數(shù)控車銑論文,數(shù)控,論文 南通職業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 課題： 數(shù)控銑論文說(shuō)明書 系 科： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 摘 要 在數(shù)字化制造技術(shù)中，計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)和數(shù)控編程技術(shù)是最重要的技術(shù)之一，本文主要對(duì)模具加工所使用的動(dòng)模板進(jìn)行CNC加工，采用FANUC系統(tǒng)對(duì)動(dòng)模板進(jìn)行數(shù)控編程加工。首先是對(duì)工件進(jìn)行加工工序的確定，并且進(jìn)行工藝分析，裝夾方式的選擇，切削用量的確定。再對(duì)刀具進(jìn)行了選擇。然后就工藝路線進(jìn)行編程加工。 當(dāng)前數(shù)控加工的重點(diǎn)發(fā)展方向是無(wú)圖化生產(chǎn)、單件高精度并行加工、少人化無(wú)人化加工，這就要求數(shù)控機(jī)床能滿足高速、高動(dòng)態(tài)精度、高剛性、熱穩(wěn)定性、高可靠性、網(wǎng)絡(luò)化以及與之配套的控制系統(tǒng)，最重要的是模具三維型面加工特別注重機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能國(guó)內(nèi)已有一些公司引進(jìn)了高速車床，并開始應(yīng)用。國(guó)內(nèi)機(jī)床廠陸續(xù)開發(fā)出一些準(zhǔn)高速的車床，并正開發(fā)高速加工機(jī)床。 數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問(wèn)世；19世紀(jì)末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938年在美國(guó)麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運(yùn)算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來(lái)的。1952年，第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問(wèn)世，成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時(shí)代的事件，推動(dòng)了自動(dòng)化的發(fā)展。 數(shù)控機(jī)床是一種技術(shù)密集度及自動(dòng)化程度很高的機(jī)電一體化加工設(shè)備,是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)及精密加工精度高,質(zhì)量容易保證,發(fā)展前景十分廣闊,因此掌握數(shù)控車床的加工編程技術(shù)尤為重要 關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)、手工編程、精度 Abstract In the digitized manufacture technology, the computer numericalcontrol technology and the numerical control programming technology isone of most important technical, this article mainly moves thetemplate which uses for the mold processing to carry on the CNCprocessing, uses the Simens system to move the template to carry onthe numerical control programming processing. First is carries on theprocessing working procedure to the work piece the determination, andcarries on the craft analysis, the attire clamps the way the choice,the cutting specifications determination. Again has carried on thechoice to the cutting tool. Then carries on the programming processingon the craft route. The current numerical control processing prioritize direction is doesnot have chart production, single unit high accuracy parallelprocessing, few people nobody melts the processing, this requestnumerical control engine bed can satisfy high speed, the high dynamicprecision, the high rigidity, the thermostability, the redundantreliability, the network as well as with it necessary control system,most importantly the mold three dimensional processingspecially paid great attention to the engine bed the dynamicperformance domestic to have some companies to introduce the highspeed milling machine, and started to apply. The domestic machine toolfactory develops some high speed milling machines one after another,and is developing high speed processes the engine bed The numerical control technology is refers with digital, the writingand the mark composition digital command realizes or a many mechanicaldevices movement control technology. It controls usually is theposition, the angle, the speed and so on the mechanical quantity andflows to the related switch quantity with the mechanical energy. Thenumerical control production relies on data carrier and the binarymode data operation appearance. In 1908, the perforation sheet metalexchange type data carrier was published; 19 century's ends, and havethe assistance function take the paper as the data carrier the controlsystem to invent; Has established the modern computer, including computer numericalcontrol system foundation. The numerical control technology isdevelops with the engine bed control close union. In 1952, the firstnumerical control engine bed was published, becomes in the worldmechanical industry history an epoch-making event, impelled theautomated development Has established the modern computer, including computer numericalcontrol system foundation. The numerical control technology isdevelops with the engine bed