畢業(yè)設(shè)計-典型零件的數(shù)控銑削加工

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計是為了讓我們更清楚地理解怎樣確定零件的加工方案，為我們即將走上工作崗位的畢業(yè)生打基礎(chǔ)，最后，讓我們在數(shù)控機床上加工出該零件達到圖紙要求。 數(shù)控技術(shù)的廣泛應用給傳統(tǒng)的制造業(yè)的生產(chǎn)方式，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)帶來了深刻的變化。也給傳統(tǒng)的機械，機電專業(yè)的人才帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。 隨著我國綜合國力的進一步加強和加

2、入世貿(mào)組織。我國經(jīng)濟全面與國際接軌，并逐步成為全球制造中心，我國企業(yè)廣泛應用現(xiàn)代化數(shù)控技術(shù)參與國際競爭。數(shù)控技術(shù)是制造實現(xiàn)自動化，集成化的基礎(chǔ)，是提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率不可少的物資手段。 畢業(yè)設(shè)計讓我們畢業(yè)生更好的熟悉典型零件的加工工藝，學會分析零件，并進行零件的加工，最終完成一個合格的零件，為走上工作崗位打下基礎(chǔ)。</p><p><b>　　目 錄</b></p&

3、gt;<p>　　一、任務內(nèi)容………………………………………………………………………3</p><p>　　二、任務技術(shù)要求…………………………………………………………………4</p><p>　　三、匯總相關(guān)專業(yè)知識點…………………………………………………………4</p><p>　　1.數(shù)控銑削加工特點 …………………………………………………………

4、……4 </p><p>　　2.確定加工路線時應遵守以下原則…………………………………………………4</p><p>　　3.尺寸精度的影響因素 ……………………………………………………………5</p><p>　　4.形位精度的影響因素 ……………………………………………………………5</p><p>　　5.薄壁零件銑削……………………

5、………………………………………………6</p><p>　　6.零件幾何尺寸的處理方法 ………………………………………………………6</p><p>　　7.刀具半徑補償修調(diào)………………………………………………………………7</p><p>　　8.順銑與逆銑的選擇………………………………………………………………7</p><p>　　9.切

6、削用量的確定………………………………………………………………8</p><p>　　10.精加工余量的確定…………………………………………………………… 10</p><p>　　11.確定刀具切入切出路線…………………………………………………………10</p><p>　　12.任意角度倒角和倒圓…………………………………………………………11</p>

7、<p>　　13.確定最短加工路線……………………………………………………………12</p><p>　　14.合理選用切削液………………………………………………………………14</p><p>　　15.機用虎鉗的找正及安裝 ………………………………………………………14</p><p>　　16.試切對刀…………………………………………………………

8、……………15</p><p>　　四、典型零件加工工藝，程序編制及加工………………………………………18</p><p>　　1．設(shè)備及工具選用………………………………………………………………18</p><p>　　2．零件圖紙分析…………………………………………………………………20</p><p>　　3．零件的加工工藝分析……………

9、……………………………………………21</p><p>　　4．零件的裝夾方案確定…………………………………………………………21</p><p>　　5．零件加工所用刀具及切削用量選用……………………………………………22</p><p>　　6．工件原點及零件幾何要素確定…………………………………………………22</p><p>　　7．

10、制定數(shù)控加工工藝卡片及刀具卡片……………………………………………23</p><p>　　8．數(shù)控加工程序編制 ……………………………………………………………24</p><p>　　9．試切加工及注意事項 …………………………………………………………29</p><p>　　結(jié)束語………………………………………………………………………………31</p>

11、<p>　　致謝…………………………………………………………………………………32</p><p>　　參考文獻……………………………………………………………………………33</p><p><b>　　一、任務內(nèi)容</b></p><p>　　試在數(shù)控銑床上完成如圖5-1所示工件的編程與加工（已知材料為45#鋼，毛坯尺寸為78&

12、#215;78×20±0.03㎜）。</p><p>　　要求：零件的各加工技術(shù)要求符合圖紙要求。</p><p><b>　　圖1-1 零件圖紙</b></p><p><b>　　繪制零件圖形</b></p><p><b>　　二、任務技術(shù)要求</b>

13、</p><p><b>　　技術(shù)要求如下：</b></p><p>　　（1）以小批量生產(chǎn)條件編程；</p><p>　?。?）不準用砂布及銼刀等修飾表面；</p><p>　?。?）加工精度及表面質(zhì)量符合圖紙要求；</p><p>　　注：（1）毛坯材料：45#鋼,調(diào)質(zhì)處理；</p>

14、;<p>　　（2）毛坯尺寸：78×78×20±0.03㎜。</p><p>　　三、匯總相關(guān)專業(yè)知識點</p><p>　　1.數(shù)控銑削加工特點 </p><p>　　①對零件加工的適應性強、靈話性好，能加工輪廓形狀特別復雜或難以控制尺寸的零件，</p><p>　　如模具類、殼體類零件等。&

