雙面槽板形零件數(shù)控加工工藝、工裝與編程N(yùn)C程序設(shè)計(jì)含CAD圖
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雙面槽板形零件數(shù)控加工工藝、
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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(kuò)大，數(shù)控加工技術(shù)對國計(jì)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?yàn)樾省①|(zhì)量是先進(jìn)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(jìn)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(diǎn)、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(jī)床的特點(diǎn)，針對具體的零件，進(jìn)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(gè)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(jìn)給路線 控制
25
目 錄
前 言 1
1、工藝方案分析 2
1.1 零件圖 2
1.2 零件圖分析 3
1.3 確定加工方法 3
1.4 確定加工方案 4
1.5工藝基準(zhǔn)的選擇方法 5
1.6確定裝夾方案和選擇夾具 6
1.7 選擇刀具 7
1.8 工序余量的安排 8
1.9切削用量的選擇 9
1.10機(jī)械加工工序順序的安排原則 10
2、數(shù)控加工刀具卡片 11
3、數(shù)控加工工藝卡 12
4、 數(shù)控編程 14
設(shè)計(jì)體會 22
致謝詞 23
參考文獻(xiàn) 24
前 言
數(shù)控加工就是泛指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的工藝過程。數(shù)控機(jī)床是一種用計(jì)算機(jī)來控制的機(jī)床，用來控制機(jī)床的計(jì)算機(jī)不管是專用計(jì)算機(jī)，還是通用計(jì)算機(jī)都統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的運(yùn)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(jī)床上加工零件與在普通機(jī)床上加工零件，其加工方法并無多大差異，但是在機(jī)床的運(yùn)動控制上卻有很大的區(qū)別。在普通機(jī)床加工時(shí)，機(jī)床的運(yùn)動受控于操作工人。如機(jī)床的開啟、主軸轉(zhuǎn)速的變換、走刀路徑、運(yùn)動部件的位移量，以及機(jī)床的停止等都是依靠操作工人來控制的。在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，機(jī)床的運(yùn)動和輔助動作的實(shí)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(jī)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(yùn)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(yùn)動或終斷信息來控制機(jī)床的各種運(yùn)動。當(dāng)零件的加工程序結(jié)束時(shí)，機(jī)床便會自動停止。任何一種數(shù)控機(jī)床，在其數(shù)控系統(tǒng)中若沒有輸入程序指令，數(shù)控機(jī)床不能工作。
要提高加工效率，首先必須提高切削和進(jìn)給速度，同時(shí)，還要縮短加工時(shí)間；要確保加工質(zhì)量，必須提高機(jī)床部件運(yùn)動軌跡的精度，而可靠性則是上述目標(biāo)的基本保證。為此，必須要有高性能的數(shù)控裝置作保證。
1、工藝方案分析
1.1 零件圖
圖1-1 雙面零件圖
1.2 零件圖分析
該零件的主要加工部位包括平面銑削，溝槽銑削，外輪廓銑削，鉆孔，幾何形狀基本規(guī)則，加工難點(diǎn)在兩個(gè)橢圓輪廓的加工問題上及兩面輪廓中心重合的問題，輪廓公差及粗糙度要求都和嚴(yán)格，在加工時(shí)務(wù)必謹(jǐn)慎測量。
1.3 確定加工方法
通過上述分析，采取以下幾點(diǎn)工藝措施
1) 工件兩面輪廓中心對其問題是本零件加工難點(diǎn)之一，假設(shè)按圖順序先加工上表面，后使用上表面為基準(zhǔn)加工下表面，就會導(dǎo)致兩面輪廓中心對其偏差較大，在此工藝流程中粗基準(zhǔn)被重復(fù)使用是造成兩面輪廓不對中的主要原因，現(xiàn)假設(shè)先精銑下表面輪廓，在反面裝夾后以下表面作為精基準(zhǔn)加工上表面，零件中心的對中使用鉗口對中，在另一方向使用量塊對刀法找出工件中心，由于下表面70±0.02表面公差控制嚴(yán)格，可有效保證下一工序的刀具對中問題。
