常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作 者： XX 學(xué) 號(hào)： XXXXXXXXX 系 部： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 數(shù)控技術(shù) 題 目： 2750.614.1101 連接墊數(shù)控加工工藝 及數(shù)控程序設(shè)計(jì) 校內(nèi)指導(dǎo)教師： XXX企業(yè)指導(dǎo)教師 XXX評(píng)閱者：2016 年 04 月 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 中 文 摘 要在機(jī)械產(chǎn)品中，單件與小批量產(chǎn)品占到 70%~80%,這類產(chǎn)品一般都采用通用機(jī)床加工,當(dāng)產(chǎn)品改變時(shí)機(jī)床與工藝裝備均需作相應(yīng)的變換與調(diào)整,而且通用機(jī)床的自動(dòng)化程度不高,基本上由人工操作,難以保證生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。特別是一些曲線、曲面輪廓組成的復(fù)雜零件，只能借助靠模和仿形機(jī)床，或者借助劃線或樣板用手工操作的方法來(lái)加工，加工精度和生產(chǎn)效率受到很大的限制。由于數(shù)控機(jī)床綜合應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、伺服驅(qū)動(dòng)、精密監(jiān)測(cè)與新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等方面的技術(shù)成果，具有高柔性、高精度、與高自動(dòng)化的特點(diǎn)，因此，采用數(shù)控加工手段，解決了機(jī)械加工中常規(guī)技術(shù)難以解決甚至無(wú)法解決的單件、小批量、特別是復(fù)雜型面零件的加工。應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)的一次技術(shù)革命，使機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段，提高了機(jī)械制造業(yè)的制造水平，為社會(huì)提供了高質(zhì)量、多品種及高可靠性的機(jī)械產(chǎn)品。目前應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的領(lǐng)域已從當(dāng)初的航空工業(yè)部門(mén)逐步擴(kuò)大到汽車、造船、機(jī)床、建筑等民用機(jī)械制造，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開(kāi)始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。關(guān)鍵詞：數(shù)控、發(fā)展途徑、加工工藝、銑削目 錄1 緒 論 .11.1 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過(guò)程 11.2 本論文的研究?jī)?nèi)容 .21.3 選題意義 .31.4 論文結(jié)構(gòu) 32 零件的圖樣分析 42.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析 42.2 零件的技術(shù)要求分析 53 零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 73.1 毛坯的選擇 73.2 定位基準(zhǔn)的選擇 73.3 裝夾方式的選擇 73.4 加工順序的安排 74 設(shè)備及其工藝裝備的確定 84.1 機(jī)床的選擇 84.2 刀具的選擇 105 切削用量的選取 126 數(shù)控加工程序的編制 166.1 CAM 編程的一般步驟 166.2 編程坐標(biāo)系的確定 .166.3 走刀路線的生成 .17設(shè)計(jì)總結(jié) 21致謝 22參考文獻(xiàn) 2311 緒 論1.1 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過(guò)程20 世紀(jì)中期，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)信息處理、數(shù)據(jù)處理以及電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，給自動(dòng)化技術(shù)帶來(lái)了新的概念，用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制，推動(dòng)了機(jī)床自動(dòng)化的發(fā)展。采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工，最早是在 40 年代初，由美國(guó)北密支安的一個(gè)小型飛機(jī)工業(yè)承包商派爾遜斯公司實(shí)現(xiàn)的。