槽板、復(fù)雜型面蓋板的數(shù)控銑加工工藝設(shè)計及編程仿真含NX三維及CAD圖,槽板,復(fù)雜,繁雜,蓋板,數(shù)控,加工,工藝,設(shè)計,編程,仿真,nx,三維,cad 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 槽板 零件名稱 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 1 火焰切割 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 板材 155*110*30 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 皂化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 背吃刀量 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 火焰切割 2序 調(diào)質(zhì)處理 設(shè) 計（日 期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 槽板 零件名稱 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 3 普銑 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 板材 155*110*30 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 皂化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 背吃刀量 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑六方 盤刀 800 60 0.1 1 2 設(shè) 計（日 期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 槽板 零件名稱 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 3 立加 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 板材 155*110*30 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 皂化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 背吃刀量 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 銑平面 Φ80盤銑刀 800 80 300 1 2 2 銑凸臺 φ16mm銑刀 2500 80 500 1 5 3 銑凹槽 φ6mm銑刀 2500 80 500 1 2 4 加工薄壁 3500 120 500 1 5 5 點孔 中心鉆 1500 18 30 1 1 6 鉆孔 φ9.8mm鉆頭 800 30 30 1 7 鉸孔 φ10H7鉸刀 150 10 30 1 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 槽板 零件名稱 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 4 鉗工去毛刺 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 板材 155*110*30 1 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 三爪卡盤 皂化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 背吃刀量 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 去毛刺 5序 終檢 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 復(fù)雜端蓋零件數(shù)控加工工藝分析及自動編程 摘 要 隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，數(shù)控加工技術(shù)對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為效率、質(zhì)量是先進制造技術(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)周期和提高市場競爭能力。而對于數(shù)控加工,無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對一些工藝問題(如對刀點、加工路線等)也需做一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的產(chǎn)品。 