機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一級(jí)圓柱齒輪減速器機(jī)蓋仿真加工全套圖紙UG三維

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1、【摘要】 畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們實(shí)際工作能力的最后一個(gè)重要實(shí)踐性學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，它不但是對(duì)我們?nèi)陙?lái)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐是一個(gè)很好的總結(jié)和考驗(yàn)，也是為以后從事專業(yè)技術(shù)工作做個(gè)強(qiáng)而有力的鋪墊。 本次我的設(shè)計(jì)題目是減速器機(jī)蓋的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)與編程，在設(shè)計(jì)之前對(duì)此類零件沒(méi)有太多了解，經(jīng)過(guò)多次調(diào)查研究和指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下,使我能夠很好的完成這次設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)不但培養(yǎng)了我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決本專業(yè)一般技術(shù)問(wèn)題的能力，而且也進(jìn)一步鞏固擴(kuò)大和深化了我們所學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本操作技能，同時(shí)也培養(yǎng)了我們樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想和生產(chǎn)觀念、經(jīng)濟(jì)觀念、全局觀念，養(yǎng)成了理論聯(lián)系實(shí)際和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，培養(yǎng)我們掌握機(jī)械加

2、工的一般工藝規(guī)程和方法，獨(dú)立正確的使用技術(shù)文獻(xiàn)資料和正確的表達(dá)自己設(shè)計(jì)思想的能力。 首先，我積極地查閱相關(guān)資料，對(duì)零件圖進(jìn)行了仔細(xì)的研究，了解了現(xiàn)場(chǎng)工作情況，然后，向老師認(rèn)真的請(qǐng)教了加工工藝過(guò)程及方法等技術(shù)性問(wèn)題，為自己進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。通過(guò)以上學(xué)習(xí)，使我了解了本組零件的結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)條件，并確定其重要加工表面。老師的輔導(dǎo)與分析，讓我能綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)和方法，正確地制定一個(gè)零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，從而保證零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性；能較熟練地使用有關(guān)的手冊(cè)，圖表資料及技術(shù)參考書，也能夠較熟練應(yīng)用工藝計(jì)算的方法，正確地進(jìn)行工藝計(jì)算，熟練掌握一般零件的數(shù)控編程方法，機(jī)床的操

3、作以及零件的數(shù)控加工。最后說(shuō)明書來(lái)闡述了關(guān)于零件的有關(guān)內(nèi)容及加工工藝過(guò)程等幾個(gè)重要方面，認(rèn)真地完成了整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程。 在此，對(duì)給予我大力支持和熱情幫助的老師們表示忠心的感謝。由于個(gè)人能力有限，經(jīng)驗(yàn)欠缺，因此，文中錯(cuò)誤，不妥之處在所難免，懇請(qǐng)各位領(lǐng)導(dǎo)及老師批評(píng)指正。 [關(guān)鍵詞]：零件的分析毛坯工藝編程 全套圖紙，加153893706 Abstract:Graduation design is the culture we have practical work last important practical learning link, it not only to our t

4、hree years of study and practice is a good summary and the test, is engaged in professional and technical work after a powerful matting. This my design topic is assemblies, in the design of such parts before without much understanding, after many investigation and guiding teachers guidance, can ma

5、ke me very good finish this design. This design not only cultivate our comprehensive knowledge learned analysis and solve this major general technical problems, but also the ability to expand and deepen the further consolidate the basic theory, we have the basic knowledge and basic skills, but also

6、cultivate we set up the correct design ideas and production concept, economic ideas, global idea, has formed the theory with practice and the rigorous work style, cultivate our master mechanical processing general procedure and method, independent proper use of the technical literature material and

7、correct express their design thought ability. First of all, I actively consulting relevant material, diagram of parts the careful research, understand the work, then, to the teacher carefully consulted the machining process and methods for their technical question, prepare graduation design. Throu

8、gh the study, make me understand the structure, the group parts production quota and production conditions, and determine its important processing surface. The teachers guidance and analysis, let me have multiple utilizate all the theoretical knowledge and methods Here, I would like to give me sup

9、port and enthusiasm to help teachers to express our heartfelt gratitude. Due to personal ability is limited, lack of experience, therefore, the mistakes, improper in the one, ask leaders and teacher criticism and corrections. [Keywords]:the analysis of the components blank process programming

10、 目錄 目錄 3 1 引言 6 1.1設(shè)計(jì)的內(nèi)容 6 1.2選題意義 8 2 數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)與編程基礎(chǔ)知識(shí) 9 2.1 數(shù)控銑床的編程特點(diǎn) 9 2.2 數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容 10 2.3 數(shù)控銑削加工工藝簡(jiǎn)述 17 2.4 數(shù)控編程基礎(chǔ)知識(shí) 19 3 具體零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) 27 3.1 零件的基本特征描述及工藝分析 27 3.1.1 零件的作用 27 3.1.2 結(jié)構(gòu)分析 27 3.1.3 精度分析 27 3.1.4 零件的工藝分析 28 3.1.5 零件的技術(shù)要求 28 3.1.6 毛胚、材料分析 29 3.1.7 結(jié)構(gòu)工藝性分析 30 3.

11、2 總體工藝流程設(shè)計(jì) 30 3.2.1主要工藝措施 30 3.2.2主要工藝過(guò)程 31 3.3 毛坯的選擇 31 3.3.1常見(jiàn)毛坯的種類 31 3.3.2毛坯余量的確定 31 3.4 基準(zhǔn)面的選擇 31 3.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇 31 3.4.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 32 3.5工藝裝備的選擇 33 3.5.1 機(jī)床的選擇 33 3.5.2 刀具的選擇 34 3.5.3 工件的裝夾 35 3.6 加工方案設(shè)計(jì)要點(diǎn) 35 3.5.1粗、精加工的劃分 35 3.5.2 次要小表面及孔的加工 36 3.5.3 熱處理的安排 36 3.5.4 輔助工序的安排 36

12、4 減速器機(jī)蓋的三維造型及編程 37 4.1 三維造型 37 4.2 數(shù)控加工 42 4.3 數(shù)控程序 46 結(jié)束語(yǔ) 47 謝辭 49 文獻(xiàn) 50 1引言 1.1設(shè)計(jì)的內(nèi)容 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)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(duì)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(lái)了革命性的變化，使制

13、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(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)國(guó)防、汽車等的發(fā)展起著越來(lái)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(shì)，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(shì) 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(guó)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(guó)CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/m

14、in，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，機(jī)蓋零件轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一機(jī)蓋飛機(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)機(jī)蓋零件廠的開(kāi)發(fā)下，機(jī)蓋零件高速化日益普及。過(guò)去只用于汽車工業(yè)高速化的機(jī)種（每分鐘１．５萬(wàn)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(shì) 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(jí)的精確運(yùn)動(dòng)。在加工精度方面，近10年來(lái)，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級(jí)加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5