他們?cè)谥圃祜w機(jī)的框架及直升飛機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)翼時(shí)，利用全數(shù)字電子計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)翼加工路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并考慮到刀具直徑對(duì)加工路線的影響，使得加工精度達(dá)到±0.0381mm（±0.0015in） ，達(dá)到了當(dāng)時(shí)的最高水平。 1952 年，麻省理工學(xué)院在一臺(tái)立式銑床上，裝上了一套試驗(yàn)性的數(shù)控系統(tǒng)，成功地實(shí)現(xiàn)了同時(shí)控制三軸的運(yùn)動(dòng)。這臺(tái)數(shù)控機(jī)床被大家稱為世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。這臺(tái)機(jī)床是一臺(tái)試驗(yàn)性機(jī)床，到了 1954 年 11 月，在派爾遜斯專利的基礎(chǔ)上，第一臺(tái)工業(yè)用的數(shù)控機(jī)床由美國(guó)本迪克斯公司正式生產(chǎn)出來(lái)。 在此以后，從 1960 年開(kāi)始，其他一些工業(yè)國(guó)家，如德國(guó)、日本都陸續(xù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床中最初出現(xiàn)并獲得使用的是數(shù)控銑床，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床能夠解決普通機(jī)床難于勝任的、需要進(jìn)行輪廓加工的曲線或曲面零件。然而，由于當(dāng)時(shí)的數(shù)控系統(tǒng)采用的是電子管，體積龐大，功耗高，因此除了在軍事部門(mén)使用外，在其他行業(yè)沒(méi)有得到推廣使用。 到了 1960 年以后，點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床得到了迅速的發(fā)展。因?yàn)辄c(diǎn)位控制的數(shù)控系統(tǒng)比起輪廓控制的數(shù)控系統(tǒng)要簡(jiǎn)單得多。因此，數(shù)控銑床、沖床、坐標(biāo)鏜床大量發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，到 1966 年實(shí)際使用的約 6000 臺(tái)數(shù)控機(jī)床中，85% 是點(diǎn)位控制的機(jī)床。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展中，值得一提的是加工中心。這是一種具有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它能實(shí)現(xiàn)工件一次裝卡而進(jìn)行多工序的加工。這種產(chǎn)品最初是在1959 年 3 月，由美國(guó)卡耐·;特雷克公司（Keaney —FMS）之后，美、歐、日等也相繼進(jìn)行開(kāi)發(fā)及應(yīng)用。 1974 年以后，隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器直接用于數(shù)控機(jī)床，使數(shù)控的軟件功能加強(qiáng)，發(fā)展成計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床（簡(jiǎn)稱為 CNC 機(jī)床） ，進(jìn)一步推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用和大力發(fā)展。80年代，國(guó)際上出現(xiàn)了 1～4 臺(tái)加工中心或車削中心為主體，再配上工件自動(dòng)裝卸和監(jiān)控檢驗(yàn)裝置的柔性制造單元（FlexibleManufacturingCell——FMC） 。這種單元投資少，見(jiàn)效快，既可單獨(dú)長(zhǎng)時(shí)間少人看管運(yùn)行，也可集成到 FMS 或更高級(jí)的集成制造系統(tǒng)中使用。在 20 余年間，我國(guó)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓(xùn)一批設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)的人才；通過(guò)合作生產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床，使設(shè)計(jì)、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距；通過(guò)利用國(guó)外先進(jìn)元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開(kāi)始能自行設(shè)計(jì)及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動(dòng)加工的數(shù)控機(jī)床，供應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，但對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的試驗(yàn)、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動(dòng)化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國(guó)外技術(shù)支撐，不能獨(dú)立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開(kāi)發(fā)階段，與日本數(shù)控機(jī)床的水平差距很大。