風(fēng)扇支架的設(shè)計與數(shù)控加工工藝【含CAD圖紙全套】

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河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機械工程系 2011屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計 任 務(wù) 書 二O一O年0三月 姓名： 班級： 專業(yè)： 數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用 學(xué)號： 設(shè)計題目： 風(fēng)扇支架的設(shè)計與數(shù)控加工工藝 進(jìn)度安排： 一、找設(shè)計題材（7天） 二、零件實體造型（10天） 三、工藝分析（7天） 四、模擬加工、編寫工藝文件（8） 五、編寫畢業(yè)論文（15天） 六、材料呈給導(dǎo)師審批（1天） 七、畢業(yè)打?。?天） 八、交畢業(yè)論文（1天） 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 工 藝 規(guī) 程 零（部）件名稱 風(fēng)扇支架的造型及數(shù)控加工 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用 班 級 04143 姓 名 侯 林 坡 指 導(dǎo) 教 師 楊 瑞 蘭 2007 年 4 月 3 日 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 工 藝 過 程 卡 片 產(chǎn) 品 代 號 零 （部） 件 名 稱 零 （部） 件 代 號 風(fēng)扇支架 材 料 灰鑄鐵 毛 坯 種 類 鑄造 毛 坯 尺 寸 每一毛坯可制零件數(shù) 1 工序序號 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 設(shè) 備 夾 輔 具 名 稱 刀 具 名 稱 規(guī) 格 量 具 名 稱 及 規(guī) 格 01 下坯料 鑄造 02 粗銑 粗銑外輪廓，余0.5mm的余量 SIENZIS數(shù)控銑床 標(biāo)準(zhǔn)三爪卡盤、刀架 ?12mm平刀 游標(biāo)卡尺、外徑千分尺 03 精銑 精銑外輪廓，達(dá)到規(guī)定尺寸 SIENZIS數(shù)控銑床 標(biāo)準(zhǔn)三爪卡盤、刀架、 ?10mm球刀 游標(biāo)卡尺、外徑千分尺 編 制 侯林坡 校 核 楊瑞蘭 審 查 楊瑞蘭 共 3 張 第 1 張 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 工 序 卡 片 產(chǎn) 品 代 號 零 （部） 件 名 稱 零 （部） 件 代 號 工序號 01 風(fēng)扇支架 工序名稱 下坯料 1、先鑄造出毛坯如上圖所示； 材 料 45鋼 設(shè) 備 名 稱 FANUC數(shù)控車床 型 號 BEIJING—FANUC Power Mat 夾具名稱 標(biāo)準(zhǔn)三爪卡盤 刀 量 輔 具 名 稱 規(guī) 格 數(shù) 量 外圓刀 90°偏刀 1 鋼板尺 200mm 1 切斷刀 刀寬4mm 1 游標(biāo)卡尺 0㎜-160㎜ 1 1 編 制 侯林坡 校 核 楊瑞蘭 審 查 楊瑞蘭 共 3 張 第 2 張 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 工 序 卡 片 產(chǎn) 品 代 號 零 （部） 件 名 稱 零 （部） 件 代 號 工序號 02 風(fēng)扇支架 工序名稱 粗銑外輪廓 1、 裝夾坯料下端，露出距卡盤14mm的長度，粗銑風(fēng)扇支架的外型，留余量為0.5mm。 2、 裝夾坯料下端，露出距卡盤14mm的長度，精銑風(fēng)扇支架的外型，以達(dá)到所要求尺寸 材 料 45鋼 設(shè) 備 名 稱 SIENZIS數(shù)控銑床 型 號 SIENZIS-802D 夾具名稱 標(biāo)準(zhǔn)三爪卡盤 刀 量 輔 具 名 稱 規(guī) 格 數(shù) 量 平刀 ?14mm 1 游標(biāo)卡尺 0㎜-160㎜ 1 1 1 1 1 編 制 侯林坡 校 核 楊瑞蘭 審 查 楊瑞蘭 共 3 張 第 3 張 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 題目：風(fēng) 扇 支 架 的 造 型 與 數(shù) 控 加 工 班 級： 04143-14 姓 名： 侯 林 坡 專 業(yè)： 數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用 指導(dǎo)教師： 楊 瑞 蘭 答辯日期： 2007年6月20日 4 摘 要 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床不僅在宇航、造船、軍工等領(lǐng)域廣泛使用，而且也進(jìn)入了汽車、機床等民用機械制造行業(yè)。目前，在機械行業(yè)中，單件、小批量的生產(chǎn)所占有的比例越來越大，機械產(chǎn)品的精度和質(zhì)量也在不斷地提高。所以，普通機床越來越難以滿足加工精密零件的需要。同時，由于生產(chǎn)水平的提高，數(shù)控機床的價格在不斷下降，因此，數(shù)控機床在機械行業(yè)中的使用已很普遍。 數(shù)控機床（Numerical Control Machine Tool）是用數(shù)字化信號對機床的運動及加工過程進(jìn)行控制的機床，或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床。它是一種技術(shù)密集度及自動化程度很高的機電一體化加工設(shè)備，是數(shù)控技術(shù)與機床相結(jié)合的產(chǎn)物。 數(shù)控加工則是根據(jù)被加工零件的圖樣和工藝要求，編制出以數(shù)碼表示的程序，輸入到機床的數(shù)控裝置或控制計算機中，以控制工件和刀具的相對運動，使之加工出合格零件的方法。在數(shù)控加工過程中，如果數(shù)控機床是硬件的話，數(shù)控工藝和數(shù)控程序就相當(dāng)于軟件，兩者缺一不可。數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機床的產(chǎn)生發(fā)展而逐步完善的一種應(yīng)用技術(shù)。實現(xiàn)數(shù)控加工，編程是關(guān)鍵。編程前必須要做好必要的準(zhǔn)備工作，編程后還要進(jìn)行必要的善后處理工作。 數(shù)控技術(shù)是關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其水平高低是衡量一個國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)志，實現(xiàn)加工機床及生產(chǎn)過程數(shù)控化已經(jīng)成為當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向。專家們曾預(yù)言：機械制造的競爭，其實質(zhì)是數(shù)控的競爭。我國政府已充分意識到發(fā)展數(shù)控技術(shù)的重要性。正積極采取各種有效的措施大力發(fā)展中國數(shù)控產(chǎn)業(yè)，把發(fā)展數(shù)控技術(shù)作為振興機械工業(yè)的重中之重。 