POWERMILL高速切削數(shù)控編程策略與實(shí)例研究畢業(yè)論文

1、誠信聲明標(biāo)題：POWERMILL高速切削數(shù)控編程策略與實(shí)例研究 本人重聲明：本論文與其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，在完成論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。 本人簽名： 年 月 日53 / 60畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：Powermill高速切削數(shù)控編程策略與實(shí)例研究 系部：機(jī)械工程系專業(yè)： 機(jī)械電子工程 學(xué)號(hào)：學(xué)生：指導(dǎo)教師（含職稱）：專業(yè)負(fù)責(zé)人：1設(shè)計(jì)的主要任務(wù)與目標(biāo)Powermill高速切削數(shù)控編程策略與實(shí)例研究 分析Powermill CAM軟件的高速切削CN編程的思路、方法和工藝處理等問題；熟悉軟件的基本操作和常用造型指令的使用、各種刀軌形式的編程步驟、方法、參

2、數(shù)設(shè)置與實(shí)用技巧；結(jié)合實(shí)例進(jìn)行高速數(shù)控編程與模擬加工。2.設(shè)計(jì)的基本要求和容（1） 學(xué)習(xí)Powermill軟件的基本操作和常用造型指令的使用。（2） 學(xué)習(xí)Powermill各種刀軌形式的編程步驟、方法、參數(shù)設(shè)置與實(shí)用技。（3） 采用其它三維軟件，設(shè)計(jì)至少三個(gè)中等難度零件高速銑削數(shù)控編程與模擬加工實(shí)例研。（4） AutoCAD繪制的零件圖一（A4）。 （5） 外文資料翻譯一篇。（6） 撰寫設(shè)計(jì)說明書。3主要參考文獻(xiàn)1朱克憶。Powermill數(shù)控加工編程實(shí)用教程M。；清華大學(xué)，2008。 2朱克憶。Powermil多軸數(shù)控加工編程實(shí)用教程M。；機(jī)械工業(yè)，2010。 3朱克憶。Powermil數(shù)控

3、加工自動(dòng)編程經(jīng)典實(shí)例 M。；機(jī)械工業(yè)，2011. 4中北大學(xué)新知培訓(xùn)中心。PRO/EBGUBEER零件設(shè)計(jì)與工程圖M。 5王積偉，吳振順?？刂乒こ袒A(chǔ)M。高等教育。 6世昌，旦，高航。機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M。高等教育。 7汪木蘭。數(shù)控原理與系統(tǒng)M。普通高等教育規(guī)劃教材。2004。4進(jìn)度安排設(shè)計(jì)各階段名稱起止日期1進(jìn)行調(diào)查研究，查閱資料，完成開題報(bào)告2013.03.042013.03.202擬定總體方案，學(xué)習(xí)有關(guān)課程、知識(shí)、軟件2013.03.202013.04.123學(xué)習(xí)P owermill軟件2013.04.132013.04.224零件建模，并進(jìn)行實(shí)例練習(xí)2013.04.232013.05.2

4、35撰寫并編制論文、打印，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯資料2013.05.252013.06.05基于POWERMILL的高速切削數(shù)控編程策略與應(yīng)用研究摘 要：高速切削是世界制造業(yè)中的一項(xiàng)綜合性的高新技術(shù)。從高速切削的特殊工藝性與自動(dòng)控制出發(fā)，闡述了POWERMILL軟件所特有的經(jīng)典加工策略。并通過具體實(shí)例分析和研究了基于POWERMILL軟件的高速切削NC編程思路、操作方法、工藝處理、NC代碼的編輯和調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了一體化作業(yè)，更好的適應(yīng)現(xiàn)代工程需要。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究結(jié)果表明：通過對(duì)三個(gè)零件的工藝分析、造型、加工，深入了解了零件制造的全過程，加工完成后零件也達(dá)到了加工要求。造型、軌跡與G代碼的生成也以最簡(jiǎn)潔的

5、方式做出，達(dá)到了預(yù)期的要求。關(guān)鍵詞：高速切削；數(shù)控編程；POWERMILL；加工工藝PowerMILL-based NC Programming Strategies and Application Research on High-speed MachiningAbstract：Highspeed machining is a comprehensive hightechWith having considered the special processing technology and the complexity of automatic control of high-speed m

6、achining,the paper expounds the classical manufacturing strategies of PowerMlLLMeanwhile，through S specific instance，it studies and analyses the NC programming ideas，the operational approach，processing technology，the modification and debugging of NC code，which based on PowerMILLIntegrative Operation

7、 is realized and better accommodated for modeITi engineering needs The results of this graduate design research indicate that:Through this part of the process analysis, modeling, processing, in-depth understanding of the whole process of manufacturing of parts, processing is complete part processing

8、 requirements are met. Shape, trajectory and G code generation also made the most simple way to achieve the desired requirements.Key words：highspeed machining；NC programming；PowerMILL；processing technology目錄1.緒論11.1課題來源與研究的目的和意義11.1.1高速切削的介紹11.1.2高速銑削加工對(duì)數(shù)控編程的要求11.1.3研究 POWERMILL數(shù)控編程的意義21.2高速切削國外發(fā)展現(xiàn)狀

9、21.2.1高速切削技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用31.2.2高速切削技術(shù)在國發(fā)展現(xiàn)狀31.2.3本文所做的工作42 Powermill CAM軟件簡(jiǎn)介與策略分析52.1Powermill CAM軟件簡(jiǎn)介52.1.1 CAM技術(shù)與PowerMILL軟件52.1.2 Powermill軟件的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)62.2 PowerMILL軟件的主要功能與策略分析82.3 PowerMILL軟件數(shù)控加工刀具路徑質(zhì)量102.3.1CAM軟件對(duì)數(shù)學(xué)模型和要求102.3.2高質(zhì)量和高效率刀具路徑和衡量標(biāo)準(zhǔn)113零件的建模與工藝分析與加工工藝注意事項(xiàng)123.1零件的建模與工藝分析123.1.1用PROE對(duì)零件進(jìn)行三維建模123.

