數(shù)控雕銑機(jī)畢業(yè)論文

1、第一章緒論1.1數(shù)控雕銑機(jī)的概述雕銑機(jī)（CNCengravingmillingmachine）它是數(shù)控機(jī)床的一種。2007年我國(guó)的雕銑機(jī)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能已經(jīng)超過(guò)10000臺(tái)年產(chǎn)值超過(guò)15億RMB。目前雕銑機(jī)的生產(chǎn)主要以廣東北京浙江三大板塊主導(dǎo)。一般認(rèn)為雕銑機(jī)是使用小刀具、大功率和高速主軸電機(jī)的數(shù)控銑床。國(guó)外并沒(méi)有雕銑機(jī)的概念，加工模具他們是以加工中心（電腦鑼）銑削為主的，但加工中心有它的不足，特別是在用小刀具加工小型模具時(shí)會(huì)顯得力不從心，并且成

2、本很高。國(guó)內(nèi)開(kāi)始的時(shí)候只有數(shù)控雕刻機(jī)的概念，雕刻機(jī)的優(yōu)勢(shì)在雕，如果加工材料硬度比較大也會(huì)顯得力不從心。雕銑機(jī)的出現(xiàn)可以說(shuō)填補(bǔ)李兩者之間的空白。雕銑機(jī)既可以雕刻，也可銑削，是一種高效高精的數(shù)控機(jī)床。CNC雕銑加工是指計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的小刀具銑加工方法，它是銑加工的一種具體表現(xiàn)方式。隨著雕刻加工技術(shù)和設(shè)備的不斷發(fā)展，CNC雕刻加工面向的行業(yè)越來(lái)越廣泛，由最初的文字雕刻逐漸過(guò)渡到小產(chǎn)品加工，由最初非金屬材料雕刻逐漸過(guò)渡到金屬材料雕刻。與CNC雕

3、刻幾乎同時(shí)流行的是高速銑加工，高速銑是傳統(tǒng)銑加工的升級(jí)，而CNC雕銑加工是傳統(tǒng)銑加工的補(bǔ)充。CNC雕銑加工的核心問(wèn)題是如何解決小直徑刀具在加工過(guò)程中斷刀和加工效率之間的矛盾。刀具的斷刀的原因是切削力超過(guò)刀具的極限受力所致。為了提高切削效率，必須增大切除量，而切除量增大，切削力必然增大。切除量和切削力基本成線型關(guān)系，也就是說(shuō)，切除量增大一倍，切削力基本增大一倍。為了雕刻精細(xì)的圖案，就要采用小直徑的刀具，而刀具直徑減小，刀具的抗彎剛度就要減

4、小，刀具可以承受的切削力就要下降。刀具直徑和抗彎剛度是四次方的關(guān)系，也就是說(shuō)，刀具直徑減小一半，刀具的抗彎剛度就要降低到原來(lái)得116之一。比如數(shù)控銑一般最小用到3毫米直徑的刀具，而雕銑機(jī)經(jīng)常使用1毫米的刀具，在相同的長(zhǎng)度條件下，前者的抗彎剛度是后者的（31）4=81倍。而當(dāng)?shù)胥姍C(jī)用到0.5毫米的刀具是，前者的抗彎剛度是后者的（30.5）4=1296倍。雕銑加工刀具的抗彎剛度小，切削過(guò)程中的切削力很容易接近刀具的受力極限。如何分配切削用量

5、，如何優(yōu)化加工工藝，如何更好的控制刀具運(yùn)動(dòng)是雕銑加工的永久課題。CNC雕銑加工的另一個(gè)特點(diǎn)是雕銑加工對(duì)象和傳統(tǒng)的數(shù)控銑加工不同。傳統(tǒng)的數(shù)控銑加工主要面向規(guī)則的工件，平面加工區(qū)域比較開(kāi)闊，而曲面比較光滑。而雕銑加工除了加工數(shù)控銑類似的小區(qū)域或小曲面外，還要加工隨意的平面圖形和跌蕩起伏的紋理曲面，比如加工一些網(wǎng)格曲面等。雕銑加工的圖形必須比較精細(xì)，比如雕銑加工時(shí)常加工0.1毫米的薄壁，而這個(gè)精度幾乎是傳統(tǒng)銑加工的加工精度。為了獲得較好的加工