關(guān)鍵詞：數(shù)控機床、數(shù)控加工、數(shù)控加工工藝 、數(shù)控技術(shù)、數(shù)控編程 目 錄 摘 要 I 1 緒 論 1.1 數(shù)控技術(shù) (1) 1.2 數(shù)控加工 (3) 1.3 本課題研究的對象 (7) 2 零件材料選擇及工藝分析 2.1 零件材料選擇的原則 (7) 2.2 材料選擇 (8) 3 主要參數(shù)設(shè)置及加工路徑分析 3.1 概述 (11) 3.2 數(shù)控機床刀具的選擇 (11) 3.3 夾具的選擇 (13) 3.4 機械加工工序順序的安排原則 (15) 3.5 加工階段的劃分 (16) 3.6 切削用量的確定 (17) 3.7 加工余量及其影響因素 (17) 3.8 確定加工工藝中的進(jìn)給路線 (19) 3.9 數(shù)控編程的方法 (22) 4 結(jié)論與展望 4.1 本文總結(jié) (26) 4.2 將來展望 (27) 致 謝 (29) 參考文獻(xiàn) (30) 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 (31) 28 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 題目：風(fēng) 扇 支 架 的 造 型 與 數(shù) 控 加 工 班 級： 04143-14 姓 名： 侯 林 坡 專 業(yè)： 數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用 指導(dǎo)教師： 楊 瑞 蘭 答辯日期： 2007年6月20日 4 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 摘 要 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床不僅在宇航、造船、軍工等領(lǐng)域廣泛使用，而且也進(jìn)入了汽車、機床等民用機械制造行業(yè)。目前，在機械行業(yè)中，單件、小批量的生產(chǎn)所占有的比例越來越大，機械產(chǎn)品的精度和質(zhì)量也在不斷地提高。所以，普通機床越來越難以滿足加工精密零件的需要。同時，由于生產(chǎn)水平的提高，數(shù)控機床的價格在不斷下降，因此，數(shù)控機床在機械行業(yè)中的使用已很普遍。 數(shù)控機床（Numerical Control Machine Tool）是用數(shù)字化信號對機床的運動及加工過程進(jìn)行控制的機床，或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床。它是一種技術(shù)密集度及自動化程度很高的機電一體化加工設(shè)備，是數(shù)控技術(shù)與機床相結(jié)合的產(chǎn)物。 數(shù)控加工則是根據(jù)被加工零件的圖樣和工藝要求，編制出以數(shù)碼表示的程序，輸入到機床的數(shù)控裝置或控制計算機中，以控制工件和刀具的相對運動，使之加工出合格零件的方法。在數(shù)控加工過程中，如果數(shù)控機床是硬件的話，數(shù)控工藝和數(shù)控程序就相當(dāng)于軟件，兩者缺一不可。數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機床的產(chǎn)生發(fā)展而逐步完善的一種應(yīng)用技術(shù)。實現(xiàn)數(shù)控加工，編程是關(guān)鍵。編程前必須要做好必要的準(zhǔn)備工作，編程后還要進(jìn)行必要的善后處理工作。 數(shù)控技術(shù)是關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其水平高低是衡量一個國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)志，實現(xiàn)加工機床及生產(chǎn)過程數(shù)控化已經(jīng)成為當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向。專家們曾預(yù)言：機械制造的競爭，其實質(zhì)是數(shù)控的競爭。我國政府已充分意識到發(fā)展數(shù)控技術(shù)的重要性。正積極采取各種有效的措施大力發(fā)展中國數(shù)控產(chǎn)業(yè)，把發(fā)展數(shù)控技術(shù)作為振興機械工業(yè)的重中之重。 關(guān)鍵詞：數(shù)控機床、數(shù)控加工、數(shù)控加工工藝 、數(shù)控技術(shù)、數(shù)控編程 目 錄 摘 要 I 1 緒 論 1.1 數(shù)控技術(shù) (1) 1.2 數(shù)控加工 (3) 1.3 本課題研究的對象 (7) 2 零件材料選擇及工藝分析 2.1 零件材料選擇的原則 (7) 2.2 材料選擇 (8) 3 主要參數(shù)設(shè)置及加工路徑分析 3.1 概述 (11) 3.2 數(shù)控機床刀具的選擇 (11) 3.3 夾具的選擇 (13) 3.4 機械加工工序順序的安排原則 (15) 3.5 加工階段的劃分 (16) 3.6 切削用量的確定 (17) 3.7 加工余量及其影響因素 (17) 3.8 確定加工工藝中的進(jìn)給路線 (19) 3.9 數(shù)控編程的方法 (22) 4 結(jié)論與展望 4.1 本文總結(jié) (26) 4.2 將來展望 (27) 致 謝 (29) 參考文獻(xiàn) (30) 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 (31) III 緒 論 1.1 數(shù)控技術(shù) 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域：(1)機械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。 1.1.1 數(shù)控機床的組成和分類 數(shù)控機床及由數(shù)控機床組成的制造系統(tǒng)是改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、構(gòu)建數(shù)字化企業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，它的發(fā)展一直備受人們關(guān)注。數(shù)控機床以其卓越的柔性自動化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，它開創(chuàng)了機械產(chǎn)品向機電一體化發(fā)展的先河，因此數(shù)控技術(shù)成為先進(jìn)制造技術(shù)中的一項核心技術(shù)。另一方面，通過持續(xù)的研究，信息技術(shù)的深化應(yīng)用促進(jìn)了數(shù)控機床的進(jìn)一步提升。 1） 數(shù)控機床的系統(tǒng)組成及其功能 　 圖1-1數(shù)控機床的系統(tǒng)組成框圖 ?數(shù)控機床一般由數(shù)控系統(tǒng)、包含伺服電動機和檢測反饋裝置的伺服系統(tǒng)、強電控制柜、機床本體和各類輔助裝置組成，如圖1-1?所示。 　 （1）?控制介質(zhì) 　　控制介質(zhì)又稱信息載體，是人與數(shù)控機床之間聯(lián)系的中間媒介物質(zhì)，反映了數(shù)控加工中全部信息。 　 （2）?數(shù)控系統(tǒng) 　　數(shù)控系統(tǒng)是機床實現(xiàn)自動加工的核心，是整個數(shù)控機床的靈魂所在。主要由輸人裝置、監(jiān)視器、主控制系統(tǒng)、可編程控制器、各類輸人／輸出接口等組成。主控制系統(tǒng)主要由?CPU?、存儲器、控制器等組成。數(shù)控系統(tǒng)的主要控制對象是位置、角度、速度等機械量，以及溫度、壓力、流量等物理量．其控制方式又可分為數(shù)據(jù)運算處理控制和時序邏輯控制兩大類。其中主控制器內(nèi)的擂補模塊就是根據(jù)所讀入的零件程序，通過譯碼、編譯等處理后，進(jìn)行相應(yīng)的刀具軌跡插補運算，并通過與各坐標(biāo)伺服系統(tǒng)的位置、速度反饋信號的比較，從而控制機床各坐標(biāo)軸的位移。而時序邏輯控制通常由可編程控制器?PI?