1、畢 業(yè) 論 文（2013屆）題 目： 銑削零件數(shù)控加工工藝及程序設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 系 部： 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 2013年4月銑削零件數(shù)控加工工藝及程序設(shè)計(jì)摘 要：數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國(guó)家基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機(jī)械制造工業(yè)提升改造和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標(biāo)志。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來了革命性的變化。數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備。在數(shù)控編程中，工藝分析和工藝設(shè)計(jì)是至觀重要的，在加工前都要對(duì)所加工零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇加工

2、設(shè)備、刀具、夾具，確定切削用量，安排加工順序，制定走刀路線等。在編程過程中，還要對(duì)一些工藝問題（如對(duì)刀點(diǎn)，換刀點(diǎn)，刀具補(bǔ)償?shù)龋┳鱿鄳?yīng)處理。因此程序編制中的工藝分析和工藝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分重要的工作。本文根據(jù)銑削零件的圖紙及技術(shù)要求，對(duì)該零件進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)控加工工藝分析，依據(jù)分析的結(jié)果，對(duì)該零件進(jìn)行了數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)，并編制了工藝卡片、數(shù)控加工工序卡片和刀具卡片等。關(guān)鍵詞：數(shù)控編程 刀具 切削用量 加工程序一、緒論隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，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，它對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的

3、作用。數(shù)字控制機(jī)床簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床，這是一種將數(shù)字計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床的控制技術(shù)。它把機(jī)械加工過程中的各種控制信息用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的動(dòng)作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動(dòng)地將零件加工出來。數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。1.數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床（Computer numerical control machine tools）的簡(jiǎn)稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。該控制系統(tǒng)

4、能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作數(shù)控折彎?rùn)C(jī)并加工零件。2.數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) 對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)，適應(yīng)模具等單件零件的生產(chǎn)，為模具提供了合適的加工方法。 加工精度高，具有比較穩(wěn)定的加工質(zhì)量。 可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，能加工形狀復(fù)雜的零件。 當(dāng)加工零件改變時(shí)，只需要改變程序便可以對(duì)零件進(jìn)行加工，與普通機(jī)床相比較，節(jié)省了很多的時(shí)間。 機(jī)床本身精度高，剛性大，可以選擇比較有利的加工量，生產(chǎn)效率比較高。 機(jī)床的自動(dòng)化程度高，可以減少許多的人力物力，勞動(dòng)強(qiáng)度從而降低。 對(duì)機(jī)床操作人員的素質(zhì)要求比較高，對(duì)維修人員的技術(shù)要求比較高。 可靠性大。3.數(shù)控機(jī)床的未來發(fā)展

5、隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，世界機(jī)床業(yè)已進(jìn)入了以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機(jī)電一體化時(shí)代，其中數(shù)控機(jī)床就是代表產(chǎn)品之一。數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的加工母機(jī)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。它為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門提供裝備和手段，具有無限放大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效應(yīng)。目前，歐、美、日等工業(yè)化國(guó)家已先后完成了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，而中國(guó)從20世紀(jì)80年代開始起步，仍處于發(fā)展階段。 長(zhǎng)期以來，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床始終處于低檔迅速膨脹，中檔進(jìn)展緩慢，高檔依靠進(jìn)口的局面，特別是國(guó)家重點(diǎn)工程需要關(guān)鍵設(shè)備，主要依靠進(jìn)口，技術(shù)受制于人。究其原因，國(guó)內(nèi)本土數(shù)控機(jī)床企業(yè)大多處于“粗放型”階段，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平、質(zhì)量、精度、性能等方面與國(guó)外先進(jìn)水平相比落后了5-10

6、年；在高、精、尖技術(shù)方面的差距則達(dá)到了10-15年。同時(shí)中國(guó)在應(yīng)用技術(shù)及技術(shù)集成方面的能力也還比較低，相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的研究制定相對(duì)滯后，國(guó)產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床還沒有形成品牌效應(yīng)。同時(shí)，中國(guó)的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)目前還缺少完善的技術(shù)培訓(xùn)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等支撐體系，市場(chǎng)營(yíng)銷能力和經(jīng)營(yíng)管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主創(chuàng)新能力，完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)少之又少，制約了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 數(shù)控銑床的組成大體有輸入裝置、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、檢測(cè)及輔助裝置和機(jī)床本體等組成。數(shù)控機(jī)床加工與傳統(tǒng)機(jī)床加工的工藝規(guī)程從總體上說是一致的，但與普通機(jī)床有著一定區(qū)別。本設(shè)計(jì)說明書包括零件的工藝分析、零件加工程序編制過程等內(nèi)容

