基于Mastercam的雙孔十字凸臺零件的數控銑加工工藝設計及實體加工.zip,基于,Mastercam,十字,零件,數控,加工,工藝,設計,實體 機械加工工藝路線卡片 產品型號 雙孔十字凸臺 零件圖號 雙孔十字凸臺 產品名稱 雙孔十字凸臺 零件名稱 雙孔十字凸臺 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 45鋼 毛 坯 種 類 中碳調質結構鋼 毛坯外形尺寸 110×110×25 每毛坯件數 1 每 臺 件 數 1 備 注 工 序 號 工名 序稱 工 序 內 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 1 下料110×110×25mm 金工 割 切割機 扳手 2 調質熱處理 金工 熱 熱處理 3 銑下面 數控 銑 銑床 面銑刀、卡尺 4 銑削100×100正方形外輪廓，保證尺寸精度及粗糙度 數控 銑 銑床 立銑刀、卡尺 5 翻面裝夾，校正保證平行度 數控 銑 銑床 百分表 6 銑上面 數控 銑 銑床 面銑刀、卡尺 7 挖槽加工十字凸臺輪廓，保證尺寸精度及粗糙度 數控 銑 銑床 立銑刀、卡尺 8 挖槽加工?35圓孔，保證尺寸精度及粗糙度 數控 銑 銑床 立銑刀、卡尺 9 鉆2-?11.8孔加工，留0.2加工余量 數控 銑 銑床 鉆頭、卡尺 10 鉸孔2-?12，保證尺寸精度及粗糙度 數控 銑 銑床 鉸刀、卡尺 11 清洗、去毛刺 金工 銑 虎鉗 油石 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產品型號 雙孔十字凸臺 零件圖號 雙孔十字凸臺 產品名稱 雙孔十字凸臺 零件名稱 雙孔十字凸臺 共 5 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每臺件數 中碳調質結構鋼 110×110×25 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 數控銑床 VMC1000 1 1 夾 具 編 號 夾具名稱 切削液 1 虎鉗 油性切削油 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 1 游標卡尺，千分尺 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 粗銑削100×100正方形外輪廓，留有精加工余量 游標卡尺、φ10立銑刀 1500 200 0.03 2 2 精銑削100×100正方形外輪廓，保證尺寸精度量 游標卡尺、φ10立銑刀 1700 200 0.03 0.5 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產品型號 雙孔十字凸臺 零件圖號 雙孔十字凸臺 產品名稱 雙孔十字凸臺 零件名稱 雙孔十字凸臺 共 5 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每臺件數 中碳調質結構鋼 110×110×25 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 數控銑床 VMC1000 1 1 夾 具 編 號 夾具名稱 切削液 1 虎鉗 油性切削油 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 1 游標卡尺，千分尺 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 挖槽加工十字凸臺輪廓，留有精加工余量 游標卡尺、φ10立銑刀 1500 200 0.03 2 2 挖槽加工十字凸臺輪廓，保證尺寸精度及粗糙度 游標卡尺、φ10立銑刀 1700 200 0.03 0.5 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產品型號 雙孔十字凸臺 零件圖號 雙孔十字凸臺 產品名稱 雙孔十字凸臺 零件名稱 雙孔十字凸臺 共 5 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每臺件數 中碳調質結構鋼 110×110×25 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 數控銑床 VMC1000 1 1 夾 具 編 號 夾具名稱 切削液 1 虎鉗 油性切削油 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 