尤來完成，它根據(jù)機床加工過程中各個動作要求進(jìn)行協(xié)調(diào)，按各檢測信號進(jìn)行邏輯判別，從而控制機床各個部件有條不紊地按順序工作。 　　（3）?伺服系統(tǒng) 　　伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)和機床本體之間的電傳動聯(lián)系環(huán)節(jié)．主要由伺服電動機、驅(qū)動控制系統(tǒng)和位置檢測與反饋裝置等組成．伺服電動機是系統(tǒng)的執(zhí)行元件，驅(qū)動控制系統(tǒng)則是伺服電動機的動力源．?dāng)?shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令信號與位置反饋信號比較后作為位移指令，再經(jīng)過驅(qū)動系統(tǒng)的功率放大后，驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)，通過機械傳動裝置帶動工作臺或刀架運動。 　　（4） 強電控制柜 　　強電控制柜主要用來安裝機床強電控制的各種電氣元器件，除了提供數(shù)控、伺服等一類弱電控制系統(tǒng)的輸入電源，以及各種短路、過載、欠壓等電氣保護(hù)外，主要在?PLC?的輸出接口與機床各類輔助裝置的電氣執(zhí)行元件之間起橋梁連接作用，控制機床輔助裝置的各種交流電動機、液壓系統(tǒng)電磁閥或電磁離合器等。此外．它也與機床操作臺有關(guān)手動按鈕連接。強電控制柜由各種中間繼電器、接觸器、變壓器、電源開關(guān)、接線端子和各類電氣保護(hù)元器件等構(gòu)成．它與一般普通機床的電氣類似，但為了提高對弱電控制系統(tǒng)的抗干擾性，要求各類頻繁啟動或切換的電動機、接觸器等電磁感應(yīng)器件中均必須并接?RC?阻容吸收器；對各種檢測信號的輸人均要求用屏蔽電纜連接。 　?。?）?輔助裝置 　　輔助裝置主要包括自動換刀裝置?ATC?(?Automatlc?Tool?Changer?）、自動交換工作臺機構(gòu)?APc?(?Automatic?Pallet?changer?）、工件夾緊放松機構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺、液壓控制系統(tǒng)、潤滑裝置、切削液裝置、排屑裝置、過載和保護(hù)裝置等。 　?。?）?機床本體 　　數(shù)控機床的本體指其機械結(jié)構(gòu)實體．它與傳統(tǒng)的普通機床相比較，同樣由主傳動系統(tǒng)、進(jìn)給傳動機構(gòu)、工作臺、床身以及立柱等部分組成，但數(shù)控機床的整休布局、外觀造型、傳動機構(gòu)、工具系統(tǒng)及操作機構(gòu)等方面都發(fā)生了很大的變化。為了滿足數(shù)控技術(shù)的要求和充分發(fā)揮數(shù)控機床的特點，歸納起來包括以下幾個方面的變化。 　?、俨捎酶咝阅苤鱾鲃蛹爸鬏S部件。其有傳遞功率大、剛度高、抗振性好及熱變形小等優(yōu)點。 　?、谶M(jìn)給傳動采用高效傳動件。具有傳動鏈短、結(jié)構(gòu)簡單、傳動精度高等特點，一般采用滾珠絲杠副、直線滾動導(dǎo)軌副等。 　?、劬哂型晟频牡毒咦詣咏粨Q和管理系統(tǒng)。 　?、茉诩庸ぶ行纳弦话憔哂泄ぜ詣咏粨Q、工件夾緊和放松機構(gòu)．? 　?、輽C床本身具有很高的動、靜剛度。? 　　⑥采用全封閉罩殼。由于數(shù)控機床是自動完成加工，為了操作安全等，一般采用移動門結(jié)構(gòu)的全封閉罩殼，對機床的加工部件進(jìn)行全封閉。 1.2 數(shù)控加工技術(shù) 1.2.1 數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展 1） 高速化 數(shù)控系統(tǒng)采用高速的32位以上的微處理器，使其輸人、譯碼、計算、輸出等環(huán)節(jié)都在高速下完成，并可提高數(shù)控系統(tǒng)的分辨率及實現(xiàn)連續(xù)小程序段的高速加工。目前采用64位微處理器的新型數(shù)控系統(tǒng)，更增強了插補運算功能、快速進(jìn)給功能，可進(jìn)行更高速的加工，井實現(xiàn)了多軸控制功能，一般控制袖數(shù)為3—15鈾，最多24軸，同時控制軸數(shù)可達(dá)3—6軸。 2） 高精度化 以加工中心為例．其主要精度指標(biāo)——直線坐標(biāo)的定位精度和重復(fù)定位精度都有了明顯的提高：定位精度由土5Pm／m提高到土(o．15—3)Pm／m，重復(fù)定位精度由土2ym提高到土1ym。為了提高加工精度，對數(shù)控機床本身除了在結(jié)構(gòu)總體設(shè)計、主袖箱、進(jìn)給系統(tǒng)中采用低熱脹系數(shù)材料、通人恒溫泊等措施外，還在控制方面采取了一系列措施。 3） 多功能 新型數(shù)控機床具有多種監(jiān)控、檢測及補償功能，具有更強的通信功能、圖像 編程和顯示功能，比如刀具磨損的檢測、系統(tǒng)的精度及熱變形的撿測等，還具有刀具壽命管理、刀具長度偏置、刀具半徑補償、刀尖補償、螺距補償?shù)裙δ堋８冗M(jìn)的數(shù)控機床有自動編程能力，通過鍵盤和圖像顯示可近行人執(zhí)對話，可根據(jù)圖樣自動編程并通過遠(yuǎn)距離串行接口輸入給機床，使之實現(xiàn)自動加工。 4） 智能化 在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中，引進(jìn)了自適應(yīng)控制這種智能化技術(shù)。自適應(yīng)控制簡稱（AC)技術(shù)是能調(diào)節(jié)在加工過程中所測得的工作狀態(tài)特征．且能使切削加工過程達(dá)到井維持最佳狀態(tài)的技術(shù)。在工藝系統(tǒng)中，大約有30余種變量直接或間接影響加工效果，如工件毛坯余量不均、材料硬度不一致、刀具磨損、工件變形、機床熱變形、切削液的粘度、刀具與工件材料化學(xué)親和力的大小等因素。這些變量一般事先難以預(yù)知，編制加工程序時常依據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)。實際加工中，很難選擇最佳參數(shù)進(jìn)行切削。而自適應(yīng)控制技術(shù)則能根據(jù)切削條件的實時變化，自動調(diào)整并保持最佳工作狀態(tài)，從而得到高的加工精度、較小的表面租糙度值，并提高刀具的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率。 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)智能化的發(fā)展，主要體現(xiàn)在：1)工件自動定心、自動檢測，2)刀具破損檢測及自動更換備用刀具；3)刀具壽命及刀具保存情況管理；4)負(fù)載監(jiān)控；5)數(shù)據(jù)管理；6)維修管理；7)利用前饋控制實時補償矢量的功能；8)根據(jù)加工時的熱變形，對滾珠處扛等的伸縮進(jìn)行實時補償功能等。 5）高可靠性 為了提高數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床的可靠性，人們采取了以下一些措施： (1)提高數(shù)控系統(tǒng)的硬件質(zhì)量 選用高質(zhì)量的集成電路芯片、印制電路板和其它元器件、呈亨并實施從元器件篩選b穩(wěn)定產(chǎn)品的制造和裝配工藝到性能測試等一系列完整的質(zhì)量保證體系。 (2)實現(xiàn)模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化 性能越來超完善，功能愈來愈豐富的現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)互利地促進(jìn)了其硬件、軟件實現(xiàn)“三化”：模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，包括數(shù)控機床的主軸部件，變速箱立校、工作臺、刀架、刀庫等都可模塊化生產(chǎn)。