矩形槽板的三維造型及數(shù)控銑加工工藝設計與編程仿真含NX三維及CAD圖

矩形槽板的三維造型及數(shù)控銑加工工藝設計與編程仿真含NX三維及CAD圖,矩形,三維,造型,數(shù)控,加工,工藝,設計,編程,仿真,nx,cad XX 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 01 產(chǎn)品名稱 零件名稱 矩形槽板 共 1 頁 第 1 頁 材料牌號 45 毛 坯 種 類 型材 毛坯外形尺寸 105X85X25 每毛坯 可制件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備 注 工 序 號 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 1 下料 下料 金工 鋸床 2 銑 銑削好零件六個表面至工件最大尺寸，表面粗糙度Ra3.2um 數(shù)控 數(shù)控銑床 平口鉗、面銑刀 3 銑 加工的零件上表凸臺及凹槽輪廓 數(shù)控 數(shù)控銑床 平口鉗、立銑刀 4 銑 加工上表面2-φ10mm通孔 數(shù)控 數(shù)控銑床 平口鉗、麻花鉆、鉸刀 5 清洗 去毛刺、清洗 數(shù)控 6 檢 檢驗 數(shù)控 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 XX 數(shù)控加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 01 產(chǎn)品名稱 零件名稱 矩形槽板 共 2 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 數(shù)控 銑 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 型材 105X85X25mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 數(shù)控銑床 CY-VMC850 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 平口鉗 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工 步 號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 mm/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 粗加工上表凸臺及凹槽輪廓，留有精加工余量 Φ10立銑刀 2200 660 0.3 1 1 2 精加工上表凸臺及凹槽輪廓，致圖紙尺寸要求 Φ10立銑刀 2800 560 0.2 0.5 1 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XX 數(shù)控加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 01 產(chǎn)品名稱 零件名稱 矩形槽板 共 2 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 數(shù)控 銑 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 型材 105X85X25mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 數(shù)控銑床 CY-VMC850 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 平口鉗 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工 步 號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 mm/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 麻花鉆鉆孔 Φ9.8麻花鉆 800 80 0.1 4.9 1 2 鉸孔 Φ10鉸刀 900 45 0.05 0.1 1 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 摘 要 數(shù)控機床加工工藝與普通機床加工工藝在原則上基本相同，但數(shù)控加工的整個過程是自動進行的。數(shù)控加工的工序內(nèi)容比普通機床的加工的工序內(nèi)容復雜。這是因為數(shù)控機床價格昂貴，若只加工簡單的工序，在經(jīng)濟上不合算，所以在數(shù)控機床上通常安排較復雜的工序，甚至是在通用機床上難以完成的那些工序。 