數(shù)控銑床零件加工 游戲手柄的加工畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、數(shù)控銑床零件加工 學(xué)校: 廣州航海高等專科學(xué)校 專業(yè): 數(shù)控技術(shù) 班級(jí)： 051班 姓名： xx 學(xué)號(hào)： xx 廣州航海高等?？茖W(xué)校機(jī)械工程教研室 2007年12月 目錄 任務(wù)書 …………………………………………………………………………… 3 摘要……………….……………………………………………………… …..…...4 第一章、緒論……………………………… ……………………..………….…5 1.1、數(shù)控機(jī)床與加工………………………………

2、………………………………6 1.2、數(shù)控編程………………………………………………………………………6 1.3、數(shù)控仿真加工…………………………………………………………………9 第二章、游戲手柄的加工設(shè)計(jì) 2.1、設(shè)計(jì)要求………………….…………………….……………………………..10 2.2、零件圖繪制………………….…………………………….…………………..10 2.3、零件的數(shù)控確定加工順序………………………………………….…… . …11 2.4、刀具選擇………………………………………………………………… … ..11 2.5、切削用量選擇……………………………………

3、…………………… … ..…11 2.6、擬訂數(shù)控銑削加工工序卡片………………………………………… .….….14 第三章、游戲手柄的機(jī)床防真操作 3.1、打開界面............................................... ......14 3.2、機(jī)床回零.....................................................14 3.3、定義毛坯.....................................................15 3.4、刀具庫設(shè)置................

4、...................................15 3.5、對(duì)刀…………………………………………………………………… ……15 3.6、程序傳送…………………………………………………………………….17 3.7、自動(dòng)加工…………………………………………………………………….17 第四章 設(shè)計(jì)總結(jié)與心得…………………………………………………18 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………...18 廣州航海高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書

5、 編號(hào)：GMC-2-017-02 設(shè) 計(jì) （論文） 題 目 游戲手柄的加工設(shè)計(jì) 完成時(shí)間 2008年 2月 25 日 至 6 月 15 日 設(shè)計(jì)者 （作者） xx 指導(dǎo)教師 Xx 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)： 一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1 銑削類零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)及程序設(shè)計(jì) 內(nèi)容主要包括以下幾方面： （1）數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) （2）數(shù)控加工程序編制 （3）數(shù)控仿真軟件驗(yàn)證操作 （4）數(shù)控機(jī)床操作技能實(shí)現(xiàn)

6、 2、繪制銑削類零件二維、三維圖（A4圖紙）共2張 3、撰寫設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)論文 二、 畢業(yè)設(shè)計(jì)要求： 1、論文按《數(shù)控專業(yè)05級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》內(nèi)容完成； 2、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文要求5000字以上； 3、車、銑削類零件要求獨(dú)立繪制，嚴(yán)禁拷貝； 5、按學(xué)校要求，按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)，按時(shí)回校答辯。 指導(dǎo)教師填寫簽名： 2008年 2 月 25 日 教研室主任意見： 教研室主任簽名：

7、 年 月 日 備注：1、畫圖可采用計(jì)算機(jī)畫圖，也可采用手工畫圖（自選）。 2、銑削類零件在畢業(yè)答辯時(shí)要求在計(jì)算機(jī)上仿真出。 游戲手柄的加工設(shè)計(jì) 內(nèi)容摘要 此設(shè)計(jì)主要是對(duì)典型零件進(jìn)行圖形繪制、工藝設(shè)計(jì)和程序的編制及加工，通過實(shí)際生活中的游戲手柄的外形尺寸分析，應(yīng)用CAD軟件（AutoCAD2007）繪制出二維及三維的圖形并進(jìn)行標(biāo)注說明，在使用AutoCAD2007軟件畫圖時(shí)應(yīng)參照工程制圖的國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)來畫各種線形文字以及標(biāo)注符號(hào)等等，并注明圖紙的公差要求、技術(shù)要求等。 接著對(duì)游戲手柄的零件圖進(jìn)

8、行工藝分析，確定加工方法、路線等，然后用CAM軟件繪制出要加工的二維或三維圖形，并設(shè)計(jì)好各切削參數(shù)自動(dòng)編出加工刀路軌跡。在用自動(dòng)編程軟件同時(shí)應(yīng)首先熟悉該軟件的基本操作，并熟悉里面各參數(shù)的設(shè)置方法，然后跟圖紙的工藝分析結(jié)合，選擇合理的工藝路線及加工方法，根據(jù)零件形狀、余量等選擇適用形狀大小的各種銑刀，最后應(yīng)用該軟件的防真功能效驗(yàn)?zāi)M加工，并通過模擬過程觀察，發(fā)現(xiàn)不合理處進(jìn)行修改。 程序優(yōu)化后便可用該軟件生成機(jī)廠能識(shí)別的G代碼，并導(dǎo)入防真軟件進(jìn)行程序驗(yàn)證和模擬加工，從而得出防真的零件樣品出來，在防真過程中我們可以很清楚的知道該零件加工工序是否合理，通過最后測量零件尺寸是否跟符號(hào)圖紙上的公差要

