十字架飛鏢模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　十字架飛鏢模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工</p><p>　　學(xué)生姓名; </p><p>　　學(xué)生學(xué)號: </p><p>　　院（系）: 高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院</p><p>

2、;　　年級專業(yè): 數(shù)控技術(shù) </p><p>　　指導(dǎo)教師: </p><p><b>　　二〇一二年十二月</b></p><p><b>　　一、課題訓(xùn)練內(nèi)容</b></p><p>　　資料收集、文獻(xiàn)查詢、整理和歸納能力；</p>

3、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)課題理解、分析能力；</p><p>　　設(shè)計(jì)方案分析、比較和擬定能力；</p><p>　　零件尺寸聯(lián)系擬定能力；</p><p>　　零件設(shè)計(jì)和數(shù)控加工能力；</p><p><b>　　表述及寫作能力；</b></p><p>　　獨(dú)立思考、分析及解決問題能力。

4、</p><p>　　二、設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)和要求（包括說明書、論文、譯文、計(jì)算程序、圖紙、作品等數(shù)量和質(zhì)量等具體要求）</p><p><b>　　1、任務(wù)：</b></p><p>　　完成零件結(jié)構(gòu)尺寸擬定；零件設(shè)計(jì)、數(shù)控自動(dòng)編程與數(shù)控加工；繕寫出設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。</p><p><b>　　2、要求：<

5、;/b></p><p>　　方案設(shè)計(jì)正確，零件設(shè)計(jì)合理、正確。圖紙繪制符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（CAD方式）。設(shè)計(jì)計(jì)算說明書規(guī)范，文字通暢，達(dá)到10000字以上。</p><p>　　三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要參數(shù)及主要參考資料</p><p><b>　　1、主要參數(shù)： </b></p><p><b>　　圖

6、1 零件圖</b></p><p><b>　　2、主要參考資料：</b></p><p>　　[1] 馮炳堯，韓泰榮主編. 模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊[M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998 </p><p>　　[2] 黃道業(yè)主編. 數(shù)控銑床編程、操作及實(shí)訓(xùn)[M].合肥:合肥工業(yè)出版社，2005</p><p

7、>　　[3] 陳明，劉剛，鐘敬文主編. CAXA制造工程師—數(shù)控加工[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006</p><p>　　[4] 廖念釗主編. 互換性與技術(shù)測量[M]. 北京：中國計(jì)量出版社，2000</p><p>　　[5] 張幼楨主編. 金屬切削原理及原理[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，1990</p><p>　　四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

8、進(jìn)度表:</p><p><b>　　表1-1 進(jìn)度表</b></p><p>　　xx畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文主要研究旋紐模具的數(shù)控銑削工藝以及在此基礎(chǔ)上的數(shù)控銑床的程序編制。了解數(shù)控銑床在旋紐模具加工中的運(yùn)用，從而完成旋紐模

9、具數(shù)控銑削工藝性分析以及編寫數(shù)控加工工藝文件。</p><p>　　數(shù)控編程技術(shù)是數(shù)控技術(shù)重要的組成部分。從數(shù)控機(jī)床誕生之日起，數(shù)控編程技術(shù)就受到了廣泛關(guān)注，成為CAD/CAM系統(tǒng)的重要組成部分，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家業(yè)投入了大量的人力物力開發(fā)實(shí)用的數(shù)控編程系統(tǒng)。本文以數(shù)控編程中的加工工藝分析及設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)，著力分析零件圖，從數(shù)控加工的實(shí)際角度出發(fā)，以數(shù)控加工的實(shí)際生產(chǎn)為基礎(chǔ)，以掌握數(shù)控加工工藝為目標(biāo)，在了解數(shù)控加工銑削

10、基礎(chǔ)、數(shù)控銑床刀具的選用、數(shù)控加工工件的定位與裝夾、擬定加工方案、確定加工路線和加工內(nèi)容以及對一些特殊的工藝問題處理的基礎(chǔ)上，控制數(shù)控編程過程中的誤差，從而大大縮短了加工時(shí)間，提高了效率，降低了成本。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)采用CAXA制造工程師軟件，CAXA制造工程師從設(shè)計(jì)、編程到生成G代碼完全由軟件來實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)和加工效率大大提高。</p><p>　　關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì)； 數(shù)控銑削

11、； 數(shù)控加工工藝； CAXA制造工程師</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 前 言1</p><p>　　1.2 本文的研究背景與意義1</p><p>　　1.3 數(shù)控編程技術(shù)

12、的歷史2</p><p>　　2. 零件模具的造型4</p><p>　　2. 1 CAXA制造工程師CAD/CAM系統(tǒng)10</p><p>　　2. 2 零件模具的造型10</p><p>　　3. 零件模具的加工工藝分析13</p><p>　　3. 1 數(shù)控加工工藝13</p><

13、p>　　3.1.1分析零件圖14</p><p>　　3.1.2數(shù)控加工工藝概念與工藝過程15</p><p>　　3.1.3數(shù)控銑床加工的工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)15</p><p>　　3.1.4數(shù)控銑床加工工藝的主要內(nèi)容18</p><p>　　3.2加工方法的確定18</p><p>　　3.3數(shù)控加工工藝

14、路線的設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.3.1數(shù)控銑削加工零件的工序順序19</p><p>　　3.3.2數(shù)控銑削工序的各工步順序20</p><p>　　3.4走刀路線的設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.4.1 銑削平面的加工路線21</p><p>　　3.5夾具的選擇22</p>&l

15、t;p>　　3.6刀具的選擇22</p><p>　　3.6.1銑削用刀具及其選擇22</p><p>　　3.6.2刀具材料應(yīng)該滿足零件的加工要求23</p><p>　　3.7銑削用量的確定23</p><p>　　3.7.1吃刀量的選擇23</p><p>　　3.7.2每齒進(jìn)給量的選擇24&l

16、t;/p><p>　　3.7.3主軸轉(zhuǎn)速的確定25</p><p>　　3.8數(shù)控加工工藝文件25</p><p>　　4. 零件模具的數(shù)控加工27</p><p>　　4.1粗加工的參數(shù)設(shè)置27</p><p>　　4.2等高線粗加工的參數(shù)設(shè)置32</p><p>　　4.3精加工的參數(shù)

17、設(shè)置38</p><p>　　4.4 軌跡仿真42</p><p>　　4.5 生成G代碼46</p><p>　　4.5數(shù)控銑床上的加工49</p><p>　　5. 小 結(jié)50</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)51</b></p><p><b&

18、gt;　　附 錄52</b></p><p><b>　　致謝54</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1前 言</b></p><p>　　數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了其

19、在國家基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機(jī)械制造工業(yè)提升改造和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標(biāo)志。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來了革命性的變化。數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備。它的發(fā)展是信息技術(shù)(1T)與制造技術(shù)(MT)結(jié)合發(fā)展的結(jié)果?，F(xiàn)代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技術(shù)，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上的。掌握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)知識是現(xiàn)代機(jī)電類專業(yè)

20、學(xué)生必不可少的。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)內(nèi)容介紹了數(shù)控加工的特點(diǎn)、加工工藝分析以及數(shù)控編程的一般步驟。并利用CAXA制造工程師軟件完成零件的三維造型，進(jìn)行加工軌跡設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)加工仿真。利用數(shù)控仿真系統(tǒng)軟件完成仿真加工。利用CAD/CAM軟件及G代碼指令進(jìn)行手工編程。</p><p>　　1.2 本文的研究背景與意義</p><p>　　當(dāng)今，在電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技

