數(shù)控銑削六角凸臺加工與工藝探索設計說明

1、 .PAGE1 / NUMPAGES31 .農(nóng)業(yè)大學 學生畢業(yè)設計（論文）題 目：數(shù)控銑削六角凸臺加工與工藝探索學生： xxx學 號： 2xxxxx 所在院(系)： 工程技術學院 專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)機械化與其自動化 班 級：11機制 指導教 師： lxw 201 5年 5 月 01 日摘 要 數(shù)控機床的出現(xiàn)以與帶來的巨大利益，引起世界各國科技界和工業(yè)界的普遍重視。發(fā)展數(shù)控機床是當前我國機械制造業(yè)技術改造的必由之路，是未來工廠自動化的基礎。數(shù)控床的大量使用。需要大批熟練掌握現(xiàn)代數(shù)控技術的人員。數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征。而且隨著數(shù)控技術的不斷的發(fā)展和應用

2、領域的擴大，它對國計民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。數(shù)控技術是技術性極強的工作，尤其在模具領域應用最為廣泛，所以這要求從業(yè)人員具有很高的機械加工工藝知識，數(shù)控編程知識和數(shù)控操作技能。本文主要通過銑削的數(shù)控工藝分析與加工，綜合所學的專業(yè)基礎知識，全面考慮可能加工中的因素，設計其加工工藝和編輯程序呃，完成配合要求。關鍵詞數(shù)控，銑床，數(shù)控工藝，編程ABSTRACTThe CNC machine toolandbrings tremendous benefits,many countries have paid more attention toacademia and industry

3、.The development of CNC machine toolmanufacturing industryisthe route one must takethe technological transformation of Chinas machinery,isthe foundation of future factory automation.The extensive use ofCNCbed.Need a large number ofskilledpersonnelof modern CNC technology.The application of CNC techn

4、ologynot onlybrings the revolutionary changefor the traditional manufacturing industry,the manufacturing industry has becomea symbol of industrialization.Butwith the expansionof CNCtechnology developmentandapplication,plays an increasingly important role inthe developmentofsome importantindustriesbe

5、neficial to the peoples livelihood.The numerical control technology isa highly technicalwork,especiallyin the field of mouldis the most widely used,so itrequires employees withhighknowledgeof mechanical processing technology,CNC programming knowledge and skills.This paper mainly through theanalysis

6、andprocess ofNCmilling,comprehensiveprofessional knowledgelearned,may considerprocessingfactors in theoveralldesign,the processingand editingprocedureswell,completewith the requirements.KeywordsNC，milling machine ，NC processing， programme目 錄最后記得重做目錄HYPERLINK l _Toc2625010731 緒論 PAGEREF _Toc262501073

7、 h 2HYPERLINK l _Toc2625010741.1數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展 PAGEREF _Toc262501074 h 2HYPERLINK l _Toc2625010751.2數(shù)控機床的加工特點 PAGEREF _Toc262501075 h 2HYPERLINK l _Toc2625010761.3數(shù)控機床的發(fā)展趨勢 PAGEREF _Toc262501076 h 3HYPERLINK l _Toc2625010772 數(shù)控銑削加工工藝5HYPERLINK l _Toc2625010782.1零件的工藝性分析5HYPERLINK l _Toc2625010792.2、裝夾方案

8、的確定7HYPERLINK l _Toc2625010802.3、數(shù)控加工刀具7HYPERLINK l _Toc2625010812.4、切削用量的確定9HYPERLINK l _Toc2625010822.5 切削液的選擇10HYPERLINK l _Toc2625010832.6、進給路線的確定10HYPERLINK l _Toc2625010842.6.1銑削加工路線的確定10HYPERLINK l _Toc2625010852.6.2 孔加工路線13HYPERLINK l _Toc2625010862.7 加工階段的劃分14HYPERLINK l _Toc2625010872.8工序的

9、劃分14HYPERLINK l _Toc2625010882.8.1 工序劃分原則14HYPERLINK l _Toc2625010892.8.2工序劃分的方法15HYPERLINK l _Toc2625010902.9工藝文件的制定15HYPERLINK l _Toc2625010913 零件銑削加工工藝分析16HYPERLINK l _Toc2625010923.1 分析零件圖，確定安裝基準16HYPERLINK l _Toc2625010933.2確定加工方法和加工路線17HYPERLINK l _Toc2625010943.2.1選擇加工方法17HYPERLINK l _Toc2625

10、010953.2.2選擇加工路線 PAGEREF _Toc262501095 h 18HYPERLINK l _Toc2625010963.3選擇切削用量 PAGEREF _Toc262501096 h 18HYPERLINK l _Toc2625010973.4選擇刀具 PAGEREF _Toc262501097 h 19HYPERLINK l _Toc2625010983.5確定工件加工坐標系 PAGEREF _Toc262501098 h 19HYPERLINK l _Toc2625010993.6計算刀具軌跡坐標 PAGEREF _Toc262501099 h 20HYPERLINK

11、l _Toc2625011003.7銑削加工工序卡和刀具卡 PAGEREF _Toc262501100 h 21HYPERLINK l _Toc2625011014 數(shù)控加工程序的編制 PAGEREF _Toc262501101 h 23HYPERLINK l _Toc2625011115 總結 PAGEREF _Toc262501111 h 38HYPERLINK l _Toc262501112參考文獻 PAGEREF _Toc262501112 h 39HYPERLINK l _Toc262501113致 401 緒論1.1數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展數(shù)控機床(Numerical Control

