數(shù)控銑床ab配合件加工工藝與編程.doc

第一章 概述1.1數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)數(shù)控機(jī)床采用了計算機(jī)數(shù)控（ComputerizedNuinericallyControl）系統(tǒng)，因此也稱為計算機(jī)數(shù)控機(jī)床或CNC機(jī)床。數(shù)控機(jī)床作為一種新型的自動化機(jī)床、在具有高自動程度的同時還具有廣泛的通用性。這是因?yàn)閿?shù)控機(jī)床都具有以下一些共同的優(yōu)點(diǎn)：（1）數(shù)控機(jī)床能縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，增加切削加工時間的比率。最佳切削參數(shù)和最佳走刀路線的合理使用，能夠大大地縮短加工時間，提高生產(chǎn)率。（2）數(shù)控機(jī)床按照程序自動加工，不需要人工干預(yù)，而且還可以利用軟件進(jìn)行校正及補(bǔ)償。因此，使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)，可以保證零件的加工精度。穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。（3）只要改變程序，就能改變數(shù)控機(jī)床刀具與工件之間的相對運(yùn)動軌跡，就可以加工不同的零件，使數(shù)控加工具備了廣泛的適應(yīng)性和較大的靈活性。從而能夠完成很多普通機(jī)床難以完成或者不能加工的、具有復(fù)雜型面的零件的加工。由于這里不能上傳完整的畢業(yè)設(shè)計（完整的應(yīng)包括畢業(yè)設(shè)計說明書、相關(guān)圖紙CAD/PROE、中英文文獻(xiàn)及翻譯等），此文檔也稍微刪除了一部分內(nèi)容（目錄及某些關(guān)鍵內(nèi)容）如需要其他資料的朋友，請加叩扣:貳二壹伍八玖壹壹五一（4）許多數(shù)控機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)加工過程中的自動換刀，使得零件一次性裝夾之后，數(shù)控機(jī)床就能完成零件的多個加工部位的加工，真正實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，大節(jié)省了設(shè)備和廠房面積。生產(chǎn)者可以精確計算生產(chǎn)成本，并對生產(chǎn)進(jìn)度進(jìn)行合理的安排，從而在一事實(shí)上程度上可以加速資金的周轉(zhuǎn)，切實(shí)提高經(jīng)濟(jì)效益。（5）在一般情況下，數(shù)控機(jī)床在加工生產(chǎn)過程中不需要特別的專用夾具，普通的通用夾具就能滿足數(shù)控加工的要求。與普通機(jī)床相比，使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)時，專用夾具設(shè)計制造和存放的費(fèi)用可以大大的減少。（6）運(yùn)用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)，能夠大減輕工人的勞動強(qiáng)度。1.2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢數(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)用領(lǐng)域的擴(kuò)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?yàn)檫@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(diǎn)有以下幾個方面：12.1高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢 效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會（CIRP）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。 在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進(jìn)行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。 從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達(dá)12*!000r/mm和1g。 在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10m提高到5m，精密級加工中心則從35m，提高到11.5m，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(0.01m)。 在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。1.2.2軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展 采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺5軸聯(lián)動機(jī)床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機(jī)床的發(fā)展。 當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。 