數(shù)控銑床及加工中心產(chǎn)品加工設(shè)計

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1、數(shù)控銑床及加工中心產(chǎn)品加工 ［摘要］ 近年來數(shù)控加工在模具領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，本課題結(jié)合結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實 選取煙灰缸下模進行數(shù)控編程與加工，從中探索與培養(yǎng)應(yīng)用所學(xué)知識解決生產(chǎn)現(xiàn)場實問題的能力。 ［關(guān)鍵字］數(shù)控加工 缸模具 編程 探索與培養(yǎng) [Abstract] In recent years the numerical control processing was getting more and more widespread in

2、 the mold domain application, this topic union union enterprise produced solid the selection ash-tray stamping die to carry on the numerical control programming and the processing, explored and the raise application studies the knowledge solution to produce the scene solid question ability [Keyword

3、s] numerical control processing Ash-tray mold Programs Exploration and raise 前言 三年來通過對數(shù)控專業(yè)的學(xué)習(xí)和一段時間的實習(xí)，對數(shù)控機床和編程的操作 有一定程度的了解和掌握，已經(jīng)可以進行獨立的編程和操作，這時就需要一次來 鍛煉自己，檢驗自己的掌握程度。這次設(shè)計就達到了這樣的目的，使自己更了解 數(shù)控機床，對它的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)等有了一定更進一步

4、的掌握，使自己的理論水平和實 際操作水平更上一層樓。 根據(jù)數(shù)控崗位適應(yīng)性較強、需求量和緊缺性較大、有較強實際操作技能和較 豐富加工工藝的數(shù)控技術(shù)人才目標(biāo)，本課題對數(shù)控加工知識體系進行了整體優(yōu)化 并結(jié)合模具設(shè)計的一些知識，選取了煙灰缸進行模具設(shè)計，最后開模，轉(zhuǎn)出下模 IGES并轉(zhuǎn)入Mstercam進行編程，后處理出程序，最后到數(shù)控加工中心對煙灰缸 模具下模進行加工。其中包括零件的加工方案，加工工藝分析，工藝流程等。訓(xùn) 練了我們的理論知識又訓(xùn)練了實踐要求，體現(xiàn)了理論與實踐的有機結(jié)合，具有廣 泛的實用性及適應(yīng)性。通過這次設(shè)計還可以了解數(shù)控機床的日常維護與保養(yǎng)。 這次

5、設(shè)計是對我三年學(xué)習(xí)和實習(xí)的一次終結(jié)，也為畢業(yè)后從事數(shù)控及機械等 專業(yè)方面的相關(guān)工作打下良好的基礎(chǔ) 目錄 摘要……………………………………………………………………………………… （1） 前言……………………………………………………………………………………… （3） 目錄……………………………………………………………………………………… （4） 第一章 概論………………………………………………………………………………（5） 第二章 數(shù)控加工工藝分析 …………………………………………………………… （8） 2.1

6、 零件圖樣分析 …………………………………………………………… （8） 2.2 工件的裝夾與定位 ……………………………………………………… （8） 2.3 機床選擇……………………………………………………………………（9） 2.4 加工工序是劃分 …………………………………………………………（9） 2.5 刀具選擇 ………………………………………………………………… （9） 2.6切削用量的選擇………………………………………………………… （11） 2.7 加工余量的選擇………………………………………………………… （11） 2.8 擬訂數(shù)控加工 ………………………………

7、………………………… （11） 第三章 煙灰缸的模具設(shè)計 …………………………………………………………… （13） 3.1 Pro/ENGINEER介紹……………………………………………………… （13） 3.2 煙灰缸產(chǎn)品的三維設(shè)計 ………………………………………………… （13） 3.3 煙灰缸模具設(shè)計 ………………………………………………………… （14） 3.4從Pro/ENGINEER系統(tǒng)轉(zhuǎn)出IGES并轉(zhuǎn)入Mstercam中……………………（15） 第四章 煙灰缸下模數(shù)控編程與加工…………………………………………

8、…………（16） 4.1 Mastercam簡介 ………………………………………………………… （16） 4.2 煙灰缸下模編程 …………………………………………………………（16） 4.3煙灰缸下模數(shù)控加工 …………………………………………………… （17） 第五章 數(shù)控機床日常保養(yǎng)與維護 …………………………………………………… （18） 結(jié)論……………………………………………………………………………………… （20） 致謝語…………………………………………………………………………………… （20） 參考文獻……………………………

9、…………………………………………………… （20） 第一章 概論 數(shù)控機床是數(shù)字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作并加工零件。 一、 數(shù)控機床的組成 數(shù)控機床一般由下列幾個部分組成： 1.主機，他是數(shù)控機床的主題，包括機床身、立柱、主軸、進給機構(gòu)等機械部件。他是用于完成各種切削加工的機械部件。 2.數(shù)控裝置，是數(shù)控機床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機等）以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，

10、并完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變換、插補運算以及實現(xiàn)各種控制功能。 3.驅(qū)動裝置，他是數(shù)控機床執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動部件，包括主軸驅(qū)動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。他在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實現(xiàn)主軸和進給驅(qū)動。當(dāng)幾個進給聯(lián)動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。 4.輔助裝置，指數(shù)控機床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機床的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數(shù)控轉(zhuǎn)臺和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。 5.編程及其他附屬設(shè)備，可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。 二、數(shù)控機床的優(yōu)缺

