1 摘    要  數(shù)控是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)。數(shù)控加工在現(xiàn)代化生產(chǎn)中顯示出很大的優(yōu)越性。  傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)械加工都是工人用手工操作機(jī)床， 對工人的技術(shù)要求比較高； 而現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械加工已經(jīng)采用數(shù)控加工了。數(shù)控加工就是在對工件材料進(jìn)行加工前，事先在計(jì)算機(jī)上編寫好程序，再將這些程序輸入到使用計(jì)算機(jī)程序控制的機(jī)床指令性加工，或者直接在這種使用計(jì)算機(jī)程序控制的機(jī)床控制面版上編寫指令進(jìn)行加工。加工的過程包括走刀、換刀、變速、變向、停車等，都是自動(dòng)完成的。數(shù)控加工是現(xiàn)代化模具制造加工的一種先進(jìn)手段，當(dāng)然，數(shù)控加工手段并不是一定只用 于加工模具零件，用途廣泛  本次的課題就是以一個(gè) 雷達(dá)控制箱盒體 為例子， 通過傳統(tǒng)加工和數(shù)控加工的對比，來體現(xiàn)數(shù)控加工的優(yōu)勢。并選擇將此 零件 在數(shù)控加工 中心（數(shù)控銑床）上對它進(jìn)行加工。文中將詳細(xì)描敘對 此盒體零件加工的 過程，包括加工前的一些準(zhǔn)備工作如：加工前對零件進(jìn)行整體的外型分析來選擇最適合數(shù)控加工所使用的夾具，并對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)母难b以提高加工的效率； 對 所加工零件的加工 工藝的安排 ： 決 定哪些先加工，哪些后加工，裝夾時(shí)怎樣避開加孔和怎樣保證不變形；再 根據(jù)安排的工藝和零件的材料進(jìn)行刀具選擇和刀具的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度的確定； 最后 根據(jù)安排的工藝和選擇的刀具和夾具對零件進(jìn)行程序的編寫：根據(jù)零件的圖形和尺寸確定所加工平面的工件坐標(biāo)系選擇適當(dāng)?shù)钠鸬饵c(diǎn)、下刀點(diǎn)、走刀路線、退刀路線和去除殘料的加工 并詳細(xì)列出編寫的程序，和一段程序加工完成后所出現(xiàn)的零件圖形 。  關(guān)鍵詞： 數(shù)控加工，雷達(dá)控制箱盒體，銑刀 ，夾具  目       錄  第一章   零件選用數(shù)控加工的原因   3 用數(shù)控加工的原因   3 用數(shù)控加工生產(chǎn)時(shí)的注意點(diǎn)   3 第二章   盒體零件加工前的 準(zhǔn)備   5 2 夾   5 具的選擇   5 量生產(chǎn)時(shí)怎樣提高加工效率   5 具的選擇   6 工工藝   8 工中心的工藝特點(diǎn)   8 體零件的工藝安排   8 第三章   加工過程示意圖   16 參考文獻(xiàn)   16 附錄 A 17 程序   17 程序   27 圖 視圖     28 圖 視圖   28 圖 視圖   28 圖 視圖   29 附錄 B 29 完整零件圖   （見大圖紙）  致謝   29 第一章  零件選用數(shù)控加工的原因  用數(shù)控加工的原因  雷達(dá)控制箱盒體的加工選用數(shù)控加工是因?yàn)榇肆慵目准庸け容^多，而且每個(gè)孔所在零件的位置并不是很規(guī)則。 這些孔是為了固定和安裝盒體內(nèi)零件所做的，孔的位置的3 精度將會(huì)直接影響到盒體內(nèi)零件是 否能安裝進(jìn)去和裝入后能否 正常的運(yùn)行，所以這些孔的位置精度要求就 比較高。 并且這些安裝型腔的低面粗糙度要求也比較高。  如果使用傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)械加工都是工人用手工操作機(jī)床，由于孔的位置不是很規(guī)則這樣工人加工起來會(huì)很麻煩，使零件的生產(chǎn)時(shí)間增加 ， 產(chǎn)品的成本也隨之增加。 如果采用大量的組合機(jī)床為此盒體零件制作專用夾具和孔加工專用模版進(jìn)行自動(dòng)線，流水線加工；這些適合于大批量生產(chǎn)的生產(chǎn)線，雖然能保證孔位置的精度，但是其建造和調(diào)試很困難，過程很長。一旦需要更換產(chǎn)品，則整個(gè)工藝過程全變了。即原來所有的設(shè)備將被拋棄，另外制造和購進(jìn)新的 設(shè)備，重新安裝和調(diào)試生產(chǎn)線，資金的投入和時(shí)間的投入將會(huì)很大。  