2) 此零件幾何輪廓基本規(guī)則，但由兩橢圓輪廓的加工成為編程中的難點(diǎn)，在目前的數(shù)控編程指令代碼中并沒有直接加工橢圓的G代碼，因此橢圓的加工不得不使用計(jì)算機(jī)編程或使用宏程序來加工橢圓的外形輪廓。
3) 加工此零件時(shí)，我們采用自上而下分層加工的方式，可以最大限度的簡化我們的程序，提高加工的效率。
1.4 確定加工方案
零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到的。對這些表面僅僅根據(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)正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。
1) 本工件毛坯為鋼板75*75*35，因此我們加工的時(shí)候采用平口鉗夾緊工件，簡單可靠高效。平口鉗裝夾前校正鉗口與機(jī)床軸線的平行度跳動0.02mm以內(nèi)。
2) 下表面面粗銑精銑使大表面粗糙度達(dá)到要求，設(shè)定大表面的平面為加工Z0平面，建立各刀具的長度補(bǔ)償值，粗精銑四周臺階，點(diǎn)中心孔鉆擴(kuò)φ18孔及四個(gè)φ5中心孔，方便銑削溝槽下刀，采用自上而下分層銑削按順序依次加工異形溝槽及橢圓溝槽，最后加工四個(gè)φ5孔。
使用立銑刀粗精加工異形槽內(nèi)側(cè)輪廓，保證精度，去除余量。這里我們使用刀具半徑補(bǔ)償?shù)姆绞絹肀ＷC精度，粗加工時(shí)我們將#1刀具半徑補(bǔ)償值修改成大于刀具尺寸，留下精銑余量，粗加工后測量長度和切削深度，在做出相應(yīng)的調(diào)整，對于溝槽的銑削，排屑問題使我們在加工中不得不考慮的問題，尤其是在粗加工中，由于切削量較大，會產(chǎn)生大量的鐵屑，溝槽的排屑條件較差，會造成鐵屑大量積累，造成加工面被鐵屑劃傷，大量切削熱集中使得刀具壽命降低。所以在對溝槽進(jìn)行粗加工時(shí)優(yōu)先選用容屑槽較大的刀具，及優(yōu)先使用直徑較大的刀具，切削刃較少的刀具，可以有效改善溝槽的切削條件。
3) 反面裝夾工件，平口鉗夾70±0.02表面，使用尋邊器在平口鉗的兩個(gè)鉗口上對中心，在另一個(gè)放行使用5mm標(biāo)準(zhǔn)量塊對對中，設(shè)定工件坐標(biāo)系后，上表面面粗銑精銑使大表面粗糙度達(dá)到要求，設(shè)定大表面的平面為加工Z0平面，建立各刀具的長度補(bǔ)償值，粗精銑四周臺階，最后加工溝槽部分。上表面無法通過打中心孔的方法來下刀，所以我們采用鍵槽銑刀加工，由于考慮到刀具中心的切削速度為零，下刀的方式不宜采用直線下刀，可采用螺旋下刀或斜線下刀，可有效避免下刀過程中斷刀，腰槽輪廓應(yīng)留有精加工余量粗銑，粗銑完成后直接下刀到所需要的深度，一次成型。
4) 卸下工件，去除毛刺。
1.5工藝基準(zhǔn)的選擇方法
使零件加工工藝設(shè)計(jì)時(shí),正確地選擇工件定位基礎(chǔ)具有非常重要的意義。定位基準(zhǔn)選擇的好壞,不僅影響零件加工的定位精度,加工各種表面部分的順序也有很大的影響。選擇定位基準(zhǔn)的前提是精密零件加工,也可以簡化加工過程,提高加工的效率、零件的定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)該遵循以下三個(gè)原則。
1)基準(zhǔn)重合原理。為了避免基準(zhǔn)偏差錯(cuò)誤,編程方便,應(yīng)該選擇過程基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn),使工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)和編程原點(diǎn)是統(tǒng)一的。
2)便于夾緊的原理。所選指標(biāo)應(yīng)該能夠確保準(zhǔn)確、可靠的定位,定位,夾緊機(jī)制很簡單,操作方便,開放性好,表面的過程盡可能多。
3)便于對刀的原則。大批量加工時(shí)在工件坐標(biāo)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(zhǔn)的選擇
所謂粗基準(zhǔn)就是以不加工的表面作為基準(zhǔn)；在選擇粗基準(zhǔn)時(shí)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(zhǔn)；也可以以不加工的表面作為粗基，準(zhǔn)粗基準(zhǔn)應(yīng)盡量避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的重復(fù)定位會造成很大的定位誤差。
本例中粗基準(zhǔn)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(zhǔn)的選擇?
