典型零件的數(shù)控銑加工工藝與編程仿真綜合設(shè)計(jì).zip

典型零件的數(shù)控銑加工工藝與編程仿真綜合設(shè)計(jì).zip,典型,零件,數(shù)控,加工,工藝,編程,仿真,綜合,設(shè)計(jì) 摘 要 加工中心是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備，可通過NX軟件三維造型完成數(shù)控編程并導(dǎo)入加工中心進(jìn)行加工。現(xiàn)代的NX、制造技術(shù)，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上的。掌握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)知識(shí)是現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)專業(yè)學(xué)生必不可少的。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)包括四章，第一章介紹了數(shù)控加工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀；第二章介紹了零件，第三章介紹包括毛坯分析、機(jī)床的選擇、加工順序的確定、刀具的選擇等；第四章基于UG 的NC編程加工。我希望能通過這次設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。由于個(gè)人能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)老師給予指導(dǎo)。 關(guān)鍵詞：數(shù)控編程；工藝分析；數(shù)控加工； III Abstract The machining center is the most important modern processing plant equipment, through the NX software to complete the three-dimensional modeling of NC programming and machining center imported for processing. Modern NX manufacturing technology, are built on the technology in the NC. Master modern CNC technology knowledge is essential to professional students of modern CNC technology. This graduation design includes four chapters, the first chapter introduces the current situation of the development of CNC machining technology at home and abroad; the second chapter introduces the parts, the third chapter including blank analysis, machine tool selection, determine the processing order, tool selection; the fourth chapter is based on the NC programming and processing of UGI hope that through the design of an adaptive training of their future work, exercise itself to analyze the question, the ability to solve problems. Due to the limited ability, there are still many deficiencies in the design, ask the teacher to give guidance. Key words: Numerical control programming; process analysis; NC machining; 目 錄 摘 要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1.1 數(shù)控加工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.1.1我國(guó)數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.1.2與國(guó)外的差距 