本文根據(jù)數(shù)控機床的特點，針對具體的零件，進行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數(shù)控加工程序編制。通過整個工藝的過程的制定，充分體現(xiàn)了數(shù)控設(shè)備在保證加工精度，加工效率，簡化工序等方面的優(yōu)勢。 關(guān)鍵詞 工藝分析　加工方案　進給路線　控制  目 錄 摘 要 1 1、圖形分析 5 1.1零件分析 5 1.2毛坯的確定 6 1.21常見的毛坯種類 6 1.22毛坯的選擇原則 7 1.23毛坯的確定 8 1.3.夾具選擇 8 1.31夾具的種類 8 1.32常見的裝夾方式 9 1.33 夾具的確定 9 1.4 機床的選擇 9 2 刀具的選擇 10 2.1刀具材料選擇的基本要求 10 2.2刀具材料分析 11 2.3 刀具選擇原則 13 3、工藝路線 13 3.1定位基準的選擇 13 3.2 加工順序的安排 15 3.3 加工方案的確定 16 3.4切削用量的選擇 16 3.41 確定背吃刀量 16 3.42確定主軸轉(zhuǎn)速 16 3.43 確定進給速度 17 4、數(shù)控加工工序卡片 19 4.1 工藝過程卡 19 4.2工序卡 19 5、 程序清單 24 5.1UGCAM編程的具體操作 24 5.2零件加工過程 31 6、廢品的分析及問題的解決 32 結(jié)束語 33 致謝詞 34 參考文獻 35  緒 論 數(shù)控加工就是泛指在數(shù)控機床上進行零件加工的工藝過程。數(shù)控機床是一種用計算機來控制的機床，用來控制機床的計算機不管是專用計算機，還是通用計算機都統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控機床的運動和輔助動作均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令。在數(shù)控機床上加工零件與在普通機床上加工零件，其加工方法并無多大差異，但是在機床的運動控制上卻有很大的區(qū)別。在普通機床加工時，機床的運動受控于操作工人。如機床的開啟、主軸轉(zhuǎn)速的變換、走刀路徑、運動部件的位移量，以及機床的停止等都是依靠操作工人來控制的。在數(shù)控機床上加工零件時，機床的運動和輔助動作的實現(xiàn)均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令。而數(shù)控系統(tǒng)的指令是由程序員根據(jù)工件的材質(zhì)、加工要求、機床的特性和系統(tǒng)所規(guī)定的指令格式編制的。編寫加工指令的過程就稱為編程。所謂編程，就是把加工零件的工藝過程、工參數(shù)、運動要求用數(shù)字指令形式記錄在介質(zhì)上，并輸入數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)程序指令向伺服裝置和其它功能部件發(fā)出運動或終斷信息來控制機床的各種運動。當零件的加工程序結(jié)束時，機床便會自動停止。任何一種數(shù)控機床，在其數(shù)控系統(tǒng)中若沒有輸入程序指令，數(shù)控機床不能工作。 要提高加工效率，首先必須提高切削和進給速度，同時，還要縮短加工時間；要確保加工質(zhì)量，必須提高機床部件運動軌跡的精度，而可靠性則是上述目標的基本保證。為此，必須要有高性能的數(shù)控裝置作保證。 1、圖形分析 1.1零件分析 圖1-1 復(fù)雜端蓋零件二維零件圖 圖1-2 復(fù)雜端蓋零件三維零件圖 由圖紙可以看出零件的加工內(nèi)容主要包括平面銑削，型腔銑削，凸臺銑削，薄壁加工，孔加工等內(nèi)孔，其中凸臺銑削和薄壁銑削五一是本；例的難點所在，由于凸臺分布比較密集，凸臺加工時需要考慮凸臺之間的干涉，選用合適的刀具進行加工，防止過切，薄壁件的加工難點在于，加工變形的控制，在加工過程中必須控制薄壁件的變形，可以采用粗加工，半精加工，精加工分開進行，粗加工時由于切削量比較大，切削力也很大，防止過大的切削力導(dǎo)致薄壁變形，對薄壁的內(nèi)側(cè)和外側(cè)進行粗加工，預(yù)留一定的加工余量然后進行精加工，加工余量的預(yù)留在這里有兩個作用，一是增加了薄壁件的厚度，提高了薄壁件的剛性，減小薄壁件的變形，二是為薄壁件的變形預(yù)留了一定的加工余量，可以在精加工過程中修正薄壁件。 1.2毛坯的確定 1.21常見的毛坯種類 （1） 鑄件? 對形狀較復(fù)雜的毛坯，一般可用鑄造方法制造。目前大多數(shù)鑄件采用砂型鑄造，對尺寸精度要求較高的小型鑄件，可采用特種鑄造，如永久型鑄造、精密鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造成和離心鑄造等。 （二）鍛件? 鍛件毛坯由于經(jīng)鍛造后可得到連續(xù)和均勻的金屬纖維組織。因此鍛件的力學性能較好，常用于受力復(fù)雜的重要鋼質(zhì)零件。其中自由鍛件的精度和生產(chǎn)率較低，主要用于小批生產(chǎn)和大型鍛件的制造。