10、1.2對(duì)如圖3-4零件進(jìn)行工藝分析153.2加工準(zhǔn)備173.2.1基準(zhǔn)的選擇173.2.2定位基準(zhǔn)的選擇173.2.3確定裝夾方法193.2.4確定工藝路線213.2.5確定進(jìn)給路線233.2.6模型分中233.2.7數(shù)控加工切削用量與其設(shè)置234. POWERMILL高速加工實(shí)例264.1高速加工對(duì)刀具路徑的要求264.2 POWERMILL軟件應(yīng)用于數(shù)控編程的一般過程264.3 實(shí)例加工274.3.1零件一的加工過程274.3.2零件二的加工過程334.3.3零件三的加工過程38程序一、43程序二、43程序三、445. 結(jié)論和展望455.1結(jié)論455.2學(xué)習(xí)POWERMILL的主要結(jié)論如下

11、：465.3展望47參考文獻(xiàn)49致511.緒論1.1課題來源與研究的目的和意義1.1.1高速切削的介紹高速切削加工技術(shù)是21世紀(jì)的一種先進(jìn)制造技術(shù)，有著強(qiáng)大的生命力和廣闊的應(yīng)用前景。通過高速切削加工技術(shù),可以解決在汽車模具常規(guī)切削加工中備受困擾的一系列問題。近幾年來，在美國、德國、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家高速切削加工技術(shù)在大部分的模具公司都得到了廣泛應(yīng)用，85%左右的模具電火花成形加工工序已被高速加工所替代。高速加工技術(shù)集高效、優(yōu)質(zhì)、低耗于一身，已成為國際模具制造工藝中的主流。1高速切削加工作為機(jī)械制造中最為重要的一項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)，是集高效、優(yōu)質(zhì)、低耗于一身的先進(jìn)制造技術(shù)。在常規(guī)切削加工中備受困擾的

12、一系列問題，通過高速切削加工的應(yīng)用得到了解決。其切削速度、進(jìn)給速度相對(duì)于傳統(tǒng)的切削加工，以級(jí)數(shù)級(jí)提高，切削機(jī)理也發(fā)生了根本的變化。與傳統(tǒng)切削加工相比，高速切削加工發(fā)生了本質(zhì)性的飛躍，其單位功率的金屬切除率提高了30%40%，切削力降低了30%，刀具的切削壽命提高了70%，留于工件的切削熱大幅度降低，低階切削振動(dòng)幾乎消失。隨著切削速度的提高，單位時(shí)間毛坯材料的去除率增加，切削時(shí)間減少，加工效率提高，從而縮短了產(chǎn)品的制造周期，提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，高速切削加工的小量快進(jìn)使切削力減少，切屑的高速排除，減少了工件的切削力和熱應(yīng)力變形，提高了剛性差和薄壁零件切削加工的可能性。由于切削力的降低，轉(zhuǎn)

13、速的提高使切削系統(tǒng)的工作頻率遠(yuǎn)離機(jī)床的低階固有頻率，而工件的表面粗糙度對(duì)低階頻率最為敏感，由此降低了表面粗糙度。1.1.2高速銑削加工對(duì)數(shù)控編程的要求高速銑削加工對(duì)數(shù)控編程的要求越來越高，價(jià)格昂貴的高速加工設(shè)備對(duì)軟件提出了更高的安全性和有效性要求。高速切削有著比傳統(tǒng)切削特殊的工藝要求，除了要有高速切削機(jī)床和高速切削刀具外，具有合適的CAM編程軟件也是至關(guān)重要的。數(shù)控加工的數(shù)控指令包含了所有的工藝過程，一個(gè)優(yōu)秀的高速加工CAM編程系統(tǒng)應(yīng)具有很高的計(jì)算速度、較強(qiáng)的插補(bǔ)功能、全程自動(dòng)過切檢查與處理能力、自動(dòng)刀柄與夾具干涉檢查、進(jìn)給率優(yōu)化處理功能、待加工軌跡監(jiān)控功能、刀具軌跡編輯優(yōu)化功能和加工殘余分析

14、功能等。高速切削編程首先要注意加工方法的安全性和有效性；其次，要盡一切可能保證刀具軌跡光滑平穩(wěn)，這會(huì)直接影響加工質(zhì)量和機(jī)床主軸等零件的壽命；最后，要盡量使刀具載荷均勻，這會(huì)直接影響刀具的壽命。2、5（1）CAM系統(tǒng)應(yīng)具有很高的計(jì)算編程速度高速加工中采用非常小的切給量與切深，故高速加工的NC程序比對(duì)傳統(tǒng)數(shù)控加工程序要大得多，因而要求計(jì)算速度要快，要方便節(jié)約刀具軌跡編輯，優(yōu)化編程的時(shí)間。（2）全程自動(dòng)防過切處理能力與自動(dòng)刀柄干涉檢查能力高速加工以傳統(tǒng)加工近10倍的切削速度進(jìn)行加工，一旦發(fā)生過切對(duì)機(jī)床、產(chǎn)品和刀具將產(chǎn)生災(zāi)難性的后果，所以要求其CAM系統(tǒng)必須具有全程自動(dòng)防過切處理的能力。高速加工的重要

15、特征之一就是能夠使用較小直徑的刀具，加工模具的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)能夠自動(dòng)提示最短夾持刀具長(zhǎng)度，并自動(dòng)進(jìn)行刀具干涉檢查。（3）豐富的高速切削刀具軌跡策略高速加工對(duì)加工工藝走刀方式比傳統(tǒng)方式機(jī)能有著特殊要求，因而要求CAM系統(tǒng)能夠滿足這些特定的工藝要求。為了能夠確保最大的切削效率，又保證在高速切削時(shí)加工的安全性，CAM系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)加工瞬時(shí)余量的大小，自動(dòng)對(duì)進(jìn)給率進(jìn)行優(yōu)化處理，以確保高速加工刀具受力狀態(tài)的平穩(wěn)性，提高刀具的使用壽命。1.1.3研究 POWERMILL數(shù)控編程的意義POWERMILL是英國Delcam公司面向機(jī)加工行業(yè)推出的25軸高速數(shù)控加工自動(dòng)編程軟件。該軟件面向工藝特征，先進(jìn)智能，基于

16、工藝知識(shí)的積累進(jìn)行編程優(yōu)化，具有編程策略豐富、操作過程簡(jiǎn)單、刀具路徑算法先進(jìn)與編輯功能強(qiáng)大等特色，根據(jù)CIMDATA公司的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，它己經(jīng)成為數(shù)控加工行業(yè)市場(chǎng)增工率最高的CAM系統(tǒng)。同時(shí)高速加工是當(dāng)前機(jī)械工業(yè)先進(jìn)制造技術(shù)方面研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)之一。在軍工、模具、發(fā)動(dòng)機(jī)等方面有良好的應(yīng)用前景。Powermill軟件的應(yīng)用主要集中在一些要常常面對(duì)三維自由曲面的行業(yè)，典型應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車車身覆蓋件模具制造業(yè)、塑料模具制造業(yè)、航空航天器異形結(jié)構(gòu)件制造業(yè)、各類型整體模型（如整車模），整體零件（如整體葉輪）制造業(yè)等。36因此，采用POWERMILL軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件數(shù)控加工的研究和學(xué)習(xí)是非常有意義。1.2