21、術(shù)的高速發(fā)展的同時(shí)，制造業(yè)發(fā)生了根本性的變化，其中一個(gè)重要的標(biāo)志就是數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用。普通機(jī)床逐漸被高效率、高精度的數(shù)控機(jī)床所代替，制造業(yè)正朝著高自動(dòng)化、高智能化的方向發(fā)展。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床可顯著提高加工效率和加工精度，例如煙灰缸模具中非圓的平面曲線，普通機(jī)床根本無法加工，或是加工精度很低，或是加工時(shí)間很長，而使用數(shù)控機(jī)床可以在很短的時(shí)間內(nèi)加工出來，其加工精度和加工效率是普通機(jī)床所無法達(dá)到的。數(shù)控技術(shù)在短短幾十年內(nèi)得到了飛速發(fā)

22、展，并己形成了巨大的生產(chǎn)力。數(shù)控編程技術(shù)是數(shù)控技術(shù)重要的組成部分。從數(shù)控機(jī)床誕生之日起，數(shù)控編程技術(shù)就受到了廣泛關(guān)注，成為CAD/CAM系統(tǒng)的重要組成部分，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家也投入了大量的人力物力開發(fā)實(shí)用的數(shù)控編程系統(tǒng)。</p><p>　　此次采用的CAXA制造工程師從設(shè)計(jì)、編程到生成G代碼完全由軟件實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)和加工效率大大提高，現(xiàn)已廣泛用應(yīng)于塑模、鍛模、汽車覆蓋件拉伸模、壓鑄模等復(fù)雜模具的生產(chǎn)以及汽車、電子、航空

23、航天等行業(yè)的精密零件加工。[1]</p><p>　　通過此次的設(shè)計(jì)，讓我掌握模具設(shè)計(jì)，數(shù)控加工所需的工藝知識，提高合理設(shè)計(jì)模具的數(shù)控編程能力。也讓我能夠在數(shù)控加工時(shí)，能夠根據(jù)實(shí)際情況，充分考慮各種制造方法的特點(diǎn)從而選擇最佳的工藝方案。鍛煉我把所學(xué)專業(yè)知識運(yùn)用在實(shí)際設(shè)計(jì)生產(chǎn)中的實(shí)踐能力，為以后在實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)中打下良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)對我具有很大的意義：掌握各種制

24、造方法對模具結(jié)構(gòu)的要求，具有分析模具結(jié)構(gòu)工藝的能力，能夠加工出工藝性能良好的模具結(jié)構(gòu)。培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)踐的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)，數(shù)控加工編程和有關(guān)課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐分析和解決工程實(shí)踐問題的能力，鞏固、加深和寬展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)和數(shù)控加工方面的知識。在設(shè)計(jì)過程中，培養(yǎng)獨(dú)立思考、深入鉆研，主動(dòng)的、創(chuàng)造的進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　1.3 數(shù)控編程技術(shù)的歷史</p><p>　　零

25、件加工程序的編制是數(shù)控加工的基礎(chǔ)，國內(nèi)外數(shù)控加工統(tǒng)計(jì)表明，造成數(shù)控設(shè)備空閑的原因大約20％～30％是編程引起的，可見數(shù)控編程直接影響設(shè)備的使用效率。數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)不久，計(jì)算機(jī)就被用來幫助解決復(fù)雜零件的加工，稱為計(jì)算機(jī)輔助編程或自動(dòng)編程。</p><p>　　自動(dòng)編程根據(jù)編程信息的輸入與計(jì)算機(jī)對信息的處理方式不同，有數(shù)控語言自動(dòng)編程和圖形交互自動(dòng)編程。語言自動(dòng)編程就是利用計(jì)算機(jī)以專門的數(shù)控語言編寫零件的源程序，來實(shí)現(xiàn)

26、自動(dòng)編制零件數(shù)控加工程序。近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展十分迅速，計(jì)算機(jī)的圖形處理能力有了很大的增強(qiáng)。因而“圖形交互自動(dòng)編程”應(yīng)運(yùn)而生，并在70年代以后，得到迅速的發(fā)展和推廣應(yīng)用。</p><p>　　“圖形交互自動(dòng)編程”是一種計(jì)算機(jī)輔助編程技術(shù)，它是通過專用的計(jì)算機(jī)軟件(如機(jī)械CAD軟件)來實(shí)現(xiàn)。利用CAD軟件的圖形編輯功能，通過使用鼠標(biāo)、鍵盤、數(shù)字化儀等將零件的幾何圖形繪制在計(jì)算機(jī)上，形成零件的圖形文件，然后調(diào)用數(shù)控

27、編程模塊，采用人機(jī)交互的實(shí)時(shí)對話方式，在計(jì)算機(jī)屏幕上指定被加工的部位，再輸入相應(yīng)的加工參數(shù)，計(jì)算機(jī)便可以自動(dòng)進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)處理并編制出數(shù)控加工程序，同時(shí)在計(jì)算機(jī)屏幕上動(dòng)態(tài)地顯示出刀具的加工軌跡。這種編程方法，不需要編制零件加工源程序，編程方法簡單易學(xué)，與語言自動(dòng)編程相比，具有速度快、直觀性好、使用簡單、便于檢查等優(yōu)點(diǎn)。因此，“圖形交互自動(dòng)編程”已成為目前國內(nèi)外先進(jìn)的CAD/CAM軟件所普遍采用的數(shù)控編程方法。</p>&l

28、t;p>　　二十世紀(jì)八十年代，在CAD/CAM一體化概念的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了并行工程的概念。為了適應(yīng)并行工程發(fā)展的需要，數(shù)控編程技術(shù)正向集成化和智能化方向發(fā)展。進(jìn)入二十世紀(jì)九十年代，隨著Web技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)模式正在發(fā)生深刻的變革，出現(xiàn)了協(xié)同設(shè)計(jì)制造、異地設(shè)計(jì)制造、全球制造等一系列新概念和新技術(shù)。將Web技術(shù)和CAM技術(shù)相結(jié)合，成為CAM系統(tǒng)的又一重要發(fā)展方向。</p><p>　　目

29、前正在研制的新一代CAM系統(tǒng)將采用面向?qū)ο?、面向工藝特征的基本處理模式，系統(tǒng)的自動(dòng)化水平、智能化程度將大大提高。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將獨(dú)立于CAD、CAPP系統(tǒng)而存在，為CAPP的發(fā)展留下空間，更符合網(wǎng)絡(luò)集成化的要求。</p><p>　　1.4 數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)、使用、操作步驟等情況簡介</p><p>　　數(shù)控銑床形式多樣，不同類型的數(shù)控銑床在組成上雖有所差別，但卻有許多相似之處。下面以XK5040A

30、型數(shù)控立式升降臺銑床為例介紹其組成情況。</p><p>　?、?40A型數(shù)控立式升降臺銑床配有Ⅳ四3MA數(shù)控系統(tǒng)，采用全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　該機(jī)床由6個(gè)主要部分組成．即床身部分，銑頭部分，工作臺部分，橫進(jìn)給部分，升降臺部分，冷卻、潤滑部分。</p><p><b>　　(1)床身</b></p><p

31、>　　床身內(nèi)部布局合理，具有良好的剛性，底座上設(shè)有4個(gè)調(diào)節(jié)螺栓，便于機(jī)床進(jìn)行水平調(diào)整，切削液儲液襤設(shè)在機(jī)床座內(nèi)部。</p><p><b>　　(2)銑頭部分</b></p><p>　　銑頭部分由有級(或無級)變速箱和銑頭兩個(gè)部件組成。銑頭主軸支承在高精度軸承上．保證主軸具有高回轉(zhuǎn)精度和良好的剛性；主軸裝有快速換刀螺母，前端錐采用1$0505錐度；主軸采用機(jī)械

