數(shù)控銑床零件加工 游戲手柄的加工畢業(yè)設(shè)計

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1、數(shù)控銑床零件加工 學(xué)校: 廣州航海高等?？茖W(xué)校 專業(yè): 數(shù)控技術(shù) 班級： 051班 姓名： xx 學(xué)號： xx 廣州航海高等專科學(xué)校機械工程教研室 2007年12月 目錄 任務(wù)書 …………………………………………………………………………… 3 摘要……………….……………………………………………………… …..…...4 第一章、緒論……………………………… ……………………..………….…5 1.1、數(shù)控機床與加工………………………………

2、………………………………6 1.2、數(shù)控編程………………………………………………………………………6 1.3、數(shù)控仿真加工…………………………………………………………………9 第二章、游戲手柄的加工設(shè)計 2.1、設(shè)計要求………………….…………………….……………………………..10 2.2、零件圖繪制………………….…………………………….…………………..10 2.3、零件的數(shù)控確定加工順序………………………………………….…… . …11 2.4、刀具選擇………………………………………………………………… … ..11 2.5、切削用量選擇……………………………………

3、…………………… … ..…11 2.6、擬訂數(shù)控銑削加工工序卡片………………………………………… .….….14 第三章、游戲手柄的機床防真操作 3.1、打開界面............................................... ......14 3.2、機床回零.....................................................14 3.3、定義毛坯.....................................................15 3.4、刀具庫設(shè)置................

4、...................................15 3.5、對刀…………………………………………………………………… ……15 3.6、程序傳送…………………………………………………………………….17 3.7、自動加工…………………………………………………………………….17 第四章 設(shè)計總結(jié)與心得…………………………………………………18 參考文獻……………………………………………………………...18 廣州航海高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書

5、 編號：GMC-2-017-02 設(shè) 計 （論文） 題 目 游戲手柄的加工設(shè)計 完成時間 2008年 2月 25 日 至 6 月 15 日 設(shè)計者 （作者） xx 指導(dǎo)教師 Xx 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)： 一、 畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容： 1 銑削類零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計及程序設(shè)計 內(nèi)容主要包括以下幾方面： （1）數(shù)控加工工藝設(shè)計 （2）數(shù)控加工程序編制 （3）數(shù)控仿真軟件驗證操作 （4）數(shù)控機床操作技能實現(xiàn)

6、 2、繪制銑削類零件二維、三維圖（A4圖紙）共2張 3、撰寫設(shè)計設(shè)計論文 二、 畢業(yè)設(shè)計要求： 1、論文按《數(shù)控專業(yè)05級畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書》內(nèi)容完成； 2、畢業(yè)設(shè)計論文要求5000字以上； 3、車、銑削類零件要求獨立繪制，嚴禁拷貝； 5、按學(xué)校要求，按時完成設(shè)計任務(wù)，按時回校答辯。 指導(dǎo)教師填寫簽名： 2008年 2 月 25 日 教研室主任意見： 教研室主任簽名：

7、 年 月 日 備注：1、畫圖可采用計算機畫圖，也可采用手工畫圖（自選）。 2、銑削類零件在畢業(yè)答辯時要求在計算機上仿真出。 游戲手柄的加工設(shè)計 內(nèi)容摘要 此設(shè)計主要是對典型零件進行圖形繪制、工藝設(shè)計和程序的編制及加工，通過實際生活中的游戲手柄的外形尺寸分析，應(yīng)用CAD軟件（AutoCAD2007）繪制出二維及三維的圖形并進行標注說明，在使用AutoCAD2007軟件畫圖時應(yīng)參照工程制圖的國標標準來畫各種線形文字以及標注符號等等，并注明圖紙的公差要求、技術(shù)要求等。 接著對游戲手柄的零件圖進

8、行工藝分析，確定加工方法、路線等，然后用CAM軟件繪制出要加工的二維或三維圖形，并設(shè)計好各切削參數(shù)自動編出加工刀路軌跡。在用自動編程軟件同時應(yīng)首先熟悉該軟件的基本操作，并熟悉里面各參數(shù)的設(shè)置方法，然后跟圖紙的工藝分析結(jié)合，選擇合理的工藝路線及加工方法，根據(jù)零件形狀、余量等選擇適用形狀大小的各種銑刀，最后應(yīng)用該軟件的防真功能效驗?zāi)M加工，并通過模擬過程觀察，發(fā)現(xiàn)不合理處進行修改。 程序優(yōu)化后便可用該軟件生成機廠能識別的G代碼，并導(dǎo)入防真軟件進行程序驗證和模擬加工，從而得出防真的零件樣品出來，在防真過程中我們可以很清楚的知道該零件加工工序是否合理，通過最后測量零件尺寸是否跟符號圖紙上的公差要

