買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 1 - 1 緒論 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中站有重要地位。 就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性尊來(lái)呢，從中鍛煉自己分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，為今后參加工作大遐一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教 2 數(shù)控編程中的加工工藝分析及設(shè)計(jì) 輪加工工 數(shù)控銑床 加工工藝過(guò)程一般是：先通過(guò)分析零件圖樣，明確工件適合在數(shù)控銑削的加工內(nèi)容、加工要求，然后以此為出發(fā)點(diǎn)確定零件在數(shù)控銑削的加工工藝和過(guò)程順序。 接著確定數(shù)控加工的工藝裝備，如：確定何種類型、規(guī)格、技術(shù)參數(shù)的機(jī)床；考慮工件如何裝夾及裝夾方案的擬定；選擇適合加工的表面、結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)要求的刀具并進(jìn)行調(diào)試，明確和細(xì)化工步的具體內(nèi)容，包括對(duì)走刀路線、位移量和切削參數(shù)等的確定。 數(shù)控銑床加工工藝過(guò)程如圖 示。 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 2 - 加工圖樣加工方案裝夾方法標(biāo)準(zhǔn)夾具 特殊夾具刀具選擇標(biāo)準(zhǔn)刀具 特殊刀具加工中心數(shù)據(jù)表刀具對(duì)刀試運(yùn)行試切削工件毛坯 數(shù)控銑床 加工零件設(shè)計(jì)加工程序編制程序輸入介質(zhì)圖 數(shù)控銑床加工工藝過(guò)程 析零件圖 圖 示為槽形凸輪零件，在銑削加工前，該零件是一個(gè)經(jīng)過(guò)加工的圓盤，圓盤直徑為 280，帶有兩個(gè)基準(zhǔn)孔 35及 12。 35及 12兩個(gè)定位孔。 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 3 - 零件圖 （ 1）分析零件的尺寸標(biāo)注 該零件凸輪輪廓由 直線 及過(guò) 渡圓弧 組成。組成輪廓的各幾何元素關(guān)系清楚，條件充分，所需要基點(diǎn)坐標(biāo)容易求得。凸輪內(nèi)外輪廓面對(duì) X 面有垂直度要求。該零件的材料為 削工藝性較好。 (2)分析凸輪加工的質(zhì)量要求 （ 1）表面間的平行度和垂直度，為了保證配合能夠緊密貼和。所以工件應(yīng)該裝的平穩(wěn)。 （ 2）表面粗糙度和精度等記，一般表面精度為 上。表面粗糙度 （ 3）孔和槽的精度，垂直度，粗糙度。最終精度可達(dá) 直度要求高。 （ 4）其他部分達(dá)到尺寸要求即可。 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 4 - 加 工的關(guān)鍵問(wèn)題是如何保證平面凸輪零件的尺寸、形狀、位置精度和表面粗糙度。 工方法選擇及加工方案確定 床的合理選用 機(jī)床的種類繁多，不同類型的數(shù)控銑床其使用范圍也有一定的局限性，只有在一定的工作條件下加工一定的工件才能達(dá)到最佳的效果。因此，確定要選擇的銑床之前，應(yīng)首先明確加工的對(duì)象、內(nèi)容和要求。 1 考慮的是零件的外形尺寸和重量，使其在機(jī)床的允許范圍以內(nèi)。 2 考慮數(shù)控機(jī)床的精度是否能滿足凸輪的設(shè)計(jì)要求。 3 看凸輪的最大圓弧半徑是否在數(shù)控系統(tǒng)允許的范圍之內(nèi)。 根據(jù)以上三條即可確定加工平面凸輪 所要使用的數(shù)控機(jī)床為 兩軸以上聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床。 工方法的選擇 機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)形狀是多種多樣的，但它們都是由平面、外圓柱面、內(nèi)圓柱面或曲面、廓形面等基本表面組成的。加工方法的選擇原則是保證加工表面的精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級(jí)精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在加工平面凸輪時(shí)，應(yīng)結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、材料及生產(chǎn)類型等因素全面考慮。 