15、lt;/p><p>　?、谀芗庸て胀C床無法加工或很難加工的零件，如用數(shù)學模型描述的復雜曲線類零件以及三維空間曲面類零件。</p><p>　　③能加工一次裝夾定位后，需進行多道工序加工的零件。如可對零件進行鉆、擴、鏜、鉸、攻螺紋、銑端面、挖槽等多道工序的加工。</p><p>　　④加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。</p><p>　?、萆a(chǎn)自動

16、化程度高，生產(chǎn)效率高。</p><p>　?、迯那邢髟砩现v，端銑和周銑都屬于斷續(xù)切削方式，不像車削那樣連續(xù)切削，因此對刀具的要求較高，刀具應具有良好的抗沖擊性、韌性和耐磨性。在干式切削狀況下，還要求刀具具有良好的紅硬性。</p><p>　　2.確定加工路線時應遵守以下原則</p><p>　?、俅_定加工路線應能保證零件的加工精度和表面粗糙度要求，并保證高的加工效

17、率。</p><p>　?、跒樘岣呱a(chǎn)效率，在確定加工路線時，應使加工路線最短，刀具空行程時間最少。</p><p>　　③所確定的加工路線應當能夠減少編程工作量，以及編程時數(shù)值計算的工作量。</p><p>　　在使用以上原則的時候，還應當考慮零件的加工余量，機床的加工能力等問題。</p><p>　　3.尺寸精度的影響因素</p&g

18、t;<p>　　銑削加工過程中產(chǎn)生尺寸精度降低的原因是多方面的，在實際加工過程中，造尺寸精度降低的原因見表1.1</p><p>　　表1.1 數(shù)控銑尺寸精度降低原因分析</p><p>　　4.形位精度的影響因素</p><p>　　零件的形位精度有各加工表面與基準面的垂直度、平行度以及對稱度等。在零件輪廓的加工過程中，造成形位精度降低的可能原因見表

19、1.2。</p><p>　　表1.2 數(shù)控銑形位精度降低原因分析</p><p>　　注：形位精度對配合精度有直接影響。</p><p><b>　　5.薄壁零件銑削</b></p><p>　　薄壁零件銑削時變形是多方面的。主要由于裝夾工件時的夾緊力，切削工件時的切削力，工件阻礙刀具切削時產(chǎn)生的彈性變形和塑性變形

20、，使切削區(qū)溫度升高而產(chǎn)生熱變形。</p><p>　　提高薄壁件加工精度和效率的措施如下；</p><p>　　①切削力的大小與切削用量密切相關(guān)。從《金屬切削原理》中可以知道：背吃刀量以，進給量，切削速度υ是切削用量的三個要素。</p><p>　　背吃刀量和進給量同時增大，切削力也增大，變形也大，對銑削薄壁零件極為不利。減少背吃刀量，增大進給量，切削力雖然有所下降

21、，但工件表面殘余面積增大，表面粗糙度值大，使強度不好的薄壁零件的內(nèi)應力增加，同樣也會導致零件的變形。</p><p>　　6.零件幾何尺寸的處理方法</p><p>　　數(shù)控加工程序是以準確的坐標點來編制的，零件圖中各幾何元素間的相互關(guān)系(如相切、相交、垂直和平行等)應明確，各種幾何元素的條件要充分，應無引起矛盾的多余尺寸或者影響工序安排的封閉尺寸等。例如，如圖1-2所示，由于零件輪廓各處

22、尺寸公差帶不同，那么，用同一把銑刀、同一個刀具半徑補償值編程加工時，就很難同時保證各處尺寸在尺寸公差范圍內(nèi)。這時要對其尺寸公差帶進行調(diào)整，一般采取的方法是：在保證零件極限尺寸不變的前提下，在編程計算時，改變輪廓尺寸并移動公差帶，如圖1-2所示的括號內(nèi)的尺寸，編程時按調(diào)整后的基本尺寸進行，這樣，在精加工時用同一把刀，采用相同的刀補值，如工藝系統(tǒng)穩(wěn)定又不存在其他系統(tǒng)誤差，則可以保證加工工件的實際尺寸分布中心與公差帶中心重合，保證加工精度。&

23、lt;/p><p>　　圖1-2 零件尺寸公差帶的調(diào)整 圖1-3 刀具半徑補償</p><p>　　7.刀具半徑補償修調(diào)</p><p>　　刀具半徑補償除方便編程外，還可靈活運用，實現(xiàn)利用同一程序進行粗、精加工，即：</p><p>　　粗加工刀具半徑補償=刀具半徑+精加工余量</p><

24、p>　　精加工刀具半徑補償=刀具半徑+修正量</p><p>　　刀具半徑補償如圖1-3所示，刀具直徑為ф20立銑刀，現(xiàn)零件粗加工后給精加工留余量單邊1.0㎜，則粗加工刀具半徑補償D01的值為：</p><p><b>　　㎜</b></p><p>　　粗加工后實測L尺寸為L+1.98，則精加工刀具半徑補償D11值應為：</p&g

25、t;<p><b>　　㎜</b></p><p>　　則加工后工件實際L值為L-0.03。</p><p>　　8.順銑與逆銑的選擇</p><p>　　如圖1-4所示，根據(jù)刀具的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進給方向間的相互關(guān)系，數(shù)控銑削分為順銑和逆銑兩種。在刀具正轉(zhuǎn)的情況下，刀具的切削速度方向與工件的移動方向相同，采用左刀補銑削為順銑；刀