12、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

13、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。 1974年，研制成功使用微處理器和半導體存貯器的微型計算機數(shù)控裝置(簡稱 MNC)，這是第五代

14、數(shù)控系統(tǒng)。 20世紀80年代初，隨著計算機軟、硬件技術的發(fā)展，出現(xiàn)了能進行人機對話式自動編制程序的數(shù)控裝置；數(shù)控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在機床上；數(shù)控機床的自動化程度進一步提高，具有自動監(jiān)控刀具破損和自動檢測工件等功能。 20世紀90年代后期，出現(xiàn)了PC+CNC智能數(shù)控系統(tǒng)，即以PC機為控制系統(tǒng)的硬件部分，在PC機上安裝NC軟件系統(tǒng)，此種方式系統(tǒng)維護方便，易于實現(xiàn)網(wǎng)絡化制造。目前，世界主要工業(yè)發(fā)達國家的數(shù)控機床已經(jīng)進入批量生產(chǎn)階段，如美國、德國、法國、日本等，其中日本發(fā)展最快。我國1958年試制成功第一臺電子管數(shù)控機床，從1965年開始研制晶體管數(shù)控系統(tǒng)，到20世紀70年代初曾研究出數(shù)控臂

15、錐銑床、非圓插齒機、數(shù)控立銑床、數(shù)控車床、數(shù)控鏜床、數(shù)控磨床和加工中心等。20世紀80年代隨著改革開放政策的實施，我國從國外引進了先進技術，并在消化、吸收國外先進技術的基礎上，進行了大量的開發(fā)工作，進而推動了我國數(shù)控機床新的發(fā)展高潮，使我國數(shù)控機床在品種上、性能上以與水平上均有了新的飛躍。1.2數(shù)控機床的加工特點(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、檢測等工序與其輔助操作，有效地提高了生產(chǎn)效率。 (2) 對加

16、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0.0050.01 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。(4) 易于建立與計算機間的通信聯(lián)絡，容易實現(xiàn)群控。由于機床采用數(shù)字信息控制，易于與計算機輔助設計系統(tǒng)連接，形成CAD/CAM一體化系統(tǒng)，并且可以建立各機床間的聯(lián)系，容易實現(xiàn)群控。1.3數(shù)控機床的發(fā)展趨勢隨著計算機

17、、微電子、信息、自動控制、精密檢測與機械制造技術的高速發(fā)展，機床的數(shù)控技術有了長足的發(fā)展。近幾年一些相關技術的發(fā)展，如刀具與新材料的發(fā)展，主軸伺服和進給系統(tǒng)、超高速切削等技術的發(fā)展。目前數(shù)控機床正朝著高速度、高精度、高工序集中度、高復合化和高可靠性等方向發(fā)展。世界數(shù)控技術與其裝備的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下的方面。 1）高速高效高精度高生產(chǎn)率。通過數(shù)控裝置與伺服系統(tǒng)功能的改進，主軸的速度和進給速度大大提高，減小了切削的時間和非切削時間。 高加工精度。隨著精密產(chǎn)品的出現(xiàn)，對精度的要求提高到了0.1微米，有的零件甚至已經(jīng)達到了0.01微米，高精密零件要求提高了機床的加工的精度，包括采用溫度補償法等。

18、2）柔性化 柔性化包括兩個方面的柔性：一是數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化的設計，功能覆蓋面廣，便于不同用戶的要求；二是DNC系統(tǒng)的柔性，同一DNC系統(tǒng)能夠依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度的發(fā)揮DNC系統(tǒng)的效能。3） 工藝復合化和多軸化 數(shù)控機床的工藝復合化，是指工件在一臺機床上裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭、旋轉工作臺等給種措施，完成多工序、多表面的復合加工。此外，數(shù)控技術的進步也提供了多軸控制和多軸聯(lián)動控制功能。4）實時智能化 在數(shù)控技術領域，實時智能控制的研究和應用正沿著幾個主要的分支發(fā)展，如自適應控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、專家控制、學習

19、控制、前饋控制等。5） 結構新型化 采用新型結構，實現(xiàn)多坐標聯(lián)動加工，其控制系統(tǒng)結構復雜，加工精度、加工效率較普通機床高2-10倍6） 編程技術自動化 為了彌補手工編程和NC語言編程的不足，近年來開發(fā)出多種自動編程系統(tǒng)，如圖形交互式系統(tǒng)、數(shù)字化自動編程系統(tǒng)、會話式自動編程系統(tǒng)、語言數(shù)控編程系統(tǒng)等。其中圖形交互式系統(tǒng)應用的最為廣泛，圖形交互式編程系統(tǒng)是以計算機輔助設計（CAD）軟件為基礎，首先形成零件的圖形文件，然后再調(diào)用數(shù)控編程模塊，自動編制加工程序，同時可動態(tài)顯示刀具的加工軌跡。目前的圖形交互式軟件有Master CAD、Cimatron、pro/E 、UG 、CAXA、CATIA等。7）