模型鍛造件的尺寸精度和生產(chǎn)率較高，主要用于產(chǎn)量較大的中小型鍛件。其鍛造方法及工藝特點見表 3-9 。? （三）型材? 型材主要有板材、棒材、線材等。常用截面形狀有圓形、方形、六角形和特殊截面形狀。就其制造方法，又可分為熱軋和冷拉兩大類。熱軋型材尺寸較大，精度較低，用于一般的機械零件。冷拉型材尺寸較小，精度較高，主要用于毛坯精度要求較高的中小型零件。? （四）焊接件? 焊接件主要用于單件小批生產(chǎn)和大型零件及樣機試制。其優(yōu)點是制造簡單、生產(chǎn)周期短、節(jié)省材料、減輕重量。但其抗振性較差，變形大，需經(jīng)時效處理后才能進行機械加工。? （五）其它毛坯? 其它毛坯包括沖壓件，粉末冶金件，冷擠件，塑料壓制件等。? 1.22毛坯的選擇原則 選擇毛坯時應(yīng)該考慮如下幾個方面的因素：? （一）零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)? 大量生產(chǎn)的零件應(yīng)選擇精度和生產(chǎn)率高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂貴費用可由材料消耗的減少和機械加工費用的降低來補償。如鑄件采用金屬模機器造型或精密鑄造；鍛件采用模鍛、精鍛；選用冷拉和冷軋型材。單件小批生產(chǎn)時應(yīng)選擇精度和生產(chǎn)率較低的毛坯制造方法。? （二）零件材料的工藝性? 例如材料為鑄鐵或青銅等的零件應(yīng)選擇鑄造毛坯；鋼質(zhì)零件當形狀不復(fù)雜，力學性能要求又不太高時，可選用型材；重要的鋼質(zhì)零件，為保證其力學性能，應(yīng)選擇鍛造件毛坯。? （三）零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸? 形狀復(fù)雜的毛坯，一般采用鑄造方法制造，薄壁零件不宜用砂型鑄造。一般用途的階梯軸，如各段直徑相差不大，可選用圓棒料；如各段直徑相差較大，為減少材料消耗和機械加工的勞動量，則宜采用鍛造毛坯，尺寸大的零件一般選擇自由鍛造，中小型零件可考慮選擇模鍛件。? （四）現(xiàn)有的生產(chǎn)條件? 選擇毛坯時，還要考慮本廠的毛坯制造水平、設(shè)備條件以及外協(xié)的可能性和經(jīng)濟性等。 1.23毛坯的確定 根據(jù)上述毛坯種類及毛坯的選擇原則，本例為單件生產(chǎn)，考慮零件的加工的成本和效率，選擇型材作為毛坯，毛坯為45#熱軋鋼板，厚度30mm邊長155*125 1.3.夾具選擇 1.31夾具的種類 機床夾具是機床上用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。夾具按照用途可分為以下幾類： 1）通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標準化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機床附件提供給用戶。其特點是適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。 2）專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計的夾具。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計制造周期較長、制造費用也較高。當產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。 3）通用可調(diào)夾具和成組夾具 其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。 4）組合夾具 組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件能反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。 5）隨行夾具 隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進行不同工序的加工。 1.32常見的裝夾方式 1) 平口鉗裝夾：一般適合板類零件； 2) 卡盤裝夾：一般適用于軸類零件； 3) 壓板裝夾：適用于異形零件，使用范圍較大，但是不宜操作，生產(chǎn)效率較低； 4) 專用夾具裝夾：試用產(chǎn)品單一，生產(chǎn)效率高。 5) V形鐵裝夾：適用于軸類零件。 1.33 夾具的確定 此零件毛坯屬于槽板類，可以使用平口鉗裝夾，此種裝夾方案一般在銑床上使用較多。操作方便，夾緊迅速，夾緊力可靠。 1.4 機床的選擇 通過以上對零件的工藝分析，可知加工此零件需要的設(shè)備主要為車床及銑床，對于設(shè)備的型號的選擇主要考慮一下幾個方面： 1) 機床的加工范圍：例如機床的回轉(zhuǎn)直徑或者加工行程是否能夠滿足零件的機構(gòu)需求。 