錐球復(fù)合面零件數(shù)控加工自動(dòng)編程【原創(chuàng)課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含UG三維1張CAD圖紙帶過(guò)程工序卡片】-bc01

錐球面零件數(shù)控加工自動(dòng)編程

摘要：數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。數(shù)控一般是通用用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制，因此數(shù)控也稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控。

本文開(kāi)始主要介紹了數(shù)控技術(shù)的制造業(yè)的社會(huì)、行業(yè)背景，數(shù)控技術(shù)人才需求情況，就業(yè)方向。接下來(lái)主要針對(duì)零件展開(kāi)整個(gè)工藝過(guò)程及其工藝分析，即從毛坯到所加工零件這一過(guò)程中的工藝及其相應(yīng)的工藝分析，在此基礎(chǔ)上，借助UG軟件進(jìn)行自動(dòng)編程，完成該零件的數(shù)控加工程序編制，并完成仿真加工，最終后處理出加工程序。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù) 加工工藝 編程 程序

目錄

前言 2

1 數(shù)控技術(shù)的前景 3

1.1制造業(yè)的社會(huì)、行業(yè)背景 3

1.2數(shù)控技術(shù)人才需求情況 3

1.3就業(yè)方向 3

2 零件工藝分析 5

2.1零件圖的分析 5

2.2結(jié)構(gòu)工藝性分析 5

2.3加工方法的選擇 5

2.4工序的劃分 6

2.4.1工序的劃分原則 6

2.4.2工序的劃分方法 6

2.4.3工序的確定 6

2.5機(jī)床的選擇 7

2.6 裝夾方案的選擇 8

2.7刀具的選擇 9

2.8切削用量的選擇 10

2.8.1背吃刀量的選擇 10

2.8.2主軸轉(zhuǎn)速的確定 11

2.9填寫(xiě)機(jī)械加工工藝規(guī)程 12

3 數(shù)控編程加工及仿真 13

3.1 編程方法的選擇 13

3.1.1手工編程 13

3.1.2自動(dòng)編程 13

3.2 編程原點(diǎn)的確定 13

3.3軟件編程操作 14

3.3.1創(chuàng)建刀具 14

3.3.2創(chuàng)建幾何體 15

3.3.3創(chuàng)建加工方法 17

3.4加工仿真 20

3.5后處理 22

總結(jié) 24

致謝 25

參考文獻(xiàn) 26

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目錄 前言 ................................................................................................................................................................. 2 1 數(shù)控技術(shù)的前景 ......................................................................................................................................... 3 造業(yè)的社會(huì)、行業(yè)背景 ............................................................................................................... 3 控技術(shù)人才需求情況 ................................................................................................................... 3 業(yè)方向 .......................................................................................................................................... 3 2 零件工藝分析 ............................................................................................................................................. 5 件圖的分析 ................................................................................................................................... 5 構(gòu)工藝性分析 ............................................................................................................................... 5 工方法的選擇 ............................................................................................................................... 5 序的劃分 ...................................................................................................................................... 6 序的劃分原則 ................................................................................................................... 6 序的劃分方法 ................................................................................................................... 6 序的確定 ........................................................................................................................... 