而數(shù)控加工就是在對工件材料進(jìn)行加工前，事先在計(jì)算機(jī)上編寫好程序，再將這寫程序輸入到使用計(jì)算機(jī)程序控制的機(jī)床指令性加工，或者直接在這種使用計(jì)算機(jī)程序控制的機(jī)床控制面版上編寫指令進(jìn)行加工。加工的過程包括走刀、換刀、變速、變向、停車等，都是自動(dòng)完成的。這樣所加工的孔的位置精度不但得到了保證，還減輕的工人的負(fù)擔(dān)、縮短的生產(chǎn)時(shí)間提高了工作效率。而且由于數(shù)控加工的柔性加工特點(diǎn)，可以隨時(shí)對此類零件孔的位置的改變，做出快速的調(diào)整，適合于此類零件的中小批量的生產(chǎn)。  用數(shù)控加工生產(chǎn)時(shí)的注意點(diǎn)  如圖 1以看出此零件對于孔的位置要求比較高，并且它的底面精度也比較高。所 在這個(gè)零件數(shù)控加工的生產(chǎn)中需要注意以下的幾點(diǎn)：  1、 由于這個(gè)盒體零件對于孔的位置的型位公差要求的都比較高，即使是使用數(shù)控加工雖然是由計(jì)算機(jī)自己走刀和定位，但是還是不能排除由于機(jī)械原因而出現(xiàn)的位置偏差。比如絲杠的反向間隙就會(huì)影響到數(shù)控加工時(shí)孔的位置精度 ，所以為了避免出現(xiàn)這樣的情況，在數(shù)控加工編程的時(shí)候要對孔加工時(shí)走刀路線的安排特別的注意。就是在選擇孔加工走刀路線時(shí)都采用同一方向進(jìn)刀的原則。比如加工第 一個(gè)孔時(shí)是向+X 和 +Y 進(jìn)刀加工的，那加工下一個(gè)孔時(shí)也就只能向 +X、 +Y 方向走刀 。如果要往負(fù)方向走刀了那就只能夠重新回到起刀點(diǎn)，重新進(jìn)刀。  2、 由于這些底面粗糙讀要求都比較高有的要到 以在加工時(shí)為了保證能夠達(dá)到這樣的粗糙度要求，在加工時(shí)特別是在開粗的時(shí)候要把冷卻液開足，這樣可以大量的沖走切削下來的鋁屑， 以免鋁屑劃傷底面影響表面粗糙度。并且在每次一段程序加工完成要換刀的時(shí)候，設(shè)置程序的暫停。將型腔內(nèi)的鋁屑清理干凈，再開機(jī)進(jìn)行加工，以免影響表面的粗糙度。  4 圖 1 第二章  盒體零件加工前的準(zhǔn)備     夾  數(shù)控加工對夾具主要有兩大要求：一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；二是夾具應(yīng)有可靠的定位基準(zhǔn)。  ?？紤]以下幾點(diǎn)：  1 盡量選用可調(diào)整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。  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)簡單。  3 裝卸工件要迅速方便，以減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間。  4 夾具在機(jī)床上安裝要準(zhǔn)確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。  數(shù)控銑床上的夾具，一般安裝在工作臺(tái)上，其形式根據(jù)被加工工件的特點(diǎn)可多種多樣。 如：通用臺(tái)虎鉗、數(shù)控分度轉(zhuǎn)臺(tái)等。  數(shù)控機(jī)床上零件的安裝方法與普通機(jī)床一樣，要合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案，注意以下兩點(diǎn)：  1 力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣有利于編程時(shí)數(shù)值計(jì)算的簡便性和精確性。  2 盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。  根據(jù)以上的要求本次的盒體零件加工選用通用夾具臺(tái)虎鉗來進(jìn)行加工。  么樣提高加工效率  為了在批量生產(chǎn)中能夠提高加工效率，專用夾具的使用 是必不可少的。但是過于復(fù)雜的專用夾具 雖然可以很好的提高生產(chǎn)效率，但是卻 增加了 生產(chǎn)的成本 、 生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間 ，而且在產(chǎn)品有所改變后也會(huì)面臨報(bào)廢的可能。根據(jù) 用夾具時(shí)，通?？紤]的幾點(diǎn)，我將通用夾具臺(tái)虎鉗，進(jìn)行了簡單的改裝如圖 2樣即可以省去準(zhǔn)備復(fù)雜的專用夾具所需要的時(shí)間和金錢，也可以很好的適應(yīng)產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。  