千分尺等。本節(jié)要緊以外徑千分尺為例介紹，如圖3-9所示為外徑千分尺的結(jié)構(gòu)圖，它是由尺架、測(cè)微裝置、測(cè)力裝置和鎖緊裝置等組成。其規(guī)格是按其測(cè)量范圍來(lái)表示的，常用、、、、、六種，其分度值一般為。一般千分尺均附有調(diào)零的專用小扳手，測(cè)量下限不為零的千分尺還附有用于調(diào)整零位的標(biāo)準(zhǔn)棒。2.刻度原理和讀數(shù)方法如圖3-9所示，在千分尺的固定套管軸向刻有一條基線，基線的上、下方都刻有間距為lmm的刻線，上、下刻線錯(cuò)開。微分筒的圓錐面上刻有50等分格。由于測(cè)微螺桿和固定套管的螺距基本上，因此當(dāng)微分筒旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，測(cè)微螺桿就移動(dòng)，同時(shí)，微分筒就遮住或露出固定套管上的一條刻線，當(dāng)微分筒旋轉(zhuǎn)一格時(shí)，測(cè)微螺桿就移動(dòng)，即千分尺的測(cè)量精度為。讀數(shù)時(shí)，先從固定套管上讀出毫米數(shù)與半毫米數(shù)，再瞧基線對(duì)準(zhǔn)微分筒上哪格及其數(shù)值，即多少個(gè)，把兩次讀數(shù)相加確實(shí)是基本測(cè)量的完整數(shù)值。圖3-9〔a〕中，固定套管上露出來(lái)的數(shù)值是，微分筒上第39格線與固定套管上基線正對(duì)齊，即數(shù)值為，如今，千分尺的正確讀數(shù)為；圖3-9〔b〕和〔c〕中，千分尺的正確讀數(shù)分不為和?！瞐〕正確讀數(shù)為7.89mm〔b〕正確讀數(shù)為8.35mm〔c〕正確讀數(shù)為圖3-9千分尺讀數(shù)百分表1．結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理：百分表是齒輪傳動(dòng)式測(cè)微量具。它常用來(lái)測(cè)量機(jī)器零件的各種幾何外形偏差和外表相互位置偏差，也可測(cè)量工件的長(zhǎng)度尺寸，具有外廓尺寸小、重量輕和使用方便等特點(diǎn)。使用時(shí)必須將其固定到可靠的支架上，其工作原理是將測(cè)桿的直線位移，通過(guò)齒條與齒輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹羔樀慕俏灰?，百分表的刻度盤圓周刻成100等分，其分度值為，當(dāng)大指針轉(zhuǎn)動(dòng)1周，那么測(cè)桿的位移量為lmm，表盤和表圈是一體的，可任意轉(zhuǎn)動(dòng)，以便使指針對(duì)零位，小指針用以指示大指針的回轉(zhuǎn)圈數(shù)。常見百分表的測(cè)量范圍為、和等。2．內(nèi)徑百分表：內(nèi)徑百分表又稱量缸表，是一種借助于百分表為讀數(shù)機(jī)構(gòu)，配備杠桿傳動(dòng)系統(tǒng)或楔形傳動(dòng)系統(tǒng)的桿部組合而成，它是用對(duì)照法來(lái)測(cè)量孔徑及其幾何外形偏差，其外瞧和結(jié)構(gòu)圖如圖3-10所示，它要緊用來(lái)測(cè)量汽缸的尺寸精度和外形精度，也能夠用來(lái)測(cè)量軸孔。測(cè)量時(shí)，被測(cè)孔的尺寸偏差借活動(dòng)測(cè)頭的位移，通過(guò)杠桿和傳動(dòng)桿傳遞給指示機(jī)構(gòu)，因傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比為1，因此，測(cè)頭所移動(dòng)的距離與指示表的指示值相等。