1 1.2 數(shù)控加工技術(shù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 2 第二章 零件圖分析 3 2.1 零件圖 3 2.2零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析 3 2.3零件圖的技術(shù)要求 3 第三章 零件的數(shù)控加工工藝 4 3.1 毛坯的選擇 4 3.1.1確定毛坯的類型 4 3.1.2 確定尺寸的確定 4 3.2定位基準(zhǔn)及工藝路線的選擇 5 3.3.1定位基準(zhǔn)的選擇 5 3.3.2工藝路線的安排 5 3.3夾具的選擇 5 3.4刀具的選擇 6 3.5切削液選擇 7 3.6機(jī)床的選擇 8 3.7量具的使用表 8 3.8切削用量的選擇 9 3.9 填寫機(jī)械加工工藝過程卡片 11 3.10 填寫數(shù)控加工工序卡 11 第四章 零件的數(shù)控程序編制 12 4.1編程方法的選擇 12 4.2 軟件編程操作 12 4.2.1進(jìn)入加工模塊 12 4.2.2創(chuàng)建幾何體 12 4.2.3設(shè)置幾何體 13 4.2.4設(shè)置刀具 14 4.2.5型腔銑加工操作 14 4.2.6曲面加工自動(dòng)編程 16 4.2.7其余表面加工刀路圖 18 4.3加工仿真 20 4.4后處理 21 總結(jié) 22 致謝 23 參考文獻(xiàn) 24 第一章 緒論 1.1 數(shù)控加工技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 傳統(tǒng)中的數(shù)控機(jī)床延伸了人的體力，成為了工作母機(jī)，而數(shù)控操作技術(shù)賦予機(jī)床一個(gè)強(qiáng)大的大腦，可以使機(jī)床變得越來越“聰明”。數(shù)控操作技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)從被動(dòng)執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)指令發(fā)展到現(xiàn)在能夠用“感知”機(jī)床的溫度、振動(dòng)、能耗等工作清況并可以加以調(diào)整和控制，加上在線測(cè)量工件尺寸、刀具破損和預(yù)測(cè)刀具的最終壽命，以及可以用來防止刀具和運(yùn)動(dòng)部件干涉，甚至可以替操作者進(jìn)行語音之間的導(dǎo)航或者發(fā)送短消息。數(shù)控機(jī)床的技術(shù)具備智能化功能可以使機(jī)床自動(dòng)的去適應(yīng)加工環(huán)境中的變化，從而使機(jī)床操作變得更加方便和迅速，精度和準(zhǔn)確度更加穩(wěn)定，工作的效率得到很大的提升。 前瞻數(shù)控系統(tǒng)控制和軌跡平滑技術(shù),精確的位置和速度控制技術(shù)、植物總線和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)極大地提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和控制精度,并確保穩(wěn)定的數(shù)控機(jī)床、高速、高精度和多軸和可靠性。 1.1.1我國(guó)數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 目前，隨著數(shù)控加工技術(shù)在我國(guó)的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)自主生產(chǎn)的數(shù)控車床已經(jīng)能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的一些需要。高性能臥式車削中心和銑削中心,通過合資企業(yè),引進(jìn)技術(shù)和自主發(fā)展,一些產(chǎn)品已經(jīng)能夠滿足國(guó)內(nèi)高端用戶需求。然而，臥式車銑復(fù)合加工中心、帶Y軸或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依然還是主要依靠從國(guó)外引進(jìn)。 1.1.2與國(guó)外的差距 1． 經(jīng)營(yíng)理念的差距 一些國(guó)內(nèi)企業(yè)“以市場(chǎng)為導(dǎo)向”的想法是目光短淺,心胸狹窄,局限于產(chǎn)品銷售是好是壞,只是銷售產(chǎn)品,所謂的售后服務(wù)修理這臺(tái)機(jī)器。