工方案設(shè)計(jì)的原則 凸輪零件上的加工表面，常常是通過(guò)粗加工半精加工和精加工逐步達(dá)到，對(duì)這些表面僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工 方法是不夠的，應(yīng)正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 5 - 控加工工藝路線的設(shè)計(jì) 數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)是下一步工序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)的質(zhì)量會(huì)直接影響零件的加工質(zhì)量與生產(chǎn)效率。設(shè)計(jì)工藝路線時(shí)應(yīng)對(duì)零件圖、毛坯圖認(rèn)真消化，結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)靈活運(yùn)用普通加工工藝的一般原則，盡量把數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)得更合理一些。 控銑削加工平面凸輪零件的工序順序 在數(shù)控銑床上加工零件，凸輪工序比較集中，在一次裝夾中，盡可能完成全部工序。根據(jù)數(shù)控銑床的特點(diǎn)，為了保持?jǐn)?shù)控銑床的精度，降低生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)使用壽命，通常把 凸輪零件的粗加工，特別是基準(zhǔn)面、定位面的加工在普通機(jī)床上進(jìn)行。 凸輪零件的加工工序通常包括切削加工工序、銑削加工工序和輔助工序，這些工序的順序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，在設(shè)計(jì)工藝路線時(shí)，應(yīng)合理安排好切削加工、銑削加工和輔助工序的順序，并解決好工序間的銜接問(wèn)題。 銑削加工零件劃分工序后，各工序的先后順序排定通常要考慮如下原則： (1)基面先行原則 用作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)優(yōu)先加工出來(lái)。 (2)先粗后精原則 各個(gè)表面的加工順序按照粗加工半精加工精加 工光整加工的順序依次進(jìn)行，逐步提高表面的加工精度和減小表面粗糙度。 (3)先主后次原則 零件的主要工作表面、裝配基面應(yīng)先加工，從而能及早發(fā)現(xiàn)毛坯中主要表面可能出現(xiàn)的缺陷。次要表面可穿插進(jìn)行，放在主要加工表面加工到一定程度后、最終精加工之前進(jìn)行。 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 6 - (4)先面后孔原則 對(duì)平面輪廓尺寸較大的零件，一般先加工平面，再加工孔和其他尺寸，這樣安排加工順序，一方面用加工過(guò)的平面定位，穩(wěn)定可靠；另一方面在加工過(guò)的平面上加工孔，孔加工的編程數(shù)據(jù)比較容易確定，并能提高孔的加工精度，特別是鉆孔時(shí)的軸線 不易歪斜。 對(duì)于平面盤形凸輪來(lái)說(shuō)，后 3 個(gè)原則很容易理解，不再敘述，下面重點(diǎn)講述基面先行原則，對(duì)它的應(yīng)用往往是排列工序的關(guān)鍵，也是難點(diǎn)。 整個(gè)零件的加工順序的擬訂按照基面先行、先粗后精的原則確定。因此應(yīng)先加工用作定位基準(zhǔn)的 35及 12兩個(gè)定位孔、 X 面，然后再加工凸輪槽內(nèi)外輪廓表面。由于該零件的 35及 12兩個(gè)定位孔、 X 面已在前面工序加工完畢，在這里只分析加工槽的走刀路線，走刀路線包括平面內(nèi)進(jìn)給走刀和深度進(jìn)給走刀兩部分路線。平面內(nèi)的進(jìn)給走刀，對(duì)外輪廓是從切線方向切入；對(duì)內(nèi)輪廓是從過(guò)渡圓弧切入。在數(shù)控銑床上加工時(shí)，對(duì)銑削平面槽形凸輪，深度進(jìn)給有兩種方法：一種是在 或 平面內(nèi)來(lái)回銑削逐漸進(jìn)刀到既定深度；另一種是先打 一個(gè)工藝孔，然后從工藝孔進(jìn)刀到既定深度。 進(jìn)刀點(diǎn)選在 (150,0)P 點(diǎn)，刀具來(lái)回銑削，逐漸加深到銑削深度，當(dāng)達(dá)到既定深度后，刀具在 面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，銑削凸輪輪廓。