15、μm，并且超精密加工精度已開(kāi)始進(jìn)入納米級(jí)(0.01μm)。 3.開(kāi)放化發(fā)展新趨勢(shì) 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(kāi)放化技術(shù)的日益成熟，數(shù)控技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入開(kāi)放化的階段。開(kāi)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(guó)、歐共體和日本等國(guó)紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃，并進(jìn)行開(kāi)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(lái)臨。我國(guó)在2000年也開(kāi)始進(jìn)行中國(guó)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(shì) 隨著產(chǎn)品外觀曲線的復(fù)雜化致使模

16、具加工技術(shù)必須不斷升級(jí)，對(duì)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(shì)。新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合機(jī)蓋零件頭，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(tái)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(guó)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.數(shù)控加工就是將加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)輸入到機(jī)床，機(jī)床的控制系統(tǒng)對(duì)輸入信息進(jìn)行運(yùn)算與控制，并不斷地向直接指揮機(jī)床運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)功能部件——機(jī)床的伺服機(jī)構(gòu)發(fā)送脈沖信號(hào)，伺服機(jī)構(gòu)對(duì)

17、脈沖信號(hào)進(jìn)行交換和放大處理，然后由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，從而加工零件，所以數(shù)控加工的關(guān)鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的獲取，即數(shù)控編程。 2.數(shù)控編程及其發(fā)展 數(shù)控機(jī)床和普通機(jī)床不同，整個(gè)加工過(guò)程中不需要人的操作，而由程序來(lái)進(jìn)行控制。在機(jī)床上加工零件時(shí)，首先要分析零件圖樣的要求、確定合理的加工路線及工藝參數(shù)、計(jì)算刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡及其位置數(shù)據(jù)；然后把全部工藝過(guò)程以及其他輔助功能（機(jī)蓋零件的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、切削液的開(kāi)與關(guān)、變速、換刀等）按運(yùn)動(dòng)順序，用規(guī)定的指令代碼及程序格式編制成數(shù)控加工程序，經(jīng)過(guò)調(diào)試后記錄在控制介質(zhì)上；最后輸入到書空機(jī)床的數(shù)控裝置中，以此控制數(shù)控機(jī)床完成工件的全部加工過(guò)程。因此，把從零件

18、圖樣開(kāi)始到獲得正確的程序載體為止的全過(guò)程稱為零件加工程序的編制。 數(shù)控編程一般分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。 （1）手工編程。手工編程是指程序編制的整個(gè)過(guò)程步驟幾乎全部是由日人工來(lái)完成的。對(duì)于幾何形狀不太復(fù)雜的零件，所需要的加工程序不長(zhǎng)，計(jì)算也比較簡(jiǎn)單，出錯(cuò)的機(jī)會(huì)較少，這時(shí)用手工編程即及時(shí)又經(jīng)濟(jì)，因而手工編程仍被廣泛地應(yīng)用于形狀簡(jiǎn)單的點(diǎn)位加工及平面輪廓加工中。但是工件復(fù)雜，特別是加工非圓弧曲線、曲面等表面，或工件加工程序比較長(zhǎng)的，使用手工編程將十分煩瑣、費(fèi)時(shí)，而且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，常會(huì)出現(xiàn)手工編程工作跟不上數(shù)控機(jī)床加工的情況。影響數(shù)控機(jī)床的開(kāi)動(dòng)率。此時(shí)必須用自動(dòng)編程的方法編制程序。 （2）自動(dòng)

19、變成。自動(dòng)編程有兩種：APT軟件編程和CAM軟件編程。APT軟件是利用計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的處理程序后置處理程序進(jìn)行處理，以得到加工程序的編程方法。在具體的編程過(guò)程中，除擬定工藝方案仍主要依靠人工方案外，（有些自動(dòng)編程系統(tǒng)能自動(dòng)確定最佳的加工工藝參數(shù)）， 其余的工作，包括數(shù)值計(jì)算、編寫程序單、制作控制介質(zhì)、程序檢驗(yàn)等各項(xiàng)工作均由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。編寫人員只需根據(jù)圖樣的要求，使用數(shù)控語(yǔ)言編寫出零件加工的源程序，送入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、后置處理，編寫出零件加工程序單，賓噶在屏幕模擬顯示加工過(guò)程，及時(shí)修改，直至自動(dòng)穿出數(shù)據(jù)加工紙帶，或?qū)⒓庸こ绦蛲ㄟ^(guò)直接通信的方式送入數(shù)控機(jī)床，指揮機(jī)床工作。

20、CAM軟件是將加工零件以圖形形式輸入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算前置處理，在屏幕上形成加工軌跡，及時(shí)修改，再通過(guò)后置處理形式加工程序輸入數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。自動(dòng)編程的出現(xiàn)使得一些計(jì)算煩瑣、手工編寫橫困難的?；蚴止o(wú)法編出的程序都能實(shí)現(xiàn)。 本設(shè)計(jì)根據(jù)零件的具體加工位置和零件的工藝特點(diǎn)，可以選擇手工編程、也可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)編程的方式。 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)》《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《數(shù)控銑削加工》的課題，綜合所學(xué)知識(shí)，解決

21、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)。 2數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)與編程基礎(chǔ)知識(shí) 數(shù)控銑床是出現(xiàn)比較早和使用比較早的數(shù)控機(jī)床，在制造中具有很重要的地位，在汽車，航天，軍工，模具等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。 2.1數(shù)控銑床的編程特點(diǎn) 數(shù)控銑床是通過(guò)兩軸聯(lián)動(dòng)來(lái)加工零件的平面輪廓，通過(guò)兩軸半控制、三軸或多軸聯(lián)動(dòng)來(lái)加工空間曲面零件。數(shù)控銑削加工編程具有如下特點(diǎn)：

22、1、數(shù)控銑床一般僅具有直線和圓弧的插補(bǔ)功能，因此非圓曲線的加工是按編程允許誤差將曲線分割成許多小段再用直線或圓弧逼近得到，編程時(shí)需計(jì)算各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。 2、具備刀補(bǔ)功能，可直接按工件尺寸編程。 3、具備鏡像功能，加工軸對(duì)稱零件時(shí)只要編寫一半加工程序即可。 4、具備子程序調(diào)用功能。當(dāng)工件上有相同加工部位時(shí)，可以調(diào)用子程序，以簡(jiǎn)化程序編制。 2.2數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容 數(shù)控銑床編程就是按照數(shù)控系統(tǒng)的格式要求，根據(jù)事先設(shè)計(jì)的刀具運(yùn)動(dòng)路線，將刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡上或零件輪廓上個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)編寫成數(shù)控加工程序。所編成的數(shù)控加工程序，要符合具體的數(shù)控系統(tǒng)的格式要求。 數(shù)控加工程序不僅包括零件的工藝規(guī)程，

