《數(shù)控設(shè)計(jì)與加工(盤(pán)類零件)》畢業(yè)論文

1、<p>　　數(shù)控設(shè)計(jì)與加工(盤(pán)類零件)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文簡(jiǎn)單的介紹了數(shù)控技術(shù)、數(shù)控的發(fā)展趨勢(shì)、數(shù)控加工工藝、UG在數(shù)控方面的應(yīng)用及手工編程。主要運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)零件圖進(jìn)行工藝分析、制定工藝路線、確定工藝方案，包括機(jī)床的選擇、基準(zhǔn)的選擇、確定裝夾方式、刀具的介紹與選擇、切削用量及切削液的選擇。</p>

2、<p>　　深入了解了零件制造的全過(guò)程，加工完成后零件也達(dá)到了加工要求。并運(yùn)用UG軟件在數(shù)控加工方面的功能進(jìn)行加工，通過(guò)三維圖可以更好的對(duì)零件圖結(jié)構(gòu)的理解，通過(guò)UG的模擬加工可以清楚的知道加工路線和了解對(duì)零件圖加工內(nèi)容。</p><p><b>　　摘要1</b></p><p>　　第一章 緒 論3</p><p>　　1

3、.1數(shù)控技術(shù)概述3</p><p>　　1.1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展3</p><p>　　1.1.2數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)3</p><p>　　1.2 UG的簡(jiǎn)介5</p><p>　　1.2.1 UG簡(jiǎn)述5</p><p>　　1.2.2 UG的功能6</p><p>　　第二

4、章 復(fù)雜零件圖樣分析6</p><p>　　2.1加工內(nèi)容以及技術(shù)要求：8</p><p>　　第三章 復(fù)雜形零件數(shù)控加工工藝分析8</p><p>　　3.1數(shù)控機(jī)床的選擇8</p><p>　　3.1.1編程特點(diǎn)9</p><p>　　3.1.2基準(zhǔn)選擇9</p><p>　　

5、3.2夾具的選擇10</p><p>　　3.3刀具的選擇10</p><p>　　3.3.1數(shù)控刀具介紹11</p><p>　　3.3.2銑刀的選擇13</p><p>　　3.4切削用量的選擇14</p><p>　　3.4.1 背吃刀量αp或側(cè)吃刀量αe14</p><p>

6、　　3.4.2進(jìn)給速度Vf 進(jìn)給速度15</p><p>　　3.4.3切削速度vc15</p><p>　　3.5主軸速度確定16</p><p>　　3.6量具及冷卻方式的選擇16</p><p>　　3.7工藝設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.7.1零件工藝性分析17</p><

7、p>　　3.7.2加工方案的確定18</p><p>　　3.7.3加工工序的確定18</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)20</b></p><p><b>　　致謝20</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p>&l

8、t;p><b>　　1.1數(shù)控技術(shù)概述</b></p><p>　　1.1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展</p><p>　　數(shù)控控制（NC，numerical control)簡(jiǎn)稱數(shù)控，是指利用數(shù)字化的代碼構(gòu)成的程序?qū)刂茖?duì)象的工作過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的一種方法。數(shù)控系統(tǒng)（NCS）是指利用數(shù)字控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)中的控制信息是數(shù)字兩0和1，它與模擬控制

9、相比較具有很多的優(yōu)點(diǎn)，如不同的字長(zhǎng)表示不同的精度，對(duì)數(shù)字化信息進(jìn)行邏輯的運(yùn)算、數(shù)字運(yùn)算等復(fù)雜的信息處理工作，特別是可用軟件來(lái)改變信息的處理方式或過(guò)程，具有很強(qiáng)的“柔性”。</p><p>　　數(shù)控設(shè)備則是采用數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制的機(jī)械設(shè)備，其的操作命令是用數(shù)字或數(shù)字代碼的形式來(lái)描述，工作的過(guò)程是按照指定的程序自動(dòng)的進(jìn)行，裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床是數(shù)控系統(tǒng)的典型的代表；其他的數(shù)控設(shè)備也包括數(shù)控雕刻機(jī)、

10、數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控測(cè)量機(jī)，數(shù)控描繪機(jī)數(shù)控插件機(jī)電腦繡花機(jī)、工業(yè)機(jī)器等</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)的硬件的基礎(chǔ)是數(shù)字邏輯電路，最初的數(shù)控系統(tǒng)是由數(shù)控邏輯電路的構(gòu)成，因而稱之為硬件數(shù)控系統(tǒng)，隨著微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，硬件數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)被淘汰，取而代之的是當(dāng)前廣泛應(yīng)用的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（CNC）。CNC系統(tǒng)的是由計(jì)算機(jī)承擔(dān)數(shù)控中的命令發(fā)生器和控制器，他采用存儲(chǔ)程序的方式實(shí)現(xiàn)部分或全部基本數(shù)控功能，從而具有了真正的柔性，并可

