精密復雜銑削類零件數控工藝與編程加工

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1、蚌埠學院本科畢業(yè)設計（論文） 畢業(yè)設計(論文) 精密復雜銑削類零件數控工藝與編程加工Ⅱ 系 別 ： 專業(yè)（班級）： 作者（學號）： 指導教師： 完成日期： 目 錄 摘 要 4 Abstract 5 1 緒論 6 1.1 本課題研究的背景 6 1.2 數控設備的簡介 6 1.3 本論文研究的目的與意義 7 1.4 數控加工工藝與普通加工工藝的區(qū)別及特點 7 2 零件圖的分析 10 2.1 圖樣分析 10 2.2 零件圖的分析 1

2、0 3 數控加工的準備階段 11 3.1 刀具與工具的選擇 11 3.1.1 刀具的選擇 11 3.1.2 刀具參數的選擇 12 3.2 裝夾方式和夾具的選擇 19 3.1.1 裝夾方式 19 3.1.2 夾具的選擇 19 4 加工工藝分析 19 4.1 加工工藝分析 19 4.1.1 加工難點分析 19 4.1.2 基準的選擇 21 4.2 加工工序分析 21 4.2.1 加工工序難點分析 21 4.2.2 加工工序的確定 22 5 程序的編制 26 6 總結 44 謝辭 45 參考文獻 46 附錄 1：數控加工工藝卡片 47 附錄 2：數控加工工

3、序卡片 51 精密復雜銑削類零件數控工藝與編程加工Ⅱ 摘 要：本文介紹了復雜銑削類零件數控工藝與編程加工，主要步驟有對零件圖樣進行分析，確定加工工藝過程；計算走刀軌跡，得出刀位數據；編寫數控加工程序；制作控制介質；校對程序及首件試切。進行數控工藝分析時要進行多次試驗以保證最優(yōu)的方案。需要用到的主要機床是數控銑床和加工中心，數控銑床是現(xiàn)代數控技術最重要的裝備。它的發(fā)展是信息技術(IT)與制造技術(MT)結合發(fā)展的結果。數控技術是現(xiàn)代制造業(yè)中重要的組成部分，Proe是建立在現(xiàn)代制造技術基礎上的。本文內容介紹了數控加工的特點、加工工藝分析以及數控編程的一般步驟，并通過

4、實例詳細的介紹了數控加工工藝與編程的方法。 關鍵字：加工工藝；數控編程；數控銑床；加工中心；Proe Technology and programming of precision and complex partsⅡ Abstract: This paper introduces the Technology and programming of precision and complex part, the main steps included the analysis th

5、e pattern of every parts, determine the processing process .Calculate the trail of the knife, obtain the cutter location data of the knife. Compose the NC program. Manufacture the controlled medium. Proofread the program and the first trial cut. In order to ensure the optimal solution, the experimen

6、t are carried out for NC process analysis. The main tool used to is NC milling machine and center of machining, the NC milling machine is one of the most important equipment of modern CNC technology. The development of the NC milling machine is the result of the development of IT and MT. The NC tech

7、nology is the important part of modern manufacturing industry. P roe is based on the modern manufacturing technology. This paper introduces the characteristic of the NC machine machining process analysis and the general steps of NC programming .And the method of processing technology and programming

8、 of NC is introduced through examples. Keywords: processing technic；NC programming；NC milling machine；machining center；P roe 1 緒論 1.1 本課題研究的背景 隨著科學技術的進步與發(fā)展，數控技術的應用已日趨普及，現(xiàn)代的數控加工技術使得機械制造過程發(fā)生了顯著變化。現(xiàn)代數控加工技術是指高效、優(yōu)質的實現(xiàn)產品零件特別是復雜形狀零件加工的有關理論、方法與實現(xiàn)技術，它是自動化、柔性化、敏捷化和數字化制造加工的基礎與關鍵技術。數控加工

9、過程包括有給定的零件加工要求（零件圖紙、CAD數據或實物模型）進行加工的全過程，一般來說，數控加工技術涉及數控機床加工工藝和數控編程技術兩方面。 數控工藝與編程加工是以數控機床加工中的工藝和編程問題為研究對象的一門加工技術。它以機械制造中的工藝和編程的基本理論為基礎，結合數控機床的特點，綜合運用多方面的知識解決面臨的數控加工中的工藝和編程問題。數控工藝與編程加工的內容包括機械加工工藝和數控加工程序編制的基本知識和基本理論，典型零件加工工藝分析和數控加工程序編制的方法等。數控工藝與編程的研究宗旨是如何科學的、最優(yōu)地設計加工工藝和加工程序，充分發(fā)揮數控機床的特點，實現(xiàn)在數控加工中的優(yōu)質、高

10、產和低耗。 1.2 數控設備的簡介 本次設計用到的主要有數控銑床和加工中心。數控銑床是在一般銑床的基礎上發(fā)展起來的,兩者的加工工藝基本相同,結構也有些相似,但數控銑床是靠程序控制的自動加工機床,所以其結構也與普通銑床有很大區(qū)別。數控銑床是數控加工中一類重要的機床，它能夠進行銑削、鉆削、鉸孔、攻螺紋孔、切削螺紋等工藝過程；數控銑削加工中心則進一步具有刀庫和自動換刀機構，在工件的一次裝夾中，可以集銑、鉆、鏜等加工為一體，對兩個或兩個以上的表面自動完成加工，生產效率高，加工質量好，適合箱體、立體曲面、型腔等非回轉體的加工。數控銑削中心又有立式或臥式兩種。數控銑床及其加工中心的編程有刀具半徑自動補