“三化’’的實現(xiàn)，不僅便于組織開展、生產(chǎn)和應(yīng)用，而且也提高了機床的質(zhì)量和運行的可靠性，并便于用戶的維修和保養(yǎng)。 (3)配備先進(jìn)的檢測、監(jiān)控裝置 紅外線、聲發(fā)射、溫度測量、功率測量、激光檢測等 1.2.2 數(shù)控加工的過程 　　利用數(shù)控機床完成零件數(shù)控加工的過程如圖?l-2?所示．主要內(nèi)容包括如下 ： 　?、?根據(jù)零件加工圖樣進(jìn)行工藝分析，確定加?l?方案、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)。 　?、?用規(guī)定的程序代碼和格式編寫零件加上程序單：或用自動編程軟件，進(jìn)行CAD/CAM工作，直接生成零件的加工程序文件。 　　③?程序的輸人或傳輸。由手工編寫的程序，可以通過數(shù)控機床的操作，面板輸入；由編程軟件生成的程序，通過計算機的串行通信接口直接傳輸?shù)綌?shù)控機床的數(shù)控單兒（MCU）。 　?、?將輸人／傳輸?shù)綌?shù)控單元的加?1?程序，進(jìn)行試運行、刀具路徑模擬等． 　　⑤?通過對機床的正確操作，運行程序，完成零件的加工。? 圖1-2 數(shù)控加工過程示意圖 1.2.3 數(shù)控加工的適應(yīng)性 數(shù)控機床是一種高度自動化的機床，有一般機床所不具備的許多優(yōu)點，所以數(shù)控機床加工技術(shù)的應(yīng)用范圍在不斷擴大，但數(shù)控機床這種高度機電一體化產(chǎn)品，技術(shù)含量高，成本高，使用與維修都有較高的要求。根據(jù)數(shù)控加工的優(yōu)缺點及國內(nèi)外大量應(yīng)用實踐，一般適應(yīng)數(shù)控加工的零件有： 1)形狀復(fù)雜，加工精度要求高的零件。用通用機床很難加工或雖然能加工但很難保證加工質(zhì)量的零件。 2)用數(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線或曲面輪廓零件。 3)具有難測量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸的不開敝內(nèi)腔的殼體或盒形零件 4)必須在一次裝夾中合并完成銑、螳、鈕、鉸或攻螺紋等多工序的零件。 5)在通用機床。LdD工時極易受人為因素干擾，零件價值又高，易損失的零件。 6)在通用機床上加工時必須制造復(fù)雜的專用工裝的零件。 7)需要多次更改設(shè)計后才能定型的零件。 8)在通用機床上加工需要做長時間調(diào)整的零件。 9)用通用機床加工時，生產(chǎn)率根低或體力勞動強度很大的零件 1.3 本課題研究的對象 零件材料選擇及工藝分析 2.1 零件材料選擇的原則 從各種各樣的材料中選擇出合用的材料是一項受到多方面因素制約的工作，通常應(yīng)考慮下面的原則： ① 載荷的大小和性質(zhì)，應(yīng)力的大小、性質(zhì)及其分布狀況 對于承受拉伸載荷為主的零件宜選用鋼材，承受壓縮載荷的零件應(yīng)選鑄鐵。脆性材料原則上只適用于制造承受靜載荷的零件，承受沖擊載荷時應(yīng)選擇塑性材料。 ② 零件的工作條件 在腐蝕介質(zhì)中工作的零件應(yīng)選用耐腐蝕材料，在高溫下工作的零件應(yīng)選耐熱材料，在濕熱環(huán)境下工作的零件，應(yīng)選防銹能力好的材料，如不銹鋼、銅合金等。零件在工作中有可能發(fā)生磨損之處，要提高其表面硬度，以增強耐磨性，應(yīng)選擇適于進(jìn)行表面處理的淬火鋼、滲碳鋼、氮化鋼。金屬材料的性能可通過熱處理和表面強化（如噴丸、滾壓等）來提高和改善，因此要充分利用熱處理和表面處理的手段來發(fā)揮材料的潛力。 ③ 零件的尺寸及質(zhì)量 零件尺寸的大小及質(zhì)量的好壞與材料的品種及毛坯制取方法有關(guān)，對外形復(fù)雜、尺寸較大的零件，若考慮用鑄造毛坯，則應(yīng)選用適合鑄造的材料；若考慮用焊接毛坯，則應(yīng)選用焊接性能較好的材料；尺寸小、外形簡單、批量大的零件，適于沖壓和模鍛，所選材料就應(yīng)具有較好的塑性。 ④ 經(jīng)濟性 圖2-1 風(fēng)扇支架 選擇零件材料時，當(dāng)用價格低廉的材料能滿足使用要求時，就不應(yīng)選擇價格高的材料，這對于大批量制造的零件尤為重要。此外還應(yīng)考慮加工成本及維修費用。為了簡化供應(yīng)和儲存的材料品種，對于小批制造的零件，應(yīng)盡可能減少同一部設(shè)備上使用材料的品種和規(guī)格，使綜合經(jīng)濟效益最高。 2.2 材料的選擇 1） 灰鑄鐵 灰鑄鐵的生產(chǎn)特點?： 主要在沖天爐內(nèi)熔化，一些高質(zhì)量的灰鑄鐵可用電爐熔煉。灰鑄鐵的鑄造性能優(yōu)良，鑄造工藝簡單，便于制造出薄而復(fù)雜的鑄件，生產(chǎn)中多采用同時凝固原則，鑄型不需要加補縮冒口和冷鐵，只有高牌號鑄鐵采用定向凝固原則。 灰鑄鐵件主要用砂型鑄造，澆注溫度較低，因而對型砂的要求也較低，中小件大多采用經(jīng)濟簡便的濕型鑄造。灰鑄鐵件一般不需要進(jìn)行熱處理，或僅需時效處理即可。 灰鑄鐵的牌號? 我國灰鑄鐵的牌號為HT×××,其中“HT”表示“灰鐵”二字的漢語拼音字首，而后面的×××為最低抗拉強度值，單位為MPa。灰鑄鐵牌號共六種，其中HT100、HT150、HT200為普通灰鑄鐵；HT250、HT300、HT350為孕育鑄鐵。 表2-1 灰鑄鐵牌號和力學(xué)性能（摘自 GB/T 9439－1988） 牌號 抗拉強度σb/MPa 抗壓強度σbc/MPa 顯微組織 ≥ 基? 體 石? 墨 HT100 HT150 HT200 HT250 HT300 HT350 100 150 200 250 300 350 500 650 750 1000 1100 1200 F+P（少） F+P P 細(xì)P S或T S或T 粗? 片 較粗片 中等片 較細(xì)片 細(xì)小片 細(xì)小片 ??? ? 灰鑄鐵的用途 根據(jù)牌號的不同而選用：HT100低負(fù)荷和不重要的零件，如防護(hù)罩、小手柄、蓋板和重錘等；HT100承受中等負(fù)荷的零件，如機座、支架、箱體、帶輪、軸承座、法蘭、泵體、閥體、管路、飛輪和電動機座等；HT200、HT250承受較大負(fù)荷的重要零件，如機座、床身、齒輪、汽缸、飛輪、齒輪箱、中等壓力閥體、汽缸體和汽缸套等；HT300、HT350承受高負(fù)荷、要求耐磨和高氣密性的重要零件，如重型機床床身、壓力機床身、高壓液壓件、活塞環(huán)、齒輪和凸輪等。 由此可見HT100能承受重載荷，故可滿足工藝要求 2）關(guān)于鑄造方法的選擇 鑄造是熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬澆入鑄型，凝固后獲得一定形狀和性能鑄件的成形方法。鑄件一般是毛坯，經(jīng)切削加工等才成為零件。零件精度要求較低和表面粗糙度，參數(shù)值允許較大的零件，或經(jīng)過特種鑄造的鑄件也可直接使用。 鑄造生產(chǎn)方法很多，常見有兩類： (1) 砂型鑄造 用型砂緊實成型的鑄造方法。型砂來源廣泛，價格低廉，且砂型鑄造方法適應(yīng)性強，因而是目前生產(chǎn)中用得最多、最基本的鑄造方法。 (2) 特種鑄造 與砂型鑄造不同的其它鑄造方法，如熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造和離心鑄造等。 鑄造生產(chǎn)具有以下優(yōu)點： (1) 可以制成外形和內(nèi)腔十分復(fù)雜的毛坯，如各種箱體、床身、機架等。 (2) 適用范圍廣，可鑄造不同尺寸、重量及各種形狀的工件；也適用于不同材料，如鑄鐵、鑄鋼、非鐵合金。鑄件重量可以從幾克到二百噸以上。 (3) 原材料來源廣泛，還可利用報廢的機件或切屑；工藝設(shè)備費用小，成本低。 (4) 所得鑄件與零件尺寸較接近，可節(jié)省金屬的消耗，減少切削加工工作量。 但鑄件也有力學(xué)性能較差，生產(chǎn)工序多，質(zhì)量不穩(wěn)定，工人勞動條件差等缺點。隨著鑄造合金、鑄造工藝技術(shù)的發(fā)展，特別是精密鑄造的發(fā)展和新型鑄造合金的成功應(yīng)用，使鑄件的表面質(zhì)量、力學(xué)性能郡有顯著提高，鑄件的應(yīng)用范圍日益擴大。 鑄件廣泛用于機床制造、動力、交通運輸、輕紡機械、冶金機械等設(shè)備。鑄件重量占機器總重量的40％～85％。 清理 落砂 澆注 合型 型砂配制 合金溶煉 模樣制作 芯盒制作 造型 制芯 檢驗 鑄造生產(chǎn)常規(guī)工藝流程如圖2-2所示 圖2-2 由于特種制造成本高，生產(chǎn)效率不如砂型鑄造，故本設(shè)計采用砂型鑄造。 在鑄造工藝方案初步確定之后，還必須選定鑄件的機械加工余量、起模斜度、收縮率、型芯頭尺寸等具體參數(shù)。 鑄件的孔、槽：一般來說，較大的孔、槽應(yīng)當(dāng)鑄出，以減少切削加工工時，節(jié)約金屬材料，并可減小鑄件上的熱節(jié)；較小的孔則不必鑄出，用機加工較經(jīng)濟。本設(shè)計可鑄出底座的大致輪廓然后進(jìn)行機械加工。 主要參數(shù)設(shè)置及加工路徑分析 3.1 概述 數(shù)控加工的參數(shù)設(shè)置是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅影響數(shù)控機床的加工效率，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)計數(shù)據(jù)成為可能，特別是DNC系統(tǒng)微機與數(shù)控機床的聯(lián)接，使得設(shè)計、工藝規(guī)劃及編程的整個過程全部在計算機上完成，一般不需要輸出專門的工藝文件。 目前，許多CAD/CAM軟件包都提供自動編程功能，這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關(guān)問題，如，刀具選擇、加工路徑規(guī)劃、切削用量設(shè)定等，編程人員只要設(shè)置了有關(guān)的參數(shù)，就可以自動生成NC程序并傳輸至數(shù)控機床完成加工。 因此，數(shù)控加工中參數(shù)的確定是在人機交互狀態(tài)下完成的，這與普通機床加工形成鮮明的對比，同時也要求編程人員必須掌握參數(shù)設(shè)置的基本原則，在編程時充分考慮數(shù)控加工的特點，能夠正確選擇參數(shù)。 3.2 數(shù)控機床刀具的選擇 加工的刀具種類視加工對象而定, 切削過程中，刀具直接完成切除余量和形成已加工表面的任務(wù)。刀具切削性能的優(yōu)劣，取決于構(gòu)成切削部分的材料、幾何形狀和刀具結(jié)構(gòu)。由此可見刀具材料的重要性，它對刀具使用壽命、加工效率、加工質(zhì)量和加工成本影響極大。因此，應(yīng)當(dāng)重視刀具材料的正確選擇和合理使用，重視新型刀具材料的研制。 在切削加工時，刀具切削部分與切屑、工件相互接觸的表面上承受很大的壓力和強烈的摩擦，刀具在高溫下進(jìn)行切削的同時，還承受著切削力、沖擊和振動，因此刀具材料應(yīng)具備以下基本要求：高的硬度、高的耐磨性、高的紅硬性和足夠的強度和韌性。 3.2.1 數(shù)控加工常用刀具的種類及特點 1) 數(shù)控刀具的種類 數(shù)控加工刀具必須適應(yīng)數(shù)控機床高速、高效和自動化程度高的特點，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)接刀具并裝在機床動力頭上，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，采用焊接或機夾式聯(lián)接，機夾式又可分為不轉(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)控機床對刀具耐用、穩(wěn)定、易調(diào)、可換等的要求，近幾年機夾式可轉(zhuǎn)位刀具得到廣泛的應(yīng)用，在數(shù)量上達(dá)到整個數(shù)控刀具的30%～40%，金屬切除量占總數(shù)的80%～90%。 2) 數(shù)控刀具的特點 數(shù)控刀具與普通機床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特點：①剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及熱變形??；②互換性好，便于快速換刀；③壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠；④刀具的尺寸便于調(diào)整，以減少換刀調(diào)整時間；⑤刀具應(yīng)能可靠地斷屑或卷屑，以利于切屑的排除；⑥系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，以利于編程和刀具管理。 3.2.2 數(shù)控加工刀具的選擇 刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機交互狀態(tài)下進(jìn)行的。應(yīng)根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。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，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。 選取刀具時，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，應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質(zhì)合金刀片的玉米銑刀；對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、錐形銑刀和盤形銑刀。 在進(jìn)行自由曲面(模具)加工時，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般采用頂端密距，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，只要在保證不過切的前提下，無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，但由此帶來的加工質(zhì)量和加工效率的提高，則可以使整個加工成本大大降低。 在經(jīng)濟型數(shù)控機床的加工過程中，由于刀具的刃磨、測量和更換多為人工手動進(jìn)行，占用輔助時間較長，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)行的所有加工步驟；③粗精加工的刀具應(yīng)分開使用，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)控機床的自動換刀功能，以提高生產(chǎn)效率等。 綜上所述, 加工所選機床為SIMZIN—802D的數(shù)控銑床；加工風(fēng)扇支架所需刀具為: 直徑為12毫米的平頭刀和直徑為10毫米的球刀。 3.3 夾具的選擇 在機械加工過程中，工件受到切削力、離心力、慣性力等的作用，為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持已由定位元件確定的加工位置，而不致發(fā)生振動或位移、夾具結(jié)構(gòu)中應(yīng)設(shè)置夾緊裝置將工件可靠夾牢。 1) 夾具的功用 夾具是在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其主要作用是使工件相對于機床或刀具有一個正確的位置，并且在加工過程中這個位置保持不變，具體功能主要有以下幾個方面 (1) 保證工件的加工精度。 