數(shù)控零件加工工藝與編程畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計</b></p><p>　　數(shù)控零件加工工藝與編程</p><p>　　CNC Parts Machining Technology and Programming</p><p>　　班 級： </p><p>　　學(xué)生姓名： 　　　 學(xué)

2、號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： 職 稱： </p><p>　　導(dǎo)師單位： </p><p>　　論文提交日期： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>

3、;　　數(shù)控加工因?yàn)槠涓呷嵝?、高精度、高度自動化與高效率的特點(diǎn)，在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，在當(dāng)今社會的位置越來越重要。本次設(shè)計我使用手動編程。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計是關(guān)于某個零件的加工工藝與程序進(jìn)行分析與編制，在本次設(shè)計中,通過對零件的圖形分析,材料分析,選好了加工毛坯尺寸,另外還對加工的工序.工藝進(jìn)行分析,從而手工將加工零件的全部工藝過程、工藝參數(shù)、位移數(shù)據(jù)等以規(guī)定的代碼、程序格式寫出,編制出了

4、適合所選銑床的程序。完成這次設(shè)計我做了以下工作：</p><p>　　1.零件圖進(jìn)行分析。本零件是對稱圖形，尺寸要求不高，但是有圓角、曲面和二次曲線較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，對加工的程序要求高。根據(jù)零件圖，合理的構(gòu)思出加工順序，并數(shù)字化建模，用UG軟件畫出零件的立體圖，并選擇毛坯材料和尺寸。</p><p>　　2.零件工藝性分析。加工的零件是對稱的圖形，一零件的幾何中心為進(jìn)刀點(diǎn)，也作為程序的原點(diǎn)。非

5、加工的邊緣四周區(qū)域是正方形，所以方便裝夾，對夾具的要求不高。臺虎鉗足以滿足零件裝夾的要求。加工零件選擇合理道具，粗銑毛坯量大，用面銑刀進(jìn)行加工，其余的用φ6的立銑刀加工。球面用φ6球面銑刀加工。根據(jù)刀具和零件的要求算出切削用量，制定工藝卡片。</p><p>　　3.數(shù)控銑床零件加工程序的編制。手動編寫出零件的加工程序，零件的程序中應(yīng)用到了倒圓角的宏程序，球面的宏程序，二次曲線的宏程序。使用了G68旋轉(zhuǎn)固定循環(huán)。

6、零件加工的是內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以由上之下，由中間到四周進(jìn)行加工。根據(jù)工藝卡片的要求分先后分別進(jìn)行粗精加工。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 零件的分析 裝夾 工藝 編程 宏程序</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Because the numerical control processing its high f

7、lexibility, the high accuracy, highly automated and the high efficiency's characteristic, is getting more and more widespread in machine-building industry's application, is now getting more and more important in

8、society's position.</p><p>　　This graduation project is carries on the analysis and the establishment about some components processing craft and the procedure, in this design, through to the components g

9、raph analysis, the material analysis, chose the processing blank dimension, in addition to processing working procedure. The craft carries on the analysis, thus the handwork will process the code which, the program forma

10、t the components the complete technological process, the technological parameter, the displacement data an</p><p>　　1.the pair gives the detail drawing carries on the analysis. This components are the symmet

11、ric figure, the size request are not high, but has the fillet, the surface and the conic section complex structure, requests high to the processing procedure. According to the detail drawing, the reasonable idea processi

12、ng sequence, and the digitized modelling, draws the components with the UG software the block diagram, and chooses the semifinished materials material and the size. </p><p>　　2.the components carry on the te

13、chnological analysis. The processing components are the symmetrical graph, a components' geometric center is the feed spot, also as procedure zero point. The non-processing's edge all around region is a square, t

14、herefore the convenient attire clamps, is not high to jig's request. The bench vise satisfies the request which sufficiently the components attire clamps. The processing components choice reasonable stage prop, the r

15、ough milling semifinished materials quan</p><p>　　3.the numerical control milling machine components add the project the foreword establishment. Manual compiled the components the processing program, in the

16、components procedure applies the round angle great procedure, the spherical surface great procedure, the conic section great procedure. Used G68 to revolve the fixed cycle. What components processing is the internal stru

17、cture, therefore from, to all around carries on the processing from among. Carries on the thick precision work separatelysu</p><p>　　key word: Components analysis Clamping Process Programming Macro programs&

18、lt;/p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　中文摘要及關(guān)鍵詞……………………………………………………………………2</p><p>　　目錄……………………………………………………………………………………1</p><p>　　1.緒論………………………………………………………………………………3

19、</p><p>　　1.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展………………………………………………………3</p><p>　　1.2數(shù)控加工的特點(diǎn)…………………………………………………………………4</p><p>　　1.3本課題的主要內(nèi)容及任務(wù)………………………………………………………4</p><p>　　2. 橢圓菱形板零件的圖樣分析…………

20、…………………………………………4</p><p>　　2.1零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析………………………………………………………………4</p><p>　　2.2零件的技術(shù)要求分析………………………………………………………………5</p><p>　　3.橢圓菱形板零件的工藝分析………………………………………………………5</p><p>　　3

21、.1毛坯的選擇………………………………………………………………………5</p><p>　　3.2定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………………………5</p><p>　　3.3裝夾方式的選擇……………………………………………………………………6</p><p>　　3.4刀具的選擇…………………………………………………………………………6</

22、p><p>　　3.5切削用量的選擇……………………………………………………………………7</p><p>　　4.擬定橢圓菱形板的加工工藝路線…………………………………………………7</p><p>　　4.1表面加工方法的確定………………………………………………………………7</p><p>　　4.2工藝路線的確定…………………………………

23、…………………………………8</p><p>　　4.3工藝卡片的制定…………………………………………………………………8</p><p>　　4.3 1工藝過程卡………………………………………………………………………8</p><p>　　4.3.2數(shù)控加工工序……………………………………………………………………9</p><p>　　5.