1 游標卡尺，千分尺 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 挖槽加工?35圓孔，留有精加工余量 游標卡尺、φ10立銑刀 1500 200 0.03 2 2 挖槽加工?35圓孔，保證尺寸精度及粗糙度 游標卡尺、φ10立銑刀 1700 200 0.03 0.5 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工序卡片 產品型號 雙孔十字凸臺 零件圖號 雙孔十字凸臺 產品名稱 雙孔十字凸臺 零件名稱 雙孔十字凸臺 共 5 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每臺件數 中碳調質結構鋼 110×110×25 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 數控銑床 VMC1000 1 1 夾 具 編 號 夾具名稱 切削液 1 虎鉗 油性切削油 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 1 游標卡尺，千分尺 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆2-?11.8孔加工，留0.2加工余量 鉆頭、卡尺 800 200 50 12 2 鉸孔2-?12，保證尺寸精度及粗糙度 鉸刀、卡尺 300 100 20 12 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 班級 檢 驗 卡 片 產 品 型 號 工廠 零組件圖號 車間 共 1 頁 第 1 頁 材 料 工序名稱 檢 驗 名稱 45鋼 牌號 中碳調質結構鋼 規(guī)格 110×110×25 一個毛坯制造之零件數 檢驗后交： 序號 檢驗內容 檢驗設備及工具 1 Ra3.2 表面粗糙儀 2 4-16 千分尺 3 ?60 游標卡尺 4 100 游標卡尺 5 深度8 深度尺 6 2-?12 極限塞規(guī) 編制 批準 文件編號 校對 審核 更改號 文件號 簽字 日期 更改號 文件號 簽字 日期 工 藝 規(guī) 程 產品型號 產品名稱 零組件號 零組名稱 指導教師 總頁數 班 級 編 制 20XX 年 月 XXX 任務書 題目：雙孔十字凸臺零件的數控銑加工工藝設計及實體加工 任務與要求： 1、熟悉機床的操作 2、設計零件數控加工工藝路線,選擇刀具、確定切削參數 3、編寫數控加工工序卡 4、編寫數控加工刀具卡 5、編寫數控加工程序單 6、利用數控仿真軟件仿真零件加工過程 7、實際加工零件 8、檢測加工精度是否符合要求 時間： 20XX 年 1 月 31 日 至 20XX 年 3 月 14 日 共 8 周 所屬二級學院：XXX 學生姓名： 學 號： 專業(yè)： XXX 指導單位或教研室：XXX 指導教師： 職 稱： XXX制 20XX年03月14日 IV 基于MasterCAM銑零件的虛擬仿真與加工 【摘要】 隨著科技的不斷發(fā)展，數控技術在企業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。本設計通過對數控加工的工藝特點、加工零件工藝性等進行分析，選擇正確的加工方法，設計合理的加工工藝過程，充分發(fā)揮數控加工的優(yōu)質、高效、低成本的特點。設計說明書以數控車床車削軸類零件為例，根據被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適的機床，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，編寫加工零件的程序。按照說明書要求將加工出零件，并對零件自檢數據進行分析，說明在加工過程中應注意的事項。 本文主要講述銑零件零件的加工工藝，通過Master CAM X5 畫出三維圖，對零件圖的工藝性分析、加工刀具的選擇。然后用?50mm的面銑刀進行銑面，用?10立銑刀進行挖槽加工凸臺輪廓、挖槽加工，最后用?11.8及?12鉸刀進行圓孔加工，最后導出程序。 