831005撥叉零件數(shù)控編程及加工工藝仿真.zip

831005撥叉零件數(shù)控編程及加工工藝仿真.zip,831005,零件,數(shù)控,編程,加工,工藝,仿真 摘 要 數(shù)控技術是技術性極強的工作，尤其在機械加工領域應用最為廣泛，所以這要求從業(yè)人員具有很高的機械加工工藝知識，數(shù)控編程知識和數(shù)控操作技能。 本次設計在開頭講解了數(shù)控加工技術內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，第二個章節(jié)對零件圖進行分析了解產(chǎn)品結(jié)構和尺寸。第三個章節(jié)主要是對零件的需要加工的部位及加工方法進行說明書、對零件毛坯進行了選擇、選定零件的定位基準和加工工藝路線、加工機床和使用的刀具進行選擇，在章節(jié)的后面確定了加工刀具的切削參數(shù)，填寫數(shù)控加工工藝卡片。第四章對零件的編程方法進行了選擇，選擇為自動編程。講述了在UG軟件內(nèi)如何創(chuàng)建幾何體、刀具。接著講述了平面銑加工的操作、鉆孔加工操作、型腔銑加工操作，完成零件的加工。在文章的最后章節(jié)對零件進行仿真加工，確保加工刀路和工藝安排正確，把程序后處理出來，完成本次設計。 關鍵詞: 數(shù)控編程,加工工藝,UG軟件,編程,建模 IV Abstract Numerical control technology is a highly technical work, especially in the field of mechanical processing, the most widely used, so this requires the employees with a very high knowledge of machining process, NC programming knowledge and numerical control operation skills. At the beginning of this design, the development of NC machining technology is explained. In the second chapter, the part drawing is analyzed to understand the product structure and size. The third chapter mainly describes the parts needed to be processed and the machining methods, selects the parts blank, selects the positioning datum and machining process route of the parts, and selects the machining machine tools and the tools used. At the end of the chapter, the cutting parameters of the cutting tool are determined, and NC machining process card is filled in. In the fourth chapter, the programming method of parts is selected, which is automatic programming. This paper describes how to create geometry and tools in UG software. Then it tells the story of Ping. Surface milling operation, drilling operation, cavity milling operation, complete parts processing. In the last chapter of the article, the parts are processed by simulation to ensure that the cutting path and process arra Key words: NC programming, processing technology, UG software, programming, modeling. 目 錄 摘 要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1.1 數(shù)控加工技術國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.1.1我國數(shù)控技術發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.1.2與國外的差距 1 1.2 數(shù)控加工技術國內(nèi)外現(xiàn)狀 3 第二章 零件圖紙分析 4 2.1零件作用 4 2.2零件的工藝分析 4 第三章 零件的數(shù)控加工工藝 6 3.1零件加工內(nèi)容分析 6 3.2零件毛坯的選擇 6 3.3定位基準的選擇 7 3.4工藝路線的選擇 8 3.5機床的選擇 9 3.6刀具的選擇 11 3.7切削液選擇 12 3.8切削用量的選擇 13 3.9擬訂數(shù)控加工工序卡片 17 第四章 零件的數(shù)控程序編制 18 4.1編程方法的選擇 18 4.2 軟件編程操作 18 4.2.1 創(chuàng)建幾何體 19 4.2.2創(chuàng)建刀具 21 4.2.3創(chuàng)建平面銑操作 22 4.2.4創(chuàng)建鉆孔加工操作 24 4.2.5創(chuàng)建型腔銑加工操作 26 第五章 零件的數(shù)控程序編制 29 5.1仿真加工 29 5.2后處理程序 32 總結(jié) 35 致謝 36 參考文獻 37 第一章 緒論 1.1 數(shù)控加工技術國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 傳統(tǒng)意義上的機床是延續(xù)了人們的體力，變成了工作母機，然而這部分要說的數(shù)控技術則像是給機床裝了一個大腦，讓機床變得更加聰明智能。