畢業(yè)論文--齒輪油泵前蓋零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)

1、<p>　　編號(hào) </p><p>　　淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院</p><p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　二〇一二年十一月</b></p><p>　題 目齒輪油泵前蓋零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)</p><p><

2、b>　　摘 要</b></p><p>　　本文選取某齒輪油泵前蓋零件為研究對(duì)象，研究目的：首先根據(jù)泵蓋的圖紙及技術(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)，確定了加工方法、裝夾方式、定位基準(zhǔn)、加工順序、工歩劃分、走刀路線、切削用量、刀具選擇和量具選擇等，并編制了零件的數(shù)控加工工序卡片和刀具卡片，并采用手工編程編和自動(dòng)編程結(jié)合編制加工程序，最后

3、采用模擬仿真來(lái)檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)工序設(shè)計(jì)合理，切屑參數(shù)選擇合理，程序編制正確。</p><p>　　關(guān)鍵詞：齒輪油泵 數(shù)控加工 工藝分析 手工編程 自動(dòng)編程 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　第

4、一章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1課題來(lái)源1</b></p><p>　　1.2設(shè)計(jì)的目的與意義1</p><p>　　1.3論文所要完成的工作與要求1</p><p>　　第二章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)概述3</p><p>　　2.1 數(shù)控加工工藝性分析

5、3</p><p>　　2.2數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)3</p><p>　　2.3數(shù)控加工工藝分析的主要內(nèi)容4</p><p>　　2.4數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇4</p><p>　　2.5數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.6數(shù)控加工工序的設(shè)計(jì)方法6</p><p>　　

6、2.6.1確定走刀路線和安排工步順序6</p><p>　　2.6.2定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定7</p><p>　　2.6.3夾具的選擇7</p><p>　　2.6.4刀具的選擇7</p><p>　　2.6.5切削用量的確定8</p><p>　　第三章 泵蓋零件的數(shù)控加工工藝分析9</p&g

7、t;<p>　　3.1 泵蓋零件圖9</p><p>　　3.1.1泵蓋零件圖分析9</p><p>　　3.2 泵蓋零件數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.2.1 毛坯選擇9</p><p>　　3.2.2定位基準(zhǔn)的選擇11</p><p>　　3.2.3加工順序設(shè)計(jì)12</p

8、><p>　　3.2.4刀具選擇12</p><p>　　3.2.5泵蓋零件刀具卡片制定13</p><p>　　3.2.6切削參數(shù)選擇14</p><p>　　3.2.7加工設(shè)備的選用16</p><p>　　3.2.8夾具的選擇與裝夾方案的確定17</p><p>　　3.2.9工序與

9、工步的劃分18</p><p>　　3.2.10泵蓋零件工序卡片的計(jì)20</p><p>　　第四章 泵蓋零件的數(shù)控加工程序編制26</p><p>　　4.1數(shù)控編程簡(jiǎn)介及泵蓋零件的編程方法選擇26</p><p>　　4.2 泵蓋零件數(shù)控加工程序編寫(xiě)26</p><p>　　4.3 泵蓋零件開(kāi)粗的自動(dòng)編

10、程29</p><p>　　4.3.1創(chuàng)建程序29</p><p>　　4.3.2創(chuàng)建刀具30</p><p>　　4.3.3創(chuàng)建幾何體30</p><p>　　4.3.4創(chuàng)建操作31</p><p>　　4.3.5指定切屑區(qū)域32</p><p>　　4.3.6刀軌生成32<

11、;/p><p>　　4.3.7后處理34</p><p>　　4.4 泵蓋零件側(cè)壁精加工的自動(dòng)編程34</p><p>　　4.4.1創(chuàng)建操作34</p><p>　　4.4.2指定切削區(qū)域34</p><p>　　4.4.3生成刀軌35</p><p>　　4.4.4后處理36<

12、/p><p>　　4.5 泵蓋零件底面精加工的自動(dòng)編程36</p><p>　　4.5.1創(chuàng)建操作36</p><p>　　4.5.2指定切削區(qū)域36</p><p>　　4.5.3生成刀軌37</p><p>　　4.5.4后處理38</p><p>　　4.6 泵蓋零件銑倒角的自動(dòng)編程

13、38</p><p>　　4.6.1創(chuàng)建操作38</p><p>　　4.6.2指定切削區(qū)域38</p><p>　　4.6.3生成刀軌40</p><p>　　4.6.4后處理40</p><p>　　第五章 總結(jié)與展望41</p><p><b>　　5.1 總結(jié)4

14、1</b></p><p><b>　　5.2 展望42</b></p><p><b>　　致 謝43</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)44</b></p><p>　　附錄1 泵蓋UG三維視圖45</p><p>

15、<b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題來(lái)源</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)課題為齒輪油泵前蓋零件數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)，選取的零件為自擬題目，課題的選取主要參照企業(yè)真實(shí)零件，并進(jìn)行適當(dāng)修改后確定。在課題內(nèi)容的選取上，力求將數(shù)控專(zhuān)業(yè)要求具備的機(jī)械制圖能力、數(shù)控加工工藝分析能力、數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)能力、工藝文件編寫(xiě)能力、

16、數(shù)控加工程序編制能力和數(shù)控零件加工等能力融入其中。</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)的目的與意義</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是高等職業(yè)學(xué)院培養(yǎng)面向生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)第一線的高等技術(shù)應(yīng)用型人才的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)、基本技能和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的重要手段。通過(guò)完成某一課題的研究，可以進(jìn)一步檢驗(yàn)學(xué)生處理實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生掌握基本的設(shè)計(jì)（科研）方法，受

17、到初步的工程技術(shù)訓(xùn)練，并可綜合衡量教學(xué)質(zhì)量，以利于提高教學(xué)管理水平。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)意義在于提高學(xué)生的資料與手冊(cè)查閱能力、設(shè)計(jì)方案制定能力、分析與計(jì)算能力、撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)或論文報(bào)告的能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力、熟悉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的能力，以及語(yǔ)言表達(dá)、準(zhǔn)確闡述觀點(diǎn)和清楚回答問(wèn)題的能力等。此外，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可以鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力，提高學(xué)生獨(dú)立思考和分析解決問(wèn)題的能力，為以后從事專(zhuān)業(yè)

18、技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。</p><p>　　1.3論文所要完成的工作與要求</p><p>　　結(jié)合數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)后所從事的專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作和在校期間的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，在課題內(nèi)容的選取上，力求將數(shù)控專(zhuān)業(yè)要求具備的機(jī)械制圖能力、識(shí)圖能力、數(shù)控加工工藝分析能力、數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)能力、工藝文件編寫(xiě)能力、數(shù)控加工程序編制能力和數(shù)控零件加工能力等融入設(shè)計(jì)中。</p><p>　　本設(shè)計(jì)要