1.2 本論文的研究?jī)?nèi)容數(shù)控機(jī)床的編程方法分為手工編程和自動(dòng)編程。從零件圖樣分析、工藝處理、數(shù)據(jù)計(jì)算、編寫(xiě)程序單、輸入程序到程序校驗(yàn)等各步驟主要由人工完成的編程過(guò)程稱為手工編程。自動(dòng)編程也稱為計(jì)算機(jī)輔助編程，即程序編制工作的大部分或全部由計(jì)算機(jī)完成。自動(dòng)編程工具分為語(yǔ)詞式自動(dòng)編程工具和圖形交互式自動(dòng)編程工具，當(dāng)今主流的自動(dòng)編程工具為圖形交互式自動(dòng)編程工具。目前，數(shù)控銑削加工中普遍采用 UG 或 Mastercam 自動(dòng)編程，而數(shù)控銑削加工中主要采用手工編程的方法，而手工編程效率低，準(zhǔn)確性差，本文討論了基于UG 自動(dòng)編程的數(shù)控銑削加工方法。31.3 選題意義在學(xué)習(xí)了《數(shù)控加工工藝與裝備》 《機(jī)械制造基礎(chǔ)》 《UG 數(shù)控編程》《CAD/CAM 應(yīng)用技術(shù)》 《 數(shù)控機(jī)床及編程》等課程后，為了將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際中，加深對(duì)知識(shí)的掌握程度，提升自身的實(shí)際工作能力，故選取《基于UG 的數(shù)控銑削加工》的課題，綜合所學(xué)知識(shí)，解決出現(xiàn)的問(wèn)題，完成設(shè)計(jì)。本課題主要內(nèi)容是數(shù)控銑削加工，包括了零件圖的審查、工藝的設(shè)計(jì)、刀具和機(jī)床夾具的選擇、切削用量的選擇、UG 的建模與編程、后處理等，通過(guò)一系列的作業(yè)操作，完成對(duì)零件的加工任務(wù)。通過(guò)此次課題，可以學(xué)習(xí)到很多加工和工藝方面的知識(shí)，為以后工作打下基礎(chǔ)。1.4 論文結(jié)構(gòu)1）運(yùn)用制圖軟件繪制零件二維圖紙及三維圖。2）分析零件的技術(shù)要求，確定零件的加工方案。3）合理的選擇刀具、切削參數(shù)。4）編制零件的數(shù)控加工程序并進(jìn)行仿真加工。5）制定相應(yīng)的工藝卡片。42 零件的圖樣分析2.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析如圖 2.1 所示零件圖，圖中有不清晰之處請(qǐng)查看附圖，其毛坯材料為HT200 鋼，單件小批量生產(chǎn)，試運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，并編制出其數(shù)控加工程序。圖 2.1 零件圖圖 2.1A 零件三維圖5圖 2.1 B 零件三維圖從圖 2.1 中可以看出，該零件的總體結(jié)構(gòu)為一凸臺(tái)類零件，零件主要由凸臺(tái)、凹槽、孔等特征組成。其輪廓曲線較簡(jiǎn)單，主要由直線、圓弧組成，無(wú)復(fù)雜曲面，在編程時(shí)比較容易，為了提高編程效率，可以選擇軟件編程，這樣不僅能節(jié)約時(shí)間，同時(shí)也能保證程序的準(zhǔn)確性。2.2 零件的技術(shù)要求分析 零件的技術(shù)要求主要包括尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度要求等，這些技術(shù)要求應(yīng)當(dāng)是能夠保證零件使用性能前提下的極限值。進(jìn)行零件技術(shù)要求分析，主要是分析這些技術(shù)要求的合理性，以及實(shí)現(xiàn)的可能性，重點(diǎn)分析重要表面和部位的加工精度和技術(shù)要求，為制定合理的加工方案做好準(zhǔn)備。同時(shí)通過(guò)分析以確定技術(shù)要求是否過(guò)于嚴(yán)格，因?yàn)檫^(guò)高的精度和過(guò)小的表面粗糙度要求會(huì)使工藝過(guò)程變得復(fù)雜，加工難度大，增加不必要的成本。從圖 2.1 分析得知，該零件的尺寸精度要求有：（1）外輪廓尺寸：480X480 的精度等級(jí)為未注尺寸公差按 IT12 控制，厚度尺寸 208.5 的精度等級(jí)為未注尺寸公差按 IT12 控制，表面粗糙度為Ra3.2um。（2）凹槽：尺寸精度等級(jí)為 IT7~8 級(jí)，表面粗糙度要求為 Ra3.2um。（3）凸臺(tái)：尺寸精度等級(jí)為 IT7 級(jí)，表面粗糙度要求為 Ra3.2um。6其余未注尺寸公差按 IT12 控制，未注表面粗糙度為 Ra3.2um。綜上所述，該零件的加工精度要求一般，在數(shù)控加工中比較容易保證。