11、以處理硬件落件電路難以處理的復(fù)雜信息，使數(shù)控系統(tǒng)的性能大大的提高。</p><p>　　從1952年美國(guó)麻省理工學(xué)院研制出第一臺(tái)試驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過(guò)了半個(gè)世紀(jì)歷程。隨著電子技術(shù)和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)功能已經(jīng)非常強(qiáng)大，與此同時(shí)加工技術(shù)以及一些其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展和進(jìn)步提出了新的要求。</p><p>　　1.1.2數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)</p>

12、<p>　　為了滿足市場(chǎng)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，為了達(dá)到現(xiàn)代制造技術(shù)對(duì)數(shù)控技術(shù)提出的更高的要求，數(shù)控未來(lái)仍然繼續(xù)向開(kāi)放式、基于PC的第六代方向、高速化和高精度化、智能化等方向發(fā)展。1、開(kāi)放式 為適應(yīng)數(shù)控進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)、普及型個(gè)性化、多品種、小批量、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的要求，最重要的發(fā)展趨勢(shì)是體系結(jié)構(gòu)的開(kāi)放性，設(shè)計(jì)生產(chǎn)開(kāi)放式的數(shù)控系統(tǒng)，例如美國(guó)、歐共體及日本發(fā)展開(kāi)放式數(shù)控的計(jì)劃等。 2、高速化、高效化 　　機(jī)床向高速

13、化方向發(fā)展，可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度。超高速加工技術(shù)對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低成本生產(chǎn)有廣泛的適用性。90年代以來(lái)，隨著超高速切削機(jī)理、超硬耐磨長(zhǎng)壽命刀具材料和磨料磨具，大功率高速電主軸、高加/減速度直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給部件以及高性能控制系統(tǒng)（含監(jiān)控系統(tǒng)）和防護(hù)裝置等一系列技術(shù)領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的解決，歐、美、日各國(guó)爭(zhēng)相開(kāi)發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機(jī)床，加快機(jī)床高速化發(fā)

14、展步伐。高速主軸單元（電主軸，轉(zhuǎn)速15000－100000r/min）、高速且高加/減速度的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（快移速度60~120m/min，切削</p><p><b>　　1.2 UG的簡(jiǎn)介</b></p><p>　　1.2.1 UG簡(jiǎn)述</p><p>　　UG是Unigraphics的縮寫(xiě)，這是一個(gè)交互式CAD/CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)

15、算機(jī)輔助制造)系統(tǒng)，它功能強(qiáng)大，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)。它在誕生之初主要基于工作站，但隨著PC硬件的發(fā)展和個(gè)人用戶的迅速增長(zhǎng)，在PC上的應(yīng)用取得了迅猛的增長(zhǎng)，目前已經(jīng)成為模具行業(yè)三維設(shè)計(jì)的一個(gè)主流應(yīng)用。 </p><p>　　UG的開(kāi)發(fā)始于1990年7月，它是基于C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的。UG NX是一個(gè)在二和三維空間無(wú)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上使用自適應(yīng)多重網(wǎng)格方法開(kāi)發(fā)的一個(gè)靈活的數(shù)值求解偏微分方程的軟件工具。其設(shè)計(jì)思想

16、足夠靈活地支持多種離散方案。因此軟件可對(duì)許多不同的應(yīng)用再利用。 </p><p>　　一個(gè)給定過(guò)程的有效模擬需要來(lái)自于應(yīng)用領(lǐng)域(自然科學(xué)或工程)、數(shù)學(xué)(分析和數(shù)值數(shù)學(xué))及計(jì)算機(jī)科學(xué)的知識(shí)。然而，所有這些技術(shù)在復(fù)雜應(yīng)用中的使用并不是太容易。這是因?yàn)榻M合所有這些方法需要巨大的復(fù)雜性及交叉學(xué)科的知識(shí)。最終軟件的實(shí)現(xiàn)變得越來(lái)越復(fù)雜，以致于超出了一個(gè)人能夠管理的范圍。一些非常成功的解偏微分方程的技術(shù)，特別是自適應(yīng)網(wǎng)格加密（

17、adaptivemeshrefinement）和多重網(wǎng)格方法在過(guò)去的十年中已被數(shù)學(xué)家研究，同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的巨大進(jìn)展，特別是大型并行計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)帶來(lái)了許多新的可能。 </p><p>　　UG的目標(biāo)是用最新的數(shù)學(xué)技術(shù)，即自適應(yīng)局部網(wǎng)格加密、多重網(wǎng)格和并行計(jì)算，為復(fù)雜應(yīng)用問(wèn)題的求解提供一個(gè)靈活的可再使用的軟件基礎(chǔ)。</p><p>　　1.2.2 UG的功能</p><

