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1、目 录摘要IAbstractII第1章前言11.1数控机床的发展阶段及发展趋势11.2轮毂简介11.3数控机床加工技术简介21.4数控加工技术基础知识2第2章课题的提出3第3章材料的成分及性能43.1概述43.2材料的成分及性能43.2.1 概述43.2.2 45钢的化学成分43.2.3 45钢的物理性能53.3热处理5第4章刀具的种类及特点74.1数控加工刀具的种类74.2数控加工刀具的特点84.3数控加工刀具的选择8第5章夹具的选择95.1夹具的组成95.2夹具的功用9第6章轮毂型腔的加工工艺分析116.1数控加工工艺分析的一般步骤与方法116.2工件的装夹126.3选择对刀点和换刀点12
2、6.4确定进给路线136.5加工余量的确定146.6冷却液的选择146.7定位基准的选择156.7.1粗基准的选择156.7.2精基准的选择15第7章MasterCAM辅助造型与轨迹生成177.1三维线架绘制177.2刀具路径的生成177.3部分模型图片和程序177.3.1 凸模的刀具路径及程序177.3.2 凹模的刀具路径及程序24结论35致谢36参考文献37附录38摘 要随着市场全球化的发展，跨国公司纷纷在我国投资，或加大在我国的采购份额。目前，具有较多优势的轻合金材料已逐步广泛的应用于各个领域，特别是伴随着汽车、摩托车制造业的发展，铝镁合金材料成形及其车轮制造业得到了前所未有的发展机遇。
3、21世纪的经济全球化浪潮，推动了汽车工业的市场一体化、分工专业化、产业规模化的快速发展，铝镁合金车轮企业也已形成向多家汽车厂供货、跨国供应的局面。 作为汽车零部件行业的一部分，铝车轮行业的发展与全球汽车行业发展紧密相关。从全球看，汽车行业是个成熟的市场，增长缓慢，过去7年(1999-2005)全球汽车产量的复合增长(CAGR)只有3.6%。而中国汽车市场则进入快速发展时期，同期的复合增长率达19.6%。从总量看，2005年全年汽车产量6653万辆，其中中国的汽车产量570万辆。从汽车保有量看，2004年全球汽车保有量约为85,477万辆，同期中国汽车保有量为约2694万辆。 在论文中，以加工成
4、形为主线，同时介绍了毛坯材料的选择，由材料的力学性能、化学性能以及等确定热处理，还有夹具、刀具和刀具材料的选择，以及加工工艺分析和最终的由MasterCAM加工成实体，最后由计算机控制的数控机床进行加工，它在实际生产中结合了刀具，工件，机床的性能与企业自身的实际情况积累的加工实例，工艺参数和经验等。关键字：MasterCAM 化学性能 物理性能 铝镁合金材料AbstractAlong with the development of globalization, transnational companies to invest in China, or increase in Chinas s
5、hare purchase. At present, with more advantages of light alloy material has gradually been widely used in many fields, especially with the development of the manufacturing industry in automobile, motorcycle, aluminum and magnesium alloy wheel manufacture got shape and unprecedented opportunities for
6、 development. Economic globalization of the 21st century, promote the auto industry market integration, specialization and industry scale of rapid development, aluminium magnesium alloy wheels enterprise has formed to many multinational supplies supply, the car factory.As part of the auto parts indu