control close union. In 1952, the firstnumerical control engine bed was published, becomes in the worldmechanical industry history an epoch-making event, impelled theautomated development Keyword:The number controls the technique , handicraft plait distance , accuracy 目 錄 摘 要 2 Abstract 3 第一章 概 述 6 1.1 數(shù)控加工的特點(diǎn) 6 1.2 數(shù)控機(jī)床 7 1.3 數(shù)控加工 7 1.4 數(shù)控編程系統(tǒng) 8 1.5 CAD/CAM系統(tǒng) 9 第二章數(shù)控加工工工藝設(shè)計(jì) 10 2.1、數(shù)控加工工藝分析的 10 2.1.1、機(jī)床的合理選用 10 2.1.2、數(shù)控加工零件工藝性分析 10 2.1.3、加工方法的選擇與加工方案的確定 12 2.1.4、工序與工步的劃分 12 2.1.5、零件的安裝與夾具的選擇 13 2.1.6、刀具的選擇與切削用量的確定 14 2.1.7、對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定 15 2.1.8、加工路線的確定 16 2.2、數(shù)控加工工藝路線的確定 17 2.3 數(shù)控加工工藝卡設(shè)計(jì) 20 2.4夾具的概念及作用 數(shù)控機(jī)床夾具的類型和特點(diǎn) 22 2.5．?dāng)?shù)控加工夾具的特點(diǎn) 24 2.6夾具、刀具的選擇及切削用量的確定 25 2.6.1、夾具的選擇、工件裝夾方法的確定 25 2.6.2、刀具的選擇及對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的設(shè)置 26 2.6.3、切削用量的確定 29 第三章數(shù)控加工及仿真操作簡(jiǎn)介 32 3.1MDI/CRT窗口及操作面板介紹 32 3.1.1 YHCNC 執(zhí)行和退出 32 3.1.2 MDI/CRT窗口的基本操作 32 3.2數(shù)控加工程序 35 3.3實(shí)體三維造型 40 第四章 總結(jié) 41 參考文獻(xiàn) 42 第一章 概 述 1.1 數(shù)控加工的特點(diǎn) 數(shù)控加工，也稱之為NC（Numerical Control）加工，是以數(shù)值與符號(hào)構(gòu)成的信息，控制機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。數(shù)控加工經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展已成為應(yīng)用于當(dāng)代各個(gè)制造領(lǐng)域的先進(jìn)制造技術(shù)。數(shù)控加工的最大特征有兩點(diǎn)：一是可以極大地提高精度，包括加工質(zhì)量精度及加工時(shí)間誤差精度；二是加工質(zhì)量的重復(fù)性，可以穩(wěn)定加工質(zhì)量，保持加工零件質(zhì)量的一致。也就是說(shuō)加工零件的質(zhì)量及加工時(shí)間是由數(shù)控程序決定而不是由機(jī)床操作人員決定的。數(shù)控加工具有如下優(yōu)點(diǎn)： 提高生產(chǎn)效率； 不需熟練的機(jī)床操作人員； 提高加工精度并且保持加工質(zhì)量； 可以減少工裝卡具； 可以減少各工序間的周轉(zhuǎn)，原來(lái)需要用多道工序完成的工件，數(shù)控加工一次裝夾完成加工，縮短加工周期，提高生產(chǎn)效率； 容易進(jìn)行加工過(guò)程管理； 可以減少檢查工作量； 可以降低廢、次品率； 便于設(shè)計(jì)變更，加工設(shè)定柔性； 容易實(shí)現(xiàn)操作過(guò)程的自動(dòng)化，一個(gè)人可以操作多臺(tái)機(jī)床； 操作容易，極大減輕體力勞動(dòng)強(qiáng)度 隨著制造設(shè)備的數(shù)控化率不斷提高，數(shù)控加工技術(shù)在我國(guó)得到日益廣泛的使用，在模具行業(yè)，掌握數(shù)控技術(shù)與否及加工過(guò)程中的數(shù)控化率的高低已成為企業(yè)是否具有競(jìng)爭(zhēng)力的象征。數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵在于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CAD/CAM）系統(tǒng)的質(zhì)量。 1.2 數(shù)控機(jī)床 20世紀(jì)40年代末，美國(guó)開始研究數(shù)控機(jī)床，1952年，美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室成功研制出第一臺(tái)數(shù)控銑床，并于1957年投入使用。這是制造技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重大突破，標(biāo)志著制造領(lǐng)域中數(shù)控加工時(shí)代開始。數(shù)控加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)，這一發(fā)明對(duì)于制造行業(yè)而言，具有劃時(shí)代的意義和深遠(yuǎn)的影響。世界上主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都十分重視數(shù)控加工技術(shù)的研究的發(fā)展。我國(guó)于是1958年開始研制數(shù)控機(jī)床，成功試制出配有電子數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，1965年開始批量生產(chǎn)配有晶體管數(shù)控系統(tǒng)的三坐標(biāo)數(shù)控銑床。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前的數(shù)控機(jī)床已經(jīng)在工業(yè)界得到廣泛應(yīng)用，在模具制造行業(yè)的應(yīng)用尤為普及。 數(shù)控機(jī)床種類繁多，模具制造常用數(shù)控加工機(jī)床有：數(shù)控銑床、數(shù)控電火花成型機(jī)床、數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù)控磨床和數(shù)控車床。數(shù)控機(jī)床通常由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)及其它輔助系統(tǒng)組成。控制系統(tǒng)用于數(shù)控機(jī)床的運(yùn)算、管理和控制，通過(guò)輸入介質(zhì)得到數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和運(yùn)算并對(duì)機(jī)床產(chǎn)生作用；伺服系統(tǒng)根據(jù)控制系統(tǒng)的指令驅(qū)動(dòng)機(jī)床，使刀具和零件執(zhí)行數(shù)控代碼規(guī)定的運(yùn)動(dòng)；檢測(cè)系統(tǒng)則是用來(lái)檢測(cè)機(jī)床執(zhí)行件（工作臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)、滑板等）的位移和速度變化量，并將檢測(cè)結(jié)果反饋到輸入端，與輸入指令進(jìn)行比較，根據(jù)其差別調(diào)整機(jī)床運(yùn)動(dòng)；機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)是由進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)元件至機(jī)床執(zhí)行件之間的機(jī)械進(jìn)給傳動(dòng)裝置；輔助系統(tǒng)種類繁多，如：固定循環(huán)（能進(jìn)行重復(fù)加工）、自動(dòng)換刀（可交換指定的刀具）、傳動(dòng)間隙補(bǔ)償（補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的間隙誤差）等等。 1.3 數(shù)控加工 數(shù)控加工是將待加工零件進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)，數(shù)控機(jī)床按數(shù)字量控制刀具和零件的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)零件加工的過(guò)程。 