19、求學(xué)生針對(duì)齒輪油泵前蓋零件進(jìn)行較為詳細(xì)的工藝分析，根據(jù)分析的結(jié)果制定合理的、可行的零件數(shù)控加工工藝，并編寫(xiě)零件的工藝文件和數(shù)控加工程序，具體要求如下：</p><p>　　1．讀懂零件圖，運(yùn)用繪圖軟件繪制完整的零件圖，要求零件圖紙表述正確、標(biāo)注清晰，繪圖規(guī)范；</p><p>　　2．對(duì)零件進(jìn)行詳細(xì)的工藝分析，審查零件圖紙的完整性和結(jié)構(gòu)合理性，分析零件的技術(shù)要求、尺寸精度要求、相互位置精度

20、要求、形狀精度要求和表面粗糙度要求、材料與熱處理要求等；</p><p>　　3．制定零件的加工方案與工藝路線，合理劃分并制定零件的加工工序、加工工步；</p><p>　　4．合理的選擇加工設(shè)備、夾具（必要時(shí)需設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單工裝）、量具和加工刀具，并制定裝夾方案；</p><p>　　5．制定零件的工序卡片及刀具卡片；</p><p>　　6．運(yùn)

21、用手工編程或自動(dòng)編程編寫(xiě)零件的數(shù)控加工程序；</p><p>　　7．在條件允許的情況下，完成零件的試切或運(yùn)用仿真軟件對(duì)數(shù)控程序進(jìn)行仿真。</p><p>　　第二章 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ)概述</p><p>　　2.1 數(shù)控加工工藝性分析</p><p>　　被加工零件的數(shù)控加工工藝性問(wèn)題涉及面很廣，下面結(jié)合編程的可能性和方便性提出一些必須分

22、析和審查的主要內(nèi)容。</p><p>　　1.尺寸標(biāo)注應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)</p><p>　　在數(shù)控編程中，所有點(diǎn)、線、面的尺寸和位置都是以編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)的。因此零件圖樣上最好直接給出坐標(biāo)尺寸，或盡量以同一基準(zhǔn)引注尺寸。</p><p>　　2.幾何要素的條件應(yīng)完整、準(zhǔn)確</p><p>　　在程序編制中，編程人員必須充分掌握構(gòu)成零件輪廓的

23、幾何要素參數(shù)及各幾何要素間的關(guān)系。因?yàn)樵谧詣?dòng)編程時(shí)要對(duì)零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義，手工編程時(shí)要計(jì)算出每個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，無(wú)論哪一點(diǎn)不明確或不確定，編程都無(wú)法進(jìn)行。但由于零件設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮不周或被忽略，常常出現(xiàn)參數(shù)不全或不清楚，如圓弧與直線、圓弧與圓弧是相切還是相交或相離。所以在審查與分析圖紙時(shí)，一定要仔細(xì)核算，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)與設(shè)計(jì)人員聯(lián)系。</p><p><b>　　3.定位基準(zhǔn)可靠</

24、b></p><p>　　在數(shù)控加工中，加工工序往往較集中，以同一基準(zhǔn)定位十分重要。因此往往需要設(shè)置一些輔助基準(zhǔn)，或在毛坯上增加一些工藝凸臺(tái)。</p><p>　　4.統(tǒng)一幾何類(lèi)型及尺寸</p><p>　　零件的外形、內(nèi)腔最好采用統(tǒng)一的幾何類(lèi)型及尺寸，這樣可以減少換刀次數(shù)，還可能應(yīng)用控制程序或?qū)Ｓ贸绦蛞钥s短程序長(zhǎng)度。零件的形狀盡可能對(duì)稱，便于利用數(shù)控機(jī)床的鏡

25、向加工功能來(lái)編程，以節(jié)省編程時(shí)間。</p><p>　　2.2數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)</p><p>　　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(lái)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(guò)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(pán)等）上，用它控制機(jī)床加工。由此可見(jiàn)，數(shù)控機(jī)床加

26、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(guò)程是自動(dòng)進(jìn)行的，因而又有其特點(diǎn)，具體表現(xiàn)如下：</p><p>　　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，所以在數(shù)控機(jī)床上通常安排較復(fù)雜的工序。</p><p>　　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(wèn)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

27、的確定等問(wèn)題，在編制數(shù)控加工工藝時(shí)是不能忽略的。</p><p>　　2.3數(shù)控加工工藝分析的主要內(nèi)容</p><p>　　大量的實(shí)踐證明：數(shù)控加工工藝分析主要包括如下幾方面內(nèi)容：</p><p>　　1．選擇適合在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，確定工序內(nèi)容。</p><p>　　2．分析要加工零件圖樣，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求，在此基礎(chǔ)上確定加工方案

28、，制定數(shù)控加工工藝路線。例如：工序的劃分、加工順序的安排、與傳統(tǒng)加工工序的銜接等。</p><p>　　3．設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序。例如：工步的劃分、零件的定位與夾具的選擇、刀具的選擇、切削用量的確定等。</p><p>　　4．?dāng)?shù)控編程中有關(guān)工藝問(wèn)題處理。例如：對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的選擇、加工路線的確定、刀具的補(bǔ)償。</p><p>　　5．分配數(shù)控加工中的容差。</p

29、><p>　　6．處理數(shù)控機(jī)床上的部分工藝指令。</p><p>　　2.4數(shù)控加工工藝內(nèi)容的選擇</p><p>　　對(duì)于某個(gè)零件來(lái)說(shuō)，并非全部加工工藝過(guò)程都適合在數(shù)控機(jī)床上完成，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。在選擇并做出決定時(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)

30、鍵和提高生產(chǎn)效率，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)。適合數(shù)控加工的內(nèi)容，在選擇時(shí)，一般可按下列順序考慮：</p><p>　　1．通用機(jī)床無(wú)法加工的內(nèi)容應(yīng)該作為優(yōu)先選擇的內(nèi)容；</p><p>　　2．通用機(jī)床加工有困難的內(nèi)容，質(zhì)量不容易保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容；</p><p>　　3．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)床尚存在加工能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行

31、選擇。</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，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)容就不適合采用數(shù)控加工：</p><p>　　1．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(zhuān)用工裝協(xié)調(diào)的加工內(nèi)容；</p><p>　　2．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