如圖 2臺(tái)虎鉗的一邊 銑平保證 側(cè)邊 與鉗口 成 90 度，在銑平的這面 鉆 2個(gè)螺紋孔 ， 再準(zhǔn)備一塊擋板 選用加工時(shí)使用的墊塊，因?yàn)閴|塊的 6 個(gè)面的垂直度都比 較好 ， 將墊塊 對應(yīng)臺(tái)虎鉗上所鉆的螺紋孔加工 2個(gè)通孔 ，用 2個(gè)螺絲將擋板固定在臺(tái)虎鉗上這樣夾具就改裝完成了。  如圖 2中雙點(diǎn)劃線所表示的是墊塊的位置）在每次加工時(shí)都將工件靠緊 擋板，再將臺(tái)虎鉗夾緊，這樣每次加工時(shí) 只要所使用的墊塊不更換， 工件所在臺(tái)虎鉗的位置都是一樣的， 這樣就只6 要在第一次加工時(shí)進(jìn)行對刀，以后的工件加工所使用的工件坐標(biāo)系和刀具的長度補(bǔ)償都是不需要改變的，這樣可以大大的提高生產(chǎn)的效率。  圖 2具的選擇  數(shù)控刀具要求精度高、剛性好、裝夾調(diào)整方便， 切削性能強(qiáng)、 耐用度高。合理選用既能提高加工效率又能提高產(chǎn)品質(zhì)量。  、被加工工件的材料、性能，金屬、非金屬，其硬度、剛度、塑性、韌性及耐磨性等。  、加工工藝類別，車削、鉆削、銑削、鏜削或粗加工、半精加工、精加工和超精加工等。  、工件的幾何形狀、加工余量、零件的技術(shù) 要求、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。  、刀具能承 受的切削用量。  、輔助因數(shù)：操作間斷時(shí)間、振動(dòng)、電力波動(dòng)或突然中斷等。  1 銑刀類型的選擇：  、加工較大平面選擇面銑刀。  、加工凸臺(tái)、凹槽、小平面立銑刀。  、加工毛坯面和粗加工孔選擇鑲硬質(zhì)合金玉米銑刀。  、曲面加工選擇球頭銑刀。  7 、加工空間曲面模具型腔與凸模表面選擇模具銑刀。  、加工封閉鍵槽選鍵槽銑刀，等等 。  銑刀參數(shù)的選擇  、面銑刀主要參數(shù)選擇 ：  a)、標(biāo)準(zhǔn)可轉(zhuǎn)位面銑刀直徑在 16 630）：粗銑時(shí)直徑選小的，精銑時(shí)銑刀直徑選大的。  b)、依據(jù)工件材料和刀具材料以及加工性質(zhì)確定其幾何參數(shù)。  銑削加工通常選前角小的銑刀，強(qiáng)度硬度高的材料選負(fù)前角，工件材料硬度不大選大后角、硬的選 小后角，粗齒銑刀選小后角，細(xì)齒銑刀取大后角，銑刀的刃傾角通常在 ，主偏角在45 90 度 。  、立銑刀主要參數(shù)選擇：  a)、刀具半徑 b)、零件的加工高度 H（ 1/4 1/6） r c)、不通孔或深槽選取 l=H+(510)mm d)、加工外形及通槽時(shí)選取 l=H+(510)mm e)、加工肋時(shí)刀具直徑為 D=(510)b f)、粗加工內(nèi)輪廓面時(shí)，銑刀最大直徑 D D=d+2  /2)/1 /2) 本次加工零件的材料為鋁件，材料相對來說比較軟所以對刀具的硬度要求不高，為了減少走刀次數(shù)此次加工選用高速鋼材料的銑刀。本次加工的螺紋孔的數(shù)據(jù)都是查表所得，螺紋孔的底徑的計(jì)算公式為底徑 =公稱直徑 為此次的螺紋孔螺距都是小于 1的）  根據(jù)以上對刀具選擇的要求和對零件進(jìn)行的工藝分析，這次盒體零件的加工選用以下刀具  1、加工 5號平面選用的刀具，加工 5號平面時(shí)選用工件坐標(biāo)系 具名稱     S（ r/ F(mm/   16立銑 刀   350   Z Y                      6立銑刀    1000    30                                 1200    80                             6000          40                  2絲錐         1200          480                      5000          35                  3絲錐         1000          500                 、加工 6 號平面選用的刀具，加工 6 號平面時(shí)選用的工件坐標(biāo)系 具名稱     S（ r/ F(mm/   16立銑刀     350           Z Y                     6立銑刀      1000          30                                    1200          80                             6000          40                   2絲錐         1200          480                       5000          35                   3絲錐         1000          500                   3立銑刀      2500          20                                  