20、集成化數(shù)控系統(tǒng)采用高度集成化的芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟、硬件運行速度，應用平板顯示技術可提高顯示器的性能。平板顯示器應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融于一體，通過提高集成電路的密度，減小互聯(lián)長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品的價格、改進性能、減小組件的尺寸、提高系統(tǒng)的可靠性。8）開放式閉環(huán)控制模式采用通用計算機組成的總線式、模塊化、開放、嵌入式體系結構，便于裁減、擴展和升級，可以組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過程是一個多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包括諸如加工尺寸、形狀、振動、噪音、

21、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現(xiàn)加工過程的多目標優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實現(xiàn)加工過程中動態(tài)調(diào)整加工過程變。在加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機實時智能技術、多媒體技術、網(wǎng)絡技術、CAD/CAM、伺服系統(tǒng)、自適應控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理、動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術溶于一體，構成嚴密的制造過程閉環(huán)控制系統(tǒng)體系，從而實現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡化。2 數(shù)控銑削加工工藝2.1零件的工藝性分析（1）零件圖的尺寸標注應符合編程方便的原則零件圖的尺寸標注方法應適應數(shù)控加工的特點。在數(shù)控加工的零件圖上，應該以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。這樣的標注方法既便于編程

22、，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，在保證設計基準、工藝基準、檢查基準與編程原點設置的一致性方面帶來很大的方便。構成零件輪廓的幾何元素的條件應充分。對零件進行手工編程時，要計算每個節(jié)點的坐標。因此在分析零件圖時，要充分分析幾何元素的給定條件是否充分。（2）要徹底讀懂零件圖樣零件圖樣的尺寸是否標注全，有無漏、多尺寸的情況，有無封閉尺寸，尺寸的標注方法是否方便編程，零件的結構是否表示清楚了，視圖是否完整，各幾何元素間的相互關系（如相切、相交、垂直、平行等）是否明確。（3）要分析透零件的加工工藝性 研究零件的被加工表面是否適合于數(shù)控銑床加工，被加工表面是否太厚，轉接圓弧R是否太小。如圖2.1所示，當R小于0

23、.2H（H為被加工輪廓面的最大高度）時，其加工的工藝性不好。即刀具被迫采用小直徑的使其剛性變差，需要采用多次分層切削加工。當被加工表面的凹圓弧尺寸較多時，應該盡量統(tǒng)一，以減小使用的銑刀的數(shù)量，保證零件表面光滑。否則，在進行切削的時候，在接刀處會留下較多的刀痕，最終影響了表面的加工質(zhì)量。零件被加工的底面與側面相交處的圓角半徑是否太大，如圖2.2所示，當?shù)毒邎A角半徑r越大時，銑刀端刃銑削平面的能力就越差，效率也就越低，應該盡量的避免。圖2.1 輪廓圓弧對銑削工藝性的影響圖2.2 零件底面圓弧對銑削工藝性的影響（4）要研究分析零件的精度。零件的精度（尺寸、形狀、位置）是否能夠保證，表面質(zhì)量是否保證。

24、根據(jù)精度、表面質(zhì)量來決定是否采用粗銑，還是精銑，以與是否要多次進給。（5）要研究分析零件的剛性。零件的厚度如果太薄會引起加工變形。當加工薄壁而且面積較大的零件時，在其加工完后也易引起加工變形，很難保證精度。（6）要研究分析零件的定位精度。零件上如果有統(tǒng)一的定位基準，便可保證零件在多次裝夾定位后各加工表面之間的位置精度。其定位基準能夠保證零件定位穩(wěn)定可靠，便沒有基準不重合的誤差。（7）要研究分析零件的毛坯和材料。材料是否具有較好的加工工藝性能，硬度、熱處理狀態(tài)是怎樣的，毛坯的余量是否足夠，是否均勻，毛坯的安裝定位平面是否方便可靠。2.2、裝夾方案的確定（1）定位基準的選擇 在選擇定位基準時，應該

25、減小裝夾的次數(shù)，盡量做到在一次安裝中能夠把零件上所有要加工的表面都加工出來。一般選擇零件上不需要銑削加工的表面或者孔作為定位基準。對于薄壁的零件，選擇的定位基準應該有利于提高加工的剛性，以減小切削變形。并且定位基準應該和設計基準重合以減小定位誤差對尺寸精度的影響。（2）夾具的選擇 在選擇夾具的時候有兩個基本的要求。一是：要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對的固定；二是：要協(xié)調(diào)零件和機床坐標系的尺寸關系。 當零件加工批量不大時，應盡量采用組合夾具、可調(diào)試夾具與其它通用夾具，來縮短生產(chǎn)準備時間、節(jié)省生產(chǎn)費用。在成批量生產(chǎn)時，采用專用夾具，來提高效率。在選擇夾具時還要保證零件的裝卸要快速、方便、

26、可靠。夾具上各部件應不妨礙機床對零件各表面的加工。2.3、數(shù)控加工刀具 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的主要容之一，不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工的質(zhì)量。數(shù)控機床在選用刀具時，通常要考慮機床的加工能力、工序容、工件材料等因素。數(shù)控機床對刀具的要求比普通機床要高、除了要求較好的剛性和尺寸穩(wěn)定性、較長的壽命、良好的切削性能外，還要求安裝調(diào)整方便。選擇刀具時，還要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應，即選擇的刀具的幾何形狀應依據(jù)加工曲面的具體情況而定（1）刀具選擇的基本要求 刀具的剛性要好。為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量時，需要剛性好的刀具，剛性差的刀具在大切削用量時很容易斷刀。要保