本文主要介紹了矩形槽板的數(shù)控加工工藝設計，開篇首先介紹了數(shù)控技術的概述，緊接著對零件圖進行了簡要的分析，然后確定零件的毛坯、定位基準、裝夾方式、刀具、量具、切削用量等等，再制定出合理的加工方案，并制定相關的工藝文件，最后編制出零件的加工程序。 關鍵詞: 結(jié)構分析；工藝規(guī)程，切削要素；程序的編制 4 Abstract The machining technology of NC machine tool is basically the same as that of common machine tool in principle. But the whole process of NC machining is automatic. The process content of NC machining is more complicated than that of common machine tools. Therefore, more complicated processes are usually arranged on NC machine tools, even those difficult to complete on general purpose machine tools. This paper mainly introduces the NC machining process design of rectangular slot plate, first introduces the outline of numerical control technology, then analyzes the parts drawing briefly, then determines the blank, positioning datum, clamping mode, cutting tool, etc. The measuring tools, cutting parameters and so on, and then work out a reasonable processing plan, and make relevant process documents, and finally work out the processing procedures of the parts. Key words: structure analysis; process planning; cutting elements; programming 目 錄 摘 要 1 Abstract 2 第一章 緒 論 5 1.1 數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展 5 1.2 數(shù)控加工的特點 5 1.3 本課題的主要內(nèi)容 6 第二章 零件圖分析 7 2.1 零件圖形分析 7 2.1.1 圖形分析 8 2.1.2 零件材料分析 8 2.1.3 精度分析 8 2.2 結(jié)構工藝性分析 8 2.2.1 結(jié)構分析 8 2.2.2 毛坯、余量的確定 8 第三章 零件加工工藝分析 9 3.1 基準的分類 9 3.2 定位基準的選擇 9 3.2.1 粗基準的選擇 9 3.2.2 精基準的選擇 10 3.2.3基準的確定 11 3.3工序與工步的劃分 11 第四章 工藝裝備的確定 12 4.1確定夾具 12 4.2 確定加工機床 13 4.3刀具材料的選擇 13 4.4刀具的選擇 14 4.5確定主軸轉(zhuǎn)速及進給 15 第五章 零件的三維造型 17 5.1創(chuàng)建底板 17 5.2創(chuàng)建凸臺 17 5.3倒角 19 第六章 編制加工程序及仿真加工 20 6.1創(chuàng)建幾何體 20 6.2創(chuàng)建刀具 22 6.3創(chuàng)建操作 22 總 結(jié) 26 參考文獻 27 致 謝 28 第一章 緒 論 1.1 數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展 數(shù)控機床(Numerical Control Machine Tools)是用數(shù)字代碼形式的信息(程序指令)，控制刀具按給定的工作程序、運動速度和軌跡進行自動加工的機床，簡稱數(shù)控機床。數(shù)控機床是在機械制造技術和控制技術的基礎上發(fā)展起來的，其過程大致如下： 隨著電子技術的發(fā)展,1946年世界上第一臺電子計算機問世,由此掀開了信息自動化的新篇章。1948年，美國帕森斯公司接受美國空軍委托，研制直升飛機螺旋槳葉片輪廓檢驗用樣板的加工設備。