32、無級變速，其調(diào)節(jié)范圍寬，傳動(dòng)平穩(wěn)，操作方便。剎車機(jī)構(gòu)能使主軸迅速制動(dòng)，可節(jié)省輔助時(shí)間，剎車時(shí)通過制動(dòng)手柄撐開止動(dòng)環(huán)使主軸立即制動(dòng)。啟動(dòng)主電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)注意松開主軸制動(dòng)手柄。銑頭部件還裝有伺服電機(jī)、內(nèi)齒帶輪、滾珠絲杠副及主軸套簡，它們形成垂直方向(z方向)進(jìn)給傳動(dòng)鏈，使主軸作垂向直線運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　(3)工作臺</b></p><p>　　工作臺與床鞍

33、支承在升降臺較寬的水平導(dǎo)軌上，工作臺的縱向進(jìn)給是由安裝在工作臺右端的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的。通過內(nèi)齒帶輪帶動(dòng)精密滾珠絲杠剮，從而使工作臺獲得縱向進(jìn)給。工作臺左端裝有手輪和刻度盤，以便進(jìn)行手動(dòng)操作。床鞍的縱橫向?qū)к壝婢捎昧薚uRcllE B貼塑面，從而提高了導(dǎo)軌的耐磨性、運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和精度的保持性，消除了低速爬行現(xiàn)象。</p><p>　　(4)升降臺(橫向進(jìn)路部分)</p><p>　　升降臺前

34、方裝有交流伺服電機(jī)．驅(qū)動(dòng)床鞍作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，其傳動(dòng)原理與工作臺的縱向進(jìn)給相同。此外．在橫向滾珠絲杠前端還裝有進(jìn)給手輪，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)進(jìn)給。升降臺左側(cè)裝有鎖緊手柄，軸的前端裝有長手柄，可帶動(dòng)錐齒輪及升降臺絲桿旋轉(zhuǎn)，從而獲得升降臺的升降運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　(5)冷卻與潤滑裝置</p><p>　?、倮鋮s系統(tǒng)。機(jī)床的冷卻系統(tǒng)是由冷卻泵、出水管、回水管、開關(guān)及噴嘴等組成，冷卻泵安裝在機(jī)床底座的

35、內(nèi)腔里，冷卻泵將切削液從底座內(nèi)儲液池打至出水管，然后經(jīng)噴嘴噴出，對切削區(qū)進(jìn)行冷卻。</p><p>　?、跐櫥到y(tǒng)及方式。潤滑系統(tǒng)是由手動(dòng)潤捐油泵、分油器、節(jié)流閥、油管等組成。機(jī)床采用周期潤滑方式，用手動(dòng)潤滑油泵，通過分油器對主軸套筒、縱橫向?qū)к壖叭驖L珠絲桿進(jìn)行潤滑，以提高機(jī)床的使用壽命。</p><p>　　2. 零件模具的造型</p><p>　　2. 1 C

36、AXA制造工程師CAD/CAM系統(tǒng)</p><p>　　2.1.1 CAM系統(tǒng)的編程基本步驟</p><p><b>　　如下：</b></p><p>　　?理解二維圖紙或其它的模型數(shù)據(jù)</p><p>　　?建立加工模型或通過數(shù)據(jù)接口讀入</p><p>　　?確定加工工藝（裝卡、刀具等

37、）</p><p><b>　　?生成刀具軌跡</b></p><p><b>　　?加工仿真</b></p><p>　　?后期處理生成NC代碼</p><p><b>　　?輸出加工代碼</b></p><p><b>　　現(xiàn)在分別

38、予以說明。</b></p><p>　　2.1.2 加工工藝的確定</p><p>　　加工工藝的確定目前主要依靠人工進(jìn)行，其主要內(nèi)容有：</p><p>　　核準(zhǔn)加工零件的尺寸、公差和精度要求</p><p><b>　　確定裝夾位置</b></p><p><b>　　選

39、擇刀具</b></p><p><b>　　確定加工路線</b></p><p><b>　　選定工藝參數(shù)</b></p><p>　　2.1.3 加工模型建立</p><p>　　利用CAM系統(tǒng)提供的圖形生成和編輯功能將零件的被加工部位繪制計(jì)算機(jī)屏幕上。作為計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成刀具軌跡的依據(jù)

40、。</p><p>　　加工模型的建立是通過人機(jī)交互方式進(jìn)行的。被加工零件一般用工程圖的形式表達(dá)在圖紙上，用戶可根據(jù)圖紙建立三維加工模型。針對這種需求，CAM系統(tǒng)應(yīng)提供強(qiáng)大幾何建模功能，不僅應(yīng)能生成常用的直線和圓弧，還應(yīng)提供復(fù)雜的樣條曲線、組合曲線、各種規(guī)則的和不規(guī)則的曲面等的造型方法，并提供種過渡、裁剪、幾何變換等編輯手段。</p><p>　　被加工零件數(shù)據(jù)也可能由其他CAD/CAM系

41、統(tǒng)傳入，因此CAM系統(tǒng)針對此類需求應(yīng)提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，如DXF、IGES、STEP等。由于分工越來越細(xì)，企業(yè)之間的協(xié)作越來越頻繁，這種形式目前越來越普遍。</p><p>　　被加工零件的外形不可能是由測量機(jī)測量得到，針對此類的需求，CAM系統(tǒng)應(yīng)提供讀入測量數(shù)據(jù)的功能，按一定的格式給出的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動(dòng)生成零件的外形曲面。</p><p><b>　　刀具軌跡生成</b&g

42、t;</p><p>　　建立了加工模型后，即可利用CAXA制造工程師系統(tǒng)提供的多種形式的刀具軌跡生成功能進(jìn)行數(shù)控編程。CAXA制造工程師中提供了十余種加工軌跡生成的方法。用戶可以根據(jù)所要加工工件的形狀特點(diǎn)、不同的工藝要求和精度要求，靈活的選用系統(tǒng)中提供的各種加工方式和加工參數(shù)等，方便快速地生成所需要的刀具軌跡即刀具的切削路徑。CAXA制造工程師在研制過程中深入工廠車間并有自己的實(shí)驗(yàn)基地，它不僅集成了北航多年科研

43、方面的成果，也集成了工廠中的加工工藝經(jīng)驗(yàn)，它是二者的完美結(jié)合。在CAXA制造工程師中做刀具軌跡，已經(jīng)不是一種單純的數(shù)值計(jì)算，而是工廠中數(shù)控加工經(jīng)驗(yàn)的生動(dòng)體現(xiàn)，也是你個(gè)人加工經(jīng)驗(yàn)的積累，它人加工經(jīng)驗(yàn)的繼承，</p><p>　　為滿足特殊的工藝需要，CAXA制造工程師能夠?qū)σ焉傻牡毒哕壽E進(jìn)行編輯。CAXA制造工程師還可通過模擬仿真檢驗(yàn)生成的刀具軌跡的正確性和是否有過切產(chǎn)生。并可通過代碼較核，用圖形方法檢驗(yàn)加工代碼

44、的正確性。</p><p><b>　　后期G代碼生成</b></p><p>　　在屏幕上用圖形形式顯示的刀具軌跡要變成可以控制機(jī)床的代碼，需進(jìn)行所謂后期處理。后期處理的目的是形成數(shù)控指令文件，也就是平我們經(jīng)常說的G代碼程序或NC程序。CAXA制造工程師提供的后期處理功能是非常靈活的，它可以通過用戶自己修改某些設(shè)置而適用各自的機(jī)床要求。用戶按機(jī)床規(guī)定的格式進(jìn)行定制，

45、即可方便地生成和特定機(jī)床相匹配的加工代碼。</p><p><b>　　加工代碼輸出</b></p><p>　　生成數(shù)控指令之后，可通過計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)接口與機(jī)床直接連通。CAXA制造工程師可以提供我們自己開發(fā)的通信軟件，完成通過計(jì)算機(jī)的串口或并口與機(jī)床連接，將數(shù)控加工代碼傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床，控制機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床。</p><p>　　