9、求、技術(shù)要求。 通過程序的修改和改善后便可將程序拿到車間，通過接口端發(fā)送程序到數(shù)控機(jī)床加工產(chǎn)品出來。在車間加工中，首先我們必須懂得車間的一些安全規(guī)范、操作規(guī)范等，然后在加工過程中必須小心銑刀碰壞機(jī)床夾具或工作臺(tái)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)撞刀等一些碰撞時(shí)應(yīng)及時(shí)安機(jī)床急停按鈕。工件加工完后還必須對(duì)機(jī)床進(jìn)行簡單的清掃，維護(hù)操作，并對(duì)加工所用刀具、量具等工具用抹布擦干以防止生銹。 關(guān)鍵字 數(shù)控 加工工藝 機(jī)床防真 第一章、緒論 數(shù)控機(jī)床是采用數(shù)字化的信號(hào)進(jìn)行對(duì)工件的自動(dòng)生產(chǎn)制造的一種高效自動(dòng)化設(shè)備。它最早出現(xiàn)于二十世紀(jì)四十年代初期

10、的美國北密執(zhí)安的一個(gè)小公司，在制造飛機(jī)框架和直升機(jī)葉片時(shí)，利用全數(shù)字電子計(jì)算機(jī)對(duì)葉片輪廓的加工路徑精確地控制，直到1952年出現(xiàn)了世界第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床———直線插補(bǔ)連續(xù)控制的三坐標(biāo)立式銑床。 數(shù)控銑床主要用于加工平面和曲面輪廓的零件，還可以加工復(fù)雜型面的零件，如凸輪、樣板、模具、螺旋槽等。同時(shí)也可以對(duì)零件進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸、锪和鏜孔加工。它有適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好，加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)自動(dòng)化程序高，生產(chǎn)效率高等等特點(diǎn)。 在利用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)制造前，我們必須先了解數(shù)控系統(tǒng)的功能及規(guī)格，因?yàn)椴煌臄?shù)控系統(tǒng)在編寫數(shù)控加工程序時(shí)，在格式及指令上是不完全相同的，而且不同的機(jī)床也有不同的操作面板

11、。我們必須對(duì)使用的銑床操作熟練，對(duì)CAD編程軟件的熟練使用。 接著我們首先要認(rèn)真分析零件圖，熟悉零件的加工工藝。選擇合要求、高效率的加工工藝；對(duì)其每個(gè)不同的加工選擇合理的刀具、夾具及切削用量、切削液。并CAD編程軟件設(shè)置好各參數(shù)，編好工件程序后，擬定數(shù)控銑削加工工序卡片，根據(jù)加工工序步驟，將對(duì)應(yīng)步驟的加工程序輸入到數(shù)控仿真銑床對(duì)零件進(jìn)行仿真加工，并確定無錯(cuò)誤便可到銑床車間將工件加工出來。 圖1-1為數(shù)控加工的過程： 圖1-1 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

12、領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對(duì)國計(jì)民生的一些重要行業(yè)（it、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面 <1>、高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢 <2>、5軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展 <3>、智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個(gè)基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個(gè)國家的戰(zhàn)略地位。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。 在我國，數(shù)控

13、技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。特別是在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域，以PC平臺(tái)為基礎(chǔ)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。但是，我國在數(shù)控技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面亦存在不少問題，特別是在技術(shù)創(chuàng)新能力、商品化進(jìn)程、市場占有率等方面情況尤為突出。在新世紀(jì)到來時(shí)，如何有效解決這些問題，使我國數(shù)控領(lǐng)域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進(jìn)行列，使我們在國際競爭中有舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開發(fā)部門和生產(chǎn)廠家所面臨的重要任務(wù)。 在普通機(jī)床上加工零件時(shí)，首先應(yīng)由工藝人員對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，制定零件加工的工藝規(guī)程，包括機(jī)床、刀具、定位夾緊方法及切削用量等工藝參數(shù)。同樣，在數(shù)控機(jī)床上

14、加工零件時(shí)，也必需對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，制定工藝規(guī)程，同時(shí)要將工藝參數(shù)、幾何圖形數(shù)據(jù)等，按規(guī)定的信息格式記錄在控制介質(zhì)上，將此控制介質(zhì)上的信息輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置，由數(shù)控裝置控制機(jī)床完成零件的全部加工。我們將從零件圖樣到制作數(shù)控機(jī)床的控制介質(zhì)并校核的全部過程稱為數(shù)控加工的程序編制，簡稱數(shù)控編程。數(shù)控編程是數(shù)控加工的重要步驟。理想的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖樣要求的合格零件，同時(shí)應(yīng)能使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的利用與充分的發(fā)揮，以使數(shù)控機(jī)床能安全可靠及高效地工作。 一般來講，數(shù)控編程過程的主要內(nèi)容包括：分析零件圖樣、工藝處理、數(shù)值計(jì)算、編寫加工程序單、制作控制介質(zhì)、程序校驗(yàn)和首件試加工