關鍵詞： 工藝分析、三維造型、工藝流程、自動編程 Abstract: With the continuous development of science and technology, numerical control technology in the enterprise play a more and more important role. This design through the analysis of process characteristics, the NC machining process, choose the correct processing methods, design the reasonable process, give full play to the characteristics of NC machining of high quality, high efficiency and low cost. The design specification of CNC lathe turning shaft parts as an example, according to the material, the shape of the workpiece contour machining, the machining precision of the machine tool suitable for processing scheme, and determine the parts processing order, the tools used in the process, fixture and cutting machining parts, written procedures. According to the requirements of the specification will be processed out parts, and parts of the self inspection data analysis, note in the processing process should pay attention to the matters. In this paper, the processing technology of milling parts is described. Three-dimensional map is drawn by Master CAM X5. Then, the surface milling surface is processed with an ?50mm milling cutter, with a 10-stand milling cutter for groping processing convex table contour, groping processing, and finally with 11 .8 and 12 reamers for circular hole processing, and the procedure is finally derived。 Key words: Process analysis, process flow, three-dimensional modeling, automatic programming 目 錄 1 緒論 1 1.1本設計的目的及內容 1 1.2 課題背景知識 1 2 零件工藝分析 2 2.1零件圖的分析 2 2.2結構工藝性分析 3 2.3加工方法的選擇 3 2.4工序的劃分 3 2.4.1工序的劃分原則 3 2.4.2工序的劃分方法 4 2.4.3工序的確定 4 2.5機床的選擇 5 2.6 裝夾方案的選擇 6 2.7刀具的選擇 7 2.8切削用量的選擇 8 2.9填寫機械加工工藝規(guī)程 11 3 零件造型與設計編程原點的確定 12 3.1 銑零件的二維繪制 12 3.2銑零件的實體造型 14 3.3 原點的選擇 16 3.3.1手工編程 16 3.3.2自動編程 16 3.3.3 編程原點的確定 16 4軟件編程操作 18 4.1選擇機床 18 4.2刀路的設計 19 4.2.1 銑削下平面刀路設計 19 4.2.2 外形銑削的刀路設計 21 4.2.3 挖槽的刀路設計 23 4.3零件仿真加工 28 4.4后處理 30 總 結 31 致 謝 32 參考文獻 33 1 緒論 1.1本設計的目的及內容 本文根據雙孔十字凸臺零件的圖紙及技術要求，對該零件進行了詳細的數控加工工藝分析，根據分析的結果，對該零件進行了數控加工工藝設計，編制了工序卡片、數控加工工序卡片和刀具卡片等，最后，根據數控加工工藝設計的結果，運用編制了該零件的數控加工程序。在工藝設計中充分考慮了加工設備的選用，夾具的選擇，加工順序的安排、工步的劃分，走刀路線和切削用量的確定等。 