11、點 和傳統(tǒng)的機械加工手段相比數(shù)控加工技術(shù)具有以下優(yōu)點： 1、加工效率高。 利用數(shù)字化的控制手段可以加工復(fù)雜的曲面。而加工過程是由計算機控制，所以零件的互換性強，加工的速度快。 2、加工精度高。 同傳統(tǒng)的加工設(shè)備相比，數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化了傳動裝置,提高分辨率,減少了人為誤差，因此加工的效率可以得到很大的提高。 3、勞動強度低。 由于采用了自動控制方式，也就是說加工的全部過程是由數(shù)控系統(tǒng)完成，不象傳統(tǒng)加工手段那樣煩瑣，操作者在數(shù)控機床工作時，只需要監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài)。所以勞動強度很低。 4、適應(yīng)能力強。 數(shù)控加工系統(tǒng)就象計算機一樣，可以通過調(diào)整部分參數(shù)達到修改或改變其

12、運作方式，因此加工的范圍可以得到很大的擴展。 5、工作環(huán)境好。 數(shù)控加工機床是機械控制、強電控制、弱電控制為一體高科技產(chǎn)物，對機床的運行溫度、濕度及環(huán)境都有較高的要求。 和傳統(tǒng)的機械加工手段相比數(shù)控加工技術(shù)具有以下缺點： 1、價格昂貴 一次投資較大，價格昂貴。 2、維修和操作較復(fù)雜 數(shù)控機床要求具有較高技術(shù)水平的工人和維修人員進行操作和維修。數(shù)控機床是科學(xué)技術(shù)水平發(fā)展的結(jié)果。高技術(shù)產(chǎn)品，一定要求有較高水平的人才操作和維修。 3、系統(tǒng)復(fù)雜，維護費用高。 三、數(shù)控加工對象 數(shù)控機床適用用與多品種中小批生產(chǎn)和對形狀比較復(fù)雜、精度要求較高的零件加工，也適用于對產(chǎn)品更新

13、頻繁、生產(chǎn)周期要求短的零件加工。 四、數(shù)控現(xiàn)狀 近年來，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，尤其是機械制造業(yè)中，普通機械正逐漸被高效率、高精度、高自動化的數(shù)控機械所代替。目前國外機械設(shè)備的數(shù)控化率已達到85%以上，而我國的機械設(shè)備的數(shù)控化率不足20%，隨著我國機制行業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用，我國世界制造業(yè)加工中心地位形成，數(shù)控機床的使用、維修、維護人員在全國各工業(yè)城市都非常緊缺，再加上數(shù)控加工人員從業(yè)面非常廣，可在現(xiàn)代制造業(yè)的模具、鐘表業(yè)、五金行業(yè)、中小制造業(yè)、從事相應(yīng)公司企業(yè)的電腦繪圖、數(shù)控編程設(shè)計、加工中心操作、模具設(shè)計與制造、 電火花及線切割工作，所以目前現(xiàn)

14、有的數(shù)控技術(shù)人才無法滿足制造業(yè)的需求，而且人才市場上的這類人才儲備并不大，企業(yè)要在人才市場上尋覓合適的人才顯得比較困難，以至于導(dǎo)致模具設(shè)計、CAD/CAM工程師、數(shù)控編程、數(shù)控加工等已成為我國各人才市場招聘頻率最高的職位之一。 五、數(shù)控機床的分類 數(shù)控技術(shù)除了廣泛用于各種機床上外，也用于各種機械的運動控制上。由于控制系統(tǒng)及傳感元件的發(fā)展，機床的智能化程度越來越高，工藝范圍也更廣。從控制原理和主要性能上看，可安下列分類。 1． 按工藝用途分類 按工藝特點可分為普通數(shù)控機床和加工中心。 普通數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機床、數(shù)控 壓力加工機床、數(shù)控電加工機床等

15、等。 加工中心是帶有刀庫和自動換刀機械手的數(shù)控機床，在機臺上可實現(xiàn)不同工藝加工，通?？赏瓿摄@、擴、絞、攻羅紋、鏜、銑等多工序加工，為擴大加工范圍和減少輔助時間，有些加工中心還能自動更換工作臺、刀庫和主軸。車銑中心由數(shù)控車床發(fā)展而來，它有車銑功能 2． 按加工路線分類 （1） 點位控制數(shù)控機床 只要求機床的移動部件從一點到另一點的定位精度，對其移動的路線不做要求。 （2） 輪廓加工數(shù)控機床 這種機床的數(shù)控系統(tǒng)能夠同時控制多個坐標(biāo)軸聯(lián)合動作，多不同形狀的工件輪廓表面進行加工。 3．按有無檢測裝置分類 分為：開環(huán)、全閉環(huán)和半閉環(huán)

16、控制系統(tǒng)的數(shù)控機床。 （1）開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床，沒有位置檢測裝置，因此加工精度較低，通常由步進電動機驅(qū)動。這種系統(tǒng)結(jié)果簡單、價格便宜，使用于精度要求不高的數(shù)控銑床。 （2）全閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床裝有位置檢測裝置，且位置檢測裝置裝在機床和移動部件上，可以把坐標(biāo)移動的準確位置檢測出來并反饋給計算機，因此裝有全閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機床的加工精度很高。 （3）半閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床也有位置檢測裝置元件，與全閉環(huán)控制的數(shù)控機床的不同之處是檢測元件為圓盤形，裝在伺服電機的尾部，用測量電動機轉(zhuǎn)角的方式檢測坐標(biāo)位置。由于電動機到工作臺之間的傳動部件有間隙、彈性變形和