24、橢圓菱形板零件的數(shù)控加工程序的編制…………………………………………10</p><p>　　5.1編程方法的確定…………………………………………………………………10</p><p>　　5.2坐標(biāo)系的建立……………………………………………………………………11</p><p>　　5.3加工程序清單……………………………………………………………………12</

25、p><p>　　小 結(jié)…………………………………………………………………………………17</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………17</p><p>　　附圖 零件標(biāo)準(zhǔn)圖紙…………………………………………………………………18</p><p><b>　　第一章 緒論</b>

26、;</p><p>　　數(shù)控是現(xiàn)代機(jī)械加工的主流，并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在不斷進(jìn)步。但是機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)越來越合理，其性能、精度和效率日趨提高，更新?lián)Q代頻繁，生產(chǎn)類型由大批量生產(chǎn)向多品種小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)換。[1]因此，數(shù)控技術(shù)應(yīng)用加工效率有待提高。據(jù)統(tǒng)計數(shù)控加工與編制加工程序的時間之比為1：30，所以提高生產(chǎn)效率，程序的編制是關(guān)鍵。短時間內(nèi)制定零件的加工程序，可以有效的縮短數(shù)控加工時間。本次零件的手動編程，縮短編程時間

27、，提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　數(shù)控零件加工工藝與編程設(shè)計中，采用了手動編程。手動編程與自動編程應(yīng)用較多。自動編程是用CAD/CAM根據(jù)三維零件生成程序，雖然方便，可以生成復(fù)雜零件的程序，但是當(dāng)需要改動時，改動較大，影響加工效率。手動能繪制簡單零件的程序，但是適應(yīng)零件的范圍廣，改動很快捷，這次零件結(jié)構(gòu)簡單，適合手動編程。在零件加工前對其進(jìn)行工藝分析，編制程序的基本知識和基本理論進(jìn)行了解；選用機(jī)床、刀具、夾具

28、及零件表面的加工方法；掌握數(shù)控工藝加工方法和數(shù)控加工程序編程方法。1.1 零件圖分析與數(shù)字化建模</p><p>　　分析零件圖選擇毛坯的尺寸，對零件加工尺寸、表面粗糙度等技術(shù)要求綜合分析，得出零件的加工過程，最后選擇合適的機(jī)床。根據(jù)零件圖，用UG生成零件圖的同時定下零件的內(nèi)部腔體的加工順序。目前主要的CAD/CAM軟件有UG、PRO/E、CAXA、MasterCAM等。但是UG作為模具行業(yè)適用最廣的數(shù)字化制圖

29、軟件，和數(shù)控聯(lián)系緊密。它不僅三維建模功能強(qiáng)大，而且整個軟件功能齊全，仿真刀路加工很形象，再加上對UG數(shù)字化建模的熟悉，所以選擇了UG這個軟件生成零件的立體圖。適用UG時，我用到了長方體的命令來生成毛坯，用草圖功能畫出兩正交橢圓，并修剪好兩橢圓相交的二次曲線輪廓，再使用拉伸求差的命令得到內(nèi)部結(jié)構(gòu)。再使用邊倒圓功能來滿足零件的要求。最后在適用草圖功能，畫出球面的截面二維圖形，最后回轉(zhuǎn)求差得到球面圖形。兩橢圓正交形成的內(nèi)腔，然后倒圓角，再對內(nèi)

30、腔底部的輪廓進(jìn)行邊倒圓，最后銑出球面。</p><p>　　1.2 零件的工藝分析</p><p>　　零件形狀是對稱的，所以用零件的幾何中心為加工中心。毛坯選擇的是長方體，四周便與裝夾，用臺虎鉗能滿足零件的加工，而且現(xiàn)有數(shù)控銑床用的夾具就是臺虎鉗，節(jié)約選擇夾具的時間。裝夾好零件，根據(jù)銑床的加工特點(diǎn)，合理的制定出加工路線。零件是內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，所以從中心入刀，每層進(jìn)給3mm的深度，分層銑削，先粗

31、加工，加工完測量尺寸，改刀補(bǔ)進(jìn)行精加工。根據(jù)需要加工的內(nèi)部輪廓給出的條件，查相關(guān)的表，計算出加工零件時所需要的切削速度，主軸轉(zhuǎn)速和背吃刀量，選擇所需的刀具（精加工和粗加工選擇不同的刀具加工），并制定出道具卡片和工藝卡片。</p><p>　　1.3 手動編寫程序</p><p>　　了解數(shù)控程序的意義和編制的格式、要求、特點(diǎn)等，在結(jié)合零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，編制出合理的程序。以零件上表面的幾何中心

32、為零件的程序原點(diǎn)，用宏程序編寫出曲線的輪廓，球面輪廓，倒圓角輪廓。雖然現(xiàn)在程序有自動編程，半自動編程，但是我選擇手動編程是因?yàn)椋诤唵蔚某绦?，自動與半自動都是由很多的坐標(biāo)構(gòu)成的，這對于機(jī)床本身就有不小的運(yùn)算負(fù)荷，機(jī)床存儲空間不能滿足不說，加工的效率也很難保證，對于球面加工CAD/CAM軟件是不能智能分辨曲面的概念。[2]手動編制宏程序，不僅語言簡練而且嚴(yán)謹(jǐn)。[3]它把機(jī)床功能參數(shù)與編程語言結(jié)合，而且靈活的參數(shù)設(shè)置也使機(jī)床具有最佳的工作性