23、還包括切削用量、走刀路線、刀具尺寸和銑床的運(yùn)動(dòng)過(guò)程等，所以必須對(duì)數(shù)控銑削加工工藝方案進(jìn)行詳細(xì)的制定。 1、數(shù)控銑削加工的內(nèi)容 （1）零件上的曲線輪廓，特別是由數(shù)學(xué)表達(dá)式描繪的非圓曲線和列表曲線等曲線輪廓； （2）已給出數(shù)學(xué)模型的空間曲面； （3）形狀復(fù)雜、尺寸繁多、劃線與檢測(cè)困難的部位； （4）用通用銑床加工時(shí)難以觀察、測(cè)量和控制進(jìn)給的內(nèi)外凹槽； （5）以尺寸協(xié)調(diào)的高精度孔或面； （6）能在一次安裝中順帶銑出來(lái)的簡(jiǎn)單表面； （7）采用數(shù)控銑削后能成倍提高生產(chǎn)率，大大減輕體力勞動(dòng)強(qiáng)度的一般加工內(nèi)容。 2．零件的工藝性分析 （1）零件圖樣分析 1）零件圖樣尺寸的正確標(biāo)注；2）零

24、件技術(shù)要求分析；3）零件圖上尺寸標(biāo)注是否符合數(shù)控加工的特點(diǎn)。 （2）零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 1）保證獲得要求的加工精度；2）盡量統(tǒng)一零件外輪廓、內(nèi)腔的幾何類型和有關(guān)尺寸； 3）選擇較大的輪廓內(nèi)圓弧半徑；4）零件槽底部圓角半徑不宜過(guò)大； 5）保證基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；6）分析零件的變形情況。 （3）零件毛坯的工藝性分析 1）毛坯應(yīng)有充分、穩(wěn)定的加工余量；2）分析毛坯的裝夾適應(yīng)性； 3）分析毛坯的余量大小及均勻性。 3．工藝路線的確定 （1）加工方法的選擇 1）內(nèi)孔表面的加工方法2）平面的加工方法3）平面輪廓加工方法4）曲面輪廓加工方法。 （2）加工階段的劃分 1）有利于保證加工質(zhì)量；2

25、）有利于及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷；3）有利于設(shè)備的合理使用。 （3）工序的劃分 1）按所用刀具劃分工序的原則； 2）按粗、精加工分開(kāi)，先粗后精的原則； 3）按先面后孔的原則劃分工序。 （4）加工順序的安排 1）切削加工工序的安排 a．基面先行原則；b．先粗后精原則；c．先主后次原則；d．先面后孔原則。 2）熱處理工序的安排a．預(yù)備熱處理；b．消除殘余應(yīng)力；c．最終熱處理。 3）輔助工序的安排 4）數(shù)控加工工序與普通工序的銜接 （5）裝夾方案的確定（組合夾具的應(yīng)用） （6）進(jìn)給路線的確定 加工路線的確定原則主要有以下幾點(diǎn)：1）加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面質(zhì)量，且效率要

26、高；2）使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，以減少編程運(yùn)算量；3）應(yīng)使加工路線最短，這樣既可簡(jiǎn)化程序段，又可減少空走刀時(shí)間。 1）順銑和逆銑的選擇 2）銑削外輪廓的進(jìn)給路線（切入、切出） 3）銑削內(nèi)槽的進(jìn)給路線（行切法、環(huán)切法） 4）銑削曲面的進(jìn)給路線 4．刀具選擇 （1）數(shù)控刀具材料：高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、金屬陶瓷、金剛石、立方氮化硼、表面涂層。 （2）數(shù)控銑削對(duì)刀具的要求：剛性好、耐用度高。 （3）銑刀的種類：面銑刀、立銑刀、模具銑刀、鍵槽銑刀、鼓形銑刀、成形銑刀。 （4）銑刀的選擇 ①減少刀具數(shù)量；②一把刀具完成其所能進(jìn)行的所有加工部位；③粗精加工的刀具應(yīng)分開(kāi)使用；④先銑后鉆；⑤先曲面

27、精加工，后二維輪廓精加工。 1）銑刀類型的選擇 2）銑刀參數(shù)的選擇 a．面銑刀主要參數(shù)的選擇標(biāo)準(zhǔn) b．立銑刀主要參數(shù)的選擇 3）銑刀生產(chǎn)廠家的選擇 5．切削用量的選擇 在編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量。選擇切削用量時(shí)，一定要充分考慮影響切削的各種因素，正確的選擇切削條件，合理地確定切削用量，可有效地提高機(jī)械加工質(zhì)量和產(chǎn)量。影響切削條件的因素有：機(jī)床、工具、刀具及工件的剛性；切削速度、切削深度、切削進(jìn)給率；工件精度及表面粗糙度；刀具預(yù)期壽命及最大生產(chǎn)率；切削液的種類、冷卻方式；工件材料的硬度及熱處理狀況；工件數(shù)量；機(jī)床的壽命。 上述諸因素中以切削速度、切削深度、切削進(jìn)

28、給率為主要因素。 切削速度快慢直接影響切削效率。若切削速度過(guò)小，則切削時(shí)間會(huì)加長(zhǎng)，刀具無(wú)法發(fā)揮其功能；若切削速度太快，雖然可以縮短切削時(shí)間，但是刀具容易產(chǎn)生高熱，影響刀具的壽命。決定切削速度的因素很多，概括起來(lái)有： （1）刀具材料（2）工件材料（3）刀具壽命（4）切削深度與進(jìn)刀量（5）刀具的形狀（6）冷卻液使用 上述影響切削速度的諸因素中，刀具材質(zhì)的影響最為主要。 切削深度主要受機(jī)床剛度的制約，在機(jī)床剛度允許的情況下，切削深度應(yīng)盡可能大，如果不受加工精度的限制，可以使切削深度等于零件的加工余量。這樣可以減少走刀次數(shù)。 機(jī)蓋零件轉(zhuǎn)速要根據(jù)機(jī)床和刀具允許的切削速度來(lái)確定?？梢杂糜?jì)算法或查

29、表法來(lái)選取。 進(jìn)給量f(mm／r)或進(jìn)給速度F(mm／min)要根據(jù)零件的加工精度、表面粗糙度、刀具和工件材料來(lái)選。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)及數(shù)控系統(tǒng)的限制。 編程員在選取切削用量時(shí)，一定要根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書的要求和刀具耐用度，選擇適合機(jī)床特點(diǎn)及刀具最佳耐用度的切削用量。當(dāng)然也可以憑經(jīng)驗(yàn)，采用類比法去確定切削用量。不管用什么方法選取切削用量，都要保證刀具的耐用度能完成一個(gè)零件的加工，或保證刀具耐用度不低于一個(gè)工作班次，最小也不能低于半個(gè)班次的時(shí)間。 （1）機(jī)床坐標(biāo)系 機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床上固有的坐標(biāo)系，并設(shè)有固定的零點(diǎn)（機(jī)械零點(diǎn)），它由廠家在生產(chǎn)機(jī)床時(shí)確定。 XK5032立式數(shù)控銑床