7、。并詳細(xì)介紹零件工藝分析的內(nèi)容，認(rèn)真分析和解釋零件加工的程序的意義。 二、數(shù)控加工工藝1.數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)在普通機(jī)床上加工零件時(shí)，是用工藝規(guī)程或工藝卡片來規(guī)定每道工序的操作規(guī)程，操作者按工藝卡上規(guī)定的“程序”加工零件。而在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，要把被加工的全部工藝過程、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)編制成程序，并以數(shù)字信息的形式記錄在控制介質(zhì)（如穿孔紙帶，磁盤等）上，用它控制機(jī)床加工。由此可見，數(shù)控機(jī)床加工工藝與普通機(jī)床加工工藝在原則上基本相同，但數(shù)控加工的整個(gè)過程是自動(dòng)進(jìn)行的，因而又有其特點(diǎn)，具體表現(xiàn)如下：（1）工序的內(nèi)容復(fù)雜。這是由于數(shù)控機(jī)床心比普通機(jī)床價(jià)格貴，若只加工簡(jiǎn)單工序，在經(jīng)濟(jì)上不合算，所以

8、在數(shù)控機(jī)床上通常安排較復(fù)雜的工序。（2）工步的安排更為詳盡。這是因?yàn)樵谄胀C(jī)床的加工工藝中不必考慮的問題，如工序內(nèi)工步的安排、對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)及加工路線的確定等問題，在編制數(shù)控加工工藝時(shí)是不能忽略的。2.數(shù)控加工工藝分析（1）加工精度分析所謂加工精度，就是零件在加工以后的幾何參數(shù)（尺寸、形狀和相互位置）的實(shí)際值與理想值相符合的程度。符合的程度越高，精度越高；反之，則精度低。加工精度高低常用加工誤差來表示，加工誤差越大，則精度越低；反之，則精度高。在機(jī)械加工過程中，機(jī)床、夾具、刀具和工件構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，稱為工藝系統(tǒng)。工藝系統(tǒng)中的各種誤差將會(huì)不同程度地反映到工件上，成為加工誤差。工藝系統(tǒng)的各種誤差即成

9、為影響加工精度的因素，按其性質(zhì)不同，可歸納為四個(gè)方面：工藝系統(tǒng)的幾何誤差、工藝系統(tǒng)因受力變形引起的誤差、工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差和工件內(nèi)應(yīng)力引起的誤差。（2）表面質(zhì)量分析零件的表面質(zhì)量包括表面粗糙度、表面波度和表面層物理力學(xué)性能等三個(gè)方面的內(nèi)容。表面粗糙度是指表面微觀幾何形狀誤差，表面波度是指周期性的幾何形狀誤差，表面層物理力學(xué)性能主要是指表面冷作硬化和殘余應(yīng)力等。影響表面質(zhì)量的因素（1 ） 影響表面粗糙度的的因素，刀具切削刃的幾何形狀 刀具相對(duì)工件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)時(shí)，在加工表面上留下了切削層殘留面積，其形狀完全是刀具切削刃形狀在加工過程中的復(fù)映。殘留面積越大，表面粗糙度越大。在減小切削層殘留面積

10、可以采取減小刀具主、副偏角和增大刀尖圓弧半徑等措施。（2）工件材料的性質(zhì) 切削塑性材料時(shí)，切削變形大，切屑與工件分離產(chǎn)生的撕裂作用，加大了表面粗糙度。所以在切削中、低碳鋼時(shí)，為改善切削性能可在加工前進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火處理。一般情況下，硬度在HB170-230范圍內(nèi)的材料切削性能較好。切脆性材料進(jìn)，切屑呈碎粒狀，由于切屑崩碎時(shí)會(huì)在表面留下麻點(diǎn)，使表面粗糙。如果降低切削用量，使用煤油潤(rùn)滑冷卻，則可減輕切屑崩碎現(xiàn)象，減小表面粗糙度。（3）切削用量 在一定的切削速度范圍內(nèi)，加工塑性材料容易產(chǎn)生積屑瘤或鱗刺，應(yīng)避開這個(gè)切削速度范圍（一般為小于80m/min時(shí)）。適當(dāng)減小進(jìn)給量可減小殘留面積，減小粗糙度值。一

