第一篇：解決小鋁件的數(shù)控加工中的一些問(wèn)題

解決小鋁件的數(shù)控加工中的一些問(wèn)題

何文

2010年12月10日

摘要：

本文針對(duì)小鋁件加工中出現(xiàn)的裝夾、加工工序、材料的切削性能等方面的問(wèn)題進(jìn)行分析，通過(guò)這次解決鋁加工出現(xiàn)的問(wèn)題，得到了不少經(jīng)驗(yàn)且收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：小鋁件 刀具 夾具 冷卻液

一、前言

氧化鋁在1808年在實(shí)驗(yàn)室利用電解還原成為鋁材，于1884年即被作為建筑材料使用在美國(guó)華盛頓紀(jì)念碑尖頂上至今；純鋁的密度小（ρ=2.7g/m3），大約是鐵的 1/3，熔點(diǎn)低（660℃），鋁是面心立方結(jié)構(gòu)，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%），易于加工，可制成各種型材、板材。抗腐蝕性能好；但是純鋁的強(qiáng)度很低，退火狀態(tài) σb 值約為8kgf/mm2，故不宜作結(jié)構(gòu)材料。通過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，人們逐漸以加入合金元素及運(yùn)用熱處理等方法來(lái)強(qiáng)化鋁，這就得到了一系列的鋁合金。添加一定元素形成的合金在保持純鋁質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)還能具有較高的強(qiáng)度，σb 值分別可達(dá) 24～60kgf/mm2。這樣使得其“比強(qiáng)度”（強(qiáng)度與比重的比值 σb/ρ）勝過(guò)很多合金鋼，成為理想的結(jié)構(gòu)材料，廣泛用于機(jī)械制造、運(yùn)輸機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械及航空工業(yè)等方面。

鋁合金按加工方法可以分為形變鋁合金和鑄造鋁合金。形變鋁合金又分為不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金和可熱處理強(qiáng)化型鋁合金。不可熱處理強(qiáng)化型不能通過(guò)熱處理來(lái)提高機(jī)械性能，只能通過(guò)冷加工變形來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化，它主要包括 高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁 以及 防銹鋁 等。可熱處理強(qiáng)化型鋁合金可以通過(guò) 淬火 和 時(shí)效 等熱處理手段來(lái)提高機(jī)械性能，它可分為 硬鋁、鍛鋁、超硬鋁 和 特殊鋁合金等。

由上可見(jiàn)對(duì)鋁的冷加工方式用得比較多的有： 鑄造、冷軋、冷拔、冷鍛、冷擠壓、沖壓等；在實(shí)際的生產(chǎn)工作中我們也常用會(huì)遇到一些對(duì)鋁合金的切

削加工如：車削、鉆削、鏜削、銑削、刨削、拉削和鋸切等。

二、問(wèn)題的出現(xiàn)

2008年我所屬工廠為客戶做小批量的產(chǎn)品S3GA-004，材料為鋁合金，合金牌號(hào)為1100。零件的結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)下圖（圖一）:

在選用本廠常規(guī)加工方式進(jìn)行加工的過(guò)程中先后出現(xiàn)了三個(gè)問(wèn)題：

1、鋁件在加工過(guò)程中容易變形；

2、沒(méi)有專用夾具一次只能加工一面工作效率底下；

3、易出現(xiàn)粘刀現(xiàn)象。

三、尋找問(wèn)題的原因與分析解決

基于本工件鋁合金材料較軟具有高度的延展性，其零件經(jīng)機(jī)加工常由于內(nèi)應(yīng)力、切削熱以及裝夾的影響而產(chǎn)生不同程度的變形，為保證零件的成形質(zhì)量和控制變形所需采取的處理的方法有：

（1）零件在銑削加工中，無(wú)論是粗銑還是精銑，都應(yīng)進(jìn)行對(duì)稱性加工和多次翻銑，以便兩面應(yīng)力釋放均勻一致。

（2）當(dāng)零件的兩面粗加工完成后，放置數(shù)小時(shí)（一般為48H）自然時(shí)效，使剩余應(yīng)力得到充分的釋放，再進(jìn)行加工。

（3）零件單面銑切時(shí)，盡量采取小余量多走刀的辦法。

（4）由于該材料具有高強(qiáng)度、高韌性的特性，應(yīng)控制吃刀深度，切削中保證充分的冷卻，以防止因切削熱而引起零件變形，同時(shí)也要注意夾具的硬度。

針對(duì)目前所加工的零件情況我采取了如下措施：如零件的形狀可知對(duì)稱加工對(duì)其形影響不太，因?yàn)榇肆慵▓D一主視圖）中間部分為一個(gè)開(kāi)放式的腔體，采用一般的由內(nèi)向外的等距環(huán)切加工方式卻可，故不用特意去編對(duì)稱加工的程序。在自然時(shí)效方面如于零件的精度要求不高所以如果在時(shí)間足夠的情況下可以作自然時(shí)效處理。在單面銑時(shí)為了提高加工效率及考慮到零件精度方面要求不高，故我只在精加工時(shí)才采用采取小余量多走刀的辦法。經(jīng)試切，尺寸完全達(dá)到圖紙要求。

由于工件太小及材料較軟的因素，我根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷工件變形的原因?yàn)?/p>

1、虎鉗鉗口相比工件來(lái)說(shuō)硬太多了，較容易把工件夾壞；

2、操機(jī)人員對(duì)裝夾的力度沒(méi)有很好地把握。故我決定選用較軟的材料去裝夾工件，一般我所屬工廠常有的材料有銅、鋁、鋼、鐵等常見(jiàn)金屬，依據(jù)工廠現(xiàn)有條件我決定選用鋁，因?yàn)殇X與銅相比價(jià)格方面比較低。

零件的安裝與夾具的選擇一般應(yīng)遵守的原則有：

(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； 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(kāi)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）。

綜上考慮我選用了二塊鋁合金，并將之銑成虎鉗鉗口以代替原有的剛質(zhì)鉗口，再加上批量生產(chǎn)方面上的考慮，一次裝夾多個(gè)工件顯然可以很好地提高工作效率，故在二塊鋁鉗口上銑了四個(gè)較長(zhǎng)的槽子，以便一次加工可以裝夾多個(gè)工件，自制了一個(gè)簡(jiǎn)易夾具如下圖所示：

左邊的槽是用于加工圖一中的主視圖面，及其背面，夾得太多在尺寸方面會(huì)比較難控制，所以所開(kāi)槽一次可以?shī)A三個(gè)，右邊的槽是專門用來(lái)加工側(cè)面（即：圖一中的府視圖部分）的，分針點(diǎn)我選用在裝夾中固定的內(nèi)鉗口的槽二側(cè)面延長(zhǎng)面的交點(diǎn)(即上圖中的A、B二點(diǎn))，這樣方便修改，也比較穩(wěn)定。經(jīng)二次試加工，所得產(chǎn)品都可以達(dá)到圖紙要求，裝夾效果如下二圖（圖

