典型數(shù)控加工零件的UG造型與仿真加工

典型數(shù)控加工零件的UG造型與仿真加工,典型,數(shù)控,加工,零件,ug,造型,仿真 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 論文題目： 典型數(shù)控加工零件的UG造型與仿真加工 所屬系部： 航空制造工程系 指導(dǎo)老師： 職 稱 ： 講師 學(xué)生姓名： 班級、學(xué)號: 專 業(yè)： 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制 2013年3月1日 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃表 日 期 工 作 內(nèi) 容 執(zhí) 行 情 況 指導(dǎo)教師 簽 字 第一周 查詢資料 第二周 零件造型 第三周 編制數(shù)控加工工藝卡、確定切削參數(shù)、刀具等 第四周 --- 第五周 仿真加工，修改程序，實(shí)際加工 第六周--- 第七周 編寫說明書、填寫各種卡片 第八周 繪圖（零件圖、標(biāo)準(zhǔn)視圖并打印） 教師對進(jìn)度計(jì)劃實(shí)施情況總評 　　　　　　　　　　　　　　　　　 簽名 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年 月 日 本表作評定學(xué)生平時(shí)成績的依據(jù)之一。 摘 要 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，它對一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。隨著科技的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)也在不斷的發(fā)展更新，現(xiàn)在數(shù)控技術(shù)也稱計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)，加工軟件的更新快，CAD/CAM的應(yīng)用是一項(xiàng)實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)。如像UG , PRO/E , Master CAM ,CAXA制造工程師等。 數(shù)控技術(shù)是技術(shù)性極強(qiáng)的工作，尤其在模具領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛，所以這要求從業(yè)人員具有很高的機(jī)械加工工藝知識，數(shù)控編程知識和數(shù)控操作技能。本文主要通過對復(fù)雜零件的數(shù)控工藝分析與加工，綜合所學(xué)的專業(yè)知識，全面考慮可能影響銑削的因素，設(shè)計(jì)其加工工藝和編輯程序，完成要求。 關(guān)鍵詞: 銑削、CAD/CAM、UG、數(shù)控加工 Abstract With the development of numerical control technology, numerical control technology for the traditional manufacturing industry has brought the revolutionary change, manufacturing has become the symbol of industrialization,and with the development of technology and application domain expansion. It is important to some of the development of industry that plays a more and more important role. With the development of science and technology, numerical control technology is in the development of updates. Now, numerical control technology are called computer numerical control technology. The application of CAD/CAM is a practical technique, like UG, PRO/E, Master CAM, CAXA manufacturing engineers, etc. Numerical control technology is highly technical work, especially in the mold domain. Practitioners requires high machining technology knowledge, CNC programming knowledge and skills.This text based on the analysis of nc craft and machining, comprehensive knowledge of professional knowledge, comprehensive consideration the influence factors of milling process, design the craft and editing program, complete requirements. Keywords: milling, CAD/CAM, UG, nc machining 目 錄 摘 要 IV Abstract V 第1章 緒論 1 1.1選題背景 1 1.2選題意義 2 1.3 論文結(jié)構(gòu) 2 第2章 零件加工工藝的分析 3 2.1 零件結(jié)構(gòu)的分析 3 2.2毛坯、加工余量分析 4 2.3 定位基準(zhǔn)分析 5 第3章 零件的三維造型 5 3.1 UG軟件介紹 5 3.2 基于UG的零件的建模 6 第4章 零件加工工藝過程設(shè)計(jì) 20 4.1 機(jī)床選擇 20 4.2 夾具的選擇 21 4.3 工序方案的確定 23 4.4 走刀路線的確定 24 4.5 刀具的選擇 27 4.6 切削用量的選擇 29 4.7 切削液的選擇 33 4.8 對刀點(diǎn)的選擇 33 4.9 工藝文件編制 35 第5章 零件的數(shù)控加工編程 36 5.1 初始參數(shù)設(shè)定 36 5.2 創(chuàng)建刀具 37 5.3 創(chuàng)建粗加工操作 37 5.4 創(chuàng)建半精加工操作 39 5.5 創(chuàng)建等高加工操作 41 5.6 創(chuàng)建固定軸輪廓加工操作 42 5.7 創(chuàng)建清根加工操作 43 5.8 模擬刀軌及后處理 44 結(jié) 論 46 參考文獻(xiàn) 47 致 謝 48 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第1章 緒論 1.1選題背景 數(shù)控（Numerical Control 簡稱:NC）技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺或多臺機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動(dòng)控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)國防、汽車等的發(fā)展起著越來越重要的作用，這些行業(yè)裝備數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢，如：橋式三、五坐標(biāo)高速數(shù)控龍門銑床、龍門移動(dòng)式五座標(biāo)AC擺角數(shù)控龍門銑床、龍門移動(dòng)式三座標(biāo)數(shù)控龍門銑床等。 