32、果不明顯，可安排通用機(jī)床補(bǔ)加工；</p><p>　　3．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。</p><p>　　除此之外，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?？傊?，要盡量做到合理化，達(dá)到多、快、好、省的目的。一定要防止把數(shù)控機(jī)床降格為通用機(jī)床使用。</p><

33、;p>　　2.5數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)</p><p>　　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(guò)程，而僅是幾道數(shù)控加工工序工藝過(guò)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(guò)程中，因而要與其它加工工藝銜接好。常見(jiàn)工藝流程如圖2-1示。</p><p>　　圖2-1 工藝流

34、程</p><p>　　數(shù)控加工工藝路線設(shè)計(jì)一定要特別注意以下幾個(gè)問(wèn)題：</p><p><b>　　1．工序的劃分</b></p><p>　　如果在數(shù)控機(jī)床上加工零件，通常按工序集中原則劃分工序的。</p><p>　?。?）按安裝次數(shù) 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)

35、到待檢狀態(tài)。</p><p>　?。?）按所用的刀具 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)容不能太多。</p><p>　?。?）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)

36、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。</p><p>　　（4）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(lái)說(shuō)，凡要進(jìn)行粗精加工的過(guò)程，都要將工序分開(kāi)。</p><p><b>　　2．加工順序的安排</b></p><p>　　加工順

37、序的安排的是否合理直接關(guān)系到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率核加工的成本。所以應(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(lái)考慮。加工順序的安排一般應(yīng)該按以下原幾個(gè)原則進(jìn)行：</p><p>　?。?）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；</p><p>　?。?）先進(jìn)行內(nèi)部加工，然后在進(jìn)行外部加工；</p><p&g

38、t;　?。?）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)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)；</p><p>　?。?）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。</p><p>　　3．?dāng)?shù)控加工工序與普通工序的銜接</p><p>　　數(shù)控加工工序前后一般都穿插有其他普通加工工序，如銜接得不好就容易產(chǎn)生矛盾。因此

39、在熟悉整個(gè)加工工藝內(nèi)容的同時(shí)，要清楚數(shù)控加工工序與普通加工工序各自的技術(shù)要求、加工目的、加工特點(diǎn)。</p><p>　　數(shù)控工藝路線設(shè)計(jì)是下一步工序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)質(zhì)量會(huì)直接影響零件的加工質(zhì)量與生產(chǎn)效率，設(shè)計(jì)工藝路線時(shí)應(yīng)對(duì)零件圖、零件圖認(rèn)真理解，結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)，靈活運(yùn)用普通加工工藝的一般原則，一定要制定一個(gè)合理的數(shù)控加工工藝路線的設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.6數(shù)控加工工序的設(shè)計(jì)方

40、法</p><p>　　在選擇了數(shù)控加工工藝內(nèi)容和確定了零件加工路線后，即可進(jìn)行數(shù)控加工工序的設(shè)計(jì)。數(shù)控加工工序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是為每一道工序選擇機(jī)床、夾具、刀具以及量具，然后確定定位加緊方案、走刀路線、工步順序、加工余量、工序尺寸 及其公差、切削用量等，為編制加工程序做好一切充分的準(zhǔn)備。</p><p>　　2.6.1確定走刀路線和安排工步順序</p><p>　　

41、在數(shù)控加工工藝過(guò)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(xiě)程序的依據(jù)之一，因此，在確定走刀路線時(shí)，最好畫(huà)一張工序簡(jiǎn)圖，將已經(jīng)擬定出的走刀路線畫(huà)上去（包括進(jìn)、退刀路線），這樣可為編程帶來(lái)不少方便。工步的劃分與安排一般可隨走刀路線來(lái)進(jìn)行，在確定走刀路線時(shí)，主要考慮以下幾點(diǎn)：</p><p&

42、gt;　　1.尋求最短加工路線，減少空刀時(shí)間以提高加工效率；</p><p>　　2.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(lái)；</p><p>　　3.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；</p><p>

43、　　4.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。</p><p>　　2.6.2定位基準(zhǔn)與夾緊方案的確定</p><p>　　在確定定位基準(zhǔn)與夾緊方案時(shí)應(yīng)注意下列三點(diǎn)：</p><p>　　1．盡可能作到設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一；</p><p>　　2

44、．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；</p><p>　　3．避免采用占機(jī)人工調(diào)整裝夾方案。</p><p>　　2.6.3夾具的選擇</p><p>　　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

45、列幾點(diǎn)：</p><p>　　1．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；</p><p>　　2．當(dāng)小批量或成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專(zhuān)用夾具，但應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；</p><p>　　3．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）；</p><p>　　4．裝卸零件要方便可靠，以縮短準(zhǔn)備時(shí)間，有條

46、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。</p><p>　　2.6.4刀具的選擇</p><p>　　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

47、便。隨著刀具材料性能的提高與結(jié)構(gòu)特性的改善，數(shù)控加工用刀具在耐用度、剛度、抗脆性、斷屑和調(diào)整更換等方面的性能已有很大的改善。例如，目前涂層刀具，立方氮化硼刀具以至陶瓷刀具與金剛石刀具等可使刀具的切削速度大幅度提高。然而，從如何加工的角度看，加工刀具類(lèi)型與工藝方案的合理選擇則極為重要。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床對(duì)所使用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)

48、應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：</p><p>　　1．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。</p><p>　　2．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

49、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寸精度高達(dá)5μm以滿足精密零件的加工需要。</p><p>　　3．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

50、薄層（一般5～7μm）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。</p><p>　　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)[3]。</p>

51、<p>　　2.6.5切削用量的確定</p><p>　　當(dāng)編制數(shù)控加工程序時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量。確定時(shí)一定要根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)中規(guī)定的要求，以及刀具的耐用度去選擇，當(dāng)然也可結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)采用類(lèi)比的方法來(lái)確定切削用量。在選擇切削用量時(shí)要充分保證刀具能加工完一個(gè)零件或保證刀具的耐用度不低于一個(gè)工作班，最少也不低于半個(gè)班的工作時(shí)間。</p><p>　　背吃刀量為平行

52、于軸線測(cè)量的切削層尺寸，單位為mm。端銑時(shí)，背吃刀量為切削層深度；而圓周銑時(shí)，背吃刀量為被加工表面的寬度。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。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。</p><p>　　銑削加工的進(jìn)給量f(mm/r)是指刀具旋轉(zhuǎn)一周，工