由于樣板形狀復雜多樣，精度要求高，一般加工設備難以適應，于是提出采用數(shù)字脈沖控制機床的設想。 1949年，該公司與美國麻省理工學院(MIT)開始共同研究，并于1952年試制成功第一臺三坐標數(shù)控銑床，當時的數(shù)控裝置采用電子管元件。1959年，數(shù)控裝置采用了晶體管元件和印刷電路板，出現(xiàn)帶自動換刀裝置的數(shù)控機床，稱為加工中心( MC Machining Center)，使數(shù)控裝置進入了第二代。1965年，出現(xiàn)了第三代的集成電路數(shù)控裝置，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高，價格進一步下降，促進了數(shù)控機床品種和產(chǎn)量的發(fā)展。 60年代末，先后出現(xiàn)了由一臺計算機直接控制多臺機床的直接數(shù)控系統(tǒng)(簡稱 DNC)，又稱群控系統(tǒng)；采用小型計算機控制的計算機數(shù)控系統(tǒng)(簡稱 CNC)，使數(shù)控裝置進入了以小型計算機化為特征的第四代。 1.2 數(shù)控加工的特點 (1) 自動化程度高，具有很高的生產(chǎn)效率。除手工裝夾毛坯外，其余全部加工過程都可由數(shù)控機床自動完成。若配合自動裝卸手段，則是無人控制工廠的基本組成環(huán)節(jié)。數(shù)控加工減輕了操作者的勞動強度，改善了勞動條件；省去了劃線、多次裝夾定位、檢測等工序及其輔助操作，有效地提高了生產(chǎn)效率。 (2) 對加工對象的適應性強。改變加工對象時，除了更換刀具和解決毛坯裝夾方式外，只需重新編程即可，不需要作其他任何復雜的調(diào)整，從而縮短了生產(chǎn)準備周期。 (3) 加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。加工尺寸精度在0.005～0.01 mm之間，不受零件復雜程度的影響。由于大部分操作都由機器自動完成，因而消除了人為誤差，提高了批量零件尺寸的一致性，同時精密控制的機床上還采用了位置檢測裝置，更加提高了數(shù)控加工的精度。 1.3 本課題的主要內(nèi)容 本文主要講述了零件的數(shù)控加工工藝中的問題，如毛坯的選擇、定位基準的選擇、裝夾方式的選擇、刀具及量具的選擇、切削參數(shù)的選擇等相關問題，在分析完這些問題后，制定出合理的加工方案，并制定相關工藝文件，編制出零件的數(shù)控加工程序。 第二章 零件圖分析 在數(shù)控銑削加工中，對零件圖進行工藝分析的主要內(nèi)容包括零件結(jié)構工藝性分析、選擇數(shù)控銑削的加工內(nèi)容、零件毛坯的工藝性分析和加工方案分析。 2.1 零件圖形分析 圖2-1零件圖 圖2-2三維零件圖 2.1.1 圖形分析 如圖2-1和圖2-2所示零件圖，圖中有不清晰之處請參加附圖，從圖中可以看出，該零件的結(jié)構為：該零件的面很規(guī)則，只有上表面面都有加工內(nèi)容，這些結(jié)構形狀涉圓弧，在普通銑床上加工難以加工出不規(guī)則的零件，而在數(shù)控銑床上加工這些結(jié)構屬于易加工產(chǎn)品。此零件也很典型的反映出數(shù)控銑床在機械加工中的應用。 2.1.2 零件材料分析 在滿足零件功能的前提下，零件材料應立足現(xiàn)實情況，應選用較好加工的材料，避免用貴重的緊缺的材料。同時，零件材料選用不當，也會增加工藝難度。按照這些要求確定零件應選用45鋼作為材料。 2.1.3 精度分析 該零件最高精度等級要求比較高。外輪廓四周無尺寸精度要求。零件的凸臺、粗糙度為Ra為3.2um。 2.2 結(jié)構工藝性分析 2.2.1 結(jié)構分析 從圖2-1上可以看出，此矩形槽板零件的加工輪廓主要由圓弧、直線和凹槽組成，該零件的加工內(nèi)容主要有平面、凸臺、凹槽等。需要合理的安排加工工序。 2.2.2 毛坯、余量的確定 毛坯的形狀和尺寸越接近成品零件 ，材料消耗就越少，機械加工的勞動量就越少，因此會提高機械加工效率，降低成本，但毛坯的制造費用卻提高了。因此確定毛坯要從機械加工和毛坯制造兩方面綜合考慮，以求得最佳效果，零件在進行數(shù)控銑削加工時，余量的大小、如何裝夾等問題在設計毛坯時就要仔細考慮好，否則，如果毛坯不適合數(shù)控銑削，加工就很難進行下去。 該圖的毛坯采用45鋼，整個零件的外形尺寸為100mm×80mm×20mm，毛坯外形尺寸選取105mm×85mm×25mm。 28 第三章 零件加工工藝分析 3.1 基準的分類 基準分為設計基準和工藝基準兩大類。 設計基準：是指設計工作圖上所采用的基準。 工藝基準：是指加工過程中所采用的基準。又分為有工序基準、定位基準和測量基準等。 （1）工序基準:工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀和位置的基準。 （2）定位基準：是指在加工中用作定位的基準。 （3）測量基準：是指測量時所采用的基準。此外還有裝配過程中用于確定零、部件間相互位置的裝配基準。要求掌握基準的分類，定義，同等重要的是在訓練中提高選擇基準的能力。 3.2 定位基準的選擇 選擇工件的定位基準，實際上是確定工件的定位基面。根據(jù)選定的基面加工與否，又將定為基準分為粗基準和精基準。在起始工序中，只能選擇未經(jīng)加工的毛坯表面作為定位基準，這種基準稱為粗基準。已加工過的表面作為定位基準，則稱為精基準。 在選擇定位基準時，是從保證工件精度要求出發(fā)的，因此分析定位基準選擇的順序就應為從精基準到粗基準。 3.2.1 粗基準的選擇 選擇粗基準時，應保證加工面與不加工面之間的位置要求并合理分配各加工面的余量，保證加工面與不加工面的位置尺寸和位置精度，同時還要為后續(xù)工序提供可靠精基準。具體可按下列原則選擇： （1）非加工表面原則。為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應選不加工面為粗基準。 （2）加工余量最小原則。義余量最小的表面作為粗基準，以保證各加工表面 有足夠的加工余量。 （3）重要表面原則。為保證重要表面的加工余量均勻，應選擇重要加工面為 粗基準。 （4）不重復使用原則。 （5）便于裝夾原則。做為粗基準的表面，應盡量平整光滑，沒有飛邊、冒口、澆口或其他缺陷，以便使工件定位準確、夾緊可靠。 3.2.2 精基準的選擇 選擇精基準時，應保證加工精度和裝夾可靠、方便，可參照下列原則進行： （1）“基準重合”原則 加工零件時應直接選擇加工表面的設計基準為定位基準，可以避免由定位基準與設計基準不重合而引起的定位誤差。 （2）“基準統(tǒng)一”原則 加工同一零件的多道工序時盡可能選擇同一個定位基準，這樣可以保證加工表面間的相互位置精度，避免或減少因基準轉(zhuǎn)換而引起的誤差，也簡化了夾具的設計與制造工作，降低了成本，縮短了生產(chǎn)準備周期。例如，軸類零件加工采用采用兩端中心孔作統(tǒng)一定位基準加工各階梯外圓表面，可保證各階梯外圓表面的同軸度誤差。 基準重合和基準統(tǒng)一原則是選擇精基準的兩個重要原則，但實際生產(chǎn)中有時會遇到兩者相互矛盾的情況。此時，若采用統(tǒng)一定位基準能夠保證加工表面的尺寸精度，則應遵循基準統(tǒng)一原則；若不能保證尺寸精度，則應遵循基準重合原則，以避免使工序尺寸的實際公差值減小，增加加工難度。 （3）“自為基準”原則 當工件精加工或光整加工工序要求余量盡可能小而均勻時，應選擇加工表面本身作為定位基準。 （4）“互為基準”原則 當個加工表面之間具有較高的位置精度，或為是加工表面具有均勻的加工余量，則可采用兩個加工表面互為基準反復加工的方法。 （5）“便于裝夾”原則 所選精基準應保證工件定位準確穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結(jié)構簡單適用，操作方便靈活。同時定位基準應有足夠大的接觸面積，以承受較大的切削力。 3.2.3基準的確定 （1）粗基準 根據(jù)其原則，確定該零件的粗基準為毛坯外邊及底面,對零件的四周和上表面進行加工，再以加工的面做為精基準，加工剩余部位。 （3）精基準 根據(jù)其原則，確定該零件的精基準為零件的外輪廓及零件底面。 3.3工序與工步的劃分 工序劃分主要考慮生產(chǎn)綱領、所用設備及零件本身的結(jié)構和技術要求等。大批量生產(chǎn)時，若使用多軸、多刀的高效加工，可按工序集中原則組織生產(chǎn)；若在由組合機床組成的自動線上加工，工序一般按分散原則劃分。隨著現(xiàn)代數(shù)控技術的發(fā)展。特別是加工中心的應用，工藝路線的安排更多地趨向于工序集中。單件小批量生產(chǎn)時，通常采用工序集中原則。成批生產(chǎn)時，可按工序集中原則劃分，也可按工序分散原則劃分，應視具體情況而定。對于結(jié)構尺寸和重量都很大的重型零件．應采用工序集中原則，以減少裝夾次數(shù)和運輸量。對于剛性差、精度高的零件，應按工序分散原則劃分工序。 工序的劃分有很多種，主要有按裝夾次數(shù)劃分工序、按使用刀具劃分工序、按加工部位劃分工序等劃分方法，本設計主要采用根據(jù)加工部位劃分方法設計出零件的加工工序與工步如下： 工序1：下料 工序2：銑削好零件六個表面至工件最大尺寸，表面粗糙度Ra3.2um 工序3：加工的零件上表凸臺及凹槽輪廓 工步1：粗加工上表凸臺及凹槽輪廓，留有精加工余量 工步2：精加工上表凸臺及凹槽輪廓，致圖紙尺寸要求 工序4：加工上表面2-φ10mm通孔 工步1：麻花鉆鉆孔 工步2：鉸孔 工序5：去毛刺 工序6：檢驗 第四章 工藝裝備的確定 4.1確定夾具 夾具是用一裝夾工件（和引導刀具）的裝置。