11、償、刀具長度自動補償和孔加工固定循環(huán)指令。 1.3 本論文研究的目的與意義 通過本次設計，我們應基本掌握數控加工工藝的基本知識和基本理論，學會針對某一具體工件，掌握數控加工工藝設計方法；初步具有制訂中等復雜程度零件的數控加工工藝和解決生產中一般工藝問題的能力。使我們了解了數控工藝與編程技術已成為現(xiàn)代制造系統(tǒng)中不可或缺的基礎技術，數控工藝與編程技術的應用在制造業(yè)中日益普及，極大地推動了計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）、柔性制造系統(tǒng)（FMS），計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）與自動化工廠（FA）的發(fā)展，并已成為現(xiàn)今制造技術的基礎和重要組成部分。通過本次設計可以使我們更加深刻的認識數控工藝與

12、編程，現(xiàn)階段發(fā)展存在的問題和需要解決的問題。 1.4 數控加工工藝與普通加工工藝的區(qū)別及特點 數控加工工藝與常規(guī)加工工藝在工藝設計過程和設計原則上是基本相似的，但是數控工藝也有不同于常規(guī)加工工藝的特點。由于數控加工采用了計算機控制系統(tǒng)和數控機床，使得數控加工具有自動化程度高、精度高、質量穩(wěn)定、生成率高、周期短、設備使用費用高等特點。在數控加工工藝也與常規(guī)加工工藝有一定的差異。 表1-1 數控加工工藝與普通加工工藝的區(qū)別及特點 數控加工工藝 常規(guī)加工工藝 加工工藝內容 所有工藝問題必須事先設計和安排好，并編入加工程序中。數控工藝不近包括詳細的切削加工步驟，還包括夾具型號、

13、規(guī)格、切削用量和其他特殊要求的內容，以及標有數控加工坐標位置的工序圖等。在自動編程中還需要確定詳細的各種工藝參數 許多具體工藝問題，如工歩的劃分與安排、刀具的幾何形狀與尺寸、走刀路線、加工余量、切削用量等，在很大程度上由操作人員根據自己的實際經驗和習慣自行考慮和決定，一般無須工藝人員 在設計工藝規(guī)程進行過多的規(guī)定，零件的尺寸精度也可由試切保證 加工工藝要求 自適應較差，加工過程中可能遇到很多問題，在遇到問題必須事先精心考慮，否則將會導致嚴重的后果。如在數控機床攻螺紋時，數控機床不知道是否已擠滿試切，是否需要退刀清理切屑再繼續(xù)加工 常規(guī)加工工藝在加工時可以根據過程中出現(xiàn)的問題

14、比較自由地進行人為調整 加工工序內容 在數控機床上加工零件時，工序卡片中應該包括詳細的工歩內容和工藝參數等信息，在編制數控加工程序時，每個動作、沒過參數都應體現(xiàn)其中，以控制數控機床完成數控加工。由于數控機床的運行成本和對操作人員的要求相對較高，在安排數控加工零件時一般應先考慮使用普通機床加工困難、使用數控加工能明顯提高效率和提高質量得復雜零件。相應的工件的工藝也就復雜的多 在普通機床上加工零件時，工序卡片的內容比較簡單。很多內容，如走刀路線的安排、切削用量的大小等，可由操作人員自行決定 數學處理和編程尺寸設定值的計算 編程尺寸并不是零件圖上設計的尺寸再簡單再現(xiàn)，在對零件

15、進行數學處理和計算時，編程尺寸設定值要根據零件公差要求和零件的形狀幾何關系重新調整計算，才能合理的編程尺寸 在普通機床上進行加工時就不需要或者簡單的進行計算就可以了 刀具的選擇和進給率的選擇 復雜形面的加工編程通常采用自動編程的方式，自動編程中必須選定刀具再生成刀具中心運動軌跡，所以對于不具有刀具補償功能的數控機床來說，若刀具預選不當，所編制的程序不再通用，只能重新生成程序。在數控機床中，刀具的移動軌跡是由插補運算完成的。根據插補原理分析，在數控系統(tǒng)已經定的條件下，進給率越快，則插補精度就越低，導致工件的輪廓形狀精度越差。尤其在高精度加工時這種影響非常明顯 在普通機床上進行

16、加工時，就可以根據加工時的具體情況，由操作人員進行適當調整，比較有選擇性。但是在精度和質量方面不如前者。刀具的移動軌跡完全有操作者進行操作，可以用試切來完成所需要的精度要求 擇加工工藝的特殊要求 數控機床剛度好，所配的刀具也較好，所以機床試削用量比較大，加工效率也比較高。現(xiàn)代數控加工工藝的明顯特點是工序相對集中，變現(xiàn)為工序數目少，工序內容多，并且在數控機床上盡可能安排復雜的工序，所以數控加工的工序內容比普通機床加工的工序內容復雜 普通機床的剛性不如數控機床的好，刀具也不如數控機床的好，所以試削用量和加工效率也不高。在加工時的工序沒有具體的要求，只要能加工出零件，加工工序和工工工歩

17、相對來說比較少 程序的編寫、校驗與修改 劃分工序、選擇設備等重要內容對數控加工工藝來說屬于已基本確定的內容，所以制定數控加工工藝的著重點在整個數控加工過程的分析，關鍵在確定進給路線及生成刀具運動軌跡。復雜表面的刀具運動軌跡生成需借助自動編程軟件，即是編程問題，當然也是數控加工工藝問題。這也是數控加工工藝與普通加工工藝的最大不同之處 2 零件圖的分析 2.1 圖樣分析 毛坯材料為45鋼調質處理，性能比較穩(wěn)定，組織細化，適宜加工。毛坯成品為厚板類件，見圖。毛坯一面已銑完，且能滿足圖樣的粗糙度要求，可以作為切削面使用。 圖 2-1 毛坯圖 2.2 零

18、件圖的分析 根據圖樣和技術要求分析，重要的環(huán)節(jié)有5處： 1）A—A視圖中，孔對基準A的同軸度。 2）A—A視圖中，孔對A基準的位置度、垂直度。 3）B—B視圖中，對C基準的同軸度。 4）B—B視圖中，孔對A基準的位置度，對A、B基準的垂直度。 5）左視圖中與接齊。 圖 2-2 零件圖 3 數控加工的準備階段 3.1 刀具與工具的選擇 3.1.1 刀具的選擇 加工使用的刀具共有九把刀具，它們分別是： T01,直徑為可轉位面銑刀，此刀剛性較好，是精加工的主要工具。 T02，直徑為的直柄鉆頭。 T03，直徑為的硬質合金立銑刀，端刃不過中心，必能垂直向下進刀，此