18、p>　　UG NX加工基礎(chǔ)模塊提供聯(lián)接UG所有加工模塊的基礎(chǔ)框架，它為UG NX所有加工模塊提供一個(gè)相同的、界面友好的圖形化窗口環(huán)境，用戶可以在圖形方式下觀測(cè)刀具沿軌跡運(yùn)動(dòng)的情況并可對(duì)其進(jìn)行圖形化修改：如對(duì)刀具軌跡進(jìn)行延伸、縮短或修改等。該模塊同時(shí)提供通用的點(diǎn)位加工編程功能，可用于鉆孔、攻絲和鏜孔等加工編程。該模塊交互界面可按用戶需求進(jìn)行靈活的用戶化修改和剪裁，并可定義標(biāo)準(zhǔn)化刀具庫(kù)、加工工藝參數(shù)樣板庫(kù)使初加工、半精加工、精加工等操

19、作常用參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，以減少使用培訓(xùn)時(shí)間并優(yōu)化加工工藝。UG軟件所有模塊都可在實(shí)體模型上直接生成加工程序，并保持與實(shí)體模型全相關(guān)。 </p><p>　　UG NX的加工后置處理模塊使用戶可方便地建立自己的加工后置處理程序，該模塊適用于目前世界上幾乎所有主流 NC機(jī)床和加工中心，該模塊在多年的應(yīng)用實(shí)踐中已被證明適用于２～５軸或更多軸的銑削加工、２～４軸的車削加工和電火花線切割。</p><p>

20、;　　第二章 復(fù)雜零件圖樣分析</p><p>　　本設(shè)計(jì)對(duì)一個(gè)配合形零件進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析，制定工藝方案，編寫(xiě)工藝過(guò)程，完成加工程序的編制和檢驗(yàn)。</p><p>　　該配合件由車身、炮筒、炮塔、車輪和軸承組成。是由我們一個(gè)組的成員共同完成，我主要負(fù)責(zé)車身部分。零件毛坯尺寸為125mm*85mm*40mm的板材，材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，具有良好的工藝性。</p>&

21、lt;p><b>　　下圖為零件圖：</b></p><p>　　圖2-1 圖2-2</p><p><b>　　圖2-3</b></p><p><b>　　三維實(shí)體圖：</b></p><p><b>

22、;　　圖2-4</b></p><p>　　2.1加工內(nèi)容以及技術(shù)要求： </p><p><b>　　加工的內(nèi)容有：</b></p><p>　　根據(jù)圖紙要求銑出平面</p><p>　　加工角度為60°的斜面</p><p><b>　　鉆孔

23、 </b></p><p>　　加工角度為45°的斜面</p><p><b>　　技術(shù)要求：</b></p><p>　　零件材料為45鋼，切削加工性能較好，無(wú)需熱處理和硬度要求。</p><p>　　第三章 復(fù)雜形零件數(shù)控加工工藝分析</p><p>　　3.1數(shù)控機(jī)

24、床的選擇</p><p>　　對(duì)于某個(gè)零件而言，并非全部加工工藝過(guò)程都適合在數(shù)控機(jī)床上完成，而往往只是其中的一部分適合于數(shù)控加工。這就需要對(duì)零件圖樣進(jìn)行仔細(xì)的工藝分析，選擇那些最適合、最需要進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。在選擇時(shí)，應(yīng)考慮各方面因素，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)。選擇時(shí)應(yīng)考慮以下因素：</p><p>　?。?）通用機(jī)床無(wú)法加工的內(nèi)容。</p><p>　　（2

25、）通用機(jī)床難加工、質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇的內(nèi)容。</p><p>　?。?）通用機(jī)床效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容。</p><p>　　從精度和效率兩方面對(duì)數(shù)復(fù)雜零件的加工藝進(jìn)行分析，加工精度必須達(dá)到圖紙的要求，同時(shí)又能充分合理地發(fā)揮機(jī)床的功能，提高生產(chǎn)效率。根據(jù)以上條件可選擇兩軸以上的數(shù)控銑床。本零件選用TK7640型數(shù)控銑床，采用FANUC0i-MB系統(tǒng)。該銑床的功能參數(shù)以

26、及編程特點(diǎn)如下。</p><p>　　機(jī)床重：3000Kg</p><p>　　工作臺(tái)：800mm長(zhǎng) 400mm寬</p><p>　　行程：X600 Y400mm Z600mm</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速：20~1280、1280~3000r\min</p><p>　　GOO進(jìn)給：5000mm\min&

27、lt;/p><p>　　GO1進(jìn)給：2500mm\]min</p><p>　　刀柄型號(hào)：BT-40</p><p><b>　　電源：380V</b></p><p><b>　　氣壓：0.6MPA</b></p><p>　　工作臺(tái)允許荷載：300KG</p>