用夾具裝夾能使工件迅速獲的正確位置，定位精度高而穩(wěn)定。用精基準定位時，工件的定位精度一般可達0.01mm。夾具裝夾工件廣泛用于成批大量生產(chǎn)。 夾具種類很多，廣泛的應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、配件、焊接和檢測等工藝過程中。它直接影響著工件加工的精度、勞動生率和產(chǎn)品的制造成本等。按專門化程度可分為以下幾種： 專用夾具：該夾具是指專為某一工件的某一加工工序而設計制造的夾具，其 結(jié)構緊湊，操作方便，主要用于固定產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)。 可調(diào)夾具：可調(diào)夾具包括通用夾具和組合夾具，見有通用和專用夾具的優(yōu)點，其適用范圍較寬，加工對象并不十分明確。 通用夾具：通用家具是指已經(jīng)標準化、無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來裝夾不同工件的夾具，如三爪卡盤、四爪卡盤、平口虎鉗和萬能分度頭等。這類夾具適應性強，可用于一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件，價格便宜。其缺點是夾具精度不高，生產(chǎn)率也比較低，較難裝夾。一般實用于單件小批量生產(chǎn)中。 數(shù)控加工的特點對夾具提出幾點要求： （1）當零件加工批量不大時，應盡量采用組合夾具、可調(diào)試夾具及其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準備時間、節(jié)約生產(chǎn)費用。 （2）在成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構簡單。 （3）零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機床的停頓時間。 （4）夾具上各零件應不防機床對零件各表面的加工，即夾具要開敞，其定位、夾緊機構元件不能影響加工中的走刀。 該零件不僅精度要求較高，可以看到輪廓的周邊曲線圓弧和粗糙度值要求也較高，零件采用通用夾具中的平口虎鉗裝夾。平口虎鉗如圖4-1所示。 圖4-1平口虎鉗 4.2 確定加工機床 選定數(shù)控機床為 本零件的加工制造的實用機床，可以達到本零件的要求，本零件不是回旋體零件，不適合數(shù)控車床加工，為復雜零件適合數(shù)控銑床來加工，所以選擇數(shù)控銑床。并且零件尺寸不大，在經(jīng)濟性的原則下可以選擇行程較小的銑床。因此我選擇CY-VMC850加工中心加工該零件。 由于該零件屬于單件小批量生產(chǎn)，因此不用考慮生產(chǎn)效率等問題，只要在能夠保證其精度要求的前提下選擇相應的設備進行加工即可，但為了減少人為的換刀量，根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)控機床，確定選擇由云南CY集團有限公司生產(chǎn)的CY-VMC850系列數(shù)控立式加工中心，其主要技術參數(shù)如下： 系統(tǒng)配置： FANUC 工作臺面積(mm)：460×950(500×1050) 行程(X-Y-Z)(mm)：800×500×550 主軸錐孔：BT40 主功率(KW)：7.5/11 主軸變速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速(rpm)：50-6000伺服 機床結(jié)構：臺灣主軸、全防護、貼塑滑軌、電柜空調(diào) 4.3刀具材料的選擇 刀具材料主要指刀具切削部分的材料。刀具切削性能的優(yōu)劣（如表7-1），直接影響著生產(chǎn)效率、加工質(zhì)量和生產(chǎn)成本。而刀具的切削性能，首先取決于切削部分的材料；其次是幾何形狀及刀具結(jié)構的選擇和設計是否合理。 在切削過程中，刀具切削部分不僅要承受很大的切削力，而且要承受切削變形和摩擦產(chǎn)生的高溫。要保持刀具的切削能力，刀具應具備如下的切削性能： （1）高硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必須高與工件材料的硬度，常溫下一般應在HRC60以上。一般來說，刀具材料的硬度越高，耐磨度也越好。 （2）足夠的強度和韌性。刀具切削部分要承受很大的切削力和沖擊力因此刀具材料必須要有足夠的強度和韌性。 （3）良好的耐熱性和導熱性。刀具材料的耐熱性是指在高溫下仍能保持其硬度和強度的性能，這是刀具材料必備的關鍵性能。