為了測(cè)量不同的缸徑，常備有不同的量桿。量缸表的規(guī)格是按測(cè)量直徑的范圍來(lái)劃分的，如、、等，汽車作業(yè)中常用這種。圖3-10百分表3．萬(wàn)能百分表架：百分表架是專門用來(lái)夾持百分表的，可變換各種方向，以習(xí)慣不同方向的測(cè)量工作，通常有軌道座式、磁力座式和磁力座軟軸式三種。本章小結(jié)本章闡述了加工中心中常用的工具，包括常用的刀具和量具，要緊研究了刀具的種類及選擇原那么和常用量具的使用方法。第4章CAXA制造工程師葉輪動(dòng)模造型及加工4.1CAXA制造工程師對(duì)葉輪動(dòng)模的建模4-1葉輪的效果圖葉輪動(dòng)模的造型，屬于模具設(shè)計(jì)制造，其要害在于如何構(gòu)建空間曲曲折折線和實(shí)體的混合模型。具體難點(diǎn)是葉面〔空間曲曲折折線〕的生成。那個(gè)地方采納拉伸增料和拉伸到曲曲折折面解決葉面生成的咨詢題，環(huán)形腔采納并進(jìn)文件的功能。造型過(guò)程需要綜合采納CAXA制造工程師2021的造型設(shè)計(jì)功能。建立葉輪主曲曲折折面1.繪制線框繪制空間同心圓弧，選用“圓心_半徑_起中角〞方式，如圖4-2所示。第一個(gè)圓弧參數(shù)為：圓心〔0，0，〕，半徑48，起始角度245°，終止角度355°。第二個(gè)圓弧參數(shù)為：圓心〔0，〕，半徑，起始角245°，終止角355°。用直線連接兩圓弧，結(jié)果如圖4-3。圖4-2圓心半徑起終角方式圖4-3連接兩同心圓弧2．選擇直線命令的長(zhǎng)度方式，如圖4-4所示，在四個(gè)端點(diǎn)做負(fù)Z向垂線，長(zhǎng)度分不為13,8,14,22.4.結(jié)果如圖4-5。圖4-4長(zhǎng)度方式繪制直線圖4-5繪制負(fù)Z向垂直線3．分不在兩條直線的兩個(gè)中點(diǎn)向負(fù)Z方向繪制兩條直線，長(zhǎng)度分不為和21，繪制結(jié)果如圖4-7所示。圖4-6選擇正交，輸進(jìn)長(zhǎng)度圖4-7繪制兩條垂線4．捕捉直線端點(diǎn)，用三點(diǎn)圓弧方式繪制圓弧如圖4-8所示，連接圓弧結(jié)果如圖4-9所示。圖4-8三點(diǎn)圓弧方式圖4-9過(guò)端點(diǎn)繪制圓弧5．過(guò)與XOY面平行平面內(nèi)兩圓弧中點(diǎn)繪制負(fù)Z向直線，長(zhǎng)度為11和，效果如圖4-10所示。4-10過(guò)圓弧中點(diǎn)繪制直線6．捕捉直線端點(diǎn)，用三點(diǎn)圓弧方式繪制圓弧，如圖4-11所示。4-11繪制圓弧連接線7．刪除不用的輔助線，選擇“邊界面〞命令，如圖4-12。拾取圖中的四條圓弧線，即可生成如如下面圖的空間曲曲折折面，如圖4-13所示。圖4-12選擇邊界曲曲折折面命令圖4-13生成邊界曲曲折折面建立葉輪副曲曲折折面1．切換當(dāng)前坐標(biāo)平面到XOZ平面，用“兩點(diǎn)半徑〞方式繪制圓弧，如圖4-14。圓弧坐標(biāo)為〔〕，〔〕，圓弧半徑為64.8.在通過(guò)兩點(diǎn)線繪制一條過(guò)Z軸的垂線，如圖4-15所示。圖4-14兩點(diǎn)半徑方式圖4-15繪制圓弧2．生成旋轉(zhuǎn)曲曲折折面。用上一步生成的圓弧作為旋轉(zhuǎn)母線，直線作為旋轉(zhuǎn)軸。