??精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)保證零件加工精度,同時(shí)考慮到夾具結(jié)構(gòu)簡單和方便。選擇純基準(zhǔn)一般應(yīng)考慮以下原則:
1)基準(zhǔn)重合的原則
機(jī)械加工面為了更容易得到其設(shè)計(jì)相對位置精度要求,應(yīng)選擇加工表面的定位基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。這一原則被稱為基準(zhǔn)疊加原理。如果加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合,將增加定位誤差。
2)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則
當(dāng)工件在一群純參考定位可以方便其他表面處理,大部分的過程中應(yīng)該使用盡可能多的參考定位,這是“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則可以減少模具設(shè)計(jì)和制造的成本,提高生產(chǎn)力,可以避免錯(cuò)誤造成的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。,,
3)“自為基準(zhǔn)”的原則
當(dāng)精加工或完成工件加工過程所需的保證金甚至盡可能小,應(yīng)選擇加工表面作為定位基準(zhǔn),這是一個(gè)事實(shí),那就是“基準(zhǔn)”的原則。此外,使用浮動鉸刀鉸孔,拉刀拉削,無心磨削圓柱等,都是自我進(jìn)行基準(zhǔn)測試的例子。
4)“互為基準(zhǔn)”的原則
為了獲得均勻的機(jī)械加工余量或更高的位置精度,可以用作基準(zhǔn)反復(fù)處理原則。例如,齒輪加工精度定位加工齒面在第一洞,后硬齒面齒輪磨削要求。由于牙齒表面硬化層較薄,所以所需的磨削余量小而均勻。此時(shí)可用定位基準(zhǔn)面的齒面磨削內(nèi)孔,再在孔為定位基準(zhǔn)磨齒面,從而保證齒面磨削余量均勻,并與牙齒的位置精度,容易保證。
遵從基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，此零件的精加工基準(zhǔn)選擇以粗基準(zhǔn)加工出A基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，在后續(xù)孔加工中遵從基準(zhǔn)重合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則依然選擇此基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，這樣可以很有效的提高加工精度。
1.6確定裝夾方案和選擇夾具
機(jī)床夾具是機(jī)床上的夾緊工件設(shè)備(和指導(dǎo)工具)。其作用是工件定位,以使工件相對于機(jī)床的正確位置和工具,工件夾緊可靠。根據(jù)使用夾具可分為以下類別:
1)通用夾具
通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,在一定的范圍內(nèi)可以用于加工不同工件夾具。車床,例如,三爪卡盤和四爪卡盤,平口鉗銑床、分度頭、轉(zhuǎn)盤等。這種類型的夾具一般由專業(yè)工廠,通常用作機(jī)床附件提供給用戶。特點(diǎn)是適應(yīng)性廣,生產(chǎn)效率低,主要適用于單件和小批生產(chǎn)。
2)特殊夾具
專用夾具設(shè)計(jì)特定的工件程序?qū)ｉT設(shè)計(jì)的夾具。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、快速、操作方便、節(jié)能、能保證高的加工精度和生產(chǎn)效率,但設(shè)計(jì)制造周期長,制造成本也更高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí),夾具將由于無法使用報(bào)廢。只適用于產(chǎn)品固定和批量生產(chǎn)的大。
3)通用可調(diào)夾具和成組夾具