數(shù)控技術從一開始的被動執(zhí)行運動指令，到現(xiàn)在的能夠測出機床的溫度、振動、能耗等等各種工況，而且還可以進行調(diào)整跟控制；還能夠在線測出工件的尺寸大小、刀具的破損程度以及預測出刀具的壽命長短，這些都是避免刀具和運動部件有干涉；更高端的還能能夠為操作人員運行語音導航或是發(fā)送短消息。數(shù)控機床的優(yōu)點是它的智能化功能可以讓機床自動適應加工環(huán)境的能力變強大，這讓機床操作起來更加方便簡單，精度方面也會更加穩(wěn)定，效率更是能大大提升。 數(shù)控系統(tǒng)具有相當多的技術：前瞻控制和軌跡平滑處理技術、位置與速度精確控制技術、工廠總線和網(wǎng)絡技術，這些先進的技術把系統(tǒng)動態(tài)性能和控制精度大大提升了，還確保了數(shù)控機床的高速化進程、高精度性、多軸聯(lián)動的穩(wěn)定性和可靠性程度。 1.1.1我國數(shù)控技術發(fā)展現(xiàn)狀 現(xiàn)如今，國內(nèi)的數(shù)控加工技術發(fā)展得飛快，國產(chǎn)的數(shù)控車床已經(jīng)完全可以滿足國內(nèi)市場的需求了。其中一些比較高性能的臥式車削中心和車銑復合中心，依靠合資、引進先進技術和自主開發(fā)等方法，國內(nèi)相對高端的市場也能用得上國產(chǎn)車床了。不過其中的臥式車銑復合加工中心、帶Y軸或者帶C軸的臥式車削中心、雙主軸臥式車削中心和高精度臥式車削中心還都是以進口產(chǎn)品為主。 1.1.2與國外的差距 1． 經(jīng)營理念層面上的差距 國內(nèi)生產(chǎn)數(shù)控機床的廠家對整個市場的認知是很短視的、也很片面狹隘，只會想到自己生產(chǎn)出來的產(chǎn)品銷路廣不廣，只想單純地把產(chǎn)品賣出去就可以了，他們的售后服務就認為是單單修機床而已。還沒有規(guī)范出一個以客戶為中心、聚焦客戶的需求，提供優(yōu)先解決方案，為客戶創(chuàng)造價值，把產(chǎn)品競爭轉(zhuǎn)向服務競爭這樣的核心管理理念。尤其是那些高端客戶所提的條件，國內(nèi)機床生產(chǎn)單位生產(chǎn)出來的都不是他們所需要的，而高端客戶需要的都到不了要求的生產(chǎn)技術。雖然近幾年發(fā)展的迅速情況有所改進，但是從根本上看，還是沒有解決實質(zhì)性的問題。 國內(nèi)一些生產(chǎn)單位根本不在意技術集成有多重要，自家產(chǎn)品僅僅就是生產(chǎn)機床設備而已，沒有考慮過軟、硬件集成將會給客戶帶來多大的價值提升空間、潛力能有多深。而那些國外比較靠前的機床企業(yè)，大多是把軟、硬件集成當做產(chǎn)品結(jié)構調(diào)整的一項重大過程。比如說，德馬吉公司出品的Power Tool軟件包，馬扎克公司出品的Cyber Production管理系統(tǒng)，阿奇夏米爾GF公司出品的Smart Machine過程監(jiān)控系統(tǒng)，西門子公司出品的ShopMill和Program Guide編程軟件等等，全都是運用軟硬件來集成控制的。 2． 關鍵技術層面上的差距 跟那些機床制造比較厲害的國家來比，國內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)控機床無論從產(chǎn)品結(jié)構、技術水平、創(chuàng)新和開發(fā)新產(chǎn)品能力等等來看，跟技術發(fā)達國家也存在著很大的差距?；A技術、關鍵技術和共性技術根本還沒有全部吸收轉(zhuǎn)化好；聚焦客戶的要求、研發(fā)出針對性產(chǎn)品，開發(fā)出行業(yè)對應的數(shù)控機床，售后能夠提供全面充分的解決方案等等方面還是屬于薄弱環(huán)節(jié)。 這里面主機需要用到的高性能數(shù)控系統(tǒng)和核心功能的部件都比較落后，發(fā)展得比主機慢，市面上能夠生產(chǎn)的很少，占有率比較低，這已經(jīng)成為約束我國數(shù)控機床行業(yè)發(fā)展的最主要的難題。 關鍵技術層面上有什么的差距，直接決定了國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)品的可靠性高低和精度的穩(wěn)定性。比如立式加工中心、中小規(guī)格臥式加工中心、數(shù)控車床等等這些產(chǎn)品國內(nèi)已經(jīng)能夠生產(chǎn)，而且生產(chǎn)的數(shù)量還不小，在技術方面也比較成熟，但是跟國外的同類產(chǎn)品一比，國產(chǎn)的產(chǎn)品在可靠性和精度的保持性上面還是明顯弱一些，因此國外的產(chǎn)品仍占有相當一部分的市場份額。 3．發(fā)展戰(zhàn)略層面上的差距 國內(nèi)的廠商在規(guī)劃公司發(fā)展策略時，常常會以開發(fā)某種產(chǎn)品作為主路，大多數(shù)還是跟隨并且模仿國外領先企業(yè)的產(chǎn)品的一個辦法。想要成為有競爭力的企業(yè)，就得想辦法把視線超過競爭對手，轉(zhuǎn)而投向客戶的隱現(xiàn)或者潛在的需求，超越現(xiàn)在的競爭界定，想辦法由本企業(yè)引導市場，從原來的市場結(jié)構下的定位開始往改變市場結(jié)構的思想來轉(zhuǎn)變。引導市場是一種相當積極主動的策略，它主要是以自主原創(chuàng)的新技術、新產(chǎn)品來引導、滿足市場不斷變化更新的要求，提高客戶的技術水平為前提，把客戶的利潤最大化放在首要，從而為自己拓寬新的利潤范圍。