17、熱變形等因素，因而檢測的數(shù)據(jù)與實際的坐標(biāo)值有誤差。但是由于半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)價格比較便宜、結(jié)構(gòu)比較簡單，安裝調(diào)試比較方便、檢測元件不容易受到損害等優(yōu)點多用于加工精度要求不是很高的數(shù)控機床。 4．按可聯(lián)動的坐標(biāo)軸數(shù)分類 有兩軸、三軸、四軸、五軸聯(lián)動的數(shù)控機床等等。由于可聯(lián)動的坐標(biāo)軸數(shù)的不同使機床的加工能力區(qū)別大，例如鏜銑床，如果只有兩坐標(biāo)軸聯(lián)動，則只能加工平面曲線表面。若能三坐標(biāo)軸聯(lián)動，則能加工三維空間曲面。在加工多維曲面時，為使刀具能合理切削，刀具回轉(zhuǎn)中心線也要轉(zhuǎn)動，因此需要更多的坐標(biāo)聯(lián)動。五軸聯(lián)動的鏜銑床能夠加工螺旋漿槳表面。在了解坐標(biāo)軸聯(lián)動數(shù)時，要考查控制軟件的功能

18、機床所具有的坐標(biāo)軸數(shù)，不等于坐標(biāo)軸聯(lián)動數(shù)。具有的伺服電動機數(shù)也不等于坐標(biāo)軸聯(lián)動數(shù)。所謂坐標(biāo)軸聯(lián)動數(shù)。所謂坐標(biāo)軸聯(lián)動數(shù)是指由同一個插補程序控制的移動坐標(biāo)軸數(shù)。這些坐標(biāo)軸的移動規(guī)律是由所加工的輪廓表面來規(guī)定的。 第二章 數(shù)控加工工藝分析 2.1 零件圖樣分析 如圖2-1所示為煙灰缸下模具模形。 圖2-1 煙灰缸下模 零件名：煙灰缸下模 材料：45#鋼，45#鋼是典型的中碳鋼，含碳0.45%，硬度HRC20-30 技術(shù)要求：曲面的表面粗糙度Ra1.6；拔模斜度20度與

19、30度； 形狀分析：該零件底下是一個六方體，上表面是模具的分形面；零件上部分是煙灰 缸模型，拔模斜度20度 ，煙灰缸外圍四周曲面和分形面之間無圓角過度；煙灰缸頂面有三個帶倒角R5的煙槽，煙灰缸側(cè)面倒角R12；里面是個裝煙灰的型腔，拔模斜度為30度，型腔四周曲面與低面之間過度圓角R8；其余倒角為R5。 2.2 工件裝夾與定位 工件定位與安裝的確定是工藝設(shè)計中不可缺少的環(huán)節(jié)，對任何加工方法來講都十分重要，合理地選擇工件的定位基準和夾壓方式是確定工件安裝的關(guān)鍵。工件安裝的好壞會直接影響工件的加工質(zhì)量。在工序高度集中的數(shù)控機床上加工零件，如何提高零件的定位

20、精度，最大限度地減少零件的夾壓變形更為重要，應(yīng)給予足夠的重視。 根據(jù)工件尺寸，坯料尺寸選擇160mm160mm44mm，坐標(biāo)原點為于工件上表面中心，工件材料45#鋼，屬于叫容易切削的材料。坯料四周表面已經(jīng)在普通機床設(shè)備上加工到尺寸。工件裝夾在工作臺上，夾具用通用螺釘壓板，利用螺栓和壓板將工件固定在機床工作臺上即可。 2.3 機床的選擇 不同類型的零件應(yīng)在不同的數(shù)控機床上加工，要根據(jù)零件的設(shè)計要求選擇機床本次加工選用的加工設(shè)備是大連機床集團研制生產(chǎn)的VDL1000A立式加工中心，該機床可實現(xiàn)X、Y、Z三軸聯(lián)動，其主要技術(shù)參數(shù)如表2-1所示。 表2-1 機床參數(shù) 數(shù)控系

21、統(tǒng) FANUC-01數(shù)控系統(tǒng) 行程范圍 X 200mm Y 500mm Z 630mm 主軸最高轉(zhuǎn)速 7500r/min 主軸功率 7.5/11KW 導(dǎo)軌類型 高精度直線滾動導(dǎo)軌 2.4 加工工序的劃分 數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進行： （1）刀具集中分序法 就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所以可以完成的部位。在用第二、第三把刀完成它們可以完成的其他部位。這樣可以減少換刀次數(shù)，壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。 （2）一加工部位分序法 對于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點將加工部位分成幾個部位，如內(nèi)形、外形、曲面

22、或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。 （3）以粗、精加工分序法 對于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進行校形，故一般來說凡要進行粗、精加工的都要將工序分開。 所述，本次工序結(jié)合（3）進行劃分如下： （1）曲面挖槽粗加工 （2）曲面平行粗加工 （3）面面平行精加工 （4）曲面等高外行精加工 2.5 選擇刀具 數(shù)控銑床切削加工具有高速、高效的特點，與傳統(tǒng)銑床切削加工相比較，數(shù)控銑床對切削加工刀具的要求更高，銑削刀具的剛性、強度、耐用度和安裝調(diào)整

23、方法都會直接影響切削加工的工作效率；刀具的本身精度，尺寸穩(wěn)定性都會直接影響工件的加工精度及表面的加工質(zhì)量，合理選用切削刀具也是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一。加工中心的刀庫可以安裝很多把刀，在工件加工之前，必須把需要的刀具安裝到刀庫中，加工是再把所需刀具換到主軸上。刀具要有很高的幾何形狀精度和尺寸精度，主要是切削刃部分的形狀，尺寸精度和刀具長度的尺寸精度。精加工刀具要求應(yīng)高于1微米。換刀以后數(shù)控系統(tǒng)用刀具補償指令把刀尖頂部設(shè)定在同一個平面上，用半徑補償?shù)姆椒ūＷC不因刀具半徑的不同而影響零件編程軌跡的變化。加工時有時用到圓頭刀、球頭刀、圓弧銑刀等加工曲面，為了保證加工精度，這些刀具的幾何形狀和尺寸