二、圖三）所示：

在加工過(guò)程中出現(xiàn)粘刀現(xiàn)象一般有以下幾個(gè)原因：

1、材料的韌性太大了；

2、刀具磨損比較嚴(yán)重；

3、冷卻得不夠充分；

4、轉(zhuǎn)速和進(jìn)給是否給得充分。由于工廠的條件問(wèn)題，我開(kāi)始選用的是普通的HSS刀具，而不是鋁合金專用刀具，在這些刀具有排鋁屑方面相對(duì)較差一些，易造成粘鋁屑，在冷卻液方面我也是用通用切削液BD-G101，對(duì)以上因素分析如下：由于鋁的容點(diǎn)較低，如果冷卻方面沒(méi)有做夠就很容在加工過(guò)程中產(chǎn)生局部容化，并粘在切削的刀具上，產(chǎn)生積屑瘤，大大降低了工件表面的加工質(zhì)量，會(huì)改變切削刃的形狀并最終導(dǎo)致切削刃崩刃或粘刀現(xiàn)象。后來(lái)改用潔杰品牌的STC-X407鋁合金專用切削液，在加工時(shí)也相應(yīng)的加大了切削液的流量,加強(qiáng)了冷卻效果；鋁件比較軟選用便宜的HSS刀具加工似乎沒(méi)有什么問(wèn)題，在經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)其實(shí)不然，白剛刀容易磨損，耐用度不高，相比之下合金刀具、涂層硬質(zhì)合金、金屬陶瓷等刀具就有優(yōu)勢(shì)多了，拿比較常用的硬質(zhì)合金刀具來(lái)說(shuō)，在常溫下硬度可達(dá)89—94HRA，耐熱性達(dá)800—1000℃，硬質(zhì)合金刀具允許的切削速度比高速鋼刀具高5—10倍，但它的抗彎強(qiáng)度較低，是高速鋼的1/2—1/4，沖擊韌性比高速剛低數(shù)倍。由以上數(shù)據(jù)可見(jiàn)，就加工鋁這類較軟材料而言，使用合金材料刀具無(wú)論是在加工保證精度方面還是耐用度方面都是有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。在價(jià)格雖然比較貴，但就批量生產(chǎn)而言，由于刀具耐用度比較高，平均到每個(gè)工件的成本反而比用高速剛加工的成本低，可以說(shuō)在一定程度上降低了成本且較好地保證了加工質(zhì)量。考慮到質(zhì)量及成本方面，在向領(lǐng)導(dǎo)提出意見(jiàn)后，改用了鋁合金專用硬質(zhì)合金刀具；由于選用了較高硬度的刀具，加工方式也應(yīng)相應(yīng)改變，我采用高轉(zhuǎn)速快進(jìn)給加工方式，在進(jìn)給和轉(zhuǎn)速方面由于不是高速機(jī)，一般轉(zhuǎn)速我都是給到S5000左右，由于是小刀具在進(jìn)給方面為F400左右，根據(jù)實(shí)際加工情況，由于操機(jī)人員自行調(diào)節(jié)。

四、問(wèn)題解決所帶來(lái)的成效

通過(guò)在改良夾具及更換刀具和冷卻液之后，生產(chǎn)效率及產(chǎn)品的質(zhì)量方面都得到的明顯提高，產(chǎn)量由原先的40分鐘左右一個(gè)，提高到25分鐘左右一個(gè)，報(bào)廢率也由原先的20%降底到4%。為工廠大大降低了生產(chǎn)成本，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

五、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)這次對(duì)鋁件S3GA-004加工，積累了不少對(duì)鋁加工方面的寶貴經(jīng)驗(yàn)，為企業(yè)降低成本貢獻(xiàn)了一分力量，隨新國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，先進(jìn)的加工技術(shù)的不斷出現(xiàn)，在科學(xué)技術(shù)飛速前進(jìn)的形勢(shì)下，只有努力學(xué)習(xí)新知識(shí)、認(rèn)真研究新問(wèn)題，不斷創(chuàng)新，才能為今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為國(guó)家為企業(yè)做出更多的貢獻(xiàn)。

致謝：作者在撰寫(xiě)本文過(guò)程中，得到了廣東省國(guó)防科技高級(jí)技工學(xué)校林志強(qiáng)老師和廣州中為職業(yè)技能培訓(xùn)學(xué)校陸滿村老師的有益指導(dǎo)及寶貴意見(jiàn)，謹(jǐn)此表示感謝！

參考文獻(xiàn)：鄭峰主編，《鋁與鋁合金速查手冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社2008年7月北京第1版第1次印刷。

二0一0年十二月十號(hào)

第二篇：配合件的數(shù)控加工畢業(yè)論文

目 錄

摘要.....................................................1

畢業(yè)論文

應(yīng)用和大力發(fā)展。80年代，國(guó)際上出現(xiàn)了1～4臺(tái)加工中心或車削中心為主體，再配上工件自 動(dòng)裝卸和監(jiān)控檢驗(yàn)裝置的柔性制造單元（FlexibleManufacturingCell——FMC）。這種單元投 資少，見(jiàn)效快，既可單獨(dú)長(zhǎng)時(shí)間少人看管運(yùn)行，也可集成到FMS或更高級(jí)的集成制造系統(tǒng)中 使用。

在20余年間，我國(guó)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面：培訓(xùn) 一批設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)的人才；通過(guò)合作生產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床，使設(shè)計(jì)、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距；通過(guò)利用國(guó)外先進(jìn)元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開(kāi) 始能自行設(shè)計(jì)及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動(dòng)加工的數(shù)控機(jī)床，供應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，但對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的試驗(yàn)、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動(dòng)化刀具、數(shù) 控系統(tǒng)依靠國(guó)外技術(shù)支撐，不能獨(dú)立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開(kāi)發(fā)階段，與日本數(shù) 控機(jī)床的水平差距很大。

畢業(yè)論文

工自動(dòng)化程度高、精度高、質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高、周期短、設(shè)備使費(fèi)用高的特點(diǎn)。

畢業(yè)論文

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（3）自為基準(zhǔn)原則。（4）互為基準(zhǔn)原則。

（5）精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便。

根據(jù)上訴原則得出定位基準(zhǔn)應(yīng)首先以毛坯的一個(gè)平面為粗基準(zhǔn)，銑削 2mm的夾持面，再 以?shī)A持面為精基準(zhǔn)來(lái)加工零件，零件加工完畢，再以加工后的上平面為精基準(zhǔn)來(lái)銑掉夾持面。

圖 5-1裝夾及定位基準(zhǔn)示意

畢業(yè)論文

選取的原則是：在滿足各個(gè)部分加工要求的前提下，盡量減小刀具長(zhǎng)度，以提高工藝系統(tǒng)的 剛性，制造工藝和編程時(shí)，一般不必準(zhǔn)確的確定刀具的長(zhǎng)度，只需初步估算出刀具長(zhǎng)度范圍。

Z 0

Tt 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：T 1 =A-B-N+L+ + 公式中 ：T1 —刀具長(zhǎng)度

A—主軸端面至工作臺(tái)中心最大距離 B—主軸在 Z向的最大行程 N—加工表面距工作臺(tái)中心距離 L—工件的加工深度尺寸

Z 0 —刀具切出工件長(zhǎng)度（以加工表面取 2-5 mm毛坯表面取 5-8 mm）

刀具長(zhǎng)度示意圖如圖 6-1：

圖 6-1刀具長(zhǎng)度示意圖

6.2 程序起始點(diǎn)、返回點(diǎn)和切入點(diǎn)、切出點(diǎn)的確定

（1）程序起始點(diǎn)

程序起始點(diǎn)是指程序開(kāi)始時(shí)，刀尖（刀位點(diǎn)）的初始停留點(diǎn)，采用 G54對(duì)刀時(shí)為對(duì)刀點(diǎn)。在 同一個(gè)程序中，起始點(diǎn)和返回點(diǎn)最好應(yīng)相同，在加工時(shí)，多個(gè)程序的設(shè)置最好也完全相同。

（2）程序返回點(diǎn)

程序返回點(diǎn)是指一把刀程序執(zhí)行完畢后，刀尖返回后的停留點(diǎn)為換刀點(diǎn)。（3）切入點(diǎn)（進(jìn)刀點(diǎn)）