19、刀主要用于精加工。 T04，直徑鉆頭。 T05，直徑的機銑刀。 T06，直徑的機夾立銑刀，端刃不過中心，不能垂直向下進刀。 T07，直徑的球頭立銑刀。 T08，直徑的鍵槽銑刀。 T09，直徑的單刀螺紋銑刀。 表 3-1 刀具清單 序號 名稱 刀具規(guī)格/mm 長度/mm 齒數 材質 數量 備注 1 立銑刀 12 70 3 涂層高速鋼 2 2 可轉位面銑刀 50 100 4 硬質合金 1 可用于側銑 3 球頭銑刀 8 60 2 硬質合金 1 4 機夾立銑刀 16 100 2 硬質合金 1

20、可用于側銑 5 直柄鉆頭 11 95 2 高速鋼 1 6 直柄鉸刀 16 130 4 高速鋼 1 7 錐柄鉆頭 15.8 130 2 高速鋼 1 8 單刃螺紋銑刀 25、螺距1.5 100 1 硬質合金 1 9 鍵槽銑刀 6 50 2 高速鋼 1 3.1.2 刀具參數的選擇 切削加工中，根據加工要求（加工質量、加工效率和加工成本）選用適宜的切削速度、進給量和背吃刀量。、、稱為切削用量三要素。 切削用量的選擇原則：切削用量的選擇，對生產效率、加工成本和加工質量均有重要影響。所謂合理

21、的切削用量是指在保證加工質量的前提下，能取得較高的生產效率和較低的切削用量。約束切削用量選擇的主要條件有：工件的加工要求，包括加工質量要求和生產效率要求；刀具材料的切削性能；機床性能，包括動力特性（功率、轉矩）和運動特性；刀具壽命要求。 選擇切削用量的基本原則是：首先選取盡可能大的背吃刀量；其次根據機床進給機構強度、刀桿剛度等限制條件（粗加工時）或已加工表面粗糙度要求（精加工時），選取盡可能大的進給量；最后查表和手冊或根據公式計算確定切削速度。 （1） 背吃刀量的選擇 粗加工時，背吃刀量應根據加工余量和工藝系統(tǒng)剛度來確定。由于粗加工時是以提高粗產率為主要目標，所以在留出半精加工、精加工余

22、量后，應盡量將粗加工余量一次切除。一般可達8～10。當遇到斷續(xù)切削、加工余量太大或不均勻時，則應充分考慮分幾次走刀切削，背吃刀量應依次遞減。 精加工應根據精加工工序余量確定背吃刀量。為了保證加工表面質量，可留少量精加工余量，一般留0.2~0.5mm。 （2） 主軸轉速n的選擇 從理論上說，n的值越大越好，這樣不僅可以提高生產率，而且可以避免生成積卸瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但在實際上由于機床、刀具等的限制，在選擇時應高綜合考慮個方面要素，選擇比較適宜的轉速。 轉速計算公式為 式中v—切削速度； d—刀具的直徑； （3） 進給速度的選擇 粗加工時一

23、般盡量可能的取最大每齒進給速度，每齒進給速度的取值主要考慮刀具的強度，對于立銑刀而言，直徑越大，刀刃數越多，其刀具強度就越大，允許的每齒進給速度就越大；在一定的每齒進給速度，切削深度、切削寬度的取值過大，將會導致切削力過大，一方面可能會超出機床額定負載或損壞刀具；另一方面，如果切削速度也較大，可能會超出機床額定功率。通常如果切削深度必須取大值的時候，切削寬度就必須取小值。曲面輪廓的精加工的每齒進給速度、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床的額定功率。粗加工時，過高的切削速度主要引起溫度和切削功率過大，精加工時過高的切削速度主要受溫度的限制。通常，銑刀材料

24、、工件材料、刀具耐用度一定，允許的極限切削速度也就一定。 進給速度v是單位時間內工件與銑刀沿進給方向的相對位移，單位mm/min。它與銑刀的轉速n、銑刀齒數z及每齒進給量fz(mm/z)的關系為： 每齒進給量fz的選取主要取決于工件材料的力學性能、刀具材料、工件表面粗糙度值等因素。工件材料的強度和硬度越高，fz越小，反之則越大；工件表面粗糙度值越小，fz就越??；硬質合金銑刀的每齒進給量高于同類高速鋼銑刀 本次設計刀具參數的選擇如下： 1.T01 可轉位面銑刀 刀具材質為硬質合金，可用于側銑，刀具齒數為3齒。所用參考書為《機械加工工藝手冊》，一下簡稱《手冊》。綜合各方面的因素選擇，v一

25、般可取 粗銑： 精銑： 由公式可得主軸轉速為： 粗銑時： 精銑時： 查《手冊》表8-14，可知銑刀每齒的進給量為，可取 粗銑 精銑： 由公式則可得出進給速度為： 粗銑： 精銑： 2．T02 直柄鉆頭 刀具材質為高速鋼，齒數為2。 查《手冊》表5-6，可知v取值范圍為，本次設計??；銑刀每齒進給量取值范圍為，本次取。 由公式： 可得主軸轉速為 由公式可得： 3．T03 硬質合金立銑刀 刀具材質為涂層高速鋼刀具齒數為3。 查《手冊》表8-17，可知v的取值范圍為，精銑時取，粗銑時取。 由公式： 可得主軸轉速為 粗銑： 精銑： 查《