其特點(diǎn)是夾具的一部分元素可以更換,設(shè)備可以調(diào)整的一部分,以便適應(yīng)不同零件的加工。用于夾用于群相似的零件加工,稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比,處理對象不是很清晰,其中一些是適用范圍更廣。
4)組合夾具
模塊化夾具是指處理需求,根據(jù)之前的部分由一個(gè)好的標(biāo)準(zhǔn)零部件組裝夾具。由專業(yè)廠家,其特點(diǎn)是靈活性,通用性強(qiáng),生產(chǎn)周期短,組件可以反復(fù)使用,特別適用于新產(chǎn)品的生產(chǎn)和單件小批量生產(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(gè)工位移到下一個(gè)工位，進(jìn)行不同工序的加工。
1.7 選擇刀具
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，而且直接影響零件的加工質(zhì)量，應(yīng)考慮以下方面：
根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具。如車或銑高強(qiáng)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。
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(shí)選用精加工淘汰下來的刀具，因?yàn)榫庸ぬ蕴牡毒吣p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。
根據(jù)加工區(qū)域的特點(diǎn)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(shí)應(yīng)選擇前角稍大一些的立銑刀，齒數(shù)也不要超過4齒。
1.8 工序余量的安排
為了加工出合格的零件，必須從毛坯上切去的那層金屬的厚度，稱為加工余量。加工余量又可分為工序余量和總余量。某工序中需要切除的那層金屬厚度，稱為該工序的加工余量。從毛坯到成品總共需要切除的余量，稱為總余量，等于相應(yīng)表面各工序余量之和。在工件上留加工余量的目的是為了切除上一道工序所留下來的加工誤差和表面缺陷， 加工余量的大小對加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率均有較大影響。加工余量過大，不僅增加了機(jī)械加工的勞動量，降低了生產(chǎn)率，而且增加了材料、工具和電力消耗，提高了加工成本。若加工余量過小，則既不能消除上道工序的各種缺陷和誤差，又不能補(bǔ)償本工序加工時(shí)的裝夾誤差，造成廢品。其選取原則是在保證質(zhì)量的前提下，使余量盡可能小。一般說來，越是精加工，工序余量越小，有些具體情況可按下列原則處理。(1)、為了保證加工精度，粗、精加工最好分開進(jìn)行。因?yàn)榇旨庸r(shí)，切削量大，工件所受切削力、夾緊力大，發(fā)熱量多，以及加工表面有較顯著的加工硬化現(xiàn)象，工件內(nèi)部存在著較大的內(nèi)應(yīng)力，如果粗、粗加工連續(xù)進(jìn)行，則精加工后的零件精度會因?yàn)閼?yīng)力的重新分布而很快喪失。對于某些加工精度要求高的零件。在粗加工之后和精加工之前，還應(yīng)安排低溫退火或時(shí)效處理工序來消除內(nèi)應(yīng)力。(2)、合理地選用設(shè)備。粗加工主要是切掉大部分加工余量，并不要求有較高的加工精度，所以粗加工應(yīng)在功率較大、精度不太高的機(jī)床上進(jìn)行，精加工工序則要求用較高精度的機(jī)床加工。粗、精加工分別在不同的機(jī)床上加工，既能充分發(fā)揮設(shè)備能力，又能延長精密機(jī)床的使用壽命。???(3)、在機(jī)械加工工藝路線中，常安排有熱處理工序。熱處理工序位置的安排如下：為改善金屬的切削加工性能，如退火、正火、調(diào)質(zhì)等，一般安排在機(jī)械加工前進(jìn)行。為消除內(nèi)應(yīng)力，如時(shí)效處理、調(diào)質(zhì)處理等，一般安排在粗加工之后，精加工之前進(jìn)行。為了提高零件的機(jī)械性能，如滲碳、淬火、回火等，一般安排在機(jī)械加工之后進(jìn)行。如熱處理后有較大的變形，還須安排最終加工工序?