53、件與刀具沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移量；進(jìn)給速度事單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移量。進(jìn)給速度與進(jìn)給量的關(guān)系為vf=nf(n為銑刀轉(zhuǎn)速r/min)。進(jìn)給量與進(jìn)給速度是數(shù)控銑床加工切削用量中的重要參數(shù)，根據(jù)零件表面粗糙度、加工精度要求、刀具及材料等因素，參考切削用量手冊(cè)選取或通過(guò)選取每齒進(jìn)給量fz，在根據(jù)公式f=Zfz（Z為銑刀齒數(shù)）計(jì)算。</p><p>　　第三章 泵蓋零件的數(shù)控加工工藝分析</p>

54、;<p><b>　　3.1 泵蓋零件圖</b></p><p>　　圖3-1 泵蓋零件圖</p><p>　　3.1.1泵蓋零件圖分析</p><p>　　1)加工內(nèi)容。該零件主要由平面、孔系及外輪廓組成，因?yàn)槊魇情L(zhǎng)方塊，尺寸為116mm×86mm×23mm（長(zhǎng)×寬×高），加工內(nèi)容包括

55、</p><p>　　2)加工要求。該零件的正面主要由平面，圓形凸臺(tái)，八個(gè)通孔組成，該零件的反面無(wú)加工要求。其零件圖尺寸標(biāo)注完整、正確、符合數(shù)控加工要求，加工部位清楚明確。分析圖紙，可知矩形輪廓長(zhǎng)和寬都沒(méi)有精度要求，因此加工零件的六個(gè)表面時(shí)需只需要進(jìn)行粗加工。φ30H9mm的孔的精度要求為0.052mm，φ38f8的外輪廓的精度要求為0.089mm，φ12.5的通孔的高度精度要求為1mm，其他無(wú)精度要求。<

56、/p><p>　　泵蓋的外輪廓表面粗糙度要求為Ra1.6，對(duì)于φ30H9mm的孔、φ38f8的孔及高度18的精度要求較高，所以該部分應(yīng)分粗精加工兩個(gè)階段，以保證其尺寸精度和表面粗糙度要求。因?yàn)榱慵叽缍加芯纫?，因此加工時(shí)分為粗、精加工兩個(gè)階段進(jìn)行，以保證其尺寸精度和表面粗糙度。</p><p>　　3.2 泵蓋零件數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1 毛

57、坯選擇</p><p><b>　　1.毛坯的種類(lèi)包括</b></p><p>　　(1)鑄件 鑄件適用于形狀復(fù)雜的零件。其鑄造方法有砂型鑄造、精密鑄造、金屬鑄造、壓力鑄造等。見(jiàn)常用的是砂型鑄造。當(dāng)毛坯精度要求低、生產(chǎn)批量較小是時(shí)，采用木模手工造型法；當(dāng)毛坯精度要求高、生產(chǎn)量很大時(shí)，采用金屬型機(jī)器造型法。鑄件材料有鑄鐵、鑄鋼及銅、鋁等非金屬。</p>&

58、lt;p>　　(2)鍛件 鍛件適用于強(qiáng)度要求高、形狀比較簡(jiǎn)單的零件毛坯。其鍛造方法有自由鍛和模鍛兩種。自由鍛毛坯精度低、加工余量大、生產(chǎn)率低，適用于單件小批生產(chǎn)以及大型零件毛坯。模鍛毛坯精度高、加工余量小、生產(chǎn)率高、但成本也高，適用于中小型零件毛坯的大批大量生產(chǎn)。</p><p>　　(3)型材 型材有熱軋和冷拉兩種。熱軋適用于尺寸較大、精度較低的毛坯；冷拉適用于尺寸較小、精度較高的毛坯。</p>

59、;<p>　　(4)焊接件 焊接件是根據(jù)需要將型材或鋼板等焊接而成的毛坯，它簡(jiǎn)單方便，生產(chǎn)周期短，但需經(jīng)時(shí)效處理后才能進(jìn)行機(jī)械加工。</p><p>　　(5)冷沖壓件 冷沖壓件毛坯可以非常接近成品要求，在小型機(jī)械、儀表、輕工電子產(chǎn)品方面應(yīng)用廣泛。但因沖壓模具昂貴而僅用于大批量生產(chǎn)。</p><p>　　2.毛坯選擇時(shí)考慮的因素</p><p>　　(

60、1)零件的材料及力學(xué)性能要求 零件材料的工藝特性和力學(xué)性能大致決定了毛坯的種類(lèi)。例如，鑄鐵零件用鑄造毛坯；鋼質(zhì)零件當(dāng)形狀較簡(jiǎn)單且力學(xué)性能要求不高時(shí)常用棒料，對(duì)于重要的鋼質(zhì)零件，為獲得良好的力學(xué)性能，應(yīng)選用鑄件，當(dāng)形狀復(fù)雜且力學(xué)性能要求不高時(shí)用鑄鋼件；非鐵金屬零件常用型材或鑄造毛坯。</p><p>　　(2)零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸 大型且結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的零件毛坯多用砂型鑄造或自由鍛；結(jié)構(gòu)復(fù)雜點(diǎn)的毛坯多用鑄造；小

61、型零件可用模鍛件或壓力鑄造毛坯；板狀鋼質(zhì)零件多用鍛件毛坯；軸類(lèi)零件的毛坯，若臺(tái)階直徑相差不大，可用棒料；若各臺(tái)階尺寸相差較大，則宜選擇鍛件。</p><p>　　(3)生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小 大批量生產(chǎn)中，應(yīng)采用精度和生產(chǎn)率都較高的毛坯制造方法。鑄件采用金屬型機(jī)器造型和精密鑄造，鑄件用模鍛或精密鍛造。在單件小批量生產(chǎn)中用木模手工造型或自由鍛來(lái)制造毛坯。</p><p>　　(4)現(xiàn)有生產(chǎn)條件

62、確定毛坯時(shí)，必須結(jié)合具體的生產(chǎn)條件，如現(xiàn)場(chǎng)毛坯制造的實(shí)際水平和能力、外購(gòu)的可能性等。</p><p>　　(5)充分利用新工藝和新材料 為節(jié)約材料和能源，提高機(jī)械加工生產(chǎn)率，應(yīng)充分考慮精密鑄造、精密鍛造、冷軋、冷擠壓、粉末冶金、異型鋼材及工程塑料等在機(jī)械中的應(yīng)用。這樣，可大大減少機(jī)械加工量，甚至不需要進(jìn)行加工。</p><p>　　3. 根據(jù)泵蓋零件的零件圖，零件的尺寸為116mm

63、15;86mm×23mm（長(zhǎng)×寬×高），該零件材料為45鋼，選擇毛坯時(shí)，其加工面都要具有充分的加工余量，所以毛坯的尺寸取119mm×89mm×26mm（長(zhǎng)×寬×高）45鋼。</p><p>　　3.2.2定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　圖3-2 毛坯示意圖</p><p>　　基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基

