機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 數(shù)控加工工藝分析

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1、 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 數(shù)控加工工藝分析 學(xué) 院 機(jī) 電 學(xué) 院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級 08機(jī)制統(tǒng)本02班 學(xué) 號 081102402002 學(xué)生姓名 張 榮 指導(dǎo)教師 楊 宏 偉 完成日期 2012年 4月28日

2、 西安思源學(xué)院教務(wù)處制 二〇一二年四月 中文摘要 數(shù)控技術(shù)是機(jī)械制造業(yè)中最先進(jìn)加工手段之一。它的廣泛應(yīng)用給機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)帶來了深刻的變化，是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備是關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其水平高低是衡量一個(gè)國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)加工機(jī)床及生產(chǎn)過程數(shù)控化，已經(jīng)成為當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向。 本文運(yùn)用有關(guān)的專業(yè)知識來分析解決數(shù)控加工工藝的問題；掌握工藝的編程和設(shè)計(jì)； 繪制準(zhǔn)確的零件圖；制定完善的工藝流程；選擇合適的刀具和夾具；設(shè)計(jì)合適的數(shù)控程序。根據(jù)對數(shù)控加工工藝的分

3、析，使零件的加工精度得以提升，優(yōu)化零件加工工藝。 關(guān)鍵詞：數(shù)控 工藝 設(shè)計(jì) Abstract Numerical control technology is the most advanced mechanical manufacturing process means one of. Its widely used to mechanical manufacturing mode of production, product structure, industrial structure brings profound changes, and are manufactu

4、ring automation, flexibility, integration of the production of the foundation. Numerical control technology and the numerical control equipment is related to the national strategic status and reflect the national comprehensive national strength level of fundamental industry, its level is the measure

5、 of a country the core of modern manufacturing industry degree mark, realize the processing machine and production process to numerical control, has become the most manufacturing development direction. In this paper, the relevant professional knowledge to analyze and solve the problem of nc machin

6、ing process; Master process programming and design; Draw accurate parts graph; Formulate the perfect technology process; Choose the right tools and fixtures; The design appropriate CNC program. According to the analysis of nc machining process, make parts processing precision to be promoted, optimiz

7、e parts processing technology. Key words ：Numerical control, process, design 第一章 緒論 - 1 - 一、數(shù)控機(jī)床的加工優(yōu)勢 - 1 - 第二章 數(shù)控加工工藝分析 - 3 - 一、刀具、夾具和機(jī)床的選擇 - 3 - （一）刀具材料及其運(yùn)用 - 4 - （二）夾具的選擇 - 6 - （三）機(jī)床的選擇 - 6 - 二、制定工藝方案 - 7 - （一）零件加工工藝分析 - 7 - （二）切削用量的選擇分析 - 8 - (三)材料的性能分析 - 9 - （四）定位

8、基準(zhǔn)的選擇、分析 - 10 - (五)對刀點(diǎn)與換到點(diǎn)的確定、分析 - 10 - 三、工藝路線的設(shè)定 - 11 - （一）加工方法的選擇 - 11 - （二）平面加工方法的選擇 - 11 - （三）平面輪廓加工方法的選擇 - 12 - （四）加工路線的確定 - 12 - 第三章 數(shù)控編程加工 - 14 - 一、手工編程 - 14 - 第四章 數(shù)控仿真 - 16 - 一、仿真的基本操作 - 16 - 二、數(shù)控仿真加工 - 16 - 參考文獻(xiàn) - 19 - 致謝 - 20 -

9、 西安思源學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第一章 緒論 數(shù)字控制技術(shù)是集成化的基礎(chǔ)，是提高產(chǎn)物質(zhì)量、勞動(dòng)生產(chǎn)率的有效手段。數(shù)字化制造在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造活動(dòng)中，需要進(jìn)行兩個(gè)層次的虛擬過程，并通過虛擬運(yùn)作實(shí)現(xiàn)事先風(fēng)險(xiǎn)評估、實(shí)時(shí)運(yùn)籌調(diào)度和全局優(yōu)化等，是科技發(fā)展和現(xiàn)代企業(yè)需求的必然結(jié)果。 數(shù)控加工技術(shù)是機(jī)械制造中的先進(jìn)加工技術(shù)。它的廣泛使用給機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)帶來了深刻的變化，是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化和集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)。離開了數(shù)控技術(shù)，先進(jìn)制造技術(shù)就成了無本之木。數(shù)控技術(shù)是國際技術(shù)和商業(yè)貿(mào)易的重要構(gòu)成，工業(yè)發(fā)達(dá)國家把數(shù)控機(jī)床視為具有高利潤、高技術(shù)附加值