26、具的切削速度方向與工件的移動方向相反，而采用右刀補銑削為逆銑。</p><p>　　采用順銑時，其切削力及切削變形小，但容易產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象。因此，通常采用順銑的加工方法進行精加工。而采用逆銑則可以提高加工效率，但由于逆銑切削力大，導致切削變形增加、刀具磨損加快。因此，通常在粗加工時采用逆銑的加工方法。</p><p>　　圖1-4 順銑與逆銑</p><p>&

27、lt;b>　　9.切削用量的確定</b></p><p>　　數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。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)揮機床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本?？傊邢饔昧康木唧w數(shù)值應根據(jù)機床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗用類比

28、方法確定。同時，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進給速度三者能相互適應，以形成最佳切削用量。</p><p>　　(1)切削用量計算：</p><p>　　已知：直徑Ф60，齒數(shù)4，取每齒吃刀量fz=0.06㎜/r，f=4×0.06=0.24㎜/r，設(shè)切削速度V=80ｍ/min </p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速n =1000V/πD</p><p&

29、gt;　　=1000×80/3.14×60</p><p><b>　　=424r／ｍin</b></p><p>　　進給量 F = f·S</p><p><b>　　=0.24×424</b></p><p>　　=101.76㎜/min</p

30、><p>　　(2)我們在取切削用量時，可以適當變化一些，要根據(jù)加工時的實際情況來調(diào)整。當加工精度，表面粗糙度要求高時，進給速度應選小些，轉(zhuǎn)速較高一點。刀具空行程時，特別是遠距離“回零”時，可以設(shè)定該機床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進給速度。</p><p>　　(3)鉆削用量的選擇。 </p><p><b>　　①鉆頭直徑</b></p>

31、;<p>　　鉆頭直徑由工藝尺寸確定。孔徑不大時，可將孔一次鉆出。工件孔徑大于35 ㎜時，若仍一次鉆出孔徑，往往由于受機床剛度的限制，必須大大減小進給量。若兩次鉆出，可取大的進給量，既不降低生產(chǎn)效率，又提高了孔的加工精度。先鉆后擴時，鉆孔的鉆頭直徑可取孔徑的50％～70％。</p><p><b>　?、谶M給量</b></p><p>　　小直徑鉆頭主要

32、受鉆頭的剛性及強度限制，大直徑鉆頭主要受機床進給機構(gòu)強度及工藝系統(tǒng)剛性限制。在條件允許的情況下，應取較大的進給量，以降低加工成本，提高生產(chǎn)</p><p><b>　　效率。</b></p><p>　　普通麻花鉆鉆削進給量可按以下經(jīng)驗公式估算選取</p><p>　　=(0.01～0.02)</p><p><b

33、>　　式中，為孔的直徑。</b></p><p>　　直徑小于3～5 ㎜的鉆頭，常用手動進給。</p><p>　　加工條件不同時，其進給量可查閱切削用量手冊。</p><p><b>　?、坫@削速度</b></p><p>　　鉆削的背吃刀量(即鉆頭半徑)、進給量及切削速度對鉆頭耐用度都會產(chǎn)生影響，但

34、背吃刀量對鉆頭耐用度的影響與車削不同。當鉆頭直徑增大時，盡管增大了切削力，但鉆頭體積也顯著增加，因而使散熱條件明顯改善。實踐證明，鉆頭直徑增大時，切削溫度有所下降。因此，鉆頭直徑較大時，可選取較高的切削速度。</p><p>　　一般情況下，鉆削速度可參考表1.3選取。</p><p>　　表1.3 普通高速鋼鉆頭鉆削速度參考值（m／min）</p><p>　　

35、目前有不少高性能材料制作的鉆頭，其切削速度宜取更高值，可由有關(guān)資料查取。 ．</p><p>　　(4)鉸削用量的選擇。 </p><p><b>　　①鉸刀直徑。</b></p><p>　　鉸刀直徑的基本尺寸等于孔的直徑基本尺寸。鉸刀直徑的上下偏差應根據(jù)被加工孔的公差、鉸孔時產(chǎn)生的擴張量或收縮量、鉸刀的制造公差和磨損公差來決定。<

36、/p><p><b>　?、阢q削余量。</b></p><p>　　粗鉸時，余量為0.2～0.6 ㎜；精鉸時，余量為0.05～0.2㎜。一般情況下，孔的精度較高鉸削余量越小。</p><p><b>　　③進給量</b></p><p>　　在保證加工質(zhì)量的前提下，值可取得大些。用硬質(zhì)合金鉸刀加工鑄鐵時

37、，通常取=0.5～3㎜／r；加工鋼時，可取=O.3～2 ㎜／r。用高速鋼鉸刀鉸孔時，通常?。?㎜／r。</p><p><b>　?、茔q削速度 </b></p><p>　　鉸削速度對孔的表面粗糙度Ra值影響最大，一般采用低速鉸削來提高鉸孔質(zhì)量。用高速鋼鉸刀鉸削鋼或鑄鐵孔時，鉸削速度＜10m／min；用硬質(zhì)合金鉸刀鉸削鋼或鑄鐵孔時，鉸削速度為8～20m／min。