旋轉(zhuǎn)起始角度為0°，終止角度為360°結(jié)果如3-16所示。4-16生成旋轉(zhuǎn)曲曲折折面建立葉輪主體1．單擊“構(gòu)造曲曲折折面〞按鈕，建立平行于XOY的草圖基準(zhǔn)面，Z軸正向距離為9，如圖4-17所示。按F2進(jìn)進(jìn)草繪界面，繪制一個(gè)圓心為〔0,0〕、半徑為45的圓。如圖4-18。圖4-17圖4-182．對(duì)上一步生成的草圖應(yīng)用拉伸增料，Z軸正向距離為24，拔模歪度為5°，生成如圖4-19實(shí)體。單擊“打孔〞按鈕，在葉輪主體中心部位打孔，直徑為8。如圖4-20所示。圖4-19拉伸實(shí)體圖4-20打孔3．單擊“曲曲折折面剪裁除料〞按鈕，用生成的曲曲折折面剪裁拉伸特征主體的上半局部，如如下面圖。圖4-2曲曲折折面剪裁除料功能圖4-22對(duì)拉伸體的剪裁除料修剪葉輪主體1．建立裁剪草圖基準(zhǔn)面?；鶞?zhǔn)面平行于XOY平面，Z軸正向距離為37。進(jìn)進(jìn)草繪狀態(tài)，繪制如圖4-23所示草圖。完成后倒角如圖4-24所示。圖4-23草圖圖4-24繪制草圖2．單擊“拉伸除料〞按鈕，選擇“拉伸到面〞方式，用上一步生成的草圖向葉輪主體曲曲折折面做拉伸除料，然后隱躲其他輔助線，生成如圖4-26所示。圖4-25拉伸到面圖4-26隱躲其他輔助線的結(jié)果3.旋轉(zhuǎn)陣列特征繪制起點(diǎn)位于坐標(biāo)原點(diǎn)，高度為50的正交直線作為旋轉(zhuǎn)軸，單擊特征的“環(huán)形陣列〞按鈕，對(duì)上一步拉伸除料特征進(jìn)行陣列，設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度120°，陣列數(shù)目3，使用自身旋轉(zhuǎn)方式，陣列結(jié)果如圖。圖4-27選擇環(huán)形陣列圖4-28旋轉(zhuǎn)陣列結(jié)果4.1.5建立中軸1．激活XOZ平面，進(jìn)進(jìn)草圖繪制。繪制葉輪中軸，如圖4-29。2．旋轉(zhuǎn)增料。用上一步繪制的草圖，沿Z軸旋轉(zhuǎn)360°，生成中軸實(shí)體。結(jié)果如圖4-30所示。圖4-29修剪草圖圖4-30生成中軸實(shí)體棱邊過(guò)渡將圖中棱邊分不導(dǎo)圓弧，半徑分不為4,3.6,3,3。結(jié)果如圖4-31所示。并將上述文件存盤為*.X_T格式。如圖4-32所示。圖4-31所有棱邊過(guò)渡后的結(jié)果圖4-32將文件保留成*x_t格式生成動(dòng)模板1．新建一個(gè)文件，在距坐標(biāo)的XOY平面9的平面內(nèi)內(nèi)繪制動(dòng)模板草圖。2．沿Z軸負(fù)向拉伸高度為16。圖4-33新建平面內(nèi)繪制草圖圖4-34拉伸動(dòng)模板實(shí)體文件合并選擇“文件〞—“并進(jìn)文件〞菜單命令，使用文件合并功能并進(jìn)前面生成的*.X_T文件。并進(jìn)時(shí)選擇“當(dāng)前零件U輸進(jìn)零件〞，選擇“給定旋轉(zhuǎn)角度〞，插進(jìn)在點(diǎn)〔0,0,0〕。并進(jìn)后的文件如圖4-36所示。圖4-35并進(jìn)功能圖4-36并進(jìn)后的文件大過(guò)孔造型及反面工藝倒角選擇模板反面為基準(zhǔn)面，進(jìn)進(jìn)草圖繪制，繪制圓心〔0,0〕、半徑40，用拉伸除料生成深度為10的打過(guò)孔，并將反面所有棱邊做工藝倒角，如圖4-37所示。造型結(jié)果如圖4-38所示。