2) 機床的加工精度：所選擇的機床的加工精度必須大于零件的加工精度，這樣才能夠保證零件加工的可靠性 3) 機床的切削速度范圍：主要體現(xiàn)在機床的主軸轉(zhuǎn)速，一般來說較大的回轉(zhuǎn)直徑的設(shè)備，轉(zhuǎn)速都比較低，而較小的回轉(zhuǎn)直徑的設(shè)備轉(zhuǎn)速較高，從切削速度的角度來看，較大的設(shè)備是不適合加工較小尺寸的零件。 4) 機床的切削功率：機床所提供的切削力必須保證零件的順利加工，也就是說機床提供的切削力必須大于零件的切削抗力。 5) 機床的剛性 6) 機床的經(jīng)濟性:在滿足上述條件的情況下，竟可能選擇成本較低的設(shè)備，這樣可以大大降低生產(chǎn)成本。 根據(jù)上述各點，為此零件選擇一臺車床及銑床，具體型號參數(shù)如下: 表3-1 銑床主要參數(shù) 2 刀具的選擇 隨著我國科技的發(fā)展，機械加工的強度在不斷加大，精度也在不斷提高。高速切削刀具切削性能的好壞，取決于構(gòu)成刀具切削部分的材料，幾何形狀和刀具結(jié)構(gòu)。刀具材料對刀具的使用壽命、加工效率、加工質(zhì)量和加工成本等都有很大影響。因此要重視刀具材料的正確選擇與合理的選用。 2.1刀具材料選擇的基本要求 具備的優(yōu)良性能的刀具材料，是保證刀具高效工作的基本條件。刀具切削部分在強烈摩擦、高壓、高溫下工作，應(yīng)具備如下的基本要求。 1. 高硬度和高耐磨性 　刀具材料的硬度必須高于被加工材料的硬度才能切下金屬，這是刀具材料必備的基本要求，現(xiàn)有刀具材料硬度都在60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切削條件較復(fù)雜，材料的耐磨性還決定于它的化學成分和金相組織的穩(wěn)定性。 2. 足夠的強度與沖擊韌性 　強度是指抵抗切削力的作用而不致于刀刃崩碎與刀桿折斷所應(yīng)具備的性能。一般用抗彎強度來表示。沖擊韌性是指刀具材料在間斷切削或有沖擊的工作條件下保證不崩刃的能力，一般地，硬度越高，沖擊韌性越低，材料越脆。硬度和韌性是一對矛盾，也是刀具材料所應(yīng)克服的一個關(guān)鍵。 3. 高耐熱性 　耐熱性又稱紅硬性，是衡量刀具材料性能的主要指標。它綜合反映了刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強度、抗氧化、抗粘結(jié)和抗擴散的能力。 4. 良好的工藝性和經(jīng)濟性 　為了便于制造，刀具材料應(yīng)有良好的工藝性，如鍛造、熱處理及磨削加工性能。當然在制造和選用時應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟性。當前超硬材料及涂層刀具材料費用都較貴，但其使用壽命很長，在成批大量生產(chǎn)中，分攤到每個零件中的費用反而有所降低。因此在選用時一定要綜合考慮。 2.2刀具材料分析 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。 1) 高速鋼 　　高速鋼是一種加入了較多的鎢（W）、鉻（Cr）、釩（V）、鉬（Mo）等合金元素的高合金工具鋼，有良好的綜合性能。高速鋼具有較高的硬度，一般硬度為62-67HRC和耐熱性。在切削溫度高達500-650℃時仍能進行切削。其強度和韌性是現(xiàn)有刀具材料中最高的。抗彎性是一般硬質(zhì)合金的2-3倍，是陶瓷的5-6倍。韌性很好，可以在有沖擊、振動的場合應(yīng)用。它可以用于加工有色金屬、結(jié)構(gòu)鋼、鑄鐵、高溫合金等范圍廣泛的材料。 2) 硬質(zhì)合金 　　硬質(zhì)合金是用高硬度、難熔的金屬碳化物（WC、TIC等）和 金屬粘結(jié)劑在高溫條件下燒結(jié)而成的粉末冶金制品。硬質(zhì)合金的常溫硬度達89-93HRA，760°時其硬度為77-85HRA，在800-1000℃時硬質(zhì)合金還能進行切削。刀具壽命比高速鋼刀具高幾倍甚至幾十倍?？杉庸ぐù阌蹭撛趦?nèi)的多種材料。但是強度和韌性比高速鋼差，常溫下沖擊韌性僅為高速鋼的1/8―1/30，因此硬質(zhì)合金承受切削振動和沖擊的能力較差。硬質(zhì)合金是常用的刀具材料之一，常用于制造車刀和面銑刀，也可以用硬質(zhì)合金制造深孔鉆、鉸刀、拉刀和滾刀。尺寸較小和形狀復(fù)雜的刀具可以采用硬質(zhì)合金制造。但是整體硬質(zhì)合金刀具的成本較高，其價格是高速鋼刀具的8-10倍。 3) 陶瓷的分類及選用 　　制作刀具的陶瓷材料是以人造化合物為原料，在高壓下形成，在高溫下燒結(jié)而成的。它有很高的硬度和耐磨性，耐熱性高達1200℃以上，化學穩(wěn)定性好，與金屬的親和力小，可提高切削速度3―5倍，但是陶瓷的最大弱點是抗彎強度低，沖擊韌性差，因此主要用于鋼、鑄鐵、有色金屬等材料的精加工和半精加工。按成分陶瓷可分為以下幾種：高純氧化鋁陶瓷、復(fù)合氧化鋁陶瓷、復(fù)合氮化硅陶瓷 4) 涂層刀具簡述 　　涂層刀具是近20 年出現(xiàn)的一種新型刀具材料，是刀具發(fā)展中的一項重要突破，是解決刀具材料中硬度、耐磨與強度、韌性之間矛盾的一個有效措施。涂層刀具是在一些韌性較好的硬質(zhì)合金或高速鋼刀具基體上，涂覆一層耐磨性高的難熔化金屬化合物而獲得的。常用的涂層材料有TiC、TiN和Al2O3等。