30、符合ISO規(guī)定，即以機(jī)床機(jī)蓋零件軸線方向?yàn)閆軸，刀具遠(yuǎn)離工件方向?yàn)閆軸正方向；X軸規(guī)定為水平平行于工件工件裝夾表面，人在工作臺(tái)前面對(duì)機(jī)蓋零件，右方向?yàn)閄軸正方向；Y軸垂直于X，Z軸坐標(biāo)軸，其方向根據(jù)笛卡兒坐標(biāo)系右手定則確定。 （2）工件坐標(biāo)系 工件坐標(biāo)系是用來(lái)確定工件幾何形體上各要素的位置而設(shè)置的坐標(biāo)系，工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)即為工件零點(diǎn)。工件零點(diǎn)的位置是任意的，由編程人員編制程序時(shí)根據(jù)零件特點(diǎn)選定。 （3）工件坐標(biāo)系的設(shè)定 工件坐標(biāo)系的設(shè)定是進(jìn)行變成計(jì)算的第一步，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的加工要求和編程的方便性恰當(dāng)選擇。 1）用G92設(shè)定工件坐標(biāo)系 其輸入格式：G92 X Y Z 該指令可

31、以出現(xiàn)在程序的第一段，也可出現(xiàn)在程序段中間，以重新設(shè)定工件坐標(biāo)系。數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行該指令前，一般先把刀具置于一個(gè)合適的位置，執(zhí)行該段程序后，機(jī)床并不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，只是把坐標(biāo)設(shè)定值送入內(nèi)存。 2）G54~G59設(shè)定工件坐標(biāo)系 XK5032立式數(shù)控銑床還可以通過(guò)CRT/MDI在參數(shù)設(shè)置方式下，設(shè)定6個(gè)不同的工件坐標(biāo)系。這6個(gè)坐標(biāo)系分別被記憶成G54、G55、G56、G57、G58、G59，在加工時(shí)通過(guò)G54~G59指令選擇相應(yīng)的坐標(biāo)系。 G90指令與G54~G59指令的使用區(qū)別是：G92指令通過(guò)程序來(lái)設(shè)定工件加工程序，其坐標(biāo)原點(diǎn)與當(dāng)前刀具所在位置有關(guān)；而G54~G59指令通過(guò)CRT/MDI在參數(shù)

32、設(shè)置方式下設(shè)定工件坐標(biāo)系，其坐標(biāo)原點(diǎn)與當(dāng)前刀具所在位置無(wú)關(guān)。G92指令只是設(shè)定坐標(biāo)系，不產(chǎn)生任何移動(dòng)；G54~G59指令可以與G00指令等組合在相應(yīng)的工件坐標(biāo)系中進(jìn)行位移。 2．主要功能指令 （1）常用輔助功能指令 用來(lái)指定機(jī)床的輔助動(dòng)作和狀態(tài)（如機(jī)床的啟停、轉(zhuǎn)向、切削液的開(kāi)關(guān)、機(jī)蓋零件轉(zhuǎn)向、刀具夾緊松開(kāi)等〕 M00－程序暫停，機(jī)床的轉(zhuǎn)動(dòng)、進(jìn)給、切削液停止。重新啟動(dòng)機(jī)床后繼續(xù)執(zhí)行下面的程序； M01－程序選擇停止指令，只有按下面板上“選擇停止”鍵，該指令才有效。執(zhí)行該指令，與M00相似。按“啟動(dòng)”鍵，繼續(xù)執(zhí)行下面的程序； M02－程序結(jié)束，機(jī)床處于復(fù)位狀態(tài)； M03－機(jī)蓋零件正轉(zhuǎn)

33、（CW）； M04－機(jī)蓋零件反轉(zhuǎn)（CCW）； M05－機(jī)蓋零件停轉(zhuǎn)。M03和M04指令之間必須用M05指令使機(jī)蓋零件停轉(zhuǎn)后進(jìn)行； M08－冷卻液開(kāi)； M09－冷卻液關(guān)； M98－放在主程序中，用來(lái)調(diào)用子程序。格式為：M98 P ，其后8位數(shù)字，前4位是調(diào)用次數(shù)，后4位是子程序號(hào)。調(diào)用1次時(shí)，前4位可省略。 M99－放在子程序最后，用來(lái)返回主程序的相應(yīng)程序段。當(dāng)M99后不跟任何代碼時(shí)，返回調(diào)用程序的后一段程序段。否則返回到M98 P 所指定的P后的程序段。 當(dāng)M99單獨(dú)在主程序中使用時(shí)，不跟任何代碼，返回主程序的開(kāi)頭，否則返回到主程序P指定的程序段。 （2）絕對(duì)尺寸指令和增量尺

34、寸指令 1）絕對(duì)尺寸方式（G90）在該方式下，程序段中的尺寸為絕對(duì)坐標(biāo)值。 2）增量尺寸方式（G91）在該方式下，程序段中的尺寸為增量坐標(biāo)值，即相對(duì)于前一工作點(diǎn)的增量值。 （3）基本進(jìn)給指令（G指令） 1）快速進(jìn)刀指令（G00）G00 X Y Z ；最快進(jìn)給速度為系統(tǒng)默認(rèn)，由系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整； 2）直線插補(bǔ)指令（G01） G01 X Y Z F ；注意到G90和G91時(shí)，起刀的原點(diǎn)不同，F(xiàn)單位是mm/min； 3）圓弧插補(bǔ)指令（G02、G03） 在XY平面（G17）內(nèi)，G02 X Y R F順圓插補(bǔ) G03 X Y R F逆圓插補(bǔ) 或者：G02 X Y I J F順圓插補(bǔ)

35、 G03 X Y I J F逆圓插補(bǔ) 采用G90時(shí)，X Y Z 是圓弧終點(diǎn)相對(duì)于工件零點(diǎn)的坐標(biāo)，采用G91時(shí)，X Y Z 是圓弧終點(diǎn)相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)。I J K 是圓弧的圓心坐標(biāo)值，均為圓心點(diǎn)相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的增量值。 R 為圓弧半徑。圓心角小于等于180度R為正值、圓心角大于180度R為負(fù)值。當(dāng)圓弧為整圓時(shí)，不能用R，只能用I，J，K。 4）進(jìn)給暫停指令（G04） G04指令可使進(jìn)給暫停，刀具在某一點(diǎn)停留一段時(shí)間后再執(zhí)行下一段程序。輸入格式： G04 X 或G04 P ； X 或P 均為指定進(jìn)給暫停時(shí)間。兩者區(qū)別是：X后面可帶小數(shù)點(diǎn)，單位是s；P后面數(shù)字不能帶小數(shù)點(diǎn)，單位為ms。