在進(jìn)刀或切削過(guò)程中，要使刀具不受損壞，一般來(lái)說(shuō)，對(duì)粗加工而言，選擇曲面內(nèi)的最 高角點(diǎn)作為曲面的切入點(diǎn)（初始切削點(diǎn)）。因?yàn)樵擖c(diǎn)的余量較小，進(jìn)刀時(shí)不易損壞刀具。對(duì)精 加工而言，選擇曲面內(nèi)某個(gè)曲率比較平緩的角點(diǎn)作為曲面的切入點(diǎn)，因?yàn)樵谠擖c(diǎn)處，刀具所

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受的彎矩小，不易折斷刀具。總之，要避免將銑刀當(dāng)鉆頭用，立銑刀不能軸向進(jìn)刀，最否則 因受力大，排屑不便而使刀具受損。（4）切出點(diǎn)（退刀點(diǎn)）

切出點(diǎn)（退刀點(diǎn)）是指曲面切削完畢后，刀具與曲面的接觸點(diǎn)。這個(gè)主要考慮在切完工 件后退出工件是否要損傷工件的其它表面及是否與機(jī)床的其它部分和夾具相互撞擊的情況。

6.3 起始平面、返回平面、進(jìn)刀平面和安全平面的確定

（1）起始平面

是程序開(kāi)始時(shí)刀具的初始位置所在的 Z平面，如前所述，一般定義在被加工零件的最高點(diǎn)之 上 50-100mm左右的某一位置上，在加工時(shí)取高出工件 100mm。（2）返回平面

是指程序結(jié)束時(shí)，刀尖點(diǎn)（不是刀具中心）所在的 Z平面，它也定義在被加工表面的最高處 50-100mm的某一個(gè)位置上，在加工時(shí)取高出工件 100mm。（3）進(jìn)刀平面

以快速下刀的位置到達(dá)安全平面，一般為（10-20mm）以 G01速度在 Z向下刀的平面，取高 出工件 20mm。（4）退刀平面

加工完零件之后，退出加工表面，一般是退出加工表面（10-20mm）快速至退刀平面，取高出 工件 20mm。（5）安全平面

就是加工時(shí)，為了提高工作效率而進(jìn)行設(shè)置的一個(gè)平面，一般是高出工件（10-30mm），取高 出工件 30mm。

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表 7-1花型鍵零件加工的工藝路線

工序號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 工序名稱 備料 1 鉗工 銑削 銑削 鉗工 鉗工精修 檢驗(yàn) 備料 2 加工成品

工序內(nèi)容

將毛坯鑄成 70×60×40mm 畫(huà)線找正找出中心點(diǎn)的位置 銑夾持面

上平面、外輪廓、型腔、鍵槽、4個(gè)孔 去加工印痕，矯正內(nèi)腔死角 全面按圖紙要求

測(cè)量各部分尺寸、形狀精度檢測(cè) 將毛坯鑄成 20×38×20mm

根據(jù)花型鍵主體加工成頂蓋并裝配成品

鉗臺(tái) KVC650 KVC650 鉗工用具 設(shè)備

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切削油

礦物油、動(dòng)植物油、極壓添加劑或油性

潤(rùn)滑

從工件材料考慮，切削鋁時(shí)不得使用水溶液，考慮到冷卻液作用和價(jià)格，選擇乳化液可 以滿足要求。

從刀具材料考慮，硬質(zhì)合金刀具一般采用乳化液作為冷卻液，其冷卻效果很好。綜合以 上的種種分析，采用乳化液作為冷卻液效果很好。它的主要作用：冷卻、潤(rùn)滑、清洗而且還 有一定的防銹作用。

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外包裝尺寸：長(zhǎng)×寬×高 1790×1130×1780mm

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<190 鑄鐵

190~260 160~320 鋁 黃銅

70~120 53~56

21~36 9~18 4.5~10 100~200 20~50

66~150 45~90 21~30 200~400 100~180 從理論上講，v的值越大越好，因?yàn)檫@不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以避免生成積屑瘤

c 的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但實(shí)際上由于機(jī)床、刀具等的限制，綜合考慮：

取粗銑時(shí) v

=150m/min

c 精銑時(shí) v

=200m/min

c 代入 2-1式中：

1000

150

n

= 粗 3.1

4=2388.5r/min 計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速 n要根據(jù)機(jī)床有的或接近的轉(zhuǎn)速選取

取n

=2389 r/min

粗

n

=

精

3.14

=3184.7r/min

1000

200

n

=3185 r/min

精

同理計(jì)算 φ10鍵槽銑刀：

取 n粗 =2000r/min

n

= 3000r/min

精

切削進(jìn)給速度 F時(shí)切削時(shí)單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移，單位 mm/min。它與銑刀的轉(zhuǎn)速 n、銑刀齒數(shù) z及每齒進(jìn)給量 f Z（mm/z）的關(guān)系為：

F= f

zn

Z f

Z

每齒進(jìn)給量 的選取主要取決于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度值等

f

Z 越小，反之則越大；工件表面粗糙度值越小，f

Z就越 因素。工件材料的強(qiáng)度和硬度越高，小；硬質(zhì)合金銑刀的每齒進(jìn)給量高于同類高速鋼銑刀，可參考表 10-2選取。

表10-2銑刀每齒進(jìn)給量 f

Z

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每齒進(jìn)給量 f

/（mm/z）

工件材料

高速鋼銑刀

0.10~0.15 0.12~0.20 0.06~0.20

Z

粗銑

硬質(zhì)合金銑刀 0.10~0.25 0.15~0.30 0.10~0.25

高速鋼銑刀 0.02~0.05 0.05~0.10

精銑

硬質(zhì)合金銑刀 0.10~0.15 0.02~0.05 鋼 鑄鐵 鋁

綜合選取：粗銑 f

=0.06 mm/z

Z 精銑 f

=0.03mm/z

Z 銑刀齒數(shù) z=3 上面計(jì)算出：

n

=2389 r/min

粗

n

=3185 r/min

精

將它們代入式子計(jì)算：

粗銑時(shí)：F=0.06×3×2389

=430mm/min

精銑時(shí)：F=0.03×3×3185

=287mm/min 切削進(jìn)給速度也可由機(jī)床操作者根據(jù)被加工工件表面的具體情況進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，以獲得 最佳切削狀態(tài)。

對(duì)轉(zhuǎn)接盤(pán)圖加工工藝設(shè)計(jì)，如下表 10-3所示。

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表10-3零件加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品名稱或代

號(hào)

01

零件 名稱

材料

零件圖號(hào) X-01 工廠 數(shù)控加工工藝

卡片

花型 主體 件

HT200 工序 程序 號(hào) 工步 號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 夾具 名稱 虎鉗 工步內(nèi)容

夾具編號(hào) 使用設(shè)備 車間

刀具 號(hào) T01 T01 T02 T02 T02 T03 T04 T04 T04 T04

銑削中心 KVC650

背吃 主軸

刀具直 進(jìn)給速度

轉(zhuǎn)速 刀量 備注

徑 mm/min

r/min mm 面

φ80 面

φ80 球

φ20 球

φ20 立

φ20 立

φ20 立

φ8 立

φ8 立

φ8 立

φ8

鉆

φ9

1500 2500 2389 3185 2389 3185 2000 3000 2000 3000

500 3000 1500 1500

300 200 430 287 430 287 200 300 300 300 100 200 300 200 0.2 4 0.2 2.8 0.2 2.6 0.2 0.2 0.2 0.2 1.2 1 0.2 粗銑上平面留余量