7、stry, aluminum wheels industry development and global automotive industry is closely related to the development. From the global car industry, is a mature market, slow growth, the past 7 years (1999-2005) global auto production of compound growth (CAGR) through 2010 will be only 3.6%. But Chinas car
8、 market into rapid development period, the compound annual growth rate of 19.6% period. From the total annual car, 2005 6653 million vehicles, including production of Chinese automobile yield 5.7 million vehicles. From the car quantities, 2004, global car quantities for about 85,477 million vehicles
9、 in the same car quantities for China, about 2694 million vehicles.In this paper, the forming process, in also introduced the selection of materials, the blank of the mechanical properties of materials, chemical and physical properties determine the properties of heat, pallet, cutting tool material
10、and processing, and the choice of MasterCAM by analysis and eventually into entity, finally controlled by computer, nc machine tools in the actual production of workpiece, the machine tool, the performance and the actual situation of enterprises accumulation of processing parameters and experience,
11、etc.Keywords: MasterCAM Chemical properties Physical properties Aluminum and magnesium alloy 第1章 前 言 1.1数控机床的发展阶段及发展趋势 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统，到现在已走过了46年历程。数控系统由当初的电子管式起步
12、，经历了以下几个发展阶段： 分立式晶体管式-小规模集成电路式-大规模集成电路式-小型计算机式-超大规模集成电路-微机式的数控系统。到80年代，总体发展趋势是：数控装置由NC向CNC发展；广泛采用32位CPU组成多微处理器系统；提高系统的集成度，缩小体积，采用模块化结构，便于裁剪、扩展和功能升级，满足不同类型数控机床的需要；驱动装置向交流、数字化方向发展；CNC装置向人工智能化方向发展；采用新型的自动编程系统；增强通信功能；数控系统可靠性不断提高。总之，数控机床技术不断发展，功能越来越完善，使用越来越方便，可靠性越来越高，性能价格比也越来越高。到1990年，全世界数控系统专业生产厂家年产数控系统