9、求、技術(shù)要求。 通過程序的修改和改善后便可將程序拿到車間，通過接口端發(fā)送程序到數(shù)控機床加工產(chǎn)品出來。在車間加工中，首先我們必須懂得車間的一些安全規(guī)范、操作規(guī)范等，然后在加工過程中必須小心銑刀碰壞機床夾具或工作臺，當發(fā)現(xiàn)撞刀等一些碰撞時應(yīng)及時安機床急停按鈕。工件加工完后還必須對機床進行簡單的清掃，維護操作，并對加工所用刀具、量具等工具用抹布擦干以防止生銹。 關(guān)鍵字 數(shù)控 加工工藝 機床防真 第一章、緒論 數(shù)控機床是采用數(shù)字化的信號進行對工件的自動生產(chǎn)制造的一種高效自動化設(shè)備。它最早出現(xiàn)于二十世紀四十年代初期

10、的美國北密執(zhí)安的一個小公司，在制造飛機框架和直升機葉片時，利用全數(shù)字電子計算機對葉片輪廓的加工路徑精確地控制，直到1952年出現(xiàn)了世界第一臺數(shù)控機床———直線插補連續(xù)控制的三坐標立式銑床。 數(shù)控銑床主要用于加工平面和曲面輪廓的零件，還可以加工復(fù)雜型面的零件，如凸輪、樣板、模具、螺旋槽等。同時也可以對零件進行鉆、擴、鉸、锪和鏜孔加工。它有適應(yīng)性強、靈活性好，加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)自動化程序高，生產(chǎn)效率高等等特點。 在利用數(shù)控機床進行生產(chǎn)制造前，我們必須先了解數(shù)控系統(tǒng)的功能及規(guī)格，因為不同的數(shù)控系統(tǒng)在編寫數(shù)控加工程序時，在格式及指令上是不完全相同的，而且不同的機床也有不同的操作面板

11、。我們必須對使用的銑床操作熟練，對CAD編程軟件的熟練使用。 接著我們首先要認真分析零件圖，熟悉零件的加工工藝。選擇合要求、高效率的加工工藝；對其每個不同的加工選擇合理的刀具、夾具及切削用量、切削液。并CAD編程軟件設(shè)置好各參數(shù)，編好工件程序后，擬定數(shù)控銑削加工工序卡片，根據(jù)加工工序步驟，將對應(yīng)步驟的加工程序輸入到數(shù)控仿真銑床對零件進行仿真加工，并確定無錯誤便可到銑床車間將工件加工出來。 圖1-1為數(shù)控加工的過程： 圖1-1 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

12、領(lǐng)域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（it、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面 <1>、高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢 <2>、5軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機床快速發(fā)展 <3>、智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個國家的經(jīng)濟發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。 在我國，數(shù)控

13、技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當大的進步。特別是在通用微機數(shù)控領(lǐng)域，以PC平臺為基礎(chǔ)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。但是，我國在數(shù)控技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面亦存在不少問題，特別是在技術(shù)創(chuàng)新能力、商品化進程、市場占有率等方面情況尤為突出。在新世紀到來時，如何有效解決這些問題，使我國數(shù)控領(lǐng)域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進行列，使我們在國際競爭中有舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開發(fā)部門和生產(chǎn)廠家所面臨的重要任務(wù)。 在普通機床上加工零件時，首先應(yīng)由工藝人員對零件進行工藝分析，制定零件加工的工藝規(guī)程，包括機床、刀具、定位夾緊方法及切削用量等工藝參數(shù)。同樣，在數(shù)控機床上

14、加工零件時，也必需對零件進行工藝分析，制定工藝規(guī)程，同時要將工藝參數(shù)、幾何圖形數(shù)據(jù)等，按規(guī)定的信息格式記錄在控制介質(zhì)上，將此控制介質(zhì)上的信息輸入到數(shù)控機床的數(shù)控裝置，由數(shù)控裝置控制機床完成零件的全部加工。我們將從零件圖樣到制作數(shù)控機床的控制介質(zhì)并校核的全部過程稱為數(shù)控加工的程序編制，簡稱數(shù)控編程。數(shù)控編程是數(shù)控加工的重要步驟。理想的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖樣要求的合格零件，同時應(yīng)能使數(shù)控機床的功能得到合理的利用與充分的發(fā)揮，以使數(shù)控機床能安全可靠及高效地工作。 一般來講，數(shù)控編程過程的主要內(nèi)容包括：分析零件圖樣、工藝處理、數(shù)值計算、編寫加工程序單、制作控制介質(zhì)、程序校驗和首件試加工