除上述單層涂層刀片外，還有TiC+TiN、TiC+TiN+ Al2O3等兩層、三層的復(fù)合涂層，其性能更優(yōu)。但是涂層刀具不適宜加工高溫合金、鈦合金及非金屬材料，也不適宜粗加工有夾砂、硬皮的鍛鑄件。 5) 金剛石刀具 　　金剛石刀具分為天然金剛石和人造金剛石刀具。天然金剛石具有自然界物質(zhì)中最高的硬度和導(dǎo)熱系數(shù)。但由于價格昂貴，加工、焊接都非常困難，除少數(shù)特殊用途外很少作為切削工具應(yīng)用在工業(yè)中。人造金剛石又分為單晶金剛石和聚晶金剛石（PCD），聚晶金剛石的晶粒隨機排列，屬各向同性體，常用于制造刀具。但由于碳對鐵的親和作用，特別是在高溫下，金剛石能與鐵發(fā)生化學反應(yīng)，因此它不宜于切削鐵及其合金工件。 6) 立方氮化硼 　　立方氮化硼（CBN）是由六方氮化硼經(jīng)高溫高壓處理轉(zhuǎn)化而成，是純?nèi)斯ず铣傻牟牧稀Ｆ溆捕雀哌_8000HV，僅次于金剛石。CBN是一種新型刀具材料，它可耐1300-1500℃高溫，熱穩(wěn)定性好；它的化學穩(wěn)定性也很好，即使溫度高達1200-1300℃也不與鐵產(chǎn)生化學反應(yīng)。立方氮化硼能以硬質(zhì)合金切削鑄鐵和普通鋼的切削速度對冷硬鑄鐵、淬硬鋼、高溫合金等進行加工。 2.3 刀具選擇原則 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機床的加工效率，而且直接影響零件的加工質(zhì)量，應(yīng)考慮以下方面： 1、根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具。如車或銑高強度鋼、鈦合金、不銹鋼零件，建議選擇耐磨性較好的可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具。 2、根據(jù)零件的加工階段選擇刀具。即粗加工階段以去除余量為主，應(yīng)選擇剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量為主，應(yīng)選擇耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度最低、而精加工階段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工選擇相同的刀具，建議粗加工時選用精加工淘汰下來的刀具，因為精加工淘汰的刀具磨損情況大多為刃部輕微磨損，涂層磨損修光，繼續(xù)使用會影響精加工的加工質(zhì)量，但對粗加工的影響較小。 3、 根據(jù)加工區(qū)域的特點選擇刀具和幾何參數(shù)。在零件結(jié)構(gòu)允許的情況下應(yīng)選用大直徑、長徑比值小的刀具；切削薄壁、超薄壁零件的過中心銑刀端刃應(yīng)有足夠的向心角，以減少刀具和切削部位的切削力。加工鋁、銅等較軟材料零件時應(yīng)選擇前角稍大一些的立銑刀，齒數(shù)也不要超過4齒。 3、工藝路線 3.1定位基準的選擇 在制定零件加工的工藝規(guī)程時，正確地選擇工件的定位基準有著十分重要的意義。定位基準選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件各表面的加工順序也有很大的影響。合理選擇定位基準是保證零件加工精度的前提，還能簡化加工工序，提高加工效率，零件的定位基準的選擇應(yīng)該遵從以下三個原則。 1）基準重合原則。為了避免基準不重合誤差，方便編程，應(yīng)選用工序基準作為定位基準，盡量使工序基準、定位基準、編程原點三者統(tǒng)一。 2）便于裝夾的原則。所選擇的定位基準應(yīng)能保證定位準確、可靠，定位、夾緊機構(gòu)簡單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。 3）便于對刀的原則。批量加工時在工件坐標系已經(jīng)確定的情況下，保證對刀的可能性和方便性。 a. 粗基準的選擇 所謂粗基準就是以不加工的表面作為基準；在選擇粗基準時應(yīng)該注意竟可能選擇加工余量均勻；加工余量最小，表面平整、光潔、尺寸足夠大的表面作為粗基準；也可以以不加工的表面作為粗基，準粗基準應(yīng)盡量避免重復(fù)使用，因為粗基準的重復(fù)定位會造成很大的定位誤差。 本例中粗基準直接選擇在蓋板零件的外圓及大端面，此處和鑄造面比較光滑平整，有利于對加工精度的保證。 b. 精基準的選擇? ??精基準的選擇應(yīng)從保證零件加工精度出發(fā)，同時考慮裝夾方便、夾具結(jié)構(gòu)簡單。選擇精基準一般應(yīng)考慮如下原則：? 1) “基準重合”原則?? ??為了較容易地獲得加工表面對其設(shè)計基準的相對位置精度要求，應(yīng)選擇加工表面的設(shè)計基準為其定位基準。這一原則稱為基準重合原則?。如果加工表面的設(shè)計基準與定位基準不重合，則會增大定位誤差。 2) “基準統(tǒng)一”原則?? ??