1.2 課題背景知識 數控銑床技術在當今機械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，已經顯示了其在國家基礎工業(yè)現代化生產中的戰(zhàn)略性作用，而且已成為了傳統(tǒng)機械制造業(yè)實現自動化、柔性化、集成化生產的重要手段和標志。數控銑床的廣泛應用，給機械制造業(yè)的產業(yè)結構、產品種類和檔次以及生產方式帶來了革命性的變化。數控銑床是現代加工車間里面重要的加工設備，現代的CAD/CAM都是建立在數控技術之上的。掌握現代數控加工技術知識是現代機械專業(yè)里面必不可少的。在數控加工過程中，從零件的設計圖紙到零件成品的合格。不僅要考慮到數控程序的編制，還要考慮到零件加工工藝路線的安排、加工機床型號的選擇、切削刀具的選擇、零件加工的定位裝夾等一系列因素的影響。在開始編程前，必須要對零件設計圖紙和技術要求進行詳細的數控加工工藝分析。來最終確定哪些是零件的技術關鍵，哪些是數控加工的難點，以及程序的編制難易程度。 32 2 零件工藝分析 2.1零件圖的分析 如圖2.1所示零件，該零件是一種典型的數控銑床加工零件，其主要由凸臺、圓孔、圓孔等特征組成，其結構主要由槽、凸臺構成，表面粗糙度在3.2以上，通過數控銑床可以獲得。 圖2.1 零件圖 2.2結構工藝性分析 零件的技術要求主要包括尺寸精度、形位公差、表面質量等一些方面的分析。該零件的尺寸精度要求較高，最高精度達到±0.5mm，因此在加工時要選擇合理的刀具和切削用量；零件主要是圓孔和凸臺導致加工量較多；零件的表面質量要求Ra3.2um其余表面粗糙度為全部Ra6.4um，在數控銑削中可以達到1.6以上，所以可以滿足此技術要求。 2.3加工方法的選擇 1上下兩平面的加工方法 其表面粗糙度要求Ra3.2um，尺寸精度較高，故其加工方法可按照粗、精加工進行，在粗銑后留取0.5mm的余量進行精銑。 2凸臺的加工方法 凸臺的精度要求高，通過粗加工后半精加工，最后在精加工才可以獲得。 3圓孔的加工方法 其表面粗糙度要求較高，尺寸精度較高，且加工余量較大，故其加工方法需按照粗、精加工進行，且粗加工時余量較多，需要進行分層銑削，最后精加工。 2.4工序的劃分 2.4.1工序的劃分原則 工序的劃分可以采用兩種不同的原則：工序集中原則和工序分散原則。 工序集中的原則就是指每道工序包括可能多的加工內容。將工件的加工集中在少數幾道工序內容內完成。工序集中一般使用結構復雜，機械化，自動化程度高的機床。因此工序集中的特點是： 1）減少了設備的數量，減少了操作工人和生產面積。 2）減少工序數目，減少運輸工作量，簡化了生產計劃工作，縮短了生產周期。 3）減少了工件的裝夾次數，不僅有利于提高生產率，而且由于一次裝夾下加工了許多的表面，也易于保證這些表面的加工精度。 4）工序分散原則就是將工件的加工分散在較多的工序內進行。每道工序的加工內容很少，最小時即每道工序僅完成一個簡單的工步。其特點是： 2.4.2工序的劃分方法 （1）按所用的刀具劃分。即在一次安裝過程中盡可能用一把刀具加工出可能加工的所有部分，然后再換另一把刀加工其他的部位。即以同一把刀具完成的那一部分工藝過程為一道工序。 （2）按安裝次數劃分。即以每一次裝夾完成的那一部分工藝過程為一道工序。這種方法適應于加工內容不多的工件。 （3）按粗、精加工劃分。即以粗加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序，精加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序。這種方法使用于加工后變形較大，需要粗、精加工分開的零件。 （4）按加工部位劃分。即以完成相同型面的那一部分工藝過程為一道工序。對于加工表面多而復雜的零件，可以按結構特點分為幾個加工部分，每一部分為一道工序。 2.4.3工序的確定 綜上所述，對該零件的加工工序進行了如下安排： 工序1 下料125×85×25mm。 工序2 銑下面 工序3 銑削100×100正方形外輪廓，保證尺寸精度及粗糙度 工序4 翻面裝夾，校正保證平行度 工序5 銑上面 工序6 挖槽加工十字凸臺輪廓，保證尺寸精度及粗糙度 工序7 挖槽加工?35圓孔，保證尺寸精度及粗糙度 工序8 鉆2-?11.8孔加工，留0.2加工余量 工序9 鉸孔2-?12，保證尺寸精度及粗糙度 工序10 清洗、去毛刺 2.5機床的選擇 一般來說，上述這些加工內容采用數控加工后，在產品質量、生產效率與綜合效益等方面都會得到明顯提高。相比之下，下列一些內容不宜選擇采用數控加工： （1）占機調整時間長。如以毛坯的粗基準定位加工第一個精基準，需用專用工裝協(xié)調的內容； （2）加工部位分散，需要多次安裝、設置原點。