10、的重要出口產(chǎn)品，世界貿(mào)易額逐年增加。而采用數(shù)控技術(shù)的典型產(chǎn)品是機(jī)電工業(yè)的重要基礎(chǔ)設(shè)備，是汽車、石化、電子等支柱產(chǎn)業(yè)及重礦業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的最重要的手段，也是世界第三次產(chǎn)業(yè)革命的一個(gè)重要內(nèi)容。因此，數(shù)控裝備和數(shù)控技術(shù)是關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其水平的高低是衡量一個(gè)國家制造業(yè)和現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)加工機(jī)床及生產(chǎn)過程數(shù)控化，已經(jīng)成為當(dāng)今制造業(yè)發(fā)展的方向。 一、數(shù)控機(jī)床的加工優(yōu)勢 1、可以加工有復(fù)雜型面的工件。 數(shù)控機(jī)床的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡是由加工程序決定的，因此只要能編制出程序，多么復(fù)雜的型面工件都能加工。 2、加工精度高，尺寸一致性好。 機(jī)床本身的精度都比較

11、高，一般數(shù)控機(jī)床的定位精度為0.01mm，重復(fù)定位精度為0.005mm，在加工過程中操作人員不參與操作，工件的加工精度全部由機(jī)床保證，消除了操作者的人為誤差。 3、生產(chǎn)效率高。 數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和快速定位速度高，可以合理地選擇高的切削參數(shù)，充分發(fā)揮刀具的切削性能，減少切削時(shí)間，還可以自動(dòng)地完成一些輔助動(dòng)作，精度高而且穩(wěn)定，不需要在加工過程中進(jìn)行中間測量，能連續(xù)完成整個(gè)加工過程，減少了輔助動(dòng)作時(shí)間和停機(jī)時(shí)間。 4、可以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，可以實(shí)現(xiàn)一人多機(jī)操作。 一般數(shù)控機(jī)床加工出第一個(gè)合格工件后，工人只需要進(jìn)行工件的裝夾和啟動(dòng)機(jī)床，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度?，F(xiàn)在的數(shù)控

12、機(jī)床可靠性高，保護(hù)功能齊全，并且數(shù)控系統(tǒng)有自診斷和自停機(jī)功能，當(dāng)一個(gè)工件的加工時(shí)間超出工件的裝夾時(shí)間時(shí)，就能實(shí)現(xiàn)一人多機(jī)操作。 5、經(jīng)濟(jì)效益明顯。 雖然數(shù)控機(jī)床一次投資及日常維護(hù)的保養(yǎng)費(fèi)用比普通機(jī)床高的多，但是如果能充分地發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的能力，將帶來很高的經(jīng)濟(jì)效益。這些效益不僅表現(xiàn)在生產(chǎn)效率高、加工質(zhì)量好、廢品少上，而且為企業(yè)帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 6、可以精確地計(jì)算成本和安排生產(chǎn)進(jìn)度。 在數(shù)控機(jī)床上，加工所需的時(shí)間是可以預(yù)計(jì)的，并且每件是不變的。因而工時(shí)和費(fèi)用可以估計(jì)得很精確。這有利于精確編制生產(chǎn)進(jìn)度表，有利于均衡生產(chǎn)和取得更高的預(yù)計(jì)產(chǎn)量。 

13、 第二章 數(shù)控加工工藝分析 一、刀具、夾具和機(jī)床的選擇 （一）刀具材料及其運(yùn)用 在金屬切削加工中，刀具材料的切削性能影響著生產(chǎn)效率、工件的加工精度和已加工表面質(zhì)量、刀具消耗和加工成本。正確選擇刀具材料是選用刀具的重要內(nèi)容其中之一，特別是對某些難加工材料的切削，刀具材料的選用顯得尤為重要。 1、刀具材料應(yīng)具備的基本性能 金屬切削時(shí)，刀具切削部分直接和工件及切屑相接觸。受到很大的切削壓力和沖擊，并受到工件及切屑的劇烈摩擦產(chǎn)生很高的切削溫度。刀具應(yīng)具備的性能如下： （1）硬度，刀具材料的硬度必須高于被加工工件材料的硬度，否則在高溫高壓下，就不能保持刀具鋒利的幾何形狀。目前，切

