數(shù) 控 銑 削 加 工 工 藝 優(yōu) 化 及 自 動(dòng) 編 程 1 本課題的主要內(nèi)容 （ 1）本課題是通過對(duì)數(shù)控銑削加工基礎(chǔ)的深入了解，針對(duì)機(jī)械加工零件結(jié)構(gòu)的通性，制定出一種能夠應(yīng)用于各種不同零件的一種工藝文件。 （ 2）本課題主要講述的內(nèi)容包括：數(shù)控銑削加工的對(duì)象、數(shù)控銑削加工的特點(diǎn)和方式、數(shù)控銑削加工工藝的制定（包括工藝性分析、工藝路線的設(shè)計(jì)和工序的設(shè)計(jì)）及零件的自動(dòng)加工編程等。 （ 3）是想通過對(duì)上述內(nèi)容了解后，在相關(guān)工作中能夠在腦海里有個(gè)清晰地制定工藝的思路。這也是本次課題想要達(dá)到的目標(biāo)。 2 數(shù)控銑削的加工對(duì)象 數(shù)控加工對(duì)象 平面類零件 直紋曲面類 零件 立體曲面類 零件 箱體類零件 3 數(shù)控銑削加工工藝的制定 普通加工工藝 數(shù)控加工工藝 加工時(shí)可以根據(jù)加工過程中出現(xiàn)的問題比較自由地進(jìn)行人為調(diào)整。 自適應(yīng)性較差，加工過程中可能遇到的所有問題必須事先精心考慮，否則導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。 制訂零件的數(shù)控銑削加工工藝是數(shù)控銑削加工的一項(xiàng)首要任務(wù)。數(shù)控銑削加工工藝制訂的合理與否，直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本。 3 數(shù)控銑削加工工藝的制定 選擇并確定數(shù)控加工的內(nèi)容 數(shù)控加工的工藝分析 圖形的數(shù)學(xué)處理及編程尺寸設(shè)定值的確定 制定數(shù)控加工工藝 方案 確定工步和進(jìn)給路線 選擇數(shù)控機(jī)床的類型 選擇和設(shè)計(jì)刀具、夾具與量具 確定切削參數(shù) 編寫、校驗(yàn)和修改加工程序 首件試加工與現(xiàn)場(chǎng)問題處理 數(shù)控加工工藝技術(shù)文件的定型與歸檔 件的工藝性分析 (1) 仔細(xì)閱讀圖樣，明確加工內(nèi)容。 (2) 詳細(xì)了解圖樣所標(biāo)注的幾何尺寸、尺寸精度、形位公差、表面粗 糙度等技術(shù)要求；了解零件的材料、毛坯類型、生產(chǎn)批量等，這些都 是合理安排數(shù)控銑削加工工藝中各基本參數(shù)的主要依據(jù)。如果零件的 某些加工部位經(jīng)數(shù)控銑削加工達(dá)不到精度要求時(shí)，還需要安排最后的 精加工（如磨削），應(yīng)注意為后續(xù)工序保留加工余量。 1、零件圖樣的分析 (4)分析工件圖樣上幾何元素的給定條件是否充分，要保證編程時(shí)的 數(shù)值計(jì)算能順利進(jìn)行。 件的工藝性分析 (3) 分析工件圖樣上尺寸標(biāo)注方法是否適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn) 2、零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 （零件制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性分析） 件的工藝性分析 零件槽底部圓角半徑不宜過大 盡量統(tǒng)一內(nèi)外輪廓的幾何類型和有 關(guān)尺寸 選擇較大的輪廓內(nèi)圓弧半徑 保證獲得要求的加工精度 保證基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 分析零件的變形情況 a) R b) R 、零件毛坯的工藝分析 件的工藝性分析 分析毛坯的裝夾適應(yīng)性 （可適當(dāng)增加定位凸耳或工藝凸臺(tái)） 分析毛坯的余量大小及均勻性 （考慮零件的切削次數(shù)以及變形情況） 毛坯應(yīng)有充分、穩(wěn)定的加工余量 （保證加工面與非加工面之間精度） 數(shù)控工藝路線的設(shè)計(jì)質(zhì)量會(huì)直接影響零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率，盡可能設(shè)計(jì)的合理一些。 藝路線的確定 藝路線的確定 1、加工方法的選擇 （ 1）孔加工 主要的加工方法有：鉆削、擴(kuò)削、鉸削、銑削和鏜削 孔加工的常用方法選擇： 對(duì)于直徑大于 30 一般采用粗鏜 半精鏜 孔口倒角 精鏜的加工方案； 孔徑較大的可采用立銑刀粗銑 精銑加工方案； 對(duì)于直徑小于 30常采用锪平端面 打中心孔 鉆 擴(kuò) 孔口倒角 鉸加工方案，對(duì)有同軸度要 求的小孔，需采用锪平端面 打中心孔 鉆 半精鏜 孔口 倒角 精鏜 (或鉸 )加工方案（特別是加工臺(tái)階孔）。 