圖4-37底面大過(guò)孔及倒角圖4-38葉輪線框顯示4.2工藝分析確定毛坯因?yàn)榇思庸な菫榱蓑?yàn)證CAXA制造工程師在曲曲折折面加工中的應(yīng)用，并不是進(jìn)行實(shí)際的生產(chǎn)加工，對(duì)材料的各項(xiàng)性能要求不是非常嚴(yán)格。因此我們選擇了牌號(hào)為6061尺寸為105×105×50的鋁合金。工藝分析分析圖紙，并通過(guò)三維的實(shí)體建模我們發(fā)覺(jué)該零件為復(fù)雜曲曲折折面類零件，外形對(duì)照復(fù)雜，對(duì)曲曲折折面外表的加工質(zhì)量要求較高。依據(jù)零件的加工工藝，因刀具過(guò)短，為了防止加工過(guò)程中的干預(yù)，我們選擇了從上到下的加工順序。首先，對(duì)葉輪的主體進(jìn)行粗加工，再對(duì)其進(jìn)行精加工；為了提高加工效率，減少換刀時(shí)刻，我們接著對(duì)葉輪的曲曲折折面進(jìn)行粗銑，然后加工模板的外輪廓；換球頭刀對(duì)葉輪的曲曲折折面進(jìn)行精加工；接著對(duì)導(dǎo)柱孔進(jìn)行加工；從新定位裝夾，切除另一側(cè)的余量，銑削反面的大過(guò)孔；換雕刻刀進(jìn)行文字的雕刻；最后進(jìn)行往毛刺。刀具表刀具序號(hào)刀具名稱加工外表1Φ10立銑刀粗加工外表及輪廓2Φ球頭銑刀精銑曲曲折折面3Φ12麻花鉆鉆導(dǎo)柱孔4Φ8鍵槽銑刀銑削大過(guò)孔5雕刻刀雕刻文字工序卡數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)產(chǎn)品名稱葉輪模板零件名稱葉輪動(dòng)模材料牌號(hào)6061毛坯種類板材毛坯外形尺寸110X110X50備注工序號(hào)工序名稱設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)程序編號(hào)夾具代號(hào)夾具名稱冷卻液車間1數(shù)控銑加工中心Mvc13001機(jī)用臺(tái)鉗油基切屑液數(shù)控車間工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具量具及檢具主軸轉(zhuǎn)速〔r/min〕切削速度〔m/min〕進(jìn)給速度〔mm/min〕背吃刀量〔mm〕備注1安裝零件，裝夾高度202銑削定位槽T1Φ10立銑刀游標(biāo)卡尺80020020013裝夾定位，粗細(xì)外表T1Φ10立銑刀游標(biāo)卡尺1000100100104粗銑葉輪主體T1Φ10立銑刀10001001005精銑葉輪主體T1Φ10立銑刀30005005006粗銑葉輪曲曲折折面T1Φ10立銑刀12002002007粗銑模板輪廓T1Φ10立銑刀游標(biāo)卡尺10002002008精銑葉輪曲曲折折面T2Φ6球頭銑刀30005003009鉆導(dǎo)柱孔T3Φ12麻花鉆游標(biāo)卡尺8002002001銑底面T4Φ8鍵槽銑刀游標(biāo)卡尺銑大過(guò)孔T4Φ8鍵槽銑刀游標(biāo)卡尺雕刻文字T5雕刻刀編制審核共1頁(yè)第1頁(yè)4.3CAXA制造工程師的模擬加工依據(jù)葉輪的外形特點(diǎn)，難于用手工編程進(jìn)行編程加工，而利用CAXA制造工程師軟件就非常輕易得到葉輪曲曲折折面的加工程序。因?yàn)槿~輪的曲曲折折面對(duì)照復(fù)雜，因此采納等高線的加工方式。加工前的預(yù)備工作1．