加工余量的大小，對零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)行均有較大的影響。正確規(guī)定加工余量的數(shù)值，是制定工藝規(guī)程的重要任務(wù)之一，特別是加工中心，選好余量尤為重要，在剛度允許的情況下，應(yīng)以最少的進(jìn)給次數(shù)切除加工余量，最好一次切凈余量，以便提高生產(chǎn)率。在數(shù)控機(jī)床上，在工件表面粗糙度值要求為Ra3.2～12.5μm時(shí)，粗銑后的余量一般取（0.5～1.0）㎜[8] ，而本次設(shè)計(jì)中工件的表面粗糙度為Ra3.2μm，所以粗銑時(shí)的余量取0.5mm。
1.9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(jìn)給量（進(jìn)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)。
a）切削深度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(jī)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(shí)ap=0.5mm。
b）切削速度νc（m/min），νc是指銑刀旋轉(zhuǎn)時(shí)的切削速度
n=1000νc/πd0
由此公式可算得粗銑外輪廓時(shí) n=800r/min,
精銑內(nèi)外輪廓時(shí)n=1600r/min，鉆孔時(shí)n=600r/min。
c）進(jìn)給量（進(jìn)給速度）f（mm/min或mm/r） 是數(shù)控機(jī)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(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)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(jìn)給量則受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制，并與脈沖當(dāng)量有關(guān)。
編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量。選擇切削用量時(shí)，一定要充分考慮影響切削的各種因素，正確的選擇切削條件，合理地確定切削用量，可有效地提高機(jī)械加工質(zhì)量和產(chǎn)量。影響切削條件的因素有：機(jī)床、工具、刀具及工件的剛性；切削速度、切削深度、切削進(jìn)給率；工件精度及表面粗糙度；刀具預(yù)期壽命及最大生產(chǎn)率；切削液的種類、冷卻方式；工件材料的硬度及熱處理狀況；工件數(shù)量；機(jī)床的壽命。
上述諸因素中以切削速度、切削深度、切削進(jìn)給率為主要因素。
切削速度快慢直接影響切削效率。若切削速度過小，則切削時(shí)間會加長，刀具無法發(fā)揮其功能；若切削速度太快，雖然可以縮短切削時(shí)間，但是刀具容易產(chǎn)生高熱，影響刀具的壽命。決定切削速度的因素很多，概括起來有：
刀具材料。刀具材料不同，允許的最高切削速度也不同。高速鋼刀具耐高溫切削速度不到50m／min，碳化物刀具耐高溫切削速度可達(dá)100m／min以上。陶瓷刀具的耐高溫切削速度可高達(dá)1000m／min。
工件材料。工件材料硬度高低會影響刀具切削速度，同一刀具加工硬材料時(shí)切削速度應(yīng)降低，而加工較軟材料時(shí)，切削速度可以提高。
刀具壽命。刀具使用時(shí)間(壽命)要求長，則應(yīng)采用較低的切削速度。反之，可采用較高的切削速度。
切削深度與進(jìn)刀量。切削深度與進(jìn)刀量大，切削抗力也大，切削熱會增加。
刀具的形狀。刀具的形狀、角度的大小、刃口的鋒利程度都會影響切削速度的選取。
冷卻液使用。機(jī)床剛性好、精度高可提高切削速度；反之，則需降低切削速度。
合理選擇切削用量的原則是，粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。
1.10機(jī)械加工工序順序的安排原則
在安排加工順序時(shí)一般應(yīng)遵循以下原則：