在EMO2001展會上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實(shí)現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。1.2.3智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動識別負(fù)載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。 網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會的一個新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak）公司展出的“CyberProductionCenter”（智能生產(chǎn)控制中心，簡稱CPC）；日本大隈（Okuma）機(jī)床公司展出“ITplaza”（信息技術(shù)廣場，簡稱IT廣場）；德國華中(Siemens)公司展出的OpenManufacturingEnvironment（開放制造環(huán)境，簡稱OME）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。1.2.4重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立 如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實(shí)施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進(jìn)行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經(jīng)濟(jì)體在短期內(nèi)進(jìn)行了幾乎相同的科學(xué)計劃和規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進(jìn)行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。 數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質(zhì)特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEPNC），其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)整個制造過程，乃至各個工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。 STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一次革命，對于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展乃至整個制造業(yè)，將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機(jī)上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下，NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上，這正是數(shù)控技術(shù)開放式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。其次，STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75）、加工程序編制時間（約35）和加工時間（約50）。 目前，歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計劃(1999.1.12001.12.31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。美國的STEPTools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者，他已經(jīng)開發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級模型(SuperModel)，其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。數(shù)控加工是對學(xué)生完成課程后，對機(jī)械加工工藝過程、數(shù)控加工工藝和夾具結(jié)構(gòu)進(jìn)一步了解的練習(xí)性的實(shí)踐環(huán)節(jié)，是學(xué)習(xí)深化與升華的重要過程，是對學(xué)生綜合素質(zhì)與工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。1.零件圖的分析1.1零件圖的正確性及完整性分析零件圖是制訂工藝規(guī)程最主要的原始資料，在制訂工藝規(guī)程時，必須首先加以認(rèn)真分析。該零件圖由兩個側(cè)視圖和一個主視圖組成，將零件的內(nèi)、外輪廓描述的清楚完整；各部位尺寸標(biāo)注完整并符合國家標(biāo)準(zhǔn)，有利于編制程序時的數(shù)據(jù)分析和計算；表面粗糙度的標(biāo)注明確了各加工面的加工精度要求。零件圖尺寸標(biāo)注完整，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求：檢查零件視圖是否正確、足夠，表達(dá)是否直觀、清楚，繪制是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)，尺寸、公差以及技術(shù)要求的標(biāo)注是否齊全、合理等。 