設(shè)定加工刀具〔1〕在加工治理樹選擇“刀具庫(kù)〞，彈出刀具庫(kù)對(duì)話框，如圖4-39所示。4-39刀具庫(kù)對(duì)話框〔2〕增加銑刀。那個(gè)地方能夠任意增加刀具和刪除刀具。單擊“增加〞按鈕，輸進(jìn)刀具類型、名稱及各項(xiàng)參數(shù)。2．后置設(shè)置用戶能夠增加當(dāng)前使用的機(jī)床，定義適合自己的機(jī)床后置格式。〔1〕在“加工〞菜單欄選擇“后置處理〞中的“后置設(shè)置〞，彈出“選擇后置設(shè)置文件〞對(duì)話框。如圖4-41所示。圖4-40后置處理對(duì)話框圖4-41后置配置文件〔2〕機(jī)床后置配置。雙擊數(shù)控系統(tǒng)文件名或者雙擊“編輯〞按鈕，彈出“CAXA后置配置按鈕〞如圖4-42所示。4-42CAXA后置配置〔3〕后置配置設(shè)置。3.設(shè)定加工毛坯。利用“參照模型〞設(shè)定毛坯。如圖4-43所示。圖4-43設(shè)定毛坯平面輪廓粗加工軌跡1．設(shè)定工藝參數(shù)。圖4-44加工參數(shù)的設(shè)置圖4-45加工軌跡的形成2．設(shè)置切削用量。輸進(jìn)相應(yīng)主軸轉(zhuǎn)速，F(xiàn)進(jìn)給速度，平安高度80，慢下刀距離10。如圖4-44所示。3.拾取圓形外輪廓，并設(shè)置進(jìn)退刀點(diǎn)，右鍵結(jié)束，稍后得出加工軌跡。加工軌跡如圖4-45所示。4.3.3平面輪廓精加工軌跡1．設(shè)置工藝參數(shù)。在“加工參數(shù)〞的“拔模歪度〞中輸進(jìn)拔模歪度為“5〞每層下落毫米進(jìn)行精加工。參數(shù)設(shè)置如圖4-46所示。2．拾取圓形外輪廓，確定進(jìn)退刀點(diǎn)，生成精加工軌跡如圖4-47所示。圖4-46設(shè)置拔模歪度為5圖4-47精加工軌跡的形成等高線粗加工1．設(shè)置工藝參數(shù)。選擇“加工〞中的“粗加工〞中的“等高線粗加工〞，出現(xiàn)“等高線粗加工對(duì)話框〞，設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)。如圖4-48所示。2．選擇葉輪曲曲折折面，并拾取加工邊界，生成加工軌跡。實(shí)體仿真如圖4-49所示。圖4-48加工參數(shù)的設(shè)置圖4-49實(shí)體仿真效果等高線精加工1．換球頭刀進(jìn)行葉輪曲曲折折面的精加工。設(shè)置刀具參數(shù)如圖4-50所示。圖4-50選擇球頭刀進(jìn)行精加工圖4-51精加工加工實(shí)體仿真2．選擇葉輪曲曲折折面，并拾取邊界線，確定進(jìn)退刀點(diǎn)。實(shí)體仿真結(jié)果如圖4-51所示。孔加工1．選擇直徑為的鉆頭，設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)。如圖4-52所示。2．點(diǎn)擊“相關(guān)線〞選擇“實(shí)體邊界〞依次拾取導(dǎo)柱孔的邊界。3．選擇“加工〞中的“其他加工〞命令中的“孔加工〞，依次點(diǎn)擊四個(gè)圓的圓心點(diǎn)，右鍵結(jié)束。生成如圖4-53的加工軌跡，并用線框仿真功能顯示。圖4-52選擇球頭刀進(jìn)行精加工圖4-53鉆孔線框仿真圖平面輪廓粗〔精〕加工為了節(jié)約換刀時(shí)刻，選用的鍵槽銑刀進(jìn)行模板地面的粗銑與精銑，切除大局部余量和到達(dá)外表粗糙度。1．選用的鍵槽刀，設(shè)置“底層高度〞與“底層高度〞，選擇小于倍的刀具直徑的行距，每次下落高度為1，留的加工余量，如圖4-54所示。