6 床的選擇 ...................................................................................................................................... 7 夾方案的選擇 .............................................................................................................................. 8 具的選擇 ...................................................................................................................................... 9 削用量的選擇 ............................................................................................................................. 10 吃刀量的選擇 ................................................................................................................. 10 軸轉(zhuǎn)速的確定 ................................................................................................................. 11 寫(xiě)機(jī)械加工工藝規(guī)程 ................................................................................................................. 12 3 數(shù)控編程加工及仿真 ................................................................................................................................ 13 程方法的選擇 ............................................................................................................................ 13 工編程 ............................................................................................................................. 13 動(dòng)編程 ............................................................................................................................. 13 程原點(diǎn)的確定 ............................................................................................................................ 13 件編程操作 ................................................................................................................................. 14 建刀具 ............................................................................................................................. 14 建幾何體 ......................................................................................................................... 15 建加工方法 ..................................................................................................................... 17 工仿真 ........................................................................................................................................ 20 處理 ............................................................................................................................................ 22 總結(jié) ............................................................................................................................................................... 24 致謝 ............................................................................................................................................................... 25 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................................... 26 第 1 頁(yè) 共 27 頁(yè) 錐球面零件數(shù)控加工自動(dòng)編程 摘要：數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。數(shù)控一般是通用用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制，因此數(shù)控也稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控。 本文 開(kāi)始 主要介紹了數(shù)控技術(shù)的制造業(yè)的社會(huì)、行業(yè)背景，數(shù)控技術(shù)人才需求情況，就業(yè)方向。接下來(lái)主要針對(duì)零件展開(kāi)整個(gè)工藝過(guò)程及其工藝分析，即從毛坯到所加工零件這一過(guò)程中的工藝及其相應(yīng)的工藝分析，在 此基礎(chǔ)上，借助 件進(jìn)行自動(dòng)編程，完成該零件的數(shù)控加工 程序編制，并完成仿真加工，最終后處理出加工程序 。 關(guān)鍵詞： 數(shù)控技術(shù) 加工工藝 編程 程序 第 2 頁(yè) 共 27 頁(yè) 前言 傳統(tǒng)的機(jī)械加工都是用手工操作普通機(jī)床作業(yè)的，加工時(shí)用手搖動(dòng)機(jī)械刀具切削金屬，靠眼睛用卡尺等工具測(cè)量產(chǎn)品的精度的?，F(xiàn)代工業(yè)早已使用電腦數(shù)字化控制的機(jī)床進(jìn)行作業(yè)了，數(shù)控機(jī)床可以按照技術(shù)人員事先編好的程序自動(dòng)對(duì)任何產(chǎn)品和零部件直接進(jìn)行加工了。這就是我們說(shuō)的“數(shù)控加工”。數(shù)控加工廣泛應(yīng)用在所有機(jī)械加工的任何領(lǐng)域，更是模具加工的發(fā)展趨勢(shì)和重要和必要的技術(shù)手段。 第 3 頁(yè) 共 27 頁(yè) 1 數(shù)控技術(shù)的前景 造業(yè)的社會(huì)、行業(yè)背景 數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)；是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率必不可少的技術(shù)手段；數(shù)控技術(shù)是國(guó)防現(xiàn)代化的重要戰(zhàn)略物質(zhì)；是關(guān)系到國(guó)家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國(guó)家綜合國(guó)力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。加入世貿(mào)組織后，中國(guó)正在逐步變成“世界制造中心”。為了增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力，制造企業(yè)已開(kāi)始廣泛使用先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)數(shù)控機(jī)床操作工短缺 60 萬(wàn)左右。數(shù)控人才短缺已引起中央領(lǐng)導(dǎo)、教育部、勞動(dòng)與社會(huì)保障部等政府部門(mén)的高度重視。 “月薪 6000 難聘數(shù)控技工”、“ 年薪 16 萬(wàn)招不到模具技工”成為全社會(huì)普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。教育部、勞動(dòng)保障部、國(guó)防科工委、信息產(chǎn)業(yè)部、交通部、衛(wèi)生部等六部委決定實(shí)施“職業(yè)院校制造業(yè)技能型緊缺人才培養(yǎng)培訓(xùn)工程”，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)五年培養(yǎng) 30 萬(wàn)以上制造業(yè)技能型緊缺人才的目標(biāo)，以緩解我國(guó)勞動(dòng)力市場(chǎng)技能型人才的緊缺狀況。 控技術(shù)人才需求情況 數(shù)控技術(shù)人才需求量的大小和人才需求的類(lèi)型、層次、質(zhì)量等取決于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和制造業(yè)的發(fā)展程度、水平，也取決于用人單位自身的管理要求、發(fā)展趨勢(shì)等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，制造業(yè)較發(fā)達(dá)的德國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)家的數(shù)控機(jī)床占生產(chǎn)設(shè)備的 70%以上，我國(guó)制造業(yè)與國(guó)際先進(jìn)工業(yè)國(guó)家相比存在著很大的差距，據(jù)機(jī)械協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)制造業(yè)數(shù)控機(jī)床擁有量不足總量的 2%，而且近幾年來(lái)都以 35%以上的速度在增長(zhǎng)，對(duì)于目前我國(guó)現(xiàn)有的有限數(shù)量的數(shù)控機(jī)床也未能充分利用。雖然原因是多方面的，但數(shù)控人才的匱乏無(wú)疑是主要原因之一。 隨著制造業(yè)信息化工程的進(jìn)一步推進(jìn)，利用高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，提高企業(yè)的技術(shù)裝備水平和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，制造設(shè)備的大規(guī)模數(shù)控化，社會(huì)對(duì)數(shù)控技術(shù)人才的需求進(jìn)一步增加。 業(yè)方向 從事生產(chǎn)管理、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)，數(shù)控編程與加工操作，數(shù)控設(shè) 備安裝、調(diào)試與操作，數(shù)控設(shè)備故障診斷與維修、改造及售后服務(wù)等工作。 數(shù)控行業(yè)從業(yè)人員大致可分為三個(gè)層次： 1、藍(lán)領(lǐng)層：即數(shù)控操作技工 ,精通機(jī)械加工和數(shù)控加工工藝知識(shí) ,熟練掌握數(shù)控機(jī)床的操作和手工編程 ,了解自動(dòng)編程和數(shù)控機(jī)床的簡(jiǎn)單維護(hù)維修 ,此類(lèi)人員市場(chǎng)需求量大 ,適合作為車(chē)間的數(shù)控機(jī)床操作工人 ,但由于其知識(shí)較單一 ,其工資待遇不會(huì)大高。 