73 零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1 毛坯的選擇毛坯是用來(lái)加工各種工件的坯料,毛坯的生產(chǎn)方法主要有:鑄造、鍛造、焊接、沖壓件,以及各種鑄造也可以用作毛坯，該零件的毛坯類型可選擇鑄造毛坯。毛坯圖的尺寸都是在零件圖尺寸的基礎(chǔ)上，加減總加工余量得到毛坯尺寸，毛坯各面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般同零件圖一致。筆者認(rèn)為這種設(shè)計(jì)方法并不合理，這是因?yàn)閺拿鞒叽绲淖饔脕?lái)講并不要求它和零件圖一致，對(duì)它提出的要求是:(1)保證它在機(jī)械加工時(shí)有最均勻合理的粗加工余量：(2)保證非加工面與加工面有最準(zhǔn)確的位置及尺寸。3.2 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種，用未加工過(guò)的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)，用己加工過(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)稱為精加工。除第一道工序用粗基準(zhǔn)外，其余工序都應(yīng)使用精基準(zhǔn)。選擇定位基準(zhǔn)要遵循基準(zhǔn)重合原則，即力求沒(méi)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣做可以減少基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差和數(shù)控編程中的計(jì)算量，并且能有效地減少裝夾次數(shù)。經(jīng)分析，確定該零件的粗基準(zhǔn)為毛坯底面及毛坯外輪廓；精基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，即底面及零件外輪廓側(cè)面。 。3.3 裝夾方式的選擇經(jīng)分析，該零件需要進(jìn)行兩次裝夾方能完成零件的加工。在第一次裝夾時(shí)為銑削零件的底面，采用平口虎鉗進(jìn)行裝夾；第二次裝夾時(shí)加工零件的上表面，此次裝夾可以以加工好的底面及外邊進(jìn)行定位，用虎鉗壓緊即可。3.4 加工順序的安排工件的機(jī)械加工工藝路線中要經(jīng)過(guò)切削加工、熱處理和輔助工序。因此，當(dāng)擬定工藝路線時(shí)要合理、全面安排好切削加工、熱處理和輔助工序的順序。加工順序的安排原則：先粗后精、先面后孔、基面先行。根據(jù)該以上原則，確定該零件的加工順序?yàn)椋?工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容1 毛坯 毛坯2 數(shù)控鏜銑粗銑頂面，Ra1.6μm，厚度至 210mm；以頂面為基準(zhǔn)，粗銑底面，Ra1.6μm，厚度至208.5mm；3 數(shù)控銑 銑左、右凹槽，Ra3.2μm,深度至 25mm4 時(shí)效處理 自然時(shí)效，消除殘余應(yīng)力。5數(shù)控鏜銑、加工各類孔以頂面為基準(zhǔn)，精銑底面，Ra3.2μm，厚度至208.5mm；以頂面為基準(zhǔn)，`鏜￠255 孔、￠375 孔，Ra1.6μ 并進(jìn)行孔口倒角。鉆 6X￠14 孔沉頭孔￠20 孔、鉆 4 X￠33 孔加工達(dá)圖樣要求6 加工側(cè)面孔 4XM6-6H 螺紋孔、8XM4-6H 螺紋達(dá)圖樣要求7 入庫(kù) 清理、防銹、入庫(kù)94 設(shè)備及其工藝裝備的確定4.1 機(jī)床的選擇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(wèn)題，只要在能夠保證其精度要求的前提下選擇相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)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(jī)床，確（1）加工上下表面、凸臺(tái)及其上面的孔時(shí)，選用 NV5060 立式加工中心。如圖 2-6。圖 4-1 NV5060 立式加工中心外觀圖機(jī)床特點(diǎn)：●機(jī)床采用傳統(tǒng) O 型布局，具有結(jié)構(gòu)緊湊、外觀整潔、占地面積小的特點(diǎn)?！翊沧⒘⒅?、滑板等構(gòu)件采用熱對(duì)稱和箱型密筋格筋板設(shè)計(jì)，樹(shù)脂砂造型，精度穩(wěn)定、剛性高?！駲C(jī)床 X、Y、Z 三向行程大，特別適宜模具制造行業(yè)對(duì)加大行程的特殊需求。●主軸采用進(jìn)口部件總成，全無(wú)級(jí)調(diào)速?；剞D(zhuǎn)精度高、剛性好、動(dòng)平衡精度高。主軸上帶有位置環(huán)反饋裝置，用了高性能的 AC 主軸電機(jī)，機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)高速剛性攻絲功能?！裰鬏S采用浮動(dòng)反扣式打刀，避免了打刀力向主軸軸承上的傳遞，有效提高了主軸的壽命。10●機(jī)床采用 AC7.5/11kW 主軸電機(jī)，主軸轉(zhuǎn)速高、功率大，適宜高金屬去除率及高效加工需要?！馲、Y、Z 三個(gè)方向均采用 NSK 高精度專用絲杠軸承，并通過(guò)預(yù)拉伸，保證了進(jìn)給軸的剛性和精度?！