13、约13万台套。国外数控系统技术发展的总体发展趋势是：1.高速、高精加工技术及装备的新趋势；2.轴联动加工和复合加工机床快速发展；3.智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势；4.重视新技术标准、规范的建立。1.2轮毂简介现在，几乎所有的新车型都采用了铝合金轮毂，并且很多车主朋友也将原来车上用的轮毂换成铝合金轮毂。在这里，我们就向大家介绍铝合金轮毂的特点。铝合金轮毂有重量轻、成本低、强度高的优点，而且铝有较强的导热性能，可大大延长汽车、摩托车轮胎使用寿命，特别是高负载卡车轮胎的寿命。铝合金轮毂以其美观大方、安全舒适等以下特点：一、安全对于高速行驶的汽车来说，因轮毂变形、制动等产生的高
14、温爆胎、制动效能降低等现象已屡见不鲜。而铝台金的热传导系数比钢、铁等大三倍，散热效果自然要好得多，从而增强了制动效能、提高了轮胎和制动盘的使用寿命、有效的保障了汽车的安全行驶。二、舒适装有铝合金轮毂的汽车一般都采用子午线轮胎。子午线轮胎的缓冲和吸震性能优于普通轮胎。这样，汽车在不平的道路上或高速行驶时，舒适性将大大提高。三、节能由于铝台金轮毂重量轻(与同样规格的铝或钢轮毂相差约2kg)、制造精度高，所以在高速转动时变形小、惯性阻力也小。这有利于提高汽车的直线行驶性能、减轻轮胎滚动阻力，从而减少油耗。1.3数控机床加工技术简介数字程序控制机床一般简称为数控机床。它是由数控装置或计算机进行控制的一
15、种高效能自动化机床，它综合应用了自动控制技术、计算机技术、精密测量技术、液压气动等技术。并在机床结构等方面运用了最新技术。 随着科学技术的发展，机械产品的形状和结构不断改进，对机械零件的加工质量要求也越来越高；单件、小批生产的机械产品所占比重越来越大，特别是在造船、航空、航天、深潜以及国防工业的各个部门，加工批量少、精度要求高、形状复杂的零件很多。像这样的产品，如果采用一般的自动机床或组合机床和自动线来加工，就显得很不经济、不合理，一般机床又不能加工。数控机床就是在这样的条件下产生和发展起来的，它能有效地适应产品不断变化、多品种、小批量的自动化生产。 数控机床就是把加工所需要的各种操作，例如变
16、速、松夹工件、进刀、退刀、开车与停车、冷却液的自动供给等等，以及刀具相对于工件之间的位移。采用数值数据的形式通过计算机的运算，并将输入的指令变为机床的各种操作，实现零件的自动加工。1.4数控加工技术基础知识自从第一台数控铣床诞生后，数控加工技术在全世界各国得到迅速发展，对现代机械制造加工技术的发展起到重大推动作用。数控加工技术不仅涉及数控加工设备，还涉及数控加工工艺、工装和加工过程的自动控制等。在目前生产中，数控加工设备的种类很多，不仅有数控车床、数控铣床、数控磨床、数控冲床、电加工机床，车铣教工中心、镗铣加工中心、齿轮加工中心，还有各种柔性制造单元等等。从数控系统控制的轴数上看，不仅有简单的
17、二轴控制、三轴控制、四轴、五轴控制，在高档数控系统中已经可以控制在几十个轴以上的运动状态。数控加工技术的广泛应用突显在航空航天技术、汽车制造、模具制造、轮船制造、电子制造等各个制造行业中，和我们日常工作、生活密切相关。第2章 课题的提出 汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。预计到2005年，我国汽车总需求量约为300万辆，因此，汽车模具市场巨大。汽车基本车型在2000年约140种，2005年将达到170种，另有更新车型和改装车型430种。一个型号的汽车所需模具几千副，其中铸造模具数百套。
18、随着我国进入世贸组织的临近，汽车行业将进入新一轮换型改造时期，特别是中、重、轻、轿型汽车，将以快节奏更新换代来迎接国际汽车市场的挑战。挑战与机遇同在，进入世贸不仅仅是对我们汽车的挑战，与其密切相关的模具制造业首当其冲。由此不难看出，铸造金属模具、精密压铸模具在未来铸造模具行业的发展趋势中，将扮演先锋角色。近年来，随着国际市场上车轮生产厂商生产工艺的不断改进，欧美车轮行业逐步用强旋铝合金轮毂取代传统的车轮生产工艺，国内车轮行业也在朝着先进的铝合金车轮生产工艺方面发展。镁合金作为最轻的结构材料及可回收的绿色材料近年来备受关注。在汽车工业、电子工业、国防工业等领域的应用增长势头强劲。目前用于汽车上的