當工件以某一組精基準定位可以比較方便地加工其它表面時，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用此組精基準定位，這就是“基準統(tǒng)一”原則。?采用“基準統(tǒng)一”原則可減少工裝設(shè)計制造的費用，提高生產(chǎn)率，并可避免因基準轉(zhuǎn)換所造成的誤差。?? 3) “自為基準”原則?? ??當工件精加工或光整加工工序要求余量盡可能小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為定位基準，這就是“自為基準”原則。此外，用浮動鉸刀鉸孔、用拉刀拉孔、用無心磨床磨外圓等，均為自為基準的實例。??? 4) “互為基準”原則?? ??為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可采用互為基準反復(fù)加工的原則。例如加工精密齒輪時，先以內(nèi)孔定位加工齒形面，齒面淬硬后需進行磨齒。因齒面淬硬層較薄，所以要求磨削余量小而均勻。此時可用齒面為定位基準磨內(nèi)孔，再以內(nèi)孔為定位基準磨齒面，從而保證齒面的磨削余量均勻，且與齒面的相互位置精度又較易得到保證。 遵從基準統(tǒng)一原則，此零件的精加工基準選擇以粗基準加工出A基準作為精基準，在后續(xù)孔加工中遵從基準重合基準統(tǒng)一原則依然選擇此基準為精基準，這樣可以很有效的提高加工精度。 3.2 加工順序的安排 在安排加工順序時一般應(yīng)遵循以下原則： 1) 先基準面后其它 應(yīng)首先安排被選作精基準的表面的加工，再以加工出的精基準為定位基準，安排其它表面的加工。該原則還有另外一層意思，是指精加工前應(yīng)先修一下精基準。例如，精度要求高的軸類零件，第一道加工工序就是以外圓面為粗基準加工兩端面及頂尖孔，再以頂尖孔定位完成各表面的粗加工；精加工開始前首先要修整頂尖孔，以提高軸在精加工時的定位精度，然后再安排各外圓面的精加工。 2) 先粗后精 這是指先安排各表面粗加工，后安排精加工。 3) 先主后次 主要表面一般指零件上的設(shè)計基準面和重要工作面。這些表面是決定零件質(zhì)量的主要因素，對其進行加工是工藝過程的主要內(nèi)容，因而在確定加工順序時，要首先考慮加工主要表面的工序安排，以保證主要表面的加工精度。在安排好主要表面加工順序后，常常從加工的方便與經(jīng)濟角度出發(fā)，安排次要表面的加工。例如，圖5.5所示的車床主軸箱體工藝路線，在加工作為定位基準的工藝孔時，可以同時方便地加工出箱體頂面上所有緊固孔，故將這些緊固孔安排在加工工藝孔的工序中進行加工。此外，次要表面和主要表面之間往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位進行加工。 4) 先面后孔 這主要是指箱體和支架類零件的加工而言。一般這類零件上既有平面，又有孔或孔系，這時應(yīng)先將平面（通常是裝配基準）加工出來，再以平面為基準加工孔或孔系。此外，在毛坯面上鉆孔或鏜孔，容易使鉆頭引偏或打刀。此時也應(yīng)先加工面，再加工孔，以避免上述情況的發(fā)生。 3.3 加工方案的確定 加工方案又稱工藝方案，而對具體零件制定加工方案時，應(yīng)該進行具體分析和區(qū)別對待，靈活處理。這樣，才能使所制定加工方案合理，達到質(zhì)量優(yōu)、效率高和成本低目。 下料→普銑加工銑六方→翻面夾持→精銑上平面→粗銑凸臺→精銑凸臺→粗銑凹槽→精銑凹槽→粗加工薄壁→精加工薄壁→點中心孔→鉆孔→鉸孔。 3.4切削用量的選擇 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、背吃刀量（切削深度）、進給量（進給速度）。對于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量，并編入程序單內(nèi)。 3.41 確定背吃刀量 背吃刀量ap（㎜）ap是指平行于銑刀軸線方向測量的切削層尺寸， 主要根據(jù)機床、夾具、刀具和工件的剛度來決定。由于零件精度要求不高，從“切削用量簡明手冊”可查得，可以一次凈加工余量，即ap等于加工余量，即粗銑時ap=1mm。 3.42確定主軸轉(zhuǎn)速 b）切削速度νc（m/min），νc是指銑刀旋轉(zhuǎn)時的切削速度 n=1000νc/πd0 根據(jù)切削原理可知，切削速度的高低主要取決于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素，可見表5-1選取參數(shù)[2]： 表5-1 銑削時切削速度 工件材料 硬度/HBS 切削速度VC/ (m/min) 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 鋼 <225 18~42 66~150 225~325 12~36 54~120 325~425 6~21 36~75 續(xù)表5-1 工件材料 硬度/HBS 切削速度VC/ (m/min) 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 鑄鐵 <190 21~36 66~150 190~260 9~18 45~90 160~320 4.5~10 21~30 鋁 70~120 100~200 200~400 從理論上講，VC的值越大越好，因為這不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以避免生成積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但實際上由于機床、刀具等的限制。 