1) 先基準(zhǔn)面后其它 應(yīng)首先安排被選作精基準(zhǔn)的表面的加工，再以加工出的精基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，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(zhǔn)。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(zhǔn)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(shí)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(jì)基準(zhǔn)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(jìn)行加工是工藝過程的主要內(nèi)容，因而在確定加工順序時(shí)，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(jì)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(zhǔn)的工藝孔時(shí)，可以同時(shí)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(jìn)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(jìn)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(shí)應(yīng)先將平面（通常是裝配基準(zhǔn)）加工出來，再以平面為基準(zhǔn)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(shí)也應(yīng)先加工面，再加工孔，以避免上述情況的發(fā)生。
2、數(shù)控加工刀具卡片
數(shù)控加工中心刀具匯總
產(chǎn)品名稱或代號
零件名稱
底板
序號
刀具號
刀具名稱
規(guī)格
加工表面
備注
1
T01
盤銑刀
Φ120
銑大平面
2
T02
平底立銑刀
Φ16（鍵槽銑刀）
銑四周，兩凸臺及凹槽
粗加工用
3
T03
平底立銑刀
Φ8（鍵槽銑刀）
銑凹槽
4
T04
平底立銑刀
Φ16（硬質(zhì)合金）
銑四周，兩凸臺及凹槽
精加工用
5
T05
平底立銑刀
Φ8（硬質(zhì)合金）
銑凸臺
6
T06
中心站
A3
鉆中心孔
7
T07
鉆 頭
Φ5
鉆Φ5孔
8
T08
Φ18
鉆Φ18孔
編制
審核
批準(zhǔn)
3、數(shù)控加工工藝卡
下表面加工
單位名稱
產(chǎn)品名稱或代號
零件名稱
零件圖號
數(shù)控車工藝分析實(shí)例
底板
工序號
程序編號
夾具名稱
使用設(shè)備
車間
O0001
Lathe-01
平口鉗
Fanuc 0i
數(shù)控立式加工中心
工步號
工步內(nèi)容
刀具號
刀具規(guī)格
主軸轉(zhuǎn)速
進(jìn)給速度
背吃刀量
備注
1
精銑銑大平面
T01
Φ120
500
100
0.5
保證大平面見光
2
粗銑四周臺階
T02
Φ16
600
100
2.5
3
精銑四周臺階
T04
Φ16
1600
200
0.5
4
點(diǎn)中心孔
T04
A3
1200
30
5
鉆孔
T08
Φ18
500
20
6
粗銑凹槽
T02
Φ16
600
100
2.3
7
精銑凹槽
T04
Φ16
1600
200
0.4
8
鉆孔
T07
Φ10H7
300
20
編制
審核
批準(zhǔn)
年 月 日
共1頁
第一頁
反面裝夾加工上表面
單位名稱
產(chǎn)品名稱或代號
零件名稱
零件圖號
數(shù)控車工藝分析實(shí)例
底板
工序號
程序編號
夾具名稱
使用設(shè)備
車間
O0001
Lathe-01
平口鉗
Fanuc oi
數(shù)控立式加工中心
工步號
工步內(nèi)容
刀具號
刀具規(guī)格
主軸轉(zhuǎn)速
進(jìn)給速度
背吃刀量
備注
1
精銑銑大平面
T01
T01
400
150
1
2
精銑銑大平面
T01
500
100
0.5
保證厚度
2
粗銑臺階
T02
Φ16
600
100
2.3
3
精銑臺階
T05
Φ8
2000
200
0.4
4
粗銑凹槽
T03
Φ8
800
80
1.4
5
精銑凸臺
T05
Φ8
2000
200
0.2
編制
審核
批準(zhǔn)
年 月 日
共1頁
第一頁
4、 數(shù)控編程
O0001
T1M6 首先使用盤銑刀銑大平面
G90G54G40G49G0X150Y0
M3S500
M8
G43Z50H1
Z5
G1Z0F300
X-150
G0Z100
M05
M09
G91G28Z0
G91G28Y0
M00
T2M6 φ16鍵槽刀粗銑外臺階
G90G54G40G49G0X0Y-50
M3S600
M8
G43Z50H2
Z5
#1=2.5 自變量初始賦值
WHILE[#1LE8]DO1 判斷語句
G1Z-#1F100
G1G41Y-35D02 刀補(bǔ)值輸入8.2
X-30.
X-35.Y-30.
Y30.
X-30.Y35.
X30.
X35.Y30.
Y-30.
X30Y-35
X0
G40Y-50
#1=#1+2.5 自變量運(yùn)算公式
END1 循環(huán)結(jié)束
G0Z100
M05
M09
G91G28Z0
G91G28Y0
M00
T4M6 φ16合金刀具精加工四周臺階
G90G54G40G49G0X0Y-50
M3S1600
M8
G43Z50H4
Z5
G1Z-8F100
G1G41Y-35D04
X-30.
X-35.Y-30.
Y30.
X-30.Y35.
X30.
X35.Y30.
Y-30.