33、能，同時也給予操作人員極大的調(diào)整空間。另外宏程序使編程人員從繁瑣的、大量重復(fù)性的編程工作中解脫出來。+</p><p>　　所以用宏程序編制了曲線、圓角、球面的加工程序，結(jié)合數(shù)控銑床的加工特點(diǎn)，完成這次設(shè)計。</p><p>　　隨著科學(xué)的進(jìn)步，數(shù)控技術(shù)也在隨著提高，我覺得以后的數(shù)控加工會有很大的發(fā)展前景。這次的畢業(yè)設(shè)計很重要，貼合實(shí)際，跟住了時代的步伐。</p><p

34、>　　第二章 零件圖的分析與數(shù)字化建模</p><p>　　2.1 零件圖 見圖1</p><p>　　圖1 數(shù)控加工二維零件圖</p><p>　　2.2 零件圖的分析</p><p>　　根據(jù)零件圖1可知該零件整體是由（100mm*100mm）的正方形拉伸30mm成的長方體，所以準(zhǔn)備一個105*105*35的長方體為加工毛坯，加工

35、表面后得到100*100*30的尺寸。在長方體上表面由兩個橢圓正交形成的階梯形內(nèi)腔，第一階梯2mm深，第二階梯向里偏置2mm深度為8mm。并且在兩橢圓正交形成的四個拐角進(jìn)行倒圓角，第一階梯橢圓圓角半徑R=8mm，第二階梯橢圓半徑R=10mm。，在內(nèi)腔的底部整個輪廓進(jìn)行邊倒圓，邊倒圓半徑R=4mm。在零件底部中央需要加工一個深度為4mm，寬度為35mm的球面。圓球的半徑R=40.28mm。</p><p>　　2.

36、2.1 零件的加工表面分析</p><p>　　本零件表面未給出加工要求，所以只要按照一般的表面處理方法即：先銑毛坯的四周便與裝夾，因?yàn)榱慵菍ΨQ的，所以再以把不加工的一面加工平，把其作為放置平面，用臺虎鉗裝夾在銑床工作臺上。留粗加工余量。</p><p>　　2.2.2 零件的技術(shù)要求分析</p><p>　　由零件圖1可知，該零件的加工輪廓由曲線、圓弧及直線構(gòu)成

37、，其形狀復(fù)雜，所以加工需要采用數(shù)控機(jī)床銑削加工。</p><p>　　零件的尺寸公差為IT14，表面粗糙度為給出要求，按一般數(shù)控加工方法，可以保證達(dá)到要求。腹板厚度30mm，且面積大，加工時不易發(fā)生振動，對加工的不利影響較小。該零件為對稱圖形，且只在一面上加工銑削，所以只需要一次裝夾就能加工出來。</p><p>　　零件的加工深度最深為14mm所以選擇刀具長度在20mm以上的刀具。改腔

38、體內(nèi)部有邊倒圓（R=4mm），所以要選擇球頭銑刀。該腔體有階梯布置，第一第二階梯拐角出倒圓角半徑分別為R=8mmR=10mm，但是這些圓角在XZ平面內(nèi)，只需要一把Φ6mm的立銑刀就夠了。</p><p>　　零件的尺寸標(biāo)注較統(tǒng)一，且無封閉尺寸；構(gòu)成該零件輪廓形狀的各幾何元素條件充分無互相矛盾之處，有利于編程和數(shù)控加工。</p><p>　　2.3 零件的材料分析</p>&l

39、t;p>　　已給出材料45鋼，HBS250，適合數(shù)控加工。</p><p>　　2.4 零件的加工過程</p><p>　　整體加工步驟是由上而下的加工，以零件的中心為原點(diǎn)，每次下3mm的深度，把大部分的余量銑去。然后用橢圓一層層的往下銑削除，每次銑3mm的深度，最后一次銑4mm，然后旋轉(zhuǎn)90度，重復(fù)以上步驟。注意的是在底部加工橢圓是留一個高4mm寬4mm的臺階，為下面邊倒圓留加工余

40、量。用宏程序編出兩橢圓相交拐角處倒圓角的四分之一輪廓，然后旋轉(zhuǎn)加工成整體輪廓。一同樣的方法一層層套用該宏程序，加工出圓角。接下來是邊倒圓，宏程序邊倒圓。最后是在底部加工圓球。</p><p>　　2.5 零件毛坯的設(shè)計</p><p>　　根據(jù)本設(shè)計的要求，給出的毛坯的尺寸是除上表面以外的其它表面均已經(jīng)加工，固定毛坯的尺寸為100*100*30mm，材料用45鋼。</p>&

41、lt;p><b>　　2.6 數(shù)字化建模</b></p><p>　　UG軟件建模 如：圖2</p><p><b>　　圖2 零件的立體圖</b></p><p>　　打開UG，新建prt文件，Ctrl+m進(jìn)入建模環(huán)境，選擇立方體命令，創(chuàng)建100*100*30的長方體。以上表面幾何中心原點(diǎn)為橢圓的中心點(diǎn)，創(chuàng)建橢圓，

42、長軸為80，短軸為30的橢圓。以原點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心，把上一步創(chuàng)建的橢圓旋轉(zhuǎn)90度。用修建命令留下橢圓的外部輪廓①，并向外偏置2mm的距離向內(nèi)偏置4mm的距離，為輪廓②和③。將生成的橢圓輪廓②向Z軸負(fù)方向拉伸2mm的距離，并與長方體求差。生成的橢圓輪廓①同方向拉伸6mm的距離，與長方體求差。生成的橢圓輪廓③同方向拉伸10mm與長方體求差。形成的內(nèi)部腔體的四個邊角，進(jìn)行倒圓角。第一階梯的倒圓角R=8mm，第二階梯的倒圓角R=10mm。再對內(nèi)腔底