這種發(fā)展方向會改變市場整體結(jié)構，為市場輸出了超前的新產(chǎn)品，介紹客戶接受新產(chǎn)品，運用新產(chǎn)品，在新產(chǎn)品中得到收益。 1.2 數(shù)控加工技術國內(nèi)外現(xiàn)狀 這些年，國家的國防、航空、高鐵、汽車和模具等等重要裝備制造行業(yè)的需求數(shù)量不斷上漲，國內(nèi)的數(shù)控機床跟跟隨其腳步取得快速的發(fā)展。 中國已經(jīng)通過下面兩個階段，為數(shù)控機床的產(chǎn)業(yè)化打下了很好的技術基礎，第一階段是引進先進技術并很好的消化吸收，另一個階段是進行科技攻關、開發(fā)出自主版權的數(shù)控系統(tǒng)。到現(xiàn)在為止，數(shù)控機床已經(jīng)新開發(fā)出1300個種類，已有一定范圍的覆蓋面。而其中新開發(fā)出的國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)品絕大多數(shù)達到了國際上八十年代的中期的技術水平，有些產(chǎn)品可以達到國際九十年代的技術水平，這一批相對高水平的數(shù)控機床也為國家的重點建設發(fā)揮了自身的作用。 目前數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)與生產(chǎn)也取得了階段性的發(fā)展，已經(jīng)研發(fā)生產(chǎn)出80個新品種。我們都知道數(shù)控機床的核心技術就是數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)出的品種如何以及質(zhì)量的高低會直接關系到國產(chǎn)數(shù)控機床的發(fā)展進程。長期以來國外技術發(fā)達的國家一直是禁止輸送給中國進口高擋的數(shù)控系統(tǒng)的。所以“七五”之后，國家把CNC系統(tǒng)的開發(fā)作為重點來進行大力扶持政策，現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出了屬于中國版權的CNC系統(tǒng)，一些一直對我國封鎖的關鍵技術難點逐漸被中國排除，這為本國的數(shù)控系統(tǒng)的自主研發(fā)以及生產(chǎn)打下了堅實的基礎。絕大多數(shù)的數(shù)控機床配套產(chǎn)品已經(jīng)可以自己生產(chǎn)出來，自我配套率已經(jīng)大于。 3 第二章 零件圖紙分析 2.1零件作用 這次設計給定的零件是撥叉，參看下圖。這款零件是用在車床變速機構里面，主要作用是換檔、讓主軸回轉(zhuǎn)運動根據(jù)工作者的要求來工作。槽的寬度是，槽的尺寸精度要求是非常高的，假如槽的尺寸精度不高又或者間隙比較大時，撥叉用拔動滑移齒輪工作，滑移齒輪根本沒辦法得到很高的位置精度。因此，寬度是的槽跟滑移齒輪之間的配合精度要求是很高的。 圖2.1零件圖 2.2零件的工藝分析 根據(jù)后撥叉的零件圖可以知道，零件的主要結(jié)構是的三齒方花鍵孔、花鍵底孔、兩頭是的倒角和距中心線是的平面、的槽以及的槽。 從粗糙度來看，的三齒方花鍵孔的要求是大小， 的花鍵底孔粗糙度是， 兩頭的倒角粗糙度是， 中心線是的平面粗糙度要求是， 寬度是的槽的粗糙度要求是， 寬度是的槽的粗糙度要求是。 37 第三章 零件的數(shù)控加工工藝 3.1零件加工內(nèi)容分析 上面一章節(jié)已經(jīng)確認出撥叉零件上各個加工表面的尺寸精度和表面的粗糙度如何，再根據(jù)這些數(shù)據(jù)決定加工工件各個表面的加工方法如何，請看下表總結(jié)。 表3.2撥叉零件各表面加工方案 3.2零件毛坯的選擇 毛坯就是用來加工的對象，先對毛坯進行分析，把零件跟毛坯對比一下，看看選出的毛坯它的加工余量能不能用來加工。其中鑄件、鍛件、壓制件、沖壓件、焊接件、型材和板材等等種類都是市面上常常會用到的毛坯。 (1)鑄件：這是一種適合形狀復雜的毛坯。薄壁的零件不可以用砂型來鑄造；尺寸相對比較大的鑄件適合用砂型來鑄造；中、小型零件可以選比較先進的鑄造方法。 (2)鍛件：那些零件強度比較高、形狀相對簡單的零件比較適合用。 (3)型材：熱軋型材的尺寸一般都比較大，但是精度不高，大多作為普通零件的毛坯；冷軋型材的尺寸比較較小，但是精度不低，中、小零件對毛坯的精度要求是比較高的，所以更適合；自動機床的加工就適用于型材。 (4)焊接件：焊接件是比較簡單方便的，對于那些大件特別適合，它們可以單件小批的生產(chǎn)，這讓生產(chǎn)周期大大節(jié)約了；缺點是焊接后的變形大，要進行時效處理。 (5)冷壓件：形狀復雜的板料零件大多用冷壓件，中、小尺寸的零件如果大批量生產(chǎn)的話就用這種。 這次設計的零件毛坯還算比較復雜，結(jié)合上面的總結(jié)，毛坯種類我們選鑄件。 3.3定位基準的選擇 粗基準選擇的條件看下面幾方面： （1） 粗基準怎么來選，大多是以加工表面作為粗基準的。主要是為了保持加工面跟不加工面之間相互位置關系的精度。假如工件的表面上有很多個不用加工的表面，只要選出跟加工表面的相互位置精度要求比較高的表面當成粗基準就可以了。盡可能的保證壁厚均勻、外形對稱、裝夾少等要求。 （2）粗基準怎么來選，可以把對加工余量要求均勻的重要表面當做粗基準。舉例來說，機床床身的導軌面就是加工余量要求均勻的重要表面，所以我們可以在加工時把導軌面當做粗基準，進行加工床身的底面，接著把底面作為精基準開始加工導軌面。這樣的操作過程可以均勻地去掉相對較少的余量，表面可以留下細致光滑的組織，從而把耐磨性提高了。 （3）粗基準怎么來選，還可以把加工余量最小的表面當做粗基準。這樣可以確保這個面有足夠多的加工余量。 （4）粗基準怎么來選，要盡量把平整、光滑以及面積足夠大的表面當做粗基準，這樣定位就更加準確夾緊也更加可靠。那些表面上有澆口、冒口、飛邊、毛刺等的就不太適合選成粗基準了，必要時要先進行初加工。 （5）粗基準怎么來選，一定要排除重復使用，是因為粗基準的表面絕大多數(shù)是粗糙以及不規(guī)則的。在多次使用之后很難確保表面之間的互相的位置精度。 按照上面的要求進行基準選擇之后，我們把撥叉外圓作為粗基準，第一步是把后撥叉大外圓的端面互相看作基準，加工出端面，接著按照端面的定位來加工出工藝孔。之后的工序里都是用端面和孔來進行定位加工其他特征。 3.4工藝路線的選擇 表 3.3 工藝方案一表 表 3.4 工藝方案二表 上面兩種方里面，第一種方案的工藝是把拉花鍵放到最后一個工序。運用這個方案的話，2.3.4這道工序想要把工件進行定位和加緊就比較困難；第二種方案里，我們把拉花鍵緊隨著第一道工序之后，這樣的話，這個方案里的3.4.5道工序想把工件進行定位和加緊就變得容易的多，也就是意味著把花鍵中心線和大端面當作3.4.5這道工序的定位基準。第二個方案的定位精度比較高，它的專用夾具結(jié)構也比較簡單可靠。第一種方案里面把銑中心線上的平面和的槽分開了，變成了兩道工序，第二個方案則是把兩道工序結(jié)合在了一起，就是因為選的是數(shù)控機床來進行加工的。 根據(jù)上面的分析總結(jié)，我們選第二種方案是比較好的。 3.5機床的選擇 通常來看，上面所提到的加工內(nèi)容選用數(shù)控加工之后，產(chǎn)品得質(zhì)量高低、生產(chǎn)效率高低、綜合收益等等都會因為數(shù)控技術而得到明顯的提升。比較下來，下面還有一些部分是不適合用數(shù)控來加工的： （1）占機調(diào)整的時間比較長。如果是把毛坯的粗基準用來定位加工出第一個精基準的話，必須要有專用工裝協(xié)調(diào)的內(nèi)容； （2）加工的地方太分散，要進行多次安裝、多次設置原點。這種情況選用數(shù)控來加工的話會很麻煩，優(yōu)點凸顯不出來，這時可以安排通用機床進行補加工就行了； （3）比如說樣板等材料，有相關特定的制造根據(jù)用來加工的型面的輪廓。這時候獲取數(shù)據(jù)會變得復雜，很容易跟檢驗條件產(chǎn)生沖突，如果用數(shù)控的話會讓編制程序的過程出現(xiàn)難題，一點也不方便。 除了以上幾點，加工內(nèi)容在進行選擇和確定時，還要想到生產(chǎn)批量多少、生產(chǎn)周期的長短、工序之間如何周轉(zhuǎn)等等情況?？偨Y(jié)以上我們一定要盡可能做到設計合理，目的就是多、快、好、省。做到別把數(shù)控機床的功能降成通用機床來用，要發(fā)揮出數(shù)控機床的功能。 經(jīng)過上面的分析總結(jié)，我們把數(shù)控機床當做零件的加工制造的實用機床，就可以達到這次零件的要求，但是這次零件是回旋體，用數(shù)控車床來加工不太適合，而數(shù)控銑床可以用來加工相對復雜的零件，所以我們就選數(shù)控銑床來加工。這次零件的尺寸并不大，再根據(jù)經(jīng)濟層面來看可以選行程相對比較小的銑床。 綜合以上結(jié)論，我們選型號FAUNC——VMC870的加工中心，這款加工中心的柔性比普通數(shù)控銑床更加優(yōu)越，它里面有一個伺服系統(tǒng)可以用來自動換刀，因為一些工序比較復雜的零件可能需要多把刀來進行加工，有了伺服系統(tǒng)的話換刀的時候能夠大大縮短輔助時間，換刀更加方便，那些更加復雜的曲面等等工件也能被很好的加工出來。我們把提高加工中心的工作效率作為發(fā)展重點，合理地加上編程技術，設定出高效率的加工流程，這對提升機床的工作效率有著明顯的效果。 FAUNC——VMC870加工中心看下圖 圖3.1 VMC870加工中心 表3.6 機床參數(shù) 3.6刀具的選擇 刀具如何來選，也是數(shù)控加工工藝中的重要環(huán)節(jié)，刀具的好壞以及數(shù)量決定了機床的加工效率的高低，而且也關系到加工的質(zhì)量。我們在選刀具的時候，一般要思考分析機床的加工能力如何、工序的內(nèi)容、工件的材料等等。數(shù)控機床跟普通機床相比，在刀具方面要求更高，刀具材料要有比較好的剛性和尺寸的穩(wěn)定性、壽命也要夠長、切削性能也要好，當然安裝調(diào)整起來也要便利。我們選刀具的時候，要讓刀具的尺寸大小適應被加工工件的表面尺寸和形狀，意思就是選出來的刀具的幾何形狀如何，要看加工曲面的具體情況如何來決定。 （1）選擇刀具的基本條件 刀具要有很好的剛性。我們有時為了提高生產(chǎn)效率，選用大切削用量，這時候的刀具剛性要好，如果刀具是比較差的剛性，大切削用量時會特別容易斷刀。加工出來的表面形狀一般會要求精度高，大切削力的作用力下如果是剛性差的刀具就會產(chǎn)生變形，出現(xiàn)讓刀現(xiàn)象，那這時加工出來的型面就會發(fā)生斜面。如果需要加工的零件的表面加工余量不一樣的話，刀具的剛性好就不用再換刀了，換刀的次數(shù)大大降低了。與此同時，還要考慮刀具的參數(shù)如何、幾何角度的大小、排屑性能等等方面。 （2）數(shù)控加工刀具的材料怎么選 刀具材料一般選高速鋼也叫做白鋼，這種材料不光光可以用來做鉆頭、銑刀，還能拿來做齒輪的刀具、成形銑刀等等相對復雜的刀具。 硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金代表著硬度高、熔點也比較高的碳化物，比如WC TiC等，加上co mo ni當作粘結(jié)劑做出來的粉末狀冶金產(chǎn)品。如果工作狀態(tài)是中速和大切削量，硬質(zhì)合金可以有相當高的切削性能。其中鎢鈷合金、鎢鈦合金等等都是比較常見的硬質(zhì)合金材料。 陶瓷材料。陶瓷的含義是含金屬氧化物和氮化物的一種無機非金屬材料。陶瓷材料的特點是，硬度和強度比較高、耐磨性能也比較好、化學性能相對穩(wěn)定、摩擦因素也不大、價格有很低。 