a件 b件1.2零件結(jié)構(gòu)工藝性分析1.2.1零件結(jié)構(gòu)本產(chǎn)品是四邊形盤件，零件的正面是凹槽和孔，反面是平面，涉及到銑凹槽等。1.2.2工藝性分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計的零件，在能夠滿足使用性能要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。好的結(jié)構(gòu)工藝性會使零件加工容易，節(jié)省成本，節(jié)省材料；而較差的結(jié)構(gòu)工藝性會使加工困難，加大成本，浪費(fèi)材料，甚至無法加工。通過對零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、精度要求和復(fù)雜程度進(jìn)行分析的過程，可以確定零件所需的加工方法和數(shù)控機(jī)床的類型和規(guī)格。根據(jù)零件的外形尺寸14811825mm，所以選擇15312330mm的毛坯。1.3零件精度及技術(shù)要求分析該零件的加工精度為IT9級，深度8的內(nèi)孔其精度為IT10級，深度15的人形內(nèi)槽其精度為IT10級，其余的都為IT8到IT9級。精度要求合理，而且符合互為基準(zhǔn)的原則，這樣便于保證。12的孔精度要求合理容易在加工中得到保證。加工表面的粗糙度值為精度要求不高，容易在現(xiàn)有的條件下得到保證。該零件在完成加工后要去毛刺，以免在拿該零件時被刺傷手，而且也使該零件更加美觀了。2.數(shù)控設(shè)備選擇2.1根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)及形狀特點(diǎn)，選擇機(jī)床的類型考慮到該零件的加工屬于多工序加工，是單件小批量生產(chǎn)，而數(shù)控加工中心剛性好，制造和對刀精度高，以及能方便和精確地進(jìn)行人工補(bǔ)償和自動補(bǔ)償，所以適合加工此零件，另外，工件的一次裝夾可完成多道工序的加工，提高了加工工件的位置精度。綜合以上分析并根據(jù)學(xué)?，F(xiàn)有設(shè)備本工件選擇華中數(shù)控加工中心進(jìn)行加工。2.2根據(jù)零件的外形及尺寸特點(diǎn)，選擇機(jī)床的規(guī)格數(shù)控機(jī)床的最主要規(guī)格是幾個數(shù)控軸的行程范圍和主軸電機(jī)功率。機(jī)床的三個基本直線坐標(biāo)（X、Y、Z）行程反映該機(jī)床允許的加工空間，在車床中兩個坐標(biāo)（X、Z）反映允許回轉(zhuǎn)體的大小。一般情況下加工工件的輪廓尺寸應(yīng)在機(jī)床的加工空間范圍之內(nèi)，因此，選用工作臺面比典型工件稍大一些是出于安裝夾具考慮的，所以工作臺面的大小基本上確定了加工空間的大小。個別情況下也允許工件尺寸大于坐標(biāo)行程，這時必須要求零件上的加工區(qū)域處在行程范圍之內(nèi)，而且要考慮機(jī)床工作臺的允許承載能力，以及工件是否與機(jī)床交換刀刀具的空間干涉、與機(jī)床防護(hù)罩等附件發(fā)生干涉等系列問題。數(shù)控機(jī)床的主電機(jī)功率在同類規(guī)格機(jī)床上也可以有各種不同的配置，一般情況下反映了該機(jī)床的切削剛性和主軸高速性能。我所選用的機(jī)床型號為VMC750E。2.3根據(jù)零件的加工精度及表面質(zhì)量要求，選擇機(jī)床的精度等級典型零件的關(guān)鍵部位加工精度要求決定了選擇數(shù)控機(jī)床的精度等級。數(shù)控機(jī)床根據(jù)用途又分為簡易型、全功能型、超精密型等，其能達(dá)到的精度也是各不一樣的。簡易型目前還用于一部分車床和銑床，其最小運(yùn)動分辯率為0.01mm，運(yùn)動精度和加工精度都在(0.030.05)mm以上。超精密型用于特殊加工，其精度可達(dá)0.001mm以下。由于我所要加工的零件在精度與表面質(zhì)量上要求不是太高，所以加工精度保證在0.01mm就可以了。關(guān)于設(shè)備選擇應(yīng)注意以下問題：1）機(jī)床加工尺寸范圍應(yīng)與零件的外輪廓相適應(yīng)。2）機(jī)床的工作精度應(yīng)與工序的精度要求相適應(yīng)。3）機(jī)床的生產(chǎn)效率應(yīng)與零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。4）機(jī)床的選擇應(yīng)考慮車間現(xiàn)有設(shè)備條件，盡量采用現(xiàn)有設(shè)備。3.定位基準(zhǔn)及裝夾方式的確定3.1選擇定位基準(zhǔn)在制定工藝規(guī)程時，定位基準(zhǔn)選擇的正確與否，對能否保證零件的尺寸精度和相互位置精度要求，以及對零件各表面間的加工順序安排都有很大影響，當(dāng)用夾具安裝工件時，定位基準(zhǔn)的選擇還會影響到夾具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。因此，定位基準(zhǔn)的選擇是一個很重要的工藝問題。3.1.1定位精基準(zhǔn)的選擇原則選擇精基準(zhǔn)時，主要考慮保證加工精度和工件安裝方便可靠。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)遵循以下原則：1.基準(zhǔn)重合原則；2.基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；3.自為基準(zhǔn)原則；4.互為基準(zhǔn)原則；5.所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件安裝可靠，夾具設(shè)計簡單、操作方便。