被加工零件采用線架、曲面、實(shí)體等幾何體來(lái)表示，CAM系統(tǒng)在零件幾何體基礎(chǔ)上生成刀具軌跡，經(jīng)過(guò)后處理生成加工代碼，將加工代碼通過(guò)傳輸介質(zhì)傳給數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床按數(shù)字量控制刀具運(yùn)動(dòng)，完成零件加工。其過(guò)程如下圖所示： 【零件信息】→【CAD系統(tǒng)造型】→【CAM系統(tǒng)生成加工代碼】→【數(shù)控機(jī)床】→【零件】 （1）零件數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：系統(tǒng)自設(shè)計(jì)和造型功能或通過(guò)數(shù)據(jù)接口傳入CAD數(shù)據(jù)，如STEP，IGES，SAT，DXF，X-T等；在實(shí)際的數(shù)控加工中，零件數(shù)據(jù)不僅僅來(lái)自圖紙，特別在廣泛采用Internet網(wǎng)的今天，零件數(shù)據(jù)往往通過(guò)測(cè)量或通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)确绞降玫健? （2）確定粗加工、半精加工和精加工方案。 （3）生成各加工步驟的刀具軌跡。 （4）刀具軌跡仿真。 （5）后期處理輸出加工代碼。 （6）輸出數(shù)控加工工藝技術(shù)文件。 （7）傳給機(jī)床實(shí)現(xiàn)加工。 1.4 數(shù)控編程系統(tǒng) 數(shù)控加工機(jī)床與編程技術(shù)兩者的發(fā)展是緊密相關(guān)的。數(shù)控加工機(jī)床的性能提升推動(dòng)了編程技術(shù)的發(fā)展，而編程手段的提高也促進(jìn)了數(shù)控加工機(jī)床的發(fā)展，二者相互依賴?，F(xiàn)代數(shù)控技術(shù)下在向高精度、高效率、高柔性和智能化方向發(fā)展，而編程方式也越來(lái)越豐富。 數(shù)控編程可分為機(jī)內(nèi)編程和機(jī)外編程。機(jī)內(nèi)編程指利用數(shù)控機(jī)床本身提供的交互功能進(jìn)行編程，機(jī)外編程則是脫離數(shù)控機(jī)床本身在其他設(shè)備上進(jìn)行編程。機(jī)內(nèi)編程的方式隨機(jī)床的不同而異，可以以“手工”的形式分行輸入控制代碼（手工編程）、交互方式輸入控制代碼（會(huì)話編程）、圖形方式輸入控制代碼（圖形編程），甚至可以語(yǔ)音方式輸入控制代碼（語(yǔ)音編程）或通過(guò)高級(jí)語(yǔ)言方式輸入控制代碼（高級(jí)語(yǔ)言編程）。但機(jī)內(nèi)編程一般來(lái)說(shuō)只適用于簡(jiǎn)單形體，而且效率較低。機(jī)外編程也可以分成手工編程、計(jì)算機(jī)輔助APT編程和CAD/CAM編程等方式。機(jī)外編程由于其可以脫離數(shù)控機(jī)床進(jìn)行數(shù)控編程，相對(duì)機(jī)內(nèi)編程來(lái)說(shuō)效率較高，是普遍采用的方式。隨著編程技術(shù)的發(fā)展，機(jī)外編程處理能力不斷增強(qiáng)，已可以進(jìn)行十分復(fù)雜形體的靈敏控加工編程。 隨著微電子技術(shù)和CAD技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)編程系統(tǒng)也逐漸過(guò)渡到以圖形交互為基礎(chǔ)的與CAD集成的CAD/CAM系統(tǒng)為主的編程方法。與以前的語(yǔ)言型自動(dòng)編程系統(tǒng)相比，CAD/CAM集成系統(tǒng)可以提供單一準(zhǔn)確的產(chǎn)品幾何模型，幾何模型的產(chǎn)生和處理手段靈活、多樣、方便，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造一體化。雖然數(shù)控編程的方式多種多樣，毋庸置疑，目前占主導(dǎo)地位的是采用CAD/CAM數(shù)控編程系統(tǒng)進(jìn)行編程。 1.5 CAD/CAM系統(tǒng) 20世紀(jì)90年代以前，市場(chǎng)上銷售的CAD/CAM軟件基本上為國(guó)外的軟件系統(tǒng)。90年代以后國(guó)內(nèi)在CAD/CAM技術(shù)研究和軟件開發(fā)方面進(jìn)行了卓有成效的工作，尤其是在以PC機(jī)動(dòng)性平臺(tái)的軟件系統(tǒng)。其功能已能與國(guó)外同類軟件相當(dāng)，并在操作性、本地化服務(wù)方面具有優(yōu)勢(shì)。 一個(gè)好的數(shù)控編程系統(tǒng)，已經(jīng)不是一種僅僅是繪圖，做軌跡，出加工代碼，他還是一種先進(jìn)的加工工藝的綜合，先進(jìn)加工經(jīng)驗(yàn)的記錄，繼承，和發(fā)展。 北航海爾軟件公司經(jīng)過(guò)多年來(lái)的不懈努力，推出了CAXA制造工程師數(shù)控編程系統(tǒng)。這套系統(tǒng)集CAD、CAM于一體，功能強(qiáng)大、易學(xué)易用、工藝性好、代碼質(zhì)量高，現(xiàn)在已經(jīng)在全國(guó)上千家企業(yè)的使用，并受到好評(píng)，不但降低了投入成本，而且提高了經(jīng)濟(jì)效益。CAXA制造工程師數(shù)編程系統(tǒng)，現(xiàn)正在一個(gè)更高的起點(diǎn)上騰飛。 第二章數(shù)控加工工工藝設(shè)計(jì) 2.1、數(shù)控加工工藝分析的 程序編制人員在進(jìn)行工藝分析時(shí)，要有機(jī)床說(shuō)明書、編程手冊(cè)、切削用量表、標(biāo)準(zhǔn)工具、夾具手冊(cè)等資料，根據(jù)被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機(jī)床，制定加工方案，確定零件的加工順序，各工序所用刀具，夾具和切削用量等。此外，編程人員應(yīng)不斷總結(jié)、積累工藝分析方面的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，編寫出高質(zhì)量的數(shù)控加工程序。 2.1.1、機(jī)床的合理選用 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，一般有兩種情況。第一種情況：有零件圖樣和毛坯，要選擇適合加工該零件的數(shù)控機(jī)床。第二種情況：已經(jīng)有了數(shù)控機(jī)床，要選擇適合在該機(jī)床上加工的零件。無(wú)論哪種情況，考慮的因素主要有，毛坯的材料和類、零件輪廓形狀復(fù)雜程度、尺寸大小、加工精度、零件數(shù)量、熱處理要求等。概括起來(lái)有三點(diǎn)：①要保證加工零件的技術(shù)要求，加工出合格的產(chǎn)品。②有利于提高生產(chǎn)率。③盡可能降低生產(chǎn)成本(加工費(fèi)用)。 2.1.2、數(shù)控加工零件工藝性分析 數(shù)控加工工藝性分析涉及面很廣，在此僅從數(shù)控加工的可能性和方便性兩方面加以分析。 (一)零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的給出應(yīng)符合編程方便的原則 1．零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn)在數(shù)控加工零件圖上，應(yīng)以同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。這種標(biāo)注方法既便于編程，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，在保持設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、檢測(cè)基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)設(shè)置的一致性方面帶來(lái)很大方便。由于零件設(shè)計(jì)人員一般在尺寸標(biāo)注中較多地考慮裝配等使用特性方面，而不得不采用局部分散的標(biāo)注方法，這樣就會(huì)給工序安排與數(shù)控加工帶來(lái)許多不便。由于數(shù)控加工精度和重復(fù)定位精度都很高，不會(huì)因產(chǎn)生較大的積累誤差而破壞使用特性，因此可將局部的分散標(biāo)注法改為同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸的標(biāo)注法。 2．構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分 在手工編程時(shí)要計(jì)算基點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。