46、2.2零件模具的造型</p><p>　　a. 在【零件特征】中選擇XY平面，在該平面進(jìn)行建模。單擊【草圖】圖標(biāo)，</p><p><b>　　建立草圖。</b></p><p><b>　　圖2-1零件草圖1</b></p><p>　　b. 單擊【拉伸增料】圖標(biāo)，在對話框中選擇類型為固定深度、深

47、度10，如圖2-2所示。</p><p><b>　　a</b></p><p><b>　　b</b></p><p>　　圖 2-2 拉伸增料</p><p>　　c. 選擇上圖毛坯的上表面，在該平面進(jìn)行建模。單擊【草圖】圖標(biāo)，</p><p><b>　　建立

48、草圖。</b></p><p>　　圖2-3 零件草圖2</p><p>　　d. 單擊【拉伸增料】圖標(biāo)，在對話框中選擇類型為固定深度、深度10，如圖2-4所示。</p><p><b>　?。╝）</b></p><p><b>　　b</b></p><p>

49、<b>　　圖2-4拉伸增料</b></p><p>　　e. 在【零件特征】中選擇XY平面，在該平面進(jìn)行建模。單擊【草圖】圖標(biāo)，</p><p><b>　　建立草圖。</b></p><p>　　圖2-5 零件草圖3</p><p>　　f. 單擊【拉伸增料】圖標(biāo)，在對話框中選擇類型為固定深度、

50、深度5，如圖2-6所示 </p><p><b>　　a</b></p><p><b>　　b</b></p><p><b>　　圖2-6 拉伸增料</b></p><p>　　g. 單擊【拔?！繄D標(biāo)，角度設(shè)為30，需過渡的元素為邊面，如圖2-7所示。</p>

51、<p><b>　　a</b></p><p><b>　　b</b></p><p><b>　　圖2-7 拔模</b></p><p>　　h. 單擊【過渡】圖標(biāo)，半徑設(shè)為3，需過渡的元素為邊面，如圖2-8所示</p><p><b>　　a</

52、b></p><p><b>　　b</b></p><p><b>　　圖2-8 過渡</b></p><p>　　i. 最終形成模型圖，如圖2-9所示。</p><p><b>　　圖2-9 模型圖</b></p><p>　　3. 零件模具

53、的加工工藝分析</p><p><b>　　3.1數(shù)控加工工藝</b></p><p>　　數(shù)控銑床加工工藝過程一般是：先通過分析零件圖樣，明確工件適合在數(shù)控銑削的加工內(nèi)容、加工要求，然后以此為出發(fā)點(diǎn)確定零件在數(shù)控銑削的加工工藝和過程順序。</p><p>　　接著確定數(shù)控加工的工藝裝備，如：確定何種類型、規(guī)格、技術(shù)參數(shù)的機(jī)床；考慮工件如何裝夾

54、及裝夾方案的擬定；選擇適合加工的表面、結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)要求的刀具并進(jìn)行調(diào)試，明確和細(xì)化工步的具體內(nèi)容，包括對走刀路線、位移量和切削參數(shù)等的確定。數(shù)控銑床加工工藝過程如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 數(shù)控銑床加工工藝過程</p><p>　　3.1.1分析零件圖</p><p>　　I 分析零件的尺寸標(biāo)注</p><p>　　在

55、分析零件圖時(shí)，除了考慮尺寸數(shù)據(jù)是否有遺漏或重復(fù)、尺寸標(biāo)注是否模糊不清和尺寸是否封閉等因素外，還應(yīng)該分析零件圖的尺寸標(biāo)注方法是否便于編程。無論是用絕對、增量、還是混合方式編程，都希望零件結(jié)構(gòu)的形位尺寸從同一基準(zhǔn)出發(fā)標(biāo)注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。這種標(biāo)注方法，不僅便于編程，而且便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，并便于保持設(shè)計(jì)、制造及檢驗(yàn)基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)設(shè)置的一致性。不從同一基準(zhǔn)出發(fā)標(biāo)注的分散類尺寸，可以考慮通過編程時(shí)的坐標(biāo)系變換的方法，或通過工藝尺寸鏈解

56、算的方法變換為統(tǒng)一基準(zhǔn)的工藝尺寸。</p><p>　　此外，還有一些封閉尺寸，為了同時(shí)保證孔間距的公差，直接按名義尺寸編程是不行的，在編程時(shí)必須通過尺寸鏈的計(jì)算，對原孔位尺寸進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，保證加工后的孔距尺寸符合公差要求。實(shí)際生產(chǎn)中有許多與此相類似的情況，編程時(shí)一定要引起注意。</p><p>　　2、分析加工的質(zhì)量要求 </p><p>　　檢查零件加工結(jié)構(gòu)的

57、質(zhì)量要求，如尺寸加工精度、形位公差及表面粗糙度在現(xiàn)有的加工條件下是否可以得到保證，是否還有更經(jīng)濟(jì)的加工方法或方案。雖然數(shù)控銑床的加工精度高，但對一些過薄的腹板和緣板零件應(yīng)認(rèn)真分析結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。這類零件在實(shí)際加工中因較大切削力的作用容易使薄板產(chǎn)生彈性退讓變形，從而影響到薄板的加工精度，同時(shí)也影響到薄板的表面粗糙度。當(dāng)薄板的面積較大而厚度又小于3mm時(shí)，就應(yīng)充分重視這一問題，并采取相應(yīng)措施來保證其加工的精度。如在工藝上，減小每次進(jìn)刀的切削深度或

58、切削速度，從而減小切削力等方法來控制零件在加工過程中的變形，并利用CNC機(jī)床的循環(huán)編程功能減少編程工作量。</p><p>　　在用同一把銑刀、同一個(gè)刀具補(bǔ)償值編程加工時(shí)，由于零件輪廓各處尺寸公差帶不同，很難同時(shí)保證各處尺寸在尺寸公差范圍內(nèi)。這時(shí)一般采取的方法是：兼顧各處尺寸公差，在編程計(jì)算時(shí)，改變輪廓尺寸并移動(dòng)公差帶，改為對稱公差。采用同一把銑刀和同一個(gè)刀具半徑補(bǔ)償值加工。</p><p&g

59、t;　　3.1.2數(shù)控加工工藝概念與工藝過程</p><p>　　數(shù)控加工工藝是指采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，所運(yùn)用各種方法和技術(shù)手段的總和，應(yīng)用于整個(gè)數(shù)控加工工藝過程。</p><p>　　數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來的一種應(yīng)用技術(shù)，它是人們大量數(shù)控加工實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。數(shù)控加工工藝過程是利用切削刀具在數(shù)控機(jī)床上直接改變加工對象的形狀、尺寸、表面位置、表面狀態(tài)等，使其

60、成為成品或半成品的過程。</p><p>　　數(shù)控加工過程是在一個(gè)由數(shù)控機(jī)床、刀具、夾具和工件構(gòu)成的數(shù)控加工工藝系統(tǒng)中完成的。數(shù)控機(jī)床是零件加工的工作機(jī)械，刀具直接對零件進(jìn)行切削，夾具用來固定被加工零件并使之占有正確的位置，加工程序控制刀具與工件之間的相對運(yùn)動(dòng)軌跡。工藝設(shè)計(jì)的好壞直接影響數(shù)控加工的尺寸精度和表面精度、加工時(shí)間的長短、材料和人工的耗費(fèi)，甚至直接影響加工的安全性。所以掌握數(shù)控加工工藝的內(nèi)容和數(shù)控加工工

61、藝的方法非常重要。</p><p>　　3.1.3數(shù)控銑床加工的工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)</p><p>　　工藝規(guī)程是工人在加工時(shí)的指導(dǎo)性文件。由于普通銑床受控于操作工人，因此，在普通銑床上用的工藝規(guī)程實(shí)際上只是一個(gè)工藝過程卡，銑床的切削用量、進(jìn)給路線、工序的工步等往往都是由操作工人自行選定。數(shù)控銑床加工的程序是數(shù)控銑床的指令性文件，數(shù)控銑床受控于程序指令，加工的全過程都是按程序指令自動(dòng)進(jìn)行的，因此