2、灰領(lǐng)層：其一 ,數(shù)控編程員：掌握數(shù)控加工工藝知識(shí)和數(shù)控機(jī)床的操作 ,熟悉復(fù)雜模具的設(shè)計(jì)和制造專(zhuān)業(yè)知識(shí) ,熟練掌握三維 件 ,如 等；熟練掌握數(shù)控自動(dòng)編程、 手工編程技術(shù)。此類(lèi)人員需求量大 ,尤其在模具行業(yè)非常受歡迎 ,待遇也很高。其二 ,數(shù)控機(jī)床維護(hù)、維修人員：掌握數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)電聯(lián)調(diào) ,掌握數(shù)控機(jī)床的操作與編程 ,熟悉各種數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)、軟硬件結(jié)構(gòu)、 參數(shù)設(shè)置。精通數(shù)控機(jī)床的機(jī)械和電氣的調(diào)試和維修。此類(lèi)人員需求量相對(duì)少一些 ,但培養(yǎng)此類(lèi)人員非常不易 ,需要大量實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的積累 ,非常缺乏 ,其待遇也較高。 第 4 頁(yè) 共 27 頁(yè) 3、金領(lǐng)層：屬于數(shù)控通才 ,具備并精通數(shù)控操作技工、數(shù)控編程員和數(shù)控維護(hù)、維修人員所需掌握的綜合知識(shí) ,并在實(shí)際工作中積累了大量實(shí)際經(jīng)驗(yàn) ,知識(shí)面很廣。精通數(shù)控機(jī)床的 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)控系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì) ,掌握數(shù)控機(jī)床的機(jī)電聯(lián)調(diào)。能自行完成數(shù)控系統(tǒng)的選型、數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和維修。能獨(dú)立完成機(jī)床的數(shù)控化改造．是企業(yè) (特別是民營(yíng)企業(yè) )的搶手人才 ,其待遇非常之高。 第 5 頁(yè) 共 27 頁(yè) 2 零件工藝分析 件圖的分析 如圖 2示零件，該零件是一種典型的銑削零件，其主要由外形輪廓、型腔輪廓、孔 、 凹槽 等特征組成，其輪廓主要由 圓弧 和直線(xiàn)構(gòu)成。 圖 2件圖 構(gòu)工藝性分析 零件的技術(shù)要求主要包括尺寸精度、形位公差、表面質(zhì)量等一些方面的分析。該零件的尺寸精度要求較高，最 高精度達(dá)到± 此在加工時(shí)要選擇合理的刀具和切削用量；形位公差要求 工件上表面垂直及對(duì) A 基準(zhǔn) 為 且平行度對(duì) B 件 φ 36 孔 的表面質(zhì)量要求 余表面粗糙度 為全部 數(shù)控銑削中可以達(dá)到 上，所以可以滿(mǎn)足此技術(shù)要求。 工方法的選擇 1 上下兩平面的加工方法 其表面粗糙度要求 寸精度較高，故其加工方法可按照粗、精加工進(jìn)行，在粗銑后留取 余量進(jìn)行精銑。 2 側(cè)面的加工方法 其側(cè)面的尺寸精度和表面粗糙度要求均不高，可直 接進(jìn)行粗銑即可 3 凹槽輪廓的加工方法 第 6 頁(yè) 共 27 頁(yè) 其表面粗糙度要求不高，尺寸精度較高，且 X、 Y 向的加工余量較大，故其加工方法需按照粗、精加工進(jìn)行，且粗加工時(shí)余量較多，需要進(jìn)行 X、 Y 向分層銑削。 4 孔的加工方法 孔的精度要求較高，故選擇其加工方法為先鉆孔，再進(jìn)行銑孔至圖紙尺寸要求。 螺紋孔先進(jìn)行鉆孔加工，在進(jìn)行攻牙加工。 序的劃分 序的劃分原則 工序的劃分可以采用兩種不同的原則：工序集中原則和工序分散原則。 工序集中的原則就是指每道工序包括可能多的加工內(nèi)容。將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)容內(nèi)完成。工序 集中一般使用結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械化，自動(dòng)化程度高的機(jī)床。因此工序集中的特點(diǎn)是： 1）減少了設(shè)備的數(shù)量，減少了操作工人和生產(chǎn)面積。 2）減少工序數(shù)目，減少運(yùn)輸工作量，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)計(jì)劃工作，縮短了生產(chǎn)周期。 3）減少了工件的裝夾次數(shù)，不僅有利于提高生產(chǎn)率，而且由于一次裝夾下加工了許多的表面，也易于保證這些表面的加工精度。 4）工序分散原則就是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行。每道工序的加工內(nèi)容很少，最小時(shí)即每道工序僅完成一個(gè)簡(jiǎn)單的工步。其特點(diǎn)是： ①采用了比較簡(jiǎn)單的機(jī)床和工藝設(shè)備。 ②對(duì)工人的技術(shù)要求低。 ③生產(chǎn)設(shè)備 工作量小，容易變換產(chǎn)品。 ④設(shè)備數(shù)量少，工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大。 序的劃分方法 （ 1）按所用的刀具劃分。即在一次安裝過(guò)程中盡可能用一把刀具加工出可能加工的所有部分，然后再換另一把刀加工其他的部位。即以同一把刀具完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序。 （ 2）按安裝次數(shù)劃分。即以每一次裝夾完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序。這種方法適應(yīng)于加工內(nèi)容不多的工件。 （ 3）按粗、精加工劃分。即以粗加工中完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序，精加工中完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序。這種方法使用于加工后變形較大，需要粗 、精加工分開(kāi)的零件。 （ 4）按加工部位劃分。即以完成相同型面的那一部分工藝過(guò)程為一道工序。對(duì)于加工表面多而復(fù)雜的零件，可以按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為幾個(gè)加工部分，每一部分為一道工序。 序的確定 綜上所述，對(duì)該零件的加工工序進(jìn)行了如下安排： 工序 1 下料 156序 2 銑削 六個(gè) 平面，保證粗糙度為 序 3 對(duì)面上所有的孔鉆中心孔 工序 4 對(duì) 22 的孔進(jìn)行加工 工步 1 使用φ 麻花鉆進(jìn)行鉆孔 。 