為了保證凸輪的輪廓表面有較高的表面質(zhì)量，采用順銑方式，即從 P 點(diǎn)開始，對(duì)外輪廓按順時(shí)針方向銑削，對(duì)內(nèi)輪廓按逆時(shí)針方向銑削。 削凸輪平面的加工路線 刀具切人凸輪時(shí)，應(yīng)避免沿凸輪外廓的法向切入，而應(yīng)沿凸輪外 廓曲線延長(zhǎng)線的切向切入，這是避免在切入處由于法向力過(guò)大產(chǎn)生刀具的刻痕而影響表面質(zhì)量，保證凸輪外廓曲線平滑度。同理，在切離工件時(shí)，在凸輪的輪廓處直接退刀，會(huì)造成進(jìn)給停頓，使工件表面出現(xiàn)凹坑，紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 7 - 漸切離工件。 此外，凸輪加工中應(yīng)避免進(jìn)給停頓。因?yàn)榧庸み^(guò)程中的切削力會(huì)使工藝系統(tǒng)產(chǎn)生彈性變形并處于相對(duì)平衡狀態(tài)，進(jìn)給停頓時(shí)，切削力突然減小會(huì)改變系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，刀具會(huì)在進(jìn)給停頓處的零件輪廓上留下刻痕。 為提高凸輪精度和減小凸輪表面粗糙度，可以采用多次走刀的方法，精加工余量一般以 宜，而且精銑時(shí)宜采用順銑，以減小凸輪表面粗糙度的值。 輪的定位與夾緊方案的確定 凸輪的定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定， 應(yīng)遵循前面所述 有關(guān)定位基準(zhǔn)的選擇原則與工件夾緊的基本要求。此外，還應(yīng)該注意下列三點(diǎn)： 1)力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)統(tǒng)一，以減少基準(zhǔn)不重合誤差和數(shù)控編程中的計(jì)算工作量。 2)設(shè)法減少裝夾次數(shù)，盡可能做到在一次定位裝夾中，能加工出工件上全部或大部分待加工表面，以減少裝夾誤差，提高加工表面之間的相互位置精度，充分發(fā) 揮數(shù)控機(jī)床的效率。 3)避免采用占機(jī)人工調(diào)整方案，以免占機(jī)時(shí)間太多，影響加工效率。 具的選擇 平面凸輪的裝夾以平面工作臺(tái)為安裝的基礎(chǔ)，定位夾具或工件，并通過(guò)夾具最終定位夾緊工件，使工件在整個(gè)加工過(guò)程中始終與工作臺(tái)保持正確的相對(duì)位置。數(shù)控加工用的夾具大都是通用性的，編程人員在大多數(shù)情況下不進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)，而是選用。對(duì)專用的工夾具，編程人員可以參與設(shè)計(jì)方案的討論和提出要求，由夾具設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)。 平面凸輪加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出了兩個(gè)基本要求：一是保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定；二是要能協(xié)調(diào) 凸輪零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 8 - 之外，重點(diǎn)考慮以下幾點(diǎn)： 1)單件小批量生產(chǎn)時(shí)，優(yōu)先選用組合夾具、可調(diào)夾具和其他標(biāo)準(zhǔn)化通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。 2)在成批生產(chǎn)時(shí)，才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 3)零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機(jī)床的停頓時(shí)間，減少輔助時(shí)間。 4)為滿足數(shù)控加工精度，要求夾具定位、夾緊精度高。 具的選擇和切削用量的確定 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時(shí)，選擇刀 具通?？紤]機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。 