62、，數(shù)控銑床加工工藝與普通銑床工藝規(guī)程有較大差別，涉及的內(nèi)容也較廣。數(shù)控銑床加工程序不僅要包括零件的工藝過程，而且還要包括切削用量、進(jìn)給路線、刀具尺寸以及銑床的運(yùn)動(dòng)過程。工藝方案的好壞不僅會影響銑床效率的發(fā)揮，而且將直接影響到零件的加工質(zhì)量。正因?yàn)閿?shù)控加工采用了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床，使得數(shù)控加工與普通加工相比具有加工自動(dòng)化程度高、精度高、質(zhì)量穩(wěn)定、生成效率高、周期短、設(shè)備使用費(fèi)用高等特點(diǎn)。數(shù)控加工工藝上與普通加工工藝也具有一定的差異。

63、</p><p>　　數(shù)控加工工藝內(nèi)容要求更加具體、詳細(xì)</p><p>　　普通加工工藝：許多具體工藝問題，如工步的劃分與安排、刀具的幾何形狀與尺寸、走刀路線、加工余量、切削用量等，在很大程度上由操作人員根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣自行考慮和決定，一般無須工藝人員在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)進(jìn)行過多的規(guī)定，零件的尺寸精度也可由試切保證。</p><p>　　數(shù)控加工工藝：所有工藝問題必

64、須事先設(shè)計(jì)和安排好，并編入加工程序中。數(shù)控工藝不僅包括詳細(xì)的切削加工步驟，還包括工夾具型號、規(guī)格、切削用量和其他特殊要求的內(nèi)容，以及標(biāo)有數(shù)控加工坐標(biāo)位置的工序圖等。在自動(dòng)編程中更需要確定詳細(xì)的各種工藝參數(shù)。</p><p>　　數(shù)控加工工藝要求更嚴(yán)密、精確</p><p>　　普通加工工藝：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。</p><p&g

65、t;　　數(shù)控加工工藝：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。如攻螺紋時(shí)，數(shù)控機(jī)床不知道孔中是否已擠滿切屑，是否需要退刀清理一下切屑再繼續(xù)加工。又如非數(shù)控機(jī)床加工，可以多次“試切”來滿足零件的精度要求；而數(shù)控加工過程，嚴(yán)格按規(guī)定尺寸進(jìn)給，要求準(zhǔn)確無誤。因此，數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)要求更加嚴(yán)密、精確。</p><p>　　制定數(shù)控加工工藝要進(jìn)行零件圖形的數(shù)學(xué)處理和編程尺寸設(shè)定值的計(jì)

66、算</p><p>　　編程尺寸并不是零件圖上設(shè)計(jì)的尺寸的簡單再現(xiàn)。在對零件圖進(jìn)行數(shù)學(xué)處理和計(jì)算時(shí)，編程尺寸設(shè)定值要根據(jù)零件尺寸公差要求和零件的形狀幾何關(guān)系重新調(diào)整計(jì)算，才能確定合理的編程尺寸。</p><p>　　考慮進(jìn)給速度對零件形狀精度的影響</p><p>　　制定數(shù)控加工工藝時(shí)，選擇切削用量要考慮進(jìn)給速度對加工零件形狀精度的影響。在數(shù)控加工中，刀具的移動(dòng)軌

67、跡是由插補(bǔ)運(yùn)算完成的。根據(jù)插補(bǔ)原理分析，在數(shù)控系統(tǒng)已定的條件下，進(jìn)給速度越快，則插補(bǔ)精度越低，導(dǎo)致工件的輪廓形狀精度越差。尤其在高精度加工時(shí)，這種影響非常明顯。</p><p>　　強(qiáng)調(diào)刀具選擇的重要性</p><p>　　復(fù)雜形面的加工編程通常采用自動(dòng)編程方式。自動(dòng)編程中，必須先選定刀具再生成刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡，因此對于不具有刀具補(bǔ)償功能的數(shù)控機(jī)床來說，若刀具預(yù)先選擇不當(dāng)，所編程序只能推倒

68、重來。</p><p>　　數(shù)控加工工藝的特殊要求</p><p>　　1) 由于數(shù)控機(jī)床比普通機(jī)床的剛度高，所配的刀具也較好，因此在同等情況下，數(shù)控機(jī)床切削用量比普通機(jī)床大，加工效率也較高。</p><p>　　2) 數(shù)控機(jī)床的功能復(fù)合化程度越來越高，因此現(xiàn)代數(shù)控加工工藝的明顯特點(diǎn)是工序相對集中，表現(xiàn)為工序數(shù)目少，工序內(nèi)容多，并且由于在數(shù)控機(jī)床上盡可能安排較復(fù)雜的

69、工序，所以數(shù)控加工的工序內(nèi)容比普通機(jī)床加工的工序內(nèi)容復(fù)雜。</p><p>　　3) 由于數(shù)控機(jī)床加工的零件比較復(fù)雜，因此在確定裝夾方式和夾具設(shè)計(jì)時(shí)，要特別注意刀具與夾具、工件的干涉問題。</p><p>　　數(shù)控加工程序的編寫、校驗(yàn)與修改是數(shù)控加工工藝的一項(xiàng)特殊內(nèi)容</p><p>　　普通工藝中，劃分工序、選擇設(shè)備等重要內(nèi)容，對數(shù)控加工工藝來說屬于已基本確定的內(nèi)

70、容，所以制定數(shù)控加工工藝的著重點(diǎn)是整個(gè)數(shù)控加工過程的分析，關(guān)鍵在確定進(jìn)給路線及生成刀具運(yùn)動(dòng)軌跡。復(fù)雜表面的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡生成需借助自動(dòng)編程軟件，既是編程問題，當(dāng)然也是數(shù)控加工工藝問題。這也是數(shù)控加工工藝與普通加工工藝最大的不同之處。</p><p>　　3.1.4數(shù)控銑床加工工藝的主要內(nèi)容 </p><p>　　根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，數(shù)控銑床加工工藝主要包括以下內(nèi)容： </p>

71、<p>　?、?確定適合在數(shù)控銑床上加工的零件或加工內(nèi)容。</p><p>　?、?對擬定在數(shù)控銑床加工的零件或加工內(nèi)容進(jìn)行工藝分析。通過分析被加</p><p>　　工零件的圖樣，針對零件加工結(jié)構(gòu)內(nèi)容及技術(shù)要求初步擬定適當(dāng)?shù)墓に?lt;/p><p><b>　　措施。</b></p><p>　　③ 確定零件的

72、總體加工方案。包括確定零件整個(gè)加工過程的工序劃分、各</p><p>　　工序間的順序、數(shù)控銑床上加工工序與非數(shù)控加工工序的銜接等。 </p><p>　?、?數(shù)控銑床上的加工工序的設(shè)計(jì)。如選取零件的定位基準(zhǔn)、裝夾方案的確</p><p>　　定、工步的劃分、刀具的選擇和確定切削用量及確定加工路線等。</p><p>　?、?確定數(shù)控加工

73、前的調(diào)整方案。如對刀方案、換刀點(diǎn)、刀具預(yù)調(diào)和刀具補(bǔ)</p><p>　　償方案及確定加工路線等。</p><p>　　3.2加工方法的確定</p><p>　　機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)形狀是多種多樣的，但它們都是由平面、外圓柱面、內(nèi)圓柱面或曲面、廓形面等基本表面組成的。加工方法的選擇原則是保證加工表面的精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多