11、般背吃刀量對(duì)表面粗糙度值影響不大。（4）工藝系統(tǒng)的振動(dòng) 工藝系統(tǒng)的振動(dòng)分為強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)兩類。強(qiáng)迫振動(dòng)是由外界周期性干擾力的作用而引起的，如斷續(xù)切削，旋轉(zhuǎn)零、部件不平衡，以及傳動(dòng)系統(tǒng)的制造和裝配誤差等引起的振動(dòng)是強(qiáng)迫振動(dòng)。自激振動(dòng)是在切削過程中，由工藝系統(tǒng)本身激發(fā)的，自激振動(dòng)伴隨整個(gè)切削過程。減小強(qiáng)迫振動(dòng)的主要途徑是消除振源，采取隔振措施和提高系統(tǒng)剛度等。抑制自激振動(dòng)的主要措施是合理地確定切削用量和刀具的幾何角度，提高工藝系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的抗振性（如增加接觸剛度，加工時(shí)增加工件的輔助支承）以及采用減振器等措施。3.數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇對(duì)于某個(gè)零件來說，并非全部加工工藝過程都適合在數(shù)控機(jī)床上完成

12、。而往往只是其中的一部分適合于數(shù)控加工。這就需要對(duì)零件圖樣進(jìn)行仔細(xì)的工藝分析，選擇那些最適合、最需要進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。在選擇并作出決定時(shí)，應(yīng)結(jié)合本企業(yè)設(shè)備的實(shí)際，立足于解決難題、攻克關(guān)鍵和提高生產(chǎn)效率，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)。在選擇時(shí)，一般可按下列順序考慮： 通用機(jī)床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)選內(nèi)容； 通用機(jī)床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容； 通用機(jī)床效率低、工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機(jī)床尚存在富余能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行選擇。一般來說，上述這些加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后，在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率與綜合效益等方面都會(huì)得到明顯提高。相比之下，下列一些內(nèi)容則不宜選擇采用數(shù)控加工：

13、占機(jī)調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)。如：以毛坯的粗基準(zhǔn)定位加工第一個(gè)精基準(zhǔn)，要用專用工裝協(xié)調(diào)的加工內(nèi)容； 加工部位分散，要多次安裝、設(shè)置原點(diǎn)。這時(shí)，采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機(jī)床補(bǔ)加工； 按某些特定的制造依據(jù)（如：樣板等）加工的型面輪廓。主要原因是獲取數(shù)據(jù)困難，易與檢驗(yàn)依據(jù)發(fā)生矛盾，增加編程難度。此外，在選擇和決定加工內(nèi)容時(shí)，也要考慮生產(chǎn)批量、生產(chǎn)周期、工序間周轉(zhuǎn)情況等等。總之，要盡量做到合理，達(dá)到多、快、好、省的目的。要防止把數(shù)控機(jī)床降格為通用機(jī)床使用。4.數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)與通用機(jī)床加工工藝路線設(shè)計(jì)的主要區(qū)別，在于它往往不是指從毛坯到成品的整個(gè)工藝過程，而僅是幾道數(shù)控加

14、工工序工藝過程的具體描述。因此在工藝路線設(shè)計(jì)中一定要注意到，由于數(shù)控加工工序一般都穿插于零件加工的整個(gè)工藝過程中，因而要與其他加工工藝銜接好。數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)中應(yīng)特別注意以下幾個(gè)問題：（1）工序的劃分根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)，數(shù)控工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行： 以一次安裝、加工作為一道工序。這種方法適合于加工內(nèi)容較少的零件，加工完后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。 以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。有些零件雖然能在一次安裝中加工出很多待加工表面，但考慮到程序太長(zhǎng)，會(huì)受到某些限制，如控制系統(tǒng)的限制，機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間的限制，各機(jī)床負(fù)荷率平衡等。此外，程序太長(zhǎng)會(huì)增加出錯(cuò)與檢索的困難，因此程序不能太長(zhǎng)，一道工序的內(nèi)容