2．選擇“平面輪廓精加工〞切除加工余量，如圖4-55所示。圖4-54平面區(qū)域粗加工切除大局部余量圖4-55平面輪廓精加工切除余量平面輪廓粗加工1．設(shè)置“頂層高度〞為0，“底層高度〞為-10，“每層下落高度〞為1.對(duì)底面大孔進(jìn)行加工，如圖4-56所示。2.仿真加工軌跡，如圖4-57所示。圖4-56對(duì)底面大孔的參數(shù)設(shè)置圖4-57線框仿真4.3.9雕刻文字1．在空間平面內(nèi)繪制底面大孔的外輪廓，并利用文字排列功能示。2．輸進(jìn)文字。調(diào)整文字字號(hào)及樣式間距，輸進(jìn)文字，預(yù)備進(jìn)行文字雕刻。3．選用“輪廓線精加工〞進(jìn)行文字的加工，如圖4-58所示。4.生成輪廓線精加工軌跡，如圖4-59所示。圖4-58文字排列圖4-59加工軌跡4.4后置處理與G代碼的生成選擇模擬得到的加工方法，右擊后置處理，生成G代碼，如圖4-60所示。進(jìn)行機(jī)床系統(tǒng)更改〔FANUC〕，選擇對(duì)應(yīng)刀具軌跡，生成加工所需程序代碼指令并保留，如圖4-61所示。圖4-60后置處理圖4-614.5數(shù)控機(jī)床的選用依據(jù)對(duì)圖4-1所示零件的技術(shù)分析，結(jié)合我院現(xiàn)有實(shí)習(xí)設(shè)備條件，決定采納FANUC21iMB系統(tǒng)，喬福VMC1300HD數(shù)控加工中心進(jìn)行實(shí)際加工。如圖4-62所示。圖4-62VMC1300HD加工中心VMC1300HD立式加工中心是臺(tái)灣喬福生產(chǎn)的一款機(jī)床,該機(jī)床獨(dú)特的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副(X、Y軸)加萍火硬軌貼塑導(dǎo)軌副(Z軸)設(shè)計(jì),不僅適用于板類、盤類、殼體類、周密零件的加工,而且適用于模具加工。機(jī)床帶有自動(dòng)刀具交換系統(tǒng)(ATC),全封閉式防護(hù)罩,自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、自動(dòng)排屑裝置、手動(dòng)噴槍及便攜式手動(dòng)操作裝置(MPG)。零件一次裝夾后可完成統(tǒng)、鍵、鉆、擴(kuò)、鉸、攻絲等多工序加工,具有自動(dòng)化程度高、可靠性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、方廉價(jià)人,整體造型美瞧大方、機(jī)電一體化程度高等優(yōu)點(diǎn)。圖4-63VMC1300HD加工中心技術(shù)參數(shù)4.6程序傳輸CAXA制造工程師軟件提供了標(biāo)準(zhǔn)本地通信、華中數(shù)控通信和網(wǎng)絡(luò)DNC通信三種方式。傳輸方法:因?yàn)榍壅勖婕庸?shù)控程序信息量大，因此釆用DNC方式在線傳輸加工。數(shù)據(jù)傳輸程序?yàn)镹C****.CUT。機(jī)床側(cè)設(shè)定好程序名，執(zhí)行輸進(jìn)，傳輸即可,傳輸參數(shù)示意圖如以如下面圖4-64所示。圖4-64DNC傳輸通過(guò)屢次傳輸加工，當(dāng)?shù)竭_(dá)要求時(shí)加工結(jié)束，取下工件，完成零件加工。本章小結(jié)本章對(duì)葉輪模板進(jìn)行了三