15、。 1.1、數(shù)控機床與加工 數(shù)控機床是按照事先編制好的數(shù)控程序自動地對工件進行加工的高效自動化設(shè)備。數(shù)控加工就是將加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)輸入到機床，機床的控制系統(tǒng)對輸入信息進行運算與控制，并不斷地向直接指揮機床運動的電動機功能部件——機床的伺服機構(gòu)發(fā)送脈沖信號，伺服機構(gòu)對脈沖信號進行轉(zhuǎn)換與放大處理，然后由傳動機構(gòu)驅(qū)動數(shù)控機床，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。 1.2.數(shù)控編程 數(shù)控程序的編制是指從分析零件圖樣開始到獲得正確的程序載體為止的全過程。在數(shù)控機床上加工零件時，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)、計算刀具中心運動軌

16、跡及其位置數(shù)據(jù)；然后把全部工藝過程以及其他輔助功能(主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、切削液的開與關(guān)、變速、換刀等)按運動順序，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)過調(diào)試后記錄在控制介質(zhì)(或稱程序載體)上，最后輸人到數(shù)控機床的數(shù)控裝置中，以此控制數(shù)控機床完成工件的全部加工過程。 CNC程序中的每一指定皆有一定的固定格式，使用不同的控制器其格式亦不同，故必須依據(jù)該控制器的指令格式書寫指令，若其格式有錯誤，則程序?qū)⒉槐粓?zhí)行而出現(xiàn)警示訊息。 　　其中尤以數(shù)值數(shù)據(jù)輸入時應(yīng)特別小心。一般CNC銑床或MC皆可選擇用公制單位"mm" 或英制單位"英吋 " 為坐標數(shù)值的單位。公制可精確到0.001mm，英制可

17、精確到0.0001英吋， 此也是一般CNC機械的最小移動量。若輸入X1.23456時，實際輸入值是X1.234mm或X1.2345英吋，多余的數(shù)值即被忽略不計。且字數(shù)也不能太多，一般以7個字為限，如輸入X1.2345678， 因超過7個字，會出現(xiàn)警示訊息，表1是地址和指令數(shù)值范圍。 　　表1中所列是計算機能接受之指令范圍，而CNC工具機實際使用范圍受到其機械本身的限制，故應(yīng)參考CNC工具機的操作手冊而定。例如表1中X軸可移動99999.999mm，但實際上CNC工具機X軸的行程可能只有650mm，進給速率F最大可輸入100000.0mm∕min，但實際上CNC工具機可能限制在3000mm∕m

18、in以下。故在程序制作時，要確定不超過CNC工具機規(guī)格 的實際限制，所以一定要參照CNC工具機制造廠發(fā)行的說明書。 表１　 地址與指令范圍（FANUC 0M） 機　能 位　址 公制單位 英制單位 程序號碼 ： (ISO) O (EIA) 1－9999 1－9999 順序號碼 N 1－9999 1－9999 準備機能 G 0－99 0－99 坐標軸字語 X、Y、Z、Q、R、 I、J、K 　99999.999mm 9999.9999inch A、B、C 99999.999deg 9999.9999deg 進給機能 F 1－100000.0mm／

19、min 0.01－400.0inch／min 主軸轉(zhuǎn)速機能 S 0－9999 0－9999 刀具機能 T 0－99 0－99 輔助機能 M 0－99 0－99 暫 留 X、P 0－99999.999sec 0－99999.999sec 子程序號碼指定 P 1－9999 1－9999 重復(fù)次數(shù) L 1－9999 1－9999 補正號碼 D、H 0－32 0－32 數(shù)控編程一般分為手工編程和自動編程兩種。 (1)手工編程。手工編程是指程序編制的整個步驟幾乎全部是由人工來完成的。對于幾何形狀不太復(fù)雜的零件，所需要的加工程序不長，計

20、算也比較簡單，出錯機會較少，這時用手工編程既及時又經(jīng)濟，因而手工編程仍被廣泛地應(yīng)用于形狀簡單的點位加工及平面輪廓加工中。但是工件輪廓復(fù)雜，特別是加工非圓弧曲線、曲面等表面，或工件加工程序較長時，使用手工編程將十分繁瑣、費時，而且容易出錯，常會出現(xiàn)手工編程工作跟不上數(shù)控機床加工的情況，影響數(shù)控機床的開動率。此時必須用自動編程的方法編制程序。 (2)自動編程。自動編程有兩種：APT軟件編程和CAM軟件編程。APT軟件是利用計算機和相應(yīng)的處理程序、后置處理程序?qū)α慵闯绦蜻M行處理，以得到加工程序的編程方法。在具體的編程過程中，除擬定工藝方案仍主要依靠人工進行外(有些自動編程系統(tǒng)能自動確定最佳的加工