15、。 1.1、數(shù)控機(jī)床與加工 數(shù)控機(jī)床是按照事先編制好的數(shù)控程序自動(dòng)地對(duì)工件進(jìn)行加工的高效自動(dòng)化設(shè)備。數(shù)控加工就是將加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)輸入到機(jī)床，機(jī)床的控制系統(tǒng)對(duì)輸入信息進(jìn)行運(yùn)算與控制，并不斷地向直接指揮機(jī)床運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)功能部件——機(jī)床的伺服機(jī)構(gòu)發(fā)送脈沖信號(hào)，伺服機(jī)構(gòu)對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換與放大處理，然后由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，從而加工零件。所以數(shù)控加工的關(guān)鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的獲取，即數(shù)控編程。 1.2.數(shù)控編程 數(shù)控程序的編制是指從分析零件圖樣開始到獲得正確的程序載體為止的全過程。在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，首先要分析零件圖樣的要求、確定合理的加工路線及工藝參數(shù)、計(jì)算刀具中心運(yùn)動(dòng)軌

16、跡及其位置數(shù)據(jù)；然后把全部工藝過程以及其他輔助功能(主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、切削液的開與關(guān)、變速、換刀等)按運(yùn)動(dòng)順序，用規(guī)定的指令代碼及程序格式編制成數(shù)控加工程序，經(jīng)過調(diào)試后記錄在控制介質(zhì)(或稱程序載體)上，最后輸人到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中，以此控制數(shù)控機(jī)床完成工件的全部加工過程。 CNC程序中的每一指定皆有一定的固定格式，使用不同的控制器其格式亦不同，故必須依據(jù)該控制器的指令格式書寫指令，若其格式有錯(cuò)誤，則程序?qū)⒉槐粓?zhí)行而出現(xiàn)警示訊息。 　　其中尤以數(shù)值數(shù)據(jù)輸入時(shí)應(yīng)特別小心。一般CNC銑床或MC皆可選擇用公制單位"mm" 或英制單位"英吋 " 為坐標(biāo)數(shù)值的單位。公制可精確到0.001mm，英制可

17、精確到0.0001英吋， 此也是一般CNC機(jī)械的最小移動(dòng)量。若輸入X1.23456時(shí)，實(shí)際輸入值是X1.234mm或X1.2345英吋，多余的數(shù)值即被忽略不計(jì)。且字?jǐn)?shù)也不能太多，一般以7個(gè)字為限，如輸入X1.2345678， 因超過7個(gè)字，會(huì)出現(xiàn)警示訊息，表1是地址和指令數(shù)值范圍。 　　表1中所列是計(jì)算機(jī)能接受之指令范圍，而CNC工具機(jī)實(shí)際使用范圍受到其機(jī)械本身的限制，故應(yīng)參考CNC工具機(jī)的操作手冊而定。例如表1中X軸可移動(dòng)99999.999mm，但實(shí)際上CNC工具機(jī)X軸的行程可能只有650mm，進(jìn)給速率F最大可輸入100000.0mm∕min，但實(shí)際上CNC工具機(jī)可能限制在3000mm∕m

18、in以下。故在程序制作時(shí)，要確定不超過CNC工具機(jī)規(guī)格 的實(shí)際限制，所以一定要參照CNC工具機(jī)制造廠發(fā)行的說明書。 表１　 地址與指令范圍（FANUC 0M） 機(jī)　能 位　址 公制單位 英制單位 程序號(hào)碼 ： (ISO) O (EIA) 1－9999 1－9999 順序號(hào)碼 N 1－9999 1－9999 準(zhǔn)備機(jī)能 G 0－99 0－99 坐標(biāo)軸字語 X、Y、Z、Q、R、 I、J、K 　99999.999mm 9999.9999inch A、B、C 99999.999deg 9999.9999deg 進(jìn)給機(jī)能 F 1－100000.0mm／

19、min 0.01－400.0inch／min 主軸轉(zhuǎn)速機(jī)能 S 0－9999 0－9999 刀具機(jī)能 T 0－99 0－99 輔助機(jī)能 M 0－99 0－99 暫 留 X、P 0－99999.999sec 0－99999.999sec 子程序號(hào)碼指定 P 1－9999 1－9999 重復(fù)次數(shù) L 1－9999 1－9999 補(bǔ)正號(hào)碼 D、H 0－32 0－32 數(shù)控編程一般分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。 (1)手工編程。手工編程是指程序編制的整個(gè)步驟幾乎全部是由人工來完成的。對(duì)于幾何形狀不太復(fù)雜的零件，所需要的加工程序不長，計(jì)

20、算也比較簡單，出錯(cuò)機(jī)會(huì)較少，這時(shí)用手工編程既及時(shí)又經(jīng)濟(jì)，因而手工編程仍被廣泛地應(yīng)用于形狀簡單的點(diǎn)位加工及平面輪廓加工中。但是工件輪廓復(fù)雜，特別是加工非圓弧曲線、曲面等表面，或工件加工程序較長時(shí)，使用手工編程將十分繁瑣、費(fèi)時(shí)，而且容易出錯(cuò)，常會(huì)出現(xiàn)手工編程工作跟不上數(shù)控機(jī)床加工的情況，影響數(shù)控機(jī)床的開動(dòng)率。此時(shí)必須用自動(dòng)編程的方法編制程序。 (2)自動(dòng)編程。自動(dòng)編程有兩種：APT軟件編程和CAM軟件編程。APT軟件是利用計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的處理程序、后置處理程序?qū)α慵闯绦蜻M(jìn)行處理，以得到加工程序的編程方法。在具體的編程過程中，除擬定工藝方案仍主要依靠人工進(jìn)行外(有些自動(dòng)編程系統(tǒng)能自動(dòng)確定最佳的加工