38、</p><p>　　10.精加工余量的確定</p><p>　　精加工余量的方法主要有經(jīng)驗估算法、查表修正法、分析計算法等幾種。數(shù)控銑床上通常采用經(jīng)驗估算法或查表修正法確定精加工余量，其推薦值見表1.4(輪廓指單邊余量，孔指雙邊余量)</p><p>　　表1.4 精加工余量推薦值/mm</p><p>　　11.確定刀具切入切出路線<

39、;/p><p>　　銑削零件輪廓時，為保證零件的加工精度與表面粗糙度要求，避免在切人切出處產(chǎn)生刀具的刻痕，設(shè)計刀具切人切出路線時應避免沿零件輪廓的法向切人切出。切人工件時沿切削起始點延伸線或切線方向逐漸切人工件，保證零件曲線的平滑過渡。同樣，在切離工件時，也應避免在切削終點處直接抬刀，要沿著切削終點延伸線或切線方向逐漸切離工件。</p><p>　　對于二維輪廓加工，如果內(nèi)輪廓曲線不能外延時，

40、可沿內(nèi)輪廓曲線的法向進刀和退刀，進刀點和退刀點應盡量選擇在內(nèi)輪廓曲線兩幾何元素的交點處，如圖1-5所示。</p><p>　　對于型腔的粗銑加工，一般應先鉆一個工藝孔至型腔底面(留一定精加工余量)，并擴孔，以便所使用的立銑刀能從工藝孔進刀，進行型腔粗加工，如圖1-6所示。型腔粗加工方式一般采用從中心向四周擴展。</p><p>　　銑削內(nèi)槽時除選擇刀具圓角半徑符合內(nèi)槽的圖紙要求外，為保證零

41、件的表面粗糙度，同時又使進給路線短，可先用行切法切去中間部分余量，最后用環(huán)切法切一刀，既能使總的進給路線短，又能獲得較好的表面粗糙度。</p><p>　　此外，輪廓加工中應避免進給停頓，因為加工過程中的切削力會使工藝系統(tǒng)產(chǎn)生彈性變形并處于相對平衡狀態(tài)，進給停頓時，切削力突然變小，會改變系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，刀具會在進給停頓處的零件輪廓上留下刀痕，影響零件的表面質(zhì)量。</p><p>　　圖1-

42、5沿曲線法向進刀和退刀圖 1-6 型腔粗加工方式</p><p>　　12.任意角度倒角和倒圓</p><p>　　在任意兩直線插補程序段之間、在直線和圓弧插補或圓弧與直線插補程序段之間、</p><p>　　在兩圓弧插補程序段之間可以自動地插入倒角和倒圓。</p><p><b>　　指令格式為：</

43、b></p><p>　　G01 X_Y_，C_ ; 拐角倒角</p><p>　　G01 X_Y_，R_ ; 拐角圓弧過渡</p><p>　　X、Y表示任意兩直線、圓弧插補或圓弧與直線插補的交點坐標。</p><p>　　C后的值表示倒角起點和終點距假想拐角交點的距離，假想拐角交點即未倒角前的拐角交點，如圖1-6所示；R后的值表示圓

44、角半徑，如圖1-7所示。</p><p>　　圖1-6任意角度倒角 圖1-7 任意角度倒圓</p><p>　　上面的指令應加在直線插補G01或圓弧插補G02／G03程序段的末尾。倒角和拐角</p><p>　　圓弧過渡的程序段可連續(xù)地指定。 </p><p>　　使用時需注意以下幾點：</p>&

45、lt;p>　　(1)00組G代碼(除了G04以外)、16組的G68不能與倒角和拐角圓弧過渡位于同一程序段中，也不能用在連續(xù)形狀的倒角和拐角圓弧過渡的程序段中；</p><p>　　(2)在螺紋加工程序段中不能指定拐角圓弧過渡；</p><p>　　(3)在坐標系變動(G92或G52～G59)，或執(zhí)行返回參考點(G28～G30)之后的程序段中不能指定倒角或拐角圓弧過渡；</p&g

46、t;<p>　　(4)DNC操作不能使用任意角度倒角和拐角圓弧過渡。</p><p>　　13.確定最短加工路線</p><p>　　（1）確定走刀路線時，在滿足零件加工質(zhì)量的前提下應使走刀路線最短，不僅節(jié)省加工時間，減少刀具空行程時間，提高生產(chǎn)效率，也避免機床磨損消耗和生產(chǎn)成本。實現(xiàn)進給最短進給路線，除了依靠大量的實踐經(jīng)驗外，還應善于分析，必要時輔以簡單的計算。</p

47、><p>　　圖1-8 鉆孔是最短走刀路線設(shè)計</p><p>　　如加工圖1-8(a)所示零件上的孔系。圖1-8(b)所示的走刀路線為先加工完外圈孔后，再加工內(nèi)圈孔。若改用圖1-8(c)所示的走刀路線，減少空刀時間，則可節(jié)省定位時間近一倍，提高了加工效率。</p><p>　?。?）確定Z向(軸向)進給路線</p><p>　　刀具在Z向的進