X30Y-35
X0
G40Y-50
G0Z100
M05
M09
G91G28Z0
G91G28Y0
M00
T6M6 中心鉆點(diǎn)孔
G90G54G40G49G0X0Y0
M3S1200
M8
G43Z50H6
Z5
G81Z-2R5F30
X-25Y-25
X25
Y25
X-25
G80
G0Z100
M05
M09
G91G28Z0
G91G28Y0
M00
T8M6 鉆φ18孔
G90G54G40G49G0X0Y0
M3S500
M8
G43Z50H8
Z5
G83Z-14R2Q2F20
G80
G0Z100
M05
M09
G91G28Z0
G91G28Y0
M00
T2M6 φ16鍵槽銑刀粗銑內(nèi)輪廓
G90G54G40G49G0X0Y0
M3S600
M8
G43Z50H2
Z5
#1=2.3
WHILE[#1LE5]DO2 層銑內(nèi)輪廓循環(huán)
G1Z-#1F100
G1G41Y-30D02
X5.635
G3X15.317Y-22.5R10
G2X22.468Y-15.325R10
G3X30.Y-5.635R10
G1Y5.6359
G3X22.468Y15.325R10
G2X15.317Y22.5R10
G3X5.635Y30.R10
G1X-5.635
G3X-15.325Y22.468R10
G2X-22.5Y15.317R10
G3X-30.Y5.635R10
G1Y-5.635
G3X-22.468Y-15.325R10
G2X-15.317Y-22.5R10
G3X-5.635Y-30.R10
G1X0
G40Y-23
G3J15 去除內(nèi)腔余量
Y0
#1=#1+2.3
END2
G0Z100
M05
M09
G91G28Z0
G91G28Y0
M00
T4M6 φ16合金銑刀精加工內(nèi)輪廓
G90G54G40G49G0X0Y0
M3S600
M8
G43Z50H4
Z5
G1Z-5F100
G1G41Y-30D04
X5.635
G3X15.317Y-22.5R10
G2X22.468Y-15.325R10
G3X30.Y-5.635R10
G1Y5.6359
G3X22.468Y15.325R10
G2X15.317Y22.5R10
G3X5.635Y30.R10
G1X-5.635
G3X-15.325Y22.468R10
G2X-22.5Y15.317R10
G3X-30.Y5.635R10
G1Y-5.635
G3X-22.468Y-15.325R10
G2X-15.317Y-22.5R10
G3X-5.635Y-30.R10
G1X0
G40Y0
G40Y-23
G3J15
Y0
G0Z100
M05
M09
G91G28Z0
G91G28Y0
M00
T3M6 φ8鍵槽銑刀粗銑橢圓
G90G54G40G49G0X0Y0
M3S800
M8
G43Z50H2
Z5
#1=7.3
WHILE[#1LE10]DO3 層銑橢圓循環(huán)
G1Z-#1F80
G41Y13D03
#2=0
N123G1X[13*cos[#2]]Y[9*SIN[#2]] 橢圓方程
#2=#2+0.5
IF[#2LE360]GOTO123 跳轉(zhuǎn)語句
#1=#1+2.5
END3
G0Z100
M05
M09
G91G28Z0
G91G28Y0
M00
T5M6 φ8合金鍵槽銑刀精銑橢圓
G90G54G40G49G0X0Y0
M3S2000
M8
G43Z50H2
Z5
G1Z-10F200
G41Y13D05
#2=0
N111G1X[13*cos[#2]]Y[9*SIN[#2]]
#2=#2+0.5
IF[#2LE360]GOTO111
G40Y0
G0Z100
M05
M09
G91G28Z0
G91G28Y0
M00
T8M6 鉆4個(gè)5mm孔
G90G54G40G49G0X-25Y-25
M3S1000
M8
G43Z50H8
Z5
G83Z-7R2Q2F20
X25
Y25
X-25
G80
G0Z100
M05
M09
G91G28Z0
G91G28Y0
M30
反面裝夾，校正中心，加工另一面
O0002
T1M6 盤銑刀銑大面，保證總厚度
G90G54G40G49G0X150Y0
M3S500
M8
G43Z50H1
Z5
G1Z0F100
X-150
G0Z100
M05
M09
G91G28Z0
G91G28Y0
M00
T2M6 大刀去除余量，軌跡可從CAD計(jì)算
G90G54G40G49G0X0Y50
M3S600
M8
G43Z50H2
Z5
#1=2.3
WHILE[#1LE5]DO1
G1Z-#1F100
Y40.55
X20.3
X41.14Y19.68
G2X20.36Y-38.12R61
G0Z10
X-20.36
Z2
G1Z-#1F100
Y-38.12
G2X-41.14Y19.68R61
G1X-20.27Y40.55
Y37.5
X-50
G0Z10
Y-40
Z2
G1Z-#1F100
X-25
G0Z10
Y37.5
Z2
G1Z-#1F100
X35
G0Z10
X0Y50
#1=#1+2.3
END1
G0Z100
M05
M09
G91G28Z0
G91G28Y0
M00
T5M6
G90G54G40G49G0X0Y50
M3S2000
M8
G43Z50H5
Z5
G1Z-5F200
G1G41Y27.5D05
X13.341