19、镁合金零件至少有60种，主要有仪表盘、座椅骨架、方向盘、引擎盖、变速箱、进气歧管、轮毂等。德国大众公司预测在未来5年内每辆汽车上的用镁量可以达到60-80kg（1）。近年来，随着原镁材料价格的下降，镁合金成形工艺技术及其装备水平的提高，以及镁合金防腐工艺的改善，镁合金轮毂在汽车、摩托车、自行车上的使用将越来越多。目前，镁合金轮毂在批量生产的汽车、摩托车及自行车上的应用还只是处于起步阶段，要达到目前铝合金轮毂的使用量，还有很多研究工作要做。尤其在我国，尚不具备镁合金轮毂生产的技术和能力。因此，在“十五”科技攻关重大专项“镁合金开发应用及产业化”项目中, 将镁合金汽车轮毂和摩托车轮毂的大规模生产技
20、术与商业化应用为技术突破和产业化目3 刀具的种类及特点第3章 材料的成分及性能3.1概述选择合理性的标志，应是在满足零件的性能要求的条件下最大限度地发挥材料潜力，做到既要考虑提高材料强度的使用水平，同时也要减少材料的消耗和降低加工成本。同时要适应加工设备条件而设计加工工艺。选择的一般原则，首先是满足零件使用性能的前提下，现时考虑工艺性、经济性。只要根据我国的资源情况尽量选择材料。综合考虑，汽车轮毂材料采用最常用的中碳优质钢45钢。45钢是机械制造中广泛使用的中碳优质碳素钢，淬透性较低，水淬容易变形和开裂，经适当热处理后具有高的强度，通常在调质或正火状态下使用。为了保证有必要的韧性，并消除其残余
21、应力，应在淬火再回火后成索氏体。该钢具有良好的切削加工性能，冷变形塑性中等，钢丝可供冷镦。可焊接，但焊接前需预热，焊后需退火处理。3.2材料的成分及性能 3.2.1 概述 机械制造中最常用的材料是钢和铸铁，其次是有色金属合金，非金属材料如塑料、橡胶等，在机械制造中也得到广泛的应用。金属材料主要指铸铁和钢，它们都是铁碳合金，它们的区别主要在于含碳量的不同。含碳量小于2%的铁碳合金称为钢，含碳量大于2%的称为铁。45钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。 3.2.2 45钢的化学成分45钢可用以制造强度要求高的零件，为使零件表面有良好的耐磨性，需要进行高
22、频或火焰表面淬火。表3-1 45钢的化学成分技术条件CSiMnSPCrNiCuGB699-880.420.500.170.370.500.800.0350.0350.250.250.25JB755-850.420.500.170.370.500.800.0400.0400.250.253.2.3 45钢的物理性能表3-2 45钢的物理成分密度，t/m3熔点，临界点Ac1Ac3Ar3Ar17.89（7.81）1433721(724)778(780)723(751)619(682)温度, 室温100200300400500弹性模量E,105MPa2.00（2.0）2.072.021.961.861
23、.74热导率,W/(mk)484544403938线膨胀系数1，10-6K-1（与20之间）9.4012.213.113.814.2泊松比0.274(0.269)0.2750.2760.2760.2740.287比热容c,kJ(kgK)0.4980.5310.5520.5690.595切变模具G，104MPa8.238.047.847.647.256.76电阻率,10-6m0.3200.4160.5020.618热扩散率，10-6m2/s11.89.588.347.696.893.3热处理由于45钢本身具有缺陷，如裂纹、折叠、疤痕、氧化脱碳和锈蚀等，这也是造成质量不高和寿命短与早期失效的致命原
24、因，为了提高模具的使用寿命，可以通过热处理来改变。热处理分为退火、淬火、回火等，由于手机模具采用的是45钢，为了提高它的硬、耐磨性和经济性选用回火。因为回火是淬火钢在相变点以下的温度下进行再加热、使碳化物析出、消除淬火结晶畸变、增加韧性，或使残余奥氏体分解、使工件变成较稳定状态的热处理方法，因此回火作为最终热处理是不应再有缺陷的重要工艺。钢的淬火组织是由马氏体加残余奥氏体和碳化物等所组成的，可是在常温下，马氏体处于含碳过饱和状态，奥氏体是不稳定组织，因此，在回火再加热时，能看到分解成稳定的铁素体加碳化物，回复到平衡状态的现象。这种变化随着温度和时间的增加呈连续的变化。观察这种组织变化过程时，可