21、工藝參數(shù))，其余的工作，包括數(shù)值計(jì)算、編寫程序單、制作控制介質(zhì)、程序檢驗(yàn)等各項(xiàng)工作均由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。編程人員只需要根據(jù)圖樣的要求，使用數(shù)控語言編寫出零件加工的源程序，送人計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、后置處理，編寫出零件加工程序單，并在屏幕模擬顯示加工過程，及時(shí)修改，直至自動(dòng)穿出數(shù)控加工紙帶，或?qū)⒓庸こ绦蛲ㄟ^直接通信的方式送入數(shù)控機(jī)床，指揮機(jī)床工作。 CAM軟件是將加工零件以圖形形式輸人計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、前置處理，在屏幕上形成加工軌跡，及時(shí)修改，再通過后置處理形成加工程序輸人數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。自動(dòng)編程的出現(xiàn)使得一些計(jì)算繁瑣、手工編程困難、或手工無法編出的程序都能夠?qū)崿F(xiàn)

22、。 然而本設(shè)計(jì)的零件銑床加工主要是用CAD軟件Mastercam9.0進(jìn)行零件的畫圖和程序的編制。然后通過軟件后處理出機(jī)床能識(shí)別的NC代碼進(jìn)行直接加工。 在自動(dòng)編程過程中，加工工藝決策是加工能否順利完成的基礎(chǔ)，必須依據(jù)零件的形狀特點(diǎn)、工件的材料、加工的精度要求、表面粗糙度要求，選擇最佳的加工方法、合理劃分加工階段、選擇適宜的加工刀具、確定最優(yōu)的切削用量、確定合理的毛坯尺寸與形狀、確定合理的走刀路線，最終達(dá)到滿足加工要求、減少加工時(shí)間、降低加工費(fèi)用的目的。 加工階段劃分 〈1〉粗加工階段 圖1-1 粗加工一般稱為區(qū)域清除。在此加工階段中，應(yīng)該在公差允許范圍內(nèi)盡可能多地切除材料。

23、比較典型的區(qū)域清除方式是等高切面，即在毛坯上沿著高度方向等距離劃分出數(shù)個(gè)切削層，每次切削一個(gè)層面的毛坯余量，如圖所示。 粗加工階段主要任務(wù)是切削掉盡可能多的余量，精度保障不是主要目標(biāo)，因此，在這個(gè)階段一般采用圓柱立銑刀進(jìn)行加工，除了切削角度外，選擇刀具的主要參數(shù)是刀具直徑。同時(shí)在粗加工階段一般采用行切方式進(jìn)行切削，產(chǎn)生區(qū)域清除刀具路徑。如圖1-1所示。 〈2〉精加工階段 圖1-2 對(duì)于復(fù)雜的曲面加工，我們可以把加工階段進(jìn)一步劃分成半精加工和精加工階段，也常常只劃分成一個(gè)精加工階段。在精加工階段主要任務(wù)是滿足加工精度、表面粗糙度要求，而加工余量是非常小的。如果是曲面銑削，一般選

24、取球頭銑刀，除了刀具角度外主要刀具參數(shù)就是球頭直徑參數(shù)。 精加工階段可以采用行切方式（如圖1-2所示），也可以采用環(huán)切方式。 〈3〉切削方式 根據(jù)不同的加工對(duì)象，切削方式是不同的，基本上可以劃分為四種情況：點(diǎn)位加工；平面輪廓加工；型腔加工；曲面加工。 1.點(diǎn)位加工 在點(diǎn)位加工中，刀具從一點(diǎn)到另一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)不切削，各點(diǎn)的加工順序一般也沒有要求，根據(jù)最少換刀次數(shù)原則及路線最短原則，確定加工路線，生成刀具運(yùn)動(dòng)軌跡。 2.平面輪廓加工 平面輪廓加工一般采用環(huán)切方式，即刀具沿著某一固定的轉(zhuǎn)向圍繞著工件輪廓環(huán)形運(yùn)動(dòng)，最終一環(huán)刀具運(yùn)動(dòng)軌跡是工件輪廓的等距曲線，即將加工輪廓線按實(shí)際情況

25、左偏或右偏一個(gè)刀具半徑。 3.型腔零件加工 二維型腔是指以平面封閉輪廓為邊界的平底直壁凹坑。二維型腔加工的一般過程是：沿輪廓邊界留出精加工余量，先用平底端銑刀用環(huán)切或行切法走刀，銑去型腔的多余材料，最后沿型腔底面和輪廓走刀，精銑型腔底面和邊界外形。型腔零件切削有兩種方式，一種是環(huán)切方式，另一種是行切方式。型腔的環(huán)切方式與平面輪廓的環(huán)切方式相似，刀具基本上是與工件輪廓等距離的環(huán)上運(yùn)動(dòng)，逐步切近工件，最后一環(huán)是沿工件輪廓向左或右偏離一個(gè)刀具半徑的曲線。行切方式刀具可以按S形或Z形方式走刀，當(dāng)型腔較深時(shí)，則要分層進(jìn)行粗加工，這時(shí)還需要定義每一層粗加工的深度以及型腔的實(shí)際深度，以便計(jì)算需要分多少