28、<p><b>　　3.1.1編程特點(diǎn)</b></p><p>　　數(shù)控銑床與銑削加工中心具備多種加工功能，所以在編制數(shù)控加工程序時(shí)，從加工工序的確定、刀具的選擇、加工路線的安排，到數(shù)控加工程序的編制，都比一般數(shù)控機(jī)床要復(fù)雜一些。其編程具有以下特點(diǎn):</p><p>　?。?）工藝分析 由于零件加工的工序多，使用的刀具種類多，甚至在一次裝夾下，要完成粗加

29、工、半精加工與精加工，周密合理地安排各工序加工的順序，有利于提高加工精度和提高生產(chǎn)效率。</p><p>　?。?）盡量按刀具集中法安排加工工序，減少換刀次數(shù)。</p><p>　　（3）足夠的換刀空間 有些刀具直徑較大或尺寸較長(zhǎng)，自動(dòng)換刀時(shí)要有足夠的換刀空間，避免發(fā)生撞刀。</p><p>　?。?）盡量采用刀具機(jī)外預(yù)調(diào) 將測(cè)量尺寸填寫(xiě)到刀具卡片中，以便于

30、操作者在運(yùn)行程序前，及時(shí)修改刀具補(bǔ)償參數(shù)，提高機(jī)床利用率。</p><p>　?。?）認(rèn)真檢查程序 由于手動(dòng)編程比自動(dòng)編程出錯(cuò)率要高，特別是在操作現(xiàn)場(chǎng)，為加工而臨時(shí)編程時(shí)，出錯(cuò)率更高，認(rèn)真檢查程序并安排好試運(yùn)行就更為必要。</p><p>　?。?）盡量采用子程序 當(dāng)零件加工工序較多時(shí)，為了便于程序的調(diào)試，一般將各工序內(nèi)容分別安排到不同的子程序中，主程序主要完成換刀及子程序的調(diào)用。

31、這種安排便于按每一工序獨(dú)立調(diào)試程序，也便于因加工工序不合理而做出重新調(diào)整。</p><p><b>　　3.1.2基準(zhǔn)選擇</b></p><p>　　基準(zhǔn)就是確定生產(chǎn)對(duì)象上的某些點(diǎn)、線、面的位置所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。</p><p>　　為了保證零件的加工精度，首先考慮的是選擇精基準(zhǔn)，精基準(zhǔn)選定以后，再考慮合理地選擇粗基準(zhǔn)。</p&g

32、t;<p>　　基準(zhǔn)重合原則以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合誤差，調(diào)整法加工零件時(shí)，如果基準(zhǔn)不重合將出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合誤差。所謂調(diào)整法，是在預(yù)先調(diào)整好刀具與機(jī)床的相對(duì)位置，并在一批零件的加工過(guò)程中保持這種相對(duì)位置的加工方法。與之相對(duì)應(yīng)的是試切法加工，即試切一測(cè)量一調(diào)整一再試切，循環(huán)反復(fù)直到零件達(dá)到尺寸要求為止。試切法適用于單件小批生產(chǎn)下的逐個(gè)零件加工。 </p><p>　　該零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在毛坯料中

33、心線。根據(jù)基準(zhǔn)重合的原則，將工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)設(shè)定在毛坯中心點(diǎn)。為使數(shù)控編程方便，將圖紙轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)。</p><p><b>　　3.2夾具的選擇</b></p><p>　　機(jī)床夾具的種類很多，按使用的機(jī)床類型分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具等。而按專門(mén)化程度劃分來(lái)說(shuō)，該零件使用的是立式數(shù)控銑床。零件又屬于平面類零件，應(yīng)使用通用夾具，通用夾具是

34、已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、無(wú)需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來(lái)裝夾不同工件的夾具。</p><p>　　對(duì)于這個(gè)配合零件的尺寸我使用的是精密平口虎鉗，也適用于銑床、立式加工中心。</p><p>　　其裝夾如圖所示。 </p><p>　　根據(jù)本零件圖樣選擇臺(tái)虎鉗裝夾，為增加夾緊力，選取160mm長(zhǎng)的方向平行于裝夾面。</p><p><b>　　

35、3.3刀具的選擇</b></p><p>　　3.3.1數(shù)控刀具介紹</p><p>　　銑刀的類型很多，這里只介紹在數(shù)控機(jī)床上常用的銑刀。</p><p><b>　?。?）面銑刀</b></p><p>　　面銑刀主要用于加工較大的平面。如圖所示，面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，圓周表面上的切削刃為主