結(jié)合學(xué)校的現(xiàn)有設(shè)備、零件的加工要求及毛坯的質(zhì)量，應(yīng)以設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，這樣設(shè)計基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合滿足基準(zhǔn)重合原則。 3.1.2粗基準(zhǔn)的選擇原則選擇粗基準(zhǔn)時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，并注意應(yīng)盡快獲得精基準(zhǔn)。 由于毛坯已經(jīng)確定采用鋁棒，而鋁棒的毛坯多適應(yīng)于加工尺寸較小、精度較高的零件。鋁棒的毛坯精度較高,外圓柱表面的毛坯余量均勻。所以，可以直接采用毛坯的外圓柱表面作為粗加工定位基準(zhǔn)。以毛坯的外圓柱表面作為粗定位基準(zhǔn)，加工出零件的精加工定為基準(zhǔn)。這樣可以確保重要表面的精加工余量，采用外圓柱表面作為粗加工定位基準(zhǔn)，達(dá)到了簡單、方便、快捷的目的?？s短了加工時間，提高了生產(chǎn)效率。3.2確定合理的裝夾方式3.2.1直接找正裝夾直接找正裝夾是用百分表、劃線盤或目測直接在機(jī)床上找正工件位置的裝夾方法。這種裝夾方法容易有誤差，不方便。3.2.2劃線找正裝夾劃線找正裝夾是先在毛坯上按照零件圖劃出中心線、對稱線和各待加工表面的加工線，然后將工件裝上機(jī)床，按照劃好的線找正工件在機(jī)床上的裝夾位置。這種裝夾方法生產(chǎn)率低，精度低，且對工人技術(shù)水平要求高，一般用于單件小批生產(chǎn)中加工復(fù)雜而笨重的零件，或毛坯尺寸公差大而無法直接用夾具裝夾的場合。3.2.3用夾具裝夾夾具是按照被加工工序要求專門設(shè)計的，夾具上的定位元件能使工件相對于機(jī)床與刀具迅速占有正確位置，不需找正就能保證工件的裝夾定位精度。這種裝夾方法生產(chǎn)率高，定位精度高，但需要設(shè)計、制造專用夾具，廣泛用于成批及大量生產(chǎn)。由于畢業(yè)設(shè)計所加工的都是單件小批的工藝件，要求較高的精度，因此采用普通的平口虎鉗夾具裝夾。4.選擇刀具及對刀方式、對刀點(diǎn)4.1正確選擇粗、精加工刀具（附刀具卡）由于毛坯采用45鋼板，硬度、強(qiáng)度都不太大，所以粗、精加工的刀具都可以使用高速鋼刀具。4.2正確選擇對刀方式對刀的準(zhǔn)確程度將直接影響加工精度，因此，對刀操作一定要仔細(xì)，對刀方法一定要同零件加工精度要求相適應(yīng)。本零件采用手動對刀。對刀的操作步驟為:1）將所用銑刀裝到主軸上并使主軸中速旋轉(zhuǎn)；2）手動移動銑刀沿+X方向靠近被測邊，直至銑刀周刃輕微接觸到工件表面，即產(chǎn)生切屑；3）保持X、Y坐標(biāo)不變，將銑刀沿+Z向退離工件；4）將機(jī)床坐標(biāo)X置零，并X向工件另一側(cè)移動，接觸到工件表面產(chǎn)生切屑。將數(shù)值記下，并沿X、+Z向移動刀具到數(shù)值的一半，并輸?shù)綑C(jī)床坐標(biāo)系；5）采用同樣方法對Y軸，并將數(shù)值輸?shù)綑C(jī)床坐標(biāo)系；6）將Z周向下移動接觸到工件表面產(chǎn)生切屑，將數(shù)值輸入機(jī)床坐標(biāo)系；4.3選擇合理的對刀點(diǎn)及換刀點(diǎn)4.3.1合理確定對刀點(diǎn)對刀點(diǎn)是工件在機(jī)床上定位（或找正）裝夾后，用于確定工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中位置的基準(zhǔn)點(diǎn)。對刀點(diǎn)選定后，便確定了機(jī)床坐標(biāo)系和零件坐標(biāo)系之間的相互位置關(guān)系。加工中心對刀時一般以機(jī)床主軸軸線與端面的交點(diǎn)為刀位點(diǎn)，因此，無論采用哪種工具對刀，結(jié)果都是使機(jī)床主軸軸線與端面的交點(diǎn)與對刀點(diǎn)重合，利用機(jī)床的坐標(biāo)顯示確定對刀點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，從而確定工件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。為提高零件的加工精度，減少對刀誤差，對刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。手動對刀。 4.3.2合理確定換刀點(diǎn)在加工中心等使用多種刀具加工的機(jī)床上，工件加工時需要經(jīng)常更換刀具，在程序編制時，就要考慮設(shè)置換刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)的位置應(yīng)根據(jù)換刀時刀具不碰到工件、夾具和機(jī)床的原則而定。所以機(jī)床出場前換刀點(diǎn)已確定，為一個固定點(diǎn)。3.1加工工藝決策在自動編程過程中，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(diǎn)、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(dá)到滿足加工要求、減少加工時間、降低加工費(fèi)用的目的。 加工階段劃分 1.粗加工階段 粗加工一般稱為區(qū)域清除。在此加工階段中，應(yīng)該公差允許范圍內(nèi)盡可能多地切除材料。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(biāo)，因此，在這個階段一般采用圓柱立銑刀進(jìn)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(jìn)行切削，產(chǎn)生區(qū)域清除刀具徑。 