14、削性能最差的刀具材料是碳素工具鋼，硬度在室溫條件下也應(yīng)在62HRC以上,高速綱的硬度為63—70HRC，硬質(zhì)合金的硬度為89—93HRC. （2）有足夠的韌性和強(qiáng)度，刀具切削部分的材料在切削時(shí)要承愛很大的切削力和沖擊抗力。 （3）有足夠的耐熱性和耐磨性，刀具材料的耐磨性指抵抗磨損的能力。一般情況，刀具材料硬度越高，耐磨性就越好。另外，刀具材料的耐磨性和金相組織中化學(xué)成分、顆粒數(shù)量大小和分切狀況有關(guān)。金相組織中碳化物越多，顆粒就越細(xì)，分布就越均勻，耐磨性也就越高。耐熱性通常用它在高溫下保持較高硬度的性能，即高溫硬度來衡量，或叫紅硬性。高溫硬度越高，表示耐熱性越好。刀具材料由于高溫下硬度顯著下

15、降并會(huì)很快磨損及會(huì)發(fā)生塑性變形，喪失其切削能力。 （4）良好的導(dǎo)熱性、熱導(dǎo)率大，表示導(dǎo)熱性越好，切削對產(chǎn)生的熱量容量傳導(dǎo)出去，從而降低切削部分的溫度，減輕刀具磨損，導(dǎo)熱性越好的刀具，抗熱裂和耐熱沖擊的性能增強(qiáng)。 （5）抗粘接性強(qiáng)。防止工件與刀具材料分子間在高溫高壓作用下互相吸附產(chǎn)生粘接。 （6）化學(xué)穩(wěn)定性高。刀具在高溫下，不容易與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 2、典型立銑刀主要參數(shù)的選擇 1）立銑刀參數(shù)選擇：立銑刀主切削刃的前角在法向剖面內(nèi)測量，后角在端剖面內(nèi)測量，前后角的標(biāo)注如圖2-1b所示。前后角都為正值，分別根據(jù)工件材料和銑刀直徑選取，其具體數(shù)值

16、可參考表2-1、表2-2。 圖 2-1 立銑刀刀具參數(shù) 表2-1工件材料直徑選取的參考表 工件材料 前角 鋼 ￡b<0.589Gpa 0.589Gpa<￡b<0.981Gpa >0.981GPa 25 15 10 鑄鐵 ≤150HRS >150HRS 15 10 銑刀直徑do/mm 后角 ≤10 10～20 ＞20 25 20 15 表2-2銑刀

17、直徑選取的參考表 2）選用刀具的注意事項(xiàng) ① 在銑削平面時(shí)，一般采用兩次走刀，一次粗銑，一次精銑，當(dāng)連續(xù)切削時(shí)，粗銑刀具直徑要小一些，精銑刀直徑要大一些；最好包含待加工表面的整個(gè)寬度。加工余量時(shí)，盡量先用直徑小的刀。 ② 加工精度要求較高的凹槽時(shí)，可采用直徑比槽寬小的立銑刀。 3、麻花鉆的選用 鉆孔刀具及其選擇鉆孔刀具較多，有普通麻花鉆、噴吸鉆、可轉(zhuǎn)位淺孔鉆和扁鉆等。應(yīng)根據(jù)加工材料、加工質(zhì)量及加工尺寸要求等合理選用。 在加工中心上鉆孔，普通麻花鉆應(yīng)用最廣泛，尤其是加工φ30以下的孔時(shí)，以麻花鉆為主。麻花鉆有硬質(zhì)合金和高速鋼兩種。它主要由柄部和工作部分組成。工作部分包