耐熱性越好，刀具材料在高溫時抗塑性變形的能力、抗磨損的能力越強。高溫硬度是耐熱性的重要指標，常用的耐熱溫度表示，如高速鋼約為600℃，硬質(zhì)合金可達800～1000℃。 （4）良好的工藝性。為便于制造，要求刀具材料具有良好的可加工性，包括熱加工性能（熱塑性、可焊性、淬透性）和機械加工性能。 表5-1常用刀具材料性能比較 刀具材料 切削速度 耐磨性 硬度 硬度隨溫度變化 高速鋼 最低 最差 最低 最大 硬質(zhì)合金 低 差 低 大 陶瓷刀片 中 中 中 中 金剛石 高 高 高 小 根據(jù)該表所顯示的內(nèi)容可以看出硬質(zhì)合金鋼刀具材料的切削速度和硬度都較低且耐磨性較差，而該零件的材料為45鋼，切削速度和硬度較低，該零件所選用的刀具應該為硬質(zhì)合金鋼。 4.4刀具的選擇 刀具的選擇是數(shù)控加工中重要的工藝內(nèi)容之一，它不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時選擇刀具通常考慮機床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。 刀具壽命與切削用量有密切的關系。在制定切削用量時，應首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應根據(jù)優(yōu)化的目標而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時最少的目標確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標確定。 選擇刀具壽命時可考慮如下幾點根據(jù)道具復雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復雜和精度高的刀具壽命應選的比單刃刀具高些。對于機夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換到時間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選的低些，一般取15-30min對于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復雜的多刀機床、組合機床與自動化加工刀具，刀具壽命應選的高些，尤其保證刀具可靠性。車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個車間的生產(chǎn)率的提高時，該工序的刀具壽命要選的低些，當某工序單位時間內(nèi)所分擔到的全廠開支較大時，刀具壽命也應選的低些。大件精加工時，為保證至少完成一次走刀，避免切削時中途換刀，刀具壽命應按零件精度和表面粗糙度來定。與普通機床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要剛性好、精度高，而求要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高斷和排性能同時要求安裝和調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機床高效率的要求。數(shù)控機床上所選用的道具常采用適應高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細粒質(zhì)硬質(zhì)合金）并使用可轉(zhuǎn)位刀片。 根據(jù)上述刀具選擇原則和零件結(jié)構的實際情況相結(jié)合，而不同的加工內(nèi)容需要不同的刀具，根據(jù)零件的實際情況選用以下刀具。 表5-2刀具卡片 工步號 刀具號 刀具名稱 刀柄型號 刀具直徑/mm 材質(zhì) 1 T01 立銑刀 BT40 Ф20 硬質(zhì)合金 2 T02 立銑刀 BT40 Ф12 硬質(zhì)合金 3 T03 球頭刀 BT40 Ф6 硬質(zhì)合金 4 T04 立銑刀 BT40 Ф6 硬質(zhì)合金 4.5確定主軸轉(zhuǎn)速及進給 確定主軸轉(zhuǎn)速時，主要根據(jù)工件材料、刀具材料、機床功率和加工性質(zhì)（如粗、精加工）等條件確定其允許的切削速度。它是指切削是刀具切削刃上某點 相對于待加工表面在主運動方向上的瞬時速度，切削速度確定后，即可計算出主軸轉(zhuǎn)速。 