26、層進(jìn)行粗加工。 4.曲面加工 曲面加工的切削方式比較復(fù)雜，根據(jù)加工精度、表面粗糙度要求，曲面加工需要經(jīng)歷粗加工、半精加工、精加工等加工階段，每個(gè)階段切削方式是不同的。根據(jù)曲面形狀的差異，切削方式也是不一樣的。 如前所述，粗加工階段采取分層行切（也可以是環(huán)切）加工方式，刀具一般采用圓柱立銑刀。在半精加工或精加工階段，需要采用球形銑刀進(jìn)行加工，切削方式還可以是行切或環(huán)切方式，更復(fù)雜的有參數(shù)線法、截平面法、回轉(zhuǎn)截面法、投影法。 1.3.數(shù)控仿真加工 數(shù)控加工仿真軟件包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等虛擬制造系統(tǒng)同步仿真操作功能；還能對(duì)加工的工件進(jìn)行精確測量、智能測量等等的仿真操作。

27、我們可以通過仿真軟件對(duì)零件進(jìn)行模擬加工，從而達(dá)到熟練各種數(shù)控機(jī)床的操作面板，而且通過仿真軟件還能對(duì)加工程序的校正和加工工藝的優(yōu)化，最終達(dá)到簡化程序，減少加工錯(cuò)誤，提高加工效率。 第二章、游戲手柄的加工設(shè)計(jì) 2.1、設(shè)計(jì)要求 加工零件的材料為鋁，毛坯尺寸：長寬高為115mm70mm30mm。 設(shè)計(jì)任務(wù) （1）零件圖工藝分析 （2）用Mastercam9.0進(jìn)行畫圖和編程。 （4）確定加工工藝路線、加工順序。 （5）選擇加工用刀具。 （6）合理選擇切削用量、切削液、切削方法。 （7）設(shè)置好各參數(shù)后輸出數(shù)控銑床的NC文件。 （8）確定工件裝夾方案。 （9）擬定數(shù)控銑削加工

28、工序卡片。 （10）根據(jù)加工工序步驟編好加工程序。 （11）用數(shù)控仿真軟件對(duì)加工程序進(jìn)行仿真操作 （12）優(yōu)化程序后到車間完成工件的加工。 數(shù)控加工工藝的基本特點(diǎn) 無論是手工編程還是自動(dòng)編程，在編程前都要對(duì)所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量。在編程中，對(duì)一些工藝問題(如對(duì)刀點(diǎn)、加工路線等)也需做一些處理。因此程序編制中的工藝分析是一項(xiàng)十分重要的工作。 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)定每道工序的操作程序，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，

29、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)。 1)工序的內(nèi)容復(fù)雜。這是由于數(shù)控機(jī)床比普通機(jī)床價(jià)格貴，若只加工簡單工序在經(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，甚至在普通機(jī)床上難以完成的工序。 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)控機(jī)床加工工藝時(shí)卻不能忽略。 圖2-1

30、 2.2、零件圖形繪制 如右圖所示：該零件主要是由簡單輪廓、孔和槽構(gòu)成。所以該零件可以用簡單的二維圖形進(jìn)行加工編程。 首先，打開Mastercam9.0的Mill模板進(jìn)行二維圖形的繪制。由于該圖形為左右對(duì)稱的，故我們只要畫出左邊或右邊部分再通過鏡像功能復(fù)制便可。我們把工件的上表面中心設(shè)為繪制的原點(diǎn)，然后根據(jù)圖紙上的尺寸標(biāo)注計(jì)算主要的尺寸坐標(biāo)。 2.3、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，因此我們必須很好的分析零件圖、分析加工工藝路線以確定最好、最高效率的加工順序。 一般情況一個(gè)零件的加工順序應(yīng)按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的

31、原則來確定，因此，根據(jù)零件圖可知其加工順序?yàn)橄韧庑屋喞_粗和表面大面積挖槽開粗，然后對(duì)上一步進(jìn)行精銑。其次是對(duì)中小形的槽進(jìn)行粗精加工。最后是孔系加工。 2.4、刀具選擇 刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，使得在數(shù)控加工中直接利用CAD的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)成為可能，特別是微機(jī)與數(shù)控機(jī)床的聯(lián)接，使得設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃及編程的整個(gè)過程全部在計(jì)算機(jī)上完成，一般不需要輸出專門的工藝文件。 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