表 1 槽形凸輪的數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件名稱 平面槽形凸輪 零件圖號(hào) 01 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具 加工表面 備注 規(guī)格名稱 數(shù)量 刀長(zhǎng) / 01T 18 硬 質(zhì) 合 金 立 銑 刀 1 20 粗銑凸輪槽 內(nèi)外輪廓 2 02T 18 硬 質(zhì) 合 金 立 銑 刀 1 20 精銑凸輪槽 內(nèi)外輪廓 編制 審核 批準(zhǔn) 共 2 頁(yè) 第 1 頁(yè) 表 2 槽形凸輪的數(shù)控加工工序卡片 夾具名稱 日期 零件圖號(hào) 零件名稱 螺旋壓板 20091 槽形凸輪 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 刀具 規(guī)格 /主軸轉(zhuǎn)速 1/ 進(jìn)給速度 1/ 背吃 刀量 /備注 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 9 - 1 來(lái)回銑削，逐漸加深銑削深度 01 800 60 分兩層銑削 2 粗銑凸輪槽內(nèi)輪廓 01 700 60 4 自動(dòng) 3 粗銑凸輪槽外輪廓 01 700 60 4 自動(dòng) 4 精銑凸輪槽內(nèi)輪廓 02 1000 100 14 自動(dòng) 5 精銑凸輪槽外輪廓 02 1000 100 14 自動(dòng) 編制 審核 批準(zhǔn) 共 2 頁(yè) 第 2 頁(yè) 削用刀具及其選擇 數(shù)控加工中，銑削平面零件內(nèi)外輪廓及銑削平面常用平底立銑刀，該刀具有關(guān)參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下： 1) 銑刀半徑般 取m i n( 0 . 8 0 . 9 ) 2)零件的加工高度 (1 / 6 1 / 4 )以保證刀具有足夠的剛度。 3)粗加工內(nèi)輪廓時(shí)，銑刀最大直徑 D 可按下 (2 算： 112 s i n 21 s i n 2 (2式中 1D 輪廓的最小凹圓角半徑； 圓角鄰邊夾角等分線上的精加工余量； 1 精加工余量； 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 10 - 圓角兩鄰邊的最小夾角。 4)用平底立銑刀銑削內(nèi)槽底部時(shí)，由于槽底兩次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半徑 r，即直徑為 2 2 ( ) R r ，編程時(shí)取刀具半徑為0 ( ) r。 此外對(duì)于一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常用球形銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀和盤銑刀。 刀量的選擇 當(dāng)?shù)毒咩娤骷庸r(shí)，刀具切入工件包括兩個(gè)方向和深度，即銑削深度 （ 1）切削深度(背吃刀量 ) 切削深度也稱為背吃刀量，在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，盡量做到一次進(jìn)給銑去全部的加工余量，這是提高生產(chǎn)效率的一個(gè)有效措施。只有當(dāng)表面粗糙度要求.3 m 時(shí)，為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，才需要考慮留一定的余量進(jìn)行精加工。 （ 2）切削寬度(側(cè)吃刀量 ) 在編程軟件中稱為步距，一般切削寬度d 成正比。在粗加工中，步距取得大些有利于提高加工效率。使用平底刀進(jìn)行切削時(shí)，一般 L 的取值范圍為： ( 0 0 而使用圓鼻刀進(jìn)行加工，刀具直徑應(yīng)扣除刀尖的圓角部分，即 2d D r ( D 為刀具直徑， r 為刀尖圓角半徑 )，而 0.9)d 。而在使用球頭刀進(jìn)行精加工時(shí)，步距的確定應(yīng)首先考慮所能達(dá)到的精度和表面粗糙度。 （ 3）背吃刀量或側(cè)吃刀量與表面質(zhì)量的要求 在工件表面粗糙度要求為 25 m時(shí)，如果圓周銑削的加工余量小于5端銑的加工余量小于 6粗銑一次進(jìn)給就可以達(dá)到要求。紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 11 - 大、工藝系統(tǒng)剛性較差或機(jī)床動(dòng)力不足時(shí)，可分兩次進(jìn)給完成。 在工件表面粗糙度要求為 12.5 m時(shí)，可分粗銑和半精銑兩步進(jìn)行。粗銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量盡量做到一次進(jìn)給銑去全部的加工余量，工藝系統(tǒng)剛性較差或機(jī)床動(dòng)力不足時(shí)，可分兩次進(jìn)給完成。粗銑后留 量，在半精銑時(shí)切除。 