64、準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類(lèi)。按用途不同工藝基準(zhǔn)又可分為定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。而定位基準(zhǔn)又可分為以下兩大類(lèi)：</p><p>　　1.粗基準(zhǔn)的選擇原則</p><p>　　粗基準(zhǔn)：用未加工過(guò)的表面所作的定位基準(zhǔn)。</p><p>　　粗基準(zhǔn)的選擇要保證用粗基準(zhǔn)定位所加工出的精基準(zhǔn)具有較高的精度，使后續(xù)各加工表面通過(guò)基準(zhǔn)定位具有較均勻的加工余量，并與非加工表面

65、保持應(yīng)有的相對(duì)位置精度。粗基準(zhǔn)的選擇原則如下：</p><p>　　(1) 相互位置要求原則；</p><p>　　(2) 加工余量合理分配原則；</p><p>　　(3) 重要表面原則；</p><p>　　(4) 重復(fù)使用原則。</p><p>　　2.精基準(zhǔn)的選擇原則</p><p>　

66、　精基準(zhǔn)：用已加工過(guò)的表面所作的定位基準(zhǔn)。</p><p>　　精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)從保證工件的位置精度和裝夾方便這兩方面來(lái)考慮。精基準(zhǔn)的選擇原則如下：</p><p>　　(1) 基準(zhǔn)重合原則；</p><p>　　(2) 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；</p><p>　　(3) 自為基準(zhǔn)原則；</p><p>　　(4) 互為基準(zhǔn)原則

67、；</p><p>　　(5) 便于裝夾原則。</p><p>　　3.根據(jù)上文粗精基準(zhǔn)的選擇原則，選擇該零件的粗精基準(zhǔn)：</p><p>　?。?）粗基準(zhǔn) 以毛坯的底面F為粗基準(zhǔn)，裝夾B面和E面加工上表面A。</p><p>　?。?）精基準(zhǔn) 以已銑表面A為精基準(zhǔn)，裝夾A面和F面加工零件4個(gè)側(cè)面。再以已銑表面A為精基準(zhǔn)，裝夾B面和E面加

68、工零件F面孔、凸臺(tái)及上表面輪廓。</p><p>　　3.2.3加工順序設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)基面先行、先粗后精、先主后次、先面后孔、先內(nèi)后外的原則確定加工順序。由零件圖可見(jiàn)，零件的高度Z向基準(zhǔn)是A下底面，長(zhǎng)和寬方向的基準(zhǔn)是φ19的內(nèi)孔的中心線。從工藝角度看，A下底面也是加工零件各結(jié)構(gòu)的基準(zhǔn)定位面，因此，在對(duì)各個(gè)內(nèi)容加工先后順序的列表中，第一個(gè)加工的面是A下底面，且該表面的加工與其

69、他結(jié)構(gòu)的加工不可以放在同一個(gè)工序。</p><p>　　φ19的內(nèi)孔的中心軸線又是底板并圓角過(guò)渡的外輪廓的基準(zhǔn)，因此它的加工應(yīng)在底板的外輪廓的加工前，加工中考慮到裝夾的問(wèn)題，φ19的內(nèi)孔和底板的外輪廓也不便在同一次裝夾中加工。</p><p>　　按數(shù)控加工應(yīng)盡量集中工序加工的原則，可把φ19的內(nèi)孔、φ30H9的孔、4-φ9的通孔、4-φ12.5的通孔、φ30H9內(nèi)圓輪廓、φ38f8的外圓

70、輪廓、零件的上表面在一次裝夾中加工出來(lái)。這樣按裝夾次數(shù)為劃分工序的依據(jù)，則該零件的加工主要的為六個(gè)工序，并且次序是加工A下底面→加工B的側(cè)面→加工C的側(cè)面→加工D的側(cè)面→加工E的側(cè)面→加工F上表面、φ19的內(nèi)孔、φ30H9的孔、4-φ9的通孔、4-φ12.5的通孔、φ30H9內(nèi)圓輪廓、φ38f8的外圓輪廓。至此零件的加工順序基本確定，總結(jié)如下：</p><p>　　第一次裝夾，裝夾B、D面，加工A的下底面。<

71、;/p><p>　　第二次裝夾，裝夾A、F面，加工B的側(cè)面。</p><p>　　第三次裝夾，裝夾A、F面，加工C的側(cè)面。</p><p>　　第四次裝夾，裝夾A、F面，加工D的側(cè)面。</p><p>　　第五次裝夾，裝夾A、F面，加工E的側(cè)面</p><p>　　第六次裝夾，裝夾B、D面，加工零件F上表面及零件的φ19的

72、內(nèi)孔、φ30H9的孔、4-φ9的通孔、4-φ12.5的通孔、φ30H9孔內(nèi)輪廓、φ38f8孔外輪廓。</p><p><b>　　3.2.4刀具選擇</b></p><p>　　1.數(shù)控銑削刀具的種類(lèi)</p><p>　　（1）（端）面銑刀 面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削為副切削刃。由于面銑刀的直徑一般比較大，為φ450～φ500

73、mm，故常制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)，即將刀齒和刀體分開(kāi)，刀齒為高速鋼或硬質(zhì)合金，刀體采用40Cr制作，可長(zhǎng)期使用。高速鋼面銑刀按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，直徑φ80～φ250mm，螺旋角為100度，刀齒數(shù)z=10～26。</p><p>　　表3.1 泵蓋零件刀具卡片</p><p><b>　?。ɡm(xù)表3.1）</b></p><p>　?。?）立銑刀 立銑刀是數(shù)

74、控銑床上用得最多的一種刀具，主要有高速鋼立銑刀和硬質(zhì)合金立銑刀兩種類(lèi)型。立銑刀主要用于加工凸輪、臺(tái)階面、凹槽和箱口面。</p><p>　?。?）模具銑刀 模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀三種，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏錐柄。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是球頭或端面上布滿了切削刃，圓周刃與球頭圓弧連接，可以作徑向和軸向進(jìn)給。</p><p>　?。?）鍵

75、槽銑刀 鍵槽銑刀有兩個(gè)刀齒，圓柱面和端面都有切削刃，端面刃延至中心，可以短距離的軸向進(jìn)給，既像立銑刀，又似鉆頭。加工時(shí)先軸向進(jìn)給達(dá)到槽深，然后沿鍵槽方向銑出鍵槽全長(zhǎng)。</p><p>　?。?）鼓形銑刀 鼓形銑刀是一種典型的鼓形銑刀，他的切削刃分布在半徑為R的圓弧面是上，端面無(wú)切削刃。</p><p>　?。?）成形銑刀 成型銑刀是常見(jiàn)的幾種成型銑刀，一般都是為特定的工件結(jié)構(gòu)或加工內(nèi)容專(zhuān)門(mén)