夾具的首要任務(wù)是保證加工精度，特別是保證被加工工件的加工而與定位面之間以及被加工表面相互之間的位置精度。使用夾具后，這種精度主要靠夾具和機床來保證，不再依賴于工人的技術(shù)水平。 (2) 夾具類型與其生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，提高生產(chǎn)效率，降低成本。 在大批量生產(chǎn)時，應(yīng)盡量采用各種快速、高效結(jié)構(gòu)，如多件夾緊、聯(lián)動夾緊等，以縮短輔助時間，提高生產(chǎn)率;在中、小批量生產(chǎn)中，則要求在滿足夾具功能的前提下，盡量使夾具結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、以降低夾具制造成本。 (3) 夾具結(jié)構(gòu)與元件的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化并可重復(fù)使用以保證低成本。 為了達(dá)到快速生產(chǎn)準(zhǔn)備，及時向車間供應(yīng)生產(chǎn)需用的夾具，夾具元件及夾具結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化有十分重要的作用，這樣可以大大加快夾具設(shè)計和制造的進(jìn)度。又為了降低工件加工成本中的夾具費用，夾具是加工過程中的工具而非最終產(chǎn)品，夾具元件及部件的重復(fù)使用在單件、小批和大批生產(chǎn)中具有關(guān)鍵的經(jīng)濟意義。這項工作也是當(dāng)代計算機輔助夾具設(shè)計系統(tǒng)研究與開發(fā)的基礎(chǔ)。 (4) 擴大機床工藝范圍。 在機床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴大機床工藝范圍。例如在車床或鉆床上使用銼?？梢源驿S床鍵孔。 (5) 減輕工人勞動強度，保證使用方便和安全。 夾具機構(gòu)應(yīng)該滿足便于裝卸和夾緊工件，便于排屑和保證安全，需要時便于測量和調(diào)整。本著及時、高效、適用和經(jīng)濟的原則。 2) 夾具的組成 根據(jù)夾具的作用，其結(jié)構(gòu)常由以下幾部分組成. (1) 定位元件或定位裝置:它是用于確定工件在夾具中獲得正確位置元件或裝置。 (2) 夾緊元件或模緊裝置:它是用于夾緊工件，使工件在受到外力作用后，仍能保持其既定位置的元件或裝置。 (3) 對刀元件和引導(dǎo)元件:它是用于確定或引導(dǎo)刀具使其與夾具的定位元件保持某一正確的相互位置關(guān)系的元件。 (4) 連接元件:它是用于保證夾具與機床間相互安裝位置的元件。 (5) 夾具體 :它是用于連接夾具各組成部分，使之成為一個整體的基礎(chǔ)件。 (6) 其它元件及裝置:根據(jù)工件加工要求，有些夾具除上述組成部分外，還需設(shè)置其它元件或裝置，如分度裝置、某些夾具的靠模裝置、工件抬起裝置等。 以上組成部分，并非所有機床夾具都缺一不可。但是，通常定位、鎖緊和夾具體三部分是夾具的主要組成部分。 由于本課題研究對象風(fēng)扇支架的結(jié)構(gòu)比較簡單、外型不復(fù)雜所以夾具應(yīng)選擇通用夾具——三爪卡盤。如圖3-1所示： 圖3-1 三爪卡盤 3.4 機械加工工序順序的安排原則 在安排加工順序時一般應(yīng)遵循以下原則： 1) 先基準(zhǔn)面后其它 應(yīng)首先安排被選作精基準(zhǔn)的表面的加工，再以加工出的精基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，安排其它表面的加工。該原則還有另外一層意思，是指精加工前應(yīng)先修一下精基準(zhǔn)。例如，風(fēng)扇支架第一道加工工序就是以外圓面為粗基準(zhǔn)加工底面，再以底面定位完成各表面的粗加工。 2) 先粗后精 指先安排各表面粗加工，后安排精加工。 3) 先主后次 主要表面一般指零件上的設(shè)計基準(zhǔn)面和重要工作面。這些表面是決定零件質(zhì)量的主要因素，對其進(jìn)行加工是工藝過程的主要內(nèi)容，因而在確定加工順序時，要首先考慮加工主要表面的工序安排，以保證主要表面的加工精度。在安排好主要表面加工順序后，常常從加工的方便與經(jīng)濟角度出發(fā)，安排次要表面的加工。 4) 先面后孔 這主要是指箱體和支架類零件的加工而言。一般這類零件上既有平面，又有孔或孔系，這時應(yīng)先將平面（通常是裝配基準(zhǔn)）加工出來，再以平面為基準(zhǔn)加工孔或孔系。此外，在毛坯面上鉆孔或鏜孔，容易使鉆頭引偏或打刀。此時也應(yīng)先加工面，再加工孔，以避免上述情況的發(fā)生。 3.5 加工階段的劃分 為了保證零件的加工質(zhì)量﹑生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性，通常在安排工藝路線時，將其劃分成幾個階段。對于一般精度零件，可劃分成粗加工﹑半精加工和精加工三個階段。對精度要求高和特別高的零件，還需安排精密加工（含光整加工）和超精密加工階段。 劃分加工階段的好處 1）有利于保證零件的加工質(zhì)量。 2）便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，可以避免以后精加工的經(jīng)濟損失。  3）可以合理安排加工設(shè)備和操作工人，有利于延長精加工設(shè)備的壽命。 4）便于組織生產(chǎn)。 風(fēng)扇支架的各加工階段及其主要任務(wù)是： 1）粗加工階段 去除毛坯各加工表面的大部分余量。 2）半精加工階段 減少粗加工階段留下的誤差，使加工面達(dá)到一定的精度，為精加工做好準(zhǔn)備，并完成一些精度要求不高表面的加工。 3）精加工階段 保證零件的尺寸﹑形狀﹑位置精度及表面粗糙度。 因風(fēng)扇支架的加工精度要求不是特別高，故不需要精密和超精密加工階段。 3.6 切削用量的確定 合理選擇切削用量的原則是：粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而定。 隨著數(shù)控機床在生產(chǎn)實際中的廣泛應(yīng)用，量化生產(chǎn)線的形成，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，要在人機交互狀態(tài)下確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉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)控機床的優(yōu)點，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和生產(chǎn)水平具體要考慮以下幾個因素： ①切削深度t。 ②切削寬度L。 ③切削速度v。 ④主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)。 ⑤進(jìn)給速度vF。 3.7 加工余量及其影響因素 ????在選擇了毛坯，擬訂出加工工藝路線之后，就需確定加工余量，計算各工序的工序尺寸。加工余量大小與加工成本有密切關(guān)系，加工余量過大不僅浪費材料，而且增加切削工時，增大刀具和機床的磨損，從而增加成本；加工余量過小，會使前一道工序的缺陷得不到糾正，造成廢品，從而也使成本增加，因此，合理地確定加工余量，對提高加工質(zhì)量和降低成本都有十分重要的意義。 1）加工余量 在鑄件上為切削加工而加大的尺寸稱為機械加工余量。 數(shù)值取決于：鑄件生產(chǎn)批量、合金的種類、鑄件的大小、加工面與基準(zhǔn)面之間的距離及加工面在澆注時的位置等。采用機器造型，鑄件精度高，余量可減?。皇止ぴ煨驼`差大，余量應(yīng)加大。鑄鋼件因表面粗糙，余量應(yīng)加大；非鐵合金鑄件價格昂貴，且表面光潔，余量應(yīng)比鑄鐵小。鑄件的尺寸愈大或加工面與基準(zhǔn)面之間的距離愈大，尺寸誤差也愈大，故余量也應(yīng)隨之加大。