15、不能太多。 以加工部位劃分工序。對(duì)于加工內(nèi)容很多的工件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部位分成幾個(gè)部分，如內(nèi)腔、外形、曲面或平面，并將每一部分的加工作為一道工序。 以粗、精加工劃分工序。對(duì)于經(jīng)加工后易發(fā)生變形的工件，由于對(duì)粗加工后可能發(fā)生的變形需要進(jìn)行校形，故一般來說，凡要進(jìn)行粗精加工的過程，都要將工序分開。（2）順序的安排順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位、安裝與夾緊的需要來考慮。順序安排一般應(yīng)按以下原則進(jìn)行： 上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也應(yīng)綜合考慮； 先進(jìn)行內(nèi)腔加工，后進(jìn)行外形加工； 以相同定位、夾緊方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)

16、加工，以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)； 在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工序。5.數(shù)控加工工序的設(shè)計(jì)當(dāng)數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)完成后，各道數(shù)控加工工序的內(nèi)容已基本確定，要達(dá)到的目標(biāo)已比較明確，對(duì)其它一些問題（諸如：刀具、夾具、量具、裝夾方式等），也大體做到心中有數(shù)，接下來便可以著手?jǐn)?shù)控工序設(shè)計(jì)。在確定工序內(nèi)容時(shí)，要充分注意到數(shù)控加工的工藝是十分嚴(yán)密的。因?yàn)閿?shù)控機(jī)床雖然自動(dòng)化程度較高，但自適應(yīng)性差。它不能像通用機(jī)床，加工時(shí)可以根據(jù)加工過程中出現(xiàn)的問題比較自由地進(jìn)行人為調(diào)整，即使現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床在自適應(yīng)調(diào)整方面作出了不少努力與改進(jìn)，但自由度也不大。比如，數(shù)控機(jī)床在攻螺

17、紋時(shí)，它就不知道孔中是否已擠滿了切屑，是否需要退一下刀，或清理一下切屑再干。所以，在數(shù)控加工的工序設(shè)計(jì)中必須注意加工過程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)。同時(shí)，在對(duì)圖形進(jìn)行數(shù)學(xué)處理、計(jì)算和編程時(shí)，都要力求準(zhǔn)確無誤。因?yàn)椋瑪?shù)控機(jī)床比同類通用機(jī)床價(jià)格要高得多，在數(shù)控機(jī)床上加工的也都是一些形狀比較復(fù)雜、價(jià)值也較高的零件，萬一損壞機(jī)床或零件都會(huì)造成較大的損失。在實(shí)際工作中，由于一個(gè)小數(shù)點(diǎn)或一個(gè)逗號(hào)的差錯(cuò)而釀造重大機(jī)床事故和質(zhì)量事故的例子也是屢見不鮮的。數(shù)控工序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是進(jìn)一步把本工序的加工內(nèi)容、切削用量、工藝裝備、定位夾緊方式及刀具運(yùn)動(dòng)軌跡都確定下來，為編制加工程序作好充分準(zhǔn)備。6.確定走刀路線和安排工步順序在數(shù)

18、控加工工藝過程中，刀具時(shí)刻處于數(shù)控系統(tǒng)的控制下，因而每一時(shí)刻都應(yīng)有明確的運(yùn)動(dòng)軌跡及位置。走刀路線就是刀具在整個(gè)加工工序中的運(yùn)動(dòng)軌跡，它不但包括了工步的內(nèi)容，也反映出工步順序。走刀路線是編寫程序的依據(jù)之一，因此，在確定走刀路線時(shí)，最好畫一張工序簡(jiǎn)圖，將已經(jīng)擬定出的走刀路線畫上去（包括進(jìn)、退刀路線），這樣可為編程帶來不少方便。工步的劃分與安排一般可隨走刀路線來進(jìn)行，在確定走刀路線時(shí)，主要考慮以下幾點(diǎn)： 尋求最短加工路線，減少空刀時(shí)間以提高加工效率； 為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應(yīng)安排在最后一次走刀中連續(xù)加工出來； 刀具的進(jìn)、退刀（切入與切出）路線要認(rèn)真考慮，以盡量減少在輪廓切削中

19、停刀（切削力突然變化造成彈性變形）而留下刀痕，也要避免在工件輪廓面上垂直上下刀而劃傷工件； 要選擇工件在加工后變形小的路線，對(duì)橫截面積小的細(xì)長(zhǎng)零件或薄板零件應(yīng)采用分幾次走刀加工到最后尺寸或?qū)ΨQ去余量法安排定刀路線。 在鏜孔加工中,若孔的位置精度要求高時(shí),加工路線和定位方向應(yīng)保持一致。2.7定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)兩種，用未加工過的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)，用已加工過的表面作為定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。除第一道工序采用粗基準(zhǔn)外，其余工序都應(yīng)使用精基準(zhǔn)。選擇定位基準(zhǔn)要遵循基準(zhǔn)重合原則，即力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程原點(diǎn)統(tǒng)一，這樣做可以減少基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差和數(shù)控編程中的計(jì)