24、都要精確。不同刀具的，尺寸是不完全相同的，即使是同一把刀，重磨以后的尺寸也要變化。這是任何圖形交互式自動編程系統(tǒng)都不可能提供的，因此必須用人機交互的方法把刀具的參數(shù)輸入到系統(tǒng)中。在刀庫中每一把刀具都有一個號碼，數(shù)控機床換刀時根據(jù)程序中的刀號換刀。 1.銑削加工刀具 1）鑲裝不重磨可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的銑刀主要用于銑削平面，粗銑時銑刀直徑選小一些，精銑時銑刀直徑選大一些，當(dāng)加工余量大且余量不均勻時，刀具直徑選小一些，否則會造成因接刀刀痕過深而影響工件的加工質(zhì)量。 2）對立體曲面或變斜角輪廓外形工件加工時，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀、盤形銑刀。 3）高速鋼立銑刀多用于

25、加工凸臺和凹槽。如果加工余量較小，表面粗糙度要求較高時，可選用鑲立方氮化硼刀片或鑲陶瓷刀片的端面銑刀。 4）毛坯表面或孔的粗加工，可選用鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀進行強力切削。 5）加工精度要求較高的凹槽，可選用直徑比槽寬小的立銑刀，先銑槽的中間部分，然后利用刀具半徑補償功能銑削槽的兩邊。 2.刀具的材料 現(xiàn)今刀具材料，具體可分以下6種 。 （1）高速鋼 高速鋼是指含有較多鎢、鉬、釩等合金元素的高合金工具鋼，俗稱鋒鋼或白鋼。高速鋼有較高的硬度（63-63HRC）、耐磨性和耐熱性（約600-660℃）有足夠的強度和韌性；有較好的工藝性。目前高速鋼已作為主要的刀具材料之一，廣泛用于制

26、造形狀復(fù)雜的銑刀、鉆頭、拉刀和齒輪刀具等。高速鋼按其性能可分為通用高速鋼和高性能高速鋼。按其工藝方法的不同又可分為熔煉高速鋼和粉末冶金高速鋼。 （2）硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金是由高硬度、高熔點的金屬碳化物（WC、TiC、TaC、NbC等）和金屬黏結(jié)劑（Co、Ni、Mo等）用粉末冶金的方法制成的。碳化物決定硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性、和耐熱性。黏結(jié)劑決定了硬質(zhì)合金的強度和韌性。與高速鋼相比，硬度高，耐磨性好，耐熱性高。允許切削的速度比高速鋼高5-10倍。制造工藝性比較差，但是硬質(zhì)合金作為一種優(yōu)異的刀具材料得到了廣泛的應(yīng)用。 （3）涂層刀具 硬質(zhì)合金或高速鋼刀具通過化學(xué)或物理方法在其表面涂覆一層耐

27、磨性好的難熔金屬化合物，這樣，既能提高刀具材料的耐磨性，又不降低其韌度。目前涂層材料有TiC、TiN、Al2O3和TiN與TiC的復(fù)合等材料。一般而言，相同的切削速度下，涂層高速鋼刀具的耐磨損性能比未涂層的提高2-10倍；涂層硬質(zhì)合金刀具的耐磨損性能比未涂層的提高1-3倍。 （4）陶瓷 陶瓷材料的主要成分是Al2O3。陶瓷是高壓下成行，高溫下燒結(jié)而成的。陶瓷刀具的硬度高，耐磨性好，耐熱性高，摩擦系數(shù)小，化學(xué)穩(wěn)定性好。到是，陶瓷的脆性大，抗彎強度低，只要一般硬質(zhì)合金的三分之一左右，不能受沖擊負荷。陶瓷刀具因其材質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性好、硬度高，在耐熱合金等難加工材料的加工中有廣泛的應(yīng)用。

28、 （5）金剛石 金剛石分為天然和人造兩種，價格昂貴，應(yīng)用極少。 （6）立方淡化硼 立方淡化硼是由軟的立方淡化硼在高壓、高溫條件下加入催化劑轉(zhuǎn)變而成。立方淡化硼硬度緊次于金剛石，耐磨性高，摩擦系數(shù)小。一般在干切削條件下，對鋼材進行加工。 綜上所示選取刀具材料選取高速鋼。 2.6 切削用量的選擇 在數(shù)控銑削中，對于高效率的金屬切削機床加工來說，被加工材料、切削刀具削用 量是三大主要要素。這些條件決定著加工時間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟的、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，應(yīng)根據(jù)被加工工件材料、硬度、刀具的耐用度和機床說明

29、書中的規(guī)定去選擇合適的吃刀量和切削速度（進給速度和主軸轉(zhuǎn)速），也可以結(jié)合實際經(jīng)驗用類比法確定切削用量。 1．切削深度ap的選擇原則：在粗加工中，往往是在刀具允許的前提下，盡量一次切完，但是前面提到切削深度H<(1/4-1/6)ρmin在需要做兩次切削的情況下，第一次切削去掉加工余量的2/3或者3/4，采用遞減的原則?？紤]切削深度還要考慮工件材料的易切削加工性及刀具材料的性能。 2．切削速度的選擇：切削速度越大，加工效率越高，刀具的耐用度越低； 當(dāng)切削塑性材料時，如果采用中速切削最容易產(chǎn)生積屑瘤，增加工件的粗糙度。應(yīng)該避免在這個區(qū)間內(nèi)選擇切削速度。當(dāng)?shù)毒卟牧蠟橛操|(zhì)合金時，切削速度可以