32、裝在機(jī)床動(dòng)力頭上，因此已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法。根據(jù)刀具結(jié)構(gòu)可分為：①整體式；②鑲嵌式，采用焊接或機(jī)夾式連接，機(jī)夾式又可分為不轉(zhuǎn)位和可轉(zhuǎn)位兩種；③特殊型式，如復(fù)合式刀具，減震式刀具等。根據(jù)制造刀具所用的材料可分為：①高速鋼刀具；②硬質(zhì)合金刀具；③金剛石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。從切削工藝上可分為：①車削刀具，分外圓、內(nèi)孔、螺紋、切割刀具等多種；②鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；③鏜削刀具；④銑削刀具等。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，近幾年機(jī)夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用，在數(shù)量上達(dá)到整個(gè)數(shù)控刀具的30%～40%，金屬切除量

33、占總數(shù)的80%～90%。 數(shù)控刀具與普通機(jī)床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特點(diǎn)： 　?、艅傂院茫ㄓ绕涫谴旨庸さ毒撸雀?，抗振及熱變形小； 　　⑵互換性好，便于快速換刀； 　　⑶壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠； 　?、鹊毒叩某叽绫阌谡{(diào)整，以減少換刀調(diào)整時(shí)間； 　?、傻毒邞?yīng)能可靠地?cái)嘈蓟蚓硇?，以利于切屑的排除? 　　⑹系列化，標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理。 本設(shè)計(jì)中刀具的選擇有Φ10、Φ6、Φ2的硬質(zhì)合金立銑平刀，Φ8的硬質(zhì)合金立銑球刀和Φ6的鉆頭。用Φ10的平刀進(jìn)行大面積的外形和斜坡余量的去除并精加工外形。用Φ8的球刀對(duì)兩個(gè)斜坡精銑，用Φ6的平刀銑大槽臺(tái)階，Φ2

34、的平刀進(jìn)行小槽加工，最后是用Φ6的鉆頭進(jìn)行鉆孔。 2.5、 切削用量選擇 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)鍵問題之一。在數(shù)控程序的編制過程中，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)效益和生產(chǎn)水平。 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度)、切削深度或?qū)挾?、進(jìn)給速度(進(jìn)給量)等。切削用量的大小對(duì)切削力、切削功率、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響。對(duì)于不同的加工方法，需選擇不同的切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)。以下是編

35、程時(shí)幾種切削用量參數(shù)的設(shè)定參考 圖2-2 圖2-3 （1）切削深度t。 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)率的一個(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。 （2）切削寬度L。 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=（0.6～0.9）d。 （

36、3）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。 （4）主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)。 主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來選定。計(jì)算公式為：式中，D為刀具或工件直徑（mm）。數(shù)控機(jī)床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)（倍率）開關(guān)，可在加工過程中對(duì)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行整倍數(shù)調(diào)整。 （5）進(jìn)給速度vF 。 vF應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度

37、要求以及刀具和工件材料來選擇。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。在加工過程中，vF也可通過機(jī)床控制面板上的修調(diào)開關(guān)進(jìn)行人工調(diào)整，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。 （6）背吃刀量 背吃刀量的選擇應(yīng)根據(jù)加工余量確定。粗加工時(shí)，一次進(jìn)給應(yīng)盡可能切除全部余量。在中等功率的機(jī)床上，背吃刀量可達(dá)8~10mm。半精加工時(shí)，背吃刀量取為0.5~2mm。精加工時(shí)，背吃刀量取為0.2~0.4mm。 各刀具切削用量參數(shù)表 刀型號(hào) 加工內(nèi)容 主軸轉(zhuǎn)速S （r/mm） 進(jìn)給速度f （mm/min） 進(jìn)給量 （mm） Φ10平刀 外形銑

38、削 2300 450 1.5 Φ6平刀 外形、挖槽 2800 350 1 Φ2平刀 挖小槽 3500 200 0.5 Φ8球刀 銑斜坡 2500 600 0.1 Φ6鉆頭 鉆Φ6的孔 1000 80 2 2.6、 擬訂數(shù)控銑削加工工序卡片 把零件加工順序、所采用的刀具和切削用量等參數(shù)編人數(shù)控加工工序卡片中，以指導(dǎo)編程和加工操作。 數(shù)控加工工序表 單位名稱 航海學(xué)校 產(chǎn)品名稱 零件名稱 零件圖號(hào) 游戲手柄銑加工 游戲手柄 工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱 設(shè)備 車間 平口虎鉗 WA-31DM 數(shù)控車間

39、工步 內(nèi)容 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速（r/min） 進(jìn)給速度（mm/min） 進(jìn)給量（mm） 備注 01 挖外輪廓槽 T01 Φ10 2300 450 1.5 02 銑外輪廓 T01 Φ10 2300 450 1.5 03 銑斜坡 T01 Φ10 2300 450 1.5 04 挖兩邊大槽 T02 Φ6 2800 350 1 05 挖圓槽 T02 Φ6 2800 350 1 06 挖小槽 T03 Φ2 3500 200 0.5 07 精銑斜坡 T04 Φ8 2500