17、高速切削國外發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1高速切削技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用機(jī)械加工的發(fā)展趨勢(shì)是高效率、高精度、高柔性和綠色化，切削加工的發(fā)展方向是高速切削加工，在發(fā)達(dá)國家，它正成為切削加工的主流。50年來，切削技術(shù)的極大進(jìn)步說明了這一點(diǎn)：今天切削速度高達(dá)8000m/min，材料切除率達(dá)1501500cm3/min，超硬刀具材料硬度達(dá)30008000HV，強(qiáng)度達(dá)1000Mpa，加工精度從10m到0.1m。干(準(zhǔn))切削日益廣泛應(yīng)用。隨切削速度提高，切削力降低大致為2530%以上；切削溫度增加逐步緩慢；加工表面粗糙度降低12級(jí)；生產(chǎn)效率提高，生產(chǎn)成本降低。6數(shù)控切削加工作為制造技術(shù)的主要基礎(chǔ)工藝，隨著制造技術(shù)的發(fā)展，

18、在20世紀(jì)末也取得了很大的進(jìn)步，進(jìn)入了以發(fā)展高速切削、開發(fā)新的切削工藝和加工方法、提供成套技術(shù)為特征的發(fā)展新階段。它是制造業(yè)中重要工業(yè)部門，如汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)、能源工業(yè)、軍事工業(yè)和新興的模具工業(yè)、電子工業(yè)等部門主要的加工技術(shù)，也是這些工業(yè)部門迅速發(fā)展的重要因素。因此，在制造業(yè)發(fā)達(dá)的美、德、日等國家保持著快速發(fā)展的勢(shì)頭。金屬切削刀具作為數(shù)控機(jī)床必不可少的配套工藝裝備，在數(shù)控加工技術(shù)的帶動(dòng)下，進(jìn)入了“數(shù)控刀具”的發(fā)展階段，顯示出“三高一?！?即高效率、高精度、高可靠性和專用化)的特點(diǎn)。顯而易見，在21世紀(jì)初，盡管近凈成形技術(shù)、堆積成形技術(shù)是非常有前途的新工藝，但切削加工作為制造技術(shù)主要基礎(chǔ)工

19、藝的地位不會(huì)改變。從當(dāng)前制造業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)中可以看到，制造業(yè)發(fā)展和人類社會(huì)進(jìn)步對(duì)切削加工提出的雙重挑戰(zhàn)，這也是21世紀(jì)初切削加工技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。當(dāng)前以高速切削為代表的干切削、硬切削等新的切削工藝已經(jīng)顯示很多的優(yōu)點(diǎn)和強(qiáng)大的生命力，成為制造技術(shù)提高加工效率和質(zhì)量、降低成本的主要途徑。1.2.2高速切削技術(shù)在國發(fā)展現(xiàn)狀高速切削技術(shù)在國起步較晚，20世紀(jì)80年代中期開始研究瓷刀具高速切削淬硬鋼并在生產(chǎn)中應(yīng)用，其后引起對(duì)高速切削加工的普遍關(guān)注，目前主要還是以高速鋼、硬質(zhì)合金刀具為主，硬質(zhì)合金刀具切削速度100200m/min，高速鋼刀具在40m/min以。但在汽車、模具、航空和工程機(jī)械制造業(yè)進(jìn)口了一大

20、批數(shù)控機(jī)床和加工中心，國也生產(chǎn)了一批數(shù)控機(jī)床，隨著高速切削的深入研究，這些行業(yè)有的已逐步應(yīng)用高速切削加工技術(shù)，并取得很好的經(jīng)濟(jì)效益79。高速切削加工技術(shù)是一項(xiàng)全新的、正在發(fā)展之中的先進(jìn)實(shí)用技術(shù)，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家已得到廣泛的應(yīng)用，取得巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。在我國高速切削加工技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用還處于初步階段，還有大量研究、開發(fā)工作需要進(jìn)行。但國已進(jìn)口了大批高速加工設(shè)備，也開發(fā)了多種高速機(jī)床和加工中心，還有許多可供應(yīng)高速切削刀具系統(tǒng)的工具企業(yè)，只要充分認(rèn)識(shí)高速切削加工技術(shù)的優(yōu)越性和誘人的巨大經(jīng)濟(jì)效益的潛力，完全有可能迅速把我國高速切削加工技術(shù)的應(yīng)用推進(jìn)到一個(gè)新水平。1.2.3本文所做的工作（1）分析Po

21、wermill CAM軟件的高速切削CN編程的思路、方法和工藝處理等問題；熟悉軟件的基本操作和常用造型指令的使用、各種刀軌形式的編程步驟、方法、參數(shù)設(shè)置與實(shí)用技巧；結(jié)合實(shí)例進(jìn)行高速數(shù)控編程與模擬加工。 （2）學(xué)習(xí)PROE軟件的三維建模，并用PROE繪制三個(gè)中等難度零件的三維造型。并分別描述其建模過程。 （3）對(duì)平板、凸模、拔叉板三個(gè)零件進(jìn)行工藝分析、制定工藝路線、確定工藝方案、確定加工參數(shù)、選擇加工策略最后用Powermill CAM軟件分別對(duì)它們進(jìn)行模擬加工，自動(dòng)編程并導(dǎo)出NC程序。2 Powermill CAM軟件簡(jiǎn)介與策略分析2.1Powermill CAM軟件簡(jiǎn)介POWERMILL是英

22、國Delcam公司面向機(jī)加工行業(yè)推出的25軸高速數(shù)控加工自動(dòng)編程軟件。該軟件面向工藝特征，先進(jìn)智能，基于工藝知識(shí)的積累進(jìn)行編程優(yōu)化，具有編程策略豐富、操作過程簡(jiǎn)單、刀具路徑算法先進(jìn)與編輯功能強(qiáng)大等特色，根據(jù)CIMDATA公司的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，它己經(jīng)成為數(shù)控加工行業(yè)市場(chǎng)增工率最高的CAM系統(tǒng)。10122.1.1CAM技術(shù)與PowerMILL軟件 自20世紀(jì)40年代誕生計(jì)算機(jī)以來，CAD/CAM技術(shù)（英文全寫是Compurer Aided Design/Compurer Aided Manufacrure,翻譯為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)）作為計(jì)算機(jī)技術(shù)主要應(yīng)用分枝一直處于快速發(fā)展的狀態(tài)。在機(jī)械

23、加工行業(yè)，最早應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)是20世紀(jì)50年代美國麻省理工學(xué)院(MIT)利用數(shù)控裝置實(shí)現(xiàn)控制三軸銑床加工復(fù)雜嵌面模型。我們知道，簡(jiǎn)單零件（其結(jié)構(gòu)要分要素主要為孔、槽、平面膠回轉(zhuǎn)面等規(guī)則特征）在普通銑床上加工還是較容易完成的，但是一旦零件上包含自由曲面（即便是不規(guī)則曲面，如球面等）特征，其加工過程就難以實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)榧庸ご祟惽嬉蟮毒咦魅鴺?biāo)空間聯(lián)合運(yùn)動(dòng)，而人工控制是很難實(shí)現(xiàn)二維以上的聯(lián)合切削運(yùn)動(dòng)的，但這類曲面在飛行器、交通工具、家用電器等制造行業(yè)中卻有極其廣泛的應(yīng)用。正是在這樣一種背景下，宇航制造業(yè)的研發(fā)人員率先涉足于使用計(jì)算機(jī)來控制機(jī)床的三坐標(biāo)甚至多坐標(biāo)聯(lián)合運(yùn)動(dòng)。如何實(shí)現(xiàn)這一過程呢