駲C(jī)床采用全封閉防護(hù)，機(jī)、電、氣一體化設(shè)計(jì)，布局先進(jìn)、清潔環(huán)保、操作方便、維護(hù)簡(jiǎn)單（2）加工左、右側(cè)面及其上面的孔時(shí)，由于箱體呈正立，加工面為豎立面，故選用 NH4000 臥式加工中心。圖 4-2 NH4000 臥式加工中心機(jī)床特點(diǎn)機(jī)床采用典型的箱中箱結(jié)構(gòu)，具有較高的剛性和快速響應(yīng)特性。機(jī)床各軸均采用先進(jìn)的直驅(qū)技術(shù)，具有高速、高精等特點(diǎn)。 雙托盤(pán)交換結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，極大的減少了工件裝卡時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。獨(dú)特的托盤(pán)交換器結(jié)構(gòu)，不但保證了托盤(pán)交換的快速性和準(zhǔn)確性，也極大的降低了客戶將來(lái)?yè)Q件維修的費(fèi)用?？焖贀Q刀裝置能極大的滿足汽車生產(chǎn)線加工節(jié)拍的需要。機(jī)床主要部件結(jié)構(gòu)均通過(guò)有限元分析優(yōu)化，保證整機(jī)具有較高的動(dòng)靜剛度和熱穩(wěn)定性。整機(jī)采用全封全防，并配有油霧吸收裝置，更加環(huán)保。機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，占地面積更小。11各軸快移速度均為 60m/min，加速度高達(dá) 1g，極大縮短機(jī)床切削輔助時(shí)間。4.2 刀具的選擇合理的選擇數(shù)控加工的刀具、夾具，是工藝處理工作中的重要內(nèi)容，在數(shù)控加工中產(chǎn)品的加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率在很大程度上將受到刀具、夾具的制約，雖其大多數(shù)刀具、夾具與普通加工中所用的刀具、夾具基本相同，但對(duì)一些工藝難度較大或其輪廓、形狀等方面較特殊的零件加工，所選用的刀具、夾具必須具有較高要求，或需做進(jìn)一步的特殊處理，以滿足數(shù)控加工的需求。一般優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要的時(shí)候可以采用各種提高生產(chǎn)率的復(fù)合刀具及其他一些專用刀具。此外，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，盡可能選用各種先進(jìn)刀具，如可轉(zhuǎn)位刀具、整體硬質(zhì)合金刀具、陶瓷涂層刀具等。刀具的類型、規(guī)格和精度等級(jí)應(yīng)符合加工需求，刀具材料應(yīng)與工件材料相適應(yīng)。數(shù)控加工所用的刀具在刀具性能上應(yīng)高于普通加工中所用的刀具。所以選擇數(shù)控加工刀具時(shí)，還應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：①切削性能好 數(shù)控加工能采用大的背吃刀量和高進(jìn)給速度，刀具必須要有能夠承受高速切削和強(qiáng)力切削的性能。同時(shí)，同一批刀具在切削性能和刀具壽命方面一定要穩(wěn)定，以便實(shí)現(xiàn)按刀具壽命換刀或由數(shù)控系統(tǒng)對(duì)刀具壽命進(jìn)行管理。②精度高 為適應(yīng)數(shù)控加工的高精度和自動(dòng)換刀等要求，刀具必須具有較高的精度，如有的整體式立銑刀的徑向尺寸精度達(dá)到 0.005mm 等。③可靠性高 要保證數(shù)控加工中不會(huì)發(fā)生刀具意外損傷及潛在缺陷而影響到加工的順利進(jìn)行，要求刀具及與之組合的附件必須具有很好的可靠性及較強(qiáng)的適應(yīng)性。④耐用度高 數(shù)控加工的刀具，不論在粗加工或精加工中，都應(yīng)具有比普通機(jī)床加工所用刀具更高的耐用度，以盡量減少更換或修磨刀具及對(duì)刀次數(shù)，從而提高數(shù)控機(jī)床的加工效率及保證加工質(zhì)量。⑤斷屑及排屑性能好 數(shù)控加工中，斷屑和排屑不像普通機(jī)床加工那樣，能及時(shí)由人工處理，切屑易纏在刀具和工件上，會(huì)損壞刀具和劃上工件上已加12工表面，甚至?xí)l(fā)生傷人和設(shè)備事故，影響加工質(zhì)量和機(jī)床的順利、安全，所以要求刀具應(yīng)具有較好的斷屑和排屑性能。綜上所述，零件上、下表面加工時(shí)采用端銑刀加工，根據(jù)工件的寬度選擇端銑刀直徑，使得銑刀工作時(shí)有合理的切入/切出角；切銑刀直徑應(yīng)盡量包容整個(gè)工件加工寬度，以提高加工精度和效率，并減少相鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕。表 4.1 就是該零件加工所需要用到的所有刀具。