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摘 要

零件的加工方法很大程度上决定着零件的精度，而加工方法的不同也决定了加工的效率，尤其是具有复杂轮廓的零件。本文简述了复杂轮廓的基本概念与其应用，以车铣复合加工方法在复杂轮廓零件中的应用为例，通过MasterCAM软件进行仿真模拟加工，并且根据刀具轨迹完成数控加工程序的自动编制。发现了车铣复合加工所具有的不同于传统加工方法的工序集中、效率高的特点。

关键词：MasterCAM；车铣复合；复杂轮廓

Compound machining method of turn-milling based on digital technology

Abstract

The processing method of the parts largely determines the accuracy of the parts, and the different processing methods also determine the efficiency of the processing, especially the parts with complex contours.This paper briefly introduces the idea and application of complex contour.Taking the application of the turning-milling composite machining method in complex contour parts as an example, the simulation simulation processing is performed by MasterCAM software, and the automatic compilation of CNC machining programs is completed according to the tool path.It is found that the combination of turning and milling processing has the characteristics of concentrated process and high efficiency, which are different from the traditional processing methods.

Key words：MasterCAM；Turn-mill compound；Complex contour

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

第二章 关于数字化加工的基本概念 2

2.1计算机辅助制造 2

2.2数控加工 2

2.3自动编程 2

第三章 零件复杂轮廓车铣复合方法 3

3.1零件复杂轮廓的定义及应用 3

3.2加工的复杂性分析 3

3.3车铣复合方法介绍 3

第四章 加工实例 4

4.1数字化加工过程 4

4.2软件自动编程过程 5

4.3各加工工序的工艺参数设置 19

第五章 结束语 23

致谢 24

参考文献 25

第一章 引言

随着科技的发展与进步，在21世纪生产技术也相应的有了很大提高，工业应生产需要因此有了明显的提高，车铣复合加工中心的设计制造技术随之发展与完善。曾经的车铣复合加工中心的功能仅限于进行车、铣、钻、镗、攻螺纹等工作，现在的车铣复合加工中心甚至可以进行镗型腔、钻深孔、滚齿、铣叶片等精细的作业，还有在线对工件的测量等更多的使用方式，通过此类技术可实现对于误差的补偿工作、工作中进行适应的控制、以及对于刀具工作监控等更加精准的操控。

车铣复合加工中心的发展至今不过20余年，这短暂的经验里，不难看出发展分为四个方面：

1、工艺范围的扩大。使更多的工艺进行联动，通过特殊模块的使用和组合。在车铣中心上将轮齿的加工、激光淬火冷却、车床进行的车铣刨磨等多种基础工艺，配合上线上测量这种新的功能，通过一个加工中心做到了一个完整的工艺流水线的加工工作。

2、效率的提升。在刀具的选择上使用刀组，多刀同时进行加工等现代工业技术，通过快速的更换刀具，选择更适合的刀具使用，将工作的效率达到线性提升。

3、大型化。通常大型零件的加工需要更多基础零件的加工，运用多种零件的配合使用，工序多，加工过程繁琐复杂，配合度相应要求高并且完成度低。车铣复合加工的可以做到更加快速的将零件相互磨合，几乎可以忽略夹紧时间和调整安装过程进而更适合于大型加工，这是复合加工的极大优势，因此推荐使用车铣复合加工中心进行工作。现在，发展大型化是车铣复合加工中心发展的必然趋势，例如沈阳机床的HTM125系列五轴车铣中心，无论是回转直径还是加工长度，相对于以前的加工中心已有了极大的提高,对于大型的车铣加工有着极大的发展前景和使用价值。

4、功能和机构模块的快速重组。由于市场的工作需求，车铣复合加工中心的功能块可快速重组，有利于加工市场对于加工速度的稳定需要，需要快速重组就意味着功能需要模块化，进而更加迅速地完成工作流程。目前如德国DMG、奥地利的WFL、日本的MAZAK公司等技术先进的厂家，它们的生产已经运用了机构模块化设计，并且在研究如何完成快速重组这一项重要突破。