在自動(dòng)編程時(shí)，要對(duì)構(gòu)成零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義。因此在分析零件圖時(shí)，要分析幾何元素的給定條件是否充分。如圓弧與直線，圓弧與圓弧在圖樣上相切，但根據(jù)圖上給出的尺寸，在計(jì)算相切條件時(shí)，變成了相交或相離狀態(tài)。由于構(gòu)成零件幾何元素條件的不充分，使編程時(shí)無(wú)法下手。遇到這種情況時(shí)，應(yīng)與零件設(shè)計(jì)者協(xié)商解決。 (二)零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn) 1)零件的內(nèi)腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸。這樣可以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，使編程方便，生產(chǎn)效益提高。 2)內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，因而內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過(guò)小。零件工藝性的好壞與被加工輪廓的高低、轉(zhuǎn)接圓弧半徑的大小等有關(guān)。 3)零件銑削底平面時(shí)，槽底圓角半徑r不應(yīng)過(guò)大。 4)應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。在數(shù)控加工中，若沒(méi)有統(tǒng)一基準(zhǔn)定位，會(huì)因工件的重新安裝而導(dǎo)致加工后的兩個(gè)面上輪廓位置及尺寸不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。因此要避免上述問(wèn)題的產(chǎn)生，保證兩次裝夾加工后其相對(duì)位置的準(zhǔn)確性，應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。 零件上最好有合適的孔作為定位基準(zhǔn)孔，若沒(méi)有，要設(shè)置工藝孔作為定位基準(zhǔn)孔(如在毛坯上增加工藝凸耳或在后續(xù)工序要銑去的余量上設(shè)置工藝孔)。若無(wú)法制出工藝孔時(shí)，最起碼也要用經(jīng)過(guò)精加工的表面作為統(tǒng)一基準(zhǔn)，以減少兩次裝夾產(chǎn)生的誤差。 此外，還應(yīng)分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得到保證、有無(wú)引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。 2.1.3、加工方法的選擇與加工方案的確定 (一)加工方法的選擇 加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工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，因而在實(shí)際選擇時(shí)，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等全面考慮。例如，對(duì)于IT7級(jí)精度的孔采用鏜削、鉸削、磨削等加工方法均可達(dá)到精度要求，但箱體上的孔一般采用鏜削或鉸削，而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱體孔選擇鉸孔，當(dāng)孔徑較大時(shí)則應(yīng)選擇鏜孔。此外，還應(yīng)考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的要求，以及工廠的生產(chǎn)設(shè)備等實(shí)際情況。常用加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度及表面粗糙度可查閱有關(guān)工藝手冊(cè)。 (二)加工方案確定的原則 零件上比較精密表面的加工，常常是通過(guò)粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到的。對(duì)這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。 確定加工方案時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步確定為達(dá)到這些要求所需要的加工方法。例如，對(duì)于孔徑不大的IT7級(jí)精度的孔，最終加工方法取精鉸時(shí)，則精鉸孔前通常要經(jīng)過(guò)鉆孔、擴(kuò)孔和粗鉸孔等加工。 2.1.4、工序與工步的劃分 (一) 工序的劃分 在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序可以比較集中，在一次裝夾中盡可能完成大部分或全部工序。首先應(yīng)根據(jù)零件圖樣，考慮被加工零件是否可以在一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上完成整個(gè)零件的加工工作，若不能則應(yīng)決定其中哪一部分在數(shù)控機(jī)床上加工，哪一部分在其他機(jī)床上加工，即對(duì)零件的加工工序進(jìn)行劃分。 （二)工步的劃分工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個(gè)工序內(nèi)往往需要采用不同的刀具和切削用量，對(duì)不同的表面進(jìn)行加工。為了便于分析和描述較復(fù)雜的工序，在工序內(nèi)又細(xì)分為工步。下面以加工中心為例來(lái)說(shuō)明工步劃分的原則： 1)同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開進(jìn)行。 2)對(duì)于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔。按此方法劃分工步，可以提高孔的精度。因?yàn)殂娤鲿r(shí)切削力較大，工件易發(fā)生變形。先銑面后鏜孔，使其有一段時(shí)間恢復(fù)，減少由變形引起的對(duì)孔的精度的影響。 3)按刀具劃分工步。某些機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)時(shí)間比換刀時(shí)間短，可采用按刀具劃分工步，以減少換刀次數(shù)，提高加工效率。 總之，工序與工步的劃分要根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求等情況綜合考慮。 2.1.5、零件的安裝與夾具的選擇 (一)定位安裝的基本原則 1)力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。 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。 3)避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。 (二)選擇夾具的基本原則 數(shù)控加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出了兩個(gè)基本要求：一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。除此之外，還要考慮以下四點(diǎn)： 1)當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、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。 4)夾具上各零部件應(yīng)不妨礙機(jī)床對(duì)零件各表面的加工，即夾具要開敞其定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀(如產(chǎn)生碰撞等)。 2.1.6、刀具的選擇與切削用量的確定 (一)刀具的選擇 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中重要內(nèi)容之一，它不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時(shí)，選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。 與傳統(tǒng)的加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具的要求更高。不僅要求精度高、剛度好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。