2.精 加工階段 對于復(fù)雜的曲面加工，我們可以把加工階段進(jìn)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，也可以采用環(huán)切方式。 5.制定數(shù)控加工方案5.1合理劃分?jǐn)?shù)控加工工序工序主要是指一個或一組工人在一個工作地點(diǎn)或一臺機(jī)床上，對同一個或幾個零件進(jìn)行加工所連續(xù)完成的那部分工藝過程，劃分是否為同一個工序的主要依據(jù)是：工作地點(diǎn)（或機(jī)床）是否變動和加工是否連續(xù)。本零件的加工工序如下：1） 粗、精銑正面2） 粗、精銑反面5.2確定工序的合理性數(shù)控加工工序的劃分一般可分為：1）以一次安裝所進(jìn)行的加工作為一道工序2）以一個完整數(shù)控程序連續(xù)加工的內(nèi)容為一道工序3）以工序上的結(jié)構(gòu)內(nèi)容組合用一把刀具加工為一道工序4）以粗精加工為一道工序5.3確定各工序工步的次序走刀路線見走刀路線圖。6.合理確定切削用量切削用量的大小對切削力、切削功率、刀具磨損、加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和加工成本等均有顯著的影響。在切削加工中，采用不同的切削用量會得到不同的切削效果，為此必須合理選擇切削用量。所謂合理選擇切削用量，是指在保證工件加工質(zhì)量和刀具耐用度的前提下，充分發(fā)揮機(jī)床、刀具的切削性能，使生產(chǎn)率最高，生產(chǎn)成本最低。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。6.1確定合理的數(shù)控加工余量加工余量是指加工過程中，所切去的金屬層厚度。分工序加工余量（相鄰兩工序的工序尺寸之差）和加工總余量（毛坯尺寸與零件圖設(shè)計尺寸之差），加工總余量等于各工序加工余量之和。影響加工余量的因素： 上工序表面粗糙度和缺陷層 上工序的尺寸公差 上工序的形位誤差 本工序的裝夾誤差確定加工余量的方法：經(jīng)驗(yàn)估算法憑借工藝人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)估計加工余量，所估余量一般偏大，僅用于單件小批生產(chǎn)。查表修正法先從加工余量手冊中查得所需數(shù)據(jù)，然后再結(jié)合工廠得實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)修正。此方法目前應(yīng)用最廣。分析計算法根據(jù)加工余量的計算公式和一定的試驗(yàn)資料，對影響加工余量的各項因素進(jìn)行綜合分析和計算來確定加工余量的一種方法。適用于貴重材料和軍工生產(chǎn)。余量的方法確定加工余量時應(yīng)該注意的幾個問題：采用最小加工余量原則在保證加工精度和加工質(zhì)量的前提下，余量越小越好，以縮短加工時間、減少材料消耗、降低加工費(fèi)用。余量要充分防止因余量不足而造成廢品。余量中應(yīng)包含熱處理引起的變形大零件取大余量零件愈大，切削力、內(nèi)應(yīng)力引起的變形愈大。因此工序加工余量應(yīng)取大一些，以便通過本道工序消除變形量?？偧庸び嗔浚饔嗔浚┖凸ば蛴嗔恳謩e確定總加工余量的大小與所選擇的毛坯制造精度有關(guān)。粗加工工序的加工余量不能用查表法確定，應(yīng)等于總加工余量減去其他各工序的余量之和。我加工的工藝件為單件生產(chǎn)，所以采用經(jīng)驗(yàn)估算法，根據(jù)公式:Z=a-b，Z=da-db 估算出本工藝件的工序余量為：工序一：估算表面余量為3，單邊余量為5，雙邊余量為10工序二：估算表面余量為3，單邊余量為5，雙邊余量10總余量為兩工序余量之和：366.2確定背吃刀量背吃刀量應(yīng)根據(jù)加工余量確定。粗加工時應(yīng)盡量用一次走刀切除全部加工余量，當(dāng)加工余量過大、機(jī)床功率不足、工藝系統(tǒng)剛度不夠、斷續(xù)切削及切削時沖擊振動較大時，可分幾次走刀。多次走刀時，應(yīng)將第一次的背吃刀量取大些，一般為總加工余量的2/33/4。在中等切削功率的機(jī)床上，粗加工背吃刀量可達(dá)810 mm，精加工背吃刀量可取為0.10.5 mm。工序一：粗、精銑反面 工步1：銑上平面,根據(jù)零件的加工余量和刀具，取ap=3，ae=40工步2：粗銑下表面，取ap=5， ae=4工步3：精銑下表面，取ap=10， ae=0.5工序二：粗、精銑正面工步1：銑下平面,根據(jù)零件的加工余量和刀具，取ap=3，ae=40工步2：粗銑凹槽輪廓，取ap=5， ae=5工步3：精銑凹槽輪廓，取ap=9， ae=0.5工步4：鉆孔，取ap=4， ae=1工步5：鉸孔，取ap=4， ae=0.5 工步7：精銑10內(nèi)圓內(nèi)輪廓，取ap=4， ae=0.5 6.3確定進(jìn)給速度6.3.1確定進(jìn)給量進(jìn)給量是數(shù)控銑床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給量受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。 1）當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給量。一般在100200mm/min范圍內(nèi)選取。 2）當(dāng)加工精度、表面粗糙度要求高時，進(jìn)給量應(yīng)選小些，一般在2050mm/min范圍內(nèi)選取。 生產(chǎn)實(shí)際中多采用查表法、經(jīng)驗(yàn)法確定合理的進(jìn)給量。