43、部進(jìn)行R=4mm的邊倒圓。最后用草圖在XZ平面內(nèi)畫出半個球面的截面輪廓，用回轉(zhuǎn)中心的命令與底部求差，在底部的平面上生成一個深度為4mm，寬度為35mm的球面，球的半徑R=40.28mm，完畢后保存。</p><p>　　第三章 零件工藝規(guī)程的設(shè)計</p><p>　　3.1 定位基準(zhǔn)的的選擇</p><p>　　3.1.1 粗、精基準(zhǔn)的選擇</p>&

44、lt;p>　　為精加工做準(zhǔn)備前，需要加工一個平面，保證它的平面度。所以粗基準(zhǔn)為毛坯的待加工表面，及毛坯的上表面。以它為基準(zhǔn)，加工出一個平面，來保證零件加工的精度。把上一步加工的平面作為精基準(zhǔn)，這樣使加工表面在一個平面的位置上。用精基準(zhǔn)為最終基準(zhǔn)。即設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣可以減少基準(zhǔn)不重合時產(chǎn)生的誤差和數(shù)控編程中的計算量，并可以較少裝夾次數(shù)，更保證了零件的尺寸要求。零件的毛坯是規(guī)則（100*100*30）長方體，零件

45、也是規(guī)則的圖形，所以基準(zhǔn)無特殊要求。</p><p>　　3.2 裝夾方案的確定</p><p>　　在機(jī)床加工工件時，為保證工件加工精度，必須正確裝夾工件，使其相對機(jī)床切削成形運(yùn)動和刀具占有正確的位置。由于設(shè)計要求中明確提出加工工件具有對稱度和平行度的特征，因此本設(shè)計中，在確定裝夾方案時，重點(diǎn)考慮到保證工件上被加工表面的尺寸精度、平行度、對稱度等。[4]</p><p

46、>　　在本設(shè)計中，采用虎臺鉗機(jī)構(gòu)對工件進(jìn)行裝夾。臺虎鉗夾具是常規(guī)夾具，價格便宜，而且本零件對裝夾的要求不高，只要能加緊零件，保證加工平面水平即可。所以裝夾零件時候，底部加上墊塊，保證毛坯水平的底面放置水平，這樣粗銑加工平面，保證加工平面的平行度，臺虎鉗能滿足要求?；⑴_鉗的兩爪夾住100*30mm的兩個面，基面用粗糙度較高的墊塊頂住，防止在加工過程中，被加工工件產(chǎn)生振動或相對偏移。</p><p>　　裝夾示

47、意如圖3所示。</p><p><b>　　圖3 零件的裝夾</b></p><p>　　3.3 確定加工順序及走刀路線</p><p>　　加工順序的擬定按照基面先行、先粗后精的原則確定。該零件是對稱圖形，先找到零件的中心，就能夠?qū)崿F(xiàn)零件的加工。</p><p>　　該零件的銑削加工中的路線包括平面內(nèi)軌跡的加工進(jìn)給和深

48、的進(jìn)給。用兩軸聯(lián)動的數(shù)控銑床上進(jìn)行加工。對于平面內(nèi)的兩橢圓正交形成的內(nèi)輪廓，先從中間原點(diǎn)開始加工，去除大部分的余量。余量的去除時，先走中間的圓，然后十字相交去除其余的余量。余量去完后開始進(jìn)行橢圓的加工。先從原點(diǎn)進(jìn)刀，走到橢圓圓弧的起點(diǎn)，走單一橢圓，然后旋轉(zhuǎn)加工出另一個橢圓。每一層的加工都是如此。注意的是底部留個邊倒圓的余量。加工完后進(jìn)行倒圓角。對于零件加工的深度進(jìn)給有兩種方法：一種是在XZ或YZ平面內(nèi)往復(fù)銑削進(jìn)給到要求的深度位置，另一種

49、是先打出一個工藝孔，然后從工藝孔的上方進(jìn)給到要求的深度位置。該零件的加工是選的第一種。每次進(jìn)給3-4mm的深度。最后換球頭銑刀加工球面。</p><p>　　3.4 機(jī)床的選擇及說明</p><p>　　根據(jù)以上計算要求，本設(shè)計用TK7640（不帶刀庫）數(shù)控銑床進(jìn)行加工，這是采用FANUC-Oi系統(tǒng)，其自身重量為3000kg，工作臺行程X、Y、Z的范圍是600*400*600mm，主軸為無

50、極變速，其變速范圍是20-3000，G00快速點(diǎn)定位速度最大是5000,G01直線插補(bǔ)速度最大是2500，刀柄采用BT-40的型號，電源有24V低壓提供控制電路以及380V高壓提供主軸工作，工作臺允許的最大重量為300，氣壓源要求是0.6m。</p><p>　　3.5 選擇零件銑削加工時的刀具</p><p>　　3.5.1 加工本零件刀具的基本要求</p><p&g

51、t;　　(1) 銑刀的剛性要好</p><p>　　要求銑刀剛行好的目的，因?yàn)樵诖帚?05*105*35的毛坯時為了提高生產(chǎn)效率而采用的大切削用量的需要。再者為了適應(yīng)數(shù)控銑床加工過程中切削用量難以調(diào)整的特點(diǎn)。在粗銑量大時銑削防止剛性差而斷刀，要選擇剛性好的。</p><p>　　(2) 銑刀的耐用度要高</p><p>　　在本次零件加工是φ6的立銑刀多次使用，如果