21、工藝參數(shù))，其余的工作，包括數(shù)值計算、編寫程序單、制作控制介質(zhì)、程序檢驗等各項工作均由計算機自動完成。編程人員只需要根據(jù)圖樣的要求，使用數(shù)控語言編寫出零件加工的源程序，送人計算機，由計算機自動地進行數(shù)值計算、后置處理，編寫出零件加工程序單，并在屏幕模擬顯示加工過程，及時修改，直至自動穿出數(shù)控加工紙帶，或?qū)⒓庸こ绦蛲ㄟ^直接通信的方式送入數(shù)控機床，指揮機床工作。 CAM軟件是將加工零件以圖形形式輸人計算機，由計算機自動進行數(shù)值計算、前置處理，在屏幕上形成加工軌跡，及時修改，再通過后置處理形成加工程序輸人數(shù)控機床進行加工。自動編程的出現(xiàn)使得一些計算繁瑣、手工編程困難、或手工無法編出的程序都能夠?qū)崿F(xiàn)

22、。 然而本設(shè)計的零件銑床加工主要是用CAD軟件Mastercam9.0進行零件的畫圖和程序的編制。然后通過軟件后處理出機床能識別的NC代碼進行直接加工。 在自動編程過程中，加工工藝決策是加工能否順利完成的基礎(chǔ)，必須依據(jù)零件的形狀特點、工件的材料、加工的精度要求、表面粗糙度要求，選擇最佳的加工方法、合理劃分加工階段、選擇適宜的加工刀具、確定最優(yōu)的切削用量、確定合理的毛坯尺寸與形狀、確定合理的走刀路線，最終達到滿足加工要求、減少加工時間、降低加工費用的目的。 加工階段劃分 〈1〉粗加工階段 圖1-1 粗加工一般稱為區(qū)域清除。在此加工階段中，應(yīng)該在公差允許范圍內(nèi)盡可能多地切除材料。

23、比較典型的區(qū)域清除方式是等高切面，即在毛坯上沿著高度方向等距離劃分出數(shù)個切削層，每次切削一個層面的毛坯余量，如圖所示。 粗加工階段主要任務(wù)是切削掉盡可能多的余量，精度保障不是主要目標，因此，在這個階段一般采用圓柱立銑刀進行加工，除了切削角度外，選擇刀具的主要參數(shù)是刀具直徑。同時在粗加工階段一般采用行切方式進行切削，產(chǎn)生區(qū)域清除刀具路徑。如圖1-1所示。 〈2〉精加工階段 圖1-2 對于復(fù)雜的曲面加工，我們可以把加工階段進一步劃分成半精加工和精加工階段，也常常只劃分成一個精加工階段。在精加工階段主要任務(wù)是滿足加工精度、表面粗糙度要求，而加工余量是非常小的。如果是曲面銑削，一般選

24、取球頭銑刀，除了刀具角度外主要刀具參數(shù)就是球頭直徑參數(shù)。 精加工階段可以采用行切方式（如圖1-2所示），也可以采用環(huán)切方式。 〈3〉切削方式 根據(jù)不同的加工對象，切削方式是不同的，基本上可以劃分為四種情況：點位加工；平面輪廓加工；型腔加工；曲面加工。 1.點位加工 在點位加工中，刀具從一點到另一點運動時不切削，各點的加工順序一般也沒有要求，根據(jù)最少換刀次數(shù)原則及路線最短原則，確定加工路線，生成刀具運動軌跡。 2.平面輪廓加工 平面輪廓加工一般采用環(huán)切方式，即刀具沿著某一固定的轉(zhuǎn)向圍繞著工件輪廓環(huán)形運動，最終一環(huán)刀具運動軌跡是工件輪廓的等距曲線，即將加工輪廓線按實際情況

25、左偏或右偏一個刀具半徑。 3.型腔零件加工 二維型腔是指以平面封閉輪廓為邊界的平底直壁凹坑。二維型腔加工的一般過程是：沿輪廓邊界留出精加工余量，先用平底端銑刀用環(huán)切或行切法走刀，銑去型腔的多余材料，最后沿型腔底面和輪廓走刀，精銑型腔底面和邊界外形。型腔零件切削有兩種方式，一種是環(huán)切方式，另一種是行切方式。型腔的環(huán)切方式與平面輪廓的環(huán)切方式相似，刀具基本上是與工件輪廓等距離的環(huán)上運動，逐步切近工件，最后一環(huán)是沿工件輪廓向左或右偏離一個刀具半徑的曲線。行切方式刀具可以按S形或Z形方式走刀，當型腔較深時，則要分層進行粗加工，這時還需要定義每一層粗加工的深度以及型腔的實際深度，以便計算需要分多少