25、按照回火温度的增高分为四个阶段。1.回火第二阶段 第一阶段是70200，淬火马氏体分解成低碳马氏体和碳化物并消除内应力。这种变化在接近200时就加快了，在它以下的温度就缓慢了。2.回火第二阶段在第二个阶段，在200300下残余奥氏体分解成马氏体的变化，第二阶段的一部分过程在第一阶段中同时发生变化，这时生成了二次马氏体，若不进行再回火，韧性就要受影响。3.回火的第三阶段 在250以上的第三阶段中，在第一、第二阶段生成的马氏体加转变成铁素体加（渗碳体），随着温度增高发生连续的软化过程。4.回火的第四阶段第四阶段是含有V、W等碳化物生成元素的合金钢，在约500以上的置换形扩散自由进行的温度下，伴随有
26、稳定的碳化物析出和扩大的变化。 综上所述，为了适应汽车轮毂所具有的性能应把回火控制在第三阶段，温度控制在250附近。虽然回火温度重要，但回火保温时间也会对所得的结果产生显著影响，所以必须慎重加以考虑。为了不致错误地决定回火保温时间，必须掌握保温时间与温度的关系，回火温度均匀后的保温时间与零件的大小无关，绝对值由钢种决定，但是，实际上必须考虑与温度有关联的变化，所以这里的保温时间定为30分钟。第4章 刀具的种类及特点4.1数控加工刀具的种类1.数控加工刀具从结构上可分为：(1)整体式；(2)镶嵌式它可以分为焊接式和机接式。机接式根据刀体结构不同，可分为可转位和不转位。(3)减振式，当刀具的工作臂
27、长与直径之比较大时，为了减少刀具的振动，提高加工精度，多采用此类刀具；(4)内冷式，切削液通过刀体内部由颐孔喷射到刀具的切削刃部；(5)特殊型式，如复合刀具、可逆攻螺纹刀具等。2.数控加工刀具从制造所采用的材料上可分为： (1)高速钢刀具；(2)硬质合金刀具；(3)陶瓷刀具；(4)立方氮化硼刀具；(5)金刚石刀具。3.数控加工刀具从切削工艺上可分为：(1)车削刀具，分外因、内孔、外螺纹、内螺纹，车槽、切人、切割等多种；(2)钻削刀具，分小孔、短孔、深死、攻螺纹、铰孔等；(3)铿削刀具，分粗铝、精蝗等刀具；(4)铣削刀具，分面铣、立铣、三面刃铣等刀具。 车削刀具 常规车削刀具仍为方形刀体(外表面
28、)或圆接刀杆(内表面)。方形刀体一般用槽形刀架螺钉紧因方式固定。圆柱刀扦是用套筒蝇钉紧固方式固定。它们与机床刀盘之间的联接是通过槽形刀架和套筒接扦来联接的。在模块化车削工具系统中，刀盘的联接以齿条式柄体联接为多，而刀头与刀体的联接是“插入快换式系统”。它既可以用于外圆车削又可用于内孔捏削。也适用于车削中心的自动换刀系统。钻削刀具钻削刀具可用于数控车床、车削中心又可用于数控铣床和加工中心。因此它的结构和联接形式有多种。有直柄、直柄螺钉紧定锥柄、蝇纹联接、模块式联接(圆锥或圆接联接)等多种。 铣削刀具 铣刀体与刀杆分离制造以刀体孔为基准与刀杆配合联接，或铣刀体与刀杆制成一体(直接与柄体联接)*对机
29、央式可转位刀片的铣刀，这两种联接形式均可采用，而整体式高速钢铣刀则采用参考。整体式高速钢铣刀(面铣、立铣、三面刃铣)目前均有标准刀具提供。 特殊型刀具 特殊型刀具有带柄自紧夹头、强力弹簧夹头刀柄、可逆式(自动反向)攻螺纹夹头刀柄、增速夹头刀柄、复合刀具和接杆类等。4.2数控加工刀具的特点 为了达到高效、多能、快速、经济的目的，数控加工刀具与普通金属切削刀具相比应具有以下特点： 1.刀片及刀柄高度的通用化、规格化、系列化； 2.刀片或刀具的耐用度及经济寿命指标的合理性； 3.刀具或刀片几何参数和切削参数的规范化、典型化； 4.刀片或刀具材料及切削参数与被加工材料之间应相匹配； 5.刀具应具有较高
30、的精度，包括刀具的形状精度、刀片及刀柄对机床主轴的相对位置精度、刀片及刀柄的转位及拆装的重复精度； 6.刀柄的强度要高、刚性及耐磨性要好；7.刀柄或工具系统的装机重量有限度； 8.刀片及刀柄插入的位置和方向有要求； 9.刀片、刀柄的定位基准及自动换刀系统要优化。 4.3数控加工刀具的选择综上所述，如下图所示，根据零件的特点和加工汽车轮毂所选择的刀具应选用铣刀体与刀杆分离制造以刀体孔为基准与刀杆配合联接，或铣刀体与刀杆制成一体的可转位刀片的铣刀，并且根据加工轮毂的大小尺寸可得出：刀具应具有较高的使用精度和耐用度；根据加工轮毂所采用的材料得出：刀具应具有较高的强度和韧度。为了减少换刀停机时间，提高