24、？ 現(xiàn)代制造業(yè)加工帶自由曲面零件的一般過程是，首先，利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)原現(xiàn)和技術(shù)將零件的外形數(shù)字化，在特定坐標(biāo)系下以點(diǎn)、線、面、體的形式將要加工的零件描述出來，這就是CAD技術(shù)。有了這些幾何元素之后，計(jì)算機(jī)可以根據(jù)幾何公式計(jì)算出零件上任意點(diǎn)的坐標(biāo)值來，再配合編程人員設(shè)定的毛坯、刀具、切削用量和切削方式等元素，即可計(jì)算出刀具要在毛坯上切削出零件外形的刀位點(diǎn)來，將這些刀位點(diǎn)經(jīng)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換后規(guī)則地傳輸?shù)綑C(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)運(yùn)算實(shí)現(xiàn)機(jī)床的X,Y,Z坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)從而加工出零件來，這就是CAM技術(shù)。35上述過程表明，在現(xiàn)代機(jī)械加工流程中，CAM技術(shù)的有效實(shí)現(xiàn)是整個(gè)零件數(shù)控加工過程的關(guān)鍵步驟。一款優(yōu)秀

25、的CAM軟件應(yīng)能幫助我們高效、高質(zhì)量、安全地計(jì)算出機(jī)床所需要的坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)。Powermill軟件是英國Decalm公司推出的一款主要面向三維自由曲面的25軸高速銑削加工CAM系統(tǒng)。它的研發(fā)起源于世界著名學(xué)府劍橋大學(xué)，1977年英國Decalm公司正式成立，1991年Decalm公司產(chǎn)品正式進(jìn)入我國。Powermill軟件的應(yīng)用主要集中在一些要常常面對(duì)三維自由曲面的行業(yè)，典型應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車車身覆蓋件模具制造業(yè)、塑料模具制造業(yè)、航空航天器異形結(jié)構(gòu)件制造業(yè)、各類型整體模型（如整體車模），整體零件（如整體葉輪）制造業(yè)等。2.1.2 Powermill軟件的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)區(qū)別于主市面上其余眾多的CAM軟件，

26、Powermill軟件具有以下五個(gè)方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。10121 獨(dú)立運(yùn)行，便于管理一些傳統(tǒng)的CAM軟件基本上都屬于CAD/CAM混合化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系，CAD功能是CAM功能的基礎(chǔ)，同時(shí)它又與CAM功能交叉使用。這類軟件不是面向整體模型的編程形式，工藝特征需要人工提取，或需進(jìn)一步經(jīng)由CAD功能處理產(chǎn)生，由此會(huì)造成如下一些問題：1） 不能適應(yīng)當(dāng)今集成化的要求。通常情況下，我們希望軟件的模塊分布、功能側(cè)重必須與企業(yè)的組織形式、生產(chǎn)布局相匹配，而系統(tǒng)功能混合化不等于集成化，更不利于網(wǎng)絡(luò)集成化的實(shí)現(xiàn)。2） 不適合現(xiàn)代企業(yè)專業(yè)化分工的要求?；旌匣到y(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與加工在管理上的分工，增加了生產(chǎn)管理與分工的難

27、度，也極阻礙了智能化、自動(dòng)化水平的提高。 3） 沒有給CAPP的發(fā)展留下空間與可能。眾所周知，CAPP是CAD/CAM一體化集成的橋梁，CAD/CAM混合化體系決定了永遠(yuǎn)不可能實(shí)現(xiàn)CAM的智能與自動(dòng)化。隨著企業(yè)CAD 、CAM等技術(shù)的成功應(yīng)用，工藝庫、知識(shí)庫的完善，將來CAPP也會(huì)有相應(yīng)的發(fā)展，逐步地實(shí)再科學(xué)意義上的CAD/CAPP/CAM一體化集成。而混合化的系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上為今后的發(fā)展留下了不可彌補(bǔ)的隱患。Powermill軟件是面向完整加工對(duì)象的CAM系統(tǒng)，它獨(dú)立于CAD系統(tǒng)，并可接愛各類CAD系統(tǒng)的模型數(shù)據(jù)，因此可與CAD系統(tǒng)分開使用，單獨(dú)運(yùn)行于加工現(xiàn)場(chǎng)等，使編程人員得以清晰地掌握現(xiàn)場(chǎng)工藝

28、條件，高效地編制符合加工工藝要求的加工程序，減少反復(fù)，提高效率。2.面向工藝特征，先進(jìn)智能 數(shù)控加工是以模型為結(jié)果，以工藝為核心的工程過程，應(yīng)該采取面向整體模型、面向工藝特征的處理方式。而傳統(tǒng)的CAM系統(tǒng)以面向曲面、局部加工為基本處理方式。這種非工程化概念的處理方式會(huì)造成如下一些問題： 1）不能有效地利用CAD模型的幾何信息，無法自動(dòng)提取模型的工藝特征，只能人工提取，甚至靠重新模擬計(jì)算來取得必要的控制信息，增大了操作的繁瑣性，影響了編程質(zhì)量與效率，導(dǎo)致系統(tǒng)的自動(dòng)化程度與智能化程度很低。2）局部加工計(jì)算方式靠人工或半自動(dòng)進(jìn)行過切檢查。因?yàn)椴皇敲嫦蛘w模型為編程對(duì)象，系統(tǒng)沒有從根本上杜絕過切現(xiàn)象產(chǎn)

29、生的可能，因而不適合高速加工等新工藝在新環(huán)境下對(duì)安全的新要求。Powermill軟件系統(tǒng)面向整體模型加工，加工對(duì)象的工藝特征可以從加工模型的幾何形狀中獲取，如淺灘、陡峭加工區(qū)域、殘余加工區(qū)域和加工干涉區(qū)域等，各加工部位整體相，全程自動(dòng)過切防護(hù)，具體表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：1）編程時(shí)，編程人員僅需考慮工藝參數(shù)，確定后Powermill可根據(jù)加工對(duì)象幾何形狀自動(dòng)進(jìn)行程序編程。2） 編程人員可根據(jù)工藝信息庫，自動(dòng)選取加工刀具、切削參數(shù)、加工步距等工藝信息進(jìn)行編程。2.具有極其豐富的刀具路徑生成策略，粗、精加工合計(jì)三十多種刀具路徑策略可供用戶選擇使用。對(duì)于各類常用數(shù)控加工工步粗加工、精加工、殘余加工、清根