76、設(shè)計(jì)制造的，如角度面、凹槽、特形孔或特形臺(tái)等</p><p><b>　　2.刀具的選擇</b></p><p>　　面銑刀直徑的大小直接影響切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，不能任意選取，查表3.1銑刀直徑為φ80mm，故齒數(shù)選取為6。</p><p>　　1號(hào)刀φ80面銑刀：對(duì)于該零件上下表面，加工面積較大，同時(shí)有較高的表面粗糙度要求

77、，故選用φ80面銑刀進(jìn)行加工，可以提高加工精度和效率，減小相鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕跡和保證銑刀的使用壽命。</p><p>　　2號(hào)刀φ2中心鉆：由于該零件上對(duì)孔間距有一定的位置精度要求，故選用φ2中心鉆定位后再用普通的鉆頭鉆孔才能達(dá)到所要求的精度。</p><p>　　3號(hào)刀φ19麻花鉆：根據(jù)零件圖的尺寸要求，該零件需鉆φ19通孔，加工中選用φ19麻花鉆。</p><

78、p>　　4號(hào)刀φ9麻花鉆：根據(jù)零件圖的尺寸要求，該零件需鉆4-φ9通孔，加工中選用φ9麻花鉆。</p><p>　　5號(hào)刀φ12.5麻花鉆：根據(jù)零件圖的尺寸要求，該零件需鉆4-φ12.5通孔，加工中選用φ12.5麻花鉆。</p><p>　　3.2.5泵蓋零件刀具卡片制定</p><p>　　根據(jù)上文的刀具選擇制定該零件的刀具卡片:</p>&l

79、t;p>　　表3.2 泵蓋零件刀具卡片</p><p>　　3.2.6切削參數(shù)選擇</p><p>　　切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、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)。切削用量是否合理，對(duì)于能否充分發(fā)揮機(jī)床潛力和刀具切削性能，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低成本和安全操作具有十分重要的作用。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

80、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)銑床說(shuō)明書(shū)、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。</p><p><b>　　1．主軸轉(zhuǎn)速的確定</b></p><p>　　查閱《刀具手冊(cè)》，可知，加工中主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算公式如下：</p><p>　　n=1000Vc/πd

81、 （3-1）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　n—主軸轉(zhuǎn)速，單位r/min</p><p>　　Vc—切削速度，單位m/min</p><p>　　d—銑刀直徑，單位mm</p><p>　　根據(jù)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

82、料、刀具的材料和刀具耐用度等因素。如表3.2所示：</p><p>　　表3.3 銑削時(shí)切削速度</p><p><b>　　（續(xù)表3.3）</b></p><p>　　從理論上講，切削速度Vc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，應(yīng)綜合考慮，加工中零件

83、各部位切削速度Vc數(shù)值選取如下：</p><p>　　粗銑表面A時(shí)Vc 選取70m/min；</p><p>　　精銑表面A時(shí)Vc 選取120m/min；</p><p>　　粗銑表面B、C、D及E面時(shí)Vc 選取70m/min；</p><p>　　精銑表面B、C、D及E面時(shí)Vc 選取120m/min；</p><p>

84、;　　粗銑表面F時(shí)Vc 選取70m/min；</p><p>　　根據(jù)各部位切削速度Vc的選取數(shù)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(shí)的刀具轉(zhuǎn)速如下：</p><p><b>　　粗銑表面A時(shí)：</b></p><p><b>　　， 取 </b></

85、p><p><b>　　精銑表面A時(shí)：</b></p><p><b>　　， 取 </b></p><p>　　粗銑表面B、C、D及E面時(shí)n =280r/min（計(jì)算方法同上）；</p><p>　　精銑表面B、C、D及E面時(shí)n =480r/min；</p><p>　　粗銑表

86、面F時(shí)n =280r/min；</p><p>　　精銑表面F時(shí)n =480r/min；</p><p>　　中心鉆、麻花鉆以及鉸刀的刀具轉(zhuǎn)速均根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的經(jīng)驗(yàn)而得到的。φ2中心鉆=500 r/min；φ19麻花鉆=600 r/min；φ12.5麻花鉆=600 r/min；φ9麻花鉆=600r/min。</p><p>　　2.數(shù)控加工進(jìn)給量的選擇</p

87、><p>　　對(duì)于銑刀等多齒刀具，通常規(guī)定每齒進(jìn)給量fz(mm)，其含義是刀具每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒，刀具相對(duì)于工件在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的位移量。進(jìn)給量與每齒進(jìn)給量的關(guān)系為：F=fz·Z·N (3-2)，每齒進(jìn)給量fz的選取，主要依據(jù)工件材料的力學(xué)性能、刀具材料的力學(xué)性能、工件表面粗糙度等因素。工件材料強(qiáng)度和硬度越高，fz越??；反之則越大。硬質(zhì)合金銑刀的每齒進(jìn)給量，高于同類(lèi)高速鋼銑刀。工件剛性差或刀具強(qiáng)度低時(shí)，

88、應(yīng)取較小值。銑刀每齒進(jìn)給量如表3.3所示，本設(shè)計(jì)中每個(gè)工部的具體進(jìn)給速度依據(jù)上述公式計(jì)算，具體參見(jiàn)加工過(guò)程總表。</p><p>　　3.4 銑刀每齒進(jìn)給量</p><p>　　切削進(jìn)給量F是切削時(shí)單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)方向的相對(duì)位移，單位為mm/min。它與銑刀轉(zhuǎn)速n、銑刀齒數(shù)z及每齒進(jìn)給量fz（mm/z）的關(guān)系為:</p><p>　　F=fz·Z&

89、#183;N （ 3-2）</p><p><b>　　公式中：</b></p><p>　　z—銑刀齒數(shù)，單位mm/min</p><p>　　fz—銑刀每齒工作臺(tái)移動(dòng)距離，即每齒進(jìn)給量mm/z</p><p>　　在保證機(jī)床、刀具不超出工件精度充許的數(shù)值

90、，表面粗糙度值不太大的前提下，盡量選擇大的進(jìn)給量，粗加工時(shí)限制進(jìn)給量的主要是切削力，半精加工和精加工時(shí)，限制進(jìn)給量的主要是表面粗糙度。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)。</p><p><b>　　3．背吃刀量的確定</b></p><p>　　在機(jī)床刀具和工件的剛度允許的情況下。粗加工（Ra10～80μm）時(shí)，