粗加工時，根據(jù)工件材料、銑刀直徑及已確定的背吃刀量來選擇進(jìn)給量；在半精加工和精加工時，則按加工表面粗糙度要求，根據(jù)工件材料，切削速度來選擇進(jìn)給量。6.3.2進(jìn)給速度的確定進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。 確定進(jìn)給速度的原則： 1）當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在100200mm/min范圍內(nèi)選取。 2）在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在2050mm/min范圍內(nèi)選取。 3）當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在2050mm/min范圍內(nèi)選取。 4）刀具空行程時，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時，可以設(shè)定該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進(jìn)給速度。6.4確定主軸轉(zhuǎn)速6.4.1確定切削速度 確定的最終目的是確定銑床主軸轉(zhuǎn)速。生產(chǎn)中經(jīng)常根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)手冊資料選取切削速度，然后算出主軸轉(zhuǎn)速。 在生產(chǎn)中選擇切削速度的一般原則是： （1）粗銑時，背吃刀量和進(jìn)給量較大，故選擇較低的切削速度；精銑時，背吃刀量和進(jìn)給量均較小，故選擇較高的切削速度。 （2）工件材料強(qiáng)度、硬度高時，應(yīng)選較低的切削速度。 （3）刀具材料的切削性能愈好，切削速度也選得愈高。 6.4.2確定主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速的計算公式為： n=1000Vc/D 式中切削速度的單位為m/min，由刀具的耐用度決定； n主軸轉(zhuǎn)速，單位為 r/min； D銑刀直徑，單位為mm。 計算出主軸轉(zhuǎn)速n后，在CAD/CAM編程軟件主軸轉(zhuǎn)速設(shè)置欄中輸入接近的轉(zhuǎn)速。主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。其計算公式為： n=1000v/D 式中 v-切削速度，單位為m/min，由刀具的耐用度決定；n- -主軸轉(zhuǎn)速，單位為 r/min； D-工件直徑或刀具直徑，單位為mm。 計算的主軸轉(zhuǎn)速n最后要根據(jù)機(jī)床說明書選取機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。7.確定切削速度、主軸轉(zhuǎn)數(shù)及進(jìn)給量的具體數(shù)值主體加工條件：工件材料：45鋼板。機(jī)床：VMC750E立式加工中心（HNC-21m）。工件毛坯尺寸：15312330。1.銑反面 機(jī)床：VMC750E 銑反面刀具：80mm盤銑刀切削速度Vc 參考數(shù)控加工工藝及設(shè)備表5-3可知：Vc=90m/min確定主軸轉(zhuǎn)速nsns=561.2r/min(取整數(shù)ns=600r/min)進(jìn)給量F=fzzn 參考數(shù)控加工工藝及設(shè)備表5-2，取進(jìn)給量fz=0.15 mm/z則進(jìn)給量F= fzzn=0.153561.2=75.54mm/min(取整數(shù)F=80mm/min)4. 銑正面及凹槽外輪廓4.1銑削加工正平面 機(jī)床：VMC750E 銑削加工下平面，保證總體尺寸高度34mm。刀具：80mm盤銑刀切削速度Vc 參考數(shù)控加工工藝及設(shè)備表5-3可知：Vc=90m/min確定主軸轉(zhuǎn)速nsns=561.2r/min(取整數(shù)ns=600r/min)進(jìn)給量F=fzzn 參考數(shù)控加工工藝及設(shè)備表5-2，取進(jìn)給量fz=0.15 mm/z則進(jìn)給量F= fzzn=0.153578=67.5mm/min(取整數(shù)F=70mm/min)4.2粗銑正面及凹槽外輪廓 機(jī)床：VMC750E 粗銑正面及凹槽外輪廓刀具：5mmHSS鍵槽銑刀切削速度Vc 參考數(shù)控加工工藝及設(shè)備表5-3可知：Vc=18m/min確定主軸轉(zhuǎn)速nsns=575.9r/min(取整數(shù)ns=600r/min)進(jìn)給量F=fzzn 參考數(shù)控加工工藝及設(shè)備表5-2，取進(jìn)給量fz=0.1 mm/z則進(jìn)給量F= fzzn=0.12575.9=78.9mm/min(取整數(shù)F=80mm/min)4.3銑正面及凹槽外輪廓刀具：10mmHSS鍵槽銑刀切削速度Vc 參考數(shù)控加工工藝及設(shè)備表5-3可知：Vc=38m/min確定主軸轉(zhuǎn)速nsns=794.8r/min(取整數(shù)ns=800r/min)進(jìn)給量F=fzzn 參考數(shù)控加工工藝及設(shè)備表5-2，取進(jìn)給量fz=0.02 mm/z則進(jìn)給量F= fzzn=0.022794.8=57.64mm/min(取整數(shù)F=60mm/min)8.