30、比高速鋼刀具更高，因為硬質(zhì)合金刀具的紅硬性更好。在同樣刀具情況下，工件材料的易切系數(shù)大時，可以采用較高的速度切削，如鋁合金的易切系數(shù)大，當(dāng)其切削速度選擇300m/min時，45號正火鋼的易切系數(shù)比鋁合金小，其切削速度則選擇100m/min。 3．進給速度Feedrate和Plunge的選擇：首先是選擇每個刀齒的進給深度f，刀齒數(shù)為Z，則每轉(zhuǎn)進給量為fZ，每分鐘進給量則為 F＝fZS，（1） 式中S為主軸轉(zhuǎn)速。Feedrate與Plunge都是進給速度，F(xiàn)eedrate是水平方向的，而Plunge是垂直方向的。由于垂直方向的切削排屑更困難，往往取更小值 主軸轉(zhuǎn)速的計算式為： S＝1

31、000V/DЛ（2） 式中單位：V－切削速度，m/min D－刀具直徑，mm S－r/min 確定切削用量的一般步驟為：首先確定背吃刀量，再根據(jù)工件和刀具材料確定切削速度，然后計算出主軸轉(zhuǎn)速，最后確定每分鐘進給速度F。 特別要注意的是，程序中的轉(zhuǎn)速S發(fā)生改變時，其進給速度也要隨著改變。進給速度不是一個孤立的參數(shù)。 2.7 加工余量的選擇 加工余量泛指毛坯實體尺寸與工件尺寸之差。工件加工就是把大于工件尺寸的毛坯試題加工掉，使加工后的工件尺寸、精度、表面粗糙度均能符合圖樣的要求。通常要經(jīng)過粗加工、半精加工、和精加工才能達到最終要求。因此工件總的加工余量應(yīng)等于中間工序加工余

32、量之和。工序間加工余量的選擇應(yīng)按以下兩條原則進行。 （1） 采用最小加工余量原則，以求縮短加工時間，降低工件的加工費用。 （2） 應(yīng)有充分的加工余量，特別是最后的工序。加工余量應(yīng)能保證達到工件圖 上所規(guī)定的要求。 在選擇加工余量時，還要考慮以下3種情況： （1） 由于工件的大小不同，切削力、內(nèi)硬力一起的變形差異，工件愈大，變形 增加，因此要求加工余量也相應(yīng)地大一些。 （2） 工件熱處理時引起的變形，適當(dāng)?shù)脑龃笠稽c加工余量。 （3） 加工方法、裝夾方式和工藝裝備的剛性可能引起的工件變形，過大的加工余量也會由于切削力增大引起工件的變形。 綜上結(jié)合一些現(xiàn)場加工經(jīng)驗本次粗加工余量

33、留0.3mm精加工。 2.8 擬定數(shù)控銑削加工 查表確定切削速度和進給量，然后計算出機床主軸轉(zhuǎn)速和機床進給速度，詳見表2-2 煙灰缸下模數(shù)控加工工序卡片 廠 名 數(shù)控加工工序卡片 產(chǎn)品名稱 零件名稱 材料 零件圖號 煙灰缸 煙灰缸下模 45#鋼 工序號 程序號 夾具名 夾具編號 使用設(shè)備 車間 工 步 號 工步內(nèi)容 加工面 刀具號 刀具規(guī)格 mm 主軸 轉(zhuǎn)速r/min 進給 速度 mm/min 背吃 刀量 mm 備注 1 曲面挖槽粗加工 余量0.3 整體粗加工

34、 T1 Φ20圓角刀 1500 1200 23.7 2 曲面挖槽粗加工 清除余留殘料 T2 Φ25平刀 1200 1500 3 曲面平行粗加工 余留量0.1 凹曲面加工 T3 Φ6角刀 2200 1000 5.1 4 曲面平行精加工 整體精加工 T4 Φ6球刀 3000 800 0.3 5 曲面等高外形精加工 余留殘料加工 T5 Φ6平刀 3000 800 第三章 煙灰缸的模具設(shè)計 3.1 Pro/ENGINEER介紹 Pro/ENGINEER是PRT（

35、美國參數(shù)技術(shù)）公司開發(fā)的以“參數(shù)化”及“單一數(shù)據(jù)庫”為設(shè)計理念的全方位3D產(chǎn)品開發(fā)軟件，是當(dāng)今工業(yè)界熱門的3D設(shè)計系統(tǒng)。 Pro/ENGINEER參數(shù)式設(shè)計的觀念具體體現(xiàn)在以下幾個方面。 1）3D實體模型（Solid model） Pro/ENGINEER是采用3D實體模型設(shè)計產(chǎn)品的典范，配合其系統(tǒng)預(yù)設(shè)參數(shù)功能，使設(shè)計者可以隨時計算出產(chǎn)品的體積、表面積、重心、慣性矩等物理參數(shù)，避免了傳統(tǒng)線架構(gòu)、面架構(gòu)設(shè)計的不足，減少了許多人為的計算時間。 2） 采用特征設(shè)計方式（Feature-baseddesign） Pro/ENGINEER模擬自然的思考方式從事設(shè)計工作如采用拉伸、旋轉(zhuǎn)、鉆孔、

36、挖槽、圓角和倒圓角等基本特征單元進行零件設(shè)計，并可以在不違反集合基本原理的情況下任意調(diào)整特征的建構(gòu)順序、插入新的特征、刪除不合理的集合特征、修改特征尺寸以及從新定義特征等操作。 3） 單一數(shù)據(jù)庫（Songle database） Pro/ENGINEER采用單一數(shù)據(jù)庫的架構(gòu)，使得設(shè)計者可以隨時由3D實體模型產(chǎn)生其2D工程圖，并自動標(biāo)注工程圖尺寸，不象傳統(tǒng)的多數(shù)據(jù)庫設(shè)計軟件那樣，需要另行設(shè)計2D工程圖。 4） 全相關(guān)參數(shù)式設(shè)計（Parametric design） 由于Pro/ENGINEER采用參數(shù)式的設(shè)計理念，使得設(shè)計者可以借助關(guān)系式建立尺寸之間的參數(shù)關(guān)系，讓模型自動計算出應(yīng)有的外形