工步 2 使用φ 12 的鉸刀進(jìn)行鉸孔 ， 至圖紙尺寸要求 。 工序 5 對(duì) 2螺紋孔進(jìn)行加工 工步 1 使 用φ 麻花鉆進(jìn)行鉆孔 第 7 頁(yè) 共 27 頁(yè) 工步 2 使用 絲錐進(jìn)行攻牙 工序 6 對(duì) 31凹槽進(jìn)行銑削加工 工步 1 使 用φ 12 的立銑刀進(jìn)行加工，留有精加工余量 工步 2 使 用φ 12 的立銑刀進(jìn)行精加工，致圖紙尺寸要求 工序 7 對(duì)φ 36 的孔進(jìn)行銑削加工 工步 1 使 用φ 12 的立銑刀進(jìn)行加工，留有精加工余量 工步 2 使 用φ 12 的立銑刀進(jìn)行精加工，致圖紙尺寸要求 工序 8 對(duì) 異形的凹槽及曲面進(jìn)行銑削加工 工步 1 使 用φ 12 的立銑刀進(jìn)行加工，留有精加工余量 工步 2 使 用φ 12 的立銑刀進(jìn)行精加工，致圖紙尺寸要求 工步 2 使用φ 6 球刀到曲面進(jìn)行加工 工序 9 清洗、 去 毛刺。 工序 10 終檢。 床的選擇 零件的所有工序都可以在數(shù)控銑床或加工中心上完成，其外形銑削可以采用立銑刀進(jìn)行銑削；型腔的加工，可選擇先預(yù)鉆底孔，然后再采用立銑刀進(jìn)行型腔銑削加工；臺(tái)階則可以選擇稍大一點(diǎn)的立銑刀進(jìn)行加工，這樣可以減少切入次數(shù)，從而增加生產(chǎn)效率。 圖 2控 銑床 由于該零件屬于單件小批量生產(chǎn)，因此不用考慮生產(chǎn)效率等問(wèn)題，只要在能夠保證其精度要求的前提下選擇相應(yīng) 的設(shè)備進(jìn)行加工即可，但為了減少人為的換刀量，根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床，確定選擇由大連機(jī)床集團(tuán)生產(chǎn)的 列數(shù)控立式加工中心圖 2D 系列立式數(shù)控銑床是大連機(jī)床集團(tuán)公司引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的新一代數(shù)控機(jī)床， 其主要技術(shù)參數(shù)如下： 表 2術(shù)參數(shù)表 第 8 頁(yè) 共 27 頁(yè) 夾方案的選擇 在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)該減小裝夾的次數(shù)，盡量做到在一次安裝中能夠把零件上所有要加工的表面都加工出來(lái)。一般選擇零件上不需要銑削加工的表面或者孔作為定位基準(zhǔn)。對(duì)于薄壁的零件，選擇的定位基準(zhǔn)應(yīng)該有利于提高加工的剛性，以減小切削變形。并且定位基準(zhǔn)應(yīng)該和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合以減小定位誤差對(duì)尺寸精度的影響。 選擇工件的定位基準(zhǔn)，實(shí)際上是確定工件的定位基面。根據(jù)選定的基面加工與否，又將定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。在起始工序中，只能選擇未經(jīng)加工的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)稱(chēng)為粗基準(zhǔn)。用加工過(guò)的表面作為定 位基準(zhǔn)，則稱(chēng)為精基準(zhǔn)。 在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，是從保證工件精度要求出發(fā)的，因此分析定位基準(zhǔn)選擇的順序應(yīng)為從精基準(zhǔn)到粗基準(zhǔn)。 （ 1）精基準(zhǔn)的選擇原則 選擇精基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)能保證加工精度和裝夾可靠、方便，可按照基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一、自為基準(zhǔn)、互為基準(zhǔn)、便于裝夾等原則進(jìn)行選擇。 根據(jù)其原則，確定該零件的精基準(zhǔn)為零件的外輪廓及零件底面。 （ 2）粗基準(zhǔn)的選擇原則 選擇粗基準(zhǔn)要求應(yīng)能保證加工面與不加工面之間的位置要求并合理分配加工面的余量，同時(shí)要為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)，可按照非加工表面、加工余量最小、重要表面、 第 9 頁(yè) 共 27 頁(yè) 不重復(fù)使用、便于工件 裝夾等原則進(jìn)行選擇。 根據(jù)其原則，確定該零件的粗基準(zhǔn)為毛坯外邊及底面。 在選擇夾具的時(shí)候有兩個(gè)基本的要求。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(duì)的固定；二是：要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。 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)試夾具及其它通用夾具，來(lái)縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。在成批量生產(chǎn)時(shí)，采用專(zhuān)用夾具，來(lái)提高效率。在選擇夾具時(shí)還要保證零件的裝卸要快速、方便、可靠。夾具上各部件應(yīng)不妨礙機(jī)床對(duì)零件各表面的加工。 根據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)工藝性，確定該零件的加工選擇通用夾具機(jī)用平口虎鉗 (圖 2行裝夾，在裝夾時(shí)限制零件的 個(gè)自由度，零件與夾具體接觸的位置應(yīng)當(dāng)墊上墊鐵，以確保零件的水平及保護(hù)零件不受到損傷。 圖 2用平口虎鉗 具的選擇 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的主要內(nèi)容之一，不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工的質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床在選用刀具時(shí)，通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具的要求比普通機(jī)床要高、除了要求較好的剛性和尺寸穩(wěn)定性、較長(zhǎng)的壽命、良好的切削性能外，還要求安裝調(diào)整方便。