26、手冊》表8-14，銑刀每齒進給量取值范圍為，取 精銑: ; 粗銑: ; 由公式可得： 粗銑： 精銑： 4．直柄鉆頭 刀具材質為高速鋼，齒數2. 查《手冊》表5-6，v的取值范圍為，取。 由公式： 可得主軸轉速為 查《手冊》表5-6，銑刀每齒進給量范圍為，取。 由公式可得： 5．T05 鉸刀 刀具材質為高速鋼，刀具齒數2。 查《手冊》表5-6，v的取值范圍，取。 由公式： 可得主軸轉速為 查《手冊》表5-18，銑刀每齒進給量取值范圍為，取。 由公式可得： 6．T06 機夾立銑刀 刀具材質為硬質合金鋼，刀具齒數為2。 查《手冊》表

27、8-17，v的取值范圍為，取 粗銑： 精銑： 由公式： 可得主軸轉速為 粗銑： 精銑： 查《手冊》表8-14，銑刀每齒進給量的取值范圍為，取 粗銑： 精銑： 由公式可得： 粗銑： 精銑： 7．T07 球頭立銑刀 刀具材質硬質合金鋼，刀具齒數為2。 查《手冊》表8-17，v的取值范圍為，取。 由公式： 可得主軸轉速為 查《手冊》表8-13，銑刀每齒進給量取值范圍為，取。 由公式可得： 8．T08 鍵槽銑刀 刀具材質為高速鋼，刀具齒數為2。 查《手冊》表8-17，v的取值范圍為，取。 由公式： 可得主軸轉速為 查《手冊》表

28、8-13，銑刀每齒進給量取值范圍為，取。 由公式可得： 9．T09 單刃螺紋銑刀 刀具材質為硬質合金鋼，刀具齒數為1。 查《手冊》表8-17，v的取值范圍為，取。 由公式： 可得主軸轉速為 螺紋的螺距.可得進給量， 可得 表 3-2 工序所用刀具清單 序號 名稱 規(guī)格與參數 或 T1 可轉位面銑刀 FM90-50LD15 (粗) 120 764 0.10 306 （精） 200 1290 0.08 412 T2 直柄鉆頭 20 579 [ ] 0.10 115 T3 硬質合

29、金立銑刀 -3刃 (粗) 50 1327 0.04 159 （精） 80 2123 0.05 318 T4 直柄鉆頭 20 403 0.15 121 T5 鉸刀 6 120 0.1 48 T6 機夾立銑刀 -2刃 (粗) 70 1410 0.08 225 （精） 120 2419 0.05 241 T7 球頭銑刀 -2刃 80 3185 0.1 637 T8 鍵槽銑刀 -2刃 12 645 0.03 39 T9 單刃螺紋銑刀 SN

30、R00 16M16 150 2986 0.05 298 3.2 裝夾方式和夾具的選擇 3.1.1 裝夾方式 數控機床上零件的安裝方法與普通機床一樣，要合理選擇切削基準和夾緊方案，要求有以下兩點： （1）力求設計、工藝與編程計算的基準統(tǒng)一，這樣有利于編程時數值計算的簡便性和精確性。 （2）盡量減少裝夾次數，盡可能在一次切削裝夾后，加工出全部待加工表面。 3.1.2 夾具的選擇 對夾具選擇的基本要求： （1）為保持零件安裝方位與機床坐標系及程編坐標系方向的一致性，夾具應能保證在機床上實現(xiàn)定向安裝，還要求能協(xié)調零件切削面與機床之間保持一定的坐標尺寸聯(lián)系。

31、（2）為保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夾具要做得盡可能開敞，因此夾緊機構元件與加工面之間應保持一定的安全距離，同時要求夾緊機構元件能低則低，以防止夾具與銑床主軸套筒或刀套、刃具在加工過程中發(fā)生碰撞。 （3）夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。盡量不采用在加工過程中更換夾緊點的設計，當非要在加工過程中更換夾緊點不可時，要特別注意不能因更換夾緊點而破壞夾具或工件切削精度。 4 加工工藝分析 4.1 加工工藝分析 4.1.1 加工難點分析 （1）本題在圓周上的兩個孔與作為A基準的孔，它們之間有位置度要求，如果加工順序安排有錯誤，將會使后續(xù)加工異常困難。 （2）由于孔與

32、作為A基準的孔不能在一道工序中加工，保證對A基準的同軸度要求比較 困難。 （3）保證三個孔相互之間的位置度要求比較困難。原因在于：三個孔無論先加工哪一個孔，都將很難將其作為基準再加工另外兩個孔。 （4）與不容易對齊。 （5）本題所給出的輪廓節(jié)點只是整個輪廓的一部分，如果不會“坐標系旋轉功能”將無法完成編程。 （6）許多部位的加工都要用到子程序，所以要編制子程序。 （7）在沒有成形刀具的的工藝條件下倒圓角，只要使用宏程序，雖然這在實際生產中的意義不大，而且倒圓角也不是宏程序的唯一的功能，但能讓我們更能熟悉的掌握宏程序的相關。 （8）刀具及加工參數的合理選擇也是完成加工的難點之一。

33、（9）要掌握立銑刀Z向進給的技巧，掌握背景編輯技巧和保證操作的準確性也是非常必要的。 什么叫宏程序？ 要了解宏程序，首先要知道什么叫宏。宏就是用公式來加工零件的，如果沒有宏的話，我們要逐點算出曲線上的點，然后慢慢來用直線逼近，如果是個光潔度要求很高的工件的話，那就要計算很多的點，可是應用了宏后，我們把橢圓公式輸入到系統(tǒng)中然后我們給出Z坐標，并且每次加，那么宏程序會自動算出X坐標并且進行切削，實際上宏在程序中主要起到的作用就是運算作用。 宏程序的作用。數控系統(tǒng)配備了類似于高級語言的宏程序功能，我們可以使用變量進行算術運算、邏輯運算和函數的混合運算，此處宏程序還提供了循環(huán)語句、分支語句和子程