30、等Powermill都把它們做得十分巾近加工，操作感覺就如同在現(xiàn)場(chǎng)控制加工，非常符合工程化概念，易于接受，易于掌握。3. 基于工藝知識(shí)的編程Powermill系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基于工藝知識(shí)的編程，具體體現(xiàn)如下1）Powermill系統(tǒng)提供工藝信息庫，信息庫中包含刀具庫、刀柄庫、材料庫、設(shè)備庫等工藝信息子庫，可在編程人員選擇使用某一種設(shè)備、刀具、材料時(shí)，自動(dòng)確認(rèn)主軸轉(zhuǎn)速、下切速率、進(jìn)給速率、刀具步距等一系列工藝參數(shù)，大大提高了工序的工藝性，并利于標(biāo)準(zhǔn)化。2）Powermill可記錄標(biāo)準(zhǔn)工藝路線，制作工藝流程模板，使用一樣工藝路線加工同類型工件。3） 當(dāng)零件參數(shù)變化后，系統(tǒng)可全自動(dòng)處理刀具的相關(guān)信息。4支

31、持高速加工，技術(shù)先進(jìn)英國Delcam公司是唯一一家擁有模具加工車間的CADCAM軟件開發(fā)商，公司先后購入多臺(tái)高速加工設(shè)備，以進(jìn)行高速加工工藝和CAM系統(tǒng)的實(shí)際加工研究，積累了豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。1 刀具路徑光順化處理功能。使用Powermill系統(tǒng)的優(yōu)化處理功能可以計(jì)算出符合高速加工工藝要求的高效的刀具路徑。2 基于殘余模型的智能化分析處理功能，大大減少了刀具路徑中的空行程段（空刀），因而也就減少了不安全的切入和切出刀具路徑段。3在CAM領(lǐng)域率先推出進(jìn)給量（F值）優(yōu)化處理功能，使設(shè)備效率很高。工藝系統(tǒng)在最平穩(wěn)的狀態(tài)下工作，可提高加工效率30%以上。4支持NURBS(非均勻有理B樣條曲線)插補(bǔ)功能，

32、Powermill系統(tǒng)后處理出來的NC代碼可用于所有提供NURBS插補(bǔ)功能的數(shù)控系統(tǒng)。5.易學(xué)易用，能快速入門，界面風(fēng)格簡(jiǎn)單，選項(xiàng)設(shè)置集中Powermill軟件的操作過程是完全模擬銑削加工工藝過程的。從輸入零件模型到輸出NC程序，該軟件操 作步驟較少（通常是8個(gè)步驟左右），初學(xué)者可以快速 掌握，有使用其他軟件編程經(jīng)驗(yàn)的人員更可以快速提高編程質(zhì)量和效率。Powermill軟件的另一個(gè)明顯特點(diǎn)是它的界面風(fēng)格非常簡(jiǎn)單、清晰，令人耳目一新。而且，創(chuàng)建某一工步（例如精加工）的刀具路徑時(shí)，其各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置基本上集中在同一窗口（Powermill軟件稱之為表格）上，修改時(shí)極為方便。2.2 PowerMILL軟

33、件的主要功能與策略分析1能讀取各類數(shù)握格式的CAD模型文件Powermill軟件通過調(diào)用同屬于Delcam公司旗下的數(shù)據(jù)交換模塊Exchange, 可以將各類主流CAD系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)格式，包括EGES、VDA-FS、ACIS、Parasolid、pro/E、CATIA、UG、IDEAS、Solidworks、Solidedge、Cimatron、AutoCAD和Rhink 3DM輸入到Powermill系統(tǒng)中。2高效率的粗加工編程策略在Powermill軟件中，稱粗重加工為區(qū)域清除。區(qū)域清除功能要求盡可能快速地去除余量的同時(shí)保證刀具負(fù)載穩(wěn)定，盡量減少切削方向的突然變化。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，Powe

34、rmill軟件針對(duì)粗加工開發(fā)了完善的模型區(qū)域清除加工策略，該 策略包括平行、偏置模型、偏置全部三種刀具路徑生成方式。3 二次粗加工編程策略在Powermill軟件中，稱二次粗加工為殘留加工。殘留加工刀具路徑將切除前一大直徑刀具未能加工到而留下的材料，小直徑刀具將僅加工剩余材料，輕易地實(shí)現(xiàn)二次粗加工。4 高質(zhì)量和精加工編程策略Powermill軟件提供了二十多種高速精加工策略，如三維偏置、等高精加工、平行精加工、投影精加工等。這些策略可以保證切削過程光順、穩(wěn)定，確保得到高精度、光滑的切削表面。5 豐富的多軸加工編程策略一般地，將使用軸數(shù)大于三根運(yùn)動(dòng)軸的加工方式稱為多軸加工，多軸加工方式主要包括四

35、軸加工和五軸加工。Powermill系統(tǒng)具備豐富的刀具軸指向控制功能，同時(shí)系統(tǒng)提供刀具軸指向編輯、優(yōu)化功能。在多軸加工編程策略方面，通過配合使用恰當(dāng)?shù)牡毒咻S指向控制方式，系統(tǒng)的全部三軸加工策略均可應(yīng)用于編制多軸加工刀具路徑，同時(shí)，Powermill系統(tǒng)允許使用全系列的切削刀具進(jìn)行五軸加工編程。6 巧秒的刀具路徑編輯和連接功能Powermill系統(tǒng)提供了豐富的刀具路徑編輯工具，可以對(duì)計(jì)算出來的刀具路徑進(jìn)行編輯和優(yōu)化。Powermill系統(tǒng)在計(jì)算刀具路徑時(shí)，會(huì)盡可能地避免刀具的空程移動(dòng)，通過設(shè)置合適的切入切出和連接方法，可以極提高切削效率。7 刀具路徑安全檢查與加工仿真功能Powermill系統(tǒng)提

36、供的安全檢查包括：刀具夾持碰撞檢查、過切檢查。碰撞檢 查功能可以檢查碰撞出現(xiàn)的深度、避免碰撞所需的最小刀具長(zhǎng)度以與出現(xiàn)碰撞的刀具路徑區(qū)域，過切檢查可以探測(cè)出過切區(qū)域。系統(tǒng)提供的加工仿真功能包括：刀具路徑切削仿真、集成機(jī)床的完整加工仿真。切削仿真功能可以檢查過切、碰撞、順銑、逆銑和加工質(zhì)量等切削情況，機(jī)床加工仿真功能可以確何能最大限度地應(yīng)用機(jī)床的功能，例如，讀者可以知道將工件置放于機(jī)床工作臺(tái)的不同位置或使用不同的夾具可能出現(xiàn)的加工狀況，可以查看零件的哪種放置方向能得到最佳的切削效果等。8 Powermill具有的特色功能（1） 變余量加工技術(shù)Powermill系統(tǒng)具備實(shí)現(xiàn)變余量加工的能力，可以分