36、如，G04 X3.5，或者G04 P3500，都表示刀具暫停了3.5秒。 （4）補(bǔ)償指令 1）刀具半徑補(bǔ)償指令（G41、G42、G40） G41為左刀補(bǔ)指令，表示沿著刀具進(jìn)給方向看，刀具中心在零件輪廓的左側(cè)； G42為右刀補(bǔ)指令，表示沿著刀具進(jìn)給方向看，刀具中心在零件輪廓的左側(cè)； 輸入格式：G41（G42）G01 X Y D ； 式中，D 為刀具號(hào)，存有預(yù)先由MDI方式輸入的刀具半徑補(bǔ)償值。 G40為取消刀具半徑補(bǔ)償指令；輸入格式：G40 G01 X Y ； 刀補(bǔ)指令使用注意： G40與G41或G42要成對(duì)使用； 從無(wú)刀補(bǔ)狀態(tài)進(jìn)入刀補(bǔ)狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)必須采用G00或G01直線移

37、動(dòng)指令，不能用G02、G03；刀補(bǔ)撤消時(shí)也要用G00或G01直線移動(dòng)指令。 2）刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令（G43、G44、G49） G43為正補(bǔ)償，表示刀具在Z方向?qū)嶋H坐標(biāo)值比程序給定值增加一個(gè)偏移量； G42為負(fù)補(bǔ)償，表示刀具在Z方向?qū)嶋H坐標(biāo)值比程序給定值減少一個(gè)偏移量； 輸入格式：G43（G44）G01 Z H ； 式中，H 為刀具號(hào)，存有預(yù)先由MDI方式輸入的刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值。 G49為取消刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償指令；輸入格式：G49 G01 Z ； 2.3數(shù)控銑削加工工藝簡(jiǎn)述 1、絕對(duì)值方式和增量值方式編程 1)、絕對(duì)值方式編程 程序格式：G90 2)、增量值方式編程 程序格式：G

38、91 2、工件坐標(biāo)系的建立 1)、設(shè)置工件坐標(biāo)系 2)、選擇機(jī)床坐標(biāo)系 3)、選擇1～6號(hào)工件坐標(biāo)系 G54、G55、G56、G57、G58、G59 選擇1～6號(hào)工件坐標(biāo)系，這些指令可以分別用來(lái)選擇相應(yīng)的工件坐標(biāo)系。 3編程格式：G54(G55~G59) G00 (G01) X＿Y＿Z＿(F＿) ； 4、快速定位與直線插補(bǔ) a、快速定位 b、直線插補(bǔ) 5、圓弧插補(bǔ) 圓弧插補(bǔ)的編程格式有兩種，分別如下： 1)、用分矢量I、J、K表示圓心位置 2)、用圓弧半徑R指定圓心位置 6、刀具半徑補(bǔ)償指令G40、G41、G42 1)、刀具半徑補(bǔ)償?shù)哪康? 數(shù)控機(jī)床在實(shí)際加工過(guò)程

39、中是通過(guò)控制刀具中心軌跡來(lái)實(shí)現(xiàn)切削加工任務(wù)的。在編程過(guò)程中，為了避免復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算，一般按零件的實(shí)際輪廓來(lái)編寫數(shù)控程序，但刀具有一定的半徑尺寸，如果不考慮刀具半徑尺寸，那么加工出來(lái)的實(shí)際輪廓就會(huì)與圖紙所要求的輪廓相差一個(gè)刀具半徑值。因此，采用刀具半徑補(bǔ)償功能來(lái)解決這一問(wèn)題。 2)、刀具半徑補(bǔ)償?shù)姆椒? 使用刀具半徑補(bǔ)償指令，并在控制面板上手工輸入刀具半徑，數(shù)控裝置便能自動(dòng)地計(jì)算出刀具中心軌跡，并按刀具中心軌跡運(yùn)動(dòng)。即執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償后，刀具自動(dòng)偏離工件輪廓一個(gè)刀具半徑值，從而加工出所要求的工件輪廓。 7、刀具半徑補(bǔ)償?shù)牟襟E 1)、刀補(bǔ)建立 2)、刀補(bǔ)進(jìn)行 3)、刀補(bǔ)取消 8、刀具半

40、徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用： 1)、避免計(jì)算刀心軌跡，直接用零件輪廓尺寸編程； 2)可用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀補(bǔ)值進(jìn)行粗、精加工。 3)、利用刀補(bǔ)值控制輪廓尺寸精度。因刀補(bǔ)值具有小數(shù)點(diǎn)后2～4位的精度，故可控制輪廓尺寸精度。 4)、利用刀具補(bǔ)償功能，可用同一個(gè)程序，加工同一公稱尺寸的內(nèi)、外兩個(gè)型面。 2.4數(shù)控編程基礎(chǔ)知識(shí) 表3－1 常用文字碼及其含義 功能 文字碼 含義 程序號(hào) O/：（ISO/EIA） 表示程序名代號(hào)(1～9999) 程序段號(hào) N 表示程序段代號(hào)(1～9999) 準(zhǔn)備功能 G 確定移動(dòng)方式等準(zhǔn)備功能 坐標(biāo)字 X、Y、Z 、A、B、

41、C 坐標(biāo)軸移動(dòng)指令(99999.999mm) R 圓弧半徑(99999.999mm) I、J、K 圓弧圓心坐標(biāo)(99999.999mm) 進(jìn)給功能 F 表示進(jìn)給速度(1～1000mm/min) 機(jī)蓋零件功能 S 表示機(jī)蓋零件轉(zhuǎn)速(0～9999r/min) 刀具功能 T 表示刀具號(hào)(0～99) 輔助功能 M 冷卻液開(kāi)、關(guān)控制等輔助功能(0～99) 偏移號(hào) H 表示偏移代號(hào)(0～99) 暫停 P 、X 表示暫停時(shí)間(0～99999.999s) 子程序號(hào)及子程序調(diào)用次數(shù) P 子程序的標(biāo)定及子程序重復(fù)調(diào)用次數(shù)設(shè)定(1

42、～9999) 宏程序變量 P、Q、R 變量代號(hào) 數(shù)控銑床的編程功能指令與數(shù)控車床的編程功能指令相似，也可分為準(zhǔn)備功能指令和輔助功能指令兩大類。由于生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的廠家眾多，且所用數(shù)控系統(tǒng)也各不相同，故編程時(shí)必須嚴(yán)格遵守機(jī)床使用說(shuō)明書中的規(guī)定。常用文字碼及其含義見(jiàn)表3－1。 1、準(zhǔn)備功能指令 選擇準(zhǔn)備功能指令是編制程序的核心問(wèn)題。準(zhǔn)備功能指令也稱為G功能，其由地址字G和兩位數(shù)值來(lái)表示，跟在G后面的數(shù)字決定了該程序段的指令的意義。常用準(zhǔn)備功能代碼如表3－2所示。其中00組的G代碼為非模態(tài)代碼，其余均為模態(tài)代碼。 表3－2 常用G功能代碼 指令 組 功能 指令 組 功能