37、，而借助于程序的使用，使得模型的自動設(shè)計成為可能。 3.2煙灰缸產(chǎn)品的三維造型 在煙灰缸模具設(shè)計與加工之前，首先要利用Pro/ENGINEER系統(tǒng)下的（零件）模塊對煙灰缸進行三維造型，效果如圖所示。 圖3-1 煙灰缸三維模型 3.3 煙灰缸模具設(shè)計 煙灰缸三維造型完成后，利用Pro/ENGINEER系統(tǒng)下的（制造）/（模具行腔）模塊進行模具組件設(shè)計，它包括參考模型的布局、收縮率的設(shè)置，毛坯工件的設(shè)計，分型面的設(shè)計、分割體積塊、抽取模具元件和鑄模及開模幾大部分，最后開模出煙灰缸的上、下模。如圖3-2、3-3所示。 圖3-2 煙灰缸上模

38、 圖3-3 煙灰缸下模 3.4 從Pro/ENGINEER系統(tǒng)轉(zhuǎn)出IGES，并轉(zhuǎn)如Mstercam中。 模具設(shè)計完成后，將下模文件轉(zhuǎn)換為IGES格式文件，然后轉(zhuǎn)入Mstercam中進行編程。 第四章 煙灰鋼下模數(shù)控編程與加工 4.1 Mastercam簡介 Mastercam是美國CNC Software 公司開發(fā)的基于PC平臺的CAD/CAM一體化軟件，其呀求的硬件配置低，句有良好的性價比，特別是其廣泛的“COM”（對接）功能、可編輯的后處理程式及良好的機床適應(yīng)性，使其受到廣大中小企業(yè)的青睞。 Ma

39、stercam功能強大，集二維工程圖、三維實體設(shè)計、曲面設(shè)計、CNC銑床、CNC車床和CNC線切割等功能于一體，能夠與其他CAD/CAM軟件的輸出格式如DWG、IGES、STL、SAT等良好地相容。 安全、穩(wěn)定和精確的表現(xiàn)使Mastercam一直保持著CAM（計算機輔助制造）代名詞的美譽。 4.2 煙灰缸下模編程 煙灰缸下模編程主要包括加工坯料、對刀點的確定，規(guī)劃曲面挖槽粗加工刀具路徑、規(guī)劃曲面平行粗加工刀具路徑、規(guī)劃曲面平行精加工刀具路徑以及規(guī)劃曲面等高外形精加工刀具路徑等內(nèi)容。具體分為以下幾個步驟： 1 加工坯料及對刀點的確定 繪制邊界盒，確定頂面中心為對刀點，最后繪制

40、曲面加工邊界，以及一些工件參數(shù)的設(shè)置。 2 曲面挖槽粗加工 規(guī)劃煙灰缸下模曲面挖槽粗加工刀具路徑，目的是粗切除大部分的工件材料。內(nèi)容主要包括加工刀具的選擇、刀具參數(shù)的設(shè)置和加工參數(shù)（包括安全高度、下刀位置、下刀方式、切削量等）的設(shè)置。 3 規(guī)劃曲面挖槽加工刀具路徑，將模具靠面加工到位 目的是清楚上一步曲面挖槽粗加工后在模具靠面余留下的殘料。 4 規(guī)劃曲面平行粗加工刀具路徑 對頂面三個圓弧形凹槽進行粗加工。 5 規(guī)劃曲面平行精加工刀具路徑 對曲面挖槽粗加工余留的殘料進行精切削。 6 規(guī)劃曲面等高外形精加工刀具路徑 主要針對曲面底部的余留殘余料進行精加工。 7 實體驗證

41、通過實體模擬加工，如圖3-5所示。 圖3-5 實體模擬加工最后結(jié)果 8 后處理出程序，程序名為yhg.xiaomu.nc。 4.3 煙灰缸下模的數(shù)控加工 一、加工要求 零件材料為 45#鋼 ，單件生產(chǎn)。零件毛坯已加工到尺寸，選用設(shè)備： VDL1000A 數(shù)控銑床 二、操作步驟及內(nèi)容 1、 開機，各坐標(biāo)軸手動回機床原點 2、 刀具安裝 根據(jù)加工要求選擇高速鋼，用彈簧夾頭刀柄裝夾后將其裝上主軸。刀具露出不要太長也不可太短，太長刀會擺動影響精度，太短會撞刀，本次露出應(yīng)大于24mm，在26mm左右。 3、 清潔工作臺，安裝夾具和工件 用百分表水平、垂直和表面。

42、4、 對刀設(shè)定工件坐標(biāo)系 （1）用分中棒，確定 X 、 Y 向的零偏值，將 X 、 Y 向的零偏值輸入到工件坐標(biāo)系 G54 中（2）將加工所用刀具裝上主軸，再將 Z 軸設(shè)定器安放在工件的上表面上，確定 Z 向的零偏值，輸入到工件坐標(biāo)系 G54 中。 5、 設(shè)置刀具補償值 將刀具半徑補償值 5 輸入到刀具補償?shù)刂贰? 6、 輸入加工程序 將計算機生成好的加工程序通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)綑C床數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)存中 7、 調(diào)試加工程序 把工件坐標(biāo)系的 Z 值 沿 +Z 向平 移 100mm ，按下數(shù)控啟動鍵，適當(dāng)降低進給速度，檢查刀具運動是否正確。 8、 自動加工 把工件坐標(biāo)系的 Z 值恢復(fù)原值，