6、效果，雕刻加工路徑的計(jì)算精度一般是傳統(tǒng)的數(shù)控銑的5倍左右。CNC雕銑加工的關(guān)鍵是雕刻加工的刀具路徑，生成合理的刀具路徑得需要專業(yè)的雕刻加工軟件，所謂的專業(yè)也就體現(xiàn)在小刀具加工路徑和復(fù)雜圖形編輯兩個(gè)方面。3、高速切削機(jī)床非移動(dòng)部分鋼性要求非常好移動(dòng)部分鋼性要求比較好，而且盡可能的輕巧。優(yōu)點(diǎn)：能進(jìn)行中小量的切削（例一般φ10的平底刀，對(duì)于45號(hào)鋼（300）深切深度以0.75為好）；缺點(diǎn)：正確使用下能發(fā)揮高效，低成本，使打磨量變?yōu)闃O少。不正確

7、使用，馬上就會(huì)使刀具的廢品堆積如山。如何從機(jī)械上做到上面又輕、剛性又好矛盾的要求，關(guān)鍵在于機(jī)械結(jié)構(gòu)上的功夫。1、床體采用高低筋配合的網(wǎng)狀架構(gòu)，有的直接采用蜂巢的相接的內(nèi)六角網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)2、超寬的立柱和橫梁，大家知道龍門式的結(jié)構(gòu)由于其極好的對(duì)稱性和極佳的鋼性被高速切削設(shè)備廠家一直做為首選結(jié)構(gòu)。3、對(duì)于移動(dòng)部分有與數(shù)控銑顯著的不同之處是加寬了很多導(dǎo)軌與導(dǎo)軌之間的距離，以克服不良力矩的問(wèn)題。4、從材料上講一般采用了米漢那鑄鐵，也就是孕育鑄鐵，在澆

8、注鐵水時(shí)加入一定比例的硅（Si）從而改變了鐵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使之更加耐沖壓，剛性上有顯著提高。5、機(jī)床的剛性主要用于克服移動(dòng)部分在高速移動(dòng)時(shí)對(duì)非移動(dòng)部分的強(qiáng)大沖擊，所以導(dǎo)軌、絲桿要求粗一些，以及加強(qiáng)連接部分剛性二、從數(shù)控角度分析1、數(shù)控銑加工中心對(duì)數(shù)控系統(tǒng)要求速度一般，主軸轉(zhuǎn)速0~8000RPM左右2、雕銑機(jī)要求高速的數(shù)控系統(tǒng)，主軸轉(zhuǎn)速3000~30000RPM左右3、高速切削機(jī)床要求高速的數(shù)控系統(tǒng)以及極好的伺服電機(jī)特性，主軸轉(zhuǎn)速1500~

9、30000RPM左右三、編程軟件上分析從軟件的角度上講，數(shù)控銑加工中心，高速切削機(jī)床雕銑機(jī)都可以使用標(biāo)準(zhǔn)的CADCAM軟件如：MasterCamCimatronPEUG等。銑床通常以為Cimatron刀路較好一點(diǎn)，新版的軟件充分考究到刀具的每時(shí)每刻的切削量的均勻性，尤其是刀進(jìn)入走出工作的一刻的速度和圓滑性，以及在拐點(diǎn)的跟隨差算法問(wèn)題（followingErr），使結(jié)果和設(shè)計(jì)圖形更加貼進(jìn)，CAD部分剛大量采用直觀的三維實(shí)體造型如Solid

10、wks等再通過(guò)IGS等轉(zhuǎn)入CAM軟件進(jìn)行加工。不過(guò)不用擔(dān)心，CADCAM的發(fā)展速度遠(yuǎn)勝于機(jī)床的CNC的發(fā)展速度。雕刻加工因其刀具的特殊性的有相當(dāng)?shù)募?xì)小的角度控制，用TYPE3為好。四、刀庫(kù)自動(dòng)換刀和全自動(dòng)對(duì)刀要求加工中心是一個(gè)體面的名詞，但我覺(jué)得對(duì)刀庫(kù)的要求一定要結(jié)合實(shí)際。加工中心是為了完成多種工序于自動(dòng)狀態(tài)的數(shù)控設(shè)備，主要是對(duì)于一些固定的大批量的生產(chǎn)作業(yè)，如果我們加工一個(gè)很多孔、牙的箱體，而且要天天做差不多的（一批量最小2百個(gè)以上）那