澆注時鑄件朝上的表面因產(chǎn)生缺陷的機率較大，其余量應(yīng)比底面和側(cè)面大?；诣T鐵的機械加工余量見表3-1。 表3-1 灰鑄鐵的機械加工余量 （mm） 鑄件最大尺寸 澆注時位置 加工面與基準(zhǔn)面之間的距離 ﹤50 50~120 120~260 260~500 500~800 800~1250 ﹤120 頂面 底、側(cè)面 3.5~4.5 2.5~3.5 4.0~4.5 3.0~3.5 ? ? ? ? 120~260 頂面 底、側(cè)面 4.0~5.0 3.0~4.0 4.5~5.0 3.5~4.0 5.0~5.5 4.0~4.5 ? ? ? 260~500 頂面 底、側(cè)面 4.5~6.0 3.5~4.5 5.0~6.0 4.0~4.5 6.0~7.0 4.5~5.0 6.5~7.0 5.0~6.0 ? ? 500~800 頂面 底、側(cè)面 5.0~7.0 4.0~5.0 6.0~7.0 4.5~5.0 6.5~7.0 4.5~5.5 7.0~8.0 5.0~6.0 7.5~9.0 6.5~7.0 ? 800~1250 頂面 底、側(cè)面 6.0~7.0 4.0~5.5 6.5~7.5 5.0~5.5 7.0~8.0 5.0~6.0 7.5~8.0 5.5~6.0 8.0~9.0 5.5~7.0 8.5~10 6.5~7.5 ???2)確定加工余量應(yīng)考慮的因素 ????為切除前工序在加工時留下的各種缺陷和誤差的金屬層，又考慮到本工序可能產(chǎn)生的安裝誤差而不致使工件報廢，必須保證一定數(shù)值的最小工序余量。為了合理確定加工余量，首先必須了解影響加工余量的因素。影響加工余量的主要因素有： ????① 前工序的尺寸公差 由于工序尺寸有公差，上工序的實際工序尺寸有可能出現(xiàn)最大或最小極限尺寸。為了使上工序的實際工序尺寸在極限尺寸的情況下，本工序也能將上工序留下的表面粗糙度和缺陷層切除，本工序的加工余量應(yīng)包括上工序的公差。 ????② 前工序的形狀和位置公差 當(dāng)工件上有些形狀和位置偏差不包括在尺寸公差的范圍內(nèi)時，這些誤差又必須在本工序加工糾正，在本工序的加工余量中必須包括它。 圖3-2 ???③ 前工序的表面粗糙度和表面缺陷 為了保證加工質(zhì)量，本工序必須將上工序留下的表面粗糙度和缺陷層切除。 ?④ 本工序的安裝誤差 安裝誤差包括工件的定位誤差和夾緊誤差，若用夾具裝夾，還應(yīng)有夾具在機床上的裝夾誤差。這些誤差會使工件在加工時的位置發(fā)生偏移，所以加工余量還必須考慮安裝誤差的影響。如圖3-2所示用三爪自動定心卡盤夾持工件外圓加工孔時，若工件軸心線偏移機床主軸回轉(zhuǎn)軸線一個 e 值，造成內(nèi)孔切削余量不均勻，為使上工序的各項誤差和缺陷在本工序切除，應(yīng)將孔的加工余量加大 2 e 。 3.8 確定加工工藝中的進(jìn)給路線 確定進(jìn)給路線的原則有：①加工路線應(yīng)保證被加工工件的精度和表面粗糙度；②應(yīng)使加工路線最短，以減少空行程時間，提高加工效率；③在滿足工件精度、表面粗糙度、生產(chǎn)率等要求的情況下，盡量簡化數(shù)學(xué)處理時的數(shù)值計算工作量，以簡化編程工作；④當(dāng)某段進(jìn)給路線重復(fù)使用時，為了簡化編程，縮短程序長度，應(yīng)使用子程序。 此外，確定加工路線時，還要考慮工件的形狀與剛度、加工余量大小，機床與刀具的剛度等情況，以確定是一次進(jìn)給還是多次進(jìn)給來完成加工，以及設(shè)計刀具的切入與切出方向和在銑削加工中是采用順銑還是逆銑等。 以下結(jié)合具體情況來分析進(jìn)給線路。 1）銑削方式選擇 為便加工效率應(yīng)有2/3的直徑與工件接觸，即銑刀直徑等于被銑削寬度的1.5倍。順銑時，使用這個刀具直徑與直徑切削寬度的比，保證切入工件時有非常適合的角度。如果不能肯定機床是否有足夠的功率來維持銑刀在這樣的比率下切削，可以把軸向切削厚度分兩次或多次完成而盡可能保持銑刀直徑與切削厚度的比值，如圖(a)所示，用直徑比銑削寬度稍大的銑刀進(jìn)行對稱是次好方案(b),用大直徑銑刀進(jìn)行對稱是不好方案（c）,用大直徑銑刀進(jìn)行逆銑是最差方案（d），如圖3-3所示 圖3-3 銑刀直徑和銑削方式 2）輪廓銑削加工路線的分析 對于連續(xù)銑削輪廓，特別是加工圓弧時，要注意安排好刀具的切入、切出，要盡量避免交接處重復(fù)加工，否則會出現(xiàn)明顯的界限痕跡。如圖3-4a所示，用圓弧插補方式銑削外整圓時，要安排刀具從切向進(jìn)入圓周銑削加工，當(dāng)整圓加工完畢后，不要在切點處直接退刀，而讓刀具多運動一段距離，最好沿切線方向退出，以免取消刀具補償時，刀具與工件表面相碰撞，造成工件報廢。銑削內(nèi)圓弧時，也要遵守從切向切入的原則，安排切入、切出過渡圓弧，如圖3-4b所示。 a) b) 圖3-4 3）確定走刀路線和安排加工順序 數(shù)控銑削加工中進(jìn)給路線對零件的加工精度和表面質(zhì)量有直接的影響，因此，確定好進(jìn)給路線是保證銑削加工精度和表面質(zhì)量的工藝措施之一。進(jìn)給路線的確定與工件表面狀況、要求的零件表面質(zhì)量、機床進(jìn)給機構(gòu)的間隙、刀具耐用度以及零件輪廓形狀等有關(guān)。下面是銑削中幾種常見的走刀路線。 ① 直線切削 直線切削包括雙向切削和單向切削。 雙向切削產(chǎn)生一組平行切削路徑并來回都進(jìn)行切削。其切削路徑的方向取決于切削路徑的角度的設(shè)置。 單向切削所產(chǎn)生的刀具路徑與雙向切削基本相同，所不同的時單向切削按同一個方向進(jìn)行切削。 直線切削的走刀路徑雖然比較短、編程比較少，但其加工表面質(zhì)量精度差，并在其周邊留有大量的余糧。 ② 螺旋切削 螺旋切削是以挖槽中心或特定挖槽起點開始進(jìn)刀，并沿著挖槽壁螺旋切削。螺旋切削有5種方式。 等距環(huán)切：產(chǎn)生一組螺旋式間距相等的切削路徑。 平行切削：產(chǎn)生一組平行螺旋式切削路徑，與等距環(huán)切路徑基本相同。 環(huán)切并清角：產(chǎn)生一組平行螺旋且清角的切削路徑。 以外形環(huán)繞：根據(jù)輪廓外形產(chǎn)生螺旋式切削路徑，此方式至少有一個島嶼，且生成的刀具路徑比其他模式生成的刀具路徑要長。 螺旋切削：以圓形、螺旋方式產(chǎn)生切削路徑。 根據(jù)上述分析：本課題所加工的對象風(fēng)扇支架課采用等距環(huán)切和平行環(huán)切，等距切削是以螺旋式產(chǎn)生刀具路徑；平行環(huán)切是以平行螺旋式產(chǎn)生刀具路徑，它們的刀具路徑基本相同，但平行環(huán)切比等距環(huán)切對刀具的磨損量小，并且平行環(huán)切可保證較高的加工精度。 3.9 數(shù)控編程的方法 數(shù)控編程一般分為手工編程和自動編程兩種。 1） 手工編程 手工編程就是從分析零件圖樣、確定加工工藝過程、數(shù)值計算、編寫零件加工程序單、制作控制介質(zhì)到程序校驗都是人工完成。它要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控指令及編程規(guī)則，而且還要具備數(shù)控加工工藝知識和數(shù)值計算能力。對于加工形狀簡單、計算量小、程序段數(shù)不多的零件，采用手工編程較容易，而且經(jīng)濟、及時。因此，在點位加工或直線與圓弧組成的輪廓加工中，手工編程仍廣泛應(yīng)用。對于形狀復(fù)雜的零件，特別是具有非圓曲線、列表曲線及曲面組成的零件，用手工編程就有一定困難，出錯的概率增大，有時甚至無法編出程序，必須用自動編程的方法編制程序。 2）自動編程 自動編程是利用計算機專用軟件來編制數(shù)控加工程序。編程人員只需根據(jù)零件圖樣的要求，使用數(shù)控語言，由計算機自動地進(jìn)行數(shù)值計算及后置處理，編寫出零件加工程序單，加工程序通過直接通信的方式送入數(shù)控機床，指揮機床工作。自動編程使得一些計算繁瑣、手工編程困難或無法編出的程序能夠順利地完成。 