1.高速化發(fā)展新趨勢 　　隨著數(shù)控系統(tǒng)核心處理器性能的進(jìn)步，目前高速加工中心進(jìn)給速度最高可達(dá)80m/min，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3小時(shí)，在普通銑床加工需8小時(shí)。 　　由于機(jī)構(gòu)各組件分工的專業(yè)化，在專業(yè)主軸廠的開發(fā)下，主軸高速化日益普及。過去只用于汽車工業(yè)高速化的機(jī)種（每分鐘１．５萬轉(zhuǎn)以上的機(jī)種），現(xiàn)在已成為必備的機(jī)械產(chǎn)品要件。 2、精密化加工發(fā)展新趨勢 　　隨著伺服控制技術(shù)和傳感器技術(shù)的進(jìn)步，在數(shù)控系統(tǒng)的控制下，機(jī)床可以執(zhí)行亞微米級的精確運(yùn)動(dòng)。在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(0.01μm)。 3.開放化發(fā)展新趨勢 　　由于計(jì)算機(jī)硬件的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，以及軟件模塊化，開放化技術(shù)的日益成熟，數(shù)控技術(shù)開始進(jìn)入開放化的階段。開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性。美國、歐共體和日本等國紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃，并進(jìn)行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個(gè)最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計(jì)劃和技術(shù)規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個(gè)新的變革時(shí)期的來臨。我國在2000年也開始進(jìn)行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。 4.復(fù)合化發(fā)展新趨勢 隨著產(chǎn)品外觀曲線的復(fù)雜化致使模具加工技術(shù)必須不斷升級，對數(shù)控系統(tǒng)提出了新的需求。機(jī)床五軸加工、六軸加工已日益普及，機(jī)床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢。新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實(shí)現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動(dòng)加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。 1.2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)的知識應(yīng)用于實(shí)際中，加深對知識的掌握程度，提升自身的實(shí)際工作能力，故選取《基于UG的撥叉凹模的數(shù)控銑削加工》的課題，綜合所學(xué)知識，解決出現(xiàn)的問題，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，通過一系列的作業(yè)操作，完成對零件的加工任務(wù)。通過此次課題，可以學(xué)習(xí)到很多加工和工藝方面的知識，為以后工作打下基礎(chǔ)。 1.3 論文結(jié)構(gòu) 第1章為緒論，介紹選題背景及意義。 第2章為零件加工工藝的分析，分析零件結(jié)構(gòu)、工藝性等。 第3章為零件的三維造型，利于UG建立零件模型。 第4章為零件加工工藝過程設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)零件的加工工藝。 第5章為零件的數(shù)控加工編程，利于UG對零件編程、加工以及后處理。 第2章 零件加工工藝的分析 2.1 零件結(jié)構(gòu)的分析 通過圖形分析可知： 1. 零件涉及自由曲面、光滑過渡等復(fù)雜造型方法 2. 零件可以通過建立草圖、拉伸（包括角度拉伸）、倒圓角、掃掠等常用命令進(jìn)行造型 3. 零件材料為45鋼，而且壁厚較厚，加工中強(qiáng)度足夠夠，不容易變形。 4. 由于零件存在2度角，所以在三軸加工中心上一次裝夾完成，斜面利用刀具側(cè)刃進(jìn)行加工。 5. 該零件包括曲面、型腔、島嶼、拔模角等結(jié)構(gòu)，形狀比較復(fù)雜，但是工序相對容易，表面質(zhì)量和精度要求不高，所以綜合考慮，工序安排比較關(guān)鍵。 6. 由于內(nèi)腔較深，所以選刀具要選長一些的刀具，同時(shí)注意刀具剛度。 7. 為了保證加工精度和表面質(zhì)量，根據(jù)毛胚質(zhì)量（主要是指形狀和尺寸），分析采用一次定位裝夾加工完成，按照先主后次、先近后遠(yuǎn)、先里后外、先粗加工后精加工的原則依次劃分工序加工.。 2.2毛坯、加工余量分析 （1）毛坯分析 根據(jù)零件的設(shè)計(jì)和運(yùn)用領(lǐng)域等方面，零件材料、性能以及現(xiàn)有的設(shè)備要求，選擇零件的材料，板料鋼件為未經(jīng)淬硬處理的45鋼鍛件。 材料名稱: 優(yōu)質(zhì)碳素鋼，GB699-88。 退火鋼抗拉強(qiáng)度:≥600(MPa)； 屈服強(qiáng)度:≥355(MPa)； 延 長 率:≥16% 斷面收縮率:≥40%； 布氏硬度: ≤197（HB）； 特性及應(yīng)用:未熱處理時(shí)：HB≤229，熱處理：正火。強(qiáng)度較高，塑性和韌性尚好，最常用中碳調(diào)質(zhì)鋼，綜合力學(xué)性能良好，用于制作承受負(fù)荷較大的小截面調(diào)質(zhì)件和應(yīng)力較小的大型正火零件，以及對心部強(qiáng)度要求不高的表面淬火零件。 根據(jù)情況盡量使各個(gè)表面上的余量均勻。由于零件尺寸為300mm×250mm×100mm，所以選擇毛坯尺寸為310mm×260mm×110mm的毛料。 （2）加工余量的分析 根據(jù)精度要求，該圖的尺寸精度要求較高，即需要有余量的計(jì)算，正確規(guī)定加工余量的數(shù)值，是完成加工要求的重要任務(wù)之一。一般加工余量的大小決定于下列因素: 1　 表面粗糙度（Ra）； 2　 材料表面缺陷層深度； 3　 空間偏差； 4　 表面幾何形狀誤差； 5　 裝夾誤差； 6　 實(shí)際的加工要求和材料性能。 