0.2mm 精銑上平面留余量

0.2mm 粗銑外輪廓留余量

0.2mm 精銑外輪廓至尺寸 粗銑圓型腔留余量 0.2 mm 精銑圓型腔至圖 粗銑方型腔留余量 0.2 mm

精銑方型腔至圖 粗銑弧型鍵槽留余量

0.2 mm 精銑弧型鍵槽至圖

鉆孔

絞孔 粗銑下平面留余量

0.2mm 精銑下平面至圖

T05 T06

絞 φ10 T01 T01

面

φ80 面

φ80

畢業(yè)論文

畢業(yè)論文

總之，在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我學(xué)到了許多知識(shí)。

參考文獻(xiàn)

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畢業(yè)論文

附 錄

圖 一

畢業(yè)論文

圖 二

畢業(yè)論文

加工程序指令表： O0100 N10 T20 N11 G90 G80 G00 G17 G40 M23 N12 G43 H50 Z50.S1500 M03 N13 G00 X1.451 Y-2.504 Z50.M08 N14 Z1 N15 G01 Z-10.F60 N16 X-2.441 Y-1.555 F200 N17 G02 X-1.784 Y2.281 I2.45 J1.555 N18 G03 X-0.003 Y4.114 I-5.932 J7.548 N19 X1.794 Y2.269

I7.714 J5.715 N20 G02 X2.887 Y-0.146 I-1.759 J-2.251 N21 X1.794 Y-2.269 I-2.854 J0.127 N22 G03 X-0.003 Y-4.114 I5.916 J-7.56 N23 X-1.784 Y-2.281

I-7.714 J-5.715 N24 G02 X-2.441 Y-1.555 I1.793 J2.281 N25 G01 X-6.494 Y-4.126 F60 N26 G02 X-4.751 Y6.055 I6.503 J4.126 F200 N27 G03 X-2.946 Y9.299 I-2.966 J3.774 N28 G01 X-2.874 Y9.601 N29 G03 X-2.762 Y10.274 I-4.667 J1.122 N30 G01 X-.2699 Y10.945 N31 Y12.699 N32 X2.699 N33 Y10.945 N34 X2.762 Y10.274 N35 G03 X2.874 Y9.601 I4.779 J0.448 N36 G01 X2.934 Y9.349 N37 G03 X4.752 Y6.049 I4.776 J-6.031 N38 G02 X7.691 Y0.0 I-4.718 J-6.031 N39 G01 X7.685 Y-0.31 N40 G02 X4.752 Y-6.049 I-7.651 J0.291 N41 G03 X2.934 Y-9.35 I2.958 J-3.78 N42 G01 X2.874 Y-9.601 N43 G03 X2.762 Y-10.274 I4.667 J-1.122 N44 G01 X2.699 Y-10.945 N45 Y-12.699 N46 X-2.699

主程序 0100 選擇 2號(hào)刀 選擇 XY平面

刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，主軸正轉(zhuǎn)

快速定位 ?? 直線插補(bǔ)

?...圓弧插補(bǔ)（順圓）圓弧插補(bǔ)（逆圓）

??

圓弧插補(bǔ)（順圓）

?? 圓弧插補(bǔ)（逆圓）

...? 圓弧插補(bǔ)（順圓）直線插補(bǔ) 圓弧插補(bǔ)（順圓）圓弧插補(bǔ)（逆圓）

直線插補(bǔ)

圓弧插補(bǔ)（逆圓）

直線插補(bǔ)

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圓弧插補(bǔ)（逆圓）

直線插補(bǔ) 圓弧插補(bǔ)（逆圓）圓弧插補(bǔ)（順圓）

直線插補(bǔ)

圓弧插補(bǔ)（順圓）圓弧插補(bǔ)（逆圓）

直線插補(bǔ)

圓弧插補(bǔ)（逆圓）

直線插補(bǔ)

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畢業(yè)論文

N47 Y-10.945 N48 X-2.762 Y-10.274 N49 G03 X-2.874 Y-9.601 I-4.779 J0.448 N50 G01 X-2.946 Y-9.299 N51 G03 X-4.751 Y-6.055 I-4.771 J-0.53 N52 G02 X-6.494 Y-4.126 I4.759 J6.055 N53 G01 X-8.859 Y-5.626 F60 N54 X-10.547 Y-6.698 N55 G02 X-7.717 Y9.829 I10.556 J6.698 F200 N56 G01 X-7.67 Y10.276 N57 X-7.595 Y10.497 N58 X-7.541 Y10.722 N59 X-7.499 Y11.169 N60 Y14.743 N61 X-7.485 Y15.19 N62 X-7.448 Y15.46 N63 X-7.412 Y15.637 N64 G02 X-4.914 Y17.499 I2.433 J-0.657 N65 G01 X4.914 N66 X5.361 Y17.468 N67 G02 X7.485 Y15.19 I-0.361 J-2.466 N68 G01 X7.499 Y14.743 N69 Y11.169 N70 X7.541 Y10.722 N71 X7.595 Y10.497 N72 X7.67 Y10.276 N73 X7.71 Y9.829 N74 G02 X12.483 Y0.447 I-7.677 J-9.81 N75 G01 X12.492 Y0.0.N76 X12.483 Y-0.447 N77 G02 X7.71 Y-9.829 I-12.449 J0.428 N78 G01 X7.67 Y-10.276 N79 X7.595 Y-10.497 N80 X7.541 Y-10.722 N81 X7.499 Y-11.169 N82 Y-14.743 N83 X7.485 Y-15.19 N84 X7.448 Y-15.46 N85 X7.412 Y-15.637 N86 G02 X4.914 Y-17.499I-2.433 J0.657 N87 G01 X-4.914 N88 G02 X-6.515 Y-16.977 I-0.058 J2.538

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圓弧插補(bǔ)（逆圓）

直線插補(bǔ)

圓弧插補(bǔ)（逆圓）圓弧插補(bǔ)（順圓）

直線插補(bǔ)

走刀至 X-10.574 Y-6.698

圓弧插補(bǔ)（順圓）

直線插補(bǔ)

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圓弧插補(bǔ)（順圓）

直線插補(bǔ)

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圓弧插補(bǔ)（順圓）

直線插補(bǔ)

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圓弧插補(bǔ)（順圓）

直線插補(bǔ)

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圓弧插補(bǔ)（順圓）

直線插補(bǔ) 圓弧插補(bǔ)（順圓）

畢業(yè)論文

N89 X-7.499 Y-14.743 I1.587 J2.033 N90 G01 Y-11.169 N91 X-7.541 Y-10.722 N92 X-7.595 Y-10497 N93 X-7.67 Y-10.276 N94 X-7.717 Y-9.829 N95 G02 X-10.547 Y-6.698 I7.726 J9.829 N96 G01 X-8.859 Y-5.626 N97 Z-9 N98 X1.451 Y-2.504 N99 Z-20.F60 N100 G02 X-1.807 Y-2.263 I-1.453 J2.501 F200 N101 G01 X-1.855 Y-2.224 N102 X-1.916 Y-2.171 N103 G02 X-2.51 Y-1.432 I1.882 J2.124 N104 X-2.89 Y0.089 I2.438 J1.416 N105 G01 X-2.886 Y0.183 N106 X-2.872 Y0.313 N107 G02 X-10139 Y20666 I2.884 J-0.31 N108 X2.48 Y1.489I1.132 J-2.672 N109 X2.894 Y-0.008 I-2.549 J-1.511 N110 X2.36 Y-1.67 I-2.878 J0.008 N111 G01 X2.291 Y-1.767 N112 G02 X1.451 Y-2.504 I-3.863 J6.652 F200 N113 G01 X3.862 Y-6.655 F60 N114 G02 X-4.804 Y-6.012 I-3.863 J5.715 N115 G01 X-5.1 Y-5.763 N116 G02 X-6.661 Y-3.844 I5.066 J5.715 N117 X-7.687 Y0.268 I6.588 J3.827 N118 G01 X-7.676 Y0.538 N119 X-7.645 Y0.827 N120 G02 X-3.027 Y7.079 I7.656 J-0.824 N121 X6.601 Y3.95 I3.019 J-7.085 N122 X7.694 Y-0.004 I-6.67 J-3.971 N123 X6.269 Y-4.3455 I-7.678 J0.004 N124 G01 X6.251 Y-4.484 N125 G02 X3.862 Y-6.655 I-6.253 J4.48 N126 G01 X5.268 Y-9.076 F60 N127 X6.273 Y-10.806 N128 G02 X-7.715 Y-9.829 I-6.274 J10.802 F200 N129 G01 X-8.253 Y-9.382 N130 G02 X-10.811 Y-6.255 I8.22 J9.334