20、算量，并且能有效的減少裝夾次數(shù)。 在確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時(shí)應(yīng)注意下列三點(diǎn)： 盡可能作到設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一； 盡量將工序集中，減少裝夾次數(shù)，盡量可能做到在一次裝夾后就能加工出全部待加工表面； 避免采用占機(jī)人工調(diào)整裝夾方案。裝夾主要考慮以下幾點(diǎn)： 夾緊機(jī)構(gòu)或其它元件不得影響進(jìn)給，加工部位要敞開。要求夾持工件后夾具等一些組件不能與刀具運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生干涉。 必須保證最小的夾緊變形。 裝卸方便，輔助時(shí)間盡量短。 可以考慮同時(shí)裝夾數(shù)個(gè)工件進(jìn)行加工。 夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單。 夾具應(yīng)便于與機(jī)床工作臺(tái)及工件定位表面間的定位連接。7.夾具的選擇由于夾具確定了零件在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，即加工原點(diǎn)的位置，因

21、而首先要求夾具能保證零件在機(jī)床坐標(biāo)系中的正確坐標(biāo)方向，同時(shí)協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。除此之外，主要考慮下列幾點(diǎn)： 當(dāng)零件加工批量小時(shí)，盡量采用組合夾具，可調(diào)式夾具及其它通用夾具； 當(dāng)小批量或成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，但應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； 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）； 裝卸零件要方便可靠，以縮短準(zhǔn)備時(shí)間，有條件時(shí)，批量較大的零件應(yīng)采用氣動(dòng)或液壓夾具、多工位夾具。銑床常用夾具：虎鉗結(jié)構(gòu)、螺旋壓板結(jié)構(gòu)、偏心夾緊結(jié)構(gòu)、組合夾具等。8.刀具的選擇（1）常用的銑刀類型常用的有圓柱銑刀、立銑刀、硬質(zhì)合金面銑刀、鍵槽銑刀、三面刃銑刀、半圓鍵槽銑刀、鋸片銑刀、角度銑

22、刀和球頭銑刀等。（2）銑刀主要參數(shù)的選擇刀具的選擇應(yīng)考慮工件材質(zhì)、加工輪廓類型、機(jī)床允許的切削用量和剛性以及刀具耐用度等因素。一般情況下應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)刀具（特別是硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具），必要時(shí)可采用各種高生產(chǎn)率的復(fù)合刀具及其他一些專用刀具。對(duì)于硬度大的難加工工件，可選用整體硬質(zhì)合金、陶瓷刀具、CBN刀具等。刀具的選擇是數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，它不但影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。另外，數(shù)控機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速比普通機(jī)床高1-2倍，且主軸輸出功率大，因此與傳統(tǒng)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、強(qiáng)度大、剛度好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。數(shù)控機(jī)床對(duì)所使用

23、的刀具有許多性能上的要求，只有達(dá)到這些要求才能使數(shù)控機(jī)床真正發(fā)揮效率。在選擇數(shù)控機(jī)床所用刀具時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： 良好的切削性能。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床正向著高速、高剛性和大功率方向發(fā)展，因而所使用刀具必須具有能夠承受高速切削和強(qiáng)力切削的性能。同時(shí)，同一批刀具在切削性能和刀具壽命方面一定要穩(wěn)定，這是由于在數(shù)控機(jī)床上為了保證加工質(zhì)量，往往實(shí)行按刀具使用壽命換刀或由數(shù)控系統(tǒng)對(duì)刀具壽命進(jìn)行管理。 較高的精度。隨著數(shù)控機(jī)床、柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展，要求刀具能實(shí)現(xiàn)快速和自動(dòng)換刀；又由于加工的零件日益復(fù)雜和精密，這就要求刀具必須具備較高的形狀精度。對(duì)數(shù)控機(jī)床上所用的整體式刀具也提出了較高的精度要求，有些立銑刀的徑向尺