這時，采用數控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機床補加工； （3）按某些特定的制造依據（如樣板等）加工的型面輪廓。主要原因是獲取數據困難，易于與檢驗依據發(fā)生矛盾，增加了程序編制的難度。 此外，在選擇和決定加工內容時，也要考慮生產批量、生產周期、工序間周轉情況等等?？傊M量做到合理，達到多、快、好、省的目的。要防止把數控機床降格為通用機床使用。 通過以上分析 選定數控機床為 本零件的加工制造的實用機床，可以達到本零件的要求，本零件不是回旋體零件，不適合數控車床加工，為復雜零件適合數控銑床來加工，所以選擇數控銑床。并且零件尺寸不大，在經濟性的原則下可以選擇行程較小的銑床。 選用加工中心（FAUNC——VMC1000） 加工中心加工柔性比普通數控銑床優(yōu)越，有一個自動換刀的伺服系統(tǒng)，對于工序復雜的零件需要多把刀加工，在換刀的時候可以減少很多輔助時間，很方便，而且能夠加工更加復雜的曲面等工件。因此，提高加工中心的效率便成為關鍵，而合理運用編程技巧，編制高效率的加工程序，對提高機床效率往往具有意想不到的效果。 圖2.1 VMC1000加工中心 表2-1機床參數表 工作臺面尺寸 （長×寬） 407×1307（mm） 主軸錐孔/刀柄形式 24ISO40 / BT40（MAS403） 工作臺最大縱向行程 670mm 主配控制系統(tǒng) FANUC 0iMate-MC 工作臺最大橫向行程 470mm 換刀時間（s） 6.7s 主軸箱垂向行程 700mm 主軸轉速范圍 60—6000( r/min) 工作臺T型槽 （槽數-寬度×間距） 7-16×60mm 快速移動速度 10000（mm/min） 主電動機功率 7.7/7.7（kw） 進給速度 7—800（mm/min） 脈沖當量（mm/脈沖） 0.001 工作臺最大承載(kg) 700kg 機床外形尺寸 (長×寬×高)(mm) 2740mm×2720mm×2710mm 機床重量(?kg) 4000kg 2.6 裝夾方案的選擇 1．夾具的選擇 考慮到該零件外輪廓為正方形,形狀很規(guī)則，在外型上沒有什么特殊要求，故夾具選用平口虎鉗即可?？紤]到本設計零件的外形尺寸和加工精度等因素，本設計選擇的平口虎鉗規(guī)格參數如下： 該零件形狀規(guī)則，四個側面較光整，加工面與加工面之間的位置精度要求不高。所以以底面和兩個側面作為定位，用虎鉗從工件側面夾緊。 使用注意事項： （1）夾緊工件時要松緊適當，用手板緊手柄，不得借助其他工具加力。 （2）強力作業(yè)時，應盡量使力朝向固定鉗身。 （3）不許在活動鉗身和光滑平面上敲擊作業(yè)。 （4）對絲杠、螺母等活動表面應經常清洗、潤滑，以防生銹 表2-2平口虎鉗夾具參數 產品名稱 型號 鉗口寬度（mm） 鉗口高度（mm） 鉗口最大張開度（mm） 定位鍵寬度（mm） 外形尺寸長×寬×高（mm） 平口虎鉗 AK7042 125 70 160 18 357×168×135 2.7刀具的選擇 刀具的選擇是數控加工工藝中的主要內容之一，不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工的質量。數控機床在選用刀具時，通常要考慮機床的加工能力、工序內容、工件材料等因素。數控機床對刀具的要求比普通機床要高、除了要求較好的剛性和尺寸穩(wěn)定性、較長的壽命、良好的切削性能外，還要求安裝調整方便。選擇刀具時，還要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應，即選擇的刀具的幾何形狀應依據加工曲面的具體情況而定。 （1）刀具選擇的基本要求 刀具的剛性要好。為提高生產效率而采用大切削用量時，需要剛性好的刀具，剛性差的刀具在大切削用量時很容易斷刀。要保證被加工表面的形狀精度，用剛性差的刀具在大切削力的作用下，會產生變形而形成讓刀，使加工的型面出現斜面。當被加工的零件表面的加工的余量不一樣的時候，若采用剛性好的刀具就可以不必換刀，從而減少了換刀次數。 刀具的耐用度要高。由于數控銑床靠程序來控制精度，刀具如果磨損很快，則被加工零件的尺寸精度和型面精度就很難保證，故要用耐用度高的刀具。同時，刀具參數、幾何角度、排屑性能等因素也要綜合的考慮。 （2）數控加工刀具材料 高速鋼。又稱白鋼，它含有W 、Cr、Mo、V、Co等元素。它不僅可以用來制造鉆頭、銑刀，還可以用量制造齒輪刀具、成形銑刀等復雜刀具。但由于其允許的切削速度較低（50m/min），所以大多用于數控機床的低速加工。 硬質合金。硬質合金是有硬度和熔點都很高的碳化物（WC TiC等），用co mo ni做粘結劑制成的粉末冶金產品。在中速和大切削中發(fā)揮出優(yōu)良的切削性能。