43、將進給倍率開關(guān)打到低檔，按下數(shù)控啟動鍵運行程序，開始加工。機床加工時，適當(dāng)調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速和進給速度，并注意監(jiān)控加工狀態(tài)，保證加工正常。 9、 取下工件，用游標(biāo)卡尺進行尺寸檢測 10、 清理機床 11、 關(guān)機 第五章 數(shù)控銑床日常保養(yǎng)與維護 日常保養(yǎng)內(nèi)容和要求定期保養(yǎng)的內(nèi)容和要求 保養(yǎng)部位內(nèi)容和要求 一、班前 1．對重要部位進行檢查。 2．擦拭外露導(dǎo)軌面按規(guī)定加油。 3．空運轉(zhuǎn)，察看潤滑系統(tǒng)，是否正常。 二．班后 1、清掃鐵屑。 2、擦拭機床。 3、各部歸位。 4、認真填寫好交接班記錄及其他記錄。 一、表面 1、清洗機床身

44、表面死角，做到漆見本色，鐵見光。 2、清除導(dǎo)軌面行刺，無研傷。 二、主軸箱1、清潔。 2、潤滑好。 三、工作臺 1、調(diào)整夾緊間隙。 2、潤滑良好。 四、升降臺 1、調(diào)整夾緊間隙。 2、調(diào)整傘齒輪齒合間隙。 3、潤滑良好。 五、液壓 1、液壓箱清潔，油量充足。 2、調(diào)整壓力表。 3、清洗油泵，濾油網(wǎng)。 六、電氣 1、擦拭電機，箱外無灰塵，油垢。 2、各接觸點良好，不漏電。 3、箱內(nèi)整潔，無雜物。 數(shù)控系統(tǒng)日常維護 1. 機床電氣柜的散熱通風(fēng) 2. 盡量少開電氣控制柜門 3. 紙帶閱讀機的定期維護 4. 支持電池定期更換 5. 備用印制線路板的定期通

45、電 結(jié)論 畢業(yè)論文是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會，通過這次比較完整的數(shù)控加工設(shè)計，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實際問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望

46、看到的也正是我們進行畢業(yè)設(shè)計的目的所在。 雖然畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容繁多，過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。各種系統(tǒng)的適用條件，各種設(shè)備的選用標(biāo)準，各種加工方式，我都是隨著設(shè)計的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會應(yīng)用的。和老師的溝通交流更使我從經(jīng)濟的角度對設(shè)計有了新的認識也對自己提出了新的要求。在設(shè)計過程中一些工藝的設(shè)計讓我很頭痛，原因是由于本身實踐的機會比少，而又必須考慮本專業(yè)的一些要求規(guī)范，從而形成了一些矛盾點，這些矛盾在處理上讓人很難斟酌，后來通過查閱大量的資料，通過對比，最后得出比較合理的加工工藝。 提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計讓我積累了無數(shù)實際經(jīng)驗，使我的頭腦更好的被知識武裝了起來，也必

47、然會讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強的溝通力和理解力。順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。 致謝語 本設(shè)計論文是在我的導(dǎo)師鄭新建老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。我還要感謝在一起愉快的度過畢業(yè)論文小組的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里

48、請接受我誠摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們! 最后，再次對關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝！ 參考文獻 1.《Pro/ENGINEER模具設(shè)計與數(shù)控加工》 編著：何滿才 出版社：人民郵電出版社 2.《數(shù)控技術(shù)》 主編：楊有君 出版社：機械工業(yè)出版社 3.《數(shù)控加工技師手冊》 主編：《數(shù)控加工技師手冊》編委會 出版社：機械工業(yè)出版社 4.《數(shù)控加工工藝》 主編：李正峰 出版社：上海交通大學(xué)出版社 5.《金屬切削與刀具實用技術(shù)》 編著：劉杰華 任昭蓉 出版社：國防工業(yè)出版社 6.《

49、數(shù)控機床故障診斷及維護》 主編：王侃夫 出版社：機械工業(yè)出版社09/20 11:46 102機體齒飛面孔雙臥多軸組合機床及CAD設(shè)計 09/08 20:02 3kN微型裝載機設(shè)計 09/20 15:09 45T旋挖鉆機變幅機構(gòu)液壓缸設(shè)計 08/30 15:32 5噸卷揚機設(shè)計 10/30 17:12 C620軸撥桿的工藝規(guī)程及鉆2-Φ16孔的鉆床夾具設(shè)計 09/21 13:39 CA6140車床撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計831003 08/30 15:37 CPU風(fēng)扇后蓋的注塑模具設(shè)

50、計 09/20 16:19 GDC956160工業(yè)對輥成型機設(shè)計 08/30 15:45 LS型螺旋輸送機的設(shè)計 10/07 23:43 LS型螺旋輸送機設(shè)計 09/20 16:23 P-90B型耙斗式裝載機設(shè)計 09/08 20:17 PE10自行車無級變速器設(shè)計 10/07 09:23 話機機座下殼模具的設(shè)計與制造 09/08 20:20 T108噸自卸車拐軸的斷裂原因分析及優(yōu)化設(shè)計 09/21 13:39 X-Y型數(shù)控銑床工作臺的設(shè)計 09/08 20:25 YD5

51、141SYZ后壓縮式垃圾車的上裝箱體設(shè)計 10/07 09:20 ZH1115W柴油機氣缸體三面粗鏜組合機床總體及左主軸箱設(shè)計 09/21 15:34 ZXT-06型多臂機凸輪軸加工工藝及工裝設(shè)計 10/30 16:04 三孔連桿零件的工藝規(guī)程及鉆Φ35H6孔的夾具設(shè)計 08/30 17:57 三層貨運電梯曳引機及傳動系統(tǒng)設(shè)計 10/29 14:08 上蓋的工工藝規(guī)程及鉆6-Ф4.5孔的夾具設(shè)計 10/04 13:45 五噸單頭液壓放料機的設(shè)計 10/04 13:44 五噸單頭液壓放料機設(shè)計 0