G2X15.974Y26.460R5
G1X28.279Y14.154
G2X14.105Y-22.371R37
G3X13.469Y-29.964R5
#2=4
WHILE[#2LE-184]DO2
G1X[13.615*COS#2]Y[3.455*SIN#2]
#2=#2-1
END2
G3X-14.105Y-22.371R10
G2X-28.279Y14.514R37
G1X-15.974Y26.460
G2X-13.341Y27.5R5
G1X0
G40Y50
G0Z100
M05
M09
G91G28Z0
G91G28Y0
M30 程序結(jié)束
設(shè)計(jì)體會
這次的設(shè)計(jì)是我們離開學(xué)校前對所學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行的總結(jié)，同時(shí)讓我們對零件的數(shù)控加工有了一個(gè)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(jì)有實(shí)踐性、綜合性、探索性和應(yīng)用性等特點(diǎn)，是運(yùn)用數(shù)控機(jī)床實(shí)際操作和理論學(xué)習(xí)的一次綜合練習(xí)。
通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使自己在理論與實(shí)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(yàn)和技巧，為以后的工作奠定了良好的基礎(chǔ)。
幾個(gè)星期以來，從開始到畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)過程中使我學(xué)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(shí)踐，我對數(shù)控的加工能進(jìn)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(cuò)誤，有能力加工出更復(fù)雜的零件，精度更高的產(chǎn)品。
1 致謝詞
通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對數(shù)控加工的整個(gè)過程有了較全面的理解。經(jīng)過本設(shè)計(jì)的實(shí)踐，真切體會到理論必須和生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。雖然在以前的學(xué)習(xí)中學(xué)到了許多在實(shí)踐中用到了的知識，可是那些還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，在具體操作時(shí)還是會出現(xiàn)一些意想不到的問題，還是得請教有經(jīng)驗(yàn)的師父才能完成。
在整個(gè)設(shè)計(jì)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(yàn)的朋友、同學(xué)，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(jì)弄出個(gè)模樣來了。在工藝設(shè)計(jì)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(jì)考驗(yàn)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(jì)讓我看到了自己很多方面的不著，需要更多的實(shí)踐，也需要更多的理論知識才能成為一個(gè)更有用技術(shù)人員。
這次設(shè)計(jì)也讓我學(xué)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(xué)及所有指導(dǎo)過我的人，感謝他們！
2 參考文獻(xiàn)
1) 《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》，機(jī)床設(shè)計(jì)手冊編寫組主編，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2000.5
2) 《機(jī)械加工工藝手冊(第1卷):工藝基礎(chǔ)卷(第2版)》，王先逵，機(jī)械工業(yè)出版社，2003
3) 《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床》，林 宋，化學(xué)工業(yè)出版社，2002
4) 《機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)寶典》，孫波主編，西安電子科技大學(xué)出版社，2005
5) 《數(shù)控技術(shù)》，張建綱、胡大澤主編，華中科技大學(xué)出版社，2000
6) 《數(shù)控編程技術(shù)228例》，蔣建強(qiáng) 陶秋良等主編，科學(xué)出版社，2005.1
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