27、證被加工表面的形狀精度，用剛性差的刀具在大切削力的作用下，會產(chǎn)生變形而形成讓刀，使加工的型面出現(xiàn)斜面。當被加工的零件表面的加工的余量不一樣的時候，若采用剛性好的刀具就可以不必換刀，從而減少了換刀次數(shù)。 刀具的耐用度要高。由于數(shù)控銑床靠程序來控制精度，刀具如果磨損很快，則被加工零件的尺寸精度和型面精度就很難保證，故要用耐用度高的刀具。同時，刀具參數(shù)、幾何角度、排屑性能等因素也要綜合的考慮。（2）數(shù)控加工刀具材料 高速鋼。又稱白鋼，它含有W 、Cr、Mo、V、Co等元素。它不僅可以用來制造鉆頭、銑刀，還可以用量制造齒輪刀具、成形銑刀等復雜刀具。但由于其允許的切削速度較低（50m/min），所以大多

28、用于數(shù)控機床的低速加工。 硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金是有硬度和熔點都很高的碳化物（WC TiC等），用co mo ni做粘結劑制成的粉末冶金產(chǎn)品。在中速和大切削中發(fā)揮出優(yōu)良的切削性能。常用的硬質(zhì)合金有鎢鈷合金、鎢鈦合金等。 瓷材料。瓷是含有金屬氧化物和氮化物的無機非金屬材料。瓷材料具有高硬度、高強度、耐磨性好、化學性能穩(wěn)定性好、摩擦因素低、價格低廉等優(yōu)點。 立方氮化硼（CBN）。CBN是人工合成的高硬度材料，其硬度和耐磨性僅次于金剛石，有極好的高溫硬度，與瓷材料相比，其耐熱性和化學穩(wěn)定性稍差，但沖擊韌度和抗破壞性能較好。 聚晶金剛石（PCD）。PCD作為最硬的刀具材料，硬度很高，具有很好的耐磨性，它能

29、夠以高硬度和高精度加工軟的有色金屬材料，但它對沖擊敏感，容易破裂，而且對黑色金屬中的鐵的親和力強，容易引起化學反應，一般只能用于加工非鐵零件。（3）銑削加工刀具 在選擇銑刀時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應。在加工時，對于平面零件的周邊輪廓常采用立銑刀。銑削平面時常采用面銑刀。在選擇銑刀時應該注意以下幾點：刀具半徑r應該小于零件輪廓面的最小曲率半徑（一般為其0.80.9左右）；零件的加工高度H小于等于（1/41/6）r，以保證刀具具有足夠的剛度；對不通孔或深槽，選取L=H+(510)mm,其中L為刀具切削部分的長度，H為零件的高度；加工外型與通槽時，選取L=H+R+(510)

30、mm,其中R為刀尖角半徑。在用面銑刀銑削表面時，粗銑時，銑刀直徑要小些，因為粗銑切削時切削力大，選擇小直徑的銑刀可以減小切削力矩。精銑時，銑刀直徑要大些，盡量包容工件的整個表面加工寬度，以提高加工精度和效率，并減小相鄰兩次進給之間的接刀傷痕。 在銑削立體型面和變斜角輪廓外形時,常用球頭銑刀、環(huán)形刀、鼓形刀和盤銑刀等。球頭銑刀和環(huán)形刀用于加工立體面，鼓形刀和錐形刀用于加工一些變斜角的零件。曲面加工常采用球頭銑刀，但加工曲面較平坦的部分時，刀具以球頭頂端刃切削，切削條件較差，因而應該采用環(huán)銑刀。 在輪廓加工時，要注意刀具的半徑小于輪廓曲線的最小曲率半徑，在自動換刀機床中要預先測好刀具的結構尺寸和調(diào)

31、整尺寸，以便在加工時進行刀具的補償。（4）孔加工刀具數(shù)控孔加工的刀具常用的有鉆頭、鏜刀、鉸刀和絲錐等。鉆頭。一般鉆孔的深度約為直徑的5倍，細長孔的加工易于折斷，要注意排削和冷卻，在鉆孔前最好先鉆中心孔。鏜刀。鏜刀按切削刃數(shù)量可以分為單刃鏜刀和雙刃鏜刀。鉸刀。數(shù)控機床上所用的鉸刀大多是通用標準鉸刀。除此之外，還有機夾硬質(zhì)合金刀片單刃鉸刀和浮動鉸刀等。2.4、切削用量的確定合理的選擇切削用量，對零件的表面質(zhì)量、精度、加工效率影響很大。切削用量包括主軸的轉速、背吃刀量、進給量。合理選擇切削用量的原則：粗加工時，一般以提高效率為主，并考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應該在保證加工質(zhì)量的前提下

32、，兼顧切削效率、經(jīng)濟性、加工成本。背吃刀量。選擇背吃刀量的主要依據(jù)是機床、夾具、刀具和工件的剛度。在剛度允許的情況下，盡量選擇較大的背吃刀量來減少進給次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。但在工藝系統(tǒng)剛性不足或毛坯余量很大，或余量不均勻時，粗加工要分幾次進給，并且應該把第一、二次進給的背吃刀量盡量取得大一些。在加工鑄、鍛件時應該盡量使背吃刀量大于硬皮層的厚度，以保護刀尖。主軸轉速。主軸轉速主要根據(jù)允許的切削速度選取。而刀具的切削速度主要根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進給量、刀具的耐用度來、工件材料的強度和硬度以與切削加工性來選取。而切削速度與主軸轉速的關系如下公式所示：式中:-切削刃選定點處所對應的工件或刀具的最大回