這就要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料制造數(shù)控加工刀具，并優(yōu)選刀具參數(shù)。 選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀。銑削平面時(shí)，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時(shí)，可選鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀。選擇立銑刀加工時(shí)，刀具的有關(guān)參數(shù)，推薦按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取。曲面加工常采用球頭銑刀，但加工曲面較平坦部位時(shí)，刀具以球頭頂端刃切削，切削條件較差，因而應(yīng)采用環(huán)形刀。在單件或小批量生產(chǎn)中，為取代多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)機(jī)床，常采用鼓形刀或錐形刀來(lái)加工飛機(jī)上一些變斜角零件加鑲齒盤銑刀，適用于在五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床上加工一些球面，其效率比用球頭銑刀高近十倍，并可獲得好的加工精度。 在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫(kù)上，按程序規(guī)定隨時(shí)進(jìn)行選刀和換刀工作。因此必須有一套連接普通刀具的接桿，以便使鉆、鏜、擴(kuò)、鉸、銑削等工序用的標(biāo)準(zhǔn)刀具，迅速、準(zhǔn)確地裝到機(jī)床主軸或刀庫(kù)上去。作為編程人員應(yīng)了解機(jī)床上所用刀桿的結(jié)構(gòu)尺寸以及調(diào)整方法，調(diào)整范圍，以便在編程時(shí)確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國(guó)的加工中心采用TSG工具系統(tǒng)，其柄部有直柄(三種規(guī)格)和錐柄(四種規(guī)格)兩種，共包括16種不同用途的刀。 (二)切削用量的確定 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度)、背吃刀量、進(jìn)給量。對(duì)于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)。 合理選擇切削用量的原則是，粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。 2.1.7、對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定 在編程時(shí)，應(yīng)正確地選擇“對(duì)刀點(diǎn)”和“換刀點(diǎn)”的位置?！皩?duì)刀點(diǎn)”就是在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。由于程序段從該點(diǎn)開始執(zhí)行，所以對(duì)刀點(diǎn)又稱為“程序起點(diǎn)”或“起刀點(diǎn)”。 對(duì)刀點(diǎn)的選擇原則是：1.便于用數(shù)字處理和簡(jiǎn)化程序編制；2.在機(jī)床上找正容易，加工中便于檢查；3.引起的加工誤差小。 對(duì)刀點(diǎn)可選在工件上，也可選在工件外面(如選在夾具上或機(jī)床上)但必須與零件的定位基準(zhǔn)有一定的尺寸關(guān)系。 為了提高加工精度，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量選在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，如以孔定位的工件，可選孔的中心作為對(duì)刀點(diǎn)。刀具的位置則以此孔來(lái)找正，使“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”重合。工廠常用的找正方法是將千分表裝在機(jī)床主軸上，然后轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)床主軸，以使“刀位點(diǎn)”與對(duì)刀點(diǎn)一致。一致性越好，對(duì)刀精度越高。所謂“刀位點(diǎn)”是指車刀、鏜刀的刀尖；鉆頭的鉆尖；立銑刀、端銑刀刀頭底面的中心，球頭銑刀的球頭中心。 零件安裝后工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系就有了確定的尺寸關(guān)系。在工件坐標(biāo)系設(shè)定后，從對(duì)刀點(diǎn)開始的第一個(gè)程序段的坐標(biāo)值；為對(duì)刀點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值為(X0，Y0)。當(dāng)按絕對(duì)值編程時(shí)，不管對(duì)刀點(diǎn)和工件原點(diǎn)是否重合，都是X2、Y2；當(dāng)按增量值編程時(shí)，對(duì)刀點(diǎn) 與工件原點(diǎn)重合時(shí)，第一個(gè)程序段的坐標(biāo)值是X2、Y2，不重合時(shí)，則為(X1十X2)、Y1+ Y2)。 對(duì)刀點(diǎn)既是程序的起點(diǎn)，也是程序的終點(diǎn)。因此在成批生產(chǎn)中要考慮對(duì)刀點(diǎn)的重復(fù)精度，該精度可用對(duì)刀點(diǎn)相距機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)值(X0，Y0)來(lái)校核。 所謂“機(jī)床原點(diǎn)”是指機(jī)床上一個(gè)固定不變的極限點(diǎn)。例如，對(duì)車床而言，是指車床主軸回轉(zhuǎn)中心與車頭卡盤端面的交點(diǎn)。 加工過(guò)程中需要換刀時(shí)，應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所謂“換刀點(diǎn)”是佰刀架轉(zhuǎn)位換刀時(shí)的位置。該點(diǎn)可以是某一固定點(diǎn)(如加工中心機(jī)床，其換刀機(jī)械手的位置是固定的)，也可以是任意的一點(diǎn)(如車床)。換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位時(shí)不碰工件及其它部件為準(zhǔn)。其設(shè)定值可用實(shí)際測(cè)量方法或計(jì)算確定。 2.1.8、加工路線的確定 在數(shù)控加工中，刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡稱為加工路線。編程時(shí)，加工路線的確定原則主要有以下幾點(diǎn)： 1)加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率較高。 2)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，以減少編程工作量。 3)應(yīng)使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空刀時(shí)間。 度等情況，確定是一次走刀，還是多次走刀來(lái)完成加工以及在銑削加工中是采用順銑還是采用逆銑等。 對(duì)點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床，只要求定位精度較高，定位過(guò)程盡可能快，而刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)路線是無(wú)關(guān)緊要的，因此這類機(jī)床應(yīng)按空程最短來(lái)安排走刀路線。除此之外還要確定刀具軸向的運(yùn)動(dòng)尺寸，其大小主要由被加工零件的孔深來(lái)決定，但也應(yīng)考慮一些輔助尺寸，如刀具的引入距離和超越量。 在數(shù)控機(jī)床上車螺紋時(shí)，沿螺距方向的z向進(jìn)給應(yīng)和機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)保持嚴(yán)格的速比關(guān)系，因此應(yīng)避免在進(jìn)給機(jī)構(gòu)加速或減速過(guò)程中切削。為此要有引入距離δ1超越距離δ2。和的數(shù)值與機(jī)床拖動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性有關(guān)，與螺紋的螺距和螺紋的精度有關(guān)。一般為2—5mm，對(duì)大螺距和高精度的螺紋取大值；一般取的1／4左右。若螺紋收尾處沒(méi)有退刀槽時(shí)，收尾處的形狀與數(shù)控系統(tǒng)有關(guān)，一般按45o收尾。 