在具體確定工序的加工余量時(shí)，應(yīng)根據(jù)下列條件選擇大?。? 1　 對最后的加工工序，加工余量應(yīng)達(dá)到圖紙上所規(guī)定的表面粗糙度和精度要求； 2　 考慮加工方法、設(shè)備的剛性以及零件可能發(fā)生的變形； 3　 考慮零件熱處理時(shí)引起的變形； 4　 考慮被加工零件的大小，零件愈大，由于切削力、內(nèi)應(yīng)力引起的變形也會增加，因此要求加工余量也相應(yīng)地大一些。 2.3 定位基準(zhǔn)分析 定位基準(zhǔn)是工件在裝夾定位時(shí)所依據(jù)的基準(zhǔn)。該零件首先在普通銑床上以一個(gè)毛坯件的一個(gè)平面為粗基準(zhǔn)定位，將毛料的精加工定位面銑削出來，并達(dá)到規(guī)定的要求和質(zhì)量，作為夾持面，再以夾持面為精基準(zhǔn)裝夾來加工零件，最后再將粗基準(zhǔn)面加工到尺寸要求。由于本零件主要是型腔加工，所以只加工六個(gè)面到尺寸，在平口虎鉗上裝夾即可完全定位。 第3章 零件的三維造型 3.1 UG軟件介紹 UG（Unigraphics NX）是EDS公司出品的一個(gè)產(chǎn)品工程解決方案，它為用戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及加工過程提供了數(shù)字化造型和驗(yàn)證手段。Unigraphics NX針對用戶的虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)的需求，提供了經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證的解決方案。 來自UGS PLM的NX使企業(yè)能夠通過新一代數(shù)字化產(chǎn)品開放系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)向產(chǎn)品全生命周期管理轉(zhuǎn)型的目標(biāo)。NX包含了企業(yè)中應(yīng)用最廣泛的集成應(yīng)用套件，用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程和制造全范圍的開發(fā)過程。 如今制造業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)是，通過產(chǎn)品開發(fā)的技術(shù)創(chuàng)新，在持續(xù)的成本縮減以及收入和利潤的逐漸增加的要求之間取得平衡。為了真正地支持革新，必須評審更多的可選設(shè)計(jì)方案，而且在開發(fā)過程中必須根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)中所獲得的知識更早地做出關(guān)鍵性的決策。 NX是UGS PLM新一代數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，它可以通過過程變更來驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品革新。NX獨(dú)特之處是其知識管理基礎(chǔ)，它使得工程專業(yè)人員能夠推動(dòng)革新以創(chuàng)造出更大的利潤。NX可以管理生產(chǎn)和系統(tǒng)性能知識，根據(jù)已知準(zhǔn)則來確認(rèn)每一設(shè)計(jì)決策。 NX建立在為客戶提供無與倫比的解決方案的成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，這些解決方案可以全面地改善設(shè)計(jì)過程的效率，削減成本，并縮短進(jìn)入市場的時(shí)間。通過再一次將注意力集中于跨越整個(gè)產(chǎn)品生命周期的技術(shù)創(chuàng)新，NX的成功已經(jīng)得到了充分的證實(shí)。這些目標(biāo)使得NX通過無可匹敵的全范圍產(chǎn)品檢驗(yàn)應(yīng)用和過程自動(dòng)化工具，把產(chǎn)品制造早期的從概念到生產(chǎn)的過程都集成到一個(gè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理和協(xié)同的框架中。 工業(yè)設(shè)計(jì)和風(fēng)格造型 NX為那些培養(yǎng)創(chuàng)造性的產(chǎn)品技術(shù)革新的工業(yè)設(shè)計(jì)和風(fēng)格提供了強(qiáng)有力的解決方案。利用NX建模，工業(yè)設(shè)計(jì)師能夠迅速地建立和改進(jìn)復(fù)雜的產(chǎn)品形狀，并且使用先進(jìn)的渲染和可視化工具來最大限度地滿足設(shè)計(jì)概念的審美要求。 產(chǎn)品設(shè)計(jì) NX包括了世界上最強(qiáng)大、最廣泛的產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用模塊。NX具有高性能的機(jī)械設(shè)計(jì)和制圖功能，為制造設(shè)計(jì)提供了高性能和靈活性，以滿足客戶設(shè)計(jì)任何復(fù)雜產(chǎn)品的需要。NX優(yōu)于通用的設(shè)計(jì)工具，具有專業(yè)的管路和線路設(shè)計(jì)系統(tǒng)、鈑金模塊、專用塑料設(shè)計(jì)模塊和其他行業(yè)設(shè)計(jì)所需的專業(yè)應(yīng)用程序。 仿真、確認(rèn)和優(yōu)化 NX允許制造商以數(shù)字化的方式仿真、確認(rèn)和優(yōu)化產(chǎn)品及其開發(fā)過程。通過在開發(fā)周期中較早地運(yùn)用數(shù)字化仿真性能，制造商可以改善產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)減少或消除對于物理樣機(jī)的昂貴耗時(shí)的設(shè)計(jì)、構(gòu)建，以及對變更周期的依賴。 開發(fā)環(huán)境 NX產(chǎn)品開發(fā)解決方案完全支持制造商所需的各種工具，可用于管理過程并與擴(kuò)展的企業(yè)共享產(chǎn)品信息。NX與UGS PLM的其他解決方案的完整套件無縫結(jié)合。這些對于CAD、CAM和CAE在可控環(huán)境下的協(xié)同，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字化實(shí)體模型和可視化都是一個(gè)補(bǔ)充。 3.2 基于UG的零件的建模 ? 點(diǎn)擊草圖按鈕，進(jìn)入草圖界面 ? 綜合各種方法，建立草圖模型，利于尺寸約束確定形狀 ? 