37、別為加工工件設(shè)置軸向余量和徑向余量。訪功能對(duì)所有的刀具類型均有效，可以用在三軸加工上。變余量加工尤其適合于具有垂直角的工件，如平底型底部件。另外，在航空工業(yè)中，加工這種類型的部件時(shí)，通常希望使用粗加工策略加工出型腔底部，而留下垂直的薄壁供后續(xù)工序加工。Powermill系統(tǒng)除了可以設(shè)置軸向余量和徑向余量外，還可以對(duì)單獨(dú)曲面或一組曲面應(yīng)用不同的余量。（2） 賽車線加工技術(shù)Powermill系統(tǒng)中包含多個(gè)全新的高效粗加工策略，這些策略充分利用了最新的刀具設(shè)計(jì)技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了側(cè)刃切削或深度切削。其中最獨(dú)特的技術(shù)是Delcam公司擁有專利權(quán)的賽車線加工策略。在些策略中，隨著刀具路徑切離主形體，粗加工刀

38、具路徑將變得越來越平滑，這樣可以避免刀具路徑突然轉(zhuǎn)向，從而降低機(jī)床負(fù)荷，減少刀具磨損，實(shí)現(xiàn)高速切削。9 擺線粗加工是Powermill系統(tǒng)推出的另一種全新的粗加工方式。這種加工方式以圓形移動(dòng)方式指定路徑運(yùn)動(dòng)，逐漸切除毛坯中的材料，從而可以避免刀具的全刀寬切削。10進(jìn)給量?jī)?yōu)化功能Powermill系統(tǒng)使用PS-oprifeed模塊來優(yōu)化刀具路徑進(jìn)給率，從而得到高效和穩(wěn)定的材料切削率。使用PS-oprifeed模塊可以節(jié)省多達(dá)50%的加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，PS-oprifeed模塊還可以降低刀具和機(jī)床的磨損，改善加工表面質(zhì)量，降低機(jī)床操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。792.3 PowerMILL軟件數(shù)

39、控加工刀具路徑質(zhì)量2.3.1CAM軟件對(duì)數(shù)學(xué)模型和要求刀具路徑信據(jù)待加工對(duì)象的數(shù)學(xué)模型生成，如果數(shù)學(xué)模型有問題，例如存在交叉面、破爛面等，那么系統(tǒng)就有可能算出錯(cuò)誤的刀具路徑，或者是要花相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間才能計(jì)算出刀具路徑，有時(shí)其至計(jì)算不出刀具路徑。高質(zhì)量的數(shù)學(xué)模型是實(shí)施數(shù)控編程的前提和必要條件。在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品建模誤差一般包括數(shù)據(jù)輸入的隨機(jī)誤差、曲線和曲面的逼近誤差、曲線和曲面光順處理公差以與構(gòu)造曲面方法不當(dāng)而產(chǎn)生的誤差。在進(jìn)行數(shù)控編程的前期，要確保數(shù)學(xué)模型達(dá)到如下要求。a) 產(chǎn)品數(shù)學(xué)模型必須是一個(gè)完善的、統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型，不能有遺漏的曲面或多余的曲面存在。如果曲面存在破孔，應(yīng)該先用CAD軟件將這些有

40、問題的曲面修補(bǔ)完整。b) 產(chǎn)品數(shù)學(xué)模型不能有數(shù)據(jù)錯(cuò)誤和曲面形狀錯(cuò)誤存在。c) 產(chǎn)品數(shù)學(xué)模型必須滿足嚴(yán)密的幾何拓?fù)潢P(guān)系，不允許出現(xiàn)曲面重疊、未修剪曲面、曲面間縫隙過大、曲面間不滿足切線連續(xù)或曲率連續(xù)等幾何拓?fù)溴e(cuò)誤。d) 產(chǎn)品數(shù)學(xué)模型應(yīng)是光滑連續(xù)的順暢模型，在兩個(gè)曲面的交線處，應(yīng)當(dāng)采用適當(dāng)?shù)膱A角進(jìn)行過渡處理，確保數(shù)學(xué)模型的連續(xù)光滑性。e) 數(shù)學(xué)模型中的曲面要求等參數(shù)曲線分布合理、均勻，曲面不能有異常的凸起和凹坑。352.3.2高質(zhì)量和高效率刀具路徑和衡量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于同一個(gè)加工對(duì)象，往往可以用多種加工策略來計(jì)算刀具路徑，那么哪一種加工策略對(duì)該加工對(duì)象的編程加工而言是產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu)、加工效率最高的呢？一般可

41、以從以下幾個(gè)方面來衡量所生成的刀具路徑質(zhì)量和效率和優(yōu)劣。1） 刀具路徑應(yīng)無碰撞現(xiàn)象：CAM軟件生成的刀具路徑，應(yīng)該絕對(duì)避免機(jī)床主軸、銑頭或刀具碰撞到工件，從而致使操作人員、機(jī)床受損傷或工件被破壞。2） 刀具路徑應(yīng)無過切現(xiàn)象：刀具運(yùn)動(dòng)（即刀具路徑）應(yīng)該準(zhǔn)確無誤，無過切、扎刀等帶有加工危險(xiǎn)的問題刀路。3） 刀具路徑應(yīng)分布均勻：生成的刀具路徑應(yīng)該分布均勻、整齊，各條刀具路徑之間的行距要均勻，不能在零件平坦面處行距均勻而在零件陡峭部分變得稀疏。這樣加工出來的零件其尺寸和表面都會(huì)達(dá)不到要求，同時(shí)也會(huì)增加鉗工修整的困難程度。4） 生成和刀具路徑應(yīng)盡量保證刀具在加工過程中吃刀量和吃刀寬度均勻、一致，避免刀具

42、在零件陡峭部件吃刀量突然增加，避免刀具在零件的狹窄長(zhǎng)槽部分吃刀寬度突然增加。要盡量確保刀具在加工過程中受力均勻，工件和刀具變形小，以確保零件的加工精度。5） 提刀次數(shù)少、刀具的空行程少：生成的恨具路徑應(yīng)避免空走刀軌跡的產(chǎn)生，盡量減少抬刀、進(jìn)退刀的次數(shù)，以提高加工效率。3零件的建模與工藝分析與加工工藝注意事項(xiàng)POWERMILL CAM軟件是獨(dú)立的CAM軟件，在其中進(jìn)行加工和模擬仿真時(shí)。必須先用其它的CAD軟件先對(duì)零件進(jìn)行三維建模，然后把做好的三維零件導(dǎo)入到POWERMILL中進(jìn)行模擬加工。Powermill軟件通過調(diào)用同屬于Delcam公司旗下的數(shù)據(jù)交換模塊Exchange, 可以將各類主流CA