18、括導(dǎo)向部分和切削部分。 麻花鉆導(dǎo)向部分起導(dǎo)向、修光、輸送和排屑切削液，直徑為φ48—φ80mm的麻花鉆多為莫氏錐柄，可直接裝在帶有莫氏錐孔的刀柄內(nèi)，刀具長度不能調(diào)節(jié)。直徑為φ0.1—φ20mm的麻花鉆多為圓柱柄，可裝在鉆夾頭刀柄上。中等尺寸麻花鉆有兩種形式都可選用。麻花鉆有標(biāo)準(zhǔn)型和加長型，為了提高鉆頭剛性，應(yīng)該選用較短的鉆頭，但麻花鉆的工作部分應(yīng)大于孔深，以便輸送切削液和輸送。在加工中心上鉆孔，因?yàn)闊o夾具鉆模導(dǎo)向，受兩切削刃上切削力不對稱的影響，容易引起鉆孔偏斜，因此要求鉆頭的兩切削刃必須有較高的刃磨精度。另外多采用深孔刀片，通過該中心壓緊刀片。靠近鉆心的刀，用韌性較好的材料?？拷@頭外徑刀

19、片，選用較為耐磨的材料，這種鉆具有刀片可集中刃磨，刀桿剛度高，允許切削速度高，加工精度高和切削效率高等特點(diǎn)，最適合于箱體零件的鉆孔加工。 麻花鉆是最常用的鉆孔刀具，它適合加工精度低的孔，也可以用于擴(kuò)孔選擇麻花鉆。麻花鉆主要切削部分，是由兩個(gè)前面，兩個(gè)后面，兩個(gè)副后面組成，選擇麻花鉆，要注意控制鉆頭的尺寸角度。 ① 直徑，直徑是指切削部分測量兩刃帶間的距離。 ② 遠(yuǎn)離切削部分的直徑逐漸的小，減少刃帶與孔壁的磨擦。 ③ 鉆芯直徑，影響鉆頭的容屑截面與剛性。 ④ 軸線的夾角 為了提高鉆頭鋼性，應(yīng)盡量先擇較短的鉆頭，但麻花鉆的工作部分應(yīng)大于孔的深度，以便排屑和輸送切削

20、液，靠近鉆心的刀，用韌性較好的材料，靠近鉆頭外徑刀片運(yùn)用較為耐磨的材料，這種鉆頭具有剛度高，速度高，切削效率高及加工精度高等優(yōu)點(diǎn)，適合于泵蓋零件的鉆孔加工。 （二）夾具的選擇 1、機(jī)床夾具是將工件進(jìn)行夾緊、定位，將刀具進(jìn)行導(dǎo)向式對刀，以保證工件和刀具間的相對位置關(guān)系的附加裝置。 2、夾具裝置的要求 （1）在夾緊過程中應(yīng)能保持工件定位時(shí)所獲得的正確位置； （2）夾緊機(jī)構(gòu)一般要有自鎖作用，保證在加工過程中不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)或松動(dòng)。夾緊工件時(shí)，不允許工件產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)谋砻鎿p傷和變形。 （3）夾緊裝置應(yīng)操作方便、安全、省力。 3、夾緊力的確定 （1）夾緊力方向的作用方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位

21、，而不能破壞定位。 （2）夾緊力的作用方向應(yīng)盡量與工件剛度最大方向相相同，以減小工件變形。 （3）夾緊力的作用方向應(yīng)盡量與切削力工件重力方向相同，以減小所需夾緊力。 4、夾具的確定 加工泵蓋零件選擇平虎鉗就可以，在加上兩塊墊片固定兩個(gè)孔，定做基準(zhǔn)點(diǎn)。 （三）機(jī)床的選擇 一般單件加工時(shí)最好選用立式加工中心，如各種板類零件，跨距較小的箱體等。 數(shù)控銑床規(guī)格的選擇： 1、工作臺規(guī)格的選擇。工作臺尺寸應(yīng)保證工件在其上面能順利裝夾加工尺寸，還必須在各坐標(biāo)行程內(nèi)。 2、加工范圍的選擇。應(yīng)考慮加工中心各坐標(biāo)行程，主軸端面到工作臺中心距離的最小值，最大值。主軸中心的主工作臺面距離的最小值，最

22、大值等。在加工中心上加工的零件其各加工部位必須為機(jī)床各向行程的最小值與最大值。所決定的空間包含，加工中心工作臺面尺寸與三坐標(biāo)行程，一般都有一定的比例。若工件尺寸大于坐標(biāo)行程，因此加工區(qū)域必須在坐標(biāo)行程以內(nèi)，另外，工件和夾具的總重量不能大于工作臺的額定負(fù)載，交換刀具不得與工件相碰等。 3、機(jī)床主軸功率及轉(zhuǎn)矩的選擇。主軸電動(dòng)機(jī)功率反映了整機(jī)的切削效率，也反映了整機(jī)的切削剛性，加工中心一般都配置功率較大的交流或直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)，調(diào)速范圍比較寬，可滿足高速切削要求。若采用低速切削，由于輸出功率小，轉(zhuǎn)矩受限制，因此，主軸箱需要增加減速齒輪副來增大轉(zhuǎn)矩。加工大直徑、大余量的工件時(shí)，必須對低速切削時(shí)的轉(zhuǎn)矩進(jìn)