銑削平面零件時(shí)，一般采用立銑刀側(cè)刃進(jìn)行切削。為減少接刀痕跡，保證零件表面質(zhì)量，對(duì)刀具的切入和切出程序需要精心設(shè)計(jì)。銑削外表面輪廓時(shí)，銑刀的切入和切出點(diǎn)應(yīng)沿零件輪廓曲線的延長(zhǎng)線上切向切入和切出零件表面，而不應(yīng)沿法向直接切入零件，以避免加工表面產(chǎn)生劃痕，保證零件輪廓光滑。 銑削內(nèi)輪廓表面時(shí)，切入和切出無(wú)法外延，這時(shí)銑刀可沿零件輪廓的法線方向切入和切出，并將其切入、切出點(diǎn)選在零件輪廓兩幾何元素的交點(diǎn)處 加工過(guò)程中，工件、刀具、夾具、機(jī)床系統(tǒng)平衡彈性變形的狀態(tài)下，進(jìn)給停頓時(shí)，切削力減小，會(huì)改變系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，刀具會(huì)在進(jìn)給停頓處的零件表面留下劃痕，因此在輪廓加工中應(yīng)避免進(jìn)給停頓。 曲面時(shí)，常用球頭刀采用“行切法”進(jìn)行加工。所謂行切法是指刀具與零件輪廓的切點(diǎn)軌跡是一行一行的，而行間的距離是按零件加工精度的要求確定的。 2.2、數(shù)控加工工藝路線的確定 在數(shù)控加工中，刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡稱為加工路線。編程時(shí)，加工路線的確定原則主要有以下幾點(diǎn)： （1）應(yīng)能保證零件的加工精度和表面粗糙度的要求。 （2）應(yīng)盡量縮短加工路線，減少刀具空程移動(dòng)時(shí)間。 （3）應(yīng)使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，程序段數(shù)量少，以減少編程工作量。 對(duì)點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床，只要求定位精度較高，定位過(guò)程盡可能的快，而刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)路線是無(wú)關(guān)緊要的，因此這類機(jī)床應(yīng)按空程最短來(lái)安排走道路線。除此之外還要確定刀具軸向的運(yùn)動(dòng)尺寸，其大小主要由被加工零件的孔深來(lái)決定，但也應(yīng)考慮一些輔助尺寸，如刀具的引入距離和超程量。 對(duì)于位置精度要求較高的孔系加工，特別要注意孔的加工順序的安排，安排不當(dāng)時(shí)，就有可能將坐標(biāo)軸的反向間隙帶入，直接影響位置精度。如圖2-1所示，圖a為零件圖，在該零件上鏜六個(gè)尺寸相同的孔，有兩種加工路線。當(dāng)按b圖所示的路線加工時(shí)，由于1孔與2孔定位，Y方向反向間隙會(huì)使定位誤差增加，而影響2孔與其1孔的位置精度。 a） b） c） 圖2-1 鏜孔加工路線示意圖 按c圖所示路線，加工完2孔后往上多移動(dòng)一段距離到P點(diǎn)，然后再折回來(lái)加工2孔，這樣方向一致，可避免反向間隙的引入，提高1、2孔的位置精度。 銑削平面零件時(shí)，一般采用立銑刀側(cè)刃進(jìn)行切削。為減少接刀痕跡，保證零件表面質(zhì)量，對(duì)刀具的切入和切出程序需要精心設(shè)計(jì)。如圖2-2所示，銑削外表面輪廓時(shí)，銑刀的切入和切出點(diǎn)應(yīng)沿零件輪廓曲線的延長(zhǎng)線上切向切入和切出零件表面，而不應(yīng)沿法向直接切入零件，以避免加工表面產(chǎn)生劃痕，保證零件輪廓光滑。 銑削內(nèi)輪廓表面時(shí)，切入和切出無(wú)法外延，這時(shí)銑刀可沿零件輪廓的法線方向切入和切出，并將其切入、切出點(diǎn)選在零件輪廓兩幾何元素的交點(diǎn)處。圖2-3所示為加工凹槽的三種加工路線。 圖2-2 切入切出方式 a） b） c） 圖2-3 凹槽加工路線 圖a和b分別為用行切法和環(huán)切法加工凹槽的走刀路線；圖c為先用行切法最后環(huán)切一刀光整輪廓表面。三種方案中，a圖方案最差，C圖方案最好。 在輪廓銑削過(guò)程中要避免進(jìn)給停頓，否則會(huì)因銑削力的突然變化，將在停頓處輪廓表面上留下刀痕。 2.3 數(shù)控加工工藝卡設(shè)計(jì) 表2-1件一工藝卡 單位名稱 產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件名稱 零件圖號(hào) 典型銑削 工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 001 平口鉗 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 刀具規(guī)格（/ mm） 主軸轉(zhuǎn)速 （/r.m－1） 進(jìn)給速度 （/mm.m－1） 背吃刀量（/ mm） 備注 1 銑中間凸臺(tái) T01 800 自動(dòng) 2 銑右邊凸臺(tái) T01 1500 自動(dòng) 3 銑左邊凸臺(tái) T01 600 25 自動(dòng) 4 右邊凸臺(tái)面銑削 T01 1000 自動(dòng) 5 左邊凸臺(tái)面銑削 T01 800 自動(dòng) 6 鉆2個(gè)的通孔 T02 1500 80 自動(dòng) 7 挖槽加工 T03 1200 8 鉆中心孔 T04 600 表2-2件二工藝卡 單位名稱 產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件名稱 零件圖號(hào) 典型軸 工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 002 平口鉗 TND360數(shù)控車床 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 （/ mm） 主軸轉(zhuǎn)速 （/r.m－1 ） 進(jìn)給速度 （/mm.m－1） 背吃刀量（/ mm） 備注 1 挖槽加工 T03 1200 自動(dòng) 2 鉆2個(gè)的通孔 T02 600 自動(dòng) 2.4夾具的概念及作用 數(shù)控機(jī)床夾具的類型和特點(diǎn) 應(yīng)用機(jī)床夾具，有利于保證工件的加工精度、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量；有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本；有利于改善工人勞動(dòng)條件，保證安全生產(chǎn)；有利于擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用”。 １．機(jī)床夾具的類型 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。 在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著工件加工的精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等。 機(jī)床夾具的種類繁多，可以從不同的角度對(duì)機(jī)床夾具進(jìn)行分類。常用的分類方法有以下幾種。 （１）按夾具的使用特點(diǎn)分類 根據(jù)夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，機(jī)床夾具可分為通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和拼裝夾具五大類。 ①通用夾具 已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱為通用夾具，其結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，而且具有一定通用性，如三爪自定心卡盤、機(jī)床用平口虎鉗、四爪單動(dòng)卡盤、臺(tái)虎鉗、萬(wàn)能分度頭、頂尖、中心架和磁力工作臺(tái)等。這類夾具適應(yīng)性強(qiáng)，可用于裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這些夾具已作為機(jī)床附件由專門工廠制造供應(yīng)，只需選購(gòu)即可。其缺點(diǎn)是夾具的精度不高，生產(chǎn)率也較低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故一般適用于單件小批量生產(chǎn)中。 ②專用夾具 專為某一工件的某道工序設(shè)計(jì)制造的夾具，稱為專用夾具。在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，采用各種專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。