常用的硬質合金有鎢鈷合金、鎢鈦合金等。 陶瓷材料。陶瓷是含有金屬氧化物和氮化物的無機非金屬材料。陶瓷材料具有高硬度、高強度、耐磨性好、化學性能穩(wěn)定性好、摩擦因素低、價格低廉等優(yōu)點。 立方氮化硼（CBN）。CBN是人工合成的高硬度材料，其硬度和耐磨性僅次于金剛石，有極好的高溫硬度，與陶瓷材料相比，其耐熱性和化學穩(wěn)定性稍差，但沖擊韌度和抗破壞性能較好。 聚晶金剛石（PCD）。PCD作為最硬的刀具材料，硬度很高，具有很好的耐磨性，它能夠以高硬度和高精度加工軟的有色金屬材料，但它對沖擊敏感，容易破裂，而且對黑色金屬中的鐵的親和力強，容易引起化學反應，一般只能用于加工非鐵零件。 綜上所述，根據該零件的加工需求，確定該零件的刀具如表2-3所示： 表2-3 數控加工刀具卡片 產品名稱 零件名稱 底座零件 序號 刀具號 刀具名稱 數量 刀具規(guī)格 備注 直徑/mm 長度/mm 1 T01 面銑刀 1 ?50 實測 硬質合金 2 T02 立銑刀 1 ?10 實測 硬質合金 3 T03 鉆頭 1 ?11.8 實測 硬質合金 4 T04 鉸刀 1 ?12 實測 硬質合金 編制 審核 批準 共1頁 第1頁 2.8切削用量的選擇 削用量的合理選擇直接影響到零件的表面質量以及加工效率，因此切削用量的選擇是數控加工工藝編制過程中不可缺少的一部分，根據經驗及查表確定該零件在數控加工過程中的切削用量。 1．主軸轉速的確定 查閱《刀具手冊》，可知，加工中主軸轉速計算公式如下： n=1000Vc/πd（公式3-1） 公式中： n—主軸轉速，單位r/min Vc—切削速度，單位m/min d—銑刀直徑，單位mm 根據切削原理可知，切削速度的高低主要取決于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素。如表3.2所示： 表2-4 銑削時切削速度 工件材料 硬度/HBS 切削速度/(m/min) 高速鋼銑刀 硬質合金銑刀 鋼 <225 18~42 66~150 225~325 12~36 54~120 325~425 6~21 36~75 鑄鐵 <190 21~36 66~150 190~260 9~18 45~90 160~320 4.5~10 21~30 鋁 70~120 100~200 200~400 從理論上講，切削速度Vc的值越大越好，因為這不僅可以提高生產率，而且可以避免生成積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但實際上由于機床、刀具等的限制，應綜合考慮，加工中零件各部位切削速度Vc數值選取如下： 粗銑時Vc 選取100m/min； 精銑時Vc 選取150m/min； 具體Vc值應根據實際加工情況 進行適當調整 根據各部位切削速度Vc的選取數值以及加工中選用的具體刀具，將Vc與刀具直徑代入公式3-1(n=1000Vc/πD)得到零件各部位加工時的刀具轉速如下： T01刀具?50銑面加工時n=1000×100/3.14×50≈670.09=700r/min； T02刀具?10挖槽加工時n=1000×120/3.14×10≈1835=1900r/min； 表2-5 鉆削時的進給量f（mm/r） 鉆頭直徑d（mm） 鋼（MPa） ＜800 800~1000 ＞1000 進給量f（mm/r） ≤2 0.05~0.06 0.04~0.05 0.03~0.04 ＞2~4 0.08~0.10 0.06~0.08 0.04~0.06 ＞4~6 0.14~0.18 0.10~0.12 0.08~0.10 ＞6~8 0.18~0.22 0.13~0.15 0.11~0.13 ＞8~10 0.22~0.28 0.17~0.21 0.13~0.17 ＞10~13 0.25~0.31 0.19~0.23 0.15~0.19 切削進給量F是切削時單位時間內工件與銑刀沿進方向的相對位移，單位為mm/min。它與主軸轉速n的關系為： F= n·f（公式3-3） 公式中： n—主軸轉速，單位r/min f—鉆削時的進給量f ，單位mm/r 3．背吃刀量的確定 在機床刀具和工件的剛度允許的情況下。粗加工（Ra10～80μm）時，一次進給盡可能切削全部余量。在中等功率機床上，背吃刀量可達8～10mm。半精加工（Ra1.25～10μm）時，背吃刀量取為0.5～2mm。精加工（Ra0.32～1.25μm）時，背吃刀量取為0.1～0.4mm。最好一次切凈余量，以提高生產效率。 根據零件材料和我校刀具性能考慮，粗加工時：aP =2～5mm；精加工時：aP =0.2～0.5mm；上述參數的選取，即提高了生產效率，又可延長刀具使用壽命。 