31、生产加工时间，以达到高效、节能、快速、经济的目的，根据刀具路径的特点、要求及精度，以及材料的特点，刀具的磨损量和进刀路线的要求，吃刀量的大小，应选择直径50的球头刀为粗加工用刀。直径30，20球刀为精加工刀具。第5章 夹具的选择5.1夹具的组成根据夹具的作用，其结构常由以下几部分组成：1定位元件或定位装置:它是用于确定工件在夹具中获得正确位置元件或装置。2夹紧元件或模紧装置:它是用于夹紧工件，使工件在受到外力作用后，仍能保持其既定位置的元件或装置。3对刀元件和引导元件:它是用于确定或引导刀具使其与夹具的定位元件保持某一正确的相互位置关系的元件。4连接元件:它是用于保证夹具与机床间相互安装位置的
32、元件。5夹具体:它是用于连接夹具各组成部分，使之成为一个整体的基础件。6其它元件及装置:根据工件加工要求，有些夹具除上述组成部分外，还需设置其它元件或装置，如分度装置、某些夹具的靠模装置、工件抬起装置等。以上组成部分，并非所有机床夹具都缺一不可。但是，通常定位、模紧和夹具体三部分是夹具的主要组成部分。5.2夹具的功用夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其主要作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，并且在加工过程中这个位置保持不变，具体功能主要有以下几个方面1.保证工件的加工精度夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件的加工而与定位面之间以及被加工表面相互之间的位置精度。使用夹
33、具后，这种精度主要靠夹具和机床来保证，不再依赖于工人的技术水平。2.夹具类型与其生产规模相适应，提高生产效率，降低成本在大批量生产时，应尽量采用各种快速、高效结构，如多件夹紧、联动夹紧等，以缩短辅助时间，提高生产率;在中、小批量生产中，则要求在满足夹具功能的前提下，尽量使夹具结构简单、容易制造、以降低夹具制造成本。3.夹具结构与元件的标准化、模块化并可重复使用以保证低成本为了达到快速生产准备，及时向车间供应生产需用的夹具，夹具元件及夹具结构的标准化、模块化有十分重要的作用，这样可以大大加快夹具设计和制造的进度。又为了降低工件加工成本中的夹具费用，夹具是加工过程中的工具而非最终产品，夹具元件及部
34、件的重复使用在单件、小批和大批生产中具有关键的经济意义。这项工作也是当代计算机辅助夹具设计系统研究与开发的基础。4.扩大机床工艺范围在机床上使用夹具可使加工变得方便，并可扩大机床工艺范围。例如在车床或钻床上使用锉模可以代替锉床键孔。5.减轻工人劳动强度，保证使用方便和安全 夹具机构应该满足便于装卸和夹紧工件，便于排屑和保证安全，需要时便于测量和调整。本着及时、高效、适用和经济的原则。 综上所述确定装夹方案时，要根据已选定的加工表面和定位基准来确定工件的定位与夹持方式，并选择合理的夹具。夹紧机构和其它元件不得影响进给，加工部位要敞开，要求夹持工件后夹具等一些组件不能与刀具运动发生干涉。必须保证最
35、小的夹紧变形，工件加工时切削力大，需要的夹紧力也大，但不能把工件夹变形。因此，必须慎重考虑夹具的支撑点、定位点和夹紧点。夹具结构应力求简单，对形状简单的单件小批量生产的零件可以选用通用夹具。夹具应便于与机床工作台及工件定位表面间的定位元件连接。由于该零件材料是45钢一般不会产生夹紧变形，零件尺寸小、结构和形状比较简单，不需要用专用夹具，所以只需要用平口虎钳和一辅助装夹的垫块、垫片,如图5-1所示：图5-1 机用虎钳第6章 轮毂型腔的加工工艺分析6.1数控加工工艺分析的一般步骤与方法 程序编制人员在进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、夹具手册等资料，根据被加工工件的材料、轮廓形