單擊完成草圖按鈕，回到建模界面，建立底部模型 ? ，利用拉伸建立底部實(shí)體 拉伸生成實(shí)體 點(diǎn)確定生成實(shí)體模型 創(chuàng)建中間凸起部分的草圖 建立凸起部分參考面 創(chuàng)建凸起邊緣線1 通過直紋操作生成中間凸起的面 通過直紋操作生成中間凸起邊緣側(cè)面 縫合凸起部分,生成實(shí)體 將凸起部分和底部基本合并操作 偏移面 創(chuàng)建四周切除 創(chuàng)建基準(zhǔn)面 創(chuàng)建中部掏空 拉伸操作 創(chuàng)建2側(cè)帶斜度的面,通過拉伸成實(shí)體或切除操作實(shí)現(xiàn)這段復(fù)雜的實(shí)體造型 創(chuàng)建2側(cè)帶斜度的面,通過拉伸成實(shí)體或切除操作實(shí)現(xiàn)這段復(fù)雜的實(shí)體造型 草繪操作 創(chuàng)建2側(cè)帶斜度的面,通過拉伸成實(shí)體或切除操作實(shí)現(xiàn)這段復(fù)雜的實(shí)體造型 創(chuàng)建2側(cè)帶斜度的面,通過拉伸成實(shí)體或切除操作實(shí)現(xiàn)這段復(fù)雜的實(shí)體造型 創(chuàng)建2側(cè)帶斜度的面,通過拉伸成實(shí)體或切除操作實(shí)現(xiàn)這段復(fù)雜的實(shí)體造型 創(chuàng)建通過拉伸成實(shí)體或切除操作實(shí)現(xiàn)這段復(fù)雜的實(shí)體造型 圓角各邊操作 ? 利用拉伸操作，建立島嶼 ? 利用拉伸、求差等操作，建立模型 ? 綜合各種方法，建立最終模型，效果如圖 第4章 零件加工工藝過程設(shè)計(jì) 4.1 機(jī)床選擇 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也越來越快，數(shù)控機(jī)床也正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展。 高性能：隨著數(shù)控系統(tǒng)集成度的增強(qiáng)，數(shù)控機(jī)床也實(shí)現(xiàn)多臺集中控制，甚至遠(yuǎn)距離遙控。 高精度：數(shù)控機(jī)床本身的精度和加工件的精度越來越高，而精度的保持性要好。 高速度：數(shù)控機(jī)床各軸運(yùn)行的速度將大大加快。 高柔性：數(shù)控機(jī)床的柔性化將向自動(dòng)化程度更高的方向發(fā)展，將管理、物流及各相應(yīng)輔機(jī)集成柔性制造系統(tǒng)。 模塊化：數(shù)控機(jī)床要縮短周期和降低成本，就必然向模塊化方向發(fā)展，這既有利于制造商又有利于客戶。 數(shù)控機(jī)床使用范圍越來越大，國內(nèi)國際市場容量也越來越大，但競爭也會加劇，我們只有緊跟先進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的大方向，并不斷創(chuàng)新，才能趕超世界先進(jìn)水平。 不同類型的零件應(yīng)在不同的數(shù)控機(jī)床上加工，要根據(jù)零件的設(shè)計(jì)要求選擇數(shù)控機(jī)床。數(shù)控車床適合于加工形狀比較復(fù)雜的軸類零件盒由復(fù)雜曲線回轉(zhuǎn)形成的模具內(nèi)型腔。數(shù)控立式鏜銑床盒立式加工中心適于加工箱體、箱蓋、平面凸輪、樣板、形狀復(fù)雜平面或立體零件、泵體閥體、殼體等。多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的臥室加工中心還可用于加工各種復(fù)雜的曲線、曲面、葉輪、模具等。總之，不同類型的零件要選用相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床加工，易發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效率和特點(diǎn)。 數(shù)控銑床加工中心加工柔性比普通數(shù)控銑床優(yōu)越，有一個(gè)自動(dòng)換刀的伺服系統(tǒng)，對于工序復(fù)雜的零件需要多把刀加工，在換刀的時(shí)候可以減少很多輔助時(shí)間，很方便，而且能夠加工更加復(fù)雜的曲面等工件。因此，提高加工中心的效率便成為關(guān)鍵，而合理運(yùn)用編程技巧，編制高效率的加工程序，對提高機(jī)床效率往往具有意想不到的效果。 綜合以上因素，選擇KVC650加工中心，參數(shù)如下： 工作臺面尺寸 （長×寬） 405×1307（mm） 主軸錐孔/刀柄形式 24ISO40 / BT40（MAS403） 工作臺最大縱向行程 650mm 主配控制系統(tǒng) FANUC 0iMate-MC 工作臺最大橫向行程 450mm 換刀時(shí)間（s） 6.5s 主軸箱垂向行程 500mm 主軸轉(zhuǎn)速范圍 60—6000( r/min) 工作臺T型槽 （槽數(shù)-寬度×間距） 5-16×60mm 快速移動(dòng)速度 10000（mm/min） 主電動(dòng)機(jī)功率 5.5/7.5（kw） 進(jìn)給速度 5—800（mm/min） 脈沖當(dāng)量（mm/脈沖） 0.001 工作臺最大承載(kg) 700kg 機(jī)床外形尺寸 (長×寬×高)(mm) 2540mm×2520mm×2710mm 機(jī)床重量(?kg) 4000kg 4.2 夾具的選擇 1.夾具的選擇 機(jī)械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置稱為夾具，又稱卡具。從廣義上說，在工藝過程中的任何工序，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。例如焊接夾具、檢驗(yàn)夾具、裝配夾具、機(jī)床夾具等。在機(jī)床上加工工件時(shí)，為使工件的表面能達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀以及與其他表面的相互位置精度等技術(shù)要求 ，加工前必須將工件裝好（定位）、夾牢（夾緊）。 夾具通常由定位元件（確定工件在夾具中的正確位置）、夾緊裝置 、對刀引導(dǎo)元件(確定刀具與工件的相對位置或?qū)б毒叻较?、分度裝置（ 使工件在一次安裝中能完成數(shù)個(gè)工位的加工，有回轉(zhuǎn)分度裝置和直線移動(dòng)分度裝置兩類）、連接元件以及夾具體（夾具底座）等組成。 夾具種類按使用特點(diǎn)可分為： ①萬能通用夾具。如機(jī)用虎鉗、卡盤、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等，有很大的通用性，能較好地適應(yīng)加工工序和加工對象的變換，其結(jié)構(gòu)已定型，尺寸、規(guī)格已系列化，其中大多數(shù)已成為機(jī)床的一種標(biāo)準(zhǔn)附件。 ②專用性夾具。為某種產(chǎn)品零件在某道工序上的裝夾需要而專門設(shè)計(jì)制造，服務(wù)對象專一，針對性很強(qiáng)，一般由產(chǎn)品制造廠自行設(shè)計(jì)。常用的有車床夾具、銑床夾具、鉆模(引導(dǎo)刀具在工件上鉆孔或鉸孔用的機(jī)床夾具)、鏜模(引導(dǎo)鏜刀桿在工件上鏜孔用的機(jī)床夾具)和隨行夾具（用于組合機(jī)床自動(dòng)線上的移動(dòng)式夾具）。 ③可調(diào)夾具?？梢愿鼡Q或調(diào)整元件的專用夾具。④組合夾具。由不同形狀、規(guī)格和用途的標(biāo)準(zhǔn)化元件組成的夾具，適用于新產(chǎn)品試制和產(chǎn)品經(jīng)常更換的單件、小批生產(chǎn)以及臨時(shí)任務(wù)。 2. 裝夾方案的選擇 在確定裝夾方案時(shí)，只需根據(jù)已選定的加工表面和定位基準(zhǔn)定工件的定位夾緊方式，并選擇合適的夾具。在選用夾具時(shí)，在能用普通夾具裝夾加工的盡可能的選用普通夾具，在經(jīng)濟(jì)效應(yīng)上可以減少成本的開支。