91、一次進(jìn)給盡可能切削全部余量。在中等功率機(jī)床上，背吃刀量可達(dá)8～10mm。半精加工（Ra1.25～10μm）時(shí)，背吃刀量取為0.5～2mm。精加工（Ra0.32～1.25μm）時(shí)，背吃刀量取為0.1～0.4mm。最好一次切凈余量，以提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　根據(jù)零件材料和我院刀具性能考慮，粗加工時(shí)：ap=2～4mm；精加工時(shí)：ap=0.2～0.5mm；上述參數(shù)的選取，即提高了生產(chǎn)效率，又可延長(zhǎng)刀具使用壽命

92、。</p><p>　　3.2.7加工設(shè)備的選用</p><p>　　根據(jù)零件圖可知，該零件的主要加工內(nèi)容由平面、型腔、孔、凸臺(tái)等構(gòu)成，該零件為批量生產(chǎn)，為了達(dá)到圖樣上的精度要求，同時(shí)兼顧到加工效率與加工經(jīng)濟(jì)性，我們選擇數(shù)控機(jī)床，根據(jù)實(shí)際情況選擇裝備FANUC 0i Mate-MB系統(tǒng)的XK713A數(shù)控銑床。本機(jī)床可以進(jìn)行銑，鉆等多種典型加工。它的常規(guī)配置是三軸三聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)，也可配置四軸

93、四聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)(加裝數(shù)控分度頭)。故它的適用范圍十分廣泛，可以加工平面凸輪，空間曲面，加工各種異形零件及中小型模具，適用于各種批量的生產(chǎn)。XK713A數(shù)控銑床的具體參數(shù)如下：</p><p><b>　　1．主要規(guī)格尺寸</b></p><p>　　（1）工作臺(tái)面積（長(zhǎng)*寬） 800×350mm</p><p&g

94、t;　　（2）工作臺(tái)三向行程（X、Y、Z） 600×410×510mm</p><p>　　（3）工作臺(tái)最大承重 500kg</p><p>　　（4）主軸轉(zhuǎn)速 80-8000rpm（變頻）</p><p>　?。?）主軸錐度

95、 7:24</p><p>　?。?）最大快進(jìn)速度 15m/min</p><p>　　（7）分辨率（最小設(shè)定單位） 0.001mm</p><p>　?。?）定位精度 X、Z軸：0.05mm Y軸：0.04mm</p>

96、<p>　?。?）重復(fù)定位精度 0.002mm</p><p>　　（10）機(jī)床外形尺寸 2500×2295×2550mm</p><p>　　（11）機(jī)床凈重 4500kg</p><p>　　（12）數(shù)控系

97、統(tǒng) FANUC 0i Mate-MB</p><p><b>　　2．主軸系統(tǒng)</b></p><p>　　XK713A數(shù)控銑床主軸采用直流或交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，具有很寬的調(diào)速范圍（80-8000r/Min）和很高的回轉(zhuǎn)精度，主軸本身剛度與抗振性比較好,對(duì)提高加工質(zhì)量和各種小孔加工極為有利，另外主軸轉(zhuǎn)速可以

98、通過(guò)操作面板上的轉(zhuǎn)速倍率開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)整。</p><p><b>　　3．進(jìn)給系統(tǒng) </b></p><p>　　進(jìn)給系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)包括：進(jìn)給速度范圍、快速(空行程)速度范圍、運(yùn)動(dòng)分辨率(最小移動(dòng)增量)、定位精度等，具體參數(shù)如下：</p><p>　?。?）進(jìn)給速度范圍 1-5000mm/min<

99、;/p><p>　　（2）最大快進(jìn)速度 15m/min</p><p>　?。?）分辨率（最小移動(dòng)增量） 0.001mm</p><p>　　（4）定位精度 X、Z軸：0.05mm Y軸：0.04mm</p><p>　?。?）重復(fù)

100、定位精度 0.002mm</p><p>　　3.2.8夾具的選擇與裝夾方案的確定</p><p><b>　　1．夾具的選擇</b></p><p>　　考慮到該零件外輪廓為正方形,形狀很規(guī)則，在外型上沒(méi)有什么特殊要求，故夾具選用平口虎鉗即可。考慮到本設(shè)計(jì)零件的外形尺寸和加工精度等因素，本設(shè)計(jì)選擇的

101、平口虎鉗規(guī)格參數(shù)如下：</p><p>　　表3.5 平口虎鉗夾具參數(shù)</p><p><b>　　2.裝夾方案的確定</b></p><p>　　(1)以F面為粗基準(zhǔn)加工A面；</p><p>　　(2)以A面為精基準(zhǔn)，先銑B面，然后再對(duì)B面打表加工C面， 然后依次加工D、E面，這樣就保證了垂直度。</p>

102、<p>　　(3)以A面為精基準(zhǔn)加工F面臺(tái)階面、φ30孔的輪廓及外輪廓。</p><p>　　3.2.9工序與工步的劃分</p><p>　　工序的劃分有很多種，主要有按裝夾次數(shù)劃分工序、按使用刀具劃分工序、按加工部位劃分工序等劃分方法，本設(shè)計(jì)主要采用按裝夾次數(shù)劃分工序，根據(jù)上文制定的零件加工順序和選用刀具設(shè)計(jì)出齒輪油泵前蓋零件的加工工序與工步如下:</p>&

103、lt;p>　　工序1：銑零件A下底面</p><p>　　(1)選用φ80的面銑刀粗銑A表面；</p><p>　　(2)選用φ80的面銑刀精銑A表面；</p><p>　　工序2：銑零件側(cè)面B</p><p>　　(1)選用φ80的面銑刀粗銑B表面;</p><p>　　(2)選用φ80的面銑刀精銑B表面；&l

104、t;/p><p>　　工序3：銑零件側(cè)面C</p><p>　　(1)選用φ80的面銑刀粗銑C表面；</p><p>　　(2)選用φ80的面銑刀精銑C表面；</p><p>　　工序4：銑零件側(cè)面D</p><p>　　(1)選用φ80的面銑刀粗銑D表面；</p><p>　　(2)選用φ80的面

105、銑刀精銑D表面；</p><p>　　工序5：銑零件側(cè)面E</p><p>　　(1)選用φ80的面銑刀粗銑E表面；</p><p>　　(2)選用φ80的面銑刀精銑E表面；</p><p>　　工序6：銑零件F上表面</p><p>　　(1)選用φ80面銑刀粗銑F面</p><p>　　(2