?? 直線插補(bǔ)

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圓弧插補(bǔ)（順圓）

直線插補(bǔ)

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圓弧插補(bǔ)（順圓）

直線插補(bǔ)

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圓弧插補(bǔ)（順圓）

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直線插補(bǔ)

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圓弧插補(bǔ)（順圓）

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圓弧插補(bǔ)（順圓）

直線插補(bǔ)

圓弧插補(bǔ)（順圓）

直線插補(bǔ)

圓弧插補(bǔ)（順圓）

?? 直線插補(bǔ)

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圓弧插補(bǔ)（順圓）

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圓弧插補(bǔ)（順圓）

直線插補(bǔ)

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圓弧插補(bǔ)（順圓）

直線插補(bǔ) 圓弧插補(bǔ)（順圓）

畢業(yè)論文

N131 X-12.483 Y0.447 I10.738 J6.238 N132 G01 X-12.466 Y0.894 N133 X-12.417 Y1.34 N134 G02 X-4.914 Y11.482 I12.429 J-1.337 N135 X10.722 Y6.41 I4.907 J-11.498 N136 X12.494 Y0.0 I-10.792 J-6.432 N137 X10.276 Y-7.101 I-12.478 N138 G01 X10.246 Y-7.148 N139 G02 X6.273 Y-10.806 I-10.247 J7.145 N140 G01 X5.268 Y-9.076 N141 G00 Z50.N142 X-21.213 Y-7.5 M08 N143 Z2 N144 G01 Z-14.F60 N145 Z-15 N146 G02 Y7.5 I21.213 J7.5 F200 N147 G00 Z50 N148 X21.213 N149 Z4 N150 G01 Z2.F60 N151 Z-14 N152 Z-15 N153 G02 Y-7.5 I.21.213 J-7.5 F200 N154 G00 Z50 N155 M30

?? 直線插補(bǔ)

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圓弧插補(bǔ)（順圓）

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?? 直線插補(bǔ)

圓弧插補(bǔ)（順圓）

直線插補(bǔ) 快速定位

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圓弧插補(bǔ)（順圓）

快速定位

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圓弧插補(bǔ)（順圓）

快速定位

程序結(jié)束

第三篇：數(shù)控加工中十二個(gè)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

數(shù)控加工中十二個(gè)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

由于數(shù)控加工的復(fù)雜性（如不同的機(jī)床，不同的材料，不同的刀具，不同的切削方式，不同的參數(shù)設(shè)定等等），決定了從從事數(shù)控加工（無(wú)論是加工還是編程）到達(dá)一定水平，必須經(jīng)過(guò)一段比較長(zhǎng)的時(shí)間，以下是工程師在長(zhǎng)期實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中總結(jié)出來(lái)的、有關(guān)數(shù)控加工工藝、工序、常用刀具參數(shù)的選擇、加工過(guò)程中的監(jiān)控等方面的一些經(jīng)驗(yàn)總匯，可供大家參考。

一、如何對(duì)加工工序進(jìn)行劃分？

數(shù)控加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行：

1、刀具集中分序法就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。在用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時(shí)間，減少不必要的定位誤差。

2、以加工部位分序法對(duì)于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部分分成幾個(gè)部分，如內(nèi)形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡(jiǎn)單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。

3、以粗、精加工分序法對(duì)于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進(jìn)行校形，故一般來(lái)說(shuō)凡要進(jìn)行粗、精加工的都要將工序分開(kāi)。綜上所述，在劃分工序時(shí)，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，機(jī)床的功能，零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少，安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定，但一定力求合理。

二、加工順序的安排應(yīng)遵循什么原則？

加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位夾緊的需要來(lái)考慮，重點(diǎn)是工件的剛性不被破壞。順序一般應(yīng)按下列原則進(jìn)行：

1、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)床加工工序的也要綜合考慮。

2、先進(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔加工序，后進(jìn)行外形加工工序。

3、以相同定位、夾緊方式或同一把刀加工的工序連接進(jìn)行，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)。

4、在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞小的工序。

三、工件裝夾方式的確定應(yīng)注意那幾方面？

在確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時(shí)應(yīng)注意下列三點(diǎn)：

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)，盡可能做到在一次定位后就能加工出全部待加工表面。

3、避免采用占機(jī)人工調(diào)整方案。

4、夾具要開(kāi)暢，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)不能影響加工中的走刀（如產(chǎn)生碰撞），碰到此類情況時(shí)，可采用用虎鉗或加底板抽螺絲的方式裝夾。

四、如何確定對(duì)刀點(diǎn)比較合理？工件坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系有什么關(guān)系？

1、對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工零件的上，但注意對(duì)刀點(diǎn)必須是基準(zhǔn)位或已精加工過(guò)的部位，有時(shí)在第一道工序后對(duì)刀點(diǎn)被加工毀壞，會(huì)導(dǎo)致第二道工序和之后的對(duì)刀點(diǎn)無(wú)從查找，因此在第一道工序?qū)Φ稌r(shí)注意要在與定位基準(zhǔn)有相對(duì)固定尺寸關(guān)系的地方設(shè)立一個(gè)相對(duì)對(duì)刀位置，這樣可以根據(jù)它們之間的相對(duì)位置關(guān)系找回原對(duì)刀點(diǎn)。這個(gè)相對(duì)對(duì)對(duì)刀位置通常設(shè)在機(jī)床工作臺(tái)或夾具上。其選擇原則如下：

1）找正容易。

2）編程方便。

3）對(duì)刀誤差小。

4）加工時(shí)檢查方便、可查。

2、工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置是由操作者自己設(shè)定的，它在工件裝夾完畢后，通過(guò)對(duì)刀確定，它反映的是工件與機(jī)床零點(diǎn)之間的距離位置關(guān)系。工件坐標(biāo)系一旦固定，一般不作改變。工件坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系兩者必須統(tǒng)一，即在加工時(shí)，工件坐標(biāo)系和編程坐標(biāo)系是一致的。

五、如何選擇走刀路線？

走刀路線是指數(shù)控加工過(guò)程中刀具相對(duì)于被加工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。加工路線的合理選擇是非常重要的，因?yàn)樗c零件的加工精度和表面質(zhì)量密卻相關(guān)。在確定走刀路線是主要考慮下列幾點(diǎn):

1、保證零件的加工精度要求。

2、方便數(shù)值計(jì)算，減少編程工作量。

3、尋求最短加工路線，減少空刀時(shí)間以提高加工效率。

4、盡量減少程序段數(shù)。

5、保證工件輪廓表面加工后的粗糙度的要求，最終輪廓應(yīng)安排最后一走刀連續(xù)加工出來(lái)。

6、刀具的進(jìn)退刀（切入與切出）路線也要認(rèn)真考慮，以盡量減少在輪廓處停刀（切削力突然變化造成彈性變形）而留下刀痕，也要避免在輪廓面上垂直下刀而劃傷工件。