23、行較準(zhǔn)，否則必須將鏜孔改為立銑刀銑孔。 4、機(jī)床精度的選擇。根據(jù)零件關(guān)鍵部位的加工精度選擇機(jī)床的精度等級。加工中心按精度水平可分為精密型和普通型兩種。根據(jù)工件的加工精度，選用相應(yīng)精度及機(jī)床，批量生產(chǎn)的零件，實(shí)際加工出的精度數(shù)值，可能是定位精度的1.5-2倍；普通型機(jī)床批量加工8級精度工件；精密行機(jī)床加工精度可達(dá)5-6級。但要有恒溫等工藝措施。一般應(yīng)選擇加工中心的各項(xiàng)精度為零件各項(xiàng)精度的0.5-0.65倍較為合理。 5、刀庫容量的選擇?？梢愿鶕?jù)被加工工件的工藝分析結(jié)果來確定所需數(shù)量。因?yàn)閾Q一種零件加工時(shí)，需要重新安排刀具，否則刀具管理復(fù)雜并容易出差錯(cuò)。 二、制定工藝方案 （一）零件加工工

24、藝分析 在選擇并決定數(shù)控銑床加工零件時(shí)，應(yīng)對零件加工工藝進(jìn)行認(rèn)真、仔細(xì)分析，主要對零件圖零件結(jié)構(gòu)和零件毛坯進(jìn)行分析。 圖2-2工作零件圖 1、零件結(jié)構(gòu)工藝分析 （1）結(jié)構(gòu)工藝性的好壞與轉(zhuǎn)角圓弧半徑的大小、被加工工件輪廓精度的高低等因數(shù)有關(guān)，轉(zhuǎn)角圓弧半徑較大，可以采用較大直徑的立銑刀加工。 （2）零件銑槽底平面時(shí)，銑刀端面刃與銑削平面最大接觸直徑d=D-2r 3、零件毛坯的工藝分析 零件在進(jìn)行數(shù)控銑削加工時(shí)，由于加工過程的自動(dòng)化會(huì)使余量的大小產(chǎn)生變化，引起裝夾等如下問題： （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，主要考慮毛坯在加工時(shí)定位和夾緊的方便性與

25、可靠性，以便在一次安裝中加工較多表面。 （3）分析毛坯變形余量的大小及均勻性，應(yīng)考慮在加工時(shí)分次切削，分層切削，也要分析加工中與加工后的變形程度。 （二）切削用量的選擇分析 1、選擇背吃刀量 對于粗加工：在加工余量不多并較均勻、加工工藝系統(tǒng)剛性足夠時(shí)應(yīng)使背吃刀量一次切除余量，如果在加工面上有硬化層，氧化皮式硬雜質(zhì)情況下，此時(shí)，加工余量若足夠，背吃刀量也應(yīng)加大。對于精加工：由于粗加工后形式表面的質(zhì)量較為良好，應(yīng)使半精加工的背吃刀量一次切除余量。 2、選擇進(jìn)給量 粗加工：增長進(jìn)給量，可提高生產(chǎn)效率，但過大進(jìn)給量，會(huì)使切削力劇增，因而影響機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)，刀具和工件的強(qiáng)度鋼性。此外，也會(huì)顯著

26、加大表面粗糙度。因而制定的進(jìn)給量應(yīng)考慮到上述影響因素，加工的進(jìn)給量主要根據(jù)表面粗糙度要求選擇。 3、選擇切削速度 由于切削速度對刀具壽命的影響最大，因此確定了進(jìn)給量和背吃刀量后，可根據(jù)要求達(dá)到的刀具壽命來確定刀具壽命允許的切削速度。 (三)材料的性能分析 1.機(jī)械性能 灰口鑄鐵組織是鋼基體上分布的有片狀石墨，石墨的密度為鑄鐵的1/3，體積約占鑄鐵的（7～10）%，石墨的抗拉強(qiáng)度小于20MPa，塑性近于零，石墨的這種特性是改變灰口鑄鐵機(jī)械性能的主要因素。 因?yàn)槠瑺钍竦犊谝粯訉饘倩w有嚴(yán)重割裂作用，減少了基體受力的有效面積，使鑄件金屬基體的作用不能充分發(fā)揮，根據(jù)統(tǒng)計(jì)灰口鑄鐵金