2鉆頭        5000          35                        1000          450                       5000          35                   4 絲錐         900           630                       5000          35                        800           35                   、加工 3 號平面選用的刀具，加工 6 號平面時(shí)選用的工件坐標(biāo)系 具名稱     S（ r/ F(mm/  H 由對刀得出   出   4立銑刀      1000          20                                      1200          80                        2000          30                                   600           30                        600           30                        500           40                    2鉆頭        5000          35                        1000          450                       5000          35                   3 絲錐         1000          500                       5000          35                   4 絲錐         900           630                  工工藝  工中心的工藝特點(diǎn)  加工中心可以歸納出如下一些工藝特點(diǎn)   合于加工周期性復(fù)合投產(chǎn)的零件有些產(chǎn)品的市場需求具有周期性和季節(jié)性，如果采用專門生產(chǎn)線則得不償失，用普通設(shè)備加工效率又太低，質(zhì)量不穩(wěn)定，數(shù)量也難以保證。 而采用加工中心首件試切完后，程序和相關(guān)生產(chǎn)信息可保留下來，下次產(chǎn)品再生產(chǎn)時(shí)只要很的準(zhǔn)備時(shí)間就可開始生產(chǎn)。   合加工高效、高精度工件有些零件需求甚少，但屬關(guān)鍵部件，要求精度高且工期短。用傳統(tǒng)工藝需用多臺(tái)機(jī)床協(xié)調(diào)工作，周期、效率低，在長工序流程中，受為影響易出廢品，從而造成重大經(jīng)濟(jì)損失。，而采用加工中心進(jìn)行加工，生產(chǎn)完全由程序自動(dòng)控制，避免了長工藝流程，減少了硬件投資和人為干擾，具有生產(chǎn)效益高及質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。   合具有合適批量的工件   加工中心生產(chǎn)的柔性不僅體現(xiàn)在對特殊要求的快 速反應(yīng)土，而且可以快速實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，擁有并提高市場競爭能力。加工中心適合于中小批量生產(chǎn)，特別小批量生產(chǎn)，在應(yīng)用加工中心時(shí)，盡量使批量大于經(jīng)濟(jì)批量，以達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效果。隨著加工中心及輔具的不斷發(fā)展，經(jīng)濟(jì)批量越來越小，對一些復(fù)雜零件， 5就可生產(chǎn)，甚至單件生產(chǎn)時(shí)也可考慮用加工中心。   合于加工形狀復(fù)雜的零件   四軸聯(lián)動(dòng)、五軸聯(lián)動(dòng)加工中心的應(yīng)用以及 術(shù)的成熟發(fā)展，使加工零件的復(fù)雜程度大幅提高。 使用使同一程序的加工內(nèi)容足以滿足各種加工要求，使復(fù)雜零件的自動(dòng)加工變得非常容 易。   它特點(diǎn)   加工中心還適合于加工多工位和工序集中的工件、；難測量工件。另外，裝夾 困難或完全由找正定位來保證加工精度的工件不適合在加工中心上生產(chǎn)。  體零件的工藝安排  9 1、 選擇毛坯 ， 選用 上道工序已加工好六個(gè)平面的 毛坯 ， 保證六個(gè)面的垂直度形位公差范圍 尺寸是 料為鋁件 毛坯面編號 及毛坯外型尺寸公差 如圖 2 圖 2、用臺(tái)虎鉗裝夾 1、 2 面，底部放入 墊塊支撐。  3、 開始加工 5號平面，工件坐標(biāo)系如圖 2 2、選用 16 的立銑刀 方向下刀 60，粗加工 型腔，面不留余量， 將型腔粗加工成 112差范圍 0 到 加工時(shí)將冷卻液開大，保證足夠的流量，將切削下來的鋁屑沖走，以免弄花底面影響表面粗糙度。