43、D系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)格式，包括EGES、VDA-FS、ACIS、Parasolid、pro/E、CATIA、UG、IDEAS、Solidworks、Solidedge、Cimatron、AutoCAD和Rhink 3DM輸入到Powermill系統(tǒng)中。3.1零件的建模與工藝分析3.1.1用PROE對(duì)零件進(jìn)行三維建模 1PROE簡(jiǎn)介13 PROE是當(dāng)今世界上最普與的三維CAD/CDE/CAM系統(tǒng)軟件之一，其具有零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、鈑金設(shè)計(jì)、NC開發(fā)、造型設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)仿真和鑄件設(shè)計(jì)等強(qiáng)大強(qiáng)能，在航天領(lǐng)域、機(jī)械、電子、汽車、家電以與玩具等工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中有78.3%以上的設(shè)計(jì)任務(wù)是通過它來完成的。

44、對(duì)各種三維造型有極其強(qiáng)大的功能和造型命令。參數(shù)化設(shè)計(jì)，全關(guān)聯(lián)性數(shù)據(jù)庫等特點(diǎn)和絕對(duì)主導(dǎo)地位使其己經(jīng)成為工程設(shè)計(jì)人員的“入門標(biāo)準(zhǔn)語言”。因此在本次任務(wù)中選擇PROE來進(jìn)行三維建模。 2分析零件并進(jìn)行三維建模如圖所示為本次加工零件的二維CAD圖紙，圖一為拔叉板零件、圖二為平板零件、圖三為凸模零件。 3用PROE對(duì)零件進(jìn)行三維建模（1）如圖3-1所示的拔叉零件 一進(jìn)入草繪界面，畫矩形如圖示底板大小。完成后退出草繪進(jìn)行實(shí)體拉升，拉升距離為10。 二創(chuàng)建必要的平面，平面位置與板上孔中心和必要的載面相一致。 三在一步創(chuàng)建好的板上畫兩圓，尺寸約束如圖一，草繪完成后拉升后得到兩圓柱面。 四在二步所建的平面上畫出

45、如圖一所示的載面，退出草繪后進(jìn)行掃描混合得到圓柱間的平面。 五在三步中所建的圓柱面打孔，并對(duì)大孔進(jìn)行拔模，角度為12度。對(duì)四步所得的特征與圖示必要的棱倒圓角。圖3-1（2）如圖3-2所示的平板零件一進(jìn)入草繪，畫如圖3-2所示的矩形大小，退出草繪進(jìn)行拉伸。二.在一所得平面上畫孔并導(dǎo)圓角，退出草繪后拉伸，去除材料，得到二維圖中的孔特征。三對(duì)二步驟所得的特征在平面上進(jìn)行陣列，得到零件模型。 （3）如圖3-3所示凸模零件一草繪如圖3-3中的六邊形，退出草繪后進(jìn)行拉伸。二在一步中的特征平面上草繪一個(gè)直徑為65的圓。構(gòu)建化后，畫軸參照，得到一個(gè)十二邊形，退出草繪后進(jìn)行拉伸。三，在二步所得的平面上畫四會(huì)之一

46、圓，退出草繪后旋轉(zhuǎn)得到半球?qū)嶓w，得到零件模型。得到的三維模型如圖3-4所示。 圖3-2 圖3-33.1.2對(duì)如圖3-4零件進(jìn)行工藝分析1.如圖3-4拔叉板零件，其主要的特點(diǎn)為。沒有變化較大的陡峭區(qū)域，大部會(huì)為平坦區(qū)域，還有兩個(gè)孔以與一些需要倒圓的角落。對(duì)于這個(gè)零件采用粗加工、二次粗加工、精加工、導(dǎo)圓角與表面光化處理。 3-4(1) 其粗加工和二次粗刀具路徑采用偏置區(qū)域清除策略進(jìn)行加工，精加工刀具路徑采用三維偏置策略進(jìn)行加工，零件導(dǎo)圓角和光順表面采用最佳等高精加工策略進(jìn)行加工。2.如圖3-4中所示平板零件其加工區(qū)域?yàn)榇笃矫婧投膫€(gè)孔的加工，此零件擬采用粗加工、二次粗加工、平坦面的精加工、孔的精

47、加工進(jìn)行加工。其中粗加和二次粗加工刀具路徑采用偏置區(qū)域清除進(jìn)行加工，這樣形成的表面余量便于精加工工。之后對(duì)要加工的平坦面刀具路徑采用平坦平面的精加工刀具路徑進(jìn)行此零件的大平面的精加工，最后采用輪廊精加工策略對(duì)要加孔的二十四個(gè)孔進(jìn)行精加工，最終完成零件的加工。3.如圖3-4中所示凸模零件，其為模具，要求加工所有的外表面，并且對(duì)表面有一定有表面要求。這個(gè)零件即有陡峭區(qū)域也有平坦區(qū)域，而且區(qū)分明顯。對(duì)于加工擬圖3-4(2)圖3-4(3)采用粗加工，二次粗加工、精加工、清角光順表面的加工順序進(jìn)行加工。其中粗加工和二次粗加工采用偏置區(qū)域清除的策略加工，精加工采用最佳等高精加工策略進(jìn)行加工，最后的清角光順

48、表面采用最佳等高精加工的策略進(jìn)行加工。 在對(duì)三個(gè)零件進(jìn)行完仿真加工后，進(jìn)行刀具路徑的優(yōu)化，之后對(duì)刀具路徑進(jìn)行后置處理生成NC程序，最終完成零件的加工。3.2加工準(zhǔn)備在對(duì)零件進(jìn)行加工前要對(duì)零件進(jìn)行許多分析，如裝夾方式、基準(zhǔn)選擇、對(duì)零件進(jìn)行模型分中、加工工藝術(shù)路線的確定、數(shù)控加工切削用量與其設(shè)置等。3.2.1基準(zhǔn)的選擇基準(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?；鶞?zhǔn)的分類1415基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。（1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)工作圖上所采用的基準(zhǔn)（2）工藝基準(zhǔn)是加工過程中所采用的基準(zhǔn)。又分為有工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)等。工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸

49、、形狀和位置的基準(zhǔn)叫做工序基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)是在加工中用作定位的基準(zhǔn)。測(cè)量基準(zhǔn)是測(cè)量時(shí)所采用的基準(zhǔn)。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(zhǔn)。要求掌握基準(zhǔn)的分類，定義，同等重要的是在訓(xùn)練中提高選擇基準(zhǔn)的能力。3.2.2定位基準(zhǔn)的選擇正確選擇定位基準(zhǔn)是制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程和進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。定位基準(zhǔn)分為精基準(zhǔn)和粗基準(zhǔn)。在起始工序中，只能選用未經(jīng)加上過的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。用加工過的表面所作的定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程的過程中，當(dāng)根據(jù)零件工作圖先選擇精基準(zhǔn)、后選粗基準(zhǔn)。結(jié)合整個(gè)工藝過程要進(jìn)行統(tǒng)一考慮，先行工序要為后續(xù)工序創(chuàng)造條件。1415在加工中，首先使用