43、 G00 01 快速定位 G42 07 刀具半徑右補(bǔ)償 G01 直線插補(bǔ) G43 08 正向刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償 G02 圓弧插補(bǔ)/螺旋線插補(bǔ)CW G44 負(fù)向刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償 G03 圓弧插補(bǔ)/螺旋線插補(bǔ)CCW G49 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償取消 G04 00 暫停 G53 00 選擇機(jī)床坐標(biāo)系 G17 02 選擇XY平面 G54 14 選擇工件坐標(biāo)系1 G18 選擇XZ平面 G55 選擇工件坐標(biāo)系2 G19 選擇YZ平面 G56 選擇工件坐標(biāo)系3 G20 06 英寸輸入 G57 選擇工件坐標(biāo)系4 G21 毫米輸入 G58

44、 選擇工件坐標(biāo)系5 G27 00 返回參考點(diǎn)檢測(cè) G59 選擇工件坐標(biāo)系6 G28 返回參考點(diǎn) G90 03 絕對(duì)值方式編程 G29 從參考點(diǎn)返回 G91 相對(duì)值方式編程 G33 01 螺紋切削 G92 00 設(shè)定工件坐標(biāo)系 G40 07 取消刀具半徑補(bǔ)償 G98 10 固定循環(huán)返回到初始點(diǎn) G41 刀具半徑左補(bǔ)償 G99 固定循環(huán)返回到R點(diǎn) 2、輔助功能指令 XK5025立式數(shù)控銑床的輔助功能指令與數(shù)控車床基本相同。如表3－3所示。 表3－3 常用M功能代碼 指令 功能 指令 功能 M00 程序停止 M05

45、機(jī)蓋零件停止旋轉(zhuǎn) M01 選擇停止 M08 切削液開(kāi) M02 程序結(jié)束 M09 切削液關(guān) M03 機(jī)蓋零件順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn) M98 子程序調(diào)用 M04 機(jī)蓋零件逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn) M99 子程序結(jié)束 3、其它功能指令 1)、進(jìn)給功能 進(jìn)給功能也稱為F功能。表示刀具中心運(yùn)動(dòng)時(shí)的進(jìn)給速度，由地址碼F和數(shù)字構(gòu)成。F功能以每分鐘進(jìn)給距離的方式指定進(jìn)給速度。F功能的單位可以是mm/min ，也可以是mm/r；可以按公制形式輸入，也可以轉(zhuǎn)換成英制。 2)、機(jī)蓋零件功能 機(jī)蓋零件功能也稱S功能，即用來(lái)指定機(jī)蓋零件的轉(zhuǎn)速。它由地址碼S及后面的整數(shù)數(shù)字組成，單位為r/min。

46、 3)、刀具功能 刀具功能也稱T功能。由地址碼T及后面的兩位整數(shù)數(shù)字組成，數(shù)字代表刀具的編號(hào)，用來(lái)選擇刀具。 一、數(shù)控銑床按構(gòu)造上分類 ⑴工作臺(tái)升降式數(shù)控銑床這類數(shù)控銑床采用工作臺(tái)移動(dòng)、升降，而機(jī)蓋零件不動(dòng)的方式。小型數(shù)控銑床一般采用此種方式。 ⑵機(jī)蓋零件頭升降式數(shù)控銑床這類數(shù)控銑床采用工作臺(tái)縱向和橫向移動(dòng)，且機(jī)蓋零件沿垂向溜板上下運(yùn)動(dòng)；機(jī)蓋零件頭升降式數(shù)控銑床在精度保持、承載重量、系統(tǒng)構(gòu)成等方面具有很多優(yōu)點(diǎn)，已成為數(shù)控銑床的主流。 ⑶龍門式數(shù)控銑床這類數(shù)控銑床機(jī)蓋零件可以在龍門架的橫向與垂向溜板上運(yùn)動(dòng)，而龍門架則沿床身作縱向運(yùn)動(dòng)。大型數(shù)控銑床，因要考慮到擴(kuò)大行程，縮小占地面積及剛

47、性等技術(shù)上的問(wèn)題，往往采用龍門架移動(dòng)式。 二、數(shù)控銑床也可以按通用銑床的分類方法分類 ⑴數(shù)控立式銑床 數(shù)控立式銑床在數(shù)量上一直占據(jù)數(shù)控銑床的大多數(shù)，應(yīng)用范圍也最廣。從機(jī)床數(shù)控系繞控制的坐標(biāo)數(shù)量來(lái)看，目前3坐標(biāo)數(shù)控立銑仍占大多數(shù)；一般可進(jìn)行3坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工，但也有部分機(jī)床只能進(jìn)行3個(gè)坐標(biāo)中的任意兩個(gè)坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工(常稱為2.5坐標(biāo)加工)。此外，還有機(jī)床機(jī)蓋零件可以繞X、Y、Z坐標(biāo)軸中的其中一個(gè)或兩個(gè)軸作數(shù)控?cái)[角運(yùn)動(dòng)的4坐標(biāo)和5坐標(biāo)數(shù)控立銑。 ⑵臥式數(shù)控銑床 與通用臥式銑床相同，其機(jī)蓋零件軸線平行于水平面。為了擴(kuò)大加工范圍和擴(kuò)充功能，臥式數(shù)控銑床通常采用增加數(shù)控轉(zhuǎn)盤或萬(wàn)能數(shù)控轉(zhuǎn)盤來(lái)實(shí)現(xiàn)4、5

48、坐標(biāo)加工。這樣，不但工件側(cè)面上的連續(xù)回轉(zhuǎn)輪廓可以加工出來(lái)，而且可以實(shí)現(xiàn)在一次安裝中，通過(guò)轉(zhuǎn)盤改變工位，進(jìn)行“四面加工”。 ⑶立臥兩用數(shù)控銑床 目前，這類數(shù)控銑床已不多見(jiàn)，由于這類銑床的機(jī)蓋零件方向可以更換，能達(dá)到在一臺(tái)機(jī)床上既可以進(jìn)行立式加工，又可以進(jìn)行臥式加工，而同時(shí)具備上述兩類機(jī)床的功能，其使用范圍更廣，功能更全，選擇加工對(duì)象的余地更大，且給用戶帶來(lái)不少方便。特別是生產(chǎn)批量小，品種較多，又需要立、臥兩種方式加工時(shí)，用戶只需買一臺(tái)這樣的機(jī)床就行了。 1.數(shù)控銑床的組成 數(shù)控銑床的基本組成見(jiàn)圖 1，它由床身、立柱、機(jī)蓋零件箱、工作臺(tái)、滑鞍、滾珠絲杠、伺服電機(jī)、伺服裝置、數(shù)控系統(tǒng)等組成。