數(shù)控機(jī)床上用的夾具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求，所以我根據(jù)零件的形狀考慮選擇平口鉗。此時(shí)，主要考慮以下幾點(diǎn)： 1　 夾緊機(jī)構(gòu)或其它元件不得影響進(jìn)給，加工部位要敞開； 2　 必須保證最小的夾緊變形； 3　 裝卸方便，輔助時(shí)間應(yīng)盡量短； 4　 對小型零件或工序時(shí)間不長的零件，可以考慮在工作臺上同時(shí)裝夾幾件進(jìn)行加工，以提高加工效率； 5　 夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單； 6　 夾具應(yīng)便于與機(jī)床工作臺及工件定位表面間的定位元件連接。 該零件形狀規(guī)則，四個(gè)側(cè)面較光整，加工面與加工面之間的位置精度要求不高。所以以底面和兩個(gè)側(cè)面作為定位，用虎鉗從工件側(cè)面夾緊。利用虎鉗將毛坯件進(jìn)行裝夾，長度方向平行于X軸方向，底下墊平行塊起支撐作用。 注意：工件裝夾不能裝得太深（保證紅色尺寸為40），以免加工中傷及平口鉗 4.3 工序方案的確定 一般數(shù)控銑削采用工序集中的方式，這時(shí)工步的順序就是工序分散時(shí)的工序順序，可以按一般切削加工順序安排的原則進(jìn)行。通常按照從簡單到復(fù)雜，先加工平面、溝槽、孔，再加工內(nèi)腔、外形，最后加工曲面；先加工精度要求低的表面，再加工精度要求高的部位等。在安排數(shù)控銑削加工工序的順序時(shí)還應(yīng)該注意以下問題： 1. 上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有普通機(jī)床加工工序的也要綜合考慮。 2. 一般先進(jìn)行內(nèi)腔加工工序，后進(jìn)行外形加工工序。 3. 以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)與換刀次數(shù)。 4. 在同一安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對工件剛性破壞較小的工序。 根據(jù)零件圖樣和技術(shù)要求，制定一套加工用時(shí)少，經(jīng)濟(jì)成本花費(fèi)少，又能保證加工質(zhì)量的工藝方案。下面分析這套工藝方案 通常毛料未經(jīng)任何處理時(shí)，外表有一層硬皮，硬度很高，很容易磨損刀具，所以首先在普通銑床上銑削6個(gè)面，達(dá)到尺寸要求即可。 銑削毛坯六個(gè)面（普通銑床）→銑削上表面→粗銑內(nèi)腔（開粗）→半精銑內(nèi)腔及斜面→精銑壁→精銑底部曲面及斜面→清根 注意事項(xiàng)： ? 上表面由于精度要求不高，所以在開粗時(shí)直接加工到位，壁留1mm加工余量。 ? 根據(jù)內(nèi)腔輪廓尺寸要求、圓弧曲率及其加工精度要求可知：依其深度分層粗加工，留有合適的加工余量，所以要采用粗加工—半精加工—精加工方案來加工完成，以滿足加工要求。 ? 半精銑壁留0.25mm加工余量。 ? 內(nèi)腔有島嶼，壁為5°的拔模角，所以要合理設(shè)置加工參數(shù)。 ? 圓弧槽的加工沒有什么限制，只是要求在精加工后加上清根操作。 ? 整個(gè)加工型腔比較深，所以在選刀具的時(shí)候要注意刀刃刀桿的長度，防止過切撞刀。 4.4 走刀路線的確定 走刀路線就是刀具在整個(gè)加工工序中的運(yùn)動(dòng)軌跡，合理安排走刀路線不但可以提高切削效率，還可以提高零件的表面精度。對于數(shù)控銑床，還應(yīng)考慮幾個(gè)方面：能保證零件的加工精度和表面粗制度的要求；使走刀路線最短，既可以簡化程序段，又可以減少刀具空行程時(shí)間，提高加工效率；應(yīng)使數(shù)值的計(jì)算簡單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量。 1. 尋求最短加工路線 如加工圖3-17(a)所示零件上的孔系。3-17（b）圖的走刀路線為加工完外圓孔后，再加工內(nèi)圓孔。若改用3-17（c）圖的走刀路線，減少空刀時(shí)間，則可節(jié)省定位時(shí)間近一倍，提高了加工效率。 2. 最終輪廓一次走刀完成 為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀中連續(xù)加工出來。如圖3-18（a）為用行切方式加工內(nèi)腔的走刀路線，這種走刀能切除內(nèi)腔中的全部余量，不留死角，不傷輪廓。但行切法將在兩次走刀的起點(diǎn)和終點(diǎn)間留下殘留高度，而達(dá)不到要求的表面粗糙度。所以如采用3-18（b）的走刀路線，先用行切法，最后沿周向環(huán)切一刀，光整輪廓表面，能獲得較好的效果。圖3-18(c)也是一種較好的走刀路線方式。 3. 選擇切入切出方向 考慮刀具的進(jìn)、退到（切入、切出）路線時(shí)，刀具的切出或切入點(diǎn)應(yīng)在沿零件輪廓的切線上，以保證工件輪廓光滑；應(yīng)避免在工件輪廓面上垂直上、下刀而劃傷工件表面；盡量減少在輪廓加工切削過程中的暫停（切削力突然變化造成彈性變形），以免留下刀痕。 4. 選擇使工件在加工后變形小的路線 對橫截面積小的細(xì)小零件或薄板零件應(yīng)采用分幾次走刀加工到最后尺寸或?qū)ΨQ余量法安排走刀路線。安排工步時(shí)，應(yīng)先安排對工件剛性破壞較小的工步。 下刀方式： （1） 輪廓加工中的進(jìn)刀方式 輪廓加工進(jìn)刀方式一般有兩種:法線進(jìn)刀和切線進(jìn)刀，如圖1（a）所示。由于法線進(jìn)刀容易產(chǎn)生刀痕，因此一般只用于粗加工或者表面質(zhì)量要求不高的工件。法線進(jìn)刀的路線較切線進(jìn)刀短，因而切削時(shí)間也就相應(yīng)較短。 圖1 法線進(jìn)刀與切線進(jìn)刀方式 在一些表面質(zhì)量要求較高的輪廓加工中，通常采用加一條進(jìn)刀引線再圓弧切入的方式，使圓弧與加工的第一條輪廓線相切，能有效地避免因法線進(jìn)刀而產(chǎn)生刀痕，如圖1（b）所示。而且在切削毛坯余量較大時(shí)離開工件輪廓一段距離下刀再切入，很好地起到了保護(hù)立銑刀的作用。?需要說明的是:在手工編寫輪廓銑削程序時(shí)為了編程的方便，或者為了彌補(bǔ)刀具的磨損，常常采用刀補(bǔ)方式進(jìn)行編程，即在編程時(shí)可以不考慮刀具的半徑，直接按圖樣尺寸編程，再在加工時(shí)輸入刀具的半徑(或補(bǔ)償量)至指定的地址進(jìn)行加工。但要注意切入圓弧的R值需大于所使用的刀具半徑r，否則無法建立補(bǔ)償而出現(xiàn)報(bào)警。至于進(jìn)刀引線的長短則要根據(jù)實(shí)際情況計(jì)算，但要注意減少空刀的行程。 （2）、挖槽和型腔加工中的進(jìn)刀方式 對于封閉型腔零件的加工，下刀方式主要有垂直下刀、螺旋下刀和斜線以下刀三種，下面就如何選擇各下刀方式進(jìn)行說明。 1 垂直下刀 1　 小面積切削和零件表面粗糙度要求不高的情況； 使用鍵槽銑刀直接垂直下刀并進(jìn)行切削。雖然鍵槽銑刀其端部刀刃通過銑刀中心，有垂直吃刀的能力，但由于鍵槽銑刀只有兩刃切削，加工時(shí)的平穩(wěn)性也就較差，因而表面粗糙度較低;同時(shí)在同等切削條件下，鍵槽銑刀較立銑刀的每刃切削量大，因而刀刃的磨損也就較大，在人面積切削中的效率較低。