主軸根據(jù)允許的切削速度Vc(m/min)選擇 N=1000Vc/πD 其中：N---主軸轉(zhuǎn)速 Vc---切削速度(m/min)由刀具壽命來確定切削速度，D---工件或刀具的直徑(mm) （1）φ10立銑刀 粗加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=70m/min，f=0.3mm/r，ap=1mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×70）/（3.14×10）]r/min=2229.3r/min取2200r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.3×2200）mm/min=660mm/min 精加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=90m/min，f=0.2mm/r，ap=0.5mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×90）/（3.14×10）]r/min=2866.24r/min取2800r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.2×2800）mm/min=560mm/min （3）φ9.8麻花鉆 加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=25m/min，f=0.1mm/r。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×25）/（3.14×9.8）]r/min=812r/min取800r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.1×800）mm/min=80mm/min （3）φ10鉸刀 加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=28m/min，f=0.05mm/r。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×28）/（3.14×10）]r/min=891r/min取900r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.05×900）mm/min=45mm/min 第五章 零件的三維造型 5.1創(chuàng)建底板 （1）點擊創(chuàng)建草圖，選擇XY表面，作為基準平面，點擊確定。 根據(jù)尺寸我們使用圓、直線指令、鏡像完成下圖，如圖5.1。點擊左鍵確定，再點擊完成草圖。 圖5.1繪制草圖 （2）完成草圖后，點擊拉伸按鈕進行拉伸，選擇拉伸曲線，拉伸方向，拉伸距離為15mm，矢量方向為Z向，如圖5.2，點擊確定，可在圖中看到效果圖。 圖5.2拉伸底板 5.2創(chuàng)建凸臺 （1）完成凸臺的創(chuàng)建后，點擊拉伸的功能，選擇已經(jīng)創(chuàng)建好的上表面作為基準平面，根據(jù)尺寸我們使用圓弧、直線指令完成如下草圖。 圖5.3繪制草圖 （2）完成草圖后，點擊拉伸按鈕進行拉伸，選擇拉伸曲線，拉伸方向，拉伸距離為5mm，矢量方向為Z向，布爾選擇求和。如圖5.4，點擊確定，可在圖中看到效果圖。 圖5.4創(chuàng)建凸臺 5.3倒角 （1）完成凸臺的創(chuàng)建后，使用倒角功能，對零件進行倒4-R8、C5倒角完成如下圖。 圖5.5倒圓角 圖5.6倒角 第六章 編制加工程序及仿真加工 在標準工具條中選擇“開始”→“加工”，系統(tǒng)將彈出“加工環(huán)境”對話框，在CAM設置選擇欄中選擇“mill-contour”模板，單擊“初始化”按鈕，系統(tǒng)將進入型腔銑加工環(huán)境。 6.1創(chuàng)建幾何體 在操作導航器的幾何視圖中，設置加工坐標系、零件和毛坯，為創(chuàng)建操作做準備。 （1）設置加工坐標系。 ①先將操作導航器轉(zhuǎn)換到幾何體視圖。 ②在“操作導航器-幾何體”中選擇“MCS-MILL”，單擊右鍵，在其快捷菜單中選擇“編輯”命令。 ③在彈出對話框中的“機床坐標系”中的“指定MCS”欄中，單擊“自動判斷” 圖標，然后在圖形區(qū)域選擇毛坯的頂面，之后單擊“確定”，系統(tǒng)將自動在毛坯的頂面中心位置創(chuàng)建加工坐標系，如圖3-10所示。 圖7-1幾何體 （2）設置幾何體 ①在“操作導航器-幾何體”中，雙擊“WORKPIECE”圖標，將彈出“幾何體” 對話框。 ②指定部件幾何體。在“幾何體”對話框中，單擊“指定部件”按鈕，將彈出“部件幾何體”對話框，在圖形區(qū)域選擇零件， 點擊“確認”返回“幾何體”對話框，如圖3-11所示。 圖7-2部件幾何體 ③指定毛坯幾何體，在“幾何體”對話框中，單擊“指定毛坯”圖標按鈕，將彈出“毛坯幾何體”對話框，選擇“包容塊”，單擊“確定”后，返回“幾何體”對話框，如圖3-12所示。 