3.43 確定進給速度 進給量（進給速度）f（mm/min或mm/r） 是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。當加工精度，表面粗糙度要求高時，進給量數(shù)值應(yīng)選小些，一般在20～50mm/min[5]范圍內(nèi)選取。最大進給量則受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制，并與脈沖當量有關(guān)。 = 式中： —切削時單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進給方向的相對位移，單位mm/min fz—銑刀每齒工作臺的移動距離，即每齒進給量（mm/z） —銑刀的轉(zhuǎn)速 —銑刀齒數(shù) 每齒進給量fz的選取主要取決于工件材料的力學性能、刀具材料、工件表面粗糙度值等因素。工件材料的強度和硬度越高，fz越小，反之則越大；工件表面粗糙度值越小，就fz越小；硬質(zhì)合金銑刀的每齒進給量高于同類高速鋼銑刀，可參考表選?。? 銑刀每齒進給量fz 工件材料 每齒進給量fz/（mm/z） 粗銑 精銑 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 鋼 0.10~0.15 0.10~0.25 0.02~0.05 0.10~0.15 鑄鐵 0.12~0.20 0.15~0.30 鋁 0.06~0.20 0.10~0.25 0.05~0.10 0.02~0.05 參數(shù)、π、、都由實驗確定，也可參考有關(guān)切削用量手冊選用。綜上可以得出（機床有的或較接近的轉(zhuǎn)速取百位近似值）詳見表。 切削參數(shù)表 刀具格式 車削 背吃刀量mm 進給速度mm/min 主軸轉(zhuǎn)速r/min 外圓車刀 粗車 2 100 800 精車 0.3 90 1300 合金銑刀 粗銑 1 500 2500 精銑 0.3 300 3500 切削進給速度也可由機床操作者根據(jù)被加工工件表面的具體情況進行手調(diào)整，以獲得最佳切削狀態(tài)。  4、數(shù)控加工工序卡片 4.1 工藝過程卡 表7-2 復(fù)雜端蓋零件加工工藝卡片 機械加工工 藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 圖2-3 產(chǎn)品名稱 復(fù)雜端蓋零件 零件名稱 槽板 材料牌號 45 毛坯種類 45鋼 毛坯外形尺寸 155*125*30 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備 工藝裝備 10 備料 下一尺寸為155*125*30的板料 火焰切割 20 普銑 銑六方150*120*25 普銑 平口鉗 30 立加1 鉆銑 立加 平口鉗 40 鉗工 去除毛刺翻邊 50 檢驗 卡尺 編制 審核 2014.11 共一頁 第一頁 4.2工序卡 用來具體指導(dǎo)工人加工的工藝文件，卡片上有工步內(nèi)容、刀具型號、切削用量等加工過程中所需要的參數(shù)，多用于大批量生產(chǎn)和成批生產(chǎn)中的重要零件。通過工序卡可清楚明了的得知該零件的復(fù)雜端蓋零件及球形圓軸的工步內(nèi)容及加工順序。以下是該零件的數(shù)控加工工序卡片。 35  5、 程序清單 5.1UGCAM編程的具體操作 1) 打開UG8.0軟件，選擇文件，打開三維模型 2) 單擊開始，彈出菜單欄，選擇加工。 3) 彈出CAM加工對話框，選擇型腔銑削后單擊確定， 4) 進入UG8.0加工環(huán)境 5) 選擇幾何視圖 6) 雙擊，彈出坐標對話框，單擊指定MCS 7) 選擇點作為坐標原點單擊確定 8) 安全設(shè)置選項，單擊下拉箭頭，選擇平面，選擇工件最高平面向Z軸正方向偏移5mm作為安全平面 9) 單擊創(chuàng)建刀具，選擇需要加工的刀具種類，單擊確定 10) 對刀具參數(shù)進行設(shè)置，如直徑，長度，R角等 11) 單擊創(chuàng)建幾何體按鈕，設(shè)置工件幾何體，選擇型腔銑削，單擊子幾何體類型workpice，單擊確定。 12) 彈出對話框，對指定部件，指定毛坯進行設(shè)置，指定部件 13) 指定毛坯，選擇包容塊作為工件毛坯，單擊確定，完成設(shè)置。 14) 單擊創(chuàng)建工序，選擇型腔銑削，添加設(shè)置好的刀具，幾何體 15) 進入型腔銑削工序?qū)υ捒? 16) 設(shè)置切削區(qū)域，將需要一次進行加工的加工面設(shè)置為切削區(qū)域 17) 檢查刀具設(shè)置，選擇加工需要的刀具。 18) 對刀軸的設(shè)置，設(shè)置z軸方向。 