27、屬基體強(qiáng)度的利用率一般不超過（30～50）%，這表現(xiàn)為鑄鐵抗拉強(qiáng)度比碳鋼低得多，σb為(120～250)MPa，塑性、韌性比較差，而且?guī)缀鯖]有延伸率(δ≈0)，使普通灰口鑄鐵成為脆性材料，故常把灰口鑄鐵看成具有大量微小裂紋或孔洞的碳鋼。但石墨對基體的割裂作用和造成的應(yīng)力集中對壓應(yīng)力的有害影響比較小，所以灰口鑄鐵的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度，如圖3-1所示，石墨數(shù)量愈多，愈粗大，分布愈不均勻，對基體的割裂就愈嚴(yán)重，其機(jī)械性能就愈差。 圖3-1 灰口鑄鐵抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系 　　2.工藝性能 由于鑄鐵很脆，因此不能進(jìn)行鍛造和沖壓，焊接時(shí)易于產(chǎn)生裂紋，并出現(xiàn)白口組織，使切削加工難度增加，

28、所以說焊接性能差。 灰口鑄鐵接近共晶成分，鑄造時(shí)流動(dòng)性好，又因?yàn)槭蛎浛墒故湛s減小，鑄造性能最好，所以能夠鑄造形狀復(fù)雜的零件。 由于石墨具有割裂基體連續(xù)性的作用，所以鑄件的切削屑易脆斷成碎片，具有良好的切削加工性。 （四）定位基準(zhǔn)的選擇、分析 1、選擇零件上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，當(dāng)加工中心不帶自動(dòng)測定工件功能時(shí)，刀具不能每件、每次安裝都重新對刀，加工面和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不在一次安裝中，同時(shí)加工出來時(shí)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，會(huì)存在誤差。選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)定位，不僅可以避免因基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差，而且提高加工精度，也可簡化程序編制。 2、當(dāng)零件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不能重合，而且加工面

29、與其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不能在一次安裝內(nèi)同時(shí)加工時(shí)，應(yīng)認(rèn)真分析裝配圖樣，確定該零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)功能，通過尺寸鏈的計(jì)算嚴(yán)格規(guī)定定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)間的公差范圍，確保加工精度需考慮各個(gè)表面都能被加工的定位方式。對非回轉(zhuǎn)類工件最好采用一面兩孔的定位方案，以便刀具對其他表面進(jìn)行加工時(shí)，當(dāng)工件上沒有合適的孔，可增加工藝孔進(jìn)行定位。 (五)對刀點(diǎn)與換到點(diǎn)的確定、分析 機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床出來后已經(jīng)確定的，工件在機(jī)床加工尺寸范圍內(nèi)的安裝位置卻是任意的。確定工件在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置就要靠對刀。對刀點(diǎn)是工件在機(jī)床上定位點(diǎn)，工件裝夾后，就可以確定工件原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中位置。為保證正確加工，在編制程序時(shí)，應(yīng)合理設(shè)置對刀點(diǎn)。

30、在加工中心等使用多種刀具在機(jī)床上加工時(shí)，需要經(jīng)常更換刀具，在編制程序時(shí)，就要考慮設(shè)置換刀點(diǎn)，換刀點(diǎn)位置的設(shè)定應(yīng)接按照刀具不碰到工件、夾具和機(jī)床的原則確定，一般加工中心的換刀點(diǎn)往往是固定的安全點(diǎn)。 三、工藝路線的設(shè)定 （一）加工方法的選擇 對于數(shù)控銑床，應(yīng)重點(diǎn)考慮幾個(gè)方面：①保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求；②使走刀路線最短，既可以簡化程序段，又可以提高加工效率；③應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量。 1、內(nèi)孔表面加工方法的選擇：在數(shù)控銑床上加工內(nèi)孔表面的加工方法主要有：鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔和攻螺紋等，應(yīng)根據(jù)被加工孔的加工要求、尺寸、具體生產(chǎn)條件、批量的大小及毛坯上有