所以，采用鍵槽銑刀直接垂直下刀并進(jìn)行切削的方式，通常只用于小面積切削或被加工零件表面粗糙度要求不高的情況。 2　 大面積切削和零件表面粗糙度要求較高的情況。 大面積的型腔一般采用加工時(shí)具有較高的平穩(wěn)性和較長使用壽命的立銑刀來加工，但由于立銑刀的底切削刃沒有到刀具的中心，所以立銑刀在垂直進(jìn)刀時(shí)沒有較大切深的能力，因此一般先采用鍵槽銑刀(或鉆頭)垂直進(jìn)刀后，再換多刃立銑刀加工型腔。在利用CAM軟件進(jìn)行編程的時(shí)候，一般都會提供指定點(diǎn)下刀的選項(xiàng)。 2 螺旋下刀 ??? 螺旋下刀方式是現(xiàn)代數(shù)控加工應(yīng)用較為廣泛的下刀方式，特別是模具制造行業(yè)中應(yīng)用最為常見。刀片式合金模具銑刀可以進(jìn)行高速切削，但和高速鋼多刃立銑刀一樣在垂直進(jìn)刀時(shí)沒有較大切深的能力。但可以通過螺旋下刃的方式(圖7所示)，通過刀片的側(cè)刃和底刃的切削，避開刀具中心無切削刃部分與工件的干涉，使刃具沿螺旋朝深度方向漸進(jìn)，從而達(dá)到進(jìn)刀的目的。這樣，可以在切削的平穩(wěn)性與切削效率之間取得一個(gè)較好的平衡點(diǎn)。 螺旋半徑的大小一般情況下應(yīng)大于刀具直徑的50%，但螺旋半徑過大，進(jìn)刀的切削路程就越長，下刀耗費(fèi)的時(shí)間也就越長，一般不超過刀具直徑的大小，螺距的數(shù)值要根據(jù)刀具的吃深能力而定，一般在0.5~1之間:第二層進(jìn)刀高度一般等于第一層下刀高度減去慢速下刀的距離即可。螺旋下刀也有其固有的弱點(diǎn)，比如切削路線較長、在比較狹窄的型腔加工中往往因?yàn)榍邢鞣秶^小無法實(shí)現(xiàn)螺旋下刀等，所以有時(shí)需采用較大的下刀進(jìn)給或鉆下刀孔等方法來彌補(bǔ)，所以選擇螺旋下刀方式時(shí)要注意靈活運(yùn)用。 3 斜線下刀 ??? 斜線下刀時(shí)刀具快速下至加工表面上一個(gè)距離后，改為以一個(gè)與工件表面成一角度的方向，以斜線的方式切入工件來達(dá)到Z向進(jìn)刀的目的，通常用于因范圍的限制而無法實(shí)現(xiàn)螺旋下刀時(shí)的長條形的型腔加工。斜線下刀主要的參數(shù)有:斜線下刀的起始高度切入斜線的長度、切入和反向切入角度。起始高度一般設(shè)在加工面上方0.5~1mm之間，切入斜線的長度要視型腔空間大小及銑削深度來確定，一般是斜線愈長，進(jìn)刀的切削路程就越長，切入角度選取得越小，斜線數(shù)增多，切削路程加長，角度太大，又會產(chǎn)生不好的端刃切削的情況，選5°~30°之間為宜。通常進(jìn)刀切入角度和反向進(jìn)刀切入角度取相同的值。 圖10 切入和反向切入角度 綜上所述，正確理解數(shù)控銑削加工中各種進(jìn)刀方式的特點(diǎn)和適用范圍，同時(shí)在編程中設(shè)置合理的切削參數(shù)，對提高加工效率及零件表面質(zhì)量有著重要的影響，如避免接刀痕、過切等現(xiàn)象的發(fā)生以及保護(hù)刀具等都有重要的意義。 所以，根據(jù)上面提到的下刀方式，我具體的下刀方式采用如下：槽內(nèi)輪廓深度很深，區(qū)域比較大，采用螺旋下刀比較好一點(diǎn)，減少換用其他刀具的時(shí)間；而外部開放區(qū)域就采用直線下刀。具體各個(gè)操作中的下刀參數(shù)后面詳細(xì)說明。 4.5 刀具的選擇 數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要連接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：① 整體式；② 鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾式連接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；③?特殊型式，如復(fù)合式刀具、減振式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：① 高速鋼刀具；② 硬質(zhì)合金刀具；③ 金剛石刀具；④ 其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等要求，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用，在數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30%～40%，金屬切除量占總數(shù)的80%～90%。 平底刀：主要用于粗加工、平面精加工、外形精加工和清角加工。其缺點(diǎn)是刀尖容易磨損，影響加工精度。 圓鼻刀：主要用于模胚的粗加工、平面精加工和側(cè)面精加工，特別適用于材料硬度高的模具加工，開粗時(shí)優(yōu)先選擇圓鼻刀。 球 刀：主要用于非平面的半精加工和精加工 對刀具的基本要求： 1. 刀剛性要好。銑刀剛性要好的目的有二：一是為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量的需要；二是為適應(yīng)數(shù)控銑床加工過程中難以調(diào)整切削用量的特點(diǎn)； 2. 銑刀的耐用度要高。尤其是當(dāng)一把銑刀加工的內(nèi)容很多時(shí)，如刀具不耐用而磨損較快，不僅會影響零件的表面質(zhì)量與加工精度，而且會增加換刀引起的調(diào)刀與對刀次數(shù)，也會使工作表面留下因?qū)Φ墩`差而形成的接刀臺階，從而降低了零件的表面質(zhì)量。 3. 銑刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇及排屑性能等也非常重要。切削粘刀形成積屑瘤在數(shù)控銑削中是十分忌諱的，總之，根據(jù)被加工工件材料的熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量，選擇剛性好，耐用度高的銑刀，是充分發(fā)揮數(shù)控銑床的生產(chǎn)效率和獲得滿意加工質(zhì)量的前提。 結(jié)合零件圖分析，該零件有平面和型腔內(nèi)的圓弧、倒圓角、及島嶼的特點(diǎn)，加工工序復(fù)雜。為減少換刀和對刀時(shí)間，減少換刀帶來的誤差，提高加工效率，粗、精加工盡可能選用同一把刀具，保證良好精度要求。 結(jié)合實(shí)際情況，刀具選用日本三住公司的硬質(zhì)合金刀具。分別是D20和D10端銑刀，D10R0.5圓鼻刀，D10R5球頭銑刀。 端銑刀： 圓鼻刀： 球頭銑刀： 4.6 切削用量的選擇 對于高效率的數(shù)控加工機(jī)床加工來說，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。這些條件決定著加工時(shí)間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)、有效的加工方式，要求必須合理地選擇切削條件。 編程人員在確定每道工序的切削用量時(shí)，應(yīng)根據(jù)刀具的耐用度和機(jī)床說明書中的規(guī)定去選擇。也可以結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比法確定切削用量。