40、 600 0.1 08 鉆Φ6孔 T05 Φ6 1000 80 2 編制 審核 批準(zhǔn) 年 月 日 第三章、機(jī)床防真操作 3.1、打開界面 打開廣州超軟數(shù)控加工仿真系統(tǒng)CZK-JZFANUC0iM(法那克)系統(tǒng)操作界面。點(diǎn)擊，LCD顯示屏顯示相關(guān)信息。檢查急停按鈕并將其松開。 3.2、 機(jī)床回零 在方式選擇上方，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵或右鍵，將旋鈕旋轉(zhuǎn)到回零檔，將操作面板上的手動(dòng)軸選擇旋鈕置于X、Y、Z檔，再點(diǎn)擊下方的移動(dòng)方向鍵+X、+Y、+Z，此時(shí)X、Y、Z軸將回零，相應(yīng)操作面板上X、Y、Z軸的指示燈亮，同時(shí)LCD上顯示的

41、機(jī)械座標(biāo)值的X、Y、Z坐標(biāo)變?yōu)椤?.000”， 3.3、定義毛坯 點(diǎn)擊下拉菜單工具，選擇安裝毛胚或在工具欄上選擇“”，系統(tǒng)打開下圖對(duì)話框。 輸入毛坯試題提供的毛坯長、寬、高尺寸：115mm70mm30mm。 按確定按鈕，保存定義的毛坯并且退出本操作。 3.4、 刀具庫設(shè)置 點(diǎn)擊下拉菜單工具，選擇系統(tǒng)設(shè)置或者點(diǎn)擊工具欄中圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出系統(tǒng)設(shè)置對(duì)話框，選擇刀具庫設(shè)置對(duì)話框。按加工程序單選擇所需的刀具，注意選擇刀具的序號(hào)必須和編程時(shí)選擇的刀具序列號(hào)一致 3.5、對(duì)刀 X，Y軸方向?qū)Φ?，?duì)刀時(shí)使用的基準(zhǔn)工具為偏心式尋邊器（分中棒）。點(diǎn)擊下拉菜單輔助功能，選擇尋邊

42、器或者點(diǎn)擊工具欄圖標(biāo)，主軸上自動(dòng)安裝直徑為10mm的尋邊器。 旋轉(zhuǎn)操作面板上的方式選擇旋鈕至快速或手動(dòng)，點(diǎn)擊主軸手動(dòng)操作欄主軸正 轉(zhuǎn)按鈕，按-X方向按鈕, 把尋邊器移至工件左邊，再按 -Z方向，使尋邊器底部低于工件表面，工件上端出現(xiàn)提示，顯示當(dāng)前主軸中心與工件側(cè)面的距離。 按+X方向按鈕使尋邊器靠近工件，快接近左側(cè)面時(shí)，可以采用手輪方式移動(dòng)工作臺(tái)。將操作面板的方式選擇旋鈕切換到手輪檔，選擇進(jìn)給軸為X，選擇手輪軸倍率，在手輪的左右邊按住鼠標(biāo)左鍵連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪; 在手輪的左右邊點(diǎn)擊右鍵一次,尋邊器移動(dòng)一個(gè)刻度。直至固定端與浮動(dòng)端的中心線重合并彈出提示“水平方向已經(jīng)到位”，然后記下X機(jī)械

43、坐標(biāo)，根據(jù)加工程序單所示，G54零點(diǎn)的X向準(zhǔn)備設(shè)置在離基準(zhǔn)邊距離為X機(jī)械坐標(biāo)的位置。 用同樣的測量方法測出基準(zhǔn)邊的Y方向機(jī)械坐標(biāo)。并將其坐標(biāo)輸入到G54。 完成X，Y方向?qū)Φ逗?，將方式選擇切換到手動(dòng)，機(jī)床轉(zhuǎn)入手動(dòng)操作狀態(tài)；將Z軸提起；點(diǎn)擊主軸停止，主軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)。并卸下尋邊器。 Z軸對(duì)刀 將操作面板上方式選擇旋轉(zhuǎn)至MDI檔，進(jìn)入MDI編輯模式。按PROG鍵，使LCD界面顯示MDI編輯界面。點(diǎn)擊MDI鍵盤上的數(shù)字/字母鍵，輸入“T01 M06”,用機(jī)械手裝第一把刀。點(diǎn)擊循環(huán)啟動(dòng)按鈕，機(jī)床運(yùn)行到換刀點(diǎn)，然后刀架旋轉(zhuǎn)后將指定的1#刀位的刀具安裝在主軸上。 然后進(jìn)入手動(dòng)方式，并讓主軸轉(zhuǎn)動(dòng),

44、 點(diǎn)擊工具欄圖標(biāo)，打開主軸刀具和工件Z向間隙顯示,用手動(dòng)方式讓Z軸接近工件表面，直到提示“Z方向到位”。 得到此時(shí)的Z向機(jī)械坐標(biāo)值，并將Z向機(jī)械坐標(biāo)值輸入到G54坐標(biāo)上去。 3.6、 程序傳送 用寫字板打開程序，編輯下拉菜單里選擇全選、復(fù)制，再在本仿真系統(tǒng)里,方式選擇旋轉(zhuǎn)至編輯，點(diǎn)擊MDI鍵盤上的鍵，進(jìn)入編輯頁面，點(diǎn)擊程式，輸入一個(gè)程序名并點(diǎn)擊鍵，PC鍵盤同時(shí)按CTRL+V（粘貼）程序。 在實(shí)際機(jī)床的FANUC系統(tǒng)有傳送程序功能，先在工具攔發(fā)送端發(fā)送程序，再在機(jī)床接收端接收程序既可。 3.7、 自動(dòng)加工 1、將操作面板中方式選擇旋轉(zhuǎn)至編輯，點(diǎn)擊MDI鍵盤上的PROG鍵，進(jìn)