车铣复合加工技术的目的是在缩短产品制造周期和提高产品的质量。所以，此类技术无论是民用企业，还是船舶的制造类行业，或者军事领域的航天航空的领域都是有着极高的发展前景和发展意义的，尤其是航天航空领域的零件制造，很多都是特殊的零件制造，因此无论模块重组还是功能块的使用都是非常有意义的。相对于国外的制造水平，国内的制造工艺还是有较大的落后，目前发达国家已经将此类技术投入于实践和发展中了，所以我国还需要借鉴它国经验与技术，将我国的技术落后尽早赶超其它国家。

本课题将利用所学的机械设计知识和计算机辅助设计与制造技术对复杂轮廓进行车铣复合加工方法研究、复杂轮廓零件加工工艺设计、复杂轮廓零件CAM造型及刀具路径生成、数控加工程序自动编制、加工过程模拟等项目的设计工作。

第二章 关于数字化加工的基本概念

2.1计算机辅助制造

计算机辅助制造是指在机械制造业中，运用电子数字计算机通过不同的数字对机床进行控制，自动高效地完成分散的产品的加工装配、包装和检测等过程。简称CAM。计算机辅助制造的核心是计算机数值控制(简称数控)，是将计算机应用于制造生产的过程或系统。计算机辅助制造系统是用计算机来对工作进行分级结构控制和管理制造的一个过程，它的主要目的是用一个集成的计算机网络来监测一个大型的制造业的作业范围，并且运用一个总体的管理策略来控制每一项工作。

2.2数控加工

数控加工是指在数控加工机床上对一个零件或者毛坯进行加工的一种方法，数控机床的加工与传统机床的加工的工艺文件等从根本上来说是基本类似的，但是两者也有不同的地方。数控加工方法是用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。它是完美解决各种不同的零件品种不一、批量不同、形状较为繁琐。以及精度较高等不同问题并且实现加工高效和自动加工的有效途径。

2.3自动编程

自动编程和手动编程从字面上来说就可以看出两者的差别，前者是利用计算机专门的软件来对数控的加工程序进行编制，编程的人只需要根据零件图纸或者本身的需求，运用合理的数控语言，通过计算机处理数值等，然后撰写出零件加工的程序，最后生成的加工程序可以直接通过电脑程序传给数控机床，从而使机床工作，能够自动编辑一些计算复杂，手工编程无法顺利完成的程序。

第三章 零件复杂轮廓车铣复合方法

3.1零件复杂轮廓的定义及应用

既要运用到数控的车削，又要用到多轴的铣削，钻孔等多种加工方式的零件叫做具有复杂轮廓的零件。一般这种零件为了使其加工工序的集中、效率更高，我们通常不会使用传统的加工方法，而会使用精密度更高的车铣复合加工。

3.2加工的复杂性分析

与一般的加工方法不同的是，车铣复合加工的关键在于能够通过不同零件的工艺特性与它的本身加工工艺特点来制定不同的工艺路线，不同的装卡还有选用不同的刀具来实现加工的精密性。工序的集中是复合加工工艺的一个最明显的特点，从而制定一个合理的的工艺路线是提高车铣复合加工效率和精度的关键。

车铣复合加工的难点：1、有着较为复杂的工艺，它既有数控的车削，多轴的铣削，钻孔等多种不同的加工方式，还要对工序与工序之间的连接还有进刀和退刀的方法进行衡量。2、大多数零件在车铣复合加工上可以从毛坯直接变成一个加工完成的零件，从而它的加工程序必须要和加工之前的工艺路线一致。3、从目前来说，CAM软件的使用完成之后所导出的NC程序直接是没有影响的，是相互独立的，所以如果要使车铣复合能够实现完整的加工，就需要我们对于这些相互独立的程序进行分析，并且把他们整合在一起。但是这不是简单糅合，我们必须要以它的工艺路线作为参考，要确定它的不同工艺下的加工顺序，从而保证在程序里能够自动并且准确地进行刀具的更换等指令。

3.3车铣复合方法介绍

车铣复合加工方法是目前国际中在机械的加工领域上最最运用广泛的加工方法之一。它的加工比较先进。顾名思义，车铣复合就是能够在一台机床上同时完成车削还有铣削，它的应用比较广泛，但是与此同时难度也是最大的。

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