編制數(shù)控加工程序（附程序單）并進(jìn)行校驗(yàn) (用PROE生成的程序 建議刪除一些代碼)8.1編制數(shù)控加工程序 件a程序1、 銑上平面%O4554N5 G90 G40 G80 G17N10 M6 T1N15 M3 S800N20 G0 G90 G43 Z28.N25 X-53.129 Y-92.624N30 Z25.5N35 G1 Z22. F500.N40 X106.002 Y-12.867N45 X99.393 Y.319N50 X-59.738 Y-79.438N55 X-66.348 Y-66.251N60 X92.784 Y13.506N65 X86.175 Y26.692N70 X-72.957 Y-53.065N75 X-79.566 Y-39.879N80 X79.566 Y39.879N85 X72.957 Y53.065N90 X-86.175 Y-26.692N95 X-92.784 Y-13.506N100 X66.348 Y66.251N105 X59.738 Y79.438N110 X-99.393 Y-.319N115 X-106.002 Y12.867N120 X53.129 Y92.624N125 Z28.N130 G0 X-53.129 Y-92.624N135 Z22.5N140 G1 Z20. F500.N145 X106.002 Y-12.867N150 X99.393 Y.319N155 X-59.738 Y-79.438N160 X-66.348 Y-66.251N165 X92.784 Y13.506N170 X86.175 Y26.692N175 X-72.957 Y-53.065N180 X-79.566 Y-39.879N185 X79.566 Y39.879N190 X72.957 Y53.065N195 X-86.175 Y-26.692N200 X-92.784 Y-13.506N205 X66.348 Y66.251N210 X59.738 Y79.438N215 X-99.393 Y-.319N220 X-106.002 Y12.867N225 X53.129 Y92.624N230 Z28.N235 M5N240 G91 G28 Z0.N245 G91 G28 X0. Y0. A0. B0. C0.N250 G90N255 M30%2 精銑體積塊（各凹槽）%O100N5 G90 G40 G80 G17N10 M6 T1N15 M3 S500N20 G0 G90 G43 Z28.N25 X101.987 Y-22.71N30 Z25.5N5 G1 X-51.93 Y-25.818N10 X-46.577 Y-23.135N15 G2 X-50.485 Y-21.948 I-2.593 J-1.509N20 G1 X-50.543 Y-21.977N25 G3 X-50.543 Y-21.977 I1.373 J-2.667N30 G1 Z17.5N35 X-50.485 Y-21.948N40 G3 X-46.577 Y-23.135 I1.315 J-2.696N45 G1 X-51.93 Y-25.818N50 X-51.852 Y-25.988N55 G2 X-49.292 Y-27.642 I2.682 J1.344N60 G1 X-46.695 Y-26.34N65 G3 X-46.695 Y-26.34 I-2.475 J1.696N70 G1 Z16.5N75 X-49.292 Y-27.641N80 G3 X-51.852 Y-25.988 I.122 J2.997N85 G1 X-51.93 Y-25.818N90 X-46.577 Y-23.135N95 G2 X-50.485 Y-21.948 I-2.593 J-1.509N100 G1 X-50.543 Y-21.977N105 G3 X-50.543 Y-21.977 I1.373 J-2.667N110 G1 Z15.5N115 X-50.485 Y-21.948N120 G3 X-46.577 Y-23.135 I1.315 J-2.696N125 G1 X-51.93 Y-25.818N130 X-51.852 Y-25.988N135 G2 X-49.292 Y-27.642 I2.682 J1.344N140 G1 X-46.695 Y-26.34N145 G3 X-46.695 Y-26.34 I-2.475 J1.696N150 G1 Z14.5N155 X-49.292 Y-27.641N160 G3 X-51.852 Y-25.988 I.122 J2.997N165 G1 X-51.93 Y-25.818N170 X-46.577 Y-23.135N175 G2 X-50.485 Y-21.948 I-2.593 J-1.509N180 G1 X-50.543 Y-21.977N185 G3 X-50.543 Y-21.977 I1.373 J-2.667N190 G1 Z13.5N195 X-50.485 Y-21.948N200 G3 X-46.577 Y-23.135 I1.315 J-2.696N205 G1 X-51.93 Y-25.818N210 X-51.852 Y-25.988N215 G2 X-49.292 Y-27.642 I2.682 J1.344N220 G1 X-46.695 Y-26.34N225 G3 X-46.695 Y-26.34 I-2.475 J1.696N230 G1 Z12.5N235 X-49.292 Y-27.641N240 G3 X-51.852 Y-25.988 I.122 J2.997N245 G1 X-51.93 Y-25.818N250 X-46.577 Y-23.135N255 G2 X-50.485 Y-21.948 I-2.593 J-1.509N260 G1 X-50.543 Y-21.977N265 G3 X-50.543 Y-21.977 I1.373 J-2.667N270 G1 Z12.N275 X-50.485 Y-21.948N280 G3 X-46.577 Y-23.135 I1.315 J-2.696N285 G1 X-51.93 Y-25.818N290 X-51.852 Y-25.988N295 G2 