表 4.1 刀具卡片刀具號(hào)刀具名稱 刀具型號(hào) 刀柄型號(hào)1 Ф125/面銑刀 BT40-XM32-752 Ф100 面銑刀 BT40-XM32-753 Ф80 面銑刀 BT40-XM32-754 Ф60 面銑刀 BT40-XM32-755 Ф255 鏜刀 BT40-TW50-2006 Ф375 鏜刀 BT40-TW50-2007 Ф3.2 鉆頭 BT40-TW50-2008 M4 機(jī)用絲錐 BT40-G2-1309 Ф5 鉆頭 BT40-TW50-20010 M6 機(jī)用絲錐 BT40-G2-130135 切削用量的選取數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫(xiě)人程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。切削用量：“三要素”是指刀具在切削過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)參數(shù)?！叭亍笔侵福呵邢魉俣?，進(jìn)給量，背吃刀量。選擇切削用量時(shí)考慮的因素：（1）切削加工生產(chǎn)率在切削加工中，金屬切除率與切削用量三要素 ap、f、v 均保持線性關(guān)系，即其中任一參數(shù)增大一倍，都可使生產(chǎn)率提高一倍。然而由于刀具壽命的制約，當(dāng)任一參數(shù)增大時(shí)，其它二參數(shù)必須減小。因此，在制訂切削用量時(shí)，三要素獲得最佳組合，此時(shí)的高生產(chǎn)率才是合理的。 （2）刀具壽命 切削用量三要素對(duì)刀具壽命影響的大小，按順序?yàn)?v、f、ap。因此，從保證合理的刀具壽命出發(fā)，在確定切削用量時(shí)，首先應(yīng)采用盡可能大的背吃刀量；然后再選用大的進(jìn)給量；最后求出切削速度。（3）加工表面粗糙度精加工時(shí)，增大進(jìn)給量將增大加工表面粗糙度值。因此，它是精加工時(shí)抑制生產(chǎn)率提高的主要因素。在切削加工中，金屬切除率與切削用量三要素 ap、f、v 均保持線性關(guān)系，即其中任一參數(shù)增大一倍，都可使生產(chǎn)率提高一倍。然而由于刀具壽命的制約，當(dāng)任一參數(shù)增大時(shí)，其它二參數(shù)必須減小。因此，在制訂切削用量時(shí)，三要素獲得最佳組合，此時(shí)的高生產(chǎn)率才是合理的。 （4）刀具壽命 切削用量三要素對(duì)刀具壽命影響的大小，按順序?yàn)?v、f、ap。因此，從保證合理的刀具壽命出發(fā)，在確定切削用量時(shí)，首先應(yīng)采用盡可能大的背吃刀量；14然后再選用大的進(jìn)給量；最后求出切削速度。（5）加工表面粗糙度 精加工時(shí)，增大進(jìn)給量將增大加工表面粗糙度值。因此，它是精加工時(shí)抑制生產(chǎn)率提高的主要因素。銑面工序。已知工件材料為 HT200，選擇高速鋼圓柱銑刀直徑 d=60mm，齒數(shù) z=10。根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀,r =10°，a =12°，β=45°已知銑削寬n0度 a =2.5mm，銑削深度 a =50mm。e P1.確定每齒進(jìn)給量 f Z根據(jù)資料所知，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進(jìn)給量f =0.16～0.24mm/z、現(xiàn)取 f =0.16mm/z。Z Z2.選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為 1.5mm，銑刀直徑d=60mm，耐用度 T=180min。3.確定切削速度 根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑 d=60mm，齒數(shù) z=10，銑削寬度a =2.5mm，銑削深度 a =50mm，耐用度 T=180min 時(shí)查取e PVc＝98mm/s，n=439r/min,V f=490mm/s。根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速表查取，n c=300r/min,Vfc=475mm/s。則實(shí)際切削：Vc = 10cnd?Vc= =56.52m/min364.?實(shí)際進(jìn)給量：f =zcnvff = =0.16mm/zzc103475?154.校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)資料所知，銑削時(shí)的功率（單位 kw）為:當(dāng) f =0.16mm/z, Za =50mm,Pa =2.5mm, Vf=490mm/s 時(shí)由切削功率的修正系數(shù) k =1，則 P = e mpcc3.5kw，P =0.8 kw。ct根據(jù)說(shuō)明書(shū)可知：機(jī)床主軸主電動(dòng)機(jī)允許的功率 P = P ×PcmctP =7.5×0.8=6＞P = 3.5kwcmc因此機(jī)床功率能滿足要求。6.1.2 基本時(shí)間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時(shí)間為：t =mzcfnl?2t = =4.6min16.03)5(?`鏜￠255 孔、￠375 孔切削深度 ：pam2?進(jìn)給量 ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4.66，刀桿伸出長(zhǎng)度取 ，切削深f m20度為 。