藝路線的確定 （ 2）平面加工 主要采用銑削方式，使用立銑刀和端銑刀。 （ 3）曲面輪廓加工方法 曲面輪廓加工主要方法：多軸聯(lián)動(dòng)，使用球頭刀 2軸半聯(lián)動(dòng)加工 3軸聯(lián)動(dòng)加工 5軸聯(lián)動(dòng)加工 藝路線的確定 2、加工階段的劃分 工件的加工，總是按照先粗加工，后精加工的順序進(jìn)行。 粗加工：要求時(shí)間短，除去大部分余量，生產(chǎn)效率要求高。 精加工：在粗加工基礎(chǔ)上，通過加工，滿足零件的精度要求。 劃分意義：有利于保證加工質(zhì)量； 有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷； 有利于設(shè)備的合理使用。 藝路線的確定 3、工序的劃分 工序的劃分原則：在一次裝夾應(yīng)盡可能完成大部分工序；盡可能 在一臺(tái)機(jī)床上完成整個(gè)零件的加工。 工序的劃分的幾種方式 ： 刀具集中分序法 、 粗精加工分序法、按加工部位分序法 藝路線的確定 刀具集中分序法 即按所用刀具劃分工序，用同一把刀加工完零件上所有可以完成的部位，在用第二把刀、第三把刀完成它們可以完成的其它部位。 這種分序法可以減少換刀次數(shù)，壓縮空程時(shí)間，減少不必要的定位誤差。 粗精加工分序法 這種分序法是根據(jù)零件的形狀、尺寸精度等因素，按照粗、精加工分開的原則進(jìn)行分序。對(duì)單個(gè)零件或一批零件先進(jìn)行粗加工、半精加工，而后精加工。 粗精加工之間，最好隔一段時(shí)間，以使粗加工后零件的變形得到充分恢復(fù)，再進(jìn)行精加工，以提高零件的加工精度。 按加工部位分序法 即先加工平面、定位面，再加工孔； 先加工簡(jiǎn)單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀； 先加工精度比較低的部位，再加工精度要求較高的部位。 藝路線的確定 4、 切削加工工序的安排 B、先粗后精原則； C、先主后次原則； A、基面先行原則； （原因：基準(zhǔn)的表面越精確，裝夾誤差越小。） D、先面后孔原則； 藝路線的確定 5、裝夾方式的選擇 定位基準(zhǔn)、裝夾方案選擇： 在確定定位和夾緊方案時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題： （ 1）盡可能做到設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程計(jì)算基準(zhǔn)的統(tǒng)一； （ 2）盡量將工序集中，減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次裝夾后能 加工出全部待加工表面； （ 3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整時(shí)間長的裝夾方案； （ 4）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位。 藝路線的確定 6、進(jìn)給路線選擇 重要概念： 加工路線：刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡和方向，即刀具從起刀點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，直至加工結(jié)束所經(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。 確定原則： a、加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面質(zhì)量，且效率要高； b、數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，減少運(yùn)算量； c、應(yīng)使加工加工路線最短。 藝路線的確定 6、進(jìn)給路線的確定 （ 1）順銑和逆銑的選擇 順銑：從表面切入，銑刀受沖擊負(fù)荷較大；發(fā)熱量少；表 面質(zhì)量好，精加工采用。 逆銑：從內(nèi)部切入，銑刀受沖擊負(fù)荷較少；發(fā)熱量大；表 面質(zhì)量不好，粗加工采用。 藝路線的確定 6、進(jìn)給路線的確定 （ 2） 銑削外輪廓的進(jìn)給路線 切入點(diǎn)的選擇 。 。 。 A B C 應(yīng)盡量避免在連續(xù)幾何圖素的中間切入 × 雖然是兩幾何圖素的交點(diǎn)，但在這里刀具沿切線方向切出后將影響已加工表面精度 可沿圖形輪廓切向切入切出，且保證輪廓封閉 × 銑削內(nèi)輪廓的切入切出路徑 藝路線的確定 6、進(jìn)給路線的確定 (3) 銑削外輪廓的進(jìn)給路線 銑削外輪廓的切入切出路徑 藝路線的確定 6、進(jìn)給路線的確定 (4) 銑削內(nèi)槽的進(jìn)給路線 行切 (單向 ) 環(huán)切（往復(fù)） 混合切 藝路線的確定 6、進(jìn)給路線的確定 (5)孔加工的進(jìn)給路線 一 盡量選取最短的進(jìn)給路線，減少空行程的執(zhí)行時(shí)間對(duì)生產(chǎn)率的影響。 