31、無預(yù)制孔等情況合理選用。 （1）加工精度為IT9級的孔，當(dāng)孔徑小于10mm時(shí)，可采用鉆—鉸方案；當(dāng)孔徑小于30mm時(shí)，可采用鉆—擴(kuò)方案；當(dāng)孔徑大于30mm時(shí)，可采用鉆—鏜方案。 （2）加工精度為IT8級的孔，當(dāng)孔徑小于20mm時(shí)，可采用鉆—鉸方案；當(dāng)孔徑大于20mm時(shí)，可采用鉆—擴(kuò)—鉸方案，此方案適用于加式淬火鋼以外的各種金屬，但孔徑應(yīng)在20—80mm，可采用最終工序?yàn)榫M的方案。 （3）加工精度為IT7級的孔，當(dāng)孔徑小于12mm時(shí)，可采用鉆—粗鉸—精鉸方案；當(dāng)孔徑在12—60mm范圍時(shí)，可采用鉆—擴(kuò)—粗鉸—精-鉸方案。當(dāng)毛坯上已鑄出或鍛出孔，可采用粗鏜—半精鏜—精鏜方案。最終工序?yàn)殂q孔

32、適用于未淬火鋼、鑄鐵和有色金屬。 （4）加工精度為IT6級的孔，最終工序可采用精鏜，工件材料為非淬火鋼。 （二）平面加工方法的選擇 在數(shù)控銑床上加工平面主要采用端銑刀和立銑刀加工。需要注意的是：當(dāng)零件表面粗糙度要求較高時(shí)，應(yīng)采用順銑方式。 （三）平面輪廓加工方法的選擇 平面輪廓多由直線和圓弧或各種曲線構(gòu)成，通常采用3坐標(biāo)數(shù)控銑床進(jìn)行兩軸斗坐標(biāo)加工。如圖3-2，采用斗徑為R的立銑刀沿周向加工，虛線A′B′C′D′E′A′為刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡。為保證加工面光滑，刀具沿PA′切入，沿A′K′切出。

33、 圖 3-2 加工輪廓線 （四）加工路線的確定 1、保證零件的加工精度和表面粗糙度，當(dāng)銑削平面零件外輪廓時(shí)，一般采用立銑刀側(cè)刃切削。刀具切入工件時(shí)，應(yīng)避免刻痕太深而影響表面質(zhì)量，保證零件外輪廓曲線平滑過渡。同理，在切離工件時(shí)，也應(yīng)避免在工件的輪廓處直接退刀，而應(yīng)該沿零件輪廓延長的切向逐漸切離工件。 銑削封閉的內(nèi)輪廓表面時(shí)期中內(nèi)輪廓由線允許外延，則應(yīng)沿切線方向切入切出。如內(nèi)輪廓貼曲線不允許外延，則刀具只能沿內(nèi)輪廓曲線的法向切入切出，此時(shí)刀具的切入切出點(diǎn)應(yīng)盡量選在內(nèi)輪廓曲線兩極和元素的交點(diǎn)處。 當(dāng)內(nèi)部內(nèi)何元素相要無交點(diǎn)時(shí)，如圖3-3a所示取消刀補(bǔ)會(huì)在輪廓拐角處留下凹口，應(yīng)使刀具切入

34、切出點(diǎn)遠(yuǎn)離拐角，如圖3-3b所示。 圖3-3 無交點(diǎn)內(nèi)輪廓加工刀具的切入和切出 當(dāng)整圓加工完畢時(shí)，不要在切點(diǎn)處直接退刀，而應(yīng)讓刀具沿切線方向多運(yùn)動(dòng)一段距離，以免取消刀補(bǔ)時(shí)，刀具與工件表面相碰，造成工件報(bào)廢。 對于孔位置精度要求高的零件，在精鏜孔系時(shí)，鏜孔路線一定要注意各孔的定位方向一致，即采用單向趨近定位點(diǎn)的方法，以避免傳動(dòng)系統(tǒng)反向間隙誤差或測量系統(tǒng)的誤差對定位精度的影響。 20 西安思源學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第三章 數(shù)控編程加工 一、手工編程 T0101 M03 S800 G54 G90 G00 X15 Y-15 Z20 X0 Y0 G41 G01