34、序調用語句，利于編制各種復雜的零件加工程序，減少乃至免除手工編程時進行繁瑣的數值計算，以及精簡程序量。宏程序指令適合拋物線、橢圓、雙曲線等沒有插補指令的曲線編程；適合圖形一樣，只是尺寸不同的系列零件的編程。是和工藝路徑一樣，只是位置參數不同的系列零件的編程，能較大的簡化編程，擴展應用范圍。 宏程序主要分為A類宏和B類宏。常用的是A類宏。A類宏使用G65 Hxx P#xx Q#xx R#xx或G65 Hxx P#xx Qxx Rxx格式輸入的，xx的意思是就是數值，是以級的量輸入的。比如輸入100那就是0.1mm.#xx，這就是變量號，變量號就是把數值帶入到一個固定的地址中，固定的地址就是變量

35、。一般OTD系統(tǒng)中有#0～#100～#149～#500～#531.關閉電源時變量#100～#149被初始化成“空”，而變量#500～#531保持數據。我們如果說#100=30，那么現(xiàn)在#100內額度數據就是30了。H代碼，A類宏的標準格式中#xx和xx都是數值，而G65表示使用A類宏，那么這個H就是要表示各個數值和變量號內的數值或者各個變量號內的數值與其他變量號內的數值之間要進行一個運算。 4.1.2 基準的選擇 切削基準選擇原則： （1）基準重合的原則 （2）基準統(tǒng)一的原則 （3）便于裝夾的原則 （4）便于對刀的原則 根據切削基準選擇原則，避免不重合誤差

36、，同時便于編程，以工序的設計基準作為切削基準。 （1）毛坯的一面先銑完，并且滿足圖樣的粗糙度要求，可以作為切削面使用。 （2）在加工兩個孔時，應當采用基準轉移的方法，即將毛坯銑成矩形作為工藝基準，然后加工上述三個孔時都應該以外形作為基準就比較容易保證位置度要求了。 （3）除了上述兩個孔外，本次加工的要素都集中在兩個大齒面上，應當注意到是直徑公差不同的兩個圓柱。 4.2 加工工序分析 4.2.1 加工工序難點分析 1） 加工順序：除了兩個側面孔外，在所有的重要要素都在兩個大面上，是直徑公差不同的兩段圓柱，這樣一來，降低了操作的難度，提高了加工過程中的安全性。但是兩個大面大加工順序

37、是有先后的。六邊形的輪廓比較好夾緊，所以應當先加工此面；同時要注意兩段圓柱面的加工深度，因為圓柱直徑稍小的一段，一旦加工過深，則尺寸無法保證。 加工齒輪槽一面的時只要打表找正（基準）的中心，跳動在之內即可保證的同軸度公差。 2） 在加工六邊形輪廓時，雖然毛坯外形為，但是用外形做基準比用孔做基準找正工件坐標的誤差要大，因此應當將A基準中心孔加工得深一些，以便用作找正基準。加工齒輪槽一面時也需要用此孔找正，以孔中心作為X、Y的坐標原點，就可以保證同軸度的要求。 3） 加工2個側面孔和A基準時應當采用基準轉移的方法，即增加一個工藝基準：首先將毛坯外形銑成矩形（不一定是正方形），然后加工圓周上的

38、兩個側面孔時都以外形為基準就比較容易保證位置度要求了。 4） 與接齊在通常情況下比較困難，但是在此處可以用一把刀在一個工序中完成兩處加工，“讓刀”的影響基本一樣，只要保證切削速度一致、不在接齊的部位停機，就不會有太大的問題。 5） 由于齒形輪廓中的最小半徑是，若使用的立銑刀，加工到此處時切削力會突然加大，容易造成刀具損壞，建議使用立銑刀。為了不影響加工效率，可調用O6340程序，在工件表面銑出深的余量即可。然后再調用O6340程序，精銑齒形輪廓成。 6） 六角齒形面的六角形槽型寬，而刀寬，且在節(jié)點坐標圖中僅有外輪廓的節(jié)點坐標。要想加工出寬度的槽，只有用修改刀具半徑補償值得方法，即第一遍的

39、刀補值按沿槽形中心線加工，之后再調用2遍O6350程序，Z值按修改，刀補值分別為和，分別用于加工槽的內輪廓和外輪廓。 4.2.2 加工工序的確定 工序一：精銑四周邊至，保證互相垂直。 工步1 找正并夾緊工件。 找正第一面?zhèn)冗厱r要檢查銑好的大面，即切削面與Z軸與X軸兩個方面的平行度，然后夾緊。 工步2 精銑四周邊，保證互相垂直。 加工完成第一個側面，將工件旋轉之后除了找正上述兩個方向外，還要檢查第一個側面與Z軸的的平行度，以后步驟與上述相同。 工序二：找到工件的中心，加工孔成。 工步1 裝夾 建立坐標系時，盡量用找兩邊然后取中的方法。

40、工步2 鉆底孔成 執(zhí)行程序換刀指令后，進行刀具長度徑向補償，此時讓刀尖移動到Z軸位置，調用2號刀，鉆孔至位置。 工步3 調用3號刀，銑孔成。 銑的導向孔至，銑刀可以糾正偏斜，為保證垂直度與位置度，所以用銑刀銑出一段直孔為鉆頭起導向作用。 工步4 調用4號刀，將孔擴至。 工步5 鉸孔成 調用5號刀，鉸孔成。 工序三：加工側面孔成。 工件旋轉，程序仍然采用工序二的O6301即可，工步內容相同。找正工件后，注意修改G54的坐標值。 工序四：以精銑過的大面切削，找正矩形對稱中心，加工六邊形輪廓所在面的全面元素。 按照先粗后

41、精的原則，本工序分成17個工步： 工步1 找正裝夾工件。 找正矩形對稱中心，以精銑過的大面緊貼墊鐵切削，注意圓周上孔的方向，找正矩形對稱中心的坐標系。 工步2 銑尺寸上面，兩大面共留余量。 考慮到尺寸留有加工余量。此時先銑大面，保證尺寸，以減少以后小直徑的加工量，提高效率。在圖形復雜，留余量可以方便以后的程序檢查，如果有錯，銑掉表面即可。 工步3 鉆（A基準）底孔。 銑完大面后，首先加工孔。加工到這一工序時，雖然臨時工藝基準外形熱任務已經完成，但是此時若先加工外圓，則在該外圓加工完成前X、Y平面內的基準會暫時缺失，而且銑出的外圓的圓度不