圖7-3毛坯幾何體 ④在“幾何體”對話框中單擊“確認”，結(jié)束幾何體的設置操作。 6.2創(chuàng)建刀具 （1）在“創(chuàng)建操作”工具條中選擇“創(chuàng)建刀具”命令，進入“創(chuàng)建刀具”對話框。 （2）先在“創(chuàng)建刀具”對話框中的類型選擇項內(nèi)選擇“mill-contour（銑型腔）”，然后在“刀具子類型”選項欄中選擇“立銑刀（MILL）”圖標，并輸入刀具名稱，然后單擊“應用”，進入“刀具參數(shù)”對話框，設置參數(shù)后單擊“確定”，完成刀具的創(chuàng)建。 6.3創(chuàng)建操作 （1） 在加工創(chuàng)建工具條中，單擊“創(chuàng)建操作”命令，系統(tǒng)將彈出“創(chuàng)建操作”對話框。 （2） 在“創(chuàng)建操作”對話框中，選擇“類型”中選擇“mill-contour（銑型腔）”，然后在“操作子類型”中，選擇型腔銑模板圖標CAVITY-MILL銑型腔。 （3） 在“創(chuàng)建操作”對話框中設置其他參數(shù)：程序、刀具、幾何體、方法、名稱。 （4） 在“創(chuàng)建操作”對話框中單擊“確定”，選擇切削區(qū)域、設置切削層、進給率。 （5） 生成操作，如圖7-4所示。 圖7-4凸臺凹槽粗加工刀路 圖7-5凸臺凹槽精加工刀路 圖7-6鉆孔加工刀路 6.4加工仿真 對程序進行仿真加工，驗證程序和工藝的合理性。 圖7-7仿真加工 圖7-8仿真加工 6.5后處理 數(shù)控編程后置處理包括加工刀具路徑文件的生成和機床數(shù)控代碼指令集的生成。通過后置處理器讀取由系統(tǒng)生成的刀具路徑文件，從中提取相關的加工信息，并根據(jù)指定數(shù)控機床的特點及NC程序格式要求進行分析、判斷和處理，最終生成數(shù)控機床所能直接識別的NC程序，就是數(shù)控加工的后置處理，它直接影響CAD/CAM軟件的使用效果及零件的加工質(zhì)量。選擇三坐標加工，并導出數(shù)控程序，如圖所示。 圖7-9后處理程序 詳見附錄數(shù)控加工程序單 總 結(jié) 經(jīng)過這段的時間，畢業(yè)設計的工作已經(jīng)完成。通過對課題的認真學習和研究，基本掌握了零件數(shù)控銑加工工藝分析的方法和編程的技巧，同時也通過對具體零件的數(shù)控銑加工工藝的分析、編程，最終加工出了對應的產(chǎn)品。 畢業(yè)設計前期，通過對數(shù)控銑加工工藝和編程知識的儲備，學習到了關于數(shù)控銑發(fā)展的方向及其特點，并且通過對加工工藝的學習，較好的掌握了數(shù)控銑加工工藝的特點，及其在編寫加工工藝時，應該注意那些問題等等。而且通過對數(shù)控銑編程指令的熟悉和簡單的應用，掌握了一些常用的編程指令。通過對循環(huán)中參數(shù)的學習，更加清晰的掌握了在調(diào)用循環(huán)過程中其實際的加工過程。畢業(yè)設計的后期，通過對具體零件的分析和編程，更進一步的掌握了數(shù)控加工工藝和編程的特點。 在本次畢業(yè)設計的過程中，也遇到了很多的困難，充分體會到了理論必須與實際相結(jié)合。雖然在畢業(yè)設計的前期和設計過程中，搜集了大量關于數(shù)控銑加工工藝和編程的資料，但是在實際的工藝分析和數(shù)控編程中還是遇到了很多的理論與實際不同的困難。許多問題在書本上都是這樣，而在實際運用中卻是那樣，但幸運的是通過老師的幫助和多次分析修改后，最終完成了加工工藝的分析和編程，并且加工出了相應的產(chǎn)品。在畢業(yè)設計的過程中，要邊學習，變實踐，每當遇到新的問題時，就要不斷的努力和探索，切忌心浮氣躁。 參考文獻 [1] 山穎.現(xiàn)代工程制圖[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2004 [2] 邱永成.機械基礎[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2004 [3].陳于萍，高曉康.互換性與測量技術[M].北京：高等教育出版社，2001 [4] 趙長明，劉萬菊.數(shù)控加工工藝及設備[M]. 北京：高等教育出版社，2003 [5] 鞠加彬.數(shù)控技術[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2004 [6] 揚偉群.數(shù)控工藝培訓教程[M].北京：清華大學出版社，2005 [7] 南景富.AutoCAD基礎教程[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2004 [8] 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