45、入編輯頁面，輸入剛接收的程序號(hào)名，按下“”調(diào)出需要加工的程序，此時(shí)LCD界面上顯示選定的數(shù)控程序。 2、旋轉(zhuǎn)方式選擇至自動(dòng) 3、點(diǎn)擊循環(huán)啟動(dòng)，程序開始執(zhí)行。 4、加工完第一個(gè)程序后，用同樣的操作調(diào)用其它程序。直到仿真完成。 第四章、設(shè)計(jì)總結(jié)與心得 經(jīng)過幾周的數(shù)控銑削零件的畫圖、編程與加工設(shè)計(jì)，讓我明白設(shè)計(jì)的過程并不是簡單的書上知識(shí)的照搬照套,一個(gè)零件的加工設(shè)計(jì)與加工的材料、刀具等等緊密聯(lián)接。想要成功地完成了數(shù)控銑削零件的編程與加工，使加工的零件各部分尺寸精度和表面質(zhì)量均達(dá)到零件圖樣的技術(shù)要求。必須使整個(gè)設(shè)計(jì)工藝方案選擇合理，程序編制正

46、確，計(jì)算好各個(gè)加工參數(shù)，在加工過程中嚴(yán)格按照操作規(guī)程，用防真軟件驗(yàn)證程序沒有錯(cuò)誤，并保證實(shí)際加工過程中不會(huì)出現(xiàn)撞刀或運(yùn)動(dòng)干涉的現(xiàn)象。 通過學(xué)期末的這一個(gè)銑床零件的加工設(shè)計(jì)，我對(duì)數(shù)控加工的整個(gè)過程有了更全面的理解。首先經(jīng)過設(shè)計(jì)中選擇刀具，我對(duì)數(shù)控機(jī)床工具系統(tǒng)的特點(diǎn)和數(shù)控機(jī)床刀具材料和使用范圍有了較深的了解，基本掌握了數(shù)控機(jī)床刀具的選用方法； 在設(shè)計(jì)加工工藝方案過程中，我也進(jìn)一步了解了工件定位的基本原理、定位方式與定位元件及數(shù)控機(jī)床用夾具的種類與特點(diǎn)，對(duì)教材中有關(guān)定位基準(zhǔn)的選擇原則與數(shù)控加工夾具的選擇方法有了更深的理解； 在編制零件的加工程序過程中，我更是熟悉了數(shù)控編程的主要內(nèi)容及步驟、編程

47、的種類、程序的結(jié)構(gòu)與格式，對(duì)數(shù)控編程前數(shù)學(xué)處理的內(nèi)容、基點(diǎn)坐標(biāo)、輔助程序段的數(shù)值計(jì)算等更是有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。 再是，這次的設(shè)計(jì)我能利用自動(dòng)編程軟件MasterCAM對(duì)零件進(jìn)行造型、加工軌跡生成、后置處理及加工程序向機(jī)床傳輸加工等技術(shù)和方法。雖然工藝設(shè)計(jì)、數(shù)值計(jì)算及程序編制的整個(gè)過程雖然任務(wù)比較繁重，但在設(shè)計(jì)過程中自己通過不斷學(xué)習(xí)和實(shí)踐，每解決一個(gè)問題，都會(huì)感到不盡的喜悅和興奮。 通過本設(shè)計(jì)的實(shí)踐，我真正的把理論的知識(shí)與實(shí)際零件的設(shè)計(jì)生產(chǎn)相結(jié)合。使教材中所學(xué)到的許多內(nèi)容在實(shí)踐中得到了印證，讓自己從中吸收了不少的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)?？吹阶约航?jīng)過多次調(diào)試、修改并最終完成了的零件的加工?？吹阶约耗塥?dú)立自主

48、的設(shè)計(jì)并能加工出的合格的零件，自己心里是多么的自豪和對(duì)自己以后的職業(yè)規(guī)劃充滿著無比的信心。 參考文獻(xiàn) 1.眭潤舟 《數(shù)控編程與加工技術(shù)》 機(jī)械工業(yè)出版社 2001.8 2.李杰臣 《Mastercam入門指導(dǎo)》 機(jī)械工業(yè)出版社 2005.12 3.專家團(tuán) 《數(shù)控加工培訓(xùn)教程－實(shí)例解析G代碼》時(shí)代傳播音像出版社 2002.10 4.編委會(huì)《數(shù)控機(jī)床操作入門系--數(shù)控銑床操作入門》機(jī)械工業(yè)出版社 2001.8 5.編委會(huì) 《新編數(shù)控機(jī)床加工工藝與編程操作實(shí)用手冊》北方工業(yè)出版社 2004.8 三維實(shí)體圖 技術(shù)要求： 1、 公差0.1 mm加工 2、 毛坯尺寸115*70*30 3、 材料45號(hào)鋼 22