74、，因而在實(shí)際選擇時(shí)，應(yīng)結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、材料及生產(chǎn)類型等因素全面考慮。</p><p>　　根據(jù)十字架模具的特征，采用數(shù)控銑削加工。</p><p>　　3.3數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)</p><p>　　數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)是下一步工序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)的質(zhì)量會直接影響零件的加工質(zhì)量與生產(chǎn)效率。設(shè)計(jì)工藝路線時(shí)應(yīng)對零件圖、毛坯圖認(rèn)真消化，結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)

75、靈活運(yùn)用普通加工工藝的一般原則，盡量把數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)得更合理一些。</p><p>　　3.3.1數(shù)控銑削加工零件的工序順序</p><p>　　在數(shù)控銑床上加工零件，工序比較集中，在一次裝夾中，盡可能完成全部工序。根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，為了保持?jǐn)?shù)控銑床的精度，降低生產(chǎn)成本，延長使用壽命，通常把零件的粗加工，特別是基準(zhǔn)面、定位面的加工在普通機(jī)床上進(jìn)行。</p><p

76、>　　銑削加工零件劃分工序后，各工序的先后順序排定通常要考慮如下原則：</p><p>　　(1)基面先行原則：</p><p>　　用作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)優(yōu)先加工出來。</p><p>　　(2)先粗后精原則：</p><p>　　各個(gè)表面的加工順序按照粗加工→半精加工→精加工→光整加工的順序依次進(jìn)行，逐步提高表面的加工精度和減小表面粗糙

77、度。</p><p>　　(3)先主后次原則：</p><p>　　零件的主要工作表面、裝配基面應(yīng)先加工，從而能及早發(fā)現(xiàn)毛坯中主要表面可能出現(xiàn)的缺陷。次要表面可穿插進(jìn)行，放在主要加工表面加工到一定程度后、最終精加工之前進(jìn)行。</p><p>　　(4)先面后孔原則：</p><p>　　對平面輪廓尺寸較大的零件，一般先加工平面，再加工孔和其他

78、尺寸，這樣安排加工順序，一方面用加工過的平面定位，穩(wěn)定可靠；另一方面在加工過的平面上加工孔，孔加工的編程數(shù)據(jù)比較容易確定，并能提高孔的加工精度，特別是鉆孔時(shí)的軸線不易歪斜。</p><p>　　對于十字飛鏢來說，后3個(gè)原則很容易理解，不再敘述，下面重點(diǎn)講述基面先行原則，對它的應(yīng)用往往是排列工序的關(guān)鍵，也是難點(diǎn)。</p><p>　　定位基準(zhǔn)的選擇是決定加工順序的重要因素。在安排加工工序之前

79、，應(yīng)先找出零件的主要加工表面，并了解它們之間主要的相互位置精度的要求。而定位基準(zhǔn)的選擇對零件各主要表面的相互位置精度又有著直接的影響。一些彼此有較高精度要求的表面應(yīng)盡量在一次安裝中加工出來，這樣可減少零件的安裝誤差對它們之間的相互位置精度的影響。</p><p>　　用作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)優(yōu)先加工出來，因?yàn)槎ㄎ换鶞?zhǔn)的表面越精確，裝夾誤差就越小。任何一個(gè)較高精度的表面在加工之前，作為其定位基準(zhǔn)的表面必須已加工完畢。&l

80、t;/p><p>　　加工這些定位基準(zhǔn)面時(shí)又必須以另外的表面來作為定位粗基準(zhǔn)。因此當(dāng)工藝分析時(shí)工序的精定位基準(zhǔn)初步確定后，向前可推出加工定位精基準(zhǔn)的工序，向后推出以工序的精定位基準(zhǔn)加工的工序，這樣便可以逐步得到整個(gè)工藝過程的加工順序的大致輪廓。</p><p>　　因此，根據(jù)提供的圓棒型毛坯，首先找出較為平整的表面，把它作為定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。</p><p>　　3.3

81、.2數(shù)控銑削工序的各工步順序</p><p>　　由于數(shù)控機(jī)床集中工序加工的特點(diǎn)，在數(shù)控銑床上的一個(gè)加工工序，一般為多工步，使用多把刀具。因此在一個(gè)加工工序中應(yīng)合理安排工步順序，它直接影響到數(shù)控銑床加工的精度、效率、刀具數(shù)量和經(jīng)濟(jì)性。安排工步時(shí)除考慮通常的工藝要求之外，還應(yīng)考慮下列因素：</p><p>　?、僖韵嗤ㄎ弧A緊方式或同一把刀具加工的內(nèi)容，最好接連進(jìn)行，以減少刀具更換次數(shù)，節(jié)

82、省輔助時(shí)間。</p><p>　?、谠谝淮伟惭b的工序中進(jìn)行多個(gè)工步，應(yīng)先安排對工件剛性破壞小的工步。</p><p>　　③工步順序安排和工序順序安排是類似的，如都遵循由粗到精的原則。先進(jìn)行重切削、粗加工，去除毛坯大部分加工余量，然后安排一些發(fā)熱小、加工要求不高的加工內(nèi)容(如鉆小孔、攻螺紋等)，最后再精加工。</p><p>　?、芸紤]走刀路線，減少空行程。如決定某

83、一結(jié)構(gòu)的加工順序時(shí)，還應(yīng)兼顧到鄰近的加工結(jié)構(gòu)的加工順序，考慮相鄰加工結(jié)構(gòu)的一些相似的加工工步能否統(tǒng)一起來，用一把刀接連加工，減少換刀次數(shù)和空行程移動(dòng)量。</p><p>　　數(shù)控工藝路線的設(shè)計(jì)是下一步走刀路線的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，會對零件的加工質(zhì)量與生產(chǎn)效率造成較大的影響，設(shè)計(jì)工藝路線時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析零件圖，結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來靈活運(yùn)用普通加工工藝的一般原則，盡量把數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)得更趨合理。</p>

84、<p>　　根據(jù)以上分析，首先采用等高線粗加工，初步加工整體形狀，然后用擺線式粗加工加工出三個(gè)槽，最后采用三維偏置精加工完成最后的加工。 </p><p>　　3.4走刀路線的設(shè)計(jì)</p><p>　　在數(shù)控加工中，刀具刀位點(diǎn)在整個(gè)加工工序中相對于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡稱為走刀(加工)路線，它不但包括了工序的內(nèi)容，而且也反映出工序的順序。走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一。因此，在確定走刀

85、路線時(shí)最好畫一張工序簡圖，將已經(jīng)擬定出的走刀路線畫上去(包括進(jìn)刀、退刀路線)，這樣可為編程帶來不少方便。編程時(shí)，加工路線的確定原則主要有以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1)加工路線應(yīng)保證被加工零件的加工精度和表面粗糙度要求，且效率要高。</p><p>　　2)應(yīng)使加工路線最短，這樣可簡化程序段和減少空走刀時(shí)間，以提高生產(chǎn)率。</p><p>　　3)保證零件的工藝

86、要求。</p><p>　　4)利于簡化數(shù)值計(jì)算，減少程序段的數(shù)目和程序編制的工作量。</p><p>　　另外確定加工路線時(shí)，還要考慮工件的加工余量和機(jī)床刀具的系統(tǒng)剛度等情況，確定是一次走刀還是多次走刀完成加工。</p><p>　　3.4.1 銑削平面的加工路線</p><p>　　刀具切入工件時(shí)，應(yīng)避免沿零件外廓的法向切入，而應(yīng)沿外廓曲