給量的選擇 粗銑時(shí)，限制進(jìn)給量提高的 主要因素是切削力，進(jìn)給量主要是根據(jù)銑床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度，刀桿的剛度，刀齒的強(qiáng)度及銑床、夾具、工件的工藝系統(tǒng)剛度來(lái)確定。在強(qiáng)度和剛度許可的條件下，進(jìn)給量可以盡量選取得大一些。精加工時(shí)，限制進(jìn)給量提高的主要因素是表面粗糙度。為了減少工藝系統(tǒng)的振動(dòng)，減小已加工表面的殘留面積高度，一般選取較小的進(jìn)給量。每齒進(jìn)給量的選擇方法總結(jié)如下： 一般情況下，粗銑取大值，精銑取小值。 對(duì)剛性較差的工件，或所用的銑刀強(qiáng)度較低時(shí)，銑刀每齒進(jìn)給量應(yīng)適當(dāng)減小。 在銑削加工不銹鋼等冷硬傾向較大的材料時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增 大銑刀每齒進(jìn)給量，以免刀刃在冷硬層上切削，以致加速刀刃的磨損。 精銑時(shí)，銑刀安裝后的徑向及軸向圓跳動(dòng)量愈大，則銑刀每齒進(jìn)給量應(yīng)相應(yīng)適當(dāng)?shù)販p小。 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 12 - 3 程序的編制 形銑削 程序 程序 10 90 40 03 01 0； 3 42 0； 98 90 0； 98 90 0； 98 90 0； 98 90 0； 98 90 0； 98 90 0； 98 90 0； 98 01 40 05； 30； % 子程序 10 01 100； 90 180 140； 03 0 01 0； 99； % 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 13 - 輪銑削 程序 程序 10 90 40 03 01 100； 42 0； 03 0 03 0 0； 03 0 03 0 0； 03 0 03 0 0 0 00 0; 100； 0； 03 0 03 0 0； 03 0 03 0 0； 03 0 03 0 0 0 40 40 30; % 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 14 - 型銑削 經(jīng)計(jì)算得： A( B(， C( D(E( F( G( H(粗銑 程序 程序 10 17 80 10 800; 00 90 08; 01 02 90 02 95; 02 150; 02 72; 02 93; 01 02 69 140 02 90 02 95; 02 150; 02 72; 02 93; 01 02 69 230 02 90 02 95; 02 150; 02 72; 02 93; 01 02 69 % 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 15 - 精銑 程序 程序 10 17 49 90； 10 800； 00 90 08； 01 02 90 02 95; 02 150; 02 72; 02 93; 01 02 69 % 孔銑削 程序 程序 10 90 60 03 0 10 98 0 5 73 0 6 50； 01 2000； 05； 30； % 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 - 16 - 總結(jié) 本文主要研究了平面凸輪機(jī)構(gòu)的數(shù)控銑削工藝以及 在此基礎(chǔ)上的數(shù)控銑床的程序編制。 了解數(shù)控銑床在凸輪加工中的運(yùn)用從而完成平面凸輪數(shù)控銑工藝性分析及程序編制和編寫數(shù)控加工工藝文件。 數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程與操作的基礎(chǔ)，合理的工藝是保證數(shù)控加工質(zhì)量、發(fā)揮數(shù)控機(jī)床效能的前提條件。本文也正是從數(shù)控加工的實(shí)際角度出發(fā)，以數(shù)控加工的實(shí)際生產(chǎn)為基礎(chǔ)，以掌握數(shù)控加工工藝為目標(biāo)，在了解數(shù)控加工銑削基礎(chǔ)、數(shù)控銑床刀具的選用、數(shù)控加工工件的定位與裝夾以及數(shù)控編程中的加工工藝分析及設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)上，分析了 平面凸輪數(shù)控銑工藝分析及程序編制，從而避免了普通銑床操作人員的人為誤差，大大縮短 了加工時(shí)間，提高了效率，降低了成本。 因此，在編程中合理確定數(shù)控加工工藝對(duì)實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效和經(jīng)濟(jì)的數(shù)控加工具有極為重要的作用。 紙全套， Q 號(hào)交流