26、層進行粗加工。 4.曲面加工 曲面加工的切削方式比較復(fù)雜，根據(jù)加工精度、表面粗糙度要求，曲面加工需要經(jīng)歷粗加工、半精加工、精加工等加工階段，每個階段切削方式是不同的。根據(jù)曲面形狀的差異，切削方式也是不一樣的。 如前所述，粗加工階段采取分層行切（也可以是環(huán)切）加工方式，刀具一般采用圓柱立銑刀。在半精加工或精加工階段，需要采用球形銑刀進行加工，切削方式還可以是行切或環(huán)切方式，更復(fù)雜的有參數(shù)線法、截平面法、回轉(zhuǎn)截面法、投影法。 1.3.數(shù)控仿真加工 數(shù)控加工仿真軟件包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等虛擬制造系統(tǒng)同步仿真操作功能；還能對加工的工件進行精確測量、智能測量等等的仿真操作。

27、我們可以通過仿真軟件對零件進行模擬加工，從而達到熟練各種數(shù)控機床的操作面板，而且通過仿真軟件還能對加工程序的校正和加工工藝的優(yōu)化，最終達到簡化程序，減少加工錯誤，提高加工效率。 第二章、游戲手柄的加工設(shè)計 2.1、設(shè)計要求 加工零件的材料為鋁，毛坯尺寸：長寬高為115mm70mm30mm。 設(shè)計任務(wù) （1）零件圖工藝分析 （2）用Mastercam9.0進行畫圖和編程。 （4）確定加工工藝路線、加工順序。 （5）選擇加工用刀具。 （6）合理選擇切削用量、切削液、切削方法。 （7）設(shè)置好各參數(shù)后輸出數(shù)控銑床的NC文件。 （8）確定工件裝夾方案。 （9）擬定數(shù)控銑削加工

28、工序卡片。 （10）根據(jù)加工工序步驟編好加工程序。 （11）用數(shù)控仿真軟件對加工程序進行仿真操作 （12）優(yōu)化程序后到車間完成工件的加工。 數(shù)控加工工藝的基本特點 無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量。在編程中，對一些工藝問題(如對刀點、加工路線等)也需做一些處理。因此程序編制中的工藝分析是一項十分重要的工作。 在普通機床上加工零件時，是用工藝規(guī)程或工藝卡片來規(guī)定每道工序的操作程序，操作者按工藝卡上規(guī)定的“程序”加工零件。而在數(shù)控機床上加工零件時，要把被加工的全部工藝過程、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)編制成程序，

29、并以數(shù)字信息的形式記錄在控制介質(zhì)(如穿孔紙帶，磁盤等)上，用它控制機床加工。 由此可見，數(shù)控機床加工工藝與普通機床加工工藝在原則上基本相同，但數(shù)控加工的整個過程是自動進行的，因而又有其特點。 1)工序的內(nèi)容復(fù)雜。這是由于數(shù)控機床比普通機床價格貴，若只加工簡單工序在經(jīng)濟上不合算，所以在數(shù)控機床上通常安排較復(fù)雜的工序，甚至在普通機床上難以完成的工序。 2)工步的安排更為詳盡。這是因為在普通機床的加工工藝中不必考慮的問題，如工序內(nèi)工步的安排、對刀點、換刀點及加工路線的確定等問題，在編制數(shù)控機床加工工藝時卻不能忽略。 圖2-1

30、 2.2、零件圖形繪制 如右圖所示：該零件主要是由簡單輪廓、孔和槽構(gòu)成。所以該零件可以用簡單的二維圖形進行加工編程。 首先，打開Mastercam9.0的Mill模板進行二維圖形的繪制。由于該圖形為左右對稱的，故我們只要畫出左邊或右邊部分再通過鏡像功能復(fù)制便可。我們把工件的上表面中心設(shè)為繪制的原點，然后根據(jù)圖紙上的尺寸標注計算主要的尺寸坐標。 2.3、確定加工順序 加工順序的選擇直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本，因此我們必須很好的分析零件圖、分析加工工藝路線以確定最好、最高效率的加工順序。 一般情況一個零件的加工順序應(yīng)按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的

31、原則來確定，因此，根據(jù)零件圖可知其加工順序為先外形輪廓開粗和表面大面積挖槽開粗，然后對上一步進行精銑。其次是對中小形的槽進行粗精加工。最后是孔系加工。 2.4、刀具選擇 刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，使得在數(shù)控加工中直接利用CAD的設(shè)計數(shù)據(jù)成為可能，特別是微機與數(shù)控機床的聯(lián)接，使得設(shè)計、工藝規(guī)劃及編程的整個過程全部在計算機上完成，一般不需要輸出專門的工藝文件。 加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機床高速、高效和自動化程度高的特點，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并