X-49.292 Y-27.642 I2.682 J1.344N300 G1 X-46.695 Y-26.34N305 G3 X-46.695 Y-26.34 I-2.475 J1.696N310 G1 Z11.N315 X-49.292 Y-27.641N320 G3 X-51.852 Y-25.988 I.122 J2.997N325 G1 X-51.93 Y-25.818N330 X-46.577 Y-23.135N335 G2 X-50.485 Y-21.948 I-2.593 J-1.509N340 G1 X-50.543 Y-21.977N345 G3 X-50.543 Y-21.977 I1.373 J-2.667N350 G1 Z10.N355 X-50.485 Y-21.948N360 G3 X-46.577 Y-23.135 I1.315 J-2.696N365 G1 X-51.93 Y-25.818N370 X-51.852 Y-25.988N375 G2 X-49.292 Y-27.642 I2.682 J1.344N380 G1 X-46.695 Y-26.34N385 G3 X-46.695 Y-26.34 I-2.475 J1.696N390 G1 Z9.N395 X-49.292 Y-27.641N400 G3 X-51.852 Y-25.988 I.122 J2.997N405 G1 X-51.93 Y-25.818N410 X-46.577 Y-23.135N415 G2 X-50.485 Y-21.948 I-2.593 J-1.509N420 G1 X-50.543 Y-21.977N425 G3 X-50.543 Y-21.977 I1.373 J-2.667N430 G1 Z8.N435 X-50.485 Y-21.948N440 G3 X-46.577 Y-23.135 I1.315 J-2.696N445 G1 X-51.93 Y-25.818N450 X-51.852 Y-25.988N455 G2 X-49.292 Y-27.642 I2.682 J1.344N460 G1 X-46.695 Y-26.34N465 G3 X-46.695 Y-26.34 I-2.475 J1.696N470 G1 Z7.N475 X-49.292 Y-27.641N480 G3 X-51.852 Y-25.988 I.122 J2.997N485 G1 X-51.93 Y-25.818N490 X-46.577 Y-23.135N495 G2 X-50.485 Y-21.948 I-2.593 J-1.509N500 G1 X-50.543 Y-21.977N505 G3 X-50.543 Y-21.977 I1.373 J-2.667N510 G1 Z6.N515 X-50.485 Y-21.948N520 G3 X-46.577 Y-23.135 I1.315 J-2.696N525 G1 X-51.93 Y-25.818N530 X-51.852 Y-25.988N535 G2 X-49.292 Y-27.642 I2.682 J1.344N540 G1 X-46.695 Y-26.34N545 G3 X-46.695 Y-26.34 I-2.475 J1.696N550 G1 Z5.N555 X-49.292 Y-27.641N560 G3 X-51.852 Y-25.988 I.122 J2.997N565 G1 X-51.93 Y-25.818N570 X-46.577 Y-23.135N575 G2 X-50.485 Y-21.948 I-2.593 J-1.509N580 G1 X-50.543 Y-21.977N585 G3 X-50.543 Y-21.977 I1.373 J-2.667N590 G1 Z4.N595 X-50.485 Y-21.948N600 G3 X-46.577 Y-23.135 I1.315 J-2.696N605 G1 X-51.93 Y-25.818N610 X-51.852 Y-25.988N615 G2 X-49.292 Y-27.642 I2.682 J1.344N620 G1 X-46.695 Y-26.34N625 G3 X-46.695 Y-26.34 I-2.475 J1.696N630 G1 Z3.N635 X-49.292 Y-27.641N640 G3 X-51.852 Y-25.988 I.122 J2.997N645 G1 X-51.93 Y-25.818N650 X-46.577 Y-23.135N655 G2 X-50.485 Y-21.948 I-2.593 J-1.509N660 G1 X-50.543 Y-21.977N665 G3 X-50.543 Y-21.977 I1.373 J-2.667N670 G1 Z2.N675 X-50.485 Y-21.948N680 G3 X-46.577 Y-23.135 I1.315 J-2.696N685 G1 X-51.93 Y-25.818N690 X-51.852 Y-25.988N695 G2 X-49.292 Y-27.642 I2.682 J1.344N700 G1 X-46.695 Y-26.34N705 G3 X-46.695 Y-26.34 I-2.475 J1.696N710 G1 Z1.N715 X-49.292 Y-27.641N720 G3 X-51.852 Y-25.988 I.122 J2.997N725 G1 X-51.93 Y-25.818N730 X-46.577 Y-23.135N735 G2 X-50.485 Y-21.948 I-2.593 J-1.509N740 G1 X-50.543 Y-21.977N745 G3 X-50.543 Y-21.977 I1.373 J-2.667N750 G1 Z0.N755 X-50.485 Y-21.948N760 G3 X-46.577 Y