六、如何在加工過(guò)程中監(jiān)控與調(diào)整？

工件在找正及程序調(diào)試完成之后，就可進(jìn)入自動(dòng)加工階段。在自動(dòng)加工過(guò)程中，操作者要對(duì)切削的過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，防止出現(xiàn)非正常切削造成工件質(zhì)量問(wèn)題及其它事故。

對(duì)切削過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控主要考慮以下幾個(gè)方面：

1、加工過(guò)程監(jiān)控粗加工主要考慮的是工件表面的多余余量的快速切除。在機(jī)床自動(dòng)加工過(guò)程中，根據(jù)設(shè)定的切削用量，刀具按預(yù)定的切削軌跡自動(dòng)切削。此時(shí)操作者應(yīng)注意通過(guò)切削負(fù)荷表觀察自動(dòng)加工過(guò)程中的切削負(fù)荷變化情況，根據(jù)刀具的承受力狀況，調(diào)整切削用量，發(fā)揮機(jī)床的最大效率。

2、切削過(guò)程中切削聲音的監(jiān)控在自動(dòng)切削過(guò)程中，一般開(kāi)始切削時(shí)，刀具切削工件的聲音是穩(wěn)定的、連續(xù)的、輕快的，此時(shí)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)是平穩(wěn)的。隨著切削過(guò)程的進(jìn)行，當(dāng)工件上有硬質(zhì)點(diǎn)或刀具磨損或刀具送夾等原因后，切削過(guò)程出現(xiàn)不穩(wěn)定，不穩(wěn)定的表現(xiàn)是切削聲音發(fā)生變化，刀具與工件之間會(huì)出現(xiàn)相互撞擊聲，機(jī)床會(huì)出現(xiàn)震動(dòng)。此時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整切削用量及切削條件，當(dāng)調(diào)整效果不明顯時(shí)，應(yīng)暫停機(jī)床，檢查刀具及工件狀況。

3、精加工過(guò)程監(jiān)控精加工，主要是保證工件的加工尺寸和加工表面質(zhì)量，切削速度較高，進(jìn)給量較大。此時(shí)應(yīng)著重注意積屑瘤對(duì)加工表面的影響，對(duì)于型腔加工，還應(yīng)注意拐角處加工過(guò)切與讓刀。對(duì)于上述問(wèn)題的解決，一是要注意調(diào)整切削液的噴淋位置，讓加工表面時(shí)刻處于冷卻條件；二是要注意觀察工件的已加工面質(zhì)量，通過(guò)調(diào)整切削用量，盡可能避免質(zhì)量的變化。如調(diào)整仍無(wú)明顯效果，則應(yīng)停機(jī)檢察原程序編得是否合理。

特別注意的是，在暫停檢查或停機(jī)檢查時(shí)，要注意刀具的位置。如刀具在切削過(guò)程中停機(jī)，突然的主軸停轉(zhuǎn)，會(huì)使工件表面產(chǎn)生刀痕。一般應(yīng)在刀具離開(kāi)切削狀態(tài)時(shí)，考慮停機(jī)。

4、刀具監(jiān)控刀具的質(zhì)量很大程度決定了工件的加工質(zhì)量。在自動(dòng)加工切削過(guò)程中，要通過(guò)聲音監(jiān)控、切削時(shí)間控制、切削過(guò)程中暫停檢查、工件表面分析等方法判斷刀具的正常磨損狀況及非正常破損狀況。要根據(jù)加工要求，對(duì)刀具及時(shí)處理，防止發(fā)生由刀具未及時(shí)處理而產(chǎn)生的加工質(zhì)量問(wèn)題。

七、如何合理選擇加工刀具？切削用量有幾大要素？有幾種材料的刀具？如何確定刀具的轉(zhuǎn)速，切削速度，切削寬度？

1、平面銑削時(shí)應(yīng)選用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀。一般銑削時(shí)，盡量采用二次走刀加工，第一次走刀用端銑刀粗銑，沿工件表面連續(xù)走刀。每次走刀寬度推薦至為刀具直徑的60%--75%。

2、立銑刀和鑲硬質(zhì)合金刀片的端銑刀主要用于加工凸臺(tái)、凹槽和箱口面。

3、球刀、圓刀（亦稱圓鼻刀）常用于加工曲面和變斜角輪廓外形。而球刀多用于半精加工和精加工。鑲硬質(zhì)合金刀具的圓刀多用于開(kāi)粗。

八、加工程序單有什么作用?在加工程序單中應(yīng)包括什么內(nèi)容？

1、加工程序單是數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容之一，也是需要操作者遵守、執(zhí)行的規(guī)程，是加工程序的具體說(shuō)明，目的是讓操作者明確程序的內(nèi)容、裝夾和定位方式、各個(gè)加工程序所選用的刀具既應(yīng)注意的問(wèn)題等。

2、在加工程序單里，應(yīng)包括：繪圖和編程文件名，工件名稱，裝夾草圖，程序名，每個(gè)程序所使用的刀具、切削的最大深度，加工性質(zhì)（如粗加工還是精加工），理論加工時(shí)間等。

九、數(shù)控編程前要做何準(zhǔn)備？

在確定加工工藝后，編程前要了解：

1、工件裝夾方式；

2、工件毛胚的大小----以便確定加工的范圍或是否需要多次裝夾；

3、工件的材料----以便選擇加工所使用何種刀具；

4、庫(kù)存的刀具有哪些----避免在加工時(shí)因無(wú)此刀具要修改程序，若一定要用到此刀具，則可以提前準(zhǔn)備。

十、在編程中安全高度的設(shè)定有什么原則？

安全高度的設(shè)定原則：一般高過(guò)島嶼的最高面。或者將編程零點(diǎn)設(shè)在最高面，這樣也可以最大限度避免撞刀的危險(xiǎn)。

十一、刀具路徑編出來(lái)之后，為什么還要進(jìn)行后處理？

因?yàn)椴煌臋C(jī)床所能認(rèn)到的地址碼和NC程序格式不同，所以要針對(duì)所使用的機(jī)床選擇正確的后處理格式才能保證編出來(lái)的程序可以運(yùn)行。

十二、什么是DNC通訊？

程序輸送的方式可分為CNC和DNC兩種，CNC是指程序通過(guò)媒體介質(zhì)（如軟盤(pán)，讀帶機(jī)，通訊線等）輸送到機(jī)床的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)起來(lái)，加工時(shí)從存儲(chǔ)器里調(diào)出程序來(lái)進(jìn)行加工。由于存儲(chǔ)器的容量受大小的限制，所以當(dāng)程序大的時(shí)候可采用DNC方式進(jìn)行加工，由于DNC加工時(shí)機(jī)床直接從控制電腦讀取程序（也即是邊送邊做），所以不受存儲(chǔ)器的容量受大小的限制。

1、切削用量有三大要素：切削深度,主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度.切削用量的選擇總體原則是：少切削,快進(jìn)給（即切削深度小,進(jìn)給速度快）

2、按材料分類,刀具一般分為普通硬質(zhì)白鋼刀(材料為高速鋼),涂層刀具(如鍍鈦等),合金刀具（如鎢鋼,氮化硼刀具等）。

第四篇：淺析ProE數(shù)控加工中的參數(shù)設(shè)置

淺析Pro/E數(shù)控加工中的參數(shù)設(shè)置

發(fā)布日期：2010-04-17 瀏覽次數(shù)：65 [ ] Pro／ENGINEER是由美國(guó)PTC公司研制的一套CAD／CAE／CAM軟件，是目前國(guó)內(nèi)外最為流行的3D CAD／CAE／CAM軟件之一，在Pro／NC中設(shè)置