在選擇切削用量時(shí)要充分保證刀具能加工完一個(gè)零件，或保證刀具耐用度不低于一個(gè)工作班，最少低于半個(gè)工作班的工作時(shí)間。 編程人員在確定切削用量時(shí)，要根據(jù)被加工工件材料、硬度、切削狀態(tài)、背吃刀量、進(jìn)給量，刀具耐用度，最后選擇合適的切削速度。 。 1. 背吃刀量的確定 背吃刀量主要受機(jī)床剛度的限制，在機(jī)床剛度允許的情況下，盡可能使被吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高加工效率。對于表面粗糙度和精度要求較高的零件，要留有足夠的精加工余量，數(shù)控加工的精加工余量可比通用機(jī)床加工的余量小一些，一般留0.2～1mm。 結(jié)合本零件來選取，開粗時(shí)背吃刀量取3mm，壁留1mm加工余量；半精銑背吃刀量取1mm,壁留0.25mm加工余量；等高加工時(shí)背吃刀量取0.3mm,底部余量留0.1mm；精銑曲面時(shí)背吃刀量取0.1mm。 2. 主軸轉(zhuǎn)速的確定 主要根據(jù)允許的切削速度Vc(m/min)選?。? n= 其中Vc-切削速度 D-工件或刀具的直徑（mm） 由于每把刀計(jì)算方式相同，現(xiàn)選取 10mm立銑刀為例說明其計(jì)算過程。 根據(jù)切削原理可知，切削速度的高低主要取決于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素。 銑削時(shí)切削速度： 工件材料 硬度/HBS 切削速度/ (m/min) 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 鋼 <225 18~42 66~150 225~325 12~36 54~120 325~425 6~21 36～~75 鑄鐵 <190 21~36 66~150 190~260 9~18 45~90 160~320 4.5~10 21~30 鋁 70~120 100~200 200~400 黃銅 53~56 20~50 100~180 從理論上講，的值越大越好，因?yàn)檫@不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以避免生成積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但實(shí)際上由于機(jī)床、刀具等的限制，綜合考慮： 取粗銑時(shí)： =50m/min 精銑時(shí) ：=70m/min 帶入公式中：=1000×50/（3.14×10）=1592.3 r/min =1000×70/（3.14×10）=2229.2 r/min 同理可得20mm刀具轉(zhuǎn)速： =1000×50/（3.14×20）=796.1 r/min 計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速n要根據(jù)機(jī)床有的或接近的轉(zhuǎn)速選取 =1590 r/min =2230 r/min 同理計(jì)算20立銑刀： =800 r/min 3. 進(jìn)給速度的確定 粗加工的時(shí)候一般盡量可能的最大每齒進(jìn)給速度，每齒進(jìn)給速度的取值主要考慮刀具的強(qiáng)度，對于立銑刀而言，直徑越大，刀刃越多，其刀具強(qiáng)度就越大，允許取的每齒進(jìn)給速度也越大;在一定的每齒進(jìn)給速度，切削深度，切削寬度的取值過大，將會導(dǎo)致切削力過大，一方面可能會超出機(jī)床的額定負(fù)荷或損壞刀具;另一方面，如果切削速度也較大，可能會超出機(jī)床額定功率。通常如果切削深度必須取大值的時(shí)候，切削寬度就必須取很小的值。曲面輪廓的精加工的每齒進(jìn)給速度、切削深度、切削寬度一般比較小，切削力很小，因此取很高的切削速度也不會超出機(jī)床的額定功率。粗加工的時(shí)候，過高切削度主要引起溫度和切削功率過大，精加工的時(shí)候過高的切削速度主要愛溫度的限制。通常，銑刀材料、工件材料、刀具耐用度一定，允許的濃度就一定，因此極限切削線速度也一定。 切削進(jìn)給速度F是切削時(shí)單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對位移，單位mm/min。它與銑刀的轉(zhuǎn)速n、銑刀齒數(shù)z及每齒進(jìn)給量（mm/z）的關(guān)系為: F=ZN 每齒進(jìn)給量的選取主要取決于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度值等因素。工件材料的強(qiáng)度和硬度越高，越小，反之則越大；工件表面粗糙度值越小，就越??；硬質(zhì)合金銑刀的每齒進(jìn)給量高于同類高速鋼銑刀。 刀每齒進(jìn)給量 工件材料 每齒進(jìn)給量/（mm/z） 粗銑 精銑 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 鋼 0.10~0.15 0.10~0.25 0.02~0.05 0.10~0.15 鑄鐵 0.12~0.20 0.15~0.30 鋁 0.06~0.20 0.10~0.25 0.05~0.10 0.02~0.05 綜合選?。捍帚?0.15 mm/z 精銑=0.1mm/z 銑刀齒數(shù)z=2 上面計(jì)算出：10mm: =1590 r/min =2230 r/min 20mm: =800 r/min 將它們代入式子計(jì)算。 粗銑時(shí)：F=0.15×2×800 =240mm/min 半精銑：F=0.1×2×1590 =318mm/min 精銑時(shí)：F=0.1×2×2230 =446mm/min 切削進(jìn)給速度也可由機(jī)床操作者根據(jù)被加工工件表面的具體情況進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，以獲得最佳切削狀態(tài)。根據(jù)實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)，粗銑取200mm/min，半精銑取300mm/min，精銑取400mm/min 總之，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定。同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。 4.7 切削液的選擇 由于在切削加工過程中，被切削層金屬的變形、切屑與刀具前面的摩擦和工件與刀具后面的摩擦要產(chǎn)生大量的熱——切削熱。大量的切削熱被工件吸收9%～30%、切屑吸收50%～80%、刀具吸收4%～10%，其余由周圍介質(zhì)傳出，而在鉆削時(shí)切削熱有52%傳入麻花鉆。 由于熱脹冷縮的原理，工件和刀具吸收了一部分的熱量，工件和刀具產(chǎn)生變形最終影響加工精度。如果大量的切削熱傳入刀具，容易使刀具損壞——造成“燒刀”的現(xiàn)象。為了提高加工零件的精度和刀具的耐用度及使用壽命，在切削加工過程中必須使用冷卻液對工件和刀具進(jìn)行冷卻，以避免造成“燒刀”的現(xiàn)象和零件精度的影響。而且對不同的加工材料要使用的冷卻液不盡相同。 通過查詢資料知道常用的冷卻液主要有以下三種： 表4-1 常用冷卻液 冷卻液名稱 主要成份 主要作用 水溶液 水、防銹添加劑 冷卻、清洗 乳化液 水、油、乳化劑 冷卻、潤滑、清洗、防銹 切削油 礦物油、動(dòng)植物油、 極壓添加劑或油性 潤滑、防銹 從工件材料考慮，考慮到冷卻液作用和價(jià)格，選擇乳化液可以滿足要求。 