19) 對切削參數(shù)進行設(shè)置 20) 對非切削移動進行設(shè)置 21) 對竟給率和速度進行設(shè)定 22) 單擊生成刀具軌跡 23) 加工六個孔位 24) 單擊確定，完成工序設(shè)置，單擊后處理，彈出對話框，選擇查找后處理器，找到你需要的后處理器，或者使用系統(tǒng)自帶后處理器，指定程序的輸出位置。將程序輸出的格式設(shè)置為cnc，或txt 25) 生成G代碼 5.2零件加工過程 零件加工關(guān)鍵部位有兩處，一處為零件的凸臺加工一處為零件的凹槽加工。 零件外形輪廓粗加工： 零件鉆鉸孔： 6、廢品的分析及問題的解決 加工中產(chǎn)生廢品的分析及解決辦法： 1、 薄壁零件變形 分析：粗加工時由于切削量比較大，切削力也很大，導(dǎo)致零件變形。 解決辦法：防止過大的切削力導(dǎo)致薄壁變形，對薄壁的內(nèi)側(cè)和外側(cè)進行粗加工，預(yù)留一定的加工余量然后進行精加工。 2、 零件尺寸超差 分析：導(dǎo)致零件尺寸超差原因有以下幾點： 1) 檢查加工所用量具自身誤差是否超差； 2) 加工人員測量水平是否達到標準； 3) 加工測量時，邊角毛刺飛邊沒有去處干凈； 解決辦法： 1） 重新校對量具； 2） 請專業(yè)的測量人員測量工件； 3） 使用銼刀去處毛刺再進行測量。 3、 凸臺出現(xiàn)過切現(xiàn)象 分析：刀具直徑超過最小縫隙的允許值 解決：使用較小直徑的刀具加工 4、 凸臺加工位置偏移 分析：在對刀時誤差過大，是工件坐標系的中心偏移。 解決：重新校對工件坐標系 結(jié)束語 這次的設(shè)計是我們離開學校前對所學的內(nèi)容進行的總結(jié)，同時讓我們對零件的數(shù)控加工有了一個更完整的了解，也提高了自己對于分析解決問題的能力。畢業(yè)設(shè)計有實踐性、綜合性、探索性和應(yīng)用性等特點，是運用數(shù)控機床實際操作和理論學習的一次綜合練習。 通過這次的畢業(yè)設(shè)計，使自己在理論與實際應(yīng)用能力方面得到了綜合的提高，熟練了操作技能，收獲了經(jīng)驗和技巧，為以后的工作奠定了良好的基礎(chǔ)。 幾個星期以來，從開始到畢業(yè)設(shè)計完成，每一步對我們來說都是新的嘗試和挑戰(zhàn)，在做這次畢業(yè)設(shè)計過程中使我學到很多，我感到無論做什么事情都要真真正正用心去做，才會使自己更快的成長。我相信，通過這次的實踐，我對數(shù)控的加工能進一步了解，并能使我在以后的加工過程中避免很多不必要的錯誤，有能力加工出更復(fù)雜的零件，精度更高的產(chǎn)品。 致謝詞 通過這次做畢業(yè)設(shè)計，我對數(shù)控加工的整個過程有了較全面的理解。經(jīng)過本設(shè)計的實踐，真切體會到理論必須和生產(chǎn)實踐相結(jié)合。雖然在以前的學習中學到了許多在實踐中用到了的知識，可是那些還是遠遠不夠的，在具體操作時還是會出現(xiàn)一些意想不到的問題，還是得請教有經(jīng)驗的師父才能完成。 在整個設(shè)計的過程中，不斷地遇到新的問題，然后就必須不斷地向別人請教，請教我的指導(dǎo)老師，還請教一些有經(jīng)驗的朋友、同學，利用一切可以利用資源，再加上不斷地從書上找一些理論的知識，總算是把我的設(shè)計弄出個模樣來了。在工藝設(shè)計好后，加工程序還是要經(jīng)過多次調(diào)試、修改才能最終完成?？傊@次的設(shè)計考驗了我的綜合能力，很大程度上提高了我的綜合能力。 這次的設(shè)計讓我看到了自己很多方面的不著，需要更多的實踐，也需要更多的理論知識才能成為一個更有用技術(shù)人員。 這次設(shè)計也讓我學到了很多知識，最要感謝的是我的指導(dǎo)老師，感謝他的不厭其煩的教誨，還要感謝我的朋友、同學及所有指導(dǎo)過我的人，感謝他們！ 參考文獻 [1]鄒新宇。數(shù)控編程[M].清華大學出版社,2006年 [2]陳子銀、徐鯤鵬.數(shù)控加工技術(shù)[M].北京理工大學出版社,2006年 [6]余英良.數(shù)控加工編程及操作[M].北京:高等教育出版社,2004年第一版 [7]黃衛(wèi).數(shù)控技術(shù)與數(shù)控編程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004年 [3]眭潤舟.數(shù)控編程與加工技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2006年第一版 [4]詹華西.數(shù)控加工技術(shù)實訓教程[M].西安:電子科技大學出版社,2006年 [5]陳富安.數(shù)控機床原理與編程[M].西安:西安電子科技大學出版社,2004年第一版 [8]李家杰.數(shù)控機床編程操作與操作實用教程[M].南京:東南大學出版社，2005年 [9]華茂發(fā).數(shù)控機床加工工藝[M].北京:機械工業(yè)出版社，2000年 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