52、9/09 23:40 儀表外殼塑料模設(shè)計 09/08 20:57 傳動蓋沖壓工藝制定及沖孔模具設(shè)計 09/08 21:00 傳動系統(tǒng)測繪與分析設(shè)計 10/07 23:46 保護罩模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 09/20 15:30 保鮮膜機設(shè)計 10/04 14:35 減速箱體數(shù)控加工工藝設(shè)計 10/04 13:20 鑿巖釬具釬尾的熱處理工藝探索設(shè)計 09/08 21:33 分離爪工藝規(guī)程和工藝裝備設(shè)計 10/30 15:26 制定左擺動杠桿的工工藝規(guī)程及鉆Ф12孔的夾具設(shè)計 10/2

53、9 14:03 前蓋板零件的工藝規(guī)程及鉆8-M16深29孔的工裝夾具設(shè)計 10/07 08:44 加油機油槍手柄護套模具設(shè)計 09/20 15:17 加熱缸體注塑模設(shè)計 10/07 09:17 動模底板零件的工藝規(guī)程及鉆Φ52孔的工裝夾具設(shè)計 10/08 20:23 包縫機機體鉆孔組合機床總體及夾具設(shè)計 09/21 15:19 升板機前后輔機的設(shè)計 09/09 22:17 升降式止回閥的設(shè)計 09/22 18:52 升降桿軸承座的夾具工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 09/09 16:41

54、 升降杠桿軸承座零件的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 08/30 15:59 半自動鎖蓋機的設(shè)計（包裝機機械設(shè)計） 08/30 15:57 半軸零件的機械加工工藝及夾具設(shè)計 10/29 13:31 半軸零件鉆6-Φ14孔的工裝夾具設(shè)計圖紙 09/26 13:53 單吊桿式鍍板系統(tǒng)設(shè)計 08/30 16:20 單級齒輪減速器模型優(yōu)化設(shè)計 08/30 16:24 單繩纏繞式提升機的設(shè)計 09/09 23:08 臥式加工中心自動換刀機械手設(shè)計 09/08 22:10 厚板扎機軸承系統(tǒng)設(shè)計 09/

55、18 20:56 叉桿零件的加工工藝規(guī)程及加工孔Φ20的專用夾具設(shè)計 08/30 19:32 雙臥軸混凝土攪拌機機械部分設(shè)計 09/09 22:33 雙模輪胎硫化機機械手控制系統(tǒng)設(shè)計 09/09 22:32 雙輥驅(qū)動五輥冷軋機設(shè)計 09/08 20:36 變位器工裝設(shè)計--0.1t普通座式焊接變位機 09/28 16:50 疊層式物體制造快速成型機機械系統(tǒng)設(shè)計 09/08 22:41 可急回抽油機速度分析及機械系統(tǒng)設(shè)計 09/08 22:42 可移動的墻設(shè)計及三維建模 10/04

56、13:25 右出線軸鉆2-Ф8夾具設(shè)計 10/04 13:23 右出線軸鉆6-Ф6夾具設(shè)計 09/08 22:36 咖啡杯蓋注塑模具設(shè)計 10/07 08:33 咖啡粉枕式包裝機總體設(shè)計及橫封切斷裝置設(shè)計 09/09 16:15 啤酒貼標(biāo)機的設(shè)計（總體和后標(biāo)部分的設(shè)計） 10/29 13:58 噴油泵體零件的工藝規(guī)程及鉆Φ14通孔的工裝夾具設(shè)計 08/30 19:39 四工位的臥式組合機床設(shè)計及其控制系統(tǒng)設(shè)計 09/21 13:39 四方罩模具設(shè)計 08/30 19:42

57、四組調(diào)料盒注塑模具設(shè)計 10/07 23:55 固定座的注塑模具設(shè)計 09/09 23:52 圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機器人設(shè)計 09/09 23:48 圓珠筆管注塑模工藝及模具設(shè)計 10/13 16:36 圓盤剪切機設(shè)計 09/21 13:25 基于PLC變頻調(diào)速技術(shù)的供暖鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計 09/08 22:20 基于pro-E的減速器箱體造型和數(shù)控加工自動編程設(shè)計 08/30 18:00 基于PROE的果蔬籃注塑模具設(shè)計 08/30 19:37 基于UG的TGSS-50型水平刮板輸送機--

58、-機頭段設(shè)計 09/21 15:16 塑料油壺蓋模具設(shè)計 09/09 22:41 塑料膠卷盒注射模設(shè)計 10/07 09:25 多功能推車梯子的設(shè)計 09/08 21:25 多功能齒輪實驗臺的設(shè)計 08/30 16:32 多層板連續(xù)排版方法及基于ＰＬＣ控制系統(tǒng)設(shè)計 08/30 16:30 多層板連續(xù)排版方法畢業(yè)設(shè)計 08/30 16:42 多用角架擱板的注塑模具設(shè)計及其仿真加工設(shè)計 08/30 16:39 多繩摩擦式提升機的設(shè)計 09/08 21:05 大型礦用自卸車靜液壓傳動系統(tǒng)設(shè)計 09/20 16:27 大型耙斗裝巖機設(shè)計 09/08 21:01 大批生產(chǎn)的汽車變速器左側(cè)蓋加工工藝及指定工序夾具設(shè)計 10/30 15:42 套筒的機械加工工藝規(guī)程及攻6-M8-6H深10的夾具設(shè)計 10/30 15:38 套筒的機械加工工藝規(guī)程及鉆φ40H7孔的夾具設(shè)計 10/29 14:13 套筒零件的工藝規(guī)程及鉆3-Φ10孔的工裝夾具設(shè)計 23