以關(guān)注客戶需求,提供解決方案,為客戶創(chuàng)造價(jià)值,競(jìng)爭(zhēng)從產(chǎn)品到服務(wù)競(jìng)爭(zhēng)尚未成為公司的核心經(jīng)營(yíng)理念。其中特別重要的是對(duì)那些比較高端一些的客戶的需求，我們現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的機(jī)床企業(yè)往往變成供非所需，所需并不能供。所以現(xiàn)在的情況雖有所改善，但仍然沒有能夠從根本上去改變這種情況。 我們中國(guó)國(guó)內(nèi)現(xiàn)在某些中小企業(yè)很忽視技術(shù)集成的重要性，從而把自己化為只能在生產(chǎn)機(jī)床設(shè)備的領(lǐng)域，我們從中并沒有意識(shí)到它的軟件和硬件的集成將會(huì)帶給給客戶的價(jià)值創(chuàng)造潛力。主要是現(xiàn)在的外國(guó)機(jī)床企業(yè)一般是把軟、硬件集成作為一種重要的方法來調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。 2． 核心技術(shù)的差距 與機(jī)床制造業(yè)大國(guó)相比,中國(guó)的數(shù)控機(jī)床仍有明顯差距的結(jié)構(gòu)、技術(shù)、創(chuàng)新和研發(fā)能力?；炯夹g(shù)、關(guān)鍵技術(shù)和通用技術(shù)還沒有完全掌握。我們特別是要去關(guān)注客戶的需求,從而可以開發(fā)出個(gè)性化的產(chǎn)品,把它專用與我們數(shù)控機(jī)床的發(fā)展,培養(yǎng)為用戶提供更加全面的解決方案的能力。 特別是高性能數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展和核心功能主機(jī)滯后,市場(chǎng)份額很低,已經(jīng)成為一個(gè)主要的瓶頸限制中國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)的發(fā)展。 技術(shù)差距的關(guān)鍵是反映在產(chǎn)品的最終穩(wěn)定的可靠性和準(zhǔn)確性,數(shù)控機(jī)床。即使大量的能源生產(chǎn)、技術(shù)相對(duì)成熟的數(shù)控機(jī)床,如立式加工中心市場(chǎng),中小型臥式加工中心、數(shù)控車床等產(chǎn)品由于性能、可靠性和準(zhǔn)確性等略低,因此外國(guó)公司相當(dāng)大的市場(chǎng)份額。 3．發(fā)展戰(zhàn)略的差距 國(guó)內(nèi)企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略往往是基于產(chǎn)品的開發(fā)成為主線,大多數(shù)是一個(gè)領(lǐng)導(dǎo)人跟隨和模仿的外交政策的產(chǎn)品。競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)應(yīng)該搬到視線即將到來的和潛在的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手和客戶的需求,在現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)邊界,選擇定位市場(chǎng)結(jié)構(gòu)重組,改變市場(chǎng),即“引導(dǎo)市場(chǎng)?！爸笇?dǎo)市場(chǎng)是一個(gè)積極主動(dòng)的策略,基于自己的原始特性的新技術(shù),新產(chǎn)品指導(dǎo)和滿足市場(chǎng)的發(fā)展需求,提高客戶的技術(shù)水平,實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化為自己開發(fā)新的利潤(rùn)空間。它將改變市場(chǎng)的結(jié)構(gòu),提供未來市場(chǎng)的新產(chǎn)品,引導(dǎo)顧客了解新產(chǎn)品,新產(chǎn)品的使用,由于新產(chǎn)品。。 1.2 數(shù)控加工技術(shù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 近年來，由于我們的國(guó)家隨著國(guó)防、航空、高鐵、汽車和模具等等一些非常重要的裝備制造行業(yè)需求量的大幅增長(zhǎng)，所以導(dǎo)致我國(guó)數(shù)控的機(jī)床也取得了非常迅猛的發(fā)展。 中國(guó)通過引進(jìn)技術(shù)、消化吸收和科學(xué)技術(shù)研究?jī)蓚€(gè)階段獨(dú)立版權(quán)控制系統(tǒng)的發(fā)展,奠定了良好的基礎(chǔ)為數(shù)控機(jī)床技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。