因此確定進(jìn)給量m2rf/7.0切削速度 ：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4.66，取V in/18/3.sV?機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ，取nin/2.4819.310rdV????40r實(shí)際切削速度 ： ? smn/5.061工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 ：mf in/2847.f???被切削層長(zhǎng)度 ：l916刀具切入長(zhǎng)度 ：1l mtgtgkarp 4.5230)~2(??????刀具切出長(zhǎng)度 ： 取2lm53l2行程次數(shù) ：i1機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：2jt min97.012834.1921?????mjfl本工序?yàn)殂@螺紋孔 φ5mm、攻絲 M6-6H，刀具選用錐柄階梯麻花鉆，直徑d=6mm,以及機(jī)用絲錐。鉆床選用 Z525 立式鉆床，使用切削液。1.確定進(jìn)給量 f 由于孔徑和深度都不大，宜采用手動(dòng)進(jìn)給。2.選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表 5-130，鉆頭后到面最大磨損量為 0.6mm，耐用度 T=20min。3.確定切削速度 V 由表 5-132， =670MPa 的 HT200 的加工性為 5 類，根據(jù)表 5-127 進(jìn)給量b?可取 f=0.16mm/r；由表 5-131 可查 V=13m/min,n=1063r/min176 數(shù)控加工程序的編制6.1 CAM 編程的一般步驟零件模型↓加工模塊↓指定加工環(huán)境↓分析/生成輔助幾何↓生成/修改“父”組↓ ↓ ↓ ↓程序次序 加工刀具 幾何體 加工方法↓生成/修改操作↓產(chǎn)生刀具路徑↓校核↓后處理表 6-1 CAM 編程的一般步驟數(shù)控編程方法可分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。（1）手工編程是指主要由人工來(lái)完成數(shù)控機(jī)床程序編制各個(gè)階段的工作。當(dāng)被加工零件形狀不十分復(fù)雜和程序較短時(shí)，都可以采用手工編程的方法。（2）自動(dòng)編程自動(dòng)編程是指借助數(shù)控語(yǔ)言編程系統(tǒng)或圖形編程系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)來(lái)自動(dòng)生成零件加工程序的過(guò)程。編程人員只需根據(jù)加工對(duì)象及工藝要求，借助數(shù)控語(yǔ)18言編程系統(tǒng)規(guī)定的數(shù)控編程語(yǔ)言或圖形編程系統(tǒng)提供的圖形菜單功能，對(duì)加工過(guò)程與要求進(jìn)行較簡(jiǎn)便的描述，而由編程系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出加工運(yùn)動(dòng)軌跡，并輸出零件數(shù)控加工程序。由于在計(jì)算機(jī)上可自動(dòng)地繪出所編程序的圖形及進(jìn)給軌跡，所以能及時(shí)地檢查程序是否有錯(cuò)，并進(jìn)行修改，得到正確的程序。為了節(jié)省編程時(shí)間，提高效率，保證刀具路徑的正確性，選擇該零件程序使用 ug 軟件進(jìn)行自動(dòng)編程。6.2 編程坐標(biāo)系的確定由零件圖可知，該零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在零件的對(duì)稱中心上，故在編程時(shí)將其編程原點(diǎn)設(shè)置在此處能夠方便對(duì)刀和編程。6.3 走刀路線的生成該零件結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，故選用 UG 軟件進(jìn)行自動(dòng)生成刀具軌跡，其各工序工步的軌跡路線如下：圖 6-1 走刀路線圖19圖 6-2 走刀路線圖圖 6-3 走刀路線圖20圖 6-4 走刀路線圖圖 6-5 走刀路線圖后處理程序21銑床程序N0010 G00 G90 X-10.748 Y-8.9945 U0.0 V0.0N0020 G01N0030 X-10.6299N0040 X10.6299N0050 Y-7.3592N0060 X-10.6299N0070 Y-5.7238N0080 X10.6299N0090 Y-4.0884N0100 X-10.6299N0110 Y-2.4531N0120 X10.6299N0130 Y-.8177N0140 X-10.629922N0150 Y.8177N0160 X10.6299N0170 Y2.4531N0180 X-10.6299N0190 Y4.0884N0200 X10.6299N0210 Y5.7238N0220 X-10.6299N0230 Y7.3592N0240 X10.6299N0250 Y8.9945N0260 X-10.6299N0270 X-10.748N0280 M02鉆孔程序%N0010 G40 G17 G90 G70N0020 G91 G28 Z0.0N0030 T00 M06N0040 G00 G90 X-7.4803 Y-7.4803 S0 M03N0050 G43 Z8.2087 H00N0060 G82 Z5.0591 R8.2087 F9.8N0070 Y7.4803N0080 X7.4803N0090 Y-7.4803N0100 G80N0110 M02%23設(shè)計(jì)總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是這三年學(xué)習(xí)過(guò)程中最后的一次綜合性作業(yè)，也是一種總結(jié)性的實(shí)踐教學(xué)課程。