36、切削刃，端面切削刃為副切削刃。面銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)，刀齒為高速鋼或硬質(zhì)合金鋼。</p><p>　　與高速鋼面銑刀相比，硬質(zhì)合金面銑刀的銑削速度較高，可獲得較高的加工效率和加工表面質(zhì)量，并可加工帶有硬皮和淬硬層的工件，故得到廣泛的應(yīng)用。按刀片和刀齒的安裝方式不同，硬質(zhì)合金面銑刀可分為整體焊接式、機(jī)夾焊接式和可轉(zhuǎn)位式三種。由于整體焊接式、機(jī)夾焊接式面銑刀難于保證焊接質(zhì)量，刀具耐用度較低，重磨較費(fèi)時(shí)，現(xiàn)在已逐漸被

37、可轉(zhuǎn)位式面銑刀所替代。</p><p>　　可轉(zhuǎn)位式面銑刀是將可轉(zhuǎn)位刀片通過(guò)夾緊元件夾固在刀體上，當(dāng)?shù)镀囊粋€(gè)切削刃用鈍</p><p>　　后，直接在機(jī)床上將刀片轉(zhuǎn)位或更換新刀片。這種銑刀在提高加工質(zhì)量和加工效率，降低成</p><p>　　本，方便操作使用等方面都表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性，目前已得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)可轉(zhuǎn)位面銑

38、刀的直徑為16-630 mm。粗銑時(shí)，銑刀直徑要小些，因?yàn)榇帚娗邢髁Υ?，選小直徑銑刀可減小切削扭距。精銑時(shí)，銑刀直徑要選大些，盡量包容工件整個(gè)加工寬度，以提高加工精度和效率，并減小相鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕跡。</p><p><b>　　(2) 立銑刀</b></p><p>　　立銑刀是數(shù)控加工中用得最多的一種銑刀，主要用于加工凹槽、較小的臺(tái)階面以及平面輪廓。如圖所

39、示，立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃，它們既可以同時(shí)進(jìn)行切削，也可以單獨(dú)進(jìn)行切削。圓柱表面的切削刃為主切削刃，端面上的切削刃為副切削刃。主切削刃一般為為螺旋槽，這樣可增加切削的平穩(wěn)性，提高加工精度。端面刃主要用來(lái)加工與側(cè)面垂直的底平面，普通立銑刀的端面中心處無(wú)切削刃，故一般立銑刀不宜做軸向進(jìn)給。目前，市場(chǎng)上已推出了有過(guò)中心刃的立銑刀，過(guò)中心刃立銑刀可直接軸向進(jìn)給。如圖3.3（b）所示</p><p>　　為了能

40、加工較深的溝槽，并保證有足夠的備磨量，立銑刀的軸向長(zhǎng)度一般較長(zhǎng)。另外，為改善切屑卷曲情況，增大容屑空間，防止切屑堵塞，立銑刀的刀齒數(shù)比較少，容屑槽圓弧</p><p>　　半徑則較大。一般粗齒立銑刀刀齒數(shù)Z=3~4，細(xì)齒立銑刀刀齒數(shù)Z=5~8，套式結(jié)構(gòu)Z=10~20。</p><p>　　容屑槽圓弧半徑為2~5mm。</p><p>　　由于數(shù)控機(jī)床要求銑刀能快速自

41、動(dòng)裝卸，而立銑刀刀柄部結(jié)構(gòu)有很大不同。一般由專業(yè)廠家按照一定的規(guī)范制造成統(tǒng)一形式、尺寸的刀柄。直徑大于Φ40~160mm立銑刀可做成套式結(jié)構(gòu)。 立銑刀的有關(guān)尺寸參數(shù)，如圖3.4所示，推薦用下述經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取：</p><p>　?、俚毒甙霃絉應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑，R，一般取R=(0.8~0.9)R曲。</p><p>　?、诹慵募庸じ叨菻≤(1/4~1/6)R，以保證刀具有足夠

42、的剛度。</p><p>　?、蹖?duì)于深槽，選取l=H+(5~10)mm(l為刀具切削部分長(zhǎng)度)。</p><p>　?、芗庸だ邥r(shí)，刀具直徑為D=(5~10)b(b為肋的厚度)。</p><p><b>　?。?）模具銑刀</b></p><p>　　模具銑刀由立銑刀發(fā)展而來(lái)，可分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭銑刀和圓錐頭銑

43、刀三種。其柄部有直柄、削 平型直柄和莫氏錐柄。</p><p>　　模具銑刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是球部或端面上布滿切削刃，圓周刃與球部刃圓弧連接，可以作徑向和軸向進(jìn)給。銑刀部分用高速鋼或硬質(zhì)合金鋼制造。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定刀柄直徑為d=4~63mm。直徑較小的硬質(zhì)合金模具銑刀多制成整體式結(jié)構(gòu)，直徑在Φ16mm以上的制成焊接式或機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片結(jié)構(gòu)。圓柱球頭銑刀如圖3.5所示，</p><p>　　立