32、裝在機床動力頭上，因此已逐漸標準化和系列化。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，采用焊接或機夾式連接，機夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；③特殊型式，如復(fù)合式刀具，減震式刀具等。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。從切削工藝上可分為：①車削刀具，分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切割刀具等多種；②鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；③鏜削刀具；④銑削刀具等。為了適應(yīng)數(shù)控機床對刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，近幾年機夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用，在數(shù)量上達到整個數(shù)控刀具的30%～40%，金屬切除量

33、占總數(shù)的80%～90%。 數(shù)控刀具與普通機床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特點： 　?、艅傂院茫ㄓ绕涫谴旨庸さ毒撸?，精度高，抗振及熱變形?。? 　?、苹Q性好，便于快速換刀； 　　⑶壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠； 　?、鹊毒叩某叽绫阌谡{(diào)整，以減少換刀調(diào)整時間； 　?、傻毒邞?yīng)能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除； 　?、氏盗谢?，標準化，以利于編程和刀具管理。 本設(shè)計中刀具的選擇有Φ10、Φ6、Φ2的硬質(zhì)合金立銑平刀，Φ8的硬質(zhì)合金立銑球刀和Φ6的鉆頭。用Φ10的平刀進行大面積的外形和斜坡余量的去除并精加工外形。用Φ8的球刀對兩個斜坡精銑，用Φ6的平刀銑大槽臺階，Φ2

34、的平刀進行小槽加工，最后是用Φ6的鉆頭進行鉆孔。 2.5、 切削用量選擇 隨著數(shù)控機床在生產(chǎn)實際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題之一。在數(shù)控程序的編制過程中，要在人機交互狀態(tài)下即時選擇刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機床的優(yōu)點，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和生產(chǎn)水平。 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度)、切削深度或?qū)挾取⑦M給速度(進給量)等。切削用量的大小對切削力、切削功率、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響。對于不同的加工方法，需選擇不同的切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)。以下是編

35、程時幾種切削用量參數(shù)的設(shè)定參考 圖2-2 圖2-3 （1）切削深度t。 在機床、工件和刀具剛度允許的情況下，t就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進行精加工。數(shù)控機床的精加工余量可略小于普通機床。 （2）切削寬度L。 一般L與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟型數(shù)控加工中，一般L的取值范圍為：L=（0.6～0.9）d。 （

36、3）切削速度v。 提高v也是提高生產(chǎn)率的一個措施，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的增大，刀具耐用度急劇下降，故v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時，v可采用8m/min左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時，v可選200m/min以上。 （4）主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)。 主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來選定。計算公式為：式中，D為刀具或工件直徑（mm）。數(shù)控機床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)（倍率）開關(guān)，可在加工過程中對主軸轉(zhuǎn)速進行整倍數(shù)調(diào)整。 （5）進給速度vF 。 vF應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度

37、要求以及刀具和工件材料來選擇。vF的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時，vF可選擇得大些。在加工過程中，vF也可通過機床控制面板上的修調(diào)開關(guān)進行人工調(diào)整，但是最大進給速度要受到設(shè)備剛度和進給系統(tǒng)性能等的限制。 （6）背吃刀量 背吃刀量的選擇應(yīng)根據(jù)加工余量確定。粗加工時，一次進給應(yīng)盡可能切除全部余量。在中等功率的機床上，背吃刀量可達8~10mm。半精加工時，背吃刀量取為0.5~2mm。精加工時，背吃刀量取為0.2~0.4mm。 各刀具切削用量參數(shù)表 刀型號 加工內(nèi)容 主軸轉(zhuǎn)速S （r/mm） 進給速度f （mm/min） 進給量 （mm） Φ10平刀 外形銑

38、削 2300 450 1.5 Φ6平刀 外形、挖槽 2800 350 1 Φ2平刀 挖小槽 3500 200 0.5 Φ8球刀 銑斜坡 2500 600 0.1 Φ6鉆頭 鉆Φ6的孔 1000 80 2 2.6、 擬訂數(shù)控銑削加工工序卡片 把零件加工順序、所采用的刀具和切削用量等參數(shù)編人數(shù)控加工工序卡片中，以指導(dǎo)編程和加工操作。 數(shù)控加工工序表 單位名稱 航海學(xué)校 產(chǎn)品名稱 零件名稱 零件圖號 游戲手柄銑加工 游戲手柄 工序號 程序編號 夾具名稱 設(shè)備 車間 平口虎鉗 WA-31DM 數(shù)控車間