35、 Z-6.37 F200 G01 X8 G03 X-0.97 Y4.565 R8 G02 X-11.73 Y4.22 R3 G03 X-11.73 Y-4.22 R6 G02 X-6.97 Y-4.565 R3 G03 X6 Y0 R8 G01 X0 G00 Z20 X10 Y0 G01 Z-18.15 G02 X0 Y-10 R10 G01 X-16.52 Y-8 G02 X-16.52 Y8 R8 G01 X0 Y10 G02 X10 Y0 R10 G00 Z20 G40 G00 X15 Y-15 T0202 G00 X0 Y0 Z10 G01 Z

36、-15.47 X3.5 G02 Z-3.5 G00 Z20 X-16.52 Y0 G01 Z-15.47 X-15.06 G02 X-15.06 Y0 I-3.96 J0 G00 Z20 M30 第四章 數(shù)控仿真 一、仿真的基本操作 數(shù)控仿真是在學(xué)習(xí)數(shù)控編程課程當(dāng)中不可少的應(yīng)用軟件，特別在數(shù)控設(shè)備不充足的情況下顯得尤為重要。 圖4-1 Fanuc加工中心 仿真系統(tǒng)可以分為兩大部分。一是軟件部分，二是機(jī)床系統(tǒng)界面部分。其中軟件部分主要是選擇機(jī)床，選擇刀具，選擇夾具，零件的選擇，加工后零件的測量，仿真機(jī)床的視角和一些相關(guān)的參數(shù)設(shè)置。 二、數(shù)控仿真加工 由于刀具比

37、較大選用的轉(zhuǎn)速不是很高。所以加工出來的表面質(zhì)量并不是很理想。但是使用大刀加工，加工的效率很高。這樣可以節(jié)省很多的時(shí)間，也減少了在編程的時(shí)候過多的刀路設(shè)計(jì)。由于刀具很大，在使用切向方向切入和切向方向切出的方式進(jìn)退刀的時(shí)候，由于使用了刀偏距實(shí)際的走刀路線就要往里面偏移一個(gè)刀具半徑。所以對零件的內(nèi)槽進(jìn)行精加工，去除在粗加工的時(shí)候產(chǎn)生的刀痕。最終達(dá)到所需要的精度。 圖4-2 零件的內(nèi)槽進(jìn)行精加工 如圖4-3所示對零件進(jìn)行鉆孔，其中要注意的是鉆孔的深度不能超過太多，以免碰到臺虎鉗。 圖4-3 零件鉆孔 如圖4-4，對零件的小行腔進(jìn)行加工，由于對孔進(jìn)行了加工，所以余量很少可以走輪廓一次性

38、加工出來。 圖4-4 零件小行徑加工  參考文獻(xiàn) [1]畢承恩，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991 [2]魏斯亮，機(jī)床數(shù)控技術(shù)，大連：大連理工大學(xué)出版社，2006 [3] 楊叔子，機(jī)械加工工藝師手冊，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004。 [4] 劉書華，數(shù)控機(jī)床與編程，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 [5]王春福，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000。 [6]楊有君，數(shù)字控制技術(shù)與數(shù)控機(jī)床，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002。 [7]王宏濤，機(jī)床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用，北京：科學(xué)出版社，2005 [8]何玉安，數(shù)控技術(shù)及其應(yīng)用，北京：機(jī)械

39、工業(yè)出版社，2004 [9]吳祖育，數(shù)控機(jī)床，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1995 致謝 首先，我要感謝楊宏偉老師對我的悉心指導(dǎo)，在我撰寫論文的過程中，楊老師花了大量的時(shí)間提出了很多的設(shè)計(jì)問題，并給予了很多的建議，讓我知道了在做設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)多方面考慮問題，同時(shí)，楊老師認(rèn)真、負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，廣博的學(xué)識、深厚的學(xué)識素和一絲不茍的工作作風(fēng)使我終身受益。在此，衷心的感謝楊老師。 同時(shí)，在大學(xué)四年里我懂得了很多，離不開教導(dǎo)我的每一位老師，是他們辛勤的培養(yǎng)，使我得到了不少的幫助。還有許多同學(xué)的寶貴建議、支持與幫助，在此，我深深感謝謝你們。 最后，向再百忙中抽出寶貴的時(shí)間來閱讀這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的各位專家表示衷心的感謝！