48、給路線分為快速移動進給路線和工作進給路線。刀具先從初始平面快速運動到距工件加工表面一定距離的R平面，然后按工作進給速度進行加工。圖1-9(a)所示為加工單個孔時刀具的進給路線。對多孔而言，為減少刀具空行程進給時間，加工中間孔時，刀具不必退回到初始平面，只要退回到R平面上即可，其進給路線如圖1-9(b)所示。</p><p>　　圖1-9 刀具Z向進給路線設(shè)計示例</p><p>　　如圖1

49、-10所示，加工不通孔時，工作進給距離為：</p><p>　　圖1-10 工作進給距離計算</p><p>　　加工通孔時，工作進給距離為： </p><p>　　由于麻花鉆的鉆心角為118°，所以：</p><p>　　刀具切入、切出距離的經(jīng)驗數(shù)據(jù)見表1.5。</p><p>　　表1.5 刀具切入、

50、切出距離的經(jīng)驗數(shù)據(jù)(mm)</p><p>　　14.合理選用切削液</p><p>　　用高速鋼刀具，粗加工時，以水溶液冷卻，主要降低切削溫度；精加工時，采用中、低加工，選用潤滑性能好的極壓切削油或高濃度的極壓乳化液，主要改善已加工表面的質(zhì)量和提高刀具使用壽命。硬質(zhì)合金刀具，粗加工時，采用低濃度的乳化液或水溶液，必須連續(xù)地、充分地澆注；精加工時采用的切削液與粗加工時基本相同，但應適當提高

51、其潤滑性能，在銑削過程中充分使用切削液不僅減小了切削力，刀具的耐用度得到提高，工件表面粗糙度值也降低了，同時工件不受切削熱的影響而使其加工尺寸和幾何精度發(fā)生變化，保證了零件的加工質(zhì)量。</p><p>　　15.機用虎鉗的找正及安裝</p><p>　　為了使工件合理的固定安裝，就必須先將夾具正確的安裝并固定于機床的工作上，使平口虎鉗的固定鉗口面平行于機床的X軸并垂直于工作臺，使平口虎鉗的

52、底面平行于工作臺面，也就是保證機床的主軸垂直于機床工作臺。</p><p>　　（1）夾具（平口虎鉗）的安裝找正步驟如下圖1-11</p><p>　　圖1-11機用虎鉗的安裝</p><p>　?、贆z查虎鉗底部的定位鍵是否緊固，定位鍵的定位面是否同一方向安裝；</p><p>　?、趯C用虎鉗安裝在工作臺中間的T形槽內(nèi)，鉗口位置居中，并且用

53、手拉動機用虎鉗底盤，使定位鍵向T形槽直槽一側(cè)貼合；</p><p>　?、塾肨形螺栓將機用虎鉗壓緊在銑床工作臺面上。</p><p>　　（2)機用虎鉗的找正。</p><p>　　①先將平口虎鉗用T型螺栓緊固于工作臺上，松開機用虎鉗上體與轉(zhuǎn)盤底座的緊固螺母，將機用虎鉗水平回轉(zhuǎn)90°，略緊固螺母。</p><p>　　②用百分表找正

54、，將百分表固定在機床主軸上，使機用虎鉗鉗口與銑床X向進給方向平行。</p><p>　?、廴缓笫褂檬州喴苿庸ぷ髋_和主軸，使表的接觸頭靠上平口虎鉗的固定鉗口面。找正的方法如圖1-12所示。</p><p>　?、苷艺龝r，注意防止百分表座與連接桿的松動，以免影響找正精度。進行找正的操作時，先將百分表測頭與定鉗口長度方向的中部接觸，然后移動X向，根據(jù)顯示值誤差微量調(diào)整回轉(zhuǎn)角度，直至鉗口與X向平行

55、。</p><p>　　⑤移動銑床Z向，可以校核定鉗口與工作臺面的垂直度誤差。</p><p>　　圖1-12百分表找正</p><p><b>　　16.試切對刀</b></p><p><b>　　(1)直接測量法</b></p><p>　　1）X、Y軸測量（如圖1—1

56、3所示）</p><p>　　圖1—14工件原點與機床原點的位置關(guān)系（X、Y視圖）</p><p>　　D — 基準刀具直徑；</p><p>　　XＭ — 主軸中心的機械坐標值（工作臺X向移動距離）；</p><p>　　YＭ — 主軸中心的機械坐標值（工作臺Y向移動距離）；</p><p>　　工件坐標系原點的機械

57、坐標值為（Xw、Yw）</p><p>　　Xw= ―∣XＭ- D/2∣</p><p>　　Yw= ―∣YＭ- D/2∣</p><p>　　2）Z軸測量（如圖1—15所示）</p><p>　　圖1—16工件原點與機床原點的位置關(guān)系（X、Z視圖）</p><p>　　H — 基準刀具長度；</p>&

58、lt;p>　　ZＭ — 主軸中心的機械坐標值（主軸Z向移動距離）；</p><p>　　工件坐標系原點的機械坐標值為（Zw）</p><p>　　Zw= ―∣ZＭ+H∣</p><p><b>　　如果不計刀具長度則</b></p><p>　　Zw= ―∣ZＭ∣ （一般常用）</p><p&