數(shù)控機(jī)床1300年新開發(fā)的品種,有一定的報(bào)道。新開發(fā)的產(chǎn)品由數(shù)控機(jī)床達(dá)到大部分的年代的中層,年代一些達(dá)到國(guó)際水平,為國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)提供了一個(gè)高水平的數(shù)控機(jī)床。 數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)和生產(chǎn)也取得了一些成就:80年開發(fā)了一個(gè)新的品種。數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的核心技術(shù),該物種數(shù)量和質(zhì)量直接影響國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。多年來,很多的發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)進(jìn)口的那些高速數(shù)控系統(tǒng)實(shí)行禁運(yùn)的政策。因此,“計(jì)劃”以來,國(guó)家一直是數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展作為首要任務(wù)的支持,大部份數(shù)控機(jī)床配套產(chǎn)品已能生產(chǎn)，自我配套率超過60%。 2 第二章 零件圖分析 2.1 零件圖 圖2.1零件圖 2.2零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析 從圖2.1（若插圖不清晰請(qǐng)見附件CAD零件圖）中可以看出該零件主要由多個(gè)表面組成，形狀比較復(fù)雜，主要有凸臺(tái)、孔、凹槽等特征組成。其中表面粗糙度如圖2.1所示工件平面的粗糙度最高為Ra3.2um，在切削用量中需注意保證零件不變形等。（等等，其余的請(qǐng)參照零件圖紙）；按照其中基準(zhǔn)面的先主后次、先近后遠(yuǎn)、先里后外、先粗加工后再去進(jìn)行精加工、先面后孔的原就可以依次劃分工序加工。 2.3零件圖的技術(shù)要求 在數(shù)控加工中，我們需要按照?qǐng)D紙的技術(shù)要求進(jìn)行加工，方能成為合格的產(chǎn)品。以下為本零件圖紙的技術(shù)要求。 技術(shù)要求： 1.零件加工表面上，不應(yīng)有劃痕、擦傷等損傷零件表面的缺陷 2.去除毛刺飛邊 22 第三章 零件的數(shù)控加工工藝 3.1 毛坯的選擇 3.1.1確定毛坯的類型 毛坯是用來加工各種工件的坯料,毛坯的生產(chǎn)方法主要有:鑄造、鍛造、焊接、沖壓件,以及各種型材也可以用作毛坯。 （一）鑄件 對(duì)形狀較復(fù)雜的毛坯，一般可用鑄造方法制造。目前大多數(shù)鑄件采用砂型鑄造，對(duì)尺寸精度要求較高的小型鑄件，可采用特種鑄造，如永久型鑄造、精密鑄造、壓力鑄造、熔模鑄造成和離心鑄造等。 （二）鍛件 鍛件毛坯由于經(jīng)鍛造后可得到連續(xù)和均勻的金屬纖維組織。因此鍛件的力學(xué)性能較好，常用于受力復(fù)雜的重要鋼質(zhì)零件。其中自由鍛件的精度和生產(chǎn)率較低，主要用于小批生產(chǎn)和大型鍛件的制造。模型鍛造件的尺寸精度和生產(chǎn)率較高，主要用于產(chǎn)量較大的中小型鍛件。 （三）型材 型材主要有板材、棒材、線材等。常用截面形狀有圓形、方形、六角形和特殊截面形狀。就其制造方法，又可分為熱軋和冷拉兩大類。熱軋型材尺寸較大，精度較低，用于一般的機(jī)械零件。冷拉型材尺寸較小，精度較高，主要用于毛坯精度要求較高的中小型零件。 （四）焊接件 焊接件主要用于單件小批生產(chǎn)和大型零件及樣機(jī)試制。其優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、節(jié)省材料、減輕重量。但其抗振性較差，變形大，需經(jīng)時(shí)效處理后才能進(jìn)行機(jī)械加工。 （五）其它毛坯 其它毛坯包括沖壓件，粉末冶金件，冷擠件，塑料壓制件等。 根據(jù)該零件的圖紙要求，由于零件并不是很長(zhǎng)，最大外形狀為方形，因此可以直接采用型材毛坯（板材），能符合零件圖紙的要求。 3.1.2 確定尺寸的確定 毛坯的形狀和尺寸主要由零件組成表面的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸及加工余量等因素確定的，并盡量與零件相接近，以達(dá)到減少機(jī)械加工的勞動(dòng)量，力求達(dá)到少或無切削加工。 