39、工步 內(nèi)容 刀具號 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速（r/min） 進給速度（mm/min） 進給量（mm） 備注 01 挖外輪廓槽 T01 Φ10 2300 450 1.5 02 銑外輪廓 T01 Φ10 2300 450 1.5 03 銑斜坡 T01 Φ10 2300 450 1.5 04 挖兩邊大槽 T02 Φ6 2800 350 1 05 挖圓槽 T02 Φ6 2800 350 1 06 挖小槽 T03 Φ2 3500 200 0.5 07 精銑斜坡 T04 Φ8 2500

40、 600 0.1 08 鉆Φ6孔 T05 Φ6 1000 80 2 編制 審核 批準 年 月 日 第三章、機床防真操作 3.1、打開界面 打開廣州超軟數(shù)控加工仿真系統(tǒng)CZK-JZFANUC0iM(法那克)系統(tǒng)操作界面。點擊，LCD顯示屏顯示相關(guān)信息。檢查急停按鈕并將其松開。 3.2、 機床回零 在方式選擇上方，點擊鼠標左鍵或右鍵，將旋鈕旋轉(zhuǎn)到回零檔，將操作面板上的手動軸選擇旋鈕置于X、Y、Z檔，再點擊下方的移動方向鍵+X、+Y、+Z，此時X、Y、Z軸將回零，相應(yīng)操作面板上X、Y、Z軸的指示燈亮，同時LCD上顯示的

41、機械座標值的X、Y、Z坐標變?yōu)椤?.000”， 3.3、定義毛坯 點擊下拉菜單工具，選擇安裝毛胚或在工具欄上選擇“”，系統(tǒng)打開下圖對話框。 輸入毛坯試題提供的毛坯長、寬、高尺寸：115mm70mm30mm。 按確定按鈕，保存定義的毛坯并且退出本操作。 3.4、 刀具庫設(shè)置 點擊下拉菜單工具，選擇系統(tǒng)設(shè)置或者點擊工具欄中圖標，系統(tǒng)彈出系統(tǒng)設(shè)置對話框，選擇刀具庫設(shè)置對話框。按加工程序單選擇所需的刀具，注意選擇刀具的序號必須和編程時選擇的刀具序列號一致 3.5、對刀 X，Y軸方向?qū)Φ?，對刀時使用的基準工具為偏心式尋邊器（分中棒）。點擊下拉菜單輔助功能，選擇尋邊

42、器或者點擊工具欄圖標，主軸上自動安裝直徑為10mm的尋邊器。 旋轉(zhuǎn)操作面板上的方式選擇旋鈕至快速或手動，點擊主軸手動操作欄主軸正 轉(zhuǎn)按鈕，按-X方向按鈕, 把尋邊器移至工件左邊，再按 -Z方向，使尋邊器底部低于工件表面，工件上端出現(xiàn)提示，顯示當前主軸中心與工件側(cè)面的距離。 按+X方向按鈕使尋邊器靠近工件，快接近左側(cè)面時，可以采用手輪方式移動工作臺。將操作面板的方式選擇旋鈕切換到手輪檔，選擇進給軸為X，選擇手輪軸倍率，在手輪的左右邊按住鼠標左鍵連續(xù)轉(zhuǎn)動手輪; 在手輪的左右邊點擊右鍵一次,尋邊器移動一個刻度。直至固定端與浮動端的中心線重合并彈出提示“水平方向已經(jīng)到位”，然后記下X機械

43、坐標，根據(jù)加工程序單所示，G54零點的X向準備設(shè)置在離基準邊距離為X機械坐標的位置。 用同樣的測量方法測出基準邊的Y方向機械坐標。并將其坐標輸入到G54。 完成X，Y方向?qū)Φ逗?，將方式選擇切換到手動，機床轉(zhuǎn)入手動操作狀態(tài)；將Z軸提起；點擊主軸停止，主軸停止轉(zhuǎn)動。并卸下尋邊器。 Z軸對刀 將操作面板上方式選擇旋轉(zhuǎn)至MDI檔，進入MDI編輯模式。按PROG鍵，使LCD界面顯示MDI編輯界面。點擊MDI鍵盤上的數(shù)字/字母鍵，輸入“T01 M06”,用機械手裝第一把刀。點擊循環(huán)啟動按鈕，機床運行到換刀點，然后刀架旋轉(zhuǎn)后將指定的1#刀位的刀具安裝在主軸上。 然后進入手動方式，并讓主軸轉(zhuǎn)動,