42、如鉸出的孔的圓度好。一旦由于某種原因工件需要重新裝夾，用外圓或者四方外形找正都比用孔找正困難。因此應當首先加工孔，并加工成通孔，以便用此作為本工序即下一工序X、Y平面內的基準，然后再進行后續(xù)加工。 工步4 銑（A基準）的導向孔。 工步5 擴孔至。 工步6 鉸孔成行。工步3、4、5、6內容程序可以用O6301程序。 工步7 粗銑的內接正六邊形，單邊留余量。 在加工圓柱面之前安排一道粗銑的內接正六邊形，是為了減少硬質合金立銑刀精銑外圓時的工作量。錄入并執(zhí)行程序O6310. 工步8 精銑外圓，單邊留余量。 毛坯為的矩形，雖然四角余量較大，，但是用面銑刀

43、采用層銑的方法進行粗銑也沒有問題。轉速可以高一些，進給快一些，但是每次切深小一點（），這樣效率反而會更高。錄入并執(zhí)行程序O6302. 工步9 精銑孔成。 此時需注意另一段外圓的軸向尺寸為，可以使用工步8的O6302程序。 工步10 精銑的內接正六邊形孔成。 借用工步7的程序O6310，精銑的內接正六邊形，注意修改刀具的參數，包括T、H、D、S、F及其起始入刀位置。與 接齊，在通常情況下比較困難，但是在此處可以用一把刀完成兩處加工。 工步11 鉸寬的環(huán)形槽。 導入程序O6303，試運行之后執(zhí)行程序。 工步12 銑寬深的六個腰

44、形槽成。 先粗銑，錄入并執(zhí)行程序O6325，此處用立銑刀要采用斜向進刀精銑六個腰形槽成。 工步13 銑環(huán)形凹槽成。 錄入并執(zhí)行程序O6304，銑內徑，外徑，深v的凹槽成行。 工步14 銑環(huán)形凹臺側壁的圓角成。 錄入并執(zhí)行程序O6305,銑環(huán)形凹臺側壁的圓角成。 工步15 銑六方臺的圓角成。 錄入并執(zhí)行程序O6330，銑立方凸臺的圓角成。 工步16 精銑上表面成。 將的余量去除。 工步17 去毛刺。 工序五：以外圓的斷面切削，夾緊六邊形的外輪廓，加工齒輪槽所在側面全部元素。本工序可以分成12個工步： 工步

45、1 裝夾。 裝夾時注意圓周上孔的方向。沿X、Y兩個大方向找正大平面。以作為A基準的孔中心作為X、Y的原點。同時，也可以用外圓作為參考，檢驗孔中心的精度，建立坐標系。 工步2 粗銑外圓成，單邊留余量。 參考“工序4”的工步8，由于外圓公差不同，注意修改有關刀具的半徑補償值。先用手動插柄銑的方法去除毛坯四角的余量。 工步3 精銑外圓成。 工步4 手動去除齒形輪廓周邊余量，先調用O6340程序，用立銑刀銑出深的輪廓即可，然后手動去除余量。 工步5 粗銑沉孔，單邊留量，底面留余量。 增加這一工步，時為了讓應力先釋放出來，避免對即槽寬產生的影響。參考工步4，工步9的O

46、6732程序。 工步6 銑齒形輪廓成行。 由于圓弧處余量較大，此處要修改刀具的補償值，分三刀完成加工。 工步7 銑寬、深齒形槽成。 調用程序O6350，由于刀具直徑較細，每次切深以為宜。 工步8 精銑孔成。 調用程序O6307. 工步9 銑螺紋孔倒角成。此工步耽誤時間不多，但是如果將此工步省略將會給螺紋檢驗增加很多困難。 工步10 銑螺紋。 工步11 精銑齒形表面成，保證尺寸。 工步12 去毛刺。 5 程序的編制 在程序的編制過程中要保證認真仔細的態(tài)度，否則程序將會出現(xiàn)錯誤，造成最后的不成功。 程序編制如下： 加工

47、孔 O6301；（加工孔） N1 T2； 調鉆頭使用前一定要檢查鉆頭的兩條切削刃是否對稱 N2 M06； 換刀 N3 G00 G54 X0 Y0； 到工件坐標系1的X、Y平面原點 N4 G01 G43 Z100.H2 F3000； 刀具長度正向補償，刀尖移動到Z100.，是因為最短的金屬直尺也要有，Z值太短，不好測量刀長正確與否 N5 M01； 程序選擇停，此時檢查刀長正確與否 N6 S723 M03 M08； 主軸轉速設定為，主軸正向旋轉，切削液開 N7 G98 G81 Z-38.R3.F217； 鉆孔循環(huán)開始，G98使

48、刀具在結束時返回初始位置。R平面（工作進給開始平面）定在位置 N8 G80 M05 M09； 結束固定循環(huán)，主軸停，切削液關。 N9 ； 用來分工步用 N10 T03； 為了保證垂直度與位置度誤差滿足要求，所以用銑刀銑出一段直孔，為鉆頭時起導向作用，但其絕對尺寸不嚴 N11 M06； 換刀 N12 G00 G54 X0 Y0； 沿X軸直線偏移至X、Y坐標平面原點 N13 G01 G43 Z100.H3 F3000； 刀具長度正向補償，刀尖移動到Z100點位置 N14 M01； 程序選擇停 N15 S2123 M03 M0