49、 床身用于支撐和連接機(jī)床各部件。機(jī)蓋零件箱用于安裝機(jī)蓋零件。機(jī)蓋零件下端的錐孔用于安裝銑刀。當(dāng)機(jī)蓋零件箱內(nèi)的機(jī)蓋零件電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)蓋零件旋轉(zhuǎn)時(shí)，銑刀能夠切削工件。機(jī)蓋零件箱還可沿立柱上的導(dǎo)軌在 Z 向移動(dòng)，使刀具上升或下降。工作臺(tái)用于安裝工件或夾具。工作臺(tái)可沿滑鞍上的導(dǎo)軌在 X 向移動(dòng)，滑鞍可沿床身上的導(dǎo)軌在 Y 向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)工件在 X 和 Y 向的移動(dòng)。無(wú)論是 X、Y 向，還是 Z 向的移動(dòng)都是靠伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠來(lái)實(shí)現(xiàn)。伺服裝置用于驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)?？刂破饔糜谳斎肓慵庸こ绦蚝涂刂茩C(jī)床工作狀態(tài)?？刂齐娫从糜谙蛩欧b置和控制器供電。 圖1 2．?dāng)?shù)控銑床的工作原理 根據(jù)零件形狀、尺寸

50、、精度和表面粗糙度等技術(shù)要求制定加工工藝，選擇加工參數(shù)。通過(guò)手工編程或利用 CAM 軟件自動(dòng)編程，將編好的加工程序輸入到控制器?？刂破鲗?duì)加工程序處理后，向伺服裝置傳送指令。伺服裝置向伺服電機(jī)發(fā)出控制信號(hào)。機(jī)蓋零件電機(jī)使刀具旋轉(zhuǎn)，X、Y 和 Z 向的伺服電機(jī)控制刀具和工件按一定的軌跡相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)工件的切削。 3．?dāng)?shù)控銑床加工的特點(diǎn) （1）用數(shù)控銑床加工零件，精度很穩(wěn)定。如果忽略刀具的磨損，用同一程序加工出的零件具有相同的精度。 （2）數(shù)控銑床尤其適合加工形狀比較復(fù)雜的零件，如各種模具等。 （3）數(shù)控銑床自動(dòng)化程度很高，生產(chǎn)率高，適合加工批量較大的零件。 4.數(shù)控銑床的功能 各種

51、類型數(shù)控銑床所配置的數(shù)控系統(tǒng)雖然各有不同，但各種數(shù)控系統(tǒng)的功能，除一些特殊功能不盡相同外，其主要功能基本相同。 （1）、點(diǎn)位控制功能此功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相互位置精度要求很高的孔系加工。 (2)、連續(xù)輪廓控制功能此功能可以實(shí)現(xiàn)直線、圓弧的插補(bǔ)功能及非圓曲線的加工。 (3)、刀具半徑補(bǔ)償功能此功能可以根據(jù)零件圖樣的標(biāo)注尺寸來(lái)編程，而不必考慮所用刀具的實(shí)際半徑尺寸，從而減少編程時(shí)的復(fù)雜數(shù)值計(jì)算。 (4)、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能此功能可以自動(dòng)補(bǔ)償?shù)毒叩拈L(zhǎng)短，以適應(yīng)加工中對(duì)刀具長(zhǎng)度尺寸調(diào)整的要求。 (5)、比例及鏡像加工功能比例功能可將編好的加工程序按指定比例改變坐標(biāo)值來(lái)執(zhí)行。鏡像加工又稱軸對(duì)稱加工，如果一個(gè)零

52、件的形狀關(guān)于坐標(biāo)軸對(duì)稱，那么只要編出一個(gè)或兩個(gè)象限的程序，而其余象限的輪廓就可以通過(guò)鏡像加工來(lái)實(shí)現(xiàn)。 (6)、旋轉(zhuǎn)功能該功能可將編好的加工程序在加工平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)任意角度來(lái)執(zhí)行。 (7)、子程序調(diào)用功能 有些零件需要在不同的位置上重復(fù)加工同樣的輪廓形狀，將這一輪廓形狀的加工程序作為子程序，在需要的位置上重復(fù)調(diào)用，就可以完成對(duì)該零件的加工。 (8)、宏程序功能 該功能可用一個(gè)總指令代表實(shí)現(xiàn)某一功能的一系列指令，并能對(duì)變量進(jìn)行運(yùn)算，使程序更具靈活性和方便性。 1、機(jī)床坐標(biāo)系 機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床本身固有的，是以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)建立起來(lái)的 X 、 Y 、 Z 軸直角坐標(biāo)系。機(jī)床坐標(biāo)系是制造和調(diào)整機(jī)床

53、的基礎(chǔ)，也是設(shè)置工件坐標(biāo)系的基礎(chǔ)，一般不允許隨意變動(dòng)。 2、工件坐標(biāo)系 為了確定零件加工時(shí)在機(jī)床中的位置，必須建立工件坐標(biāo)系，也稱為編程坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系采用與機(jī)床坐標(biāo)系一致的坐標(biāo)方向，工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)即工件原點(diǎn)，工件原點(diǎn)是任意的，它由編程人員在編制程序時(shí)根據(jù)零件的特點(diǎn)選定。它在工件裝夾完畢后，通過(guò)對(duì)刀確定。 3具體零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) 3.1 零件的基本特征描述及工藝分析 3.1.1零件的作用 此機(jī)械零件屬于精密機(jī)械上的零件。它主要起支撐和傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩的作用。其主要由面和孔元素等組成，是常用的機(jī)械零件。所以它的主要表面的精度和表面質(zhì)量要求比較高，而且精度也要求穩(wěn)

54、定。此機(jī)械零件是機(jī)器中的附件，對(duì)一些機(jī)械零件用來(lái)支撐工件，防止其偏移或松動(dòng)。它位于某機(jī)械的機(jī)構(gòu)中，主要作用是配合裝配其他零件. 3.1.2結(jié)構(gòu)分析 如圖所示結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，該零件的加工輪廓由圓弧、直線構(gòu)成，由于形狀尺寸較大，加工、檢驗(yàn)都較困難，加工時(shí)必須選擇與零件的聯(lián)系尺寸相適應(yīng)的機(jī)床。 3.1.3 精度分析 該零件加工整體要保證Ra3.2m的粗糙度，加工要求一般。加工面主要是深孔和平面，位置、形狀、尺寸精度都各有要求： 孔表面粗糙度均為Ra3.2m ，相互位置精度公差均為0.2mm 3.1.4零件的工藝分析 機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低消耗的重要手段

55、，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度，加工操作，安全生產(chǎn)，技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種，上質(zhì)量，上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。 在實(shí)際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、材料、結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和技術(shù)要求等不同，針對(duì)某一零件，往往不是單獨(dú)在一種機(jī)床上，用某一種加工方法就能完成的，而是要經(jīng)過(guò)一定的工藝過(guò)程才能完成其加工。因此，不僅要根據(jù)零件的具體要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的具體條件，對(duì)零件的各組成表面選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，逐步地把零件加工出來(lái)。 對(duì)于某個(gè)具體零件，可采用幾種不同的工藝方案進(jìn)行加工。雖然這些方案都可以加工出來(lái)合格的零件，但從生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，