33、轉直徑,單位為mm n-主軸轉速，單位為r/min-切削速度，單位為m/min進給量（mm/min或mm/r）。進給量的選取主要根據(jù)零件的加工精度和表面的粗糙度以與刀具、工件材料性質(zhì)來選取。當零件的加工精度、表面粗糙度要求高時，進給量應該取小值。最大進給量受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制，并與脈沖當量有關。2.5 切削液的選擇在金屬切削過程中合理的選擇切削液，可以改善切屑、工件、與刀具間的摩擦狀況，抑制積屑瘤和鱗刺的生長，從而降低切削力和切削溫度，減少刀具的磨損和工件的熱變形，提高刀具的耐用度，提高加工效率和加工質(zhì)量。切削液在加工過程中的作用很大，它主要具有冷卻作用、潤滑作用、清洗作用、防銹作用

34、。常用的切削液主要有水溶液、乳化液、切削油。在選用切削液時，應該注意以下幾點：在粗加工時，加工的余量大，所選的進給量和背吃刀量也較大，所以會產(chǎn)生大量的切削熱，所以選擇切削液的主要目的是為了散熱；在精加工時，對零件加工表面的質(zhì)量要求高且要盡量的減少刀具的磨損，所以選擇切削液的主要的目的是為了提高加工表面的質(zhì)量和提高刀具的耐用度；當工件的材料不同時，選擇切削液的主要目和種類也有所不同。當在加工鑄鐵、黃銅等脆性材料時，一般不用切削液，以免崩脆的切屑粘附在機床的運動部件上。在加工高強度剛和高溫合金等難加工的材料時，對冷卻液的冷卻、潤滑作用都有較高的要求，應盡可能采用積壓切削液或積壓乳化液。在切削有色金

35、屬和銅、鋁合金時，為了得到較高的表面質(zhì)量和精度，可以采用10%-20%的乳化液、煤油或煤油與礦物油的混合物。在切削鎂合金時，不能用水溶液，以免燃燒。2.6 加工階段的劃分當零件的加工質(zhì)量要求較高時,往往不可能在一道工序就完成一個或者幾個表面的全部加工階段.必須把整個加工過程按工序性質(zhì)不同劃分為幾個階段:(1)粗加工階段.在這一階段中要切除大量的加工余量,使毛坯的形狀和尺寸接近零件成品,因此主要的目標是提高生產(chǎn)率。(2)半精加工階段。在這一階段應該為主要表面的精加工做好準備（達到一定加工精度，保證一定的加工余量），并完成一些次要表面的加工（如鉆孔、攻螺紋等），一般在熱處理之前進行。（3）精加工階

36、段。保證各主要表面達到圖樣規(guī)定的尺寸精度和表面粗糙度要求，主要的目的是全面的保證精加工質(zhì)量。（4）光整加工階段。對于零件上精度要求很高，表面粗糙度值要求很小的表面，還需要進行光整加工。主要目標是以提高尺寸精度和減小表面的粗糙度為主，一般不用來糾正形狀精度和位置精度。（5）超精密加工階段。該階段是按照超穩(wěn)定，超微量切除等原則，實現(xiàn)加工尺寸誤差和形狀誤差在0.1微米以下的加工技術。2.7工序的劃分2.7.1 工序劃分原則工序的劃分可以采用兩種不同的原則：工序集中原則和工序分散原則。工序集中的原則就是指每道工序包括可能多的加工容。將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序容完成。工序集中一般使用結構復雜，機械化

37、，自動化程度高的機床。因此工序集中的特點是：1）減少了設備的數(shù)量，減少了操作工人和生產(chǎn)面積。2）減少工序數(shù)目，減少運輸工作量，簡化了生產(chǎn)計劃工作，縮短了生產(chǎn)周期。3）減少了工件的裝夾次數(shù)，不僅有利于提高生產(chǎn)率，而且由于一次裝夾下加工了許多的表面，也易于保證這些表面的加工精度。4）工序分散原則就是將工件的加工分散在較多的工序進行。每道工序的加工容很少，最小時即每道工序僅完成一個簡單的工步。其特點是：1）采用了比較簡單的機床和工藝設備。2）對工人的技術要求低。3）生產(chǎn)設備工作量小，容易變換產(chǎn)品。4）設備數(shù)量少，工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大。2.7.2工序劃分的方法 （1）按所用的刀具劃分。即在一次安裝過

38、程中盡可能用一把刀具加工出可能加工的所有部分，然后再換另一把刀加工其他的部位。即以同一把刀具完成的那一部分工藝過程為一道工序。（2）按安裝次數(shù)劃分。即以每一次裝夾完成的那一部分工藝過程為一道工序。這種方法適應于加工容不多的工件。（3）按粗、精加工劃分。即以粗加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序，精加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序。這種方法使用于加工后變形較大，需要粗、精加工分開的零件。（4）按加工部位劃分。即以完成一樣型面的那一部分工藝過程為一道工序。對于加工表面多而復雜的零件，可以按結構特點分為幾個加工部分，每一部分為一道工序。2.8工藝文件的制定零件的加工工藝設計完成以后，就應該將