結(jié)合上面的結(jié)論，分析這次零件的加工要求，零件的刀具可以按下表來選 表3.7數(shù)控加工刀具卡片 3.7切削液選擇 工作時工件和刀具之間會有摩擦發(fā)生，這時我們要恰當?shù)倪x擇切削液，用來降低切削力以及切削溫度，把刀具之間的摩損減輕，減弱工件的熱變形，這樣可以把刀具耐用程度提升上去，從而相對的加工效率和加工質(zhì)量也提高了。切削液的功能就是冷卻、潤滑、清洗以及防銹，我們在數(shù)控加工中加入切削液是一個必選項目。冷卻液最常用的可以分成三種，參看下表： 表3.8常用冷卻液 切削液的選擇條件如何，要結(jié)合工件的材料，刀具的材料，加工的方法和技術要求等等具體方面。下面列出幾個參考條件： 1、如果是高速工作的刀具紅硬性比較差，就要加入切削液，硬質(zhì)合金材料的刀具紅硬性比較好，大多不要加切削液；假如硬質(zhì)合金的刀具加進了切削液，就要連續(xù)、充分的澆注，中間不可以出現(xiàn)間斷。 2、當我們切削鑄鐵和鋁合金的時候，大多選煤油作為切削液比較合適。 3、進行粗加工的時候，大多以冷卻作用為主，加入水溶液或者低濃度的乳化液比較適合；進行精加工的時候，大多以潤滑作用為主，加入切削油或者濃度高的乳化液比較適合。 4、如果是低速加工的時候，只需要加入油性比較好的切削油就可以了；當重切削的時候，加入極壓切削液比較適合。 結(jié)合上面的分析，考慮到零件的材料，我們選乳化液作為冷卻液。主要是進行冷卻、潤滑、清洗，也有一定程度的防銹功能。 3.8切削用量的選擇 切削用量如何選擇，這關系到零件的表面質(zhì)量還有生產(chǎn)的加工效率，所以這個切削用量的選擇，它在數(shù)控加工的工藝過程里是不可或缺的一個環(huán)節(jié)，按照以往經(jīng)驗，查表可以確認這個零件在數(shù)控加工過程里的切削用量是多少。 1．先確定主軸的轉(zhuǎn)速 通過查刀具手冊，可以知道， 加工過程里主軸的轉(zhuǎn)速按下面式子來算： 其中：是主軸的轉(zhuǎn)速，單位是 是切削的速度，單位是 是銑刀的直徑，單位是 按照切削原理來看，需要加工的零件精度高低、材料的選擇、刀具的材料如何以及刀具的耐用程度等等方面都關系到切削速度的高低。 切削用量的選擇適不適合，這直接關系到零件的表面質(zhì)量還有生產(chǎn)的加工效率，所以這個切削用量的選擇，它在數(shù)控加工的工藝過程里是不可或缺的一個環(huán)節(jié)，按照以往經(jīng)驗，查表可以確認這個零件在數(shù)控加工過程里的切削用量是多少。 （1）的立銑刀 進行粗加工的時候，查表可得， 選。 主軸轉(zhuǎn)速是 ????????????????? ? 我們定轉(zhuǎn)速是 ?????進給速度是 進行精加工的時候，查表可得， 選。 主軸轉(zhuǎn)速是 ??我們定轉(zhuǎn)速是 ?????? ?進給速度是 （2）的麻花鉆 進行加工時，查表可得， 選。 主軸轉(zhuǎn)速是 ?我們定轉(zhuǎn)速是 ??????進給速度是 （3）的擴孔鉆 進行加工時，查表可得， 選。 主軸轉(zhuǎn)速是 ??我們定轉(zhuǎn)速是 ??????進給速度是 （4） 的鉸刀 進行加工時，查表可得， 選。 主軸轉(zhuǎn)速是 我們定轉(zhuǎn)速是 ?????進給速度是 （5）的球頭刀 進行加工時，查表可得， 選。 主軸轉(zhuǎn)速是 ????????????????? ? ?我們定轉(zhuǎn)速是 ??????進給速度是 （6）的立銑刀 進行粗加工的時候，查表可得， 選。 主軸轉(zhuǎn)速是 ????????????????? ? ? ? 我們定轉(zhuǎn)速是 ?????? 進給速度是 進行精加工的時候，查表可得， 選。 主軸轉(zhuǎn)速是 ?我們定轉(zhuǎn)速是 ??????進給速度是 （7）的立銑刀 進行粗加工的時候，查表可得， 選。 主軸轉(zhuǎn)速是 ??我們定轉(zhuǎn)速是 ??????進給速度是 進行精加工的時候，查表可得， 選。 主軸轉(zhuǎn)速是 ????????????????? ? 我們定轉(zhuǎn)速是 ?????進給速度是 3.9擬訂數(shù)控加工工序卡片 我們要對數(shù)控加工工序進行規(guī)劃設計，最主要的是對照著每一個工序來選擇合適的機床、夾具、刀具和量具，把定位夾緊的方法、走刀的路線、工步的前后順序、切削用量等等確認出來，為接下來的編制加工流程打好基礎做好準備。 從上面的分析以及計算過程來看，我們可以做出零件的數(shù)控加工工序流程的卡片詳見附頁。 第四章 零件的數(shù)控程序編制 4.1編程方法的選擇 數(shù)控編程又可以劃分成手工編程和自動編程兩種方式。 （1）手工編程法 手工編程的方法就是基本靠人工來編制數(shù)控機床的每個階段的程序工作。當需要加工的零件，它們的形狀不太復雜而且程序比較簡短時，手工編程的方法足夠完成任務。 現(xiàn)在社會，手工編程還是一種用得比較廣的編程方式，即便未來日子里自動編程會大力發(fā)展的情況下，手工編程的地位也是不可能被取代的，因為它是所有自動編程的基礎。對于先進的自動編程方法，里面有很多至關重要的經(jīng)驗都是來自手工編程的，只有依靠手工編程的基礎，才能夠不停地豐富以及推動自動編程的進程。 （2）自動編程法 自動編程的概念是利用數(shù)控語言編程系統(tǒng)或是圖形編程系統(tǒng)，通過計算機功能自動生成出零件的加工程序。程序編制人員只要了解加工對象和相關工藝條件，利用數(shù)控語言編程系統(tǒng)里面所規(guī)定的數(shù)控編程語言，或是圖形編程系統(tǒng)里面擁有的圖形菜單選項，簡單說明一下加工的過程和相關要求條件，計算機的編程系統(tǒng)會自動求出加工的運動軌跡，零件的數(shù)控加工程序與會一并輸出來。因為在計算機上還可以自動地畫出編制程序的圖形、自動畫出進給軌跡，如果程序有錯了就能及時發(fā)現(xiàn)，及時進行改正，得出正確合理的程序。 結(jié)合零件的外形尺寸，我們決定用UG軟件進行自動編程來編制出相關加工程序，這樣就可以把加工仿真更明確地展示出來，檢驗程序有沒有錯誤存在及時糾正。 