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，能使學(xué)生做學(xué)的各種理論知識(shí)和技能得以綜合運(yùn)用，并且能進(jìn)行全面、系統(tǒng)、嚴(yán)格的技術(shù)及基本能力的訓(xùn)練。通過(guò)一定時(shí)間的校內(nèi)學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)獲得了相應(yīng)的理論知識(shí)和一定的專業(yè)技能，進(jìn)入工廠的實(shí)踐操作有時(shí)我們獲得了一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，是我們更好地理解了所學(xué)理論知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用。而在時(shí)間的過(guò)程中所涉及到的一些問(wèn)題，又能促進(jìn)我們帶只這些疑問(wèn)來(lái)積極地探索。畢業(yè)設(shè)計(jì)貫穿了理論聯(lián)系實(shí)際的原則，有助于提高我們適應(yīng)未來(lái)崗位的能力。 幾個(gè)星期以來(lái)，從開(kāi)始到畢業(yè)設(shè)計(jì)完成，每一步對(duì)我來(lái)說(shuō)都是新的嘗試和挑戰(zhàn)，在做這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中使我學(xué)到很多知識(shí)，我感到無(wú)論做什么事情只有真真正正用心去做，才會(huì)使自己有更快的成長(zhǎng)和提高。我相信，通過(guò)這次的實(shí)踐，我對(duì)數(shù)控加工有了進(jìn)一步了解，使我在以后的加工過(guò)程中避免很多不必要的錯(cuò)誤，有能力加工出精度更高、更復(fù)雜的產(chǎn)品。24致謝本論文在 XX 老師和殷老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下已完成。在學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著老師的精心指導(dǎo)和無(wú)私的關(guān)懷，使我受益匪淺。在此向老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本設(shè)計(jì)能夠順利的完成，歸功于老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠良好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。同時(shí)我在網(wǎng)上也搜集了不少相關(guān)資料，才使我的畢業(yè)論文順利完成。在此我再次向幫助我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的所有人表示由衷的感謝。通過(guò)此次設(shè)計(jì)使我掌握了科學(xué)研究的基本方法和思路，為今后的工作打下了基礎(chǔ)，在以后的日子我將會(huì)繼續(xù)保持這份做學(xué)問(wèn)的態(tài)度和熱情.25參考文獻(xiàn)1. 數(shù)控加工工藝與裝備［M］.李華志主編.北京：清華大學(xué)出版社，20052. UG NX4.0 中文版數(shù)控加工典型范例教程［M］.鄭貞平編著.北京：電子工業(yè)出版社，20073. 數(shù)控編程——UG NX 4 中文版實(shí)例詳解［M］.何華姝編著.北京：人民郵電出版社，2008.14. UG NX4.0 數(shù)控加工實(shí)例教程［M］.張俊華編著.北京：電子工業(yè)出版社，20075. UG NX4 數(shù)控加工實(shí)例精解［M］.曹巖主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20076. 機(jī)械加工工藝手冊(cè)［M］. 孟少龍主編. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19927. 數(shù)控加工編程實(shí)用技術(shù)［M］. 許祥泰主編. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20048. 數(shù)控加工技術(shù)［M］. 李斌主編.北京：高等教育出版社，20019. 機(jī)械制造工藝［M］. 王先逵主編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199510. 數(shù)控加工編程及操作［M］. 余英良主編.北京：高等教育出版社，2004