選擇刀具時(shí)，還要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相 適應(yīng)，即選擇的刀具的幾何形狀應(yīng)依據(jù)加工曲面的具體情況而定。 （ 1）刀具選擇的基本要求 刀具的剛性要好。為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量時(shí)，需要?jiǎng)傂院玫牡毒撸瑒傂圆畹牡毒咴诖笄邢饔昧繒r(shí)很容易斷刀。要保證被加工表面的形狀精度，用剛性差的刀具在大切削力的作用下，會(huì)產(chǎn)生變形而形成讓刀，使加工的型面出現(xiàn)斜面。當(dāng)被加工的零件表面的加工的余量不一樣的時(shí)候，若采用剛性好的刀具就可以不必?fù)Q刀，從而減少了換刀次數(shù)。 刀具的耐用度要高。由于數(shù)控銑床靠程序來(lái)控制精度，刀具如果磨損很快，則被加工零件的尺寸精度和型面精度就很難保證，故要 用耐用度高的刀具。同時(shí)，刀具參數(shù)、 第 10 頁(yè) 共 27 頁(yè) 幾何角度、排屑性能等因素也要綜合的考慮。 （ 2）數(shù)控加工刀具材料 高速鋼。又稱(chēng)白鋼，它含有 W 、 V、 元素。它不僅可以用來(lái)制造鉆頭、銑刀，還可以用量制造齒輪刀具、成形銑刀等復(fù)雜刀具。但由于其允許的切削速度較低（ 50m/所以大多用于數(shù)控機(jī)床的低速加工。 硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金是有硬度和熔點(diǎn)都很高的碳化物（ ），用 co mo 中速和大切削中發(fā)揮出優(yōu)良的切削性能。常用的硬質(zhì)合金有鎢鈷合金、鎢鈦合金等。 陶瓷材料。 陶瓷是含有金屬氧化物和氮化物的無(wú)機(jī)非金屬材料。陶瓷材料具有高硬度、高強(qiáng)度、耐磨性好、化學(xué)性能穩(wěn)定性好、摩擦因素低、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。 立方氮化硼（ 人工合成的高硬度材料，其硬度和耐磨性?xún)H次于金剛石，有極好的高溫硬度，與陶瓷材料相比，其耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性稍差，但沖擊韌度和抗破壞性能較好。 聚晶金剛石（ 為最硬的刀具材料，硬度很高，具有很好的耐磨性，它能夠以高硬度和高精度加工軟的有色金屬材料，但它對(duì)沖擊敏感，容易破裂，而且對(duì)黑色金屬中的鐵的親和力強(qiáng)，容易引起化學(xué)反應(yīng)，一般只能用于加 工非鐵零件。 綜上所述，根據(jù)該零件的加工需求，確定該零件的刀具如表 2示： 表 2數(shù)控加工刀具卡片 刀具號(hào) 刀具名稱(chēng) 刀具規(guī)格 加工表面 刀具材料 銑刀 ￠50銑刀 表面 02 中心轉(zhuǎn) ￠3孔 高速鋼 花鉆 ￠孔 高速鋼 刀 ￠12孔 高速鋼 花鉆 ￠孔 高速鋼 錐 孔 高速鋼 銑刀 ￠12外形輪廓 硬質(zhì)合金 頭刀 ￠6 面 輪廓 硬質(zhì)合金 削用量的選擇 數(shù)控編程時(shí)，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(xiě)入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進(jìn)給速度。對(duì)于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量。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)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。 合理的選擇切削用量，對(duì)零件的表面質(zhì)量、精度、加工效率影響很大。切削用量包括主軸的轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進(jìn)給量。 合理選擇切削用量的原則：粗加工時(shí)，一般以提高效率為主 ，并考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)該在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性、加工成本。 吃刀量的選擇 背吃刀量。選擇背吃刀量的主要依據(jù)是機(jī)床、夾具、刀具和工件的剛度。在剛度允許的情況下，盡量選擇較大的背吃刀量來(lái)減少進(jìn)給次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。但在工藝系統(tǒng) 第 11 頁(yè) 共 27 頁(yè) 剛性不足或毛坯余量很大，或余量不均勻時(shí)，粗加工要分幾次進(jìn)給，并且應(yīng)該把第一、二次進(jìn)給的背吃刀量盡量取得大一些。在加工鑄、鍛件時(shí)應(yīng)該盡量使背吃刀量大于硬皮層的厚度，以保護(hù)刀尖。 背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛性來(lái)決定，在剛度允許 的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件加工余量（除去精加工量），這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般為 00體背吃刀量參照表 2行選擇，如下表所列： 表 2吃刀量 粗 精 外輪廓加工 010孔 隨進(jìn)刀次數(shù)依次減少。 鉸孔 隨進(jìn)刀次數(shù)依次減少。 軸轉(zhuǎn)速的確定 主軸轉(zhuǎn)速。主軸轉(zhuǎn)速主要根據(jù)允許的切削速度選取。而刀具的切削速度主要根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量、刀具的耐用度來(lái)、工件材料的強(qiáng)度和硬 度以及切削加工性來(lái)選取。而切削速度與主軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下公式所示： ?? ?1000 式中 : 切削刃選定點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的工件或刀具的最大回轉(zhuǎn)直徑 ,單位為 mm 位為 r/切削速度，單位為 m/給量（ mm/ mm/r）。進(jìn)給量的 選取主要根據(jù)零件的加工精度和表面的粗糙度以及刀具、工件材料性質(zhì)來(lái)選取。當(dāng)零件的加工精度、表面粗糙度要求高 時(shí)，進(jìn)給量應(yīng)該取小值。