106、)選用φ80面銑刀精銑F面</p><p>　　根據(jù)上文的工序與工步劃分，設(shè)計(jì)出本零件的加工過(guò)程總表如下：</p><p>　　表3.6泵蓋零件加工過(guò)程總表</p><p>　　3.2.10泵蓋零件工序卡片的計(jì)</p><p>　　根據(jù)表3.5泵蓋零件加工過(guò)程總表內(nèi)容，制定出零件各加工工序卡片如下：</p><p>　

107、　工序1：銑零件表面A及四個(gè)沉孔</p><p>　　表3.7銑零件表面A </p><p>　　工序2：銑零件側(cè)面B</p><p>　　表3.8銑零件側(cè)面B工序卡片</p><p>　　工序3：銑零件側(cè)面C</p><p>　　表3.9銑零件側(cè)面C工序卡片</p><p>　　工序4：銑零件

108、側(cè)面D</p><p>　　表3.10銑零件側(cè)面D工序卡片</p><p>　　工序5：銑零件側(cè)面E</p><p>　　表3.11銑零件側(cè)面E工序卡片</p><p>　　工序6：銑零件F上表面</p><p>　　表3.12銑零件F上表面工序卡片</p><p>　　第四章 泵蓋零件的數(shù)控

109、加工程序編制</p><p>　　4.1數(shù)控編程簡(jiǎn)介及泵蓋零件的編程方法選擇</p><p>　　數(shù)控程序（數(shù)控加工程序）是數(shù)控機(jī)床加工中不可缺少的一部分，數(shù)控機(jī)床之所以能加工出各種形狀、不同尺寸和精度的零件，就是因?yàn)榫幊倘藛T為它編制了不同的加工程序。編寫(xiě)數(shù)控加工程序的過(guò)程就是將加工零件的工藝過(guò)程、工藝參數(shù)（進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速和背吃刀量等）、位移數(shù)據(jù)（幾何數(shù)據(jù)和幾何尺寸等）及開(kāi)關(guān)命令（換刀

110、、切削液開(kāi)/關(guān)和工件裝卸等）等信息用數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的功能代碼和格式按加工順序編寫(xiě)成加工程序單，并記錄在信息載體上，再通過(guò)信息載體將數(shù)控加工程序輸入機(jī)床數(shù)控裝置，從而指揮數(shù)控機(jī)床按數(shù)控程序的內(nèi)容加工出合格的零件。數(shù)控程序編寫(xiě)的如何，直接影響零件加工質(zhì)量。</p><p>　　數(shù)控編程分手工編程和自動(dòng)編程。手工編程是由人工完成刀具軌跡計(jì)算及加工程序的編制工作。當(dāng)零件形狀不十分復(fù)雜或加工程序不太長(zhǎng)時(shí)，采用手工編程方便、經(jīng)

111、濟(jì)。自動(dòng)編程是利用計(jì)算機(jī)通過(guò)自動(dòng)編程軟件完成對(duì)刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算、加工程序的生成及刀具加工軌跡的動(dòng)態(tài)顯示等。對(duì)于加工零件形狀復(fù)雜，特別是涉及三維立體形狀或刀具運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算繁瑣時(shí)，常采用自動(dòng)編程。</p><p>　　本文中所設(shè)計(jì)的泵蓋零件的輪廓不復(fù)雜，加工工藝不繁瑣，所需的程序多，坐標(biāo)的計(jì)算也比較難，因此選擇用手工編程和自動(dòng)編程結(jié)合編制[2]。</p><p>　　4.2 泵蓋零件數(shù)控加工

112、程序編寫(xiě)</p><p>　　4.3 泵蓋零件開(kāi)粗的自動(dòng)編程</p><p>　　不對(duì)稱的圓孔、斜坡、倒角的加工很難確定刀具走刀路線的坐標(biāo)，手工編程繁瑣，計(jì)算量大，因此選用自動(dòng)編程。</p><p>　　（1）啟動(dòng)NX6.0。點(diǎn)擊UG NX6.0的圖標(biāo)，進(jìn)入U(xiǎn)G NX6.0界面。</p><p>　?。?）打開(kāi)模型文件。在主菜單中選擇【文件】

113、/【打開(kāi)】命令，在系統(tǒng)自動(dòng)彈出的“打開(kāi)”對(duì)話框中選擇正確的路徑和文件名，單擊“OK”按鈕，打開(kāi)零件模型。</p><p>　　（3）工作坐標(biāo)系原點(diǎn)的確認(rèn)。使用“視圖”工具條上的“頂部”（俯視圖）和“前視圖”（主視圖）按鈕來(lái)觀察和確認(rèn)工作坐標(biāo)系原點(diǎn)在毛坯的頂面正中位置上。如果工作坐標(biāo)系原點(diǎn)不符合要求，可以對(duì)零件模型進(jìn)行移動(dòng)。</p><p>　?。?）進(jìn)入加工模塊。使用快捷鍵（Ctrl+al

114、t+m）進(jìn)入U(xiǎn)G NX6.0 CAM模塊，系統(tǒng)自動(dòng)彈出如圖所示的“加工環(huán)境”對(duì)話框，進(jìn)行加工環(huán)境的初始化設(shè)置，“mill-contour（輪廓銑）”，單擊對(duì)話框中的“確定”按鈕進(jìn)入加工模塊。如圖4-1所示。</p><p>　　圖 4-1 加工環(huán)境 圖 4-2 創(chuàng)建程序</p><p><b>　　4.3.1創(chuàng)建程序</b>&

115、lt;/p><p>　　在操作導(dǎo)航器的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，系統(tǒng)彈出快捷菜單，在該快捷菜單中選擇“程序順序視圖”命令。在【插入】工具欄上單擊【創(chuàng)建程序】圖標(biāo)系統(tǒng)將彈出的“創(chuàng)建程序”對(duì)話框，如圖附4-2。</p><p>　　在名稱文件輸入框中輸入“F1”，單擊“確定”按鈕兩次，則在“NC-POGRAM”目錄下創(chuàng)建了一個(gè)程序“POGRAM”。如圖4-2所示。</p><p>

116、;<b>　　4.3.2創(chuàng)建刀具</b></p><p>　　在【插入】工具欄上單擊【創(chuàng)建刀具】按鈕，系統(tǒng)彈出如圖附-3所示的“創(chuàng)建刀具”對(duì)話框，</p><p>　　圖 4-3 創(chuàng)建刀具</p><p>　　選擇“類(lèi)型”為“mill-contour”（輪廓銑），在“刀具子類(lèi)型”下選擇“MILL”（銑刀），在“名稱”文本框中輸入“D16”，單擊