87、線延長線的切向切入，以避免在切入處由于法向力過大產(chǎn)生刀具的刻痕而影響表面質(zhì)量，保證零件外廓曲線平滑過渡。同理，在切離工件時(shí)，在工件的輪廓處直接退刀，會造成進(jìn)給停頓，使工件表面出現(xiàn)凹坑，因此也應(yīng)該沿零件輪廓延長線的切向逐漸切離工件。 </p><p>　　為保證零件表面質(zhì)量，對刀具的切入和切出程序需要精心設(shè)計(jì)。銑削外表面輪廓時(shí)，銑刀的切入和切出點(diǎn)應(yīng)沿零件輪廓曲線的延長線上切入和切出零件表面，而不應(yīng)沿法向直接切入零件

88、，以避免加工表面產(chǎn)生劃痕，保證零件輪廓光滑。銑削封閉的內(nèi)輪廓表面時(shí)，若內(nèi)輪廓曲線允許外延，則應(yīng)沿切線方向切人、切出。若內(nèi)輪廓曲線不允許外延，刀具只能沿內(nèi)輪廓曲線的法向切入、切出，此時(shí)刀具的切入、切出點(diǎn)應(yīng)盡量選在內(nèi)輪廓曲線兩幾何元素的交點(diǎn)處。當(dāng)內(nèi)部幾何元素相切無交點(diǎn)時(shí)，為防止刀補(bǔ)取消時(shí)在輪廓拐角處留下凹口，刀具切入、切出點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離拐角。</p><p>　　此外，輪廓加工中應(yīng)避免進(jìn)給停頓。因?yàn)榧庸み^程中的切削力會使工

89、藝系統(tǒng)產(chǎn)生彈性變形并處于相對平衡狀態(tài)，進(jìn)給停頓時(shí)，切削力突然減小會改變系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，刀具會在進(jìn)給停頓處的零件輪廓上留下刻痕。</p><p>　　為提高工件精度和減小表面粗糙度，可以采用多次走刀的方法，粗加工余量一般以為宜，而且精銑時(shí)宜采用順銑，以減小零件被加工表面粗糙度的值。</p><p><b>　　3.5夾具的選擇</b></p><p&

90、gt;　　數(shù)控銑床工件裝夾一般都是以平面工作臺為安裝的基礎(chǔ)，定位夾具或工件，并通過夾具最終定位夾緊工件，使工件在整個(gè)加工過程中始終與工作臺保持正確的相對位置。數(shù)控加工用的夾具大都是通用性的，編程人員在大多數(shù)情況下不進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)，而是選用。數(shù)控加工的特點(diǎn)對夾具提出了兩個(gè)基本要求：一是保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定；二是要能協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。</p><p>　　根據(jù)數(shù)控銑床的特點(diǎn)和加工需要，目

91、前常用的夾具類型有通用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具、成組夾具和專用夾具。一般的選擇順序是單件生產(chǎn)中盡量選用機(jī)床用平口虎鉗、壓板螺釘?shù)韧ㄓ脢A具，批量生產(chǎn)時(shí)優(yōu)先考慮組合夾具，其次考慮可調(diào)夾具，最后考慮選用成組夾具和專用夾具。選擇時(shí)，要綜合考慮各種因素，選擇經(jīng)濟(jì)、合理的夾具形式。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)提供的毛坯為圓棒型鋁合金，采用三角夾具。</p><p><b>　　3.6刀具的

92、選擇</b></p><p>　　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(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時(shí)，選擇刀具通?？紤]機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。</p><p>　　刀具選擇總的原則是：既要求精度高、強(qiáng)度大、剛性好、壽命長，又要求尺寸穩(wěn)定，安裝調(diào)整方便。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具的剛性。</p>

93、<p>　　3.6.1銑削用刀具及其選擇</p><p>　　數(shù)控加工中，銑削平面零件內(nèi)外輪廓及銑削平面常用平底立銑刀，該刀具有關(guān)參數(shù)如下：</p><p>　　1)銑刀半徑應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑，一般取。 （1-1）</p><p>　　2)零件的加工高

94、度，以保證刀具有足夠的剛度。 </p><p>　　此外對于一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常用球形銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀和盤銑刀。</p><p>　　根據(jù)以上條件， 平面區(qū)域粗加工是采用D12的立銑刀，三維偏置精加工時(shí)采用R3的球銑刀。 </p><p>　　3.6.2刀具材料應(yīng)該滿足零件的加工要求</p><p>　　

95、本次加工采用的材料為尼龍棒，尼龍棒的硬度最高只有60-80HB，硬度一般為71MPa，由于硬度、強(qiáng)度低，可選用高速鋼銑刀。</p><p>　　3.7銑削用量的確定</p><p>　　在銑削過程中，如果能在一定的時(shí)間內(nèi)切除較多的金屬，就會有較高的生產(chǎn)效率。顯然提高背吃刀量、銑削速度和進(jìn)給量均能增加金屬的切除量。但是，影響銑刀使用壽命最顯著的因素是銑削速度，其次是進(jìn)給量，而背吃刀量的影響最

96、小。所以，為了保證銑刀較長的使用壽命，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采用較大的吃刀量，其次是選擇較大的進(jìn)給量，最后才是選擇適宜的銑削速度。</p><p>　　3.7.1吃刀量的選擇</p><p>　　當(dāng)?shù)毒咩娤骷庸r(shí)，刀具切入工件包括兩個(gè)方向和深度，即銑削深度和銑</p><p><b>　　削寬度。</b></p><p>　?。?）切

97、削深度。(背吃刀量)</p><p>　　切削深度也稱為背吃刀量，在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，可以等于加工余量，即盡量做到一次進(jìn)給銑去全部的加工余量，這是提高生產(chǎn)效率的一個(gè)有效措施。只有當(dāng)表面粗糙度要求小于時(shí)，為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，才需要考慮留一定的余量進(jìn)行精加工。</p><p>　?。?）切削寬度。(側(cè)吃刀量)</p><p>　　在編程軟

98、件中稱為步距，一般切削寬度與刀具直徑成正比。在粗加工中，步距取得大些有利于提高加工效率。使用平底刀進(jìn)行切削時(shí)，一般的取值范圍為：。而使用圓鼻刀進(jìn)行加工，刀具直徑應(yīng)扣除刀尖的圓角部分，即 (為刀具直徑，為刀尖圓角半徑)，而可以取到。而在使用球頭刀進(jìn)行精加工時(shí)，步距的確定應(yīng)首先考慮所能達(dá)到的精度和表面粗糙度。</p><p>　?。?）背吃刀量或側(cè)吃刀量與表面質(zhì)量的要求</p><p>　?、?/p>

99、在工件表面粗糙度要求為時(shí)，如果圓周銑削的加工余量小于，端銑的加工余量小于，粗銑一次進(jìn)給就可以達(dá)到要求。但在余量較大、工藝系統(tǒng)剛性較差或機(jī)床動(dòng)力不足時(shí)，可分兩次進(jìn)給完成。</p><p>　?、谠诠ぜ砻娲植诙纫鬄闀r(shí)，可分粗銑和半精銑兩步進(jìn)行。粗銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量盡量做到一次進(jìn)給銑去全部的加工余量，工藝系統(tǒng)剛性較差或機(jī)床動(dòng)力不足時(shí)，可分兩次進(jìn)給完成。粗銑后留余量，在半精銑時(shí)切除。</p><

100、;p>　?、墼诠ぜ砻娲植诙纫鬄闀r(shí)，可分粗銑、半精銑、精銑3步進(jìn)行。半精銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量?。痪姇r(shí)，圓周銑削的側(cè)吃刀量取，面銑刀背吃刀量取。</p><p>　　綜上所述，平面區(qū)域和等高線粗加工時(shí)層高均為2mm,行距分別為8㎜和5㎜，余量均為0.1㎜；參數(shù)線精加工時(shí)余量為0.01㎜。</p><p>　　3.7.2每齒進(jìn)給量的選擇</p><p>　　