4.2 軟件編程操作 在電腦的標準工具條一欄里面，選擇“開始”→“加工”，系統(tǒng)這時會彈出“加工環(huán)境”的對話框，找到CAM設置選擇欄，從里面選擇名為“mill-contour”的模板，單擊“初始化”這一按鈕，系統(tǒng)就可以進入到型腔銑的加工環(huán)境中了。 4.2.1 創(chuàng)建幾何體 操作導航器時的幾何視圖里面，先設置出加工的坐標系、零件以及毛坯，為接下來的創(chuàng)建操作做好準備。 （1）設置加工的坐標系過程 ①先把操作導航器變換到幾何體視圖來看。 ②從“操作導航器-幾何體”里面選擇“MCS-MILL”一項，右鍵單擊它，在彈出的快捷菜單里再選擇“編輯”命令。 ③彈出對話框以后，在“機床坐標系”里面的“指定MCS”一欄，單擊“自動判斷”這一選項 圖標，接著從圖形區(qū)域內(nèi)選擇毛坯的頂面，最后單擊“確定”即可，系統(tǒng)就會自動在毛坯的頂面中心位置創(chuàng)建出加工坐標系來，如下圖表示。 圖4.1坐標系設定 （2）如何設置幾何體 ①我們在“操作導航器-幾何體”里面，找到“WORKPIECE”圖標并雙擊它，這時系統(tǒng)會彈出“幾何體”的對話框。 ②指定好部件幾何體。在“幾何體”對話框里，找到“指定部件”按鈕并單擊，系統(tǒng)會彈出“部件幾何體”的對話框，從圖形區(qū)域內(nèi)選出零件， 點擊“確認”再返回“幾何體”對話框，如下圖所示。 圖4.2幾何體設定 ③指定好毛坯幾何體，同樣在“幾何體”對話框里，找到“指定毛坯”圖標按鈕并單擊，系統(tǒng)會彈出“毛坯幾何體”的對話框，點擊“幾何體”這一欄，選出系統(tǒng)建好的毛坯，點擊“確定”之后，再返回“幾何體”的對話框，如下圖所示。 圖4.3毛坯選擇 ④在“幾何體”的對話框里面單擊“確認”按鈕，幾何體的設置操作就已經(jīng)完成。 4.2.2創(chuàng)建刀具 （1）找到“創(chuàng)建操作”這一工具條，從中選擇“創(chuàng)建刀具”的命令，系統(tǒng)進入到“創(chuàng)建刀具”的對話框。 （2）從“創(chuàng)建刀具”對話框里找出類型選擇項，從中選出“mill-contour（銑型腔）”，接著進入到“刀具子類型”選項欄，從中選擇“立銑刀（MILL）”圖標，手工輸入刀具的名稱D20，然后單擊“應用”按鈕，就可以進入“刀具參數(shù)”的對話框，把刀具的相關參數(shù)設置出來后點擊“確定”，其余刀具的也參照以上過程依次進行創(chuàng)建。 圖4.4刀具參數(shù) 4.2.3創(chuàng)建平面銑操作 （1）我們在加工創(chuàng)建的工具條中，單擊“創(chuàng)建操作”這一命令，系統(tǒng)就會彈出“創(chuàng)建操作”的對話框。 （2）打開的“創(chuàng)建操作”對話框里，找到“類型”，從中選擇“mill-planar（平面銑）”圖標，接著在“操作子類型”里面，選擇面銑削模板的圖標“FACE_MILLING_AREA面銑削”。 （3）返回到“創(chuàng)建操作”的對話框，在里面開始設置其他參數(shù)，例如程序、刀具、幾何體、方法、名稱等等，具體類別可以參看下圖表示。 圖4.5參數(shù)設置 （4）接下來就可以生成操作了，如下圖所示。 圖4.6端面加工刀路圖 4.2.4創(chuàng)建鉆孔加工操作 （1）還是在加工創(chuàng)建工具條一欄，點擊“創(chuàng)建操作”命令，系統(tǒng)就會彈出“創(chuàng)建操作”的對話框。 （2）在打開的“創(chuàng)建操作”對話框里，找到“類型”選項，從中選擇“drill”按鈕，然后在打開的“操作子類型”里，選擇型腔銑模板的圖標“PECK-DRILLING啄鉆”。 返回“創(chuàng)建操作”對話框，還需要在“創(chuàng)建操作”中設置出程序、刀具、幾何體、方法、名稱等等相關參數(shù)。具體參看下圖 圖4.7參數(shù)設置 在“創(chuàng)建操作”的對話框里點擊“確定”按鈕，指定出孔、指定出部件表面、指定出底面、指定出循環(huán)方式、進給和速度，生成刀路圖形。如下圖所示。 圖4.8鉆孔加工刀路圖 圖4.9擴孔、鉸孔加工刀路圖 4.2.5創(chuàng)建型腔銑加工操作 （1）在加工創(chuàng)建工具條一欄里面，點擊“創(chuàng)建操作”命令，系統(tǒng)就會彈出“創(chuàng)建操作”的對話框。 （2）依然在“創(chuàng)建操作”的對話框里，找到“類型”按鈕，選擇“mill-contour（銑型腔）”，接著在打開的“操作子類型”里，選擇型腔銑模板的圖標“CAVITY-MILL銑型腔”。 （3）返回“創(chuàng)建操作”對話框，從中設置出程序、刀具、幾何體、方法、名稱等相關參數(shù)。如下圖所示。 圖4.11參數(shù)設置 (4)返回到“創(chuàng)建操作”的對話框，點擊“確定”按鈕，選擇出切削區(qū)域、設置好切削層、設置余量、進給率等。如下圖所示。 圖4.12加工參數(shù)設置 （5）生成操作刀路圖，如下圖所示。 圖4.13端面及槽粗加工刀路圖 圖4.14槽精加工刀路圖 圖4.15銑18mm槽粗加工刀路圖 圖4.16銑18mm槽精加工刀路圖 第五章 零件的數(shù)控程序編制 5.1仿真加工 在文章的最后章節(jié)，方便驗證這次設計，我們安排的切削相關參數(shù)，工藝的路線，機床的選擇，刀具的選擇等等，都要檢驗是不是合理，我們運用UG軟件的仿真加工這一功能，校驗出刀路是不是合理，有沒有過切或者撞刀等方面的問題存在。 把所有加工程序都選擇，單擊軟件上的確定刀軌，選2D動態(tài)仿真。單擊開始，得到的仿真加工圖如下。 圖5.1端面仿真加工圖 圖5.2孔仿真加工圖 圖5.3倒15℃倒角仿真加工圖 圖5.4銑端面及槽仿真加工圖 圖5.5銑槽仿真加工圖 5.2后處理程序 我們先要在操作導航器里面選中各個銑削的圖標，然后找到“加工操作”工的具條，點擊“后處理”按鈕，在打開的“后處理”對話框里，后處理選擇“MILL-3-AXIS”一欄，單位選擇“公制/部件”，點擊“確定”按鈕，系統(tǒng)將會自動生成型腔銑操作的NC加工代碼，如圖下圖所示 。 