36、状、加工精度等选用合适的机床，指定加工方案，确定零件的加工顺序，各工序所有刀具、夹具和切削用量等。此外编程人员应不断总结、积累工艺方面的实际经验，编写出高质量的数控加工程序。 在编制数控机床的加工程序过程中，还有一个重要的问题将要遇到，就是加工工艺问题。它包含机床的选择、工件的加工工序安排、工件的装夹方式、加工线路的确定、刀具及切削用量的选择等比较广泛的工艺问题。所以，编程人员不仅应当了解数控机床的工作原理、性能特点及结构，掌握编程语言和编程方法，还应当具备数控机床加工工艺分析能力。也就是说，数控机床编程员首先应是个很好的工艺人员同时掌握数控机床加工工艺的特点。要做到这点，不仅要学好相应的理论
37、知识，而且，还应当在实践中通过实际编程和操作，以便不断总结和积累经验。下面就分别介绍数控机床加工工艺分析中的几个问题。1.合理选择数控机床 选择数控机床时，应当对加工工件进行工艺分析，同时考虑工件加工中的各项技术与经济指标，合理地选用数控机床。当被加工工件为圆柱形、圆锥形等回转表面、以及各种盘类工件时。可选用数控车床；当加工工件为箱体类或平板类等工件时，可选用立式数控铿铣床或立式加工中心；复杂的箱体工件、泵体、闽体等可选用卧式数控铿铣床或卧式加工中心；当加工工件为模具或者具有复杂曲面等时，可选。综上所述根据分析此图形的尺寸比较复杂，带有斜面，所以采用CAD绘制图形，并使用MasterCAM自动
38、生成加工程序，再利用加工中心(FANUC18 M)系统加工，2.合理安排加工工序安排加工工序时，应注意以下几点：充分考虑数控机床的特点，采用一次装夹实现多工序集中加工的方式。 为了减少换刀次数，减少空行程时间，消除不必要的定位误差，采用按刀具划分工序的方式、即使用一把刀具完成该刀具所有加工任务后，再换接第二把刀具。在数控铣床或加工中心上铣平面、台阶或其它曲面时，一般采用粗铣-半精铣-精铣的工艺路线。钻孔时也需先进行粗钻、半精钻或精钻、钻后半精磨，再转入精磨工序。对几何形式、误差和表面质量要求较高的孔，需要多次精磨。孔与端面有垂直度要求或平面与平面之间有位置精度要求时，应尽可能在一次装夹中完成加
39、工工序。 在数控机床上加工轴类工件时，视加工精度的不同，采用按粗车-半精车-精车-螺纹加工的工艺路线。有同轴度要求的内外圆柱面或有垂直度要求的外圆与端面，尽可能在次装夹中完成。加工螺纹孔时，一般是先钻底孔，然后攻螺纹。加工深孔，要采用分级进给的方法防止钻头折断。当工件上既有平面需要加工，又有孔需求加工时，可以先加工平面法划分工序，可以提高孔的加工精度。数控铣削工序设计是在制定了工艺路线的基础上兼顾考虑程序编制的要求，安排数控铣削工序的具体内容和工步顺序。1.工序内容（1）加工中使用的刀具较多时，为了减少换刀次数，缩短辅助时间，可以将一把刀具所加工的内容安排在一个工序（或工步）中。（2）按照工件
40、加工表面的性质和要求，将粗加工、精加工分为依次进行的不同工序（或工步）。先进行所有表面的粗加工，然后进行所有的表面精加工。（3）按照从简单到复杂的原则，先加工精度要求较低的表面，再加工精度要求较高的表面等。2.按确定工序内容的原则要求，表面粗糙度为Ra1.6故采用粗铣-精铣方案。 6.2工件的装夹为了充分发挥数控机床的特点，装夹工件时应注意以下几点：1.尽量采用可调式、组合式等标准化、通用化和自动化夹具。2.便于迅速装卸工件，以减少数控机床停机时习。必要时才设计专用夹具。3.减少装夹次数，尽量做到一次装夹便能把工件上的加工表面都加工出来。 4.工件的定位基准应与设计基准保持一致，以减少定位误差
41、对尺寸精度的影响。应防止过左位机福工件最好选择一面两销作为定位基准。定位基准在数控机床上要细心拨正。为了找正方便，有的机床，例如卧式加工中心工作台侧面，安装了专用定位板。 5.由于通常要求一次装夹便能完成工件的全部加工工序，因此应防止工件夹紧引起的变形。6.3选择对刀点和换刀点 编制数控机床加工程序时，需求选择一个合理的刀具起始点，这个起始点， 即为对刀点。 因为数控机床执行程序命令时从对刀点开始动作，所以对刀点也就是程序的起始点。在编制程序时，应当首先考虑对刀点的位置选择，选定对刀点的原则是： 1.确定的对刀点位置，应使程序编制简单； 2.刀点在数控机床上找正容易； 3.刀具退回到对刀点时应