最大進(jìn)給量受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制，并與脈沖當(dāng)量有關(guān)。 總之切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類(lèi)比方法確定。同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。 綜上所述，確定該零件的切削用量如表 2示。 表 2削用量表 加工部位 刀具號(hào) 主軸轉(zhuǎn)速 r/給速度 mm/吃刀量 面加工 00 150 1 中心鉆鉆孔 200 50 1 麻花鉆鉆孔 00 50 1 鉸 孔 200 40 花鉆鉆孔 000 50 1 攻牙 00 150 外輪廓 800 400 1 曲面輪廓 000 500 第 12 頁(yè) 共 27 頁(yè) 寫(xiě) 機(jī)械加工工藝規(guī)程 詳細(xì)機(jī)械加工工藝規(guī)程見(jiàn)附件 第 13 頁(yè) 共 27 頁(yè) 3 數(shù)控編程 加工及 仿真 程方法的選擇 數(shù)控編程方法可分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。 工編程 手工編程是指主要由人工來(lái)完成數(shù)控機(jī) 床程序編制各個(gè)階段的工作。當(dāng)被加工零件形狀不十分復(fù)雜和程序較短時(shí)，都可以采用手工編程的方法。 手工編程在目前仍是廣泛采用的編程方式，即使在自動(dòng)編程高速發(fā)展的將來(lái)，手工編程的重要地位也不可取代，仍是自動(dòng)編程的基礎(chǔ)。在先進(jìn)的自動(dòng)編程方法中，許多重要的經(jīng)驗(yàn)都來(lái)源于手工編程，并不斷豐富和推動(dòng)自動(dòng)編程的發(fā)展。 動(dòng)編程 自動(dòng)編程是指借助數(shù)控語(yǔ)言編程系統(tǒng)或圖形編程系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)來(lái)自動(dòng)生成零件加工程序的過(guò)程。編程人員只需根據(jù)加工對(duì)象及工藝要求，借助數(shù)控語(yǔ)言編程系統(tǒng)規(guī)定的數(shù)控編程語(yǔ)言或圖形編程系統(tǒng)提供的圖形菜單功 能，對(duì)加工過(guò)程與要求進(jìn)行較簡(jiǎn)便的描述，而由編程系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出加工運(yùn)動(dòng)軌跡，并輸出零件數(shù)控加工程序。由于在計(jì)算機(jī)上可自動(dòng)地繪出所編程序的圖形及進(jìn)給軌跡，所以能及時(shí)地檢查程序是否有錯(cuò)，并進(jìn)行修改，得到正確的程序。 綜合考慮該零件的外形，確定該零件采用 件自動(dòng)編程的方法進(jìn)行編制，這樣做可以通過(guò)加工仿真更明確的發(fā)現(xiàn)程序是否有錯(cuò)誤。 程原點(diǎn)的確定 工件坐標(biāo)原點(diǎn)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。也稱(chēng)工件原點(diǎn)或編程原點(diǎn)，其位置由編程者自行確定。工件原點(diǎn)的確定的原則是簡(jiǎn)化編程計(jì)算，故應(yīng)盡量將工件原點(diǎn)設(shè)在零件圖的尺寸基準(zhǔn)或工藝基 準(zhǔn)處。本次設(shè)計(jì)采用軟件自動(dòng)編程，為了對(duì)刀方便選擇零件 交點(diǎn)上， 圖 3紅色點(diǎn)所示 第 14 頁(yè) 共 27 頁(yè) 圖 3件坐標(biāo)原點(diǎn) 件編程操作 建刀具 在 工環(huán)境中，點(diǎn)擊左上角的“創(chuàng)建刀具”按鈕，分別創(chuàng)建 銑刀、 麻花鉆等幾把刀。如圖 3 3示。 圖 3具列表 圖 3具創(chuàng)建 在彈出的對(duì)話(huà)框中，輸入刀具的詳細(xì)參數(shù)，如下所示圖 3 第 15 頁(yè) 共 27 頁(yè) 圖 3具參數(shù) 建立 第一把刀具為 φ 3m 的 中心轉(zhuǎn) 。第 二 把刀具為 φ 麻花鉆 ，具長(zhǎng)度為 50刃長(zhǎng)度為 35刃為 2。第 三 把刀具為 φ 12m 的 鉸刀 ，第四把刀具為φ 麻花鉆，第五把刀具為 絲錐， 第 六 把刀具為 φ 12m 的立銑刀，刀具直徑為 10m，刀具長(zhǎng)度為 75刃長(zhǎng)度為 50 七 把刀具為 φ 6 球頭刀 。 建幾何體 在 工環(huán)境中，點(diǎn)擊左上角的“創(chuàng)建幾何體”按鈕，輸入名稱(chēng)，點(diǎn)擊確定，如圖 3 3示。并在相應(yīng)坐標(biāo)系下創(chuàng)建加工幾何體。 圖 3何體 圖 3話(huà)框 選擇指定 擇自動(dòng)判斷，點(diǎn)擊工件表面。軟件自動(dòng)判斷表面中心店為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。如圖 3示。 第 16 頁(yè) 共 27 頁(yè) 圖 3立工件坐標(biāo)系 在 工環(huán)境中，點(diǎn)擊左上角的“創(chuàng)建幾何體”按鈕，輸入名稱(chēng)，點(diǎn)擊確定，如圖 3 3示。并在相應(yīng)坐標(biāo)系下創(chuàng)建工件幾何體。 圖 3何體 圖 3話(huà)框 選擇指定部件，點(diǎn)擊選擇對(duì)象，選中工件即可（圖 3后點(diǎn)擊確定。對(duì)話(huà)框返回到圖 3話(huà)框頁(yè)面，選擇指定毛坯，選擇包容塊即可如圖 3 第 17 頁(yè) 共 27 頁(yè) 圖 3定部件 圖 3定毛坯 建加工方法 （ 1）第 一 步為鉆孔加工，用來(lái)對(duì)零件表面的孔進(jìn)行鉆削，幾何體選擇 削模式選擇標(biāo)準(zhǔn)鉆，最小安全距離為 5孔距離為 圖 3示。生成刀路圖為圖 3示 圖 3工參數(shù)設(shè)定 圖 3路圖 （ 2）粗加工，在設(shè)定好刀具、幾何體后。第一步為粗加工型腔銑 來(lái)加工零件的外表面，以及內(nèi)輪廓，為了更好更快速地去除大量材料，因此選用直徑為12m 的粗銑刀。加工方法選擇 銑，幾何體選擇 削模式選擇跟隨部件。刀具直徑百分比為 50，最大距離為 1圖 3示。生成刀路圖為圖3示 第 18 頁(yè) 共 27 頁(yè) 圖 3工參數(shù)設(shè)定 圖 3路圖 圖 3路圖 （ 3）第 三 步為側(cè)壁精加工 來(lái)進(jìn)一步加工零件的側(cè)壁，去除粗加工余量，因此選用直徑為 12 的精加工銑刀。加工方法選擇 何體選擇 削模式選擇配置文件 。如圖 3示。