59、gt;　　注：在計算中我們假設(shè)所有的坐標數(shù)值為正值。</p><p><b>　　（2） 操作步驟</b></p><p>　　例：工件毛坯：100×100×30 mm，刀具直徑Ф16㎜，刀具長度90 mm。刀具偏移設(shè)置</p><p>　　如圖1—17、圖1—18所示。</p><p>　　圖1—1

60、7 圖1—18</p><p><b>　　操作步驟如下：</b></p><p>　　1）將工件正確固定于夾具上。</p><p>　　2）在JOG方式下進行裝刀。</p><p>　　3）MDI方式下啟動主軸。</p><p>　　4）移動刀

61、具，使刀具與工件X方向（左側(cè)）基準面相切。</p><p>　　5）沿Z向提刀，計算X方向工件原點的機械坐標值（-252 mm）。</p><p>　　6）在位置偏移G54畫面中 ｘ＿偏置設(shè)定內(nèi)輸入-252，按輸入鍵。</p><p>　　7）對Y軸與X軸操作方法相同。</p><p>　　8）Y軸設(shè)定好以后，提刀使刀具端面與工件上表面相切。

62、</p><p>　　9）在位置偏移G54（圖1-19）畫面中Z＿偏置內(nèi)輸入-200，按輸入鍵。</p><p>　　10）在MDI方式下，輸入G54 G90，按循環(huán)啟動鍵，使G54坐標值生效。</p><p>　　11）手動將刀具移動到工件坐標系X0、Y0、Z0進行刀具檢驗。</p><p>　　12）如不正確則重復操作4—11項。<

63、/p><p>　　13）如果正確，則將刀具提高，并停止主軸。</p><p>　　圖1—19（FANUC 0i系統(tǒng)）刀具偏移設(shè)置</p><p>　　四、典型零件加工工藝，程序編制及加工</p><p><b>　　1.設(shè)備及工具選用</b></p><p>　　機床：根據(jù)零件的加工需要，本則提高效率

64、的原則來選擇加工設(shè)備。</p><p>　　夾具：根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)性，加工裝夾需要，與其它零件配合加工來選擇夾具。刀具：在加工工件時，根據(jù)加工需要，盡可能選擇直徑大的刀具或則不同類型的刀具，進行一次性加工來提高加工效率。</p><p>　　量具：在檢測工件時，需要配合的零件采用配合方式來檢測，不需要配合的部位，根據(jù)的零件的公差來，選擇合理的測量工具。</p><p>

65、;<b>　　2. 零件圖紙分析</b></p><p>　　該零件主要以內(nèi)輪廓、槽加工為主，零件尺寸主要有直線、圓弧曲線、和直線與直線相交并倒圓角組成的輪廓，此外，該零件還有3個通孔。零件的形狀尺寸公差要求有外形四方輪廓72 0 -0.03㎜、內(nèi)輪廓形狀尺寸公差有31±0.03㎜、31±0.04㎜、40+0.04 0㎜、16 0 -0.03㎜、深5+0.03 0㎜

66、、平行度、零件的薄壁尺寸公差為2±0.03㎜，通孔3-Φ10H8，內(nèi)外輪廓側(cè)面粗糙度為Ra1.6、底面粗糙度為Ra3.2，其余表面粗糙度為Ra3.6。零件的外形輪廓尺寸，主要靠修正刀具半徑補償值來保證，零件的加工深度要通過對刀的精確度或改變編程尺寸來保證。比如內(nèi)輪廓深度5+0.03 0㎜，在編寫加工程序時應把加工深度設(shè)定為5.015㎜，這樣便于保證加工的深度要求。對于小孔的尺寸精度主要由刀具的規(guī)格大小來保證。</p&g

67、t;<p>　　3. 零件的加工工藝分析</p><p>　　在加工工件時，加工順序的安排直接影響到工件形位公差的要求，也會影響到加工的效率。為了滿足工件的加工質(zhì)量和加工效率，在安排工序時，要進行粗精加工，在進行粗加工時，根據(jù)零件的輪廓的要求，盡量選擇直徑較大的刀具來加工，在進行加工時，為更好的保證加工質(zhì)量，要更換粗加工所使用的刀具。也就是粗精加工分開進行，粗精加工要選用不同的刀具。另外，為了更好的

68、保證孔的中心距的要求，在加工孔之前應選擇中心鉆進行孔的定位加工。根據(jù)圖紙輪廓要求，綜合考慮以上技術(shù)要求，首先選用A3中心鉆鉆中心定位孔，再用Φ9.8麻花鉆鉆底孔，接下來用Φ12㎜立銑刀進行內(nèi)、外輪廓的粗加工，加工內(nèi)輪廓下刀時，以鉆過的工藝孔為下刀點，然后選用Φ10㎜立銑刀進行外輪廓和內(nèi)孔的精加工。最后用Φ10鉸刀來進行孔的精加工。</p><p>　　4. 零件的裝夾方案確定</p><p&g