42、能方便地安装工件或能测量加工中的工件； 4.加工误差小。对刀点可以设在被加工工件上，也可以设在夹具上，但是，必须与工件的定位基准有一定的坐标尺寸联系，这样才能确定机床坐标系与工件坐标系的相互关系。为了提高工件的加工精度，应尽量选择工件的设计基准为工艺基准作为对刀点。 采用增量方式编程的数控机床，对刀点可设在孔的中心线上、夹具上的专用对刀点上或两垂直平面(定位基面)的交线上，这样不仅便于测量，而且也能减少误差，提高加工精度；采用绝对方式编程的数控机床，对刀点可以设在机床坐标系的原点上，或距原点有确定坐标尺勺去系的点上。因为数控系统指令能控制自动返回参考点(即机床原点)，不需要人工对刀。 换刀点是
43、为多刀加工的数控机床编程而设定的，因为这些数控机床加工过程中需要更换刀具。换刀点的设定位置由工序内容来确定。为了防止换刀时刀具碰伤工件或夹具，换刀点一般设在加工工件的外面。6.4确定进给路线 在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为进给路线。进给路线不仅包括了加工内容，也反映出加工顺序，是编程的依据之一。 确定进给路线的原则有： 1加工路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度； 2应使加工路线最短，以减少空行程时间，提高加工效率； 3在满足工件精度、表面粗糙度、生产率等要求的情况下，尽量简化数学处理时的数值计算工作量，以简化编程工作； 4当某段进给路线重复使用时，为了简化编程，缩短程序长
44、度，应使用子程序。 此外，确定加工路线时，还要考虑工件的形状与刚度、加工余量大小，机床与刀具的刚度等情况，以确定是一次进给还是多次进给来完成加工，以及设计刀具的切入与切出方向和在铣削加工中是采用顺铣还是逆铣等。以下结合具体情况来分析进给线路。 1在点位加工情况下，从一点运动到另一点，有时是x、y两坐标轴同时快速运动，由于两轴运动的距离不等，距离短的轴的运动先结束，然后再沿着距离长的轴运动到终点。这时要设计最短的加工线路，必须对零件图进行细致的分析。经过分析表明，应先加工均布于外围的六个洞，再加工均布于内围的六个孔，若位置精度要求较高时，加工路线的定位方向应保持一致。 2轮廓铣削进给路线的分析
45、对于连续铣削轮廓，特别是加工圆弧时，要注意安排好刀具的切入、切出，要尽量避免交接 处重复加工，否则会出现明显的界限痕迹。如图4-2所示，用圆弧插补方式铣削外整圆时，要安排刀具从切向进入圆周铣削加工，当整圆加工完毕后，不要在切点处直接退刀，而让刀具多运动一段距离，最好沿切线方向，以免取消刀具补偿时，刀具与工件表面相碰撞，造成工件报废。铣削内圆弧时，也要遵守从切向切入的原则，安排切入、切出过渡圆弧来提高内孔表面的加工精度和质量。6.5加工余量的确定零件加工工艺路线确定后，在进一步安排各个工序的具体内容时，应正确地确定工序的工序尺寸，为确定工序尺寸，首先应确定加工余量。 由于毛坯不能达到零件所要求的
46、精度和表面粗糙度，因此要留有加工余量，以便经过机械加工来达到这些要求。 加工余量是指加工过程中从加工表面切除的金属层厚度。加工余量分为工序余量和总余量。 由于毛坯制造和各个工序尺寸都存在着误差，加工余量也是个变动值。当工序尺寸用基本尺寸计算时，所得到的加工余量称为基本余量或公称余量。6.6冷却液的选择为了降低刀具和工件的温度，不仅要减少切削热的产生，而且要改善散热条件使用切削液可以有效地降低温度还可以防止切削层金属的变形、减少切削与刀具前面的磨擦和工件与刀具的摩擦，被切削层金属的变形、切屑与刀具前面的摩擦和工件与刀具后面的摩擦要产生大量的热切削热。大量的切削热被工件吸收9%30%、切屑吸收50%80%、刀具吸收4%10%、其余有周围介质传出，而在钻削时切削热有52%传入麻花钻。现有冷却液分为：水溶液、乳化液和切削油三大类。1.由于热长冷缩的原理，工件和刀具吸收了一部分的热量，工件和刀具产生变形最终影响加工精度。2.如果大量的切削热传入刀具，容易使刀具损坏造成“烧刀”的现象。为了提高加零件的刀具精度和刀具的耐用度及使用寿命，在切削加工过程中必须使用冷却液对工件和刀具进行冷却，以避免造成“烧刀”的现象和零件