24、寸精度高達(dá)5m以滿足精密零件的加工需要。 先進(jìn)的刀具材料。刀具材料是影響刀具性能的重要環(huán)節(jié)。除了不斷發(fā)展常用的高速鋼和硬質(zhì)合金鋼材料外，涂層硬質(zhì)合金刀具已在國(guó)外普遍使用。硬質(zhì)合金刀片的涂層工藝是在韌性較大的硬質(zhì)合金基體表面沉積一薄層（一般57m）高硬度的耐磨材料，把硬度和韌性高度地結(jié)合在一起，從而改善硬質(zhì)合金刀片的切削性能。在如何使用數(shù)控機(jī)床刀具方面，也應(yīng)掌握一條原則：尊重科學(xué)，按切削規(guī)律辦事。對(duì)于不同的零件材質(zhì)，在客觀規(guī)律上就有一個(gè)切削速度（v）、背吃刀量（aP）、進(jìn)給量（f）三者互相適應(yīng)的最佳切削參數(shù)。這對(duì)大零件、稀有金屬零件、貴重零件更為重要，應(yīng)在實(shí)踐中不斷摸索這個(gè)最佳切削參數(shù)。9.確定

25、加工用量（1）銑削用量考慮的因素銑削加工用量包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度)、進(jìn)給速度、背吃刀量和側(cè)吃刀量。切削用量的確定應(yīng)根據(jù)加工性質(zhì)、加工要求、工件材料及刀具的材料和尺寸等查閱切削用量手冊(cè)、刀具產(chǎn)品目錄推薦的參數(shù)并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。通常考慮如下因素： 刀具差異 不同廠家生產(chǎn)的刀具質(zhì)量相差較大，因此切削用量須根據(jù)實(shí)際所用的刀具和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)加以調(diào)整。 機(jī)床特性 切削用量受機(jī)床電動(dòng)機(jī)的功率和機(jī)床剛性的限制，必須在機(jī)床說明書規(guī)定的范圍內(nèi)選取。避免因功率不夠造成悶車、剛性不足而產(chǎn)生大的機(jī)床變形或振動(dòng)，影響加工精度和表面粗糙度。 數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)率 數(shù)控機(jī)床的工時(shí)費(fèi)用較高，刀具損耗費(fèi)用所占比重較低，應(yīng)盡量用高的切削

26、用量，通過適當(dāng)降低刀具壽命來提高數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)率。（2）銑削用量的選擇方法背吃刀量主要受機(jī)床剛度的限制，在機(jī)床剛度允許的情況下，盡可能使背吃刀量等于零件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高加工效率。進(jìn)給量f (mm/r)與進(jìn)給速度vf (mm/min)的選擇進(jìn)給量與進(jìn)給速度是根據(jù)零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，參考切削用量手冊(cè)選取或參考表2-3-2來選取。工件剛性差或刀具強(qiáng)度低時(shí)，應(yīng)取小值。銑刀為多齒刀具，其進(jìn)給速度Vf 、刀具轉(zhuǎn)速n、刀具齒數(shù)Z及進(jìn)給量f的關(guān)系為：主軸速度計(jì)算公式：工作臺(tái)進(jìn)給量計(jì)算公式：(3）切削速度Vc（m/min）的選擇根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給

27、量及刀具耐用度選擇切削速度。對(duì)于表面粗糙度和精度要求較高的零件，要留有足夠的精加工余量，數(shù)控加工的精加工余量可以比普通機(jī)床加工的余量小一些。切削速度、進(jìn)給速度等參數(shù)的選擇與普通機(jī)床加工基本相同，選擇時(shí)還應(yīng)注意機(jī)床的使用說明書。在計(jì)算好各部位與各把刀具的切削用量后，最好能建立一張切削用量表，主要是為了防止遺忘和方便編程。三、銑削零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)如圖3.1所示零件,材料為45鋼，毛坯為100mm100mm50mm。3.1零件圖1.零件數(shù)控加工工藝分析與設(shè)計(jì)（1）零件工藝性分析該零件包括一個(gè)94*94的凸臺(tái)，一個(gè)與直徑80圓的內(nèi)接五邊形的凸臺(tái)，一個(gè)長(zhǎng)半軸25短半軸15的橢圓型，四個(gè)直徑10mm

28、深8的沉孔。該零件視圖正確，表達(dá)直觀、清楚，繪制符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，尺寸、公差、表面粗糙度以及技術(shù)要求的標(biāo)注齊全、合理。此零件不僅精度要求高，可以看到輪廓的周邊曲線圓弧和粗糙度值要求也較高。零件圖上的重要尺寸直接標(biāo)注，在加工時(shí)使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，并符合尺寸鏈最短的原則。零件圖上標(biāo)注的尺寸便于用卡尺或樣板測(cè)量。（2）確定加工方法加工方法的選擇原則：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。經(jīng)過分析零