56、可能其中有種方案比較合理且切實(shí)可行。因此，必須根據(jù)零件的具體要求和可能的加工條件等，擬訂較為合理的工藝過(guò)程。 從整體形狀來(lái)看根據(jù)要求主要是加工孔和平面。具體特點(diǎn)和技術(shù)要求如下： ①加工孔要求達(dá)到的精度等級(jí)為。粗糙度為，且以平面為基準(zhǔn)，要求平行度公差為，主要滿足加工孔的位置精度。 ②其他各個(gè)孔和面的加工都要以平面為定位基準(zhǔn)。所以，平面的形位公差要達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 ③粗糙度為為孔，且粗糙度為。 ④其余未注要求的加工表面為不去除材料加工 3.1.5零件的技術(shù)要求 從機(jī)械的各個(gè)需要加工的表面來(lái)分析：后平面與機(jī)體相連，其長(zhǎng)度尺寸精度不高，而表面質(zhì)量較高；孔和面，因需要裝配進(jìn)行連接，還要用于夾

57、具定位，其加工精度可定為IT9級(jí)；端面位置精度要求不高；孔面需要定位，表面質(zhì)量要求比較高；其他有些面，其表面質(zhì)量要求高；各加工面之間的尺寸精度要求不高。 從以上分析可知，該零件在批量生產(chǎn)條件下，不需要采用專用的機(jī)床進(jìn)行加工，用普通機(jī)床配專用夾具即可保證其加工精度和表面質(zhì)量要求。因此，該零件的加工不存在技術(shù)難題。為提高孔或者面的表面質(zhì)量，在孔和面加工工序中采用對(duì)其進(jìn)行精加工。 3.1.6 毛胚、材料分析 由資料[2]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表4-71，可得力學(xué)性能： 表1.1的性能參數(shù) 牌號(hào) 鑄件壁厚 最小抗拉強(qiáng)度 硬度 鑄件硬度范圍 金相組織 灰鑄體 2.5-10 10-

58、20 20-30 30-50 175 145 130 120 H175 150-200 鐵素體+珠光體 灰鑄體一般的工作條件： ①承受中等載荷的零件。 ②磨檫面間的單位面積壓力不大于490KPa。 毛坯的熱處理 灰鑄體中的碳全部或大部分以片狀石墨方式存在鑄鐵中，由于片狀石墨對(duì)基體的割裂作用大，引起應(yīng)力集中也大；因此，使石墨片得到細(xì)化，并改善石墨片的分布，可提高鑄鐵的性能?？刹捎檬嘶穑瑏?lái)消除鑄鐵表層和壁厚較薄的部位可能出現(xiàn)的白口組織（有大量的滲碳體出現(xiàn)），以便于切削加工。 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 此零件為鑄造件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求： ①鑄件的壁厚應(yīng)和合

59、適，均勻，不得有突然變化。 ②鑄造圓角要適當(dāng)，不得有尖角。 ③鑄件結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)化，并要有和合理的起模斜度，以減少分型面、芯子、并便于起模。 ④加強(qiáng)肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時(shí)鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。 ⑤鑄件的選材要合理，應(yīng)有較好的可鑄性。 毛坯形狀、尺寸確定的要求 設(shè)計(jì)毛坯形狀、尺寸還應(yīng)考慮到： ①各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。 ②工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 ③便于裝夾、加工和檢查。 ④結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。 在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，

60、需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問(wèn)題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。 3.1.7結(jié)構(gòu)工藝性分析 該零件被加工輪廓表面的最大高度H，機(jī)蓋轉(zhuǎn)接圓弧為R1mm，銑削的工 3.2總體工藝流程設(shè)計(jì) 3.2.1主要工藝措施 根據(jù)零件要求，需采用數(shù)控系統(tǒng)加工，一般來(lái)說(shuō)，數(shù)控加工方法與通用機(jī)床加工方 3.2.2主要工藝過(guò)程 1. 數(shù)控銑床：銑平面； 2. 數(shù)控銑床：粗銑型面輪廓及底面淺機(jī)蓋； 3.3毛坯的選擇 3.3.1常見(jiàn)毛坯的種類 常見(jiàn)毛坯的種類有五種：鑄件、鍛件、型

61、材、焊接件和冷沖壓件。 3.3.2毛坯余量的確定 毛坯形狀和尺寸，基本上取決于零件形狀和尺寸。零件和毛坯的主要差別，在于在零件需要加工的表面上，加上一定的機(jī)械加工余量，即毛坯加工余量。 3.4基準(zhǔn)面的選擇 3.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： ⑴．粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)

62、稱、少裝夾等。 ⑵．選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。 ⑶．應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 ⑷．應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。 ⑸．粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 3.

63、4.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 ⑴．基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 ⑵．基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。基準(zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來(lái)的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 ⑶．互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對(duì)淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再

64、以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準(zhǔn)原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無(wú)心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證次機(jī)械零件在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從機(jī)械零件圖分析可知，它的面而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。 選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。

65、 3.5工藝裝備的選擇 3.5.1 機(jī)床的選擇 數(shù)控機(jī)床的合理選用是指通過(guò)技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的分析、評(píng)價(jià)與比較，從可以滿足相同需要的多種型號(hào)、規(guī)格的設(shè)備中選擇最佳的決策。此時(shí)需要分析的因素很多，涉及加工工件的尺寸、材料、類型、加工精度、零件數(shù)量以及熱處理等，應(yīng)綜合這些分析，選擇合適的加工用數(shù)控機(jī)床。 選擇是應(yīng)遵循的基本原則有一下三點(diǎn)： （1）要保證對(duì)工藝的適用性要求。如典型零件加工工藝中要求的設(shè)備選用如下： 機(jī)蓋模具零件：普通機(jī)床加工外形及基面→數(shù)控銑床加工型面→高速數(shù)控銑床（精加工）→拋光或電腐蝕型面； 板類零件：雙軸銑床或龍門銑床加工大平面→立式加工中心上加工各類孔； 箱體類零件

66、：立式加工中心上加工底面→臥式加工中心上加工四周面各工藝面。 （2）要保證加工工件的尺寸的適用性要求，選擇好數(shù)控機(jī)床的規(guī)格。 （3）要保證工件的加工精度要求，選擇合適精度的數(shù)控機(jī)床。 技術(shù)上先進(jìn) 在保證加工質(zhì)量和加工精度要求的前提下，機(jī)床的精度要求與工件的精度一致，盡量選用技術(shù)先進(jìn)的機(jī)床加工，以提高生產(chǎn)效率。 經(jīng)濟(jì)上合理 對(duì)于簡(jiǎn)單零件，加工過(guò)程不復(fù)雜的可以選用普通機(jī)床進(jìn)行加工，沒(méi)有必要把數(shù)控機(jī)床降為普通機(jī)床使用，以降低成本。 3.5.2 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