49、8； 主軸轉速設定為，主軸正向旋轉，切削液開 N16 G98 G81 R3. Z-12. F127； 鉆孔固定循環(huán)；快進到R平面，鉆完孔之后返回Z100初始位置 N17 ； 區(qū)分工步用 N18 T04； 鉆頭擴孔 N19 M06； 換刀 N25 G01 G43 Z100.H4 F3000； 刀具長度正向補償，刀尖移動到Z100點位置 N21 M01； 程序選擇停 N22 S503 M03 M08； 主軸轉速設定為，主軸正向旋轉，切削液開 N23 G98 G81 Z-38.R3. F130； 鉆孔固定循環(huán)，主軸

50、在加工結束后返回到初始位置 N24 N25 T05； 鉸刀 N26 M06； 換刀 N27 G01 G43 Z100.H4 F3000； 刀具長度正向補償，刀尖移動到Z100點位置 N28 M01； 程序選擇停 N29 S159 M03 M08； 主軸轉速設定為，主軸正向旋轉，切削液開 N30 G98 G76 Z-35.R3. F95； 鉸孔固定循環(huán) N31 M30； 程序結束 粗銑的內接正邊形 O6310；（粗銑的內接正邊形） N1 T01； 可轉位面銑刀 N2 M06； 換刀 N3

51、 G00 G90 G54 X90. Y90； 雖然仍用G54，但是只有同一道工序之內的G54其坐標值是相同的 N4 G01 G43 Z100. H1 F3000； 刀具長度正向補償，刀尖移動到Z100點位置 N5 M01； 程序選擇停 N6 S732 M03； 主軸轉速設定為，主軸正向旋轉 N7 Z-10. F100； 沿Z軸向上移動10 ，進給量100 N8 M98 P6311； 調用6311號子程序 N9 M98 P056312； 調用6312號子程序，共調用5遍。相當于M98 P22 L5 N10 G69； 取消坐

52、標系旋轉 N11 G00 G90 X90. Y90； 此處強調G90，是因為G68結束之后必須用絕對值編程，否則機床運行將出現(xiàn)錯誤 N12 Z100.； 切削至Z軸100 位置 N13 M30； 程序結束 O6311；（作為旋轉單元的子程序，必須包括全部基本要素。正n邊形的基本要素包括1條邊和1 的角。在這里體現(xiàn)的就是1條邊、1個圓弧。其中角是隱含在圓弧中的） N1 G90 G01 G41X31. 83 Y50. 131 D31 F732； 此處雖然使用1號刀，但是要有留量 ，所以將D1換成了D31。D31的值=D1的值= N2

53、G01 X59.330 Y2.500； 快速切削至X軸59.330 ，Y軸2.500 位置 N3 G02 Y-2.5 R5； 順時針圓弧插補，圓弧半徑為，端點在Y軸位置 N4 G40； 取消刀具補償 N5 M99； 子程序結束 O6312(坐標系按增量旋轉然后再調用O6311的子程序) N1 G68 X0 Y0 G91 R-60； 執(zhí)行坐標系旋轉指令，旋轉 N2 G90 M98 P6311； 再次調用6311號子程序 N3 M99； 子程序結束 粗、精銑外圓 O6302；（粗、精銑外圓） N1 T01； “第8

54、 工步”粗銑調可轉為面銑刀，“第九工步”精銑改調硬質合金立銑刀，注意修改T、H、D、S、F的值 N2 M06； 換刀 N3 G00 G90 G54 X90. Y0； 沿X軸直線插補，快速切削至X軸，Y軸原點位置 N4 G01 G43 Z100. H1 F3000； 改調硬質合金立銑刀時，勿忘修改刀具長度補償號H1。 N5 M01； 程序選擇停 N6 S604 M03； 改調硬質合金立銑刀時，勿忘修改轉速S。主軸轉速設定為604 ，主軸正向旋轉 N7 Z-10 F100； 在加工單件工件時，如果加工層數較多，最好在此處不斷修改Z

55、值。這樣不但節(jié)省時間，而且減少出錯的概率。注意總深度不能超過 N8 G41 X59.95 D1 F110； 改調機夾立銑刀時，勿忘修改刀具半徑補償號是D1，因為用側刃加工，切余量較大，所以降低F值 采用左側刀具半徑補償加工到圓上，此時X坐標顯示應當是。刀具半徑補償應加在加工到輪廓上的點的程序段上 取消刀具半徑補償應加在從輪廓退出的程序段上，也就是其前一個程序段內的坐標值應當是輪廓的終點 N9 G02 I-59.95 J0； 順時針圓弧插補，圓弧中心坐標為I-59.95 J0 N10 G00 G40 X90； 取消刀具補償，切削至X軸位置 N11

56、 M30； 程序結束 銑寬的環(huán)槽 O6303；（銑寬的環(huán)槽） N1 T06； 粗銑環(huán)槽 N2 M06； 換刀 N3 G00 G90 G54 X0 Y0； 沿X軸直線插補，切削至X、Y坐標原點 N4 G01 G43 Z100. H6 F3000； 刀具長度正向補償，刀尖移動到Z軸位置 N5 M01； 程序選擇停 N6 S1393 M03； 主軸轉速設定為1393 ，主軸正向旋轉 N7 Z5； 切削至Z5位置 N8 X40.5； 切削之X400.5位置處 N9 G01 Z0 F100

57、； 直線插補至Z0位置，進給量 N10 G02 I-40.5 J0 Z-2.9 F141； 立銑刀不可以垂直向下進刀。因為是滿刀切削，要降低進給量。所以取，則。順時針圓弧插補，圓弧圓心坐標在X軸、Y軸原點、Z軸位置，進給量為141 N11 G03 I-40.5 J0； 把底面銑平。反向進給是為了避免切削力突然增大。圓弧逆時針插補，圓弧中心在X主軸、Y軸原點位置 N12 G00 Z100； 切削至Z100位置 N13 M00； 程序停止 N14 ； 區(qū)分程序段用，以引起注意 N15 T03； 精銑環(huán)槽硬質合金立銑刀