29、件的尺寸精度、幾何形狀精度、位置精度和表面粗糙度要求，確定如下加工方法外表面、凸臺(tái)面、橢圓、都采用先粗加工后精加工，鉆孔、鉸孔可采用循環(huán)定位（3）確定加工順序加工順序的選擇直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原則確定加工順序，將工件坐標(biāo)系G54建立在工件上表面，零件的對(duì)稱中心處，粗加工上表面面粗、精銑兩個(gè)凸臺(tái)粗銑橢圓精銑橢圓鉆孔精加工鉸孔 銑上平面，保證尺寸50，選用60可轉(zhuǎn)位面銑刀（T1） 銑凸臺(tái)平面，選用16立銑刀銑刀（T2） 銑橢圓，選用10鍵槽銑刀（T3） 中心鉆孔定位，選用A3中心鉆（T4） 鉆孔9.8選用9.8鉆頭（T5） 鉸孔

30、10，選用10鉸刀（T6）3.2.4夾具的選擇與裝夾方案的確定考慮到該零件外輪廓為矩形,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。為了便于零件的裝夾與固定，可在虎鉗上銑一個(gè)與零件外輪廓尺寸相符的矩形槽，其尺寸與示意如圖3：工件夾具圖3.2 平口鉗裝夾零件示意圖 （4）工藝設(shè)備的選擇機(jī)床的選擇根據(jù)毛坯的材料和類型、零件輪廓形狀復(fù)雜程度、尺寸大小、加工精度、工件數(shù)量、生產(chǎn)條件等要求，選用VMC600數(shù)控銑床。3.2.6選擇加工用刀具加工工序中采用的刀具為60可轉(zhuǎn)位面銑刀、16立銑刀、10鍵槽銑刀、A3中心鉆、 9.8鉆頭、10H7鉸刀。刀具卡片如表1。 表1 刀具卡片序號(hào)刀具編

31、號(hào)刀具類型加工表面1T160面銑刀上表面2T216立銑刀銑正方形、五邊形凸臺(tái)3T310鍵槽銑刀銑凹橢圓4T4A3中心鉆孔定位5T5 9.8鉆頭鉆孔9.86T610H7鉸刀鉸孔102.數(shù)控銑削加工工序卡片將加工的刀具、切削用量等參數(shù)制定于工序卡片中，該零件具體的數(shù)控加工工序卡片如卡片1-卡片5.（1）選用60的面銑刀銑端面（粗、精）：工序卡片1工序卡片1零件名稱：復(fù)雜外形鑄件使用設(shè)備：VMC600銑床工序名稱00010材料規(guī)格：45號(hào)鋼程序請(qǐng)參考程序表00010序號(hào)加工面或尺寸刀具號(hào)及名稱刀具半徑補(bǔ)償主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度長(zhǎng)度半徑1粗精加工上表面T160可轉(zhuǎn)位面銑刀600200測(cè)量尺寸上表面粗糙度Ra

32、3.2測(cè)量工具粗糙度樣板 （2）選用16的銑刀粗精加工方形外輪廓：工序卡片2工序卡片2零件名稱：復(fù)雜外形鑄件使用設(shè)備：VMC600銑床工序名稱00020材料規(guī)格：45號(hào)鋼程序請(qǐng)參考程序表00020序號(hào)加工面或尺寸刀具號(hào)及名稱刀具半徑補(bǔ)償主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度長(zhǎng)度半徑1粗精外輪廓T216立銑刀H02D021200400測(cè)量尺寸側(cè)表面粗糙度Ra6.3測(cè)量工具粗糙度樣板測(cè)量尺寸920-0.02測(cè)量工具千分尺75-100mm測(cè)量尺寸80+0.05測(cè)量工具深度游標(biāo)卡尺0-200mm （3）選用16立銑刀粗精加工五邊形輪廓：工序卡片3工序卡片3零件名稱：復(fù)雜外形鑄件使用設(shè)備：VMC600銑床工序名稱00030材