Pro／ENGINEER是由美國(guó)PTC公司研制的一套CAD／CAE／CAM軟件，是目前國(guó)內(nèi)外最為流行的3D CAD／CAE／CAM軟件之一，在Pro／NC中設(shè)置加工參數(shù)不僅需要熟悉Pro／NC加工的設(shè)置流程及各加工參數(shù)的確切含義，更重要的是要熟悉數(shù)控加工編程中工藝參數(shù)的選擇對(duì)加工質(zhì)量的影響，否則不僅不能保證產(chǎn)品質(zhì)量，而且容易導(dǎo)致過(guò)切等現(xiàn)象，甚至損壞加工設(shè)備，給生產(chǎn)單位造成重大損失。本文介紹了Pro／NO加工的一般流程和常用參數(shù)的含義，分析和探討了Pro／NC軟件環(huán)境中工藝參數(shù)的設(shè)定方法和原則。

一Pro／NC制造過(guò)程操作流程

Pro／ENGINEER目前的流行版本為wildfire 3．0，其NC模塊由Pro／NC-MILL、Pw／NC-TURN、Pro／NC-WEDM、PDo／NC-ADVANCED幾個(gè)小模塊組成，用戶在使用時(shí)，并不需要去分辨當(dāng)前是在哪一個(gè)模塊下操作，只需在操作界面中根據(jù)加工需要進(jìn)行設(shè)置，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)的模塊去處理。

Pro／ENGINEER能夠生成數(shù)控加工的全過(guò)程，其工作過(guò)程是利用計(jì)算機(jī)(CAD)的圖形編輯功能，將零件的幾何圖形繪制到計(jì)算機(jī)上，形成零件的圖形文件，然后直接調(diào)用計(jì)算機(jī)內(nèi)相應(yīng)的數(shù)控編程模塊，進(jìn)行刀具軌跡處理(即建立操作及定義NC工序。建立操作用于設(shè)置機(jī)床類型、刀具類型、機(jī)床坐標(biāo)和退刀面的位置等，而定義NC工序用于設(shè)置待加工的曲面以及切削參數(shù)，每一個(gè)操作定義了若干個(gè)關(guān)聯(lián)的NC工序)，由計(jì)算機(jī)對(duì)零件加工軌跡的每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算和數(shù)學(xué)處理，從而在生成刀位數(shù)據(jù)文件后，進(jìn)行相應(yīng)的后處理，自動(dòng)生成數(shù)控加工程序，并在計(jì)算機(jī)上動(dòng)態(tài)地顯示刀具的加工軌跡圖形H1。在加工設(shè)備不變的條件下，實(shí)際上問(wèn)題的關(guān)鍵是刀具的選擇與切削用量的確定。

二、選擇刀具和安排刀具排列順序的基本原捌

(一)選擇刀具

數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，一般應(yīng)包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接刀具并裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。PRO/ENGINEER 3．0的NC模塊中，刀具的類型、幾何參數(shù)及材料等可在“刀具設(shè)定”窗口中的“普通”選項(xiàng)卡中設(shè)置，在選擇刀具時(shí)，應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素來(lái)確定刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，由大到小，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。除此之外，選擇刀具還應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：對(duì)于凹形表面，在半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)選擇球頭刀，以得到好的表面質(zhì)量，但在粗加工時(shí)宜選擇平端立銑刀或圓角立銑刀，這是因?yàn)榍蝾^刀切削條件較差；對(duì)凸形表面，粗加工時(shí)一般選擇平端立銑刀或圓角立銑刀，但在精加工時(shí)宜選擇圓角立銑刀，這是因?yàn)閳A角銑刀的幾何條件比平端立銑刀好；對(duì)帶脫模斜度的側(cè)面，宜選用錐度銑刀，雖然采用平端立銑刀通過(guò)插值也可以加工斜面，但會(huì)使加工路徑變長(zhǎng)而影響加工效率，同時(shí)會(huì)加大刀具的磨損而影響加工的精度。總之，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(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)，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤(pán)形銑刀。

在進(jìn)行自由曲面加工時(shí)，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般取得很密，故球頭常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過(guò)切的前提下，無(wú)論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價(jià)格關(guān)系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來(lái)的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個(gè)加工成本大大降低。

(二)安排刀具排列順序

在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，由于刀具的刃磨、測(cè)量和更換多為人工手動(dòng)進(jìn)行，占用輔助時(shí)間較長(zhǎng)，因此，必須合理安排刀具的排列順序。一般應(yīng)遵循以下原則：1)盡量減少刀具數(shù)量；2)一把刀具裝夾后，應(yīng)完成其所能進(jìn)行的所有加工部位；3)粗精加工的刀具應(yīng)分開(kāi)使用，即使是相同尺寸規(guī)格的刀具；4)先銑后鉆；5)先進(jìn)行曲面精加工，后進(jìn)行二維輪廓精加工；6)在可能的情況下，應(yīng)盡可能利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。

在保存切削刀具設(shè)置時(shí)，Pro／NC會(huì)將其保存為．tpm文件格式，并將其存放在由“Pro_mf_tprm_dir”配置選項(xiàng)所指定的目錄下。它是-個(gè)文本文件，如果熟悉其語(yǔ)句格式，不僅可以直接編輯這個(gè)刀具設(shè)置文件，而且可以在“刀具設(shè)定”界面的文件菜單中將自己常用的刀具建成刀具庫(kù)。

三切削用量的確定

Pro／NC中切削用量的設(shè)置在菜單管理器【制造參數(shù)】菜單中的【設(shè)置】子菜單中完成。設(shè)置時(shí)應(yīng)根據(jù)我們預(yù)先擬定的加工工藝參數(shù)輸入相應(yīng)的值。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(shū)、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。Pro／NC提供了類型豐富參數(shù)設(shè)置功能，常見(jiàn)的參數(shù)有：

(一)切削深度t(Pro/NC中稱其為“步長(zhǎng)深度”)

在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，t就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的-個(gè)有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。

(二)切削寬度L(Pro／NC中稱其為“跨度。)

一般L與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，一般L的取值范圍為：L=(0．5-0．8)d。其值越小，切削線就越密。

(三)切削速度v

提高v也是提高生產(chǎn)率的一個(gè)措施，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的增大，刀具耐用度急劇下降，故v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時(shí)。v可采用8m／min左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時(shí)，v可選200m／min以上。

(四)主軸轉(zhuǎn)速n l Pm／NC中稱其為。SPINDLE-SPEED”-單位為r／min)

主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來(lái)選定。計(jì)算公式為：n=v/πd(r／min)，式中。d為刀具或工件直徑(mm)。

(五)進(jìn)給速度vF(Pro／NC中稱其為。CUT_FEED。)

vF應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來(lái)選擇。vF的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時(shí)，vF可選擇得大些。但是最大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制。除了上述參數(shù)外，在設(shè)置加工參數(shù)時(shí)經(jīng)常見(jiàn)到的設(shè)置選項(xiàng)還有很多，只有充分理解這些參數(shù)的確切含義才能準(zhǔn)確無(wú)誤進(jìn)行設(shè)置，如：“PROF_STOCK_ALLOW”用于設(shè)置加工余量，這部分的設(shè)置等于同時(shí)指定X、Y、Z三個(gè)方向的加工余量，如果X、Y、Z三個(gè)方向的加工余量都一致，那就設(shè)置此項(xiàng)，而。允許的未加工毛坯“和”允許的底部線框“等兩項(xiàng)就不用再設(shè)了；”允許的未加工毛坯“用于設(shè)置粗加工的加工余量，此值等同于同時(shí)指定X、Y兩個(gè)方向的值。當(dāng)X、Y兩個(gè)方向的加工余量和z方向的加工余量不同時(shí)，就要設(shè)置此項(xiàng)和下面我們要三切削用量的確定Pro／NC中切削用量的設(shè)置在菜單管理器【制造參數(shù)】菜單中的【設(shè)置】子菜單中完成。設(shè)置時(shí)應(yīng)根據(jù)我們預(yù)先擬定的加工工藝參數(shù)輸入相應(yīng)的值。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(shū)、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。