最大外形尺寸為120x120x27mm，毛坯尺寸選擇為125x125x30mm的方塊料。毛坯選擇型材材料為45鋼。 3.2定位基準(zhǔn)及工藝路線的選擇 3.3.1定位基準(zhǔn)的選擇 （1）基準(zhǔn)重合原則。為了避免基準(zhǔn)不重合誤差，方便編程，應(yīng)選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，盡量使用工序基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)三者統(tǒng)一。 （2）便于裝夾的原則。所選的定位基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠，定位夾緊簡(jiǎn)單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。 （3）便于對(duì)刀的原則。批量加工時(shí)在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，保證對(duì)刀的可能性和方便性。 先以零件的上表面作為粗基準(zhǔn)，加工下表面，完成零件6個(gè)表面的加工。再用下表面作為精基準(zhǔn)面，加工上表面輪廓。 3.3.2工藝路線的安排 零件的加工路線安排如下 工序1：下料 工序2：銑削零件6個(gè)表面至工件最大尺寸，表面粗糙度Ra3.2um 工序3：加工零件上表面凸臺(tái)及方形凹槽 工步1：用φ12的立銑刀粗加工凹槽，留有精加工余量 工步2：用φ6的立銑刀清根加工拐角 工步3：用φ6的立銑刀精加工凹槽至圖紙尺寸要求 工步4：用φ4的立銑刀加工6個(gè)開口槽及2-φ6平底孔 工步5：用φ6球頭刀加工斜面 工序4：加工零件上表面菱形凹槽 工步1：用φ6的立銑刀粗加工菱形凹槽，留有精加工余量 工步2：用φ6的立銑刀精加工菱形凹槽至圖紙尺寸要求 工序5：去毛刺、清洗 工序6：檢驗(yàn)、入庫 3.3夾具的選擇 在選擇夾具的時(shí)候有兩個(gè)基本的要求。一是：要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)的固定；二是：要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。 當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)試夾具及其它通用夾具，來縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。在成批量生產(chǎn)時(shí)，采用專用夾具，來提高效率。在選擇夾具時(shí)還要保證零件的裝卸要快速、方便、可靠。夾具上各部件應(yīng)不妨礙機(jī)床對(duì)零件各表面的加工。 根據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)工藝性，確定該零件的加工選擇通用夾具機(jī)用平口虎鉗如圖3.1進(jìn)行裝夾，在裝夾時(shí)限制零件的XYZ三個(gè)自由度，零件底部位置應(yīng)當(dāng)墊上墊鐵，以確保零件在加工過程中不受到損傷。 圖3.2機(jī)用平口虎鉗 3.4刀具的選擇 刀具的選擇其實(shí)是數(shù)控加工工藝中的主要內(nèi)容之一，刀具不僅會(huì)影響到機(jī)床的加工效率，而且還會(huì)直接影響到加工的質(zhì)量和精度。數(shù)控機(jī)床在選用刀具時(shí)，通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。數(shù)控機(jī)床對(duì)刀具的要求比普通機(jī)床要高、除了要求較好的剛性和尺寸穩(wěn)定性、較長(zhǎng)的壽命、良好的切削性能外，還要求安裝調(diào)整方便。在我們選擇一種刀具時(shí)，還要確保讓刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相互適應(yīng)，即我們選擇刀具的幾何形狀應(yīng)當(dāng)依據(jù)加工面的具體情況而確立。 綜上所述，根據(jù)該零件的加工需求，確定該零件的刀具如表3.1所示： 表3.1數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件名稱 圖號(hào) 程序編號(hào) O0001 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 材料 1 T01 Φ50面銑刀 1 毛坯表面 YT15 2 T02 Φ12立銑刀 1 凸臺(tái)及凹槽 硬質(zhì)合金 3 T03 Φ6立銑刀 1 凸臺(tái)及凹槽 硬質(zhì)合金 4 T04 Φ4立銑刀 1 開口槽及孔 硬質(zhì)合金 5 T05 Φ6球頭刀 1 斜面 硬質(zhì)合金 編制 審核 共1頁 第1頁 3.5切削液選擇 合理的去選擇一種切削液可以明顯改善工件與刀具之間的摩損狀況從而降低切削力度和切削溫度，這樣的話就可以減輕刀具的摩損和減小工件的熱變形，從而就可以大大提高刀具的耐用度以及提高加工中心的效率和加工出來零件的質(zhì)量。