58、 N16 M06； 換刀 N17 G00 G90 G54 X0 Y0； 沿X軸快速切削值X、Y平面原點 N18 G01 G43 Z100. H3 F3000； 刀具長度正向補償，刀尖移動到Z100點位置 N19 M01； 程序選擇停 N25 S2123 M03； 主軸轉速設定為2123，主軸正向旋轉 N21 Z5； 切削至Z5點位置 N22 Y40.5； 改在Y向如刀，是因為此處還要加寬的腰形槽，可以去掉入刀的痕跡。切削之Y40.5位置 N23 G01 Z-3.F100； 沿Z軸切削至Z-3位置，進給

59、量為 N24 G01 G41 Y49. D3 F127； 刀具左偏差至Y49點位置，補償號為D3，進給量為 N25 G03 I0 J-32； 主要以為正的公差，為安全起見取下差。逆時針圓弧插補，圓弧中心在X軸原點，Y軸-32mm位置 N26 G01 G40 Y40.5； 取消刀具補償，直線插補至Y40.5位置處 N27 G41 Y32. D3； 刀具左偏切削至Y軸32mm位置，補償號為D3 N28 G2 I0 J-32； 注意為負的偏差，為安全起見取上偏差。順時針圓弧插補，圓弧中心X軸原點，Y軸位置 N29 G01 G40 Y4

60、0.5； 先將刀離開側壁再升起，為了保證側壁的表面粗糙度。取消刀具補償，切削至Y軸位置 N30 G00 Z100； 切削至Z100點位置 N31 M30； 程序結束 銑寬、的6個腰形槽 O6325；（銑寬、的6個腰形槽） N1 T06； 機夾立銑刀 N2 M06； 換刀 N3 G00 G90 G54 X0 Y0； 沿X軸直線偏移切削到X、Y平面原點 N4 G01 G43 Z100. H6 F3000； 刀具長度正向補償，刀尖移動至Z100位置 N5 M00； 程序停止 N6 S1410 M03； 主軸

61、轉速設定為，主軸正向旋轉 N7 Z5； 切削至Z5位置 N8 X39. 214 Y10. 125； 可由給出的坐標圖上的點的坐標，推算出斜率，進而得出刀點的坐標。切削至坐標X39. 214 Y10. 125位置 N9 M98 P6321； 調用6321號子程序 N10 M98 P6322 L5； 重復調用6322號子程序5次 N11 G69； 刀具向外偏置 N12 G90 G0 Z100； 切削至Z100點位置 N13 ； 區(qū)分工步 N14 T03； 由于腰形槽的圓角也是，所以此處改用的立銑刀精銑輪廓 N15

62、M06； 換刀 N16 G00 G90 G54 X0 Y0； 沿X軸快速切削至X、Y平面原點 N17 G01 G43 Z100. H3 F3000； 刀具長度正向補償，刀尖移動到Z100位置 N18 M01； 程序選擇停 N19 S2123 M03； 主軸轉速設定為，主軸正向旋轉 N25 M98 P6323； 檢查深度，保證尺寸。調用6332號子程序 N21 M98 P6324 L5； 調用6324號子程序，重復5次 N22 G69； 刀具向外偏置 N23 G90 G0 Z100； 切削至Z100點 N24

63、 M00； 程序停止 O6321（用立銑刀采取斜向進刀的方法達到進給深度的子程序） N1 G00 G90 G54 X Y10.125； 沿X軸插補快速切削至X軸39.3214 ，Y軸10.125 位置 N2 G01 Z-2.8 F112； 軸向進刀時進給速度要放慢一些，銑環(huán)槽時已銑到 N3 G03 X28.375 Y28.898 X-4.7 R40.5 F225； 逆時針圓弧插補切削至X軸28.375，Y軸28.898，Z軸-4.5位置，圓弧半徑，進給量 N4 G02 X39.214 Y10.125 Z-6.4 R40.5； 順時針圓弧插

64、補切削至X軸39.214，Y軸10.125，Z軸-6.4位置，圓弧半徑為 N5 G03 X29.375 Y28.898 Z-8 R40.5； 逆時針圓弧插補切削至X軸29.375，Y軸28.898，Z軸-8位置，圓弧半徑為 N6 G02 X-39.214 Y10.125 R40.5； 底面光一刀 N7 G00 Z5； 定位到Z5點位置 N8 M99； 子程序結束 O6322（坐標系按增量旋轉然后再調用O6321程序） N1 G68 X0 Y0 G91 R60； 執(zhí)行坐標系旋轉指令，旋轉半徑問為 N2 M98 P6321；

65、 調用6321號子程序 N3 M99； 子程序結束 O6323；（精銑腰形槽的子程序） N1 G00 G90 G54 X39.214 Y10.125； 定位至X軸239.214 ，Y軸10.125 位置 N2 G01 Z-8 F80； 沿X軸直線插補切削至Z-8位置 N3 G01 G41 X30.984 Y8. D3 F127； 刀具左補償切削至X30.984 Y8位置，補償號D3，進給量 N4 G03 X38.730 Y2. R8； 逆時針圓弧插補銑削至X38.730 Y2位置，圓弧半徑 N5 G01 X39.762 Y2.

66、； 直線插補切削至X39.762 Y2位置 N6 G03 X47.525 Y11.951 R8； 逆時針圓弧補償切削至X47.525 Y11.951位置，圓弧半徑 N7 X34.110 Y35.178 R49； 切削圓弧中心為X34.11. Y35.178，圓弧半徑 N8 X21.613 Y33.435 R8； 切削圓弧中心為X21.613 Y33.435，圓弧半徑 N9 G01 X21.097 Y32.541； 直線插補切削至X21.097 Y32.541位置 N10 G03 X22..425 Y22.833 R8； 逆時針圓弧插補至X22.425 Y22.833，圓弧半徑 N11 G02 X30.984 Y8. R32； 順時針圓弧插補至X30.984 Y8位置，圓弧半徑 N12 G01 G40 X39.214 Y10.125； 取消刀具補償，切削至X39.214 Y10.125位置 N13 G00 Z5.； 定位至Z5位置 N14 M99； 子程序結束 O6324；