圖5.4后處理 因為加工的程序量比較大，詳細加工G代碼件可以參看附件-程序單 % N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 :0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X0.0 Y-1.7913 S0 M03 N0050 G43 Z.4724 H00 N0060 Z.1673 N0070 G1 Z.0492 F9.8 M08 N0080 Y-1.0433 N0090 X-.7874 N0100 G2 X-.8268 Y-1.0039 I0.0 J.0394 N0110 G1 Y.1378 N0120 G2 X.8268 I.8268 J0.0 N0130 G1 Y-1.0039 N0140 G2 X.7874 Y-1.0433 I-.0394 J0.0 N0150 G1 X0.0 N0160 Y-.4921 N0170 X-.2756 N0180 Y.1378 N0190 G2 X.2756 I.2756 J0.0 N0200 G1 Y-.4921 N0210 X0.0 N0220 Y-1.7913 N0230 Z.1673 N0240 G0 Z.4724 N0250 Z.1378 N0260 G1 Z.0197 N0270 Y-1.0433 N0280 X-.7874 N0290 G2 X-.8268 Y-1.0039 I0.0 J.0394 N0300 G1 Y.1378 N0310 G2 X.8268 I.8268 J0.0 N0320 G1 Y-1.0039 N0330 G2 X.7874 Y-1.0433 I-.0394 J0.0 N0340 G1 X0.0 N0350 Y-.4921 N0360 X-.2756 N0370 Y.1378 N0380 G2 X.2756 I.2756 J0.0 N0390 G1 Y-.4921 N0400 X0.0 N0410 Y-1.7913 N0420 Z.1378 N0430 G0 Z.4724 N0440 G0 X0.0 Y-1.7795 S0 M03 N0450 Z.1181 N0460 G1 Z0.0 F9.8 N0470 Y-1.0315 N0480 X-.7874 N0490 G2 X-.815 Y-1.0039 I0.0 J.0276 N0500 G1 Y.1378 N0510 G2 X.815 I.815 J0.0 N0520 G1 Y-1.0039 N0530 G2 X.7874 Y-1.0315 I-.0276 J0.0 N0540 G1 X0.0 N0550 Y-.4803 N0560 X-.2638 N0570 Y.1378 N0580 G2 X.2638 I.2638 J0.0 N0590 G1 Y-.4803 N0600 X0.0 N0610 Y-1.7795 N0620 Z.1181 N0630 G0 Z.4724 N0640 G91 G28 Z0.0 :0650 T00 M06 N0660 G0 G90 X0.0 Y.1378 S0 M03 N0670 G43 Z.3937 H00 N0680 G81 Z-4.5476 R.3937 F9.8 N0690 G80 N0700 G91 G28 Z0.0 :0710 T00 M06 N0720 G0 G90 X0.0 Y.1378 S0 M03 N0730 G43 Z.3937 H00 N0740 G81 Z-4.5689 R.3937 F9.8 N0750 G80 N0760 G91 G28 Z0.0 :0770 T00 M06 N0780 G0 G90 X0.0 Y.1378 S0 M03 N0790 G43 Z.3937 H00 N0800 G81 Z-4.311 R.3937 F9.8 N0810 G80 N0820 G91 G28 Z0.0 :0830 T00 M06 N0840 G0 G90 X.1978 Y-.5629 S0 M03 N0850 G43 Z.3996 H00 N0860 Z.1634 N0870 G1 Z.1195 F9.8 N0880 X.1937 Y-.5633 Z.0889 N0890 X.1818 Y-.5646 Z.0605 N0900 X.1631 Y-.5667 Z.0361 N0910 X.1387 Y-.5694 Z.0174 N0920 X.1103 Y-.5725 Z.0057 N0930 X.0799 Y-.5759 Z.0018 N0940 X.0742 Y-.5765 N0950 X.0582 Y-.5777 N0960 X.0562 Y-.5779 Z.0017 N0970 X.0415 Y-.5794 Z.0019 N0980 X.038 Y-.5795 Z.0017 N0990 X.0334 Y-.5796 Z.0018 N1000 X.0249 Y-.5794 Z.0017 N1010 X.0214 Z.0016 N1020 X-.0249 Z.0017 N1030 X-.0333 Y-.5796 Z.0019 N1040 X-.0415 Y-.5794 N1050 X-.0582 Y-.5777 Z.0018 N1060 X-.0797 Y-.5759 N1070 X-.108 Y-.5719 N1080 X-.1245 Y-.569 Z.0017 N1090 X-.1413 Y-.5661 Z.0018 N1100 X-.1579 Y-.5621 Z.0017 N1110 X-.1722 Y-.5592 Z.0018 N1120 X-.1909 Y-.5541 N1130 X-.2075 Y-.5495 N1140 X-.2299 Y-.5425 Z.0019 N1150 X-.2412 Y-.5389 N1160 X-.2736 Y-.5256 Z.0017 N1170 X-.3104 Y-.5099 Z.0019 N1180 G2 X-.3739 Y-.475 I.3154 J.6499 N1190 G1 X-.3905 Y-.4645 Z.0018 N1200 G2 X-.457 Y-.4159 I.4432 J.6759 N1210 G1 X-.4656 Y-.409 Z.0019 N1220 X-.4845 Y-.3923 .............. ................... ................ N0100 X.2898 Y-.2827 Z-.0821 N0110 X.2892 Y-.2814 Z-.0825 N0120 X.2897 Y-.2797 Z-.0827 N0130 X.2901 Y-.2788 Z-.0828 N0140 X.3074 Y-.2548 Z-.0836 N0150 X.3254 Y-.2296 Z-.0838 N0160 X.3365 Y-.2134 N0170 X.3384 Y-.2105 N0180 X.3407 Y-.207 Z-.0837 N0190 X.3469 Y-.1962 Z-.0838 N0200 X.355 Y-.1818 Z-.0837 N0210 X.3562 Y-.1795 N0220 X.3711 Y-.1461 N0230 X.3819 Y-.1215 Z-.0832 N0240 X.3856 Y-.1138 Z-.0828 N0250 X.3862 Y-.1128 N0260 X.388 Y-.111 Z-.0824 N0270 X.4093 Y-.0902 Z-.0744 N0280 X.4284 Y-.0716 Z-.059 N0290 X.444 Y-.0563 Z-.0371 N0300 X.455 Y-.0456 Z-.0104 N0310 X.4607 Y-.0401 Z.0194 N0320 Z.0502 N0330 G0 Z.0689 N0340 Z.3996 N0350 M30 總結(jié) 整個畢業(yè)設計即將步入尾聲，沒開始做畢業(yè)設計之前，想當然的覺得畢業(yè)設計只要把大學四年所學的知識進行一個總結(jié)和做出相關計算就可以了。但經(jīng)過這十幾周的設計書寫，發(fā)現(xiàn)自己以前的想法真是太單純太片面了。這個設計不僅僅要學生把大學四年所學的知識靈活運用起來，還涉及到了大學的很多其它課程。這次選題就是數(shù)控專業(yè)教學體系中構成數(shù)控技術專業(yè)知識和專業(yè)技能的重要組成部分，是把UG建模和自動編程連接的一次綜合練習。一些傳統(tǒng)的簡易圖形，只包括直線、圓弧的二維圖形，直接用手工編程的方法來編制加工程序。對于那些復雜的二維圖形或者三維曲面圖形組成的零件、模具，要熟練運用到自動編程軟件來完成工作。 畢業(yè)設計的整個流程走下來，遇到的一些專業(yè)難題，知道了自己在專業(yè)基礎知識上還有哪些地方比較薄弱，需要加強和鞏固。還學會了把幾門課程的綜合運用起來去解決難題。 這次設計之后我們學到了很多，掌握了很多新的知識，運用了很多學習的技能，加工設計的理論已經(jīng)不局限在系統(tǒng)的理論基礎，開始強調(diào)產(chǎn)品尺寸的精度，工藝的嚴格性，從而對學生的數(shù)控編程和操作提出了新的要求。 為了更加深入的理解并掌握大學的專業(yè)知識，加強專業(yè)技能。通過此次的設計，充分考慮刀具的切削參數(shù)并進行計算，公式的大量運用都要我們?nèi)土曀鶎W的知識。各個專業(yè)課之間相關聯(lián)的知識也能很好的理解。這次畢業(yè)設計，給我最大的體會就是熟練操作技能取決于我們對專業(yè)的熟練程度。最關鍵的是嘗試了獨立思考問題，通過自己翻閱相關資料，利用手上現(xiàn)有的資料去解決實際遇到的問題。相信這樣的體驗對以后的學習和生活都大有幫助。 致謝 這次畢業(yè)設計的過程里，我深刻體會到運用UG建模和數(shù)控編程的困難以及快樂，加工制造業(yè)今后的路還很長，想要做到行業(yè)領先，必須要熟練掌握數(shù)控技術以及計算機輔助設計、分析、制造（CAD/CADE/CAM）等技術?，F(xiàn)如今數(shù)控技術已經(jīng)變成各個制造企業(yè)重點發(fā)展的環(huán)節(jié)，我一定好好跟進進步的步伐。 自己的專業(yè)水平還有限，這次設計并不是沒有漏洞，作為一名機械專業(yè)的學生，能把所學的專業(yè)知識用來解決實際工作中的問題才是檢驗掌握知識的最好的途徑，知識希望從實際工作的角度分析自己對數(shù)控加工一點見解，也希望可以用來檢驗我對機械專業(yè)知識學習的實際運用能力。 這里還要特別感謝我的指導老師。在我畢業(yè)論文的寫的過程中，指導老師給我提供了相當大的幫助和指導。從開始選題到中期修正，到最終定稿，指導老師給我提供了許多寶貴建議。也要感謝學校所有曾經(jīng)教過我的專業(yè)老師，老師們教會了我的不光是專業(yè)知識，更多的是對待學習、對待生活的態(tài)度。 最后也要感謝父母，你們是我奮斗的動力，只要有你們，不管面有什么樣的困難，我都不會害怕。最后對各位專家、教授還有各位老師對我畢業(yè)設計的評審和指導表示我最衷心的感謝！謝謝！ 38 參考文獻 [1] 袁飛.《UG NX6.0曲面設計實例精選教程》.機械工業(yè)出版社，2010； [2] 李益民.《機械制造工藝設計簡明手冊》.機械工業(yè)出版社，1994； [3] 孫本緒、熊萬武.《機械加工余量手冊》.國防工業(yè)出版社，1999； [4] 展迪優(yōu).《UG NX7.0數(shù)控加工教程》.機械工業(yè)出版社.2011； [5] 王慶順.《UG NX7.0三維建模基礎教程》.冶金工業(yè)出版.2010； [6] 孟愛英.《CAD/CAM技術應用》.清華大學出版社，2012； 39