2.9填寫機械加工工藝規(guī)程 機械加工工藝過程卡是說明加工工藝路線的詳細闡述，主要是用來描述工件的加工流程，安排生產計劃，組織生產調度；而機械加工工序卡是在加工過程卡的基礎上，根據各工序編制的工藝文件，主要用于指導工人完成每一個工藝加工操作。詳細機械加工工藝規(guī)程見附件。 3 零件造型與設計編程原點的確定 3.1 銑零件的二維繪制 （1）銑零件的立體造型是由Mastercam軟件繪制的，首先打開Mastercam軟件，雙擊軟件圖標打開軟件繪制圖形。 （2）建立一個新文件：點擊軟件右上方的圖標，建立文件。 （3）建立坐標系：將鼠標在繪圖區(qū)點擊一下，在按下鍵盤F9按鍵，直角坐標系便建立好了。 （4）在建立好的坐標系先畫一個邊長為100×100mm的正方形，點擊，選取坐標原點為正方形的中心點，在提示框內輸入邊長，再點擊，正方形就畫好了。 圖3.1 矩形線框 （5）繪制異形曲線，根據要求畫出矩形和圓弧，然后在對正方形進行導圓角和倒角。點擊，在提示框內輸入需要倒角的大小，使用修剪指令剪去多余的線條，點擊圖標，再點擊圖標，然后依次剪去多余的線條。如圖3.2所示。 圖3.2異形曲線線框 （6）畫直徑為35和12的圓，點擊畫圓圖標，用鼠標選取圓心為坐標的原點，在提示框內輸入所需畫的圓的直徑，點擊圖標，如圖3.4所示。 圖3.3 圓孔 3.2銑零件的實體造型 （1）進行實體造型，點擊菜單欄實體選項，選擇擠出選項，此時彈出一個界面窗口如圖3.5所示，選擇擠出串聯圖素。 圖3.5串連選項 圖3.6實體設置 （2）選中擠出外形的輪廓線，然后點擊，軟件彈出設置參數界面窗口，如圖3.7所示。設置擠出實體參數，在參數界面窗口選擇改動方向，按指定的距離延伸距離改動為12mm，點擊，實體造型完成。 圖3.7切割實體圖 （3）選中異形的輪廓線，然后點擊，選擇串聯，選擇拉伸實體，距離為8mm，點擊。 圖3.8拉伸實體圖 （4）選中圓孔的輪廓線，然后點擊，選擇串聯，選擇切割實體，距離為貫穿，點擊。 圖3.9拉伸實體圖 3.3 原點的選擇 數控編程方法可分為手工編程和自動編程兩種。 3.3.1手工編程 手工編程是指主要由人工來完成數控機床程序編制各個階段的工作。當被加工零件形狀不十分復雜和程序較短時，都可以采用手工編程的方法。 手工編程在目前仍是廣泛采用的編程方式，即使在自動編程高速發(fā)展的將來，手工編程的重要地位也不可取代，仍是自動編程的基礎。在先進的自動編程方法中，許多重要的經驗都來源于手工編程，并不斷豐富和推動自動編程的發(fā)展。 3.3.2自動編程 自動編程是指借助數控語言編程系統(tǒng)或圖形編程系統(tǒng)，由計算機來自動生成零件加工程序的過程。編程人員只需根據加工對象及工藝要求，借助數控語言編程系統(tǒng)規(guī)定的數控編程語言或圖形編程系統(tǒng)提供的圖形菜單功能，對加工過程與要求進行較簡便的描述，而由編程系統(tǒng)自動計算出加工運動軌跡，并輸出零件數控加工程序。由于在計算機上可自動地繪出所編程序的圖形及進給軌跡，所以能及時地檢查程序是否有錯，并進行修改，得到正確的程序。 綜合考慮該零件的外形，確定該零件采用MasterCam軟件自動編程的方法進行編制，這樣做可以通過加工仿真更明確的發(fā)現程序是否有錯誤。 3.3.3 編程原點的確定 工件坐標原點工件坐標系原點。也稱工件原點或編程原點，其位置由編程者自行確定。工件原點的確定的原則是簡化編程計算，故應盡量將工件原點設在零件圖的尺寸基準或工藝基準處。本次設計采用軟件自動編程，為了對刀方便選擇零件XY的交點上，Z向為零件表面為原點。如圖3.3中藍色點所示。 圖3.10 工件坐標原點 4軟件編程操作 4.1選擇機床 在對零件進行加工仿真前，需確定所加工的類型，本次設計加工的是銑零件。所以在MasterCAM中的機床類型里選取銑床,在進行刀具軌跡生成之前，需要先設置好所加工的機床、加工的毛坯、刀具等等。 （1）機床的選擇 設置步驟：“機床類型”→“銑床”→“默認”。 圖4.1選取銑床 （2）加工毛坯 設置好機床以后，將在軟件的操作管理器中對通過邊界盒對材料進行設置，下圖所示。確定毛坯為矩形，圖4.2、圖4.3所示。 圖4.2操作管理器 圖4.3設置毛坯 4.2刀路的設計 4.2.1 銑削下平面刀路設計 在完成孔的加工后，即可根據本文2中的工藝對加工銑零件曲面編程仿真加工。具體步驟如下： （1）單擊“刀具路徑”→“平面銑”，根據提示，拾取輪廓線矩形，單擊√確認選擇，將跳出如圖4.4所示的平面加工刀具路徑參數設置界面，在界面中，首先選擇第一把面銑刀，將其“進給速率”設置為500，主軸轉速1000，下刀速率50，單擊“十字架”應用選擇。 