39、有關的容填入各種相應的表格或者卡片中，以便貫徹執(zhí)行并將其作為編程和生產(chǎn)技術準備的依據(jù)。這些表格或者卡片被稱為工藝文件。數(shù)控加工的工藝文件除了包括機械加工工藝過程卡、機械加工工藝卡、數(shù)控加工工序卡外，還包括數(shù)控加工刀具卡。其中，數(shù)控加工工序卡是用來編制程序的依據(jù)，以與用來指導操作者進行生產(chǎn)的一種工藝文件。它的容包括工序與各工步的加工容；本工序完成后工件的形狀、尺寸和公差；各工步切削參數(shù)；本工序所用的機床、刀具和工藝安裝等。數(shù)控加工刀具卡主要包括刀具的詳細資料，有刀具號、刀具名稱與規(guī)格、刀輔具等。它也是用來編制零件加工程序和指導生產(chǎn)的重要工藝文件。3 零件銑削加工工藝分析3.1 分析零件圖，確定安

40、裝基準 零件屬于凸臺類零件（如圖3.1），零件上有孔、凸臺組成，而且凸臺的輪廓由直線和圓弧構成?？紤]到零件的結構和形狀，還有實際加工時所用的機床的加工特點，選擇零件的底面為裝夾定位面，夾具采用虎口鉗。夾具的夾緊采用的是液壓自動夾緊，而且其夾緊力3000N。考慮到零件的長、寬、高最大尺寸分別為50mm、50mm、15mm，所以選擇毛坯的尺寸為55X55X18的立方體。又考慮到所用的數(shù)控銑床的加工能力不太好而且其剛度也較差但是零件的表面粗糙度、尺寸精度等都要求的較高，所以選擇的零件的毛坯材料為鋁件，因為鋁件的切削加工性能好且不需要做熱處理加工。圖3.1 零件圖3.2確定加工方法和加工路線3.2.1

41、選擇加工方法 零件的表面與臺階面的的粗糙度要求為,所以在銑削加工時，可以分別先粗銑,再精銑的方案。又考慮到選擇的零件的毛坯是鋁件，其切削加工性能很好且表面無硬皮，所以在銑削加工時采用順銑的方法，這樣可以提高其加工零件的表面粗糙度且可以減少刀具的磨損。在對圓槽進行加工時，考慮到機床的加工的精度和定位的精度較高，所以在加工直徑為20mm的圓槽時，可以采用帶端刃的立銑刀，調(diào)用循環(huán)POCKET4進行粗銑和精銑加工，就能夠滿足零件的加工精度的要求。對于零件上四個螺紋孔4-M6-6H的加工時，可以采用先調(diào)用CYCLE83鉆孔后用絲錐調(diào)用CYCLE84進行攻絲的方法進行加工。3.2.2選擇加工路線 在確定加

42、工的路線時，應該遵循的原則是“基面先行，先面后孔，先粗后精”在對正六邊形的外輪廓和凸臺輪廓進行加工時，由于采用的毛坯是鋁件,切削性能好，所以應該采用順銑的加工方法進行加工，以提高其加工的質(zhì)量。同時，在刀具切入和切出時，為了避免在刀具的切入和切出處留下進刀和退刀的刀痕，所以刀具應該沿零件的切向切入和切向切出。所以，根據(jù)毛坯的特點，在加工時，選擇上表面作為定位基準面，首先按先后順序粗銑零件的上表面，正六邊形與凸臺輪廓多余部分，然后在精銑零件的上表面，正六邊形與凸臺輪廓多余部分，然后在分別粗銑、精銑凸臺輪廓，然后再分別粗銑、精銑零件的中心孔，然后分別粗銑和精銑四個螺紋孔。3.3選擇切削用量由于零件的

43、毛坯選擇的是鋁件，所以其切削的加工性能好，采用加工所用的機床是數(shù)控立式銑床，考慮到實際所用的立式銑床(教學型銑床,剛性較差)的性能和加工的特點，其背吃刀量（即每次最大銑削深度MID）的最大取值為2mm，又由于加工零件的表面的粗糙度要求較高為,所以在加工時需要進行粗、精加工，所以在粗加工時，選擇的背吃刀量MID為1.5mm，精加工時選擇的精加工余量(輪廓方向FAL或深度方向FALD)為0.3mm。又由于機床的最大進給量為100mm/min，所以為了提高加工的效率，在粗加工時，選擇的輪廓方向進給量（即FFP1）為100mm/min，深度方向的進給量（即FFD）為50mm/min。在精加工時，為了保

44、證表面和輪廓加工的精度要求，選擇的輪廓方向的進給量為（即FFP1）為80mm/min，深度方向的進給量（即FFD）為40mm/min。由于加工的零件材料為鋁件，其切削加工性能好，而且所選的進給量和背吃刀量都相對較小，所以經(jīng)查表參考，切削速度可以取得大些，所以選擇的切削速度為160m/min。所以當選擇的面銑刀對零件進行銑削加工時，其主軸的轉速：自己改一下，不要類同經(jīng)過計算可得，可選擇其粗加工的主軸轉速為1000r/min，精加工的主軸轉速為1200r/min。又由于其余銑刀和鉆頭的直徑都小于面銑刀的直徑，所以其允許的主軸最大轉速可以大于面銑刀的最大轉速。所以在用其余銑刀進行加工時，粗加工選擇的