52、刀具耐用度不高，磨損的快，不僅影響零件表面的質(zhì)量和加工精度，而且會曾加換倒與對刀次數(shù)，從而導(dǎo)致零件加工表面留下因?qū)Φ墩`差形成的接刀臺階，降低零件的表面質(zhì)量。</p><p>　　(3) 其他的注意點(diǎn)</p><p>　　除以上兩點(diǎn)之外，銑刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇與排屑性能等也非常重要。因?yàn)榧庸さ氖莾?nèi)部腔體，排削更加重要，不然切屑粘刀形成積屑瘤在數(shù)控銑削在倒圓角，銑球面時影響表面質(zhì)量。[

53、5]</p><p>　　總之被加工工件材料的熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量，選擇剛性好、耐用度高的銑刀，是充分發(fā)揮數(shù)控銑床的生產(chǎn)效率并或得滿意加工質(zhì)量的前提條件。</p><p>　　3.5.2 本次加工使用銑刀種類</p><p>　　加工中心刀具一般由刀具和刀柄兩部分組成,由于要完成自動換刀功能,要求刀柄滿足主軸的自動松開夾緊的功能,以及滿足自動換刀機(jī)構(gòu)的機(jī)械

54、抓取、移動定位功能。常用的銑刀有：高硬度銑刀、T型槽銑刀、球頭端銑刀、超長硬質(zhì)合金球頭銑刀、精加工鏡面球頭銑刀、半精加工球頭銑刀、球頭銑刀等。</p><p>　　為了零件加工的需要，現(xiàn)在主要以常用的面銑刀、立銑刀、模具銑刀(包括球頭銑刀)加以簡要介紹。</p><p><b>　　(1) 面銑刀</b></p><p>　　粗銑毛坯105*1

55、05*35時，需要大面積切削量的銑刀，面銑刀適用于加工平面，尤其適合加工大面積平面。主偏角為90°的面銑刀還能同時加工出與平面垂直的直角面。</p><p><b>　　(2) 立銑刀</b></p><p>　　在這次加工中，為內(nèi)部腔體的加工，銑到內(nèi)部的圓角，曲面面，邊倒圓等。立銑刀主要用于加工溝槽、臺階面、平面和二維曲面很適合本次加工。</p>

56、;<p><b>　　(3) 模具銑刀</b></p><p>　　在這次加工中，要加工R40.28mm球面，所以用到了球頭銑刀。球頭立銑刀它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是球頭或斷面上布滿了切削刃，圓周刃和球頭刃圓弧連接，可以作徑向和軸向進(jìn)給。</p><p>　　3.5.3 加工零件刀具的選用</p><p>　　根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，銑削內(nèi)腔輪廓

57、時，銑刀直徑受到橢圓內(nèi)腔限制見圖4，取φ6的立銑刀。粗加工時選用φ6的高速鋼立銑刀，精加工時選用φ6的硬質(zhì)合金立銑刀。加工底面的球時，選擇φ6的硬質(zhì)合金球頭立銑刀。所選刀具及其加工表面見表1[6]零件加工刀具卡片。</p><p>　　圖4刀具在橢圓最小輪廓位置時的加工</p><p>　　表1 零件加工刀具卡片</p><p>　　附：粗加工時選用φ6的高速鋼立銑

58、刀，精加工時選用φ6的硬質(zhì)合金立銑刀</p><p>　　3.6切削用量的選擇</p><p>　　切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、切削深度或?qū)挾取⑦M(jìn)給速度（進(jìn)給量）等。切削用量的大小對切削力、切削功率、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響。精加工內(nèi)腔兩橢圓輪廓時留0.1mm的銑削余量。</p><p>　　3.6.1 進(jìn)給量()與進(jìn)給速度()的選擇<

59、/p><p>　　銑削加工的進(jìn)給量是指刀具轉(zhuǎn)一周，工件與道具沿進(jìn)給運(yùn)動方向的相對位移量；進(jìn)給速度是指單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對位移量。進(jìn)給量與進(jìn)給速度是數(shù)控銑床加工切削用量中的重要參數(shù)，根據(jù)零件表面的表面粗糙度、加工要求精度、刀具及材料等因素，參考表2選取。工件剛性差或刀具強(qiáng)度低時，應(yīng)取小值。銑刀為多齒刀具，其進(jìn)給速度、刀具轉(zhuǎn)速、道具齒數(shù)及進(jìn)給量的關(guān)系為。[6]</p><p>　　

60、表2 銑刀每齒進(jìn)給量fz</p><p>　　3.6.2切削速度()的選擇</p><p>　　根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量及刀具耐用度選擇切削速度。可以用經(jīng)驗(yàn)公式計算，也可用根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在機(jī)床說明書允許的且學(xué)速度范圍內(nèi)查閱有關(guān)切削用量手冊。本次設(shè)計參考表3選取。</p><p>　　實(shí)際編程中，切削速度確定后，還要按式計算出銑床主軸的轉(zhuǎn)速 (),并填入程

61、序中。[6]</p><p>　　表3 銑削速度參考值</p><p><b>　?、僦鬏S轉(zhuǎn)速的計算</b></p><p>　　本設(shè)計主軸轉(zhuǎn)速根據(jù)允許的切削速度和刀具的直徑來選擇。其計算公式為： </p><p><b>　　(3.1)</b></p><p><b

62、>　　—切削速度，單位為</b></p><p><b>　　—主軸轉(zhuǎn)速，單位為</b></p><p>　　—刀具直徑，單位為。</p><p>　　45剛的HBS為250，所以高速剛銑刀查表3得最佳切削速度是12-36m/min，取 為30m/min，硬質(zhì)合金銑刀得最佳切削速度是54-120m/min，取為60m/min，

63、在前面提到受到加工輪廓及去余量的限制，選Φ6mm的立銑刀。</p><p><b>　　根據(jù)公式2.1： </b></p><p><b>　　（粗銑）</b></p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　?。ň姡?lt;/b><