69、t;　　該零件的各表面已經(jīng)加工過，在選擇裝夾方式時，應選擇通用的機用虎鉗來進行裝夾（如圖1-20所示），這樣就可以即方便又準確的裝夾工件。工件定位時，主要以底面和固定鉗口面為定位面，為了保證工件的基準面有效地與定位基準面貼合，在裝夾工件時，用銅棒來輕敲工件表面，是基準面更好的貼合，以此來保證基準面更好的定位。 </p><p>　　注意：在安裝工件時，注意加工通孔的位置，以防止刀具撞上墊塊。輕敲工件時

70、，避免工件表面處出現(xiàn)傷痕。在安裝工件時，應使工件高出鉗口面盡量少一些，但必須保證滿足工件的加工要求。一般取工件的（1/3）左右。</p><p>　　工件準確固定位置以后，利用x向、y向、z向運動的單向運行或聯(lián)動運行，控制刀具加工中進刀、退刀、輪廓逼近、孔成型等運動。在一次裝夾中，完成零件所有的加工任務。避免二次裝夾，不易保證零件的加工質(zhì)量。</p><p>　　圖1-20 虎鉗裝夾<

71、;/p><p>　　5. 零件加工所用刀具及切削用量選用</p><p>　　對于高效率的金屬切削機床加工來說，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。這些條件決定著加工時間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟的、有效的加工方式，要求必須合理地選擇切削條件。</p><p><b>　?、俚毒叩倪x擇</b></p><p>　　選擇

72、刀具通常要考慮機床的加工能力、工序內(nèi)容和工件材料等因素。數(shù)控加工不僅要求刀具的精度高、剛度好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。在確定刀具的直徑時，要根據(jù)加工零件的輪廓要素來選取，避免因刀具大小不合適，影響輪廓的加工質(zhì)量。</p><p><b>　?、谇邢饔昧康倪x擇</b></p><p>　　切削用量主要包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度)、進給量(進給速度)和背吃刀

73、量。切削用量的大小直接影響機床性能、刀具磨損、加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。數(shù)控加工中選擇切削用量時，就是在保證加工質(zhì)量和刀具耐用度的前提下，充分發(fā)揮機床性能和刀具切削性能，使切削效率最高，加工成本最低。</p><p>　　6. 工件原點及零件幾何要素確定</p><p>　　為使更好的滿足加工要求，在選擇坐標原點要求零件的設(shè)計基準與定位統(tǒng)一，而且便于編寫加工程序，一般幾何對稱的圖形，坐標原點建立

74、在幾何的對稱中心位置。所以該零件的工件坐標原點的設(shè)定，應選擇為該加工表面的幾何中心點的位置（如圖5-7所示）。</p><p>　　對于不能直接得出輪廓的基點坐標，需要進行求解，可以采用計算機繪圖求解、列方程求解、幾何三角函數(shù)求解等。采用計算機繪圖，操作方便，計算精度高，出錯概率少。我們這里利用CAD繪圖求出基點的坐標。</p><p>　　根據(jù)圖紙的有關(guān)尺幾何寸，結(jié)合有效的編程指令，采用

75、倒角和坐標系旋轉(zhuǎn)指令編寫加工程序，只用求得兩輪廓線得交點坐標即可編寫程序，由于該零件圖形對稱，只求出一個基點的坐標表即可，通過沿伸輪廓可得出交點坐標a點和b點（如圖1-21所示），通過繪圖求得a點的坐標為（34，22.69），b點的坐標為（11.31，0）</p><p>　　圖1-21 坐標系設(shè)定及基點計算</p><p>　　7. 制定數(shù)控加工工藝卡片及刀具卡片</p>

76、<p>　　經(jīng)過對零件的工藝分析及切削用量的選用，制定出數(shù)控加工工序卡見表1.6。</p><p>　　表1.6數(shù)控加工工序卡</p><p>　　在數(shù)控加工中，應根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄刀具。選擇總的原則是：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，以提高刀具加工的剛性。數(shù)

77、控刀具卡見表1.7。</p><p><b>　　表1.7數(shù)控刀具卡</b></p><p>　　8. 數(shù)控加工程序編制</p><p>　　根據(jù)圖樣特點，我們確定工件零點為坯料上表面的對稱中心，并通過對刀設(shè)定零點偏置G54工件坐標系。在編寫加工程序時，要求走刀路線要短，效率要高，要簡化程序，有一定編程技巧。</p><p&

78、gt;　?、巽@3-Φ10定位孔（中心孔）</p><p>　　② 鉆3-Φ10底孔（麻花鉆）</p><p>　?、?外輪廓銑削（粗加工）</p><p>　　注：精加工程序參考該程序。</p><p>　?、艽帚娝姆讲郏ù旨庸ぃ?lt;/p><p>　　注：精加工程序參考該程序。</p><p>

79、　　⑤粗銑內(nèi)輪廓40㎜（粗加工）</p><p>　　注：精加工程序參考該程序。</p><p>　　⑥鉸3-Φ10孔（鉸刀）</p><p>　　9. 試切加工及注意事項</p><p><b>　?。?）檢驗程序</b></p><p>　　1)檢查輔助指令M、S代碼，檢查G01、G02、G0