圖4.4平面加工參數設置 （2）單擊“共同參數”，將里面的數據設置成如圖4.5所示。 圖4.5 共同參數的設置 （7）設置完畢后，單擊右下角的√按鈕確認設置，并通過操作管理器中的仿真按鈕。將得到如圖4.6所示的刀路圖。 圖4.6銑面加工刀路 4.2.2 外形銑削的刀路設計 在完成孔的加工后，即可根據本文2中的工藝對加工銑零件曲面編程仿真加工。具體步驟如下： （1）單擊“刀路”→“外形銑削”，根據提示，拾取曲面，單擊√確認選擇，將跳出如圖4.7所示的2D刀具路徑參數設置界面，在界面中，首先選擇外形銑削，然后單擊刀具，選擇1號刀?10mm立銑刀刀，將其“進給速率”設置為150，主軸轉速2000如圖4.8所示，單擊“十字架”應用選擇。 圖4.7曲線的拾取 圖4.8刀具設定 （2）單擊“共同參數”選項，設置如圖4.9所示參數。 圖4.9挖槽共同參數設置 （3）設置完畢后，單擊右下角的√按鈕確認設置，將得到如圖4.10所示的刀路。 圖4.10 外輪廓走刀路徑 4.2.3 挖槽的刀路設計 在完成孔的加工后，即可根據本文2中的工藝對加工銑零件曲面編程仿真加工。具體步驟如下： （1）單擊“挖槽”→“2D挖槽”，根據提示，拾取曲面，單擊√確認選擇，將跳出如圖4.11所示的2D刀具路徑參數設置界面，在界面中，首先選擇2D挖槽銑削，然后單擊刀具，選擇1號刀?10mm立銑刀刀，將其“進給速率”設置為150，主軸轉速2000如圖4.8所示，單擊“十字架”應用選擇。 圖4.11曲線的拾取 圖4.12刀具設定 （2）單擊“共同參數”選項，設置如圖4.13所示參數。 圖4.13挖槽共同參數設置 （3）設置完畢后，單擊右下角的√按鈕確認設置，將得到如圖4.14所示的刀路。 圖4.14 異形凸臺走刀路徑 （4）根據圓孔的刀路設計設置完畢后，將得到如圖4.15所示的刀路。 圖4.15 孔走刀路徑 4.2.4 鉆孔的刀路設計 （1）單擊“刀具路徑”在刀具路徑里面選取“鉆孔”，根據提示，拾取2個孔的中心點，單擊√確認選擇，將跳出鉆孔加工刀具路徑參數設置界面如圖4.16所示。 圖4.16 鉆孔的參數設置 （2）在界面中找到刀具欄，并設置鉆頭如圖4.17所示。 圖4.17鉆頭參數設置 （3）然后對設置的中心鉆進行切削三要素的設置，將其“進給速率”設置為100，主軸轉速800，單擊“確定”應用選擇，如圖4.18所示。 圖4.18 鉆孔的三要素設置 （4）接著單擊“共同參數”選項，根據要求設置參考高度為25，工件表面為0，深度設置為-15。如圖4.19所示。 圖4.19 鉆孔共同參數設置 （5）然后單擊“冷卻液”選項，在選項里面找到Flood并設置為On。如圖4.20所示。 圖4.20 鉆孔共同參數設置 通過本次加工仿真，確定本次設計中使用的，工藝路線安排，刀具、機床、切削參數的選擇，正確合理，符合加工需要。 4.3零件仿真加工 圖4.21 面銑削 圖4.22 凸臺 圖4.23 異形凸臺 圖4.23 圓槽 圖4.24 鉆孔 4.4后處理 先在刀具路徑中選中后處理圖標“”，在“后處理”對話框中，后處理選擇“NC”，單擊“確定”后，系統(tǒng)就會生成加工操作的NC加工代碼，如下圖所示 。 圖4.21 加工代碼 總 結 通過本次畢業(yè)課題設計研究，讓我對大學幾年的學習生活有了更加系統(tǒng)的鞏固，對數控知識的理解與運用有了更為深刻的認識。畢業(yè)設計是個循序漸進的過程。從一開始對畢業(yè)設計的概念由模糊到現在有了清晰的了解，并到現在能夠順利的完成指導老師交代的任務和要求。在這期間當中，讓我感覺到自己在平時的學習生活中還是沒有足夠的努力，感覺到自己對于專業(yè)知識的了解不夠深刻，讓我覺得我應該在實際操作中更多的去思考與學習爭取不斷的提高自己的學習能力。 致 謝 經過兩個月的資料收集、整理，銑削零件的數控加工、論文的編寫才的順利完成。我要感謝我的畢業(yè)設計指導教師精心的指導和耐心的幫助。各位教師和同學都非常關心我負責的內容，隨時都給予我?guī)椭完P心，如果沒有你們的幫助，這次我所負責的內容也不會如此順利的完成。由于時間比較緊，工作量比較大和水平所限，本次我設計和加工的零件存在諸多不足之處，敬請各位老師、同學賜教、指點。本說明書承自己的指導教師的審稿，并指出了許多寶貴的意見和建議，在此表示衷心的感謝。由于學生水平有限，在編寫過程中難免會有缺點和錯誤，懇請各位審核領導的批評和指導。 在此，再次感謝各位老師和同學們的幫助。 參考文獻 [1] 袁鋒.《全國數控大賽試題精選》.機械工業(yè)出版社,2005. 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