64、/p><p><b>　　取</b></p><p><b>　?、诖_定進(jìn)給速度</b></p><p>　　根據(jù)銑刀齒數(shù)、主軸轉(zhuǎn)速和切削用量手冊中給出的每齒進(jìn)給量，其根據(jù)公式為：</p><p>　　== (3.2)</p><p><

65、;b>　　式中： </b></p><p>　　——每齒進(jìn)給量，單位</p><p><b>　　——銑刀的齒數(shù)</b></p><p><b>　　——刀具的轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　Φ6mm的立銑刀齒數(shù)為3，每齒進(jìn)給量見表2</p><p>

66、;<b>　　則：</b></p><p><b>　?。ù帚姡?lt;/b></p><p><b>　　（精銑）</b></p><p><b>　?、鄞_定背吃刀量</b></p><p>　　背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)

67、盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　經(jīng)驗(yàn)取得粗銑背吃刀量1.5-2mm，精銑時為0.5mm。工藝卡見表4</p><p>　　表4 本腔零件加工工藝卡</p><p>　　第四章 數(shù)控加工程序的編制</p><p>　　原始的機(jī)械加工是手動進(jìn)給，操作工人在加工零件的過程中靠經(jīng)驗(yàn)保證精度

68、，對于復(fù)雜的零件的加工，往往有多道工序，加工起來相當(dāng)繁雜。數(shù)控的取代就是解決了這樣的繁雜過程的人工操作形式。數(shù)控機(jī)床按照事先編制好的數(shù)控加工程序自動的對工件進(jìn)行加工，因此，編制加工程序時，必須把被加工零件全部工藝過程、工藝參數(shù)等加工信息以代碼的形式記錄在數(shù)控介質(zhì)上，這樣就能通過控制介質(zhì)上的信息來控制機(jī)床進(jìn)行加工。[7]</p><p>　　4.1 數(shù)控編程的方法</p><p>　　數(shù)控編

69、程有手工編程和計算機(jī)輔助編程兩大類。手工編程從工藝分析、數(shù)值計算、到數(shù)控程序的校驗(yàn)、試切、修改均由人工完成。它要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控指令及編程規(guī)則，而且還要具備數(shù)控加工工藝知識和數(shù)值計算能力。自動編程即是指計算機(jī)輔助編程，編程人員只需根據(jù)零件圖樣的要求，使用數(shù)控語言，由計算機(jī)自動地進(jìn)行數(shù)值計算及后置處理，編寫出零件加工程序單，加工程序通過直接通信的方式送入數(shù)控機(jī)床，指揮機(jī)床工作。自動編程使得一些計算繁瑣、手工編程困難或無法編出的程序

70、能夠順利地完成。</p><p><b>　　4.2 編程加工</b></p><p>　　4.2.1 程序前的準(zhǔn)備</p><p>　　用零件的幾何中心為工件的坐標(biāo)系，及（0，0）使用G54來建坐標(biāo)系，為了加工的質(zhì)量。我們采用順銑法。由右邊起刀。采用G41左刀補(bǔ)。程序中用絕對編程G90指令，G54來選取設(shè)定的坐標(biāo)系，在XOY平面內(nèi)加工用G17

71、來確定。程序內(nèi)用到的車削速度1600，3000，進(jìn)給率400，900，刀具的選擇和應(yīng)用參考3.5與3.6章節(jié)的工藝卡片與刀具卡。</p><p>　　4.2.2 粗銑毛坯</p><p>　　去除大部分的余量，減少刀具的負(fù)荷，保護(hù)刀具，減少工作量，銑去了多余的非加工的部分。</p><p>　　加工零件的尺寸見圖5[11] 加工完成后的立體圖見圖6[9]<

72、;/p><p><b>　　此步加工程序</b></p><p><b>　　O0001；</b></p><p>　　G54G90G17G00X0Y0;</p><p><b>　　Z10.;</b></p><p><b>　　M03S1600

73、;</b></p><p><b>　　Z5.;</b></p><p>　　G01Z-3.F400;</p><p><b>　　M98P1001;</b></p><p><b>　　G01X0Y0;</b></p><p><b&

74、gt;　　Z-6.;</b></p><p><b>　　M98P1001;</b></p><p><b>　　G01X0Y0;</b></p><p><b>　　Z-10.;</b></p><p><b>　　M98P1001;</b>

75、</p><p><b>　　G01X0Y0;</b></p><p><b>　　G00Z5.;</b></p><p><b>　　M05;</b></p><p><b>　　M30;</b></p><p><b>

76、;　　圖5 加工的尺寸</b></p><p><b>　　子程序；</b></p><p><b>　　O1001;</b></p><p>　　G42G01X0Y0F400D1;</p><p><b>　　X8.;</b></p><p&g

77、t;　　G02I-8.F80;</p><p>　　G01X10.5F80;</p><p>　　G02I-10.5F80;</p><p><b>　　G00X0Y0;</b></p><p>　　G01Y31.F400;</p><p><b>　　G00Y0;</b>&

78、lt;/p><p><b>　　G01Y-31.;</b></p><p><b>　　G00Y0;</b></p><p><b>　　G01X31.;</b></p><p><b>　　G00X0;</b></p><p><

79、;b>　　G01X-31.;</b></p><p><b>　　G40G00X0;</b></p><p><b>　　M99;</b></p><p>　　圖6 O0001：程序加工圖</p><p>　　4.2.3 加工橢圓內(nèi)腔</p><p>　　先