44、 點擊工具欄圖標，打開主軸刀具和工件Z向間隙顯示,用手動方式讓Z軸接近工件表面，直到提示“Z方向到位”。 得到此時的Z向機械坐標值，并將Z向機械坐標值輸入到G54坐標上去。 3.6、 程序傳送 用寫字板打開程序，編輯下拉菜單里選擇全選、復(fù)制，再在本仿真系統(tǒng)里,方式選擇旋轉(zhuǎn)至編輯，點擊MDI鍵盤上的鍵，進入編輯頁面，點擊程式，輸入一個程序名并點擊鍵，PC鍵盤同時按CTRL+V（粘貼）程序。 在實際機床的FANUC系統(tǒng)有傳送程序功能，先在工具攔發(fā)送端發(fā)送程序，再在機床接收端接收程序既可。 3.7、 自動加工 1、將操作面板中方式選擇旋轉(zhuǎn)至編輯，點擊MDI鍵盤上的PROG鍵，進

45、入編輯頁面，輸入剛接收的程序號名，按下“”調(diào)出需要加工的程序，此時LCD界面上顯示選定的數(shù)控程序。 2、旋轉(zhuǎn)方式選擇至自動 3、點擊循環(huán)啟動，程序開始執(zhí)行。 4、加工完第一個程序后，用同樣的操作調(diào)用其它程序。直到仿真完成。 第四章、設(shè)計總結(jié)與心得 經(jīng)過幾周的數(shù)控銑削零件的畫圖、編程與加工設(shè)計，讓我明白設(shè)計的過程并不是簡單的書上知識的照搬照套,一個零件的加工設(shè)計與加工的材料、刀具等等緊密聯(lián)接。想要成功地完成了數(shù)控銑削零件的編程與加工，使加工的零件各部分尺寸精度和表面質(zhì)量均達到零件圖樣的技術(shù)要求。必須使整個設(shè)計工藝方案選擇合理，程序編制正

46、確，計算好各個加工參數(shù)，在加工過程中嚴格按照操作規(guī)程，用防真軟件驗證程序沒有錯誤，并保證實際加工過程中不會出現(xiàn)撞刀或運動干涉的現(xiàn)象。 通過學(xué)期末的這一個銑床零件的加工設(shè)計，我對數(shù)控加工的整個過程有了更全面的理解。首先經(jīng)過設(shè)計中選擇刀具，我對數(shù)控機床工具系統(tǒng)的特點和數(shù)控機床刀具材料和使用范圍有了較深的了解，基本掌握了數(shù)控機床刀具的選用方法； 在設(shè)計加工工藝方案過程中，我也進一步了解了工件定位的基本原理、定位方式與定位元件及數(shù)控機床用夾具的種類與特點，對教材中有關(guān)定位基準的選擇原則與數(shù)控加工夾具的選擇方法有了更深的理解； 在編制零件的加工程序過程中，我更是熟悉了數(shù)控編程的主要內(nèi)容及步驟、編程

47、的種類、程序的結(jié)構(gòu)與格式，對數(shù)控編程前數(shù)學(xué)處理的內(nèi)容、基點坐標、輔助程序段的數(shù)值計算等更是有了進一步的認識。 再是，這次的設(shè)計我能利用自動編程軟件MasterCAM對零件進行造型、加工軌跡生成、后置處理及加工程序向機床傳輸加工等技術(shù)和方法。雖然工藝設(shè)計、數(shù)值計算及程序編制的整個過程雖然任務(wù)比較繁重，但在設(shè)計過程中自己通過不斷學(xué)習(xí)和實踐，每解決一個問題，都會感到不盡的喜悅和興奮。 通過本設(shè)計的實踐，我真正的把理論的知識與實際零件的設(shè)計生產(chǎn)相結(jié)合。使教材中所學(xué)到的許多內(nèi)容在實踐中得到了印證，讓自己從中吸收了不少的經(jīng)驗和知識?？吹阶约航?jīng)過多次調(diào)試、修改并最終完成了的零件的加工?？吹阶约耗塥毩⒆灾?/p>

48、的設(shè)計并能加工出的合格的零件，自己心里是多么的自豪和對自己以后的職業(yè)規(guī)劃充滿著無比的信心。 參考文獻 1.眭潤舟 《數(shù)控編程與加工技術(shù)》 機械工業(yè)出版社 2001.8 2.李杰臣 《Mastercam入門指導(dǎo)》 機械工業(yè)出版社 2005.12 3.專家團 《數(shù)控加工培訓(xùn)教程－實例解析G代碼》時代傳播音像出版社 2002.10 4.編委會《數(shù)控機床操作入門系--數(shù)控銑床操作入門》機械工業(yè)出版社 2001.8 5.編委會 《新編數(shù)控機床加工工藝與編程操作實用手冊》北方工業(yè)出版社 2004.8 三維實體圖 技術(shù)要求： 1、 公差0.1 mm加工 2、 毛坯尺寸115*70*30 3、 材料45號鋼 22