風(fēng)扇支架的加工程序如下： 37 % O0000 N100G21 N102G0G17G40G49G80G90 N104T1M6 N106G0G90X-53Y-53 N108G43H1Z135.494 N110Z87.494 N112G1Z85.494F4.5 N114Y53.058 N116X53.058 N118Y-53.058 N120X-53.058 N122X-48.558Y-48.558 N124Y48.442 N126X48.558 N128Y-48.558 N130X-48.558 N132X-43.558Y-43.558 N134Y42.942 N136X43.558 N138Y-43.558 N140X-43.558 N142X-38.558Y-38.558 N144Y37.442 N146X38.558 N148Y-38.558 N150X-38.558 N152X-33.558Y-33.558 N154Y31.942 N156X33.558 N158Y-33.558 N160X-33.558 N162X-28.558Y-28.558 N164Y26.442 N166X28.558 N168Y-28.558 N170X-28.558 N172X-23.558Y-23.558 N174Y20.942 N176X23.558 N178Y-23.558 N180X-23.558 N182X-18.558Y-18.558 N184Y15.442 N186X18.558 N188Y-18.558 N190X-18.558 N192X-13.558Y-13.558 N194Y-6.558 N196X-13.49 N198X-13.235Y-7.058 N200X-12.956Y-7.558 N202X-12.651Y-8.058 N204X-12.319Y-8.558 N206X-11.956Y-9.058 N208X-11.56Y-9.558 N210X-11.128Y-10.058 N212X-10.654Y-10.558 N214X-10.134Y-11.058 N216X-9.56Y-11.558 N218X-8.921Y-12.058 N220X-8.203Y-12.558 N222X-7.381Y-13.058 N224X-6.416Y-13.558 N226X-13.558 N228X6.416 N230X7.381Y-13.058 N232X8.203Y-12.558 N234X8.921Y-12.058 N236X9.56Y-11.558 N238X10.134Y-11.058 N240X10.654Y-10.558 N242X11.128Y-10.058 N244X11.56Y-9.558 N246X11.956Y-9.058 N248X12.319Y-8.558 N250X12.651Y-8.058 N252X12.956Y-7.558 N254X13.235Y-7.058 N256X13.49Y-6.558 N258X13.558 N260Y-13.558 N262X6.416 N264X13.546Y6.442 N266X13.297Y6.942 N268X13.023Y7.442 N270X12.725Y7.942 N272X12.398Y8.442 N274X12.043Y8.942 N276X11.655Y9.442 N278X11.231Y9.942 N280X13.558 N282Y6.442 N284X13.546 N286X7.559Y7.288 N288G3X-5.244Y9.096R10.5 N290G1X-11.231Y9.942 N292X-11.655Y9.442 N294X-12.043Y8.942 N296X-12.398Y8.442 N298X-12.725Y7.942 N300X-13.023Y7.442 N302X-13.297Y6.942 N304X-13.546Y6.442 N306X-13.558 N308Y9.942 N310X-11.231 N312X-6.276Y8.417 N314G2X9.923Y3.432R10.5 N316X3.432Y-9.923R10.5 N318X-3.432Y9.923R10.5 N320X9.923Y3.432R10.5 N322G1X8.978Y3.106 N324G2X3.106Y-8.978R9.5 N326X-3.106Y8.978R9.5 N328X8.978Y3.106R9.5 N330G0Z85.519 N332Z135.494 N334Z136.194 N336X-53.058Y-53.058 N338Z133.519 N340Z85.519 N342G1Z83.519 N344Y53.058 N346X53.058 N348Y-53.058 N350X-53.058 N352X-48.558Y-48.558 N354Y48.442 N356X48.558 N358Y-48.558 N360X-48.558 N362X-43.558Y-43.558 N364Y42.942 N366X43.558 N368Y-43.558 N370X-43.558 N372X-38.558Y-38.558 N374Y37.442 N376X38.558 N378Y-38.558 N380X-38.558 N382X-33.558Y-33.558 N384Y31.942 N386X33.558 N388Y-33.558 N390X-33.558 N392X-28.558Y-28.558 N394Y26.442 N396X28.558 N398Y-28.558 N400X-28.558 N402X-23.558Y-23.558 N404Y20.942 N406X23.558 N408Y-23.558 N410X-23.558 N412X-18.558Y-18.558 N414Y15.442 N416X18.558 N418Y-18.558 N420X-18.558 N422X-13.558Y-13.558 N424Y-7.558 N426X-13.458 N428X-13.165Y-8.058 N430X-12.845Y-8.558 N432X-12.498Y-9.058 N434X-12.12Y-9.558 N436X-11.708Y-10.058 N438X-11.259Y-10.558 N440X-10.769Y-11.058 N442X-10.23Y-11.558 N444X-9.636Y-12.058 N446X-8.974Y-12.558 N448X-8.23Y-13.058 N450X-7.377Y-13.558 N452X-13.558 N454X7.377 N456X8.23Y-13.058 N458X8.974Y-12.558 N460X9.636Y-12.058 N462X10.23Y-11.558 N464X10.769Y-11.058 N466X11.259Y-10.558 N468X11.708Y-10.058 N470X12.12Y-9.558 N472X12.498Y-9.058 N474X12.845Y-8.558 N476X13.165Y-8.058 N478X13.458Y-7.558 N480X13.558 N482Y-13.558 N484X7.377 N486X10.166Y-4.03 N488G3X10.734Y-2.087R10.935 N490G1X13.523Y7.442 N492X13.235Y7.942 N494X12.922Y8.442 N496X12.581Y8.942 N498X12.211Y9.442 N500X11.807Y9.942 N502X13.558 N504Y7.442 N506X13.523 N508X7.406Y8.046 N510G3X-5.69Y9.338R10.935 N512G1X-11.807Y9.942 N514X-12.211Y9.442 N516X-12.581Y8.942 N518X-12.922Y8.442 N520X-13.235Y7.942 N522X-13.523Y7.442 N524X-13.558 N526Y9.942 N528X-11.807 N530X-6.857Y8.518 N532G2X10.