45、主軸轉速為1000r/min，精加工選擇的主軸轉速為1200r/min。根據(jù)數(shù)控銑床的要求，在攻絲時其主軸的轉速取為500r/min（一般取400600r/min），攻絲后退刀時，為了減少空行程的時間，所以選擇的主軸轉速為700r/min。切削三要素的選擇詳見表3.1表3.1 切削三要素主軸轉速(r/min)進給速度(mm/min)背吃刀量(每次最大銑削深度)(mm)FALFALD粗加工1000100501.5精加工120080400.3注:在攻絲時,主軸的轉速為500r/min，攻絲完退刀時主軸的轉速為700r/min。3.4選擇刀具在銑削零件的表面，采用面銑刀，調(diào)用循環(huán)程序CYCLE71進

46、行加工，為了提高零件的表面加工的精度，避免在刀具的結合處產(chǎn)生刀痕，所以選擇的刀具的直徑應該盡量的大些，所以在銑削零件的表面時，選擇的面銑刀的直徑為40mm。為了減少刀具的數(shù)量，減少換刀的次數(shù)，用以在銑削外輪廓和凸臺的部分切削時也選擇直徑為40mm的面銑刀。在銑削凸臺輪廓時，由于受到輪廓凹弧半徑的限制（凹弧的半徑為15mm），所以在銑削凸臺外輪廓時，選擇的立銑刀的直徑為16mm。在加工螺紋孔時，先采用直徑為5mm的麻花鉆鉆孔，再采用M6的絲錐進行攻絲。在加工直徑為20mm的圓槽時，可以選擇直徑為8mm的立銑刀進行從上往下銑削加工。3.5確定工件加工坐標系選擇工件的上表面的中心作為工件坐標系的原點

47、（在零件的編程時采用零點偏移指令G54可以獲得，如G54 TRANS X_ Y_ Z_）。如下簡圖3.2所示圖3.2 工件坐標系的設定3.6計算刀具軌跡坐標 由圖可知原點坐標（0,0），可以由三角函數(shù)算出1點的橫坐標x=40，所以可以得到1（40，-12） ，2（40，12） ，3（26,0），4（36,0）， 5（26，,0），由1到2到3到4到5再到1，每個孔的加工順序一樣。3.7銑削加工工序卡和刀具卡根據(jù)零件的結構特點，按所用的刀具來劃分工序，即在一次裝夾中，用同一把刀具加工出可能加工的所有的部位，然后再換另一把刀具加工其它的部位。這樣即可以減少換刀時間，又可以壓縮空程時間，減少不必要的

48、定位誤差。在一個工序的工步，按全部加工面先粗加工后精加工來劃分工步。因此，按上述方法，零件的數(shù)控加工工序卡如下所表3.1 零件數(shù)控加工工序卡單位名稱數(shù)控加工工序卡產(chǎn)品名稱或代號零件名稱材料零件圖號鋁件工序號程序編號夾具名稱夾具編號使用設備車間1工步號工步容加工面刀具號刀具規(guī)格主軸轉速(r/min)進給量(mm/min)背吃刀量(mm)備注3粗銑上表面T1面銑刀10001001.5自動4粗銑圓形與臺階面T1面銑刀10001001.5自動5精銑上表面T1面銑刀1200800.5自動6精銑圓形與臺階面T1面銑刀1200800.5自動7粗銑臺階面輪廓T2立銑刀10001001.5自動8精銑臺階面輪廓T

49、2立銑刀1200800.5自動14鉆的孔1T3立銑刀1200800.5自動15鉆的孔2T4麻花鉆1000自動零件數(shù)控加工刀具卡如下：表3.7 零件數(shù)控加工刀具卡產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號序號刀具編號刀具規(guī)格和名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T01面銑刀1零件上、下表面，正六邊形與臺階面多余輪廓2T0210立銑刀1凸臺輪廓4T04麻花鉆1四個個螺紋孔4 數(shù)控加工程序的編制4.1CNC4640M銑床系列系統(tǒng)編程常用的編程指令如下：G00：快速移動指令。一般用于刀具的空行程和刀具的快速定位，以減少空刀的時間。格式：G00 X_ Y_ Z_G01：直線插補指令。用于加工直線時調(diào)用。格式：G01 X_ Y_

50、Z_ F_G02：順時針圓弧插補。G03：逆時針圓弧插補。如圖4.1所示格式：G02/G03 X _ Y_ CR=_ F_或G02/G03 X_ Y_ I_ J_ F_圖4.1 圓弧插補G17、G18、G19：用于加工平面的選擇。其分別為XOY平面、XOZ平面、YOZ平面。（對于加工所用的立式銑床，其加工面為XOY平面）G20/G21：英制輸入、公制輸入。G40：取消刀具補償。G41:刀具半徑左補償。G42：刀具半徑右補償。如圖4.2所示圖4.2 刀具半徑補償G43：刀具長度正補償。G44：刀具長度負補償。G49：取消刀具長度補償。如圖4.3所示圖4.3 刀具長度補償G54G59：用于工件坐標