80、銑出兩正交橢圓的內(nèi)腔，在底部留邊倒圓的余量</p><p>　　加工零件的尺寸見圖7[12] 加工完成后的立體圖見圖8</p><p><b>　　O0002；</b></p><p>　　G54G90G17G00X0Y0;</p><p><b>　　Z10.;</b></p>

81、<p><b>　　M03S1600;</b></p><p><b>　　Z5.;</b></p><p>　　G01Z0F400;</p><p>　　G00G41X0Y0D1;</p><p><b>　　M98P2001;</b></p><

82、;p><b>　　M98P3001;</b></p><p><b>　　M98P4001;</b></p><p><b>　　G01Z0;</b></p><p><b>　　G00X0Y0;</b></p><p>　　G68X0Y0P90;&

83、lt;/p><p><b>　　M98P2001;</b></p><p><b>　　G69;</b></p><p>　　G68X0Y0P90;</p><p><b>　　M98P3001;</b></p><p><b>　　G69;<

84、;/b></p><p>　　G68X0Y0P90;</p><p><b>　　M98P4001;</b></p><p><b>　　G69;</b></p><p>　　G00G40X0Y0;</p><p><b>　　Z5.;</b>&l

85、t;/p><p><b>　　M05;</b></p><p><b>　　M30;</b></p><p><b>　　圖7 切削尺寸</b></p><p><b>　　子程序[7]</b></p><p><b>　　第

86、一階梯的橢圓</b></p><p><b>　　O2001;</b></p><p><b>　　G00X42Y0;</b></p><p>　　G01Z-2.F100;</p><p><b>　　#1=42.;</b></p><p>

87、<b>　　#2=15.;</b></p><p><b>　　#3=0;</b></p><p>　　WHILE[#3LE360]DO1;</p><p>　　#4=#1*COS#3;</p><p>　　#5=#2*SIN#3;</p><p>　　G01X[#4]Y[#

88、5]F100;</p><p><b>　　#3=#3+3.;</b></p><p><b>　　END 1;</b></p><p><b>　　M99</b></p><p><b>　　圖8 立體圖</b></p><p>

89、<b>　　第二階梯的橢圓</b></p><p><b>　　O3001;</b></p><p><b>　　G00X40Y0;</b></p><p>　　G01Z-6.F100;</p><p><b>　　#1=40.;</b></p>

90、;<p><b>　　#2=14.;</b></p><p><b>　　#3=0;</b></p><p>　　WHILE[#3LE360]DO1;</p><p>　　#4=#1*COS#3;</p><p>　　#5=#2*SIN#3;</p><p>　

91、　G01X[#4]Y[#5]F100;</p><p><b>　　#3=#3+3.;</b></p><p><b>　　END 1;</b></p><p><b>　　M99;</b></p><p><b>　　第三階梯的橢圓</b></p&

92、gt;<p><b>　　O4001;</b></p><p>　　G00X36.Y0;</p><p>　　G01Z-10.F100;</p><p><b>　　#1=36.;</b></p><p><b>　　#2=12.;</b></p>

93、<p><b>　　#3=0;</b></p><p>　　WHILE[#3LE360]DO1;</p><p>　　#4=#1*COS#3;</p><p>　　#5=#2*SIN#3;</p><p>　　G01X[#4]Y[#5]F100;</p><p><b>　　#

94、3=#3+3.;</b></p><p><b>　　END 1;</b></p><p><b>　　M99;</b></p><p><b>　　4.2.4 邊倒圓</b></p><p>　　分別到R8與R10的圓角[8]</p><p&g

95、t;　　加工零件的尺寸見圖9 加工完成后的立體圖見圖10</p><p><b>　?、俚筊8的圓角</b></p><p><b>　　O0003；</b></p><p>　　G54G90G17G00X0Y0;</p><p><b>　　Z10.;</b></

96、p><p><b>　　M03S1600;</b></p><p><b>　　Z5.;</b></p><p>　　G01Z-2.F400;</p><p><b>　　M98P9001;</b></p><p>　　G68X0Y0P90;</p&g

97、t;<p><b>　　M98P9001;</b></p><p><b>　　G69;</b></p><p>　　G68X0Y0P180;</p><p><b>　　M98P9001;</b></p><p><b>　　G69;</b>

98、;</p><p>　　G68X0Y0P270;</p><p><b>　　M98P9001;</b></p><p><b>　　G69;</b></p><p><b>　　G00Z30.;</b></p><p><b>　　X0Y0;

99、</b></p><p><b>　　M05；</b></p><p><b>　　M30；</b></p><p><b>　　圖9 切削尺寸</b></p><p>　　子程序（四分之一兩橢圓正交內(nèi)腔輪廓）</p><p>　　子程序所用

100、坐標(biāo)和參數(shù)圖11給出（AutoCAD繪制截圖）</p><p><b>　　O9001;</b></p><p><b>　　#1=42.;</b></p><p><b>　　#2=17.;</b></p><p><b>　　#3=17.;</b>&l

101、t;/p><p><b>　　#4=42.;</b></p><p>　　#5=ACOS[20.57/#1];</p><p>　　#6=ASIN[14.53/#3];</p><p><b>　　S1000M03;</b></p><p><b>　　G00X0Y0;

102、</b></p><p><b>　　Z30.;</b></p><p><b>　　Z1.;</b></p><p>　　G01Z-6.F400;</p><p><b>　　#7=0;</b></p><p>　　WHILE[#7LT#5

103、]DO1;</p><p>　　#8=#1*COS[#7];</p><p>　　#9=#2*SIN[#7];</p><p>　　G41DO2G01X#8Y#9F600;</p><p><b>　　#7=#7+1;</b></p><p><b>　　END 1;</b>