33、料規(guī)格：45號(hào)鋼程序請(qǐng)參考程序表00030序號(hào)加工面或尺寸刀具號(hào)及名稱刀具半徑補(bǔ)償主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度長(zhǎng)度半徑1粗精銑五邊形T216立銑刀H02D021200400測(cè)量尺寸表面粗糙度Ra6.3、Ra3.2測(cè)量工具粗糙度樣板測(cè)量尺寸五邊形測(cè)量工具樣板測(cè)量尺寸4+00.05測(cè)量工具深度游標(biāo)卡尺0-200mm （4）選用10鍵槽銑刀粗精加工凹橢圓：工序卡片4工序卡片4零件名稱：復(fù)雜外形鑄件使用設(shè)備：VMC600銑床工序名稱00040材料規(guī)格：45號(hào)鋼程序請(qǐng)參考程序表O0040序號(hào)加工面或尺寸刀具號(hào)及名稱刀具半徑補(bǔ)償主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度長(zhǎng)度半徑1粗精加工凹橢圓T310鍵槽銑刀H03D031500400測(cè)量尺寸

34、表面粗糙度、Ra3.2測(cè)量工具粗糙度樣板測(cè)量尺寸橢圓測(cè)量工具專用通止規(guī)測(cè)量尺寸8+00.05測(cè)量工具深度游標(biāo)卡尺0-200mm （5）用A3中心鉆/9.8鉆頭/10H7鉸刀加工10孔：工序卡片5工序卡片5零件名稱使用設(shè)備：VMC600銑床工序名稱00050材料規(guī)格：45號(hào)鋼程序請(qǐng)參考程序表00050備注：使用O0050一個(gè)程序，通過修改轉(zhuǎn)速來改變用途序號(hào)加工面或尺寸刀具號(hào)及名稱刀具半徑補(bǔ)償主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度長(zhǎng)度半徑1鉆中心孔T4 A3中心鉆H04D041000502鉆孔T5 9.8鉆頭H05D05800503鉸孔T610H7鉸刀HO6D0615050測(cè)量尺寸表面粗糙度Ra6.3測(cè)量工具粗糙度樣板

35、測(cè)量尺寸10測(cè)量工具游標(biāo)卡尺0-150mm測(cè)量尺寸740.03測(cè)量工具內(nèi)徑千分尺50-75mm四、程序加工編制銑床上編程坐標(biāo)原點(diǎn)的位置是任意的，它是編程人員在編制程序時(shí)根據(jù)零件的特點(diǎn)選定的，為了編程方便，一般要根據(jù)工件形狀和標(biāo)注尺寸的基準(zhǔn)以及計(jì)算最方便的原則來確定工件上某一點(diǎn)為編程坐標(biāo)原點(diǎn)，具體選擇應(yīng)注意如下幾點(diǎn)： 編程坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選在零件圖的尺寸基礎(chǔ)上，這樣便于坐標(biāo)值的計(jì)算，并減少計(jì)算錯(cuò)誤。 編程坐標(biāo)原點(diǎn)盡量選在精度較高的精度表面，以提高被加工零件的加工精度。 對(duì)稱的零件，編程坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)設(shè)在對(duì)稱中心上；不對(duì)稱的零件，編程坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)設(shè)在外輪廓的某一角點(diǎn)上。 Z軸方向的零點(diǎn)一般設(shè)在工作表面（2 ）

36、零件加工程序O0010; 程序名G54; 工件坐標(biāo)系建立M3S600; 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速600r/minG90G94G40G69; 絕對(duì)編程，分進(jìn)給，取消刀補(bǔ)，取消旋轉(zhuǎn)G50.1X0Y0; 取消鏡像G0Z50; 抬刀X0Y0; 快速定位X70Y-25; 平面銑削進(jìn)刀，精銑凸臺(tái)平面Z5;G1Z-0.5F200;X-70F400;G0Z5X70Y25;G1Z-0.5F200X-70;G0Z100;M05;M30;O0020 ； 銑削方形程序G54;M3S1200;G90G94G40G69G15; G50.1X0Y0;G0Z50;X0Y0;X-60Y-60; G1Z-8F100G41X-47Y-47 D2F400; 刀補(bǔ)值加入Z5;Y47,R10;X47,R10;Y-47,R10;X-47,R10;Y0;G0Z100;G40X0Y0;M05;M30;O0030 銑削五邊形G54;M3S1200;G90G94G40G69G15;G50.1X0Y0;G0Z50;X0Y0;G68X0Y0R15; 坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)15度G16; 極坐標(biāo)建立