44、銑刀的尺寸選擇 </p><p>　　圖 3.5 圓柱球頭銑刀圖樣</p><p><b>　　（4）鍵槽銑刀</b></p><p>　　鍵槽銑刀主要用于加工封閉的鍵槽，鍵槽銑刀結(jié)構(gòu)與立銑刀相近，圓柱面和端面都有切削刃，它只有兩個(gè)刀齒，端面刃延至中心，既像立銑刀，又像鉆頭，加工時(shí)，先沿軸向進(jìn)給達(dá)到鍵槽深度，然后，沿鍵槽方向銑

45、出鍵槽全長(zhǎng)，見(jiàn)圖3.6。</p><p>　　圖 3.6 鍵槽銑刀圖樣</p><p><b>　?。?）其他成形銑刀</b></p><p>　　成形銑刀一般是為了加工特定的工件專門(mén)設(shè)計(jì)制造的，如各種直形或圓弧形的凹槽、斜角面、特形孔等。如圖所示。</p><p>　　3.3.2銑刀的選擇</p><

46、;p>　　選擇立銑刀加工時(shí)，有關(guān)參數(shù)要按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇</p><p>　?、俚毒甙霃絉應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑，R，一般取R=(0.8~0.9)R曲。</p><p>　　②零件的加工高度H≤(1/4~1/6)R，以保證刀具有足夠的剛度。</p><p>　?、蹖?duì)于深槽，選取l=H+(5~10)mm(l為刀具切削部分長(zhǎng)度)。</p>&l

47、t;p>　?、芗庸だ邥r(shí)，刀具直徑為D=(5~10)b(b為肋的厚度)。</p><p>　　對(duì)于此工件的刀具選擇：</p><p>　　φ12端銑刀，用于銑平面</p><p>　　φ10立銑刀，用于銑外形</p><p><b>　　φ8鉆頭，用于鉆孔</b></p><p>　　φ10球

48、刀，用于銑斜面</p><p><b>　　刀具卡</b></p><p><b>　　表3-1</b></p><p>　　3.4切削用量的選擇</p><p>　　銑削加工的切削用量包括：切削速度、進(jìn)給速度、背吃刀量和側(cè)吃刀量。如圖3.8所示。</p><p>　　圖 3

49、.8 銑削切削用量</p><p>　　從刀具耐用度出發(fā)，切削用量的選擇方法是：先選取背吃刀量或側(cè)吃刀量，其次確定進(jìn)給速度，最后確定切削速度。</p><p>　　3.4.1 背吃刀量αp或側(cè)吃刀量αe </p><p>　　背吃刀量αp為平行于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸，單位為mm。端銑時(shí)，αp為切削層深度，而圓周銑削時(shí)，αp為被加工表面的寬度。側(cè)吃刀量αe為垂直

50、于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸，單位為mm。端銑時(shí)，αe為被加工表面寬度；而圓周銑削時(shí)，αe為切削層深度。</p><p>　　背吃刀量或側(cè)吃刀量的選取主要由加工余量和對(duì)表面質(zhì)量的要求決定：</p><p>　?、佼?dāng)工件表面粗糙度值要求為Ra=12.5~25m時(shí)，如果圓周銑削加工余量小于5mm，端面銑削加工余量小于6mm，粗銑一次進(jìn)給就可以達(dá)到要求。但是在余量較大，工藝系統(tǒng)剛性較差或機(jī)床動(dòng)力不

51、足時(shí)，可分為兩次或多次進(jìn)給完成。</p><p>　?、诋?dāng)工件表面粗糙度值要求為Ra=3.2~12.5m時(shí)，應(yīng)分為粗銑和半精銑兩步進(jìn)行。粗銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量選取同前。粗銑后留0.5~1.0mm余量，在半精銑時(shí)切除。</p><p>　?、郛?dāng)工件表面粗糙度值要求為Ra=0.8~3.2m時(shí)，應(yīng)分為粗銑、半精銑、精銑三步進(jìn)行。半精銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量取1.5~2mm；精銑時(shí)，圓周銑側(cè)吃刀量

52、取0.3~0.5mm，面銑刀背吃刀量取0.5~1mm。</p><p>　　該工件孔及型腔的表面粗糙度Ra1.6，其余為Ra3.2。應(yīng)采用粗銑、精銑，留的余量為1mm。</p><p>　　3.4.2進(jìn)給速度Vf 進(jìn)給速度</p><p>　　Vf是單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移，單位是mm/min。它與銑刀轉(zhuǎn)速n、銑刀齒數(shù)Z以及每齒進(jìn)給量fz (單位為