50、的是粗基準(zhǔn)，但在選樣定位基準(zhǔn)時(shí)，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)。選擇精基準(zhǔn)應(yīng)掌握五個(gè)原則：（1）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。 （2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)來加工工件上的各個(gè)加工表面。以避免基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換帶來的誤差，利于保證各表面的

51、位置精度,簡(jiǎn)化工藝規(guī)程,夾具設(shè)計(jì)和制造縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。典型的基準(zhǔn)統(tǒng)一原則是軸類零件、盤類零件和箱體類零件。軸的精基準(zhǔn)為軸兩端的中心孔，齒輪是典型的盤類零件，常以中心孔與個(gè)端面為精加工基準(zhǔn)，而箱體類常以一個(gè)平面與平面上的兩個(gè)定位用工藝孔為精基準(zhǔn)。（3）自為基準(zhǔn)原則當(dāng)某些精加工表面要求加工余量小而均勻時(shí)，可選擇該加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，以搞高加工面本身的精度和表面質(zhì)量。（4）互為基準(zhǔn)原則能夠提高重要表面間的相互位置精度，或使加工余量小而均勻。（5）裝夾方便原則所選定位基準(zhǔn)應(yīng)能使工件定位穩(wěn)定，夾緊可靠，操作方便，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。以上每項(xiàng)原則只能說明一個(gè)方面的問題，理想的情況是使基準(zhǔn)既“重合”又“統(tǒng)

52、一”，同時(shí)又能使定位穩(wěn)定、可靠，操作方便，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但實(shí)際運(yùn)用中往往出現(xiàn)相互矛盾的情況，這就要求從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面進(jìn)行綜合分析，抓住主要矛盾，進(jìn)行合理選擇。還應(yīng)該指出，工件上的定位精基準(zhǔn)，一般應(yīng)是工件上具有較高精度要求的重要工作表面，但有時(shí)為了使基準(zhǔn)統(tǒng)一或定位可靠，操作方便，人為地制造一種基準(zhǔn)面，這些表面在零件的工件中并不起作用，僅僅在加工中起定位作用，如頂尖孔、工藝搭子等。這類基準(zhǔn)稱為輔助基準(zhǔn)。選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，重點(diǎn)考慮如何保證各個(gè)加工面都能分配到合理的加工余量，保證加工面與不加工面的位置尺寸和位置精度，同時(shí)還要為后續(xù)工序提供可靠精基準(zhǔn)。具體選擇一般應(yīng)遵下列原則：（1）為了保證零件各個(gè)加工面

53、都能分配到足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量最小的面為粗基準(zhǔn)。（2）為了保證零件上加工面與不加工面的相對(duì)位置要求，應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)。當(dāng)零件上有幾個(gè)加工面，應(yīng)選與加工面的相對(duì)位置要求高的不加工面為粗基準(zhǔn)。（3）為了保證零件上重要表面加工余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。零件上有些重要工作表面，精度很高，為了達(dá)到加工精度要求，在粗加工時(shí)就應(yīng)使其加工余量盡量均勻。以重要表面作粗基準(zhǔn)，在重要零件的加工中得到較多的應(yīng)用，例如機(jī)床主軸箱箱體的加工，通常是以主軸孔為粗基準(zhǔn)先加工底面或頂面，再以加工好的平面為精準(zhǔn)加工主軸孔與其他孔系，可以使精度要求高的主軸孔獲得均勻的加工余量。（4）為了使定位穩(wěn)定、可靠，應(yīng)選毛坯

54、尺寸和位置比較可靠、平整光潔面作粗基準(zhǔn)。作為粗基準(zhǔn)的面應(yīng)無鍛造飛邊和鑄造澆冒口、分型面與毛刺等缺陷，用夾具裝夾時(shí)，還應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。（5）粗基準(zhǔn)應(yīng)盡量避免重復(fù)使用，特別是在同一尺寸方向上只允許裝夾使用一次。因粗基準(zhǔn)是毛面，表面粗糙、形狀誤差大，如果二次裝夾使用同一粗基準(zhǔn)，兩次裝夾中加工出的表面就會(huì)產(chǎn)生較大的相互位置誤差。本套件件一和件二的上、下平面都要加工，基準(zhǔn)選擇原則是互為基準(zhǔn)。即上平面為基準(zhǔn)加工下平面，工件重新裝夾后，已加工的下平面為基準(zhǔn)加工上平面。3.2.3確定裝夾方法（1）找正法16找正是用工具（或儀表）根據(jù)工件上的有關(guān)基準(zhǔn)，找出工件在加工（或裝配）時(shí)的正確位置的過程。用找

55、正法裝夾工件稱為找正裝夾。找正裝夾又可分為劃線找正法和直線找正法。劃線找正法。劃線找正法是用劃針根據(jù)毛坯或半成品上所劃分的線為基準(zhǔn)找正它的機(jī)床上的正確位置的一種裝夾方法。劃線找正法定位精度低，一般在0.20.5mm之間，因?yàn)閯澗€本身有一定的寬度，劃線又存在劃線誤差。劃線找正法廣泛用于單件小批生產(chǎn)中，尤其適用于形狀復(fù)雜而笨重的工件，或毛坯的尺寸公差很大、無法采用夾具裝夾的工件。直接找正法。直接找正法是用劃針或儀表直接在機(jī)床上找正工件位置的裝夾方法。例如，用千分尺找正套筒零件的外圓，使被加工的控與外圓同軸。直接找正法生產(chǎn)效率低，對(duì)工人的技術(shù)水平要求高，一般只適用于單件小批生產(chǎn)中。（2）用夾具裝夾1

56、7夾具是用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的裝置。數(shù)控加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出了兩個(gè)基本要求，一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定；二是要能保證零件與機(jī)床坐標(biāo)系之間的準(zhǔn)確尺寸關(guān)系。依據(jù)零件毛料的狀態(tài)和數(shù)控機(jī)床的安裝要求，應(yīng)選取能保證加工質(zhì)量、滿足加工需要的夾具。除此之外，還要考慮以下幾點(diǎn)：當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)夾具和其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。在成批生產(chǎn)時(shí)可以考慮采用專用夾具，同時(shí)要求夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 裝夾零件要方便可靠，避免采用人工調(diào)整的裝夾方式，以縮短輔助時(shí)間，盡量采用液壓、氣動(dòng)或多工位夾具，以提高生產(chǎn)效率。在數(shù)控機(jī)床上使用的夾具，要能夠安裝準(zhǔn)確，能保證工件和機(jī)床坐標(biāo)系的相對(duì)位置和尺寸，力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)統(tǒng)一，以減少基準(zhǔn)不重合誤差和數(shù)控編程中的計(jì)算工作量。 盡量減少裝夾次數(shù)，做到一次裝夾后完成全部零件表面的加工或大