加工完成后換刀時(shí)暫停，清理型腔里的鋁屑。 如圖 20 圖 2、選用 6立銑刀 30 精加工 削深度  6、選用 1200  14 6 4 7、選用 6000  14 6削深度  8、選用 1200  14 6削深度 6 9、選用 5000  2 4削深度  10、選用 錐 500 為 2 4削深度 4 11、 5號平面加工完成如圖 2  12、 松開臺(tái)虎鉗翻面準(zhǔn)備加工 6號平面工件坐標(biāo)系如圖 1 13、選用 6立銑刀 30 銑出 工藝圓角。如圖 24、選用 16 的立銑刀  方向下刀 Y 方向走刀 加工 159 159兩個(gè)型腔，切削深度為 10共切削 20面不留余量，將型腔粗加工成 15858到 圖 25、選用 6 立銑刀 30 精加工 159 159兩個(gè)型腔，分三次下刀，第一、二兩次切削深度為 7三次切削深度為 6工后無余量。  16、選用 6立銑刀 30 加工 5個(gè) )的三個(gè)型腔 ,其中 以先分四刀每次下刀 5重合隔板銑掉，在加工 型腔 切削深度 15如圖 27、此時(shí)如圖 2件的裝夾面 1、 2 這兩個(gè)面雖然是只有 度的薄壁，但是由于零件的 2 邊3、 4面還有 以零件在臺(tái)虎鉗的壓緊下變形不大，而且型 腔的尺寸公差為自由公差，按 計(jì)算，公差范圍比較大。所以不會(huì)影響到零件的型 腔精度。  11 圖 2 22 圖 2 23 18、選用 3 立銑刀 20 加工 個(gè)）這五個(gè)型腔。切削深度為 個(gè)）切削深度 2如圖 29、選用 1200 444 622定位切削深度 鉆孔時(shí)為了保證形位公差進(jìn)刀時(shí)采用同一方向進(jìn)刀，以免因?yàn)榻z鋼反向間隙而造成 位置精度 的偏差。  20、選用 6000 44 6削深度  21、選用 錐 480 為 14 64 6削深度 6 22、選用 2鉆頭 35 鉆 削深度 9 23、選用 1000 削深度 9 24、選用 5000 削深度 9 25、選用 錐 500 為 4 4削深度 9 26、選用 5000 螺紋孔底孔，切削深度 9 27、選用 錐 630 為 2削深度 9 28、選用 5000 削深度  29、選用 800 削深度  30、平面 6加工完成如圖 2翻面裝夾 5、 6面，加工 3號面 工件坐標(biāo)系如圖 2 圖 21、選用 4立銑刀 20加工 5兩個(gè)型腔，切削深度為 圖 24 圖 22、選用 1200  鉆孔時(shí)為了保證形位公差進(jìn)刀時(shí)采用同一方向進(jìn)刀，以免因?yàn)榻z鋼反向間隙而造成位置精度的偏差。  33、選用 2000 削深度 4 34、選用 600 削深度 4 35、選用 600 削深度 4 36、選用 500 削深度 4 37、選用 2鉆頭 35 鉆 削深度 4 38、選用 1000 削深度 4 39、選用 5000  4削深度 4 40、選用 錐 500 為 4 4削深度 4 41、選用 5000 螺紋孔底孔，切削深度 4 42、選用 錐 630 為 3削深度 4 43、 3號平面加工完成，如圖 24、工件加工完成。如圖 附錄 B（大圖紙）  15 第三章  加工過程 示意圖  參考文獻(xiàn)  1、  蘭建設(shè)主編  機(jī)械制造工藝與夾具  北京機(jī)械工業(yè)出版社  、  王志平主編  數(shù)控編程與操作  北京高等教育出版社  2003.  3、  王永章  杜君文  程國全主編  數(shù)控技術(shù)  北京高等教育出版社  、  數(shù)控加工技師手冊編委主編  數(shù)控加工技師手冊  北京機(jī)械工 業(yè)出版社  、  李曉沛  張琳娜  趙鳳霞主編  簡明公差標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊  上?？茖W(xué)技術(shù)出版社  、  陳?？骶? 機(jī)械基礎(chǔ)  北京中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社  6 附錄 A  程    序   程序  根據(jù)以上的工藝分析和選擇的刀具、夾具，對此零件的加工所編寫的程序如下：  5 號平面的加工   0001 粗加工  90 0 350 100 8 0   1 20 1 40 0  0 9 00 精加工  90 1000 100 8 0  1 30 8 3 0 1 0 8 0 0 9 00 點(diǎn)鉆  90 1200 100 8 99 14 5 44 7 20 55 O 55 0 80  0 9 00 鉆孔攻絲  90 6000 100 8 99 0 5 40 82 20 55 20 80 0 9 00 90 1200 100 8 99 14 5 55 55 55 20 80 0 9 00 90 5000 100 8 99 14 5 35 80 0 9 00 90 1000 100 8