Pro／NC提供了類型豐富參數(shù)設(shè)置功能，常見(jiàn)的參數(shù)有：

(一)切削深度t(Pro/NC中稱其為”步長(zhǎng)深度“)

在機(jī)床、工件和刀具剛度允許的情況下，t就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的-個(gè)有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工。數(shù)控機(jī)床的精加工余量可略小于普通機(jī)床。

(二)切削寬度L(Pro／NC中稱其為”跨度。)

一般L與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中，一般L的取值范圍為：L=(O．5-0．8)d。其值越小，切削線就越密。

(三)切削速度v

提高v也是提高生產(chǎn)率的一個(gè)措施，但v與刀具耐用度的關(guān)系比較密切。隨著v的增大，刀具耐用度急劇下降，故v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關(guān)系，例如用立銑刀銑削合金剛30CrNi2MoVA時(shí)。v可采用8m／min左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時(shí)，v可選200m／min以上。

(四)主軸轉(zhuǎn)速n(Pro／NC中稱其為。SPINDLE-SPEED“-單位為r／min)

主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來(lái)選定。計(jì)算公式為：n=v／πd(r／min)，式中。d為刀具或工件直徑(mm)。

(五)進(jìn)給速度vF(Pro／NC中稱其為。CUT_FEED。)

vF應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來(lái)選擇。vF的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求低時(shí)，vF可選擇得大些。但是最大進(jìn)給速度要受到設(shè)備剛度和進(jìn)給系統(tǒng)性能等的限制。

除了上述參數(shù)外，在設(shè)置加工參數(shù)時(shí)經(jīng)常見(jiàn)到的設(shè)置選項(xiàng)還有很多，只有充分理解這些參數(shù)的確切含義才能準(zhǔn)確無(wú)誤進(jìn)行設(shè)置，如：”P(pán)ROF_STOCK_ALLOW“用于設(shè)置加工余量，這部分的設(shè)置等于同時(shí)指定X、Y、Z三個(gè)方向的加工余量，如果X、Y、Z三個(gè)方向的加工余量都一致，那就設(shè)置此項(xiàng)，而。允許的未加工毛坯”和“允許的底部線框”等兩項(xiàng)就不用再設(shè)了；“允許的未加工毛坯”用于設(shè)置粗加工的加工余量，此值等同于同時(shí)指定X、Y兩個(gè)方向的值。當(dāng)X、Y兩個(gè)方向的加工余量和z方向的加工余量不同時(shí)，就要設(shè)置此項(xiàng)和下面我們要講到的“允許的底部線框”，在精銑階段。

該項(xiàng)通常為“0”。允許的底郝線框“指z軸方向的加工余量，當(dāng)X、Y兩個(gè)方向的加工余量和z方向的加工余量不同時(shí)，就要設(shè)置此項(xiàng)和”允許的未加工毛坯“；”切割角“指刀具路徑與x軸的夾角；”掃描類型"用于設(shè)置加工區(qū)域軌跡的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等等。

隨著數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際中的廣泛應(yīng)用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關(guān)鍵問(wèn)題之一。在數(shù)控程序的編制過(guò)程中，要在人機(jī)交互狀態(tài)下即時(shí)選擇刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。(

第五篇：數(shù)控加工程序中的數(shù)值計(jì)算

數(shù)控編程人員能否按照零件圖的技術(shù)要求，編制出數(shù)控加工程序，其關(guān)鍵環(huán)節(jié)是編程尺寸的確定。根據(jù)被加工零件圖的要求，按照已經(jīng)確定的加工工藝路線和允許的編程誤差，計(jì)算機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)所需要輸入的數(shù)據(jù)，稱為數(shù)值計(jì)算。

確定編程尺寸實(shí)際上是零件圖件進(jìn)行的數(shù)學(xué)處理，計(jì)算零件圖進(jìn)行的數(shù)學(xué)處理，計(jì)算零件圖形和點(diǎn)在坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值和運(yùn)動(dòng)軌跡。數(shù)值計(jì)算一般包括以下內(nèi)容。

1、基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算

零件的輪廓是由直線、圓弧、二次曲線等幾何要素組成的，各幾何要素之間的連接點(diǎn)稱為基點(diǎn)。如兩直線的交點(diǎn)，直線與圓弧、圓弧與圓弧的交點(diǎn)或切點(diǎn)，圓弧與其他二次曲線的交點(diǎn)或切點(diǎn)等。基點(diǎn)的坐標(biāo)是編程中必需的重要數(shù)據(jù)。

如果零件的輪廓是曲直線和圓弧以外的其他曲線構(gòu)成的，而數(shù)控系統(tǒng)以不具備該曲線的插補(bǔ)功能時(shí)，就需要進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)外理。數(shù)學(xué)處理的方法是：將構(gòu)成零件的輪廓曲線，按數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)功能的要求，在允許的編程誤差的條件下，用若干直線段或圓弧去逼近零件輪廓非圓曲線，這些逼近線段與被加工曲線的交點(diǎn)或切點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。

在編程時(shí)，一般按節(jié)劃分程序段，節(jié)點(diǎn)多少是曲逼近線段的數(shù)目決定的。逼的線段的近似區(qū)間越大，則節(jié)點(diǎn)數(shù)越少，程序段也會(huì)越少，但逼近誤差應(yīng)小于或等于編程允許誤差。考慮到工藝系統(tǒng)及計(jì)算誤差的因素，一般取編程允許誤差為零件公差的1/5——1/10。

2、刀位點(diǎn)軌跡的計(jì)算

零件圖上的數(shù)據(jù)是按零件輪廓尺寸給出的，加工時(shí)刀具是按刀位點(diǎn)軌跡運(yùn)動(dòng)的，零件的輪廓形狀是由刀具切削刃進(jìn)行切削形成的。對(duì)于具有刀具半徑補(bǔ)償功能的數(shù)控機(jī)床面而言，只要在編寫(xiě)程序時(shí)，在程序的適當(dāng)位置于寫(xiě)入建立刀具補(bǔ)償?shù)挠嘘P(guān)指令，就可以保證在加工過(guò)程中，使刀位點(diǎn)按一定的規(guī)則自動(dòng)偏離編程軌跡，達(dá)到正確加工的目的。這時(shí)可直接按零件輪廓的形狀，計(jì)算各基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，并作為編程時(shí)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

對(duì)于沒(méi)刀具半徑補(bǔ)償功能的數(shù)控機(jī)床，編程時(shí)，需按刀具的刀位點(diǎn)軌跡計(jì)算基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)值，作為編程時(shí)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，按零件輪廓的等距線編程。

3、輔助計(jì)算

輔助計(jì)算包括增量計(jì)算和輔助程序的數(shù)值計(jì)算。

增量坐標(biāo)或約對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)中，將絕對(duì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成增量坐標(biāo)數(shù)據(jù)的計(jì)算。有時(shí)，在增量坐標(biāo)或絕對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)中，某些數(shù)據(jù)要求以增量方式輸入時(shí)，也要進(jìn)行由絕對(duì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)向增量坐標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

輔助程序段是指刀具從對(duì)刀點(diǎn)到切入點(diǎn)或從切出點(diǎn)回到對(duì)刀點(diǎn)而特意安排的程序段。因此該輔助程序段刀位點(diǎn)軌跡侍標(biāo)也需要計(jì)算。