生成刀路圖為圖 3示 第 19 頁(yè) 共 27 頁(yè) 圖 3工參數(shù)設(shè)定 圖 3路圖 （ 4） 其余加工操作，依據(jù)上述所講進(jìn)行操作加工，最終生成刀路圖，圖下圖所示。 圖 3路圖 第 20 頁(yè) 共 27 頁(yè) 圖 3面加工 刀路圖 工仿真 在文章的最后，為了效驗(yàn)本次設(shè)計(jì)，安排的切削參數(shù)，工藝路線(xiàn)，機(jī)床選擇，刀具選擇等，是否合理，我們使用 件的仿真加工功能，確定刀路是否合理，是否有過(guò)切，撞刀等問(wèn)題。 選中所有加工程序，點(diǎn)擊軟件上的確定刀軌，選擇 2D 動(dòng)態(tài)仿真。點(diǎn)擊開(kāi)始，得如下圖 3 第 21 頁(yè) 共 27 頁(yè) 圖 3真加工過(guò)程 第 22 頁(yè) 共 27 頁(yè) 圖 3真加工過(guò)程 圖 3真最終圖樣 通過(guò)本次加工仿真，確定本次設(shè)計(jì)中使用的，工藝路線(xiàn)安排，刀具、機(jī)床、切削參數(shù)的選擇，正確合理，符合加工需要。 處理 先在操作導(dǎo)航器中選中各銑削圖標(biāo)，然后在“加工操作”工具條中單擊“后處理” 第 23 頁(yè) 共 27 頁(yè) 按鈕，在“后處理”對(duì)話(huà)框中，后處理選擇“ 單位選擇“公制 /部件” ，單擊“確定”后，系統(tǒng)就會(huì)生成 加工 操作的 工代碼，如圖 3示 。 圖 3工代碼 第 24 頁(yè) 共 27 頁(yè) 總結(jié) 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的時(shí) 間，畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作已經(jīng)完成。通過(guò)對(duì)零件數(shù)控銑加工工藝與編程課題的認(rèn)真學(xué)習(xí)和研究，基本掌握了零件數(shù)控銑加工工藝分析的方法和編程的技巧，同時(shí)也通過(guò)對(duì)具體零件的數(shù)控銑加工工藝的分析、編程及模擬仿真，最終加工出了對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品。 畢業(yè)設(shè)計(jì)前期，通過(guò)對(duì)數(shù)控銑加工工藝和編程知識(shí)的儲(chǔ)備，學(xué)習(xí)到了關(guān)于數(shù)控銑發(fā)展的方向及其特點(diǎn)，并且通過(guò)對(duì)加工工藝的學(xué)習(xí)，較好的掌握了數(shù)控銑加工工藝的特點(diǎn)，及其在編寫(xiě)加工工藝時(shí)，應(yīng)該注意那些問(wèn)題等等。而且通過(guò)對(duì)數(shù)控銑編程指令的熟悉和簡(jiǎn)單的應(yīng)用，掌握了一些常用的編程指令。通過(guò)對(duì)循環(huán)中參數(shù)的學(xué)習(xí)，更加清 晰的掌握了在調(diào)用循環(huán)過(guò)程中其實(shí)際的加工過(guò)程。畢業(yè)設(shè)計(jì)的后期，通過(guò)對(duì)具體零件的分析和編程，更進(jìn)一步的掌握了數(shù)控加工工藝和編程的特點(diǎn)。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也遇到了很多的困難，充分體會(huì)到了理論必須與實(shí)際相結(jié)合。雖然在畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期和設(shè)計(jì)過(guò)程中，搜集了大量關(guān)于數(shù)控銑加工工藝和編程的資料，但是在實(shí)際的工藝分析和數(shù)控編程中還是遇到了很多的理論與實(shí)際不同的困難。許多問(wèn)題在書(shū)本上都是這樣，而在實(shí)際運(yùn)用中卻是那樣，但幸運(yùn)的是通過(guò)老師的幫助和多次分析修改后，最終完成了加工工藝的分析和編程，并且加工出了相應(yīng)的產(chǎn)品。在畢業(yè)設(shè) 計(jì)的過(guò)程中，要邊學(xué)習(xí)，變實(shí)踐，每當(dāng)遇到新的問(wèn)題時(shí)，就要不斷的努力和探索，切忌心浮氣躁。 第 25 頁(yè) 共 27 頁(yè) 致謝 通過(guò)幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我從中學(xué)到了不少的東西，并且最終順利的完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。但是在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了許多的困難。比如，在剛領(lǐng)到數(shù)控銑加工工藝與編程的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)時(shí)，感覺(jué)對(duì)于本設(shè)計(jì)任務(wù)無(wú)從下手，最終通過(guò)文廣老師的耐心指導(dǎo)，才解決了疑惑，使的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作順利的開(kāi)展。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中也遇到了不少的困難，尤其是越到畢業(yè)設(shè)計(jì)的后期，自己遇到的困難就越來(lái)越多，但每一次通過(guò)老師的耐心講解都能將問(wèn)題順利的解決。 沒(méi)有老 師們無(wú)私的幫助，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作就很難開(kāi)展，畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)就很難完成。因此，非常的感謝老師們的無(wú)私幫助。 第 26 頁(yè) 共 27 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1]張亞力編著 工中心）編程與零件加工 [M]化學(xué)工業(yè)出版社 ,2]王明紅主編 M]清華大學(xué)出版社 ,3]關(guān)雄飛主編 M]機(jī)械工業(yè)出版社 ,4]趙生超，李錫江主編 典學(xué)習(xí)手冊(cè) [M]兵器工業(yè)出版社 ,5]劉永 利主編 M]機(jī)械工業(yè)出版社 ,6]劉鵬 主編 00 例 [M]機(jī)械工業(yè)出版社 ,7]朱立義主編 目化教程 [M]蘇州大學(xué)出版社 ,8]張明建，楊世成 主編 M]清華大學(xué)出版社， 9]游賢容 J] .《考試周刊》 2009 年第 06 期 10] 侯臘梅 J] .《大眾科技》 2011 年第 06 期