二 但對(duì)于位置精度要求較高的孔系加工，則要綜合考慮加工順序的安排，以避免機(jī)床絲杠的反向間隙對(duì)位置精度的影響。 三 采用單方向定位路線或指令， 四 粗加工和精加工可以采用不同的加工順序。 藝路線的確定 藝路線的確定 6、進(jìn)給路線的確定 （ 6）銑削曲面的進(jìn)給路線 銑削曲面的進(jìn)給路線 總之：確定進(jìn)給路線原則是在保證零件加工精度和表面粗糙度的條件下，盡量縮短進(jìn)給路線，以提高生產(chǎn)效率。 具選擇 數(shù)控銑削對(duì)刀具的要求 a、銑刀的剛性要好，已適用于大切削用量的要求，也可適應(yīng) 切削加工中難以調(diào)整切削用量的特點(diǎn)。 b、銑刀的耐用度要高，使磨損減少，提高零件的表面質(zhì)量與 加工精度。 刀具選擇總的原則：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，提高刀具 加工的剛性。 數(shù)控銑床上常用刀具： a、立銑刀 b、面銑 c、磨具銑刀 d、鍵槽銑刀 e、鼓形銑刀 f、成型銑刀 數(shù)控銑削加工中的切削用量包括背吃刀量 削速度 f，根據(jù)切削速度和被加工零件的直徑可以計(jì)算出主軸的轉(zhuǎn)速 n。 選擇切削用量時(shí)，應(yīng)該在切削系統(tǒng)強(qiáng)度、剛性允許的條件下充分利用機(jī)床功率，最大地發(fā)揮刀具的切削性能。所選取的數(shù)值要在機(jī)床給定的切削參數(shù)允許范圍內(nèi)，同時(shí)要使主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量和進(jìn)給量三者都能相互適應(yīng)，形成最佳的切削效果。 具體的原則是：粗加工時(shí)，在考慮加工經(jīng)濟(jì)性的前提下以提高生產(chǎn)率為主；半精 加工 和精 加工 時(shí)，在保證工件加工精度和表面粗糙度的前提下兼顧提高加工效率 。 削用量的選擇 削用量的選擇 1)、背吃刀量的選擇 一般是根據(jù)機(jī)床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)剛度來確定背吃刀量 工藝系統(tǒng)剛度允許的情況下，應(yīng)以最少的進(jìn)給次數(shù)切除加工余量，以提高加工效率。當(dāng)零件的加工精度要求較高時(shí)，需要保留 2)、主軸轉(zhuǎn)速的確定 先要依據(jù)機(jī)床的性能、被加工零件的材料和刀具允許的切削速度，查閱相關(guān)的數(shù)控加工切削用量資料，選取切削速度。在確定了切削速度 vc(m之后 ,根據(jù)工件直徑 n(r。 000式中， 位為 削用量的選擇 3)、進(jìn)給量（進(jìn)給速度）的選擇 進(jìn)給量是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，它直接影響加工表面的粗糙度和切削效率。在確定進(jìn)給量時(shí)，要考慮被加工零件的加工精度和表面粗糙度要求、刀具及工件的材料等因素，在保證加工表面質(zhì)量要求的前提下，可選擇較大的進(jìn)給量，以提高加工效率。 4 數(shù)控銑削加工編程 數(shù)控銑削加工編程具有如下特點(diǎn)： 1首先進(jìn)行合理的工藝分析。 2盡量按照刀具集中法安排加工工序，減少換刀次數(shù)。 3合理設(shè)計(jì)進(jìn)、退刀輔助程序段，選擇換刀點(diǎn)的位置。 4對(duì)于編好的程序，必須進(jìn)行認(rèn)真檢查，并于加工開始前進(jìn)行 試運(yùn)行，減少程序出錯(cuò)率。 5. 自動(dòng)編程要認(rèn)真分析刀路，后處理時(shí)要認(rèn)真細(xì)心。 小結(jié) 通過這次的畢業(yè)論文使我感觸很多 由于初期，在查閱和熟悉資料用的時(shí)間太長，造成后期時(shí)間緊張，時(shí)間沒夠用，在回廠加班的情況下，才按時(shí)完成畢業(yè)論文。在我院雖然學(xué)習(xí)了許多機(jī)械方面的知識(shí)但通過這次論文制定，發(fā)現(xiàn)自己所學(xué)的這點(diǎn)知識(shí)只是大海里的一舀水而已，還有許多知識(shí)要學(xué)習(xí)。 這次論文由于自身的知識(shí)欠缺，不能很好的完成一些高標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)，這也使我下定決心，在今后工作崗位上一定繼續(xù)學(xué)習(xí) 讓自己成為一個(gè)有能力回報(bào)社會(huì)的有用之人。 致 謝 答 辯 完 畢 請(qǐng) 各 位 專 家 教 授 批 評(píng) 指 正