53、mm)的關(guān)系是：Vf= fz Zn。</p><p>　　每齒進(jìn)給量fz的選取主要依據(jù)工件材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工件材料的強(qiáng)度和硬度越高，fz越小，反之則越大。硬質(zhì)合金銑刀的每齒進(jìn)給量高于同類高速鋼銑刀。工件表面粗糙度要求越高，fz就越小。每齒進(jìn)給量的確定可參考表3-1選取。工件剛性差或刀具強(qiáng)度低時(shí)，應(yīng)取較小值。</p><p>　　表 3-2 銑刀每齒進(jìn)給量參考

54、值</p><p>　　3.4.3切削速度vc</p><p>　　銑削的切削速度vc與刀具的耐用度、每齒進(jìn)給量、背吃刀量、側(cè)吃刀量以及銑刀齒數(shù) 成反比，而與銑刀直徑成正比。其原因是當(dāng)fz，αp，αe和Z增大時(shí)，刀刃負(fù)荷增加，而且同時(shí)工作的齒數(shù)也增多，使切削熱增加，刀具磨損加快，從而限制了切削速度的提高。為提高刀具耐用度允許使用較低的切削速度。但是加大銑刀直徑則可改善散熱條件，可以提

55、高切削速度。銑削加工的切削速度vc可參考表3-2選取，也可參考有關(guān)切削用量手冊(cè)中的經(jīng)驗(yàn)公式通過(guò)計(jì)算選取。</p><p>　　表 3-3 切削速度參考值</p><p><b>　　3.5主軸速度確定</b></p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度V來(lái)選，計(jì)算公式為：</p><p>　　n=1000V/πD

56、</p><p>　　式中：n為主軸轉(zhuǎn)速（r/min）</p><p>　　D為工件或刀具直徑（mm）</p><p>　　V為切削速度（m/min），大小受刀具耐用度的限制。</p><p>　　切削進(jìn)給率F=nfN</p><p><b>　　F為切削進(jìn)給率</b></p>&l

57、t;p><b>　　n為主軸轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　f為切削載荷</b></p><p><b>　　N為齒數(shù)</b></p><p>　　因此主軸轉(zhuǎn)速確認(rèn)為600r/min，進(jìn)給速度F=200 </p><p>　　3.6量具及冷卻方式的選

58、擇</p><p>　　復(fù)雜零件加工生產(chǎn)量具見(jiàn)下表3-4。</p><p>　　表3-4 復(fù)雜形零件加工生產(chǎn)量具清單</p><p>　　冷卻方式采用切削液。</p><p>　　冷卻液的主要功能包括清理切屑、防止腐蝕、保證生物穩(wěn)定性和提供對(duì)操作員友好的環(huán)境。冷卻液由復(fù)雜的化學(xué)配方組合而成，以滿足這些專門(mén)性能要求。 </p>&

59、lt;p>　　機(jī)加工廠通常有許多不同的加工操作，每個(gè)都有自己特定的冷卻液要求。為了滿足這些要求，冷卻液配方已經(jīng)衍生出數(shù)以百計(jì)其有不同功能的產(chǎn)品。 </p><p>　　過(guò)去，機(jī)加工廠往往在現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備成打不同的冷卻液來(lái)滿足工程師針對(duì)每臺(tái)機(jī)床采用鼓佳冷卻液的要求。但是，加工車間不同冷卻液引起了交叉污染和廢液不相容等問(wèn)題。此外，多種冷卻液還引起了庫(kù)存的增加。 </p><p>　　如今，機(jī)加

60、工廠趨向于在車間對(duì)所有工藝都采用一種或有限數(shù)目的冷卻液。 </p><p>　　這種做法促使冷卻液供應(yīng)商們開(kāi)發(fā)更綜合的產(chǎn)品，幫助在制造優(yōu)良產(chǎn)品的同時(shí)解決冷卻、潤(rùn)滑、防腐及微生物控制等問(wèn)題。而對(duì)如此眾多的工藝和市場(chǎng)上大量的冷卻液品種，機(jī)加工廠在針對(duì)其操作而選擇性能最佳、最經(jīng)濟(jì)的冷卻液方而遇到了復(fù)雜的挑戰(zhàn)。 </p><p>　　此外，對(duì)于各個(gè)特定工藝最佳冷卻液這個(gè)問(wèn)題，始終存在仁者見(jiàn)仁智者見(jiàn)

61、智的現(xiàn)象。基本了解一下三大類主要冷卻液——純油、可溶油及合成劑——的各種成分如何對(duì)性能產(chǎn)生影響，可以使冷卻液的選擇變得簡(jiǎn)單。</p><p>　　最好的冷卻液可以保護(hù)機(jī)床，并延長(zhǎng)刀具壽命。 </p><p>　　表3-5工藝過(guò)程卡片</p><p><b>　　3.7工藝設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.7.1零件