80、3指令是否用錯或遺漏，平面選擇G17、G18、G19、刀具長度補償G49、G43、G44、刀具半徑補償指令G40、G41、G42使用是否正確，G90、G91、G15、G16、G80、G68、G69、G51.1、G50.1等常用模態(tài)指令使用是否正確。</p><p>　　2) 檢查刀具長度補償值，半徑補償值設(shè)定是否正確。 </p><p>　　3）利用圖形模擬檢驗程序，并進行修改。<

81、/p><p><b>　　（2）試切加工</b></p><p>　　1) 工件、刀具裝夾。</p><p><b>　　2）對刀并檢驗。</b></p><p><b>　　3）模擬檢驗程序。</b></p><p>　　4）設(shè)定好補償值，把轉(zhuǎn)速倍率調(diào)到合

82、適位置，進給倍率調(diào)到最小，將冷卻噴頭對好刀具切削部位。</p><p>　　5）把程序調(diào)出，選擇自動模式，按下循環(huán)啟動按鍵。</p><p>　　6）在確定下刀無誤以后，選擇合適的進給量。</p><p>　　7）機床在加工時要進行監(jiān)控。</p><p><b>　?。?）注意事項</b></p><

83、p>　　1）工件安裝及程序檢驗</p><p>　?、倨娇诨Q在工作臺上要固定牢固，使用時檢查虎鉗的各個螺釘、螺母是否松動。</p><p>　?、谄娇诨Q的固定面要與機床的工作臺縱向平行。</p><p>　?、酃ぜ惭b時，工件的基準面要與虎鉗的定位面要貼合緊。</p><p>　?、茉诠ぜ惭b好以后，用百分表對各個面的垂直度和平行度

84、進行檢驗。</p><p>　?、萁⒐ぜ鴺讼狄院?，對工件的坐標原點要進行檢驗。</p><p>　　⑥對加工程序的F、S、T、M、H等輔助指令以及重要加工代碼指令進行檢查。</p><p>　　2）在加工中的操作要點</p><p>　　①在執(zhí)行自動運行開始時，要將進給的倍率調(diào)整為最小范圍，根據(jù)下刀的情況進行調(diào)整。</p>

85、<p>　?、诟鶕?jù)刀片的材料，在需要時加冷卻液，或者采用風冷，但不能在刀具進行銑削時或刀具發(fā)熱時，進行冷卻，這樣容易損壞刀具。</p><p>　?、矍邢饔昧康倪x用要合理,以免加工時進給過大，從而造成進給運動卡死，機床不能運行。</p><p>　?、茉诩庸み^程中如果發(fā)現(xiàn)缺少油液，應給于及時的補充，使加工順利進行。</p><p>　　⑤加工時，對刀具的走

86、刀軌跡和運行程序進行觀察，比較正在走刀的軌跡和運行程序是否一致。</p><p>　?、拊诩庸み^程中，要進行監(jiān)控，嚴禁將機床的防護門打開，以免發(fā)生事故。</p><p>　?、呒庸ひ院笤跈C床上對工件進行檢驗，合格以后才能獎其工件卸下。</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　此次設(shè)計，根據(jù)圖紙?zhí)攸c

87、匯總了相關(guān)專業(yè)知識點，對零件進行數(shù)控加工工藝、分析，和手工編寫程序指令，這就對對我們關(guān)于數(shù)控技術(shù)的掌握提出了比較高的要求，并且讓我們對數(shù)控方面的知識更加了解,是對我們?nèi)蘸蟮木蜆I(yè)能力的初測試。</p><p>　　這份說明書是對整個設(shè)計過程的描述，包容了零件圖樣的分析、刀具夾具的選用、工藝路線的擬定以及手工編程的全部內(nèi)容。在零件的加工過程中工藝分析是尤其重要的，而數(shù)控加工工藝分析與處理是數(shù)控編程的前提和依據(jù)，沒有符

88、合實際的數(shù)控加工工藝，就不可能有真正可行的數(shù)控加工程序，所以這次設(shè)計的重點就在數(shù)控加工工藝上，結(jié)合數(shù)控加工工藝要求和零件的使用要求對典型零件的數(shù)控加工工藝流程作了較詳盡的分析，并經(jīng)過試驗加工，完成合格典型零件的加工。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過近一個月的實踐鍛煉和學習,尤其是在xx老師的辛勤指導下今天終于完成了畢業(yè)設(shè)計。經(jīng)

89、過這次畢業(yè)設(shè)計寫作我知道了要做好一個完整的設(shè)計不僅僅是用文字來描述，簡單談談就能完成的,這需要通過自已的努力實習,收集資料,學習書籍,請教老師和同學等,眾多的途徑才能做好這個工作。</p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計寫作中xx老師多次給予理論技術(shù)指導,并指點不足之處,使我的寫作能力有了很大的進步。在此我對老師及其它給予幫助的同志,表示真誠的感謝。</p><p><b>　　參

90、考 文 獻</b></p><p>　　1.《數(shù)控銑削（加工中心）加工操作實訓》 機械工業(yè)出版社</p><p>　　2.《數(shù)控加工工藝設(shè)計與程序編制》 人民郵電出版社</p><p>　　3.《數(shù)控加工編程及操作》 高等教育出版社</p><p>　　4.《機械設(shè)計手冊》 機械工業(yè)出版社</p><p>