101、粗銑時(shí)，限制進(jìn)給量提高的主要因素是切削力，進(jìn)給量主要是根據(jù)銑床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度，刀桿的剛度，刀齒的強(qiáng)度及銑床、夾具、工件的工藝系統(tǒng)剛度來確定。在強(qiáng)度和剛度許可的條件下，進(jìn)給量可以盡量選取得大一些。精加工時(shí)，限制進(jìn)給量提高的主要因素是表面粗糙度。為了減少工藝系統(tǒng)的振動(dòng)，減小已加工表面的殘留面積高度，一般選取較小的進(jìn)給量。每齒進(jìn)給量的選擇方法總結(jié)如下：</p><p>　?、僖话闱闆r下，粗銑取大值，精銑取小值。<

102、/p><p>　?、趯傂暂^差的工件，或所用銑刀強(qiáng)度較低時(shí)，銑刀每齒進(jìn)給量應(yīng)適當(dāng)減小。</p><p>　?、墼阢娤骷庸げ讳P鋼等冷硬傾向較大的材料時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大銑刀每齒進(jìn)給量，以免刀刃在冷硬層上切削，以致加速刀刃的磨損。</p><p>　?、芫姇r(shí)，銑刀安裝后的徑向及軸向圓跳動(dòng)量愈大，則銑刀每齒進(jìn)給量應(yīng)相應(yīng)適當(dāng)?shù)販p小。</p><p>　　確定

103、銑刀每齒進(jìn)給量正后，進(jìn)給速度可按下(3-1)計(jì)算：</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　式中：為每齒切削量，為銑刀的齒數(shù)，為轉(zhuǎn)速。</p><p>　　現(xiàn)取=0.03㎜/min </p><p>　　F=0.03×3×1000</p><p>

104、;<b>　　=90㎜/min</b></p><p>　　3.7.3 主軸轉(zhuǎn)速的確定</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速主要根據(jù)切削速度確定：</p><p><b>　　(3-2)</b></p><p>　　式中：為切削速度,單位；為刀具直徑, 單位 。</p><p>　　

105、平面區(qū)域粗加工采用的刀具為D=12 ㎜所以 </p><p>　　n=1000×90/3.14×12=2389r/min</p><p>　　最后兩道工序采用的刀具為D=6㎜ </p><p>　　所以n=1000×90/3.14×6 </p><p>　　=1000 r/min </p

106、><p>　　3.8 數(shù)控加工工藝文件</p><p>　　數(shù)控加工工藝文件不僅是進(jìn)行數(shù)控加工和產(chǎn)品驗(yàn)收的依據(jù)，也是操作者遵守和執(zhí)行的規(guī)程，同時(shí)還為產(chǎn)品零件重復(fù)生產(chǎn)積累了必要的工藝資料，完成了技術(shù)儲備。這些專用技術(shù)文件既是數(shù)控加工的依據(jù)，也是需要操作者遵守、執(zhí)行的規(guī)則，有的則是加工程序的具體說明，目的是讓操作者更明確加工程序的內(nèi)容、裝夾方式、各個(gè)加工部位所選用的刀具及其他技術(shù)問題。該文件包括了

107、編程任務(wù)書、數(shù)控加工工序卡、數(shù)控刀具卡片、數(shù)控加工程序單等。</p><p><b>　　數(shù)控加工編程任務(wù)書</b></p><p>　　編程任務(wù)書闡明了工藝人員對數(shù)控加工工序的技術(shù)要求、工序說明和數(shù)控加工前應(yīng)保證的加工余量，是編程人員與工藝人員協(xié)調(diào)工作和編制數(shù)控程序的重要依據(jù)之一。</p><p><b>　　數(shù)控加工工序卡<

108、/b></p><p>　　數(shù)控加工工序卡與普通加工工序卡很相似，所不同的是：工序簡圖中應(yīng)注明編程原點(diǎn)與對刀點(diǎn)，要有編程說明及切削參數(shù)的選擇等，它是操作人員進(jìn)行數(shù)控加工的主要指導(dǎo)性工藝資料，[2]如下表。</p><p>　　表3-1 工 序 卡</p><p><b>　　數(shù)控加工刀具卡片</b></p><p>

109、;　　數(shù)控加工刀具卡主要反映刀具名稱、編號、規(guī)格、長度等內(nèi)容。</p><p><b>　　表3-2 刀具卡片</b></p><p>　　4. 零件模具的數(shù)控加工</p><p>　　4.1粗加工的參數(shù)設(shè)置</p><p><b>　　平面區(qū)域粗加工</b></p><p>

110、;　　單擊【加工】>【粗加工】>【平面區(qū)域粗加工】如下圖，彈出對話框，在參數(shù)表中設(shè)置各參數(shù)。</p><p>　　A.設(shè)置平面區(qū)域粗加工中【加工參數(shù)】的相關(guān)參數(shù)，如圖4-1所示。</p><p><b>　　圖4-1加工參數(shù)</b></p><p>　　B. 設(shè)置平面區(qū)域粗加工中【下刀方式】的相關(guān)參數(shù)，如圖4-2所示。</p&

111、gt;<p><b>　　圖4-2下刀方式</b></p><p>　　C.設(shè)置平面區(qū)域粗加工中【切削用量】的相關(guān)參數(shù)，如圖4-3所示。</p><p><b>　　圖4-3切削用量</b></p><p>　　D. 設(shè)置平面區(qū)域粗加工中【刀具參數(shù)】相關(guān)參數(shù)，如圖4-4所示。</p><p

112、><b>　　圖4-4刀具參數(shù)</b></p><p>　　單擊【確定】按鈕，拾取加工對象，右鍵確定，拾取加工邊界，右鍵確定，</p><p>　　確定加工方向，生成軌跡，如圖4-5所示。</p><p><b>　　圖4-5加工軌跡</b></p><p>　　4.2等高線粗加工的參數(shù)設(shè)置&

113、lt;/p><p><b>　　等高線粗加工</b></p><p>　　單擊【加工】>【粗加工】>【等高線粗加工】如下圖，彈出對話框，在參數(shù)表中設(shè)置各參數(shù)。</p><p>　　A.設(shè)置等高線粗加工中【加工參數(shù)】的相關(guān)參數(shù)，如圖4-6所示。</p><p><b>　　圖4-6加工參數(shù)</b&g

114、t;</p><p>　　B. 設(shè)置等高線粗加工中【下刀方式】的相關(guān)參數(shù)，如圖4-7所示。</p><p><b>　　圖4-7下刀方式</b></p><p>　　C.設(shè)置等高線粗加工中【切削用量】的相關(guān)參數(shù)，如圖4-8所示。</p><p><b>　　圖4-8切削用量</b></p>

115、;<p>　　D. 設(shè)置等高線粗加工中【加工邊界】相關(guān)參數(shù)，如圖4-9所示。</p><p><b>　　圖4-9加工邊界</b></p><p>　　E. 設(shè)置等高線粗加工中【刀具參數(shù)】相關(guān)參數(shù)，如圖4-10所示。</p><p><b>　　圖4-10刀具參數(shù)</b></p><p&g

116、t;　　單擊【確定】按鈕，拾取加工對象，右鍵確定，拾取加工邊界，右鍵確定，</p><p>　　確定加工方向，生成軌跡，如圖4-11所示。</p><p><b>　　圖4-11加工軌跡</b></p><p>　　4.3精加工的參數(shù)設(shè)置</p><p><b>　　三維偏置精加工</b></

117、p><p>　　單擊【加工】>【精加工】>【三維偏置精加工】如下圖，彈出對話框，在參數(shù)表中設(shè)置各參數(shù)。</p><p>　　A.設(shè)置三維偏置精加工中【加工參數(shù)】的相關(guān)參數(shù)，如圖4-12所示。</p><p><b>　　圖4-12加工參數(shù)</b></p><p>　　B. 設(shè)置三維偏置精加工中【下刀方式】的相關(guān)參