62、工藝性分析</p><p>　　該零件尺寸符合數(shù)控加工要求特點(diǎn)。因加工工件需要，該工件需要進(jìn)行多次裝夾，也就是要進(jìn)行多次對(duì)刀。對(duì)于對(duì)刀要求較高。該工件加工難度較低，精度要求不高，小批量生產(chǎn)，可采用通用機(jī)床進(jìn)行加工。</p><p>　　加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級(jí)精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實(shí)際選擇時(shí)，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大

63、小和行為公差要求等全面考慮。對(duì)于該工件來(lái)說(shuō)，精度要求僅僅在于孔，對(duì)于其它表面粗糙度沒(méi)有要求。因此加工時(shí)主要考慮孔的精度問(wèn)題，加工孔時(shí)要保證其精度。</p><p>　　通過(guò)對(duì)零件數(shù)據(jù)分析，考慮加工效率和加工的經(jīng)濟(jì)性，最理想的加工方式為銑削，考慮該零件為小批量加工，故加工設(shè)備采用數(shù)控車床。  根據(jù)加工零件的外形和材料以及環(huán)境條件，故選用CK6148數(shù)控機(jī)床。 </p><p>　　

64、3.7.2加工方案的確定</p><p>　　零件上比較精密的表面加工，常常是通過(guò)粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到的。對(duì)這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確的確定從毛坯到最終成形的加工方案。</p><p>　　毛坯先銑上端面和外輪廓，將上平面跟輪廓銑至要求尺寸，然后銑出60°和45°的兩個(gè)斜面，然后鉆出中心孔。然后將工件調(diào)頭，按尺寸銑出工件

65、。然后將工件重新進(jìn)行裝夾，將長(zhǎng)側(cè)面換至Z軸方向，對(duì)該面進(jìn)行平面加工和鉆孔。然后將工件掉頭重復(fù)上一步驟的工序內(nèi)容。</p><p>　　3.7.3加工工序的確定</p><p>　　在數(shù)控機(jī)床上加工零件與普通機(jī)加工相比，工序可以比較集中。根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)，數(shù)控加工工序的劃分有幾種方法。</p><p>　　(1)按零件裝卡定位方式劃分工序</p>&l

66、t;p>　　(2)按粗精加工劃分工序</p><p>　　(3)按所用刀具劃分工序</p><p>　　對(duì)于加工這個(gè)配合零件我采用按粗、精加工劃分工序，根據(jù)工件的加工精度要求、剛度和變形等因素，將零件的粗、精加工分開(kāi)，先粗加工，后精加工。</p><p>　　安排加工工序時(shí)，要注意以下幾個(gè)原則</p><p>　　(1)上道工序的加工不

67、能影響下道工序的定位與夾緊。</p><p>　　(2)要綜合考慮中間穿插有通用機(jī)床加工工序</p><p>　　(3)要清楚數(shù)控加工工序與普通加工工序各自的技術(shù)要求，加工目的加工特點(diǎn)等</p><p>　　(4)先進(jìn)行內(nèi)腔加工，后進(jìn)行外形加工</p><p>　　(5)以相同定位，夾緊方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)加工，以減少重

68、復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)</p><p>　　本零件加工時(shí)需要多次裝夾，因此加工時(shí)工序應(yīng)該滿足加工工序應(yīng)滿足裝夾一次就將可以完成的工序都完成。以此得到加工工序?yàn)椋?lt;/p><p><b>　　表3-6工序卡片</b></p><p><b>　　表3-7工序卡片</b></p><p>&

69、lt;b>　　表3-8工序卡片</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。?）《現(xiàn)代數(shù)控銑削技術(shù)》楊江河，余云龍編，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.9</p><p>　?。?）《數(shù)控編程與加工》 陳紅康，杜洪春編 濟(jì)南： 山東大學(xué)出版社，2004.8</p><p&g

70、t;　　（3）《數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備》 田萍編 北京： 電子工業(yè)出版社，2005.3</p><p>　?。?）《數(shù)控加工工藝與編程》 宴初宏編 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，2004.3</p><p>　?。?）《數(shù)控機(jī)床技術(shù)》 王士軍編 北京： 中國(guó)林業(yè)出版社，北京大學(xué)出版社，2004.3</p><p><b>

71、;　　致謝</b></p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，首先要感謝我的指導(dǎo)教師高志律老師，在畢業(yè)設(shè)計(jì)零件仿真加工及其說(shuō)明書(shū)編制過(guò)程中，給予了精心的指導(dǎo)，并講解了各項(xiàng)專業(yè)要領(lǐng)，提出了寶貴的專業(yè)意見(jiàn)。還要感謝曾經(jīng)的任課教師張雨洪、向杰、柯俊霄、劉德兵等教師，是他們讓我學(xué)到了很多知識(shí)才使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠按期完成，感謝學(xué)校給予的支持和幫助，感謝同學(xué)們的無(wú)私幫助。同時(shí)要感謝在百忙之中來(lái)參加我畢業(yè)答辯的評(píng)審老