104、</p><p>　　X20.57Y15.15;</p><p>　　G02X14.53Y31.24R8;</p><p><b>　　#7=#6+1;</b></p><p>　　WHILE[#7LT90]DO2;</p><p>　　#10=#3*COS[#7];</p><

105、;p>　　#11=#4*SIN[#7];</p><p>　　G01X#10Y#11;</p><p><b>　　#7#7+1;</b></p><p><b>　　END 2;</b></p><p><b>　　X0Y42;</b></p><p

106、>　　G00G40X0Y0;</p><p><b>　　M99;</b></p><p><b>　　圖11 程序參數(shù)</b></p><p><b>　?、诘筊10的圓角</b></p><p>　　G54G90G17G00X0Y0;</p><p

107、><b>　　Z10.;</b></p><p><b>　　M03S1600;</b></p><p>　　G01Z0F400.;</p><p><b>　　G01Z-6.;</b></p><p><b>　　M98P8001;</b><

108、/p><p>　　G68X0Y0P90;</p><p><b>　　M98P8001;</b></p><p><b>　　G69;</b></p><p>　　G68X0Y0P180;</p><p><b>　　M98P8001;</b></p&

109、gt;<p><b>　　G69;</b></p><p>　　G68X0Y0P270;</p><p><b>　　M98P8001;</b></p><p><b>　　G69;</b></p><p><b>　　G00Z30.;</b>

110、;</p><p><b>　　X0Y0;</b></p><p><b>　　M05；</b></p><p><b>　　M30;</b></p><p><b>　　圖12 程序參數(shù)</b></p><p>　　子程序所用坐標(biāo)

111、圖12給出（AutoCAD繪制截圖）</p><p><b>　　O8001;</b></p><p><b>　　#1=40.;</b></p><p><b>　　#2=15.;</b></p><p><b>　　#3=15.;</b></p&

112、gt;<p><b>　　#4=40.;</b></p><p>　　#5=ACOS[20.47/#1];</p><p>　　#6=ASIN[12.89/#3];</p><p><b>　　S1000M03;</b></p><p><b>　　G00X0Y0;</

113、b></p><p><b>　　Z30.;</b></p><p><b>　　Z1.;</b></p><p>　　G01Z-6.F400;</p><p><b>　　#7=0;</b></p><p>　　WHILE[#7LT#5]DO1;

114、</p><p>　　#8=#1*COS[#7];</p><p>　　#9=#2*SIN[#7];</p><p>　　G41DO2G01X#8Y#9F600;</p><p><b>　　#7=#7+1;</b></p><p><b>　　END 1;</b></

115、p><p><b>　　圖10 立體圖</b></p><p>　　X20.47Y12.89;</p><p>　　G02X12.89Y20.47R10;</p><p><b>　　#7=#6+1;</b></p><p>　　WHILE[#7LT90]DO2;</p&g

116、t;<p>　　#10=#3*COS[#7];</p><p>　　#11=#4*SIN[#7];</p><p>　　G01X#10Y#11;</p><p><b>　　#7#7+1;</b></p><p><b>　　END 2;</b></p><p>

117、;<b>　　X0Y40;</b></p><p>　　G00G40X0Y0;</p><p><b>　　M99;</b></p><p>　　4.2.5 橢圓內(nèi)腔底部倒圓角</p><p>　　本程序加工的零件見圖13

118、

119、 </p><p>　　內(nèi)腔底部邊倒圓值R4</p><p><b>　　O0004;</b></p><p>　　#19=3(刀具半徑) </p><p&

120、gt;　　#20=4(周邊倒R面圓角半徑)</p><p>　　#11=90(角度設(shè)為自變量，賦初始值為90)</p><p>　　G54G90G17G00X0Y0;</p><p><b>　　Z10.;</b></p><p><b>　　M03S1600;</b></p><

121、;p>　　N5 IF[#11LT0]GOTO 99;</p><p><b>　　X33.Y0;</b></p><p>　　#22=#20*COS[#11]-#19;</p><p>　　#23=-#20*SIN[#11];</p><p>　　#24=#20-#22;</p><p>&

122、lt;b>　　Z2.;</b></p><p>　　G01Z#23F400;</p><p>　　G10L12P03R#24;</p><p>　　G41D3X40Y0F1600;</p><p><b>　　M98P5001;</b></p><p>　　#11=#11-1.;

123、</p><p>　　G40G00Z30.;</p><p><b>　　GOTO 5</b></p><p>　　N99 G00Z30.;</p><p>　　G40G00X0Y0;</p><p><b>　　G01Z0；</b></p><p>

124、　　G65P6001S6T4U90;</p><p><b>　　M05;</b></p><p><b>　　M30;</b></p><p>　　圖14 O0004程序參數(shù)</p><p>　　4.2.6 銑底部球面</p><p>　　本程序加工的零件見圖14</

125、p><p>　　銑底部球面主程序[8]</p><p><b>　　O0005;</b></p><p>　　G54G90G17G00X0Y0;</p><p><b>　　Z10.;</b></p><p><b>　　M03S1600;</b></

126、p><p>　　G01Z5F400.;</p><p><b>　　X0Y0;</b></p><p>　　G65P7001X0Y0Z26.28A40.28B3.C64.I90Q1.;</p><p><b>　　G00Z30.;</b></p><p><b>　　X

127、0Y0;</b></p><p><b>　　M05;</b></p><p><b>　　M30;</b></p><p><b>　　圖14 立體圖</b></p><p><b>　　子程序</b></p><p>

128、;　　主程序所需坐標(biāo)、角度圖15給出，AutoCAD出圖截取</p><p><b>　　O7001;</b></p><p>　　G52X0Y0Z-26.28;</p><p>　　G00X0Y0Z30.;</p><p>　　#12=#1-#2;</p><p>　　#5=#12*COS[#3