從刀具材料考慮，硬質(zhì)合金刀具一般采用乳化液作為冷卻液，其冷卻效果很好。 綜合以上的種種分析，采用乳化液作為冷卻液效果很好。它的主要作用：冷卻、潤滑、清洗而且還有一定的防銹作用。 4.8 對刀點(diǎn)的選擇 對刀點(diǎn)是刀具相對工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，程序就是從這一點(diǎn)開始的，故又叫程序原點(diǎn)或程序起點(diǎn)（起刀點(diǎn)），其選擇原則是： ①應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，如以孔定位的零件，應(yīng)以孔中心作為對刀點(diǎn)。 ②對刀點(diǎn)應(yīng)選在對刀方便的位置，便于觀察和檢測。 ③應(yīng)便于坐標(biāo)值的計(jì)算。如絕對坐標(biāo)系的原點(diǎn)或已知坐標(biāo)值的點(diǎn)上。 ④使加工程序中刀具引入（或返回）路線短并便于換刀。 對刀點(diǎn)可選在零件上，也可選在夾具或機(jī)床上，若選在夾具或機(jī)床上，則必須與工件的定位基準(zhǔn)有一定的尺寸聯(lián)系。如圖1所示。 圖1 ?對刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定 ? 3)對刀時(shí)，應(yīng)使“刀位點(diǎn)”與“對刀點(diǎn)”重合，對刀的準(zhǔn)確程度直接影響加工精度，不同刀具的刀位點(diǎn)是不同的，如圖2所示。 圖2 ?不同刀具的刀位點(diǎn) ? 4)對數(shù)控車床、鏜銑床、加工中心等多刀加工數(shù)控機(jī)床，因加工過程中要進(jìn)行換刀，故編程時(shí)應(yīng)考慮不同工序間的換刀位置，設(shè)置換刀點(diǎn)。為避免換刀時(shí)刀具與工件及夾具發(fā)生干涉，換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件外合適的位置，如圖1所示 由于需要加工的零件為型腔類零件，外輪廓不需要過多加工，為了編程的簡便和程序的簡單，所以設(shè)置對刀點(diǎn)為工件毛坯中心，即是以長方形兩對角線的交點(diǎn)作為對刀點(diǎn)，利用G54等坐標(biāo)系設(shè)置為編程零點(diǎn)。 4.9 工藝文件編制 1.工序卡片 單位 成都電子機(jī)械高等專科學(xué)校 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 零件圖號 名稱 / 撥叉凹?！? 1 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 / / 平口虎鉗 KVC650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 mm r/min mm/min mm 1 型腔銑開粗 T01 D20 800 200 3 / 2 型腔銑半精銑 T02 D10 1590 300 1 / 3 等高銑半精銑 T04 D10R0.5 1590 300 0.5 / 4 固定軸輪廓銑 T03 D10R5 2230 400 0.1 / 5 清根加工 T03 D10R5 2230 400 0.1 / 6 清根加工 T04 D10 2230 400 0.1 編制 　 審核 　 批準(zhǔn) 　 共1頁 第1頁 2.刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代號 / 零件名稱 撥叉凹模 零件圖號 1 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 直徑 長度 刀具材料 加工部位 備注 1 T01 D20端面銑刀 20 166 硬質(zhì)合金 / / 2 T02 D10端面銑刀 10 150 硬質(zhì)合金 / / 3 T04 D10R0.5圓鼻刀 10 125 硬質(zhì)合金 / / 4 T03 D10R5球頭銑刀 10 130 硬質(zhì)合金 / / 編制 　 審核 　 批準(zhǔn) 　 共1頁 第1頁 第5章 零件的數(shù)控加工編程 5.1 初始參數(shù)設(shè)定 1.準(zhǔn)備毛坯：通過普通銑床機(jī)加工，將毛坯加工為325X265X118的方塊。 2.CNC加工：按照“粗→半精→精-清根加工”的一般順序進(jìn)行加工。 3.進(jìn)入加工模塊，初始化加工環(huán)境，選擇“mill_contour”進(jìn)入加工環(huán)境。 4.選擇“加工導(dǎo)航器”中的“幾何視圖”在左側(cè)“操作導(dǎo)航器”欄選擇坐標(biāo)系設(shè)置“MCS_MILL”，指定坐標(biāo)系原點(diǎn)為工件正中央，在間隙設(shè)置里指定安全平面，選擇工件上表面，設(shè)定偏置為15。如圖所示： 5.選擇“WORKPIECE”打開，指定部件為加工幾何體，指定毛坯為毛坯幾何體，指定材料為CARBON STEEL，單擊顯示圖標(biāo)。如圖所示： 5.2 創(chuàng)建刀具 1.在插入工具條中點(diǎn)創(chuàng)建刀具按鈕，在刀具類型中選擇第一個(gè)立銑刀圖標(biāo)，輸入刀具名稱“D20”，在銑刀參數(shù)中選擇“5-參數(shù)”，直徑設(shè)置為20mm，長度設(shè)置為166mm，刀刃長度設(shè)置為100mm，刀刃數(shù)為2，刀具號設(shè)置為1。如圖所示： 同理，創(chuàng)建其余刀具：分別是D10、D10R0.5、D10R5。 D10刀具參數(shù)：直徑10mm，長度150mm，刀刃長度100mm，刀刃數(shù)3，刀具號為2 D10R0.5刀具參數(shù)：直徑10mm，長度125mm，刀刃長度55mm，刀刃數(shù)2，刀具號為3 D10R5刀具參數(shù)：直徑10mm，長度130mm，刀刃長度11mm，刀刃數(shù)2，刀具號為4 5.3 創(chuàng)建粗加工操作 在加工導(dǎo)航器中切換到“加工方法視圖”，在操作導(dǎo)航器中選擇MILL_ROUGH,右鍵彈出菜單，選擇插入→操作，在類型中選擇mill_contour，在操作子類型中選擇第一個(gè)型腔銑CAVITY_MILL，程序設(shè)置PROGRAM，刀具設(shè)置D20，幾何體設(shè)置WORKPIECE，方法MILL_ROUGH，確定進(jìn)入型腔銑對話框。 在刀軌設(shè)置里切削模式選擇“跟隨周邊”，步距恒定，距離為5mm，全局每刀深度3mm。如圖所示： 編程基本參數(shù)表 參 數(shù) 參 數(shù) 值 參 數(shù) 參 數(shù) 值 刀具材料 硬質(zhì)合金 進(jìn)給速度 200 刀具類型 端面銑刀 主軸轉(zhuǎn)速 800 刀具刃數(shù) 2 公 差 0.03 刀具直徑 20 切削步距 5 刀具半徑 10 切削深度 3 圓角半徑 / 加工余量 側(cè)壁 1 快進(jìn)速度 5000 底面 0 打開“切削參數(shù)”按鈕，在“策略”選項(xiàng)卡里選擇“切削方向”為順銑，“切削順序”為深度優(yōu)先，“圖樣方向”向內(nèi)；在“余量”選項(xiàng)卡里設(shè)置部件側(cè)