51、系的設定。G94：每分鐘進給量（mm/min）。G95：每轉進給量(mm/r)。M17 ：子程序的結束。M30：主程序的結束。平面銑削循環(huán)的調(diào)用指令：CYCLE71。表4.1 參數(shù)表，表4.2為參數(shù)VARI選擇表4.1 參數(shù)表參數(shù)名功 能備注RTP回退平面該處可換刀RFP參考（基準）平面加工參考面SDIS安全距離相對距離DP加工平面PA起始點X坐標PO起始點Y坐標LENG平面長度（X）比工件長，減少刀紋(工件長+刀半徑+5mm)WID平面長度（Y）比工件長，減少刀紋(工件寬+5mm)STA平面傾斜角度整體傾斜MID每次最大銑深一次銑完0,最大值為2mmMIDA每一刀間距小于刀直徑，約0.7DF

52、DP抬刀高度RFP+SDISFALD深度方向余量FFP1進給速度同主程序中F給VARI加工方式空格鍵換方式,方式選擇參考下表FDP1表4.2為參數(shù)VARI選擇VARI個位粗1精 2十位左右單向 11112上下單向 22122左右雙向 33132上下雙向 44142加工方式VARI對應參數(shù)的簡圖如4.4所示圖4.4 VARI對應的參數(shù)簡圖輪廓銑削循環(huán)的調(diào)用指令：CYCLE72。圖4.5循環(huán)示意圖，表4.3參數(shù)表。圖4.5循環(huán)示意圖表4.3 參數(shù)表參數(shù)名功 能備注KNAM輪廓銑削子程序名程序名由數(shù)字、字母組成RTP回退平面該處可換刀RFP參考（基準）平面加工參考面SDIS安全距離相對距離DP加工平

53、面MID每次銑深最大值為2FAL余量FALD深度余量FFP1進給速度同主程序中F給FFDZ軸方向進給速度1/2FFP1VARI加工方式空格鍵換方式,方式選擇參考下表RL刀補41左補償，42右補償，40取消補償AS1切入方式空格鍵換方式,方式選擇參考下表LP1切入長度（半徑）FF3回退速度同F(xiàn)FP1AS2切出方式AS1LP2切出長度（半徑）比LP1小表4.4 VARI選擇個位加工的方式粗1精2十位退到下一刀速度快進G00工進G11百位抬刀方式（位置）RTP0RFP+SDIS1SDIS2不抬刀3表4.5 AS1（AS2）選擇AS1（AS2）個位直線切入11/4切入2半圓切入3十位刀先往下 0123

54、刀走空間曲線 1111213圓槽銑削循環(huán)的調(diào)用指令：POCKET4。圖4.6循環(huán)示意圖，表4.6 參數(shù)表圖4.6循環(huán)示意圖表4.6 參數(shù)表參數(shù)名功 能備注RTP回退平面該處可換刀RFP參考（基準）平面加工參考面SDIS安全距離相對距離DP加工平面PRAD半徑PA圓心坐標(X)PO圓心坐標(Y)MID每次最大深度最大值為2mmFAL深度余量FALD深度余量FFP1輪廓進給速度同主程序中F給FFDZ軸方向進給速度1/2FFP1CDIR走刀路線0-向下銑削1-向上銑削2-G2 3-G3VARI加工方式空格鍵換方式,方式選擇參考下表MIDA每刀間距系統(tǒng)計算0AP1底槽直徑?jīng)]底槽0AD底槽深度RAD1螺

55、旋線半徑0.8D左右DP1螺旋線深度表4.7 VARI加工方式選擇VARI個位粗 1精 2十位G0快速進給 012G1從上往下銑 11112螺旋線切入 22122鉆深孔的調(diào)用循環(huán)指令：CYCLE83。圖4.7 循環(huán)示意圖，表4.8 參數(shù)表圖4.7 循環(huán)示意圖表4.8 參數(shù)表參數(shù)名功 能備注RTP回退平面該處可換刀RFP參考（基準）平面加工參考面SDIS安全距離相對距離DP鉆孔深度只選一個填DPR鉆孔深度(相對)FDEP第一次鉆深只選一個填FDPR第一次鉆深(相對)DAM第二次以后深DTB每次鉆后停留時間DTS每次鉆前停留時間排屑,散熱FRF第一次鉆孔進給速度因素01VARI加工方式刀具鉆后抬一

56、點0;刀具鉆后退出孔外1AXN刀具軸空格鍵換方式,方式選擇參考下表MDEP最小鉆孔深度VRT退刀距離VARI為0時有效DTD刀具孔底停留時間光整DIS1抬出孔外高度VARI為1時有效表4.9 參數(shù)AXN選擇AXNG17G18G19X123Y232Z311攻絲的調(diào)用循環(huán)指令：CYCLE84。圖4.8循環(huán)示意圖，表4.10 參數(shù)表圖4.8循環(huán)示意圖表4.10 參數(shù)表參數(shù)名功 能備注RTP回退平面該處可換刀RFP參考（基準）平面加工參考面SDIS安全距離相對距離DP攻絲深度只選一個填DPR攻絲深度(相對)DTB每次鉆后停留時間SDAC結束循環(huán)后的旋轉方向MPITPITPOSS旋轉主軸停的位置SST功絲主軸轉速本床400600SST1回退轉速比SST大些AXN同上CYCLE83PTAB螺紋類型機床默認0;公制1;英制2;-3TECH技術VARI加工方式一次到位0;功絲后退一點1;退出孔外2DAM每一次