專用夾具的設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)、投資較大。 專用夾具一般在批量生產(chǎn)中使用。除大批大量生產(chǎn)之外，中小批量生產(chǎn)中也需要采用一些專用夾具，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。 ③可調(diào)夾具 某些元件可調(diào)整或更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具，稱為可調(diào)夾具?？烧{(diào)夾具是針對(duì)通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來(lái)的一類新型夾具。對(duì)不同類型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來(lái)夾具上的個(gè)別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又可分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩種。前者的通用范圍比通用夾具更大；后者則是一種專用可調(diào)夾具，它按成組原理設(shè)計(jì)并能加工一族相似的工件，故在多品種，中、小批量生產(chǎn)中使用有較好的經(jīng)濟(jì)效果。 ④組合夾具 采用標(biāo)準(zhǔn)的組合元件、部件，專為某一工件的某道工序組裝的夾具，稱為組合夾具。組合夾具是一種模塊化的夾具。標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件具有較高精度和耐磨性，可組裝成各種夾具。夾具用畢可拆卸，清洗后留待組裝新的夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，元件能重復(fù)多次使用，并具有減少專用夾具數(shù)量等優(yōu)點(diǎn)，因此組合夾具在單件，中、小批量多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。 ⑤拼裝夾具 用專門的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的拼裝零部件拼裝而成的夾具，稱為拼裝夾具。它具有組合夾具的優(yōu)點(diǎn)，但比組合夾具精度高、效能高、結(jié)構(gòu)緊湊。它的基礎(chǔ)板和夾緊部件中常帶有小型液壓缸。此類夾具更適合在數(shù)控機(jī)床上使用。 （２）按使用機(jī)床分類 夾具按使用機(jī)床不同，可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機(jī)床夾具、數(shù)控機(jī)床夾具、自動(dòng)機(jī)床夾具、自動(dòng)線隨行夾具以及其他機(jī)床夾具等。 （３）按夾緊的動(dòng)力源分類 夾具按夾緊的動(dòng)力源可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。 2.5．?dāng)?shù)控加工夾具的特點(diǎn) 作為機(jī)床夾具，首先要滿足機(jī)械加工時(shí)對(duì)工件的裝夾要求。同時(shí)，數(shù)控加工的夾具還有它本身的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)是： (1)數(shù)控加工適用于多品種、中小批量生產(chǎn)，為能裝夾不同尺寸、不同形狀的多品種工件，數(shù)控加工的夾具應(yīng)具有柔性，經(jīng)過(guò)適當(dāng)調(diào)整即可夾持多種形狀和尺寸的工件。 (2)傳統(tǒng)的專用夾具具有定位、夾緊、導(dǎo)向和對(duì)刀四種功能，而數(shù)控機(jī)床上一般都配備有接觸試測(cè)頭、刀具預(yù)調(diào)儀及對(duì)刀部件等設(shè)備，可以由機(jī)床解決對(duì)刀問(wèn)題。數(shù)控機(jī)床上由程序控制的準(zhǔn)確的定位精度，可實(shí)現(xiàn)夾具中的刀具導(dǎo)向功能。因此數(shù)控加工中的夾具一般不需要導(dǎo)向和對(duì)刀功能，只要求具有定位和夾緊功能，就能滿足使用要求，這樣可簡(jiǎn)化夾具的結(jié)構(gòu)。 (3)為適應(yīng)數(shù)控加工的高效率，數(shù)控加工夾具應(yīng)盡可能使用氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等自動(dòng)夾緊裝置快速夾緊，以縮短輔助時(shí)間。 (4)夾具本身應(yīng)有足夠的剛度，以適應(yīng)大切削用量切削。數(shù)控加工具有工序集中的特點(diǎn)，在工件的一次裝夾中既要進(jìn)行切削力很大的粗加工，又要進(jìn)行達(dá)到工件最終精度要求的精加工，因此夾具的剛度和夾緊力都要滿足大切削力的要求。 (5)為適應(yīng)數(shù)控多方面加工，要避免夾具結(jié)構(gòu)包括夾具上的組件對(duì)刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的干涉，夾具結(jié)構(gòu)不要妨礙刀具對(duì)工件各部位的多面加工。 (6)夾具的定位要可靠，定位元件應(yīng)具有較高的定位精度，定位部位應(yīng)便于清屑，無(wú)切屑積留。如工件的定位面偏小，可考慮增設(shè)工藝凸臺(tái)或輔助基準(zhǔn)。 (7)對(duì)剛度小的工件，應(yīng)保證最小的夾緊變形，如使夾緊點(diǎn)靠近支承點(diǎn)，避免把夾緊力作用在工件的中空區(qū)域等。當(dāng)粗加工和精加工同在一個(gè)工序內(nèi)完成時(shí)，如果上述措施不能把工件變形控制在加工精度要求的范圍內(nèi)，應(yīng)在精加工前使程序暫停，讓操作者在粗加工后精加工前變換夾緊力（適當(dāng)減?。?，以減小夾緊變形對(duì)加工精度的影響。 2.6夾具、刀具的選擇及切削用量的確定 2.6.1、夾具的選擇、工件裝夾方法的確定 1．夾具的選擇 數(shù)控加工對(duì)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)。選用夾具時(shí)，通?？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(jiǎn)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。 2．夾具的類型 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。本課題的零件加工所選用的為平口鉗。 3．零件的安裝 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(jiǎn)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。 2.6.2、刀具的選擇及對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的設(shè)置 1．刀具的選擇 與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅需要?jiǎng)傂院?、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷屑和排屑性能好；同時(shí)要求安裝調(diào)整方便，這樣來(lái)滿足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細(xì)粒度硬質(zhì)合金）并使用可轉(zhuǎn)位刀片。。 （1）銑削用刀具及其選擇 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RD應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑Rmin，一般取RD=(0.8～0.9)Rmin 2）零件的加工高度H≤（1/4-1/6）RD，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可按下式計(jì)算（參見(jiàn)圖2-10）： 式中 D1——輪廓的最小凹圓角半徑； Δ——圓角鄰邊夾角等分線上的精加工余量； Δ1——精加工余量； j——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Re=R-r,如圖2-11 所示，即直徑為d=2 Re=2（R-r）,編程時(shí)取刀具半徑為Re=0.95（R-r）。 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。如圖2-12所示。 （2）標(biāo)準(zhǔn)化刀具 目前，數(shù)控機(jī)床上大多使用系列化、標(biāo)準(zhǔn)化刀具，對(duì)可轉(zhuǎn)位機(jī)夾外圓車刀、端面車刀等的刀柄和刀頭都有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及系列化型號(hào)；對(duì)于加工中心及有自動(dòng)換刀裝置的機(jī)床，刀具的刀柄都已有系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定，如錐柄刀具系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為TSG—JT，直柄刀具系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為DSG—JZ。 此外，對(duì)所選擇的刀具，在使用前都需對(duì)刀具尺寸進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)量以獲得精確數(shù)據(jù)，并由操作者將這些數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)系統(tǒng)，經(jīng)程序調(diào)用而完成加工過(guò)程，從而加工出合格的工件。 表2-3刀具卡 產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件名稱 典型軸 零件圖號(hào) 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 備注 1 T01 平底銑刀 1 銑凸臺(tái)及表面 2 T02 的鉆頭 1 鉆孔 以刀尖定位 3 T03 5平底銑刀 1 挖槽 4 T04 （成型刀具） 1 鉆中心孔 編制 審核 批準(zhǔn) 共 1 頁(yè) 第 1頁(yè) 2．對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的設(shè)置 工件裝夾方式在機(jī)床確定后，通過(guò)確定工件原點(diǎn)來(lái)確定了工件坐標(biāo)系，加工程序中的各運(yùn)動(dòng)軸代碼控制刀具作相對(duì)位移。例如：某程序開始第一個(gè)程序段為N0010 G90 G00 X100 Z20 ，是指刀具快速移動(dòng)到工件坐標(biāo)下 X=100mm Z=20mm處。究竟刀具從什么位置開始移動(dòng)到上述位置呢？所以在程序執(zhí)行的一開始，必須確定刀具在工件坐標(biāo)系下開始運(yùn)動(dòng)的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時(shí)刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，所以稱程序起始點(diǎn)或起刀點(diǎn)。此起始點(diǎn)一般通過(guò)對(duì)刀來(lái)確定，所以，該點(diǎn)又稱對(duì)刀點(diǎn)。 在編制程序時(shí)，要正確選擇對(duì)刀點(diǎn)的位置。對(duì)刀點(diǎn)設(shè)置原則是： 1）便于數(shù)值處理和簡(jiǎn)化程序編制。 2）易于找正并在加工過(guò)程中便于檢查。 3）引起的加工誤差小。 對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上或機(jī)床上，為了提高零件的加工精度，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。例：以外圓或孔定位零件，可以取外圓或孔的中心與端面的交點(diǎn)作為對(duì)刀點(diǎn)。 實(shí)際操作機(jī)床時(shí)，可通過(guò)手工對(duì)刀操作把刀具的刀位點(diǎn)放到對(duì)刀點(diǎn)上，即“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”的重合。所謂“刀位點(diǎn)”是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)，車刀的刀位點(diǎn)為刀尖或刀尖圓弧中心；平底立銑刀是刀具軸線與刀具底面的交點(diǎn)；球頭銑刀是球頭的球心，鉆頭是鉆尖等。用手動(dòng)對(duì)刀操作，對(duì)刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學(xué)對(duì)刀鏡、對(duì)刀儀、自動(dòng)對(duì)刀裝置等，以減少對(duì)刀時(shí)間，提高對(duì)刀精度。 加工過(guò)程中需要換刀時(shí)，應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所謂“換刀點(diǎn)”是指刀架轉(zhuǎn)動(dòng)換刀時(shí)的位置，換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以換刀時(shí)不碰工件及其它部件為準(zhǔn)。 2.6.3、切削用量的確定 數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)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。 1．主軸轉(zhuǎn)速的確定 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(lái)選擇。其計(jì)算公式為： n=1000v/πD 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(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速n最后要根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書選取機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。 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(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在100～200mm/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(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取。 3）當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取。 4）刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，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。 3．背吃刀量確定 背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來(lái)決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般0.2～0.5mm。 總之，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定。 第三章數(shù)控加工及仿真操作簡(jiǎn)介 3.1MDI/CRT窗口及操作面板介紹 3.1.1 YHCNC 執(zhí)行和退出 圖3-1 YHCNC的執(zhí)行和退出 在執(zhí)行YHCNCSTART.exe后，系統(tǒng)顯示如圖3-1那樣銑削和車削集成的屏幕。點(diǎn)擊要使用的機(jī)床執(zhí)行相應(yīng)的操作。 單擊“關(guān)閉”按紐，或同時(shí)按 “Alt” 鍵和 “F4”鍵 (Alt +F4) 可以退出程序。 在程序被終止時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)保存：所選擇的運(yùn)行模式、操作面板上的切換開關(guān)的位置、加工的位置和屏幕的尺寸等數(shù)據(jù)。 3.1.2 MDI/CRT窗口的基本操作 （1）工具條和菜單的配置 全部命令可以從屏幕左側(cè)工具條上的按鈕來(lái)執(zhí)行。 當(dāng)光標(biāo)指向各按鈕時(shí)系統(tǒng)會(huì)立即提示其功能名稱，同時(shí)在屏幕底部的狀態(tài)欄里顯示該功能的詳細(xì)說(shuō)明 45 建立新NC文件 打開保存的文件(如NC文件) 保存文件(如NC文件) 另存文件 機(jī)床參數(shù) 刀具庫(kù)管理 工件顯示模式 毛坯大小、冷卻液調(diào)整 快速模擬加工 開關(guān)機(jī)床門 毛坯加緊位置正向微調(diào) 毛坯加緊位置負(fù)向微調(diào) 屏幕安排：以固定的順序來(lái)改變屏幕布置的功能