切削液具有冷卻、潤(rùn)滑、清洗、防銹的作用，因此在數(shù)控加工中使用切削液是一個(gè)必須的選擇。常用的冷卻液主要有三種表3.2所示： 表3.2 常用冷卻液 冷卻液名稱 主要成份 主要作用 水溶液 水、防銹添加劑 冷卻 乳化液 水、油、乳化劑 冷卻、潤(rùn)滑、清洗 切削油 礦物油、動(dòng)植物油、 極壓添加劑或油性 潤(rùn)滑 切削液應(yīng)根據(jù)工件材料，刀具材料，加工方法和技術(shù)要求等具體情況進(jìn)行選用。下述幾條供參考： 1、高速的刀具紅硬性差，需采用切削液，硬質(zhì)合金刀具紅硬性好，一般不加切削液；若硬質(zhì)合金刀具使用切削液，必須連續(xù)、充分的澆注；不能間斷。 2、切削鑄鐵和鋁合金時(shí)，一般選用煤油為宜。 3、在進(jìn)行粗加工的時(shí)候，要以冷卻為主，我們可以選澤用水溶液或者濃度低的乳化液，進(jìn)行精加工時(shí)，主要以潤(rùn)滑為主，或者可選用切削油和濃度高的乳化液。 4、低速加工時(shí)，可選用油性較好的切削油；重切削時(shí)，可選用極壓切削液。 綜上所述：根據(jù)選擇的材料45#鋼，選擇乳化液為冷卻液。它的主要作用是：冷卻、潤(rùn)滑、清洗而且還有一定的防銹作用。 3.6機(jī)床的選擇 零件的所有工序都可以在數(shù)控銑床或加工中心上完成，其外形銑削可以采用立銑刀進(jìn)行銑削；型腔的加工，采用立銑刀進(jìn)行型腔銑削加工；臺(tái)階則可以選擇稍大一點(diǎn)的立銑刀進(jìn)行加工，這樣可以減少切入次數(shù)，從而增加生產(chǎn)效率。 圖3.3XD-40A加工中心 由于這種零件事屬于單件小批量的生產(chǎn)，因此我們可以不用去考慮生產(chǎn)效率等一些問題，只要能夠在保證零件精度要求的前提下選擇相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床設(shè)備來進(jìn)行加工就可以了，但是為了去減少一些人為的換刀量，根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)控操作機(jī)床，我們可以確定選擇由大連機(jī)床集團(tuán)生產(chǎn)的XD-40A這一系列數(shù)控立式加工中心圖3.3，XD系列立式數(shù)控銑床是大連機(jī)床集團(tuán)公司引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的最新一代數(shù)控操作機(jī)床。 3.7量具的使用表 在數(shù)控車削和銑削加工中，為了確保工件的尺寸精度，必須選擇正確的測(cè)量工具，量具種類很多，但不同的工件采用不同的量具作為測(cè)量工具。采用千分尺和游標(biāo)卡尺及直尺作為測(cè)量工件的量具。由于游標(biāo)卡尺是一種通用量具使用方便的特點(diǎn)。對(duì)一般精度高的零件選用千分尺。如表3.3所示。 表3.3量具表 名稱 規(guī)格 分度值 用途 帶表游標(biāo)卡尺 0-300mm 0.01mm 主要用于測(cè)量?jī)?nèi)、外尺寸和深度等 千分尺 25-50mm 0.001mm 用于厚度測(cè)量工具 鋼直尺 0-300mm 1mm 用于毛坯測(cè)量工具 3.8切削用量的選擇 粗切削用量：“三要素”是指刀具在切削過程中的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。 “三要素”是指：切削速度，進(jìn)給量，背吃刀量。 選擇切削用量時(shí)考慮的因素： （1）切削加工生產(chǎn)率 在切削加工中，金屬切除率與切削用量三要素ap、f、v均保持線性關(guān)系，即其中任一參數(shù)增大一倍，都可使生產(chǎn)率提高一倍。然而由于刀具壽命的制約，當(dāng)任一參數(shù)增大時(shí)，其它二參數(shù)必須減小。因此，在制訂切削用量時(shí)，三要素獲得最佳組合，此時(shí)的高生產(chǎn)率才是合理的。 （2）刀具壽命 切削用量三要素對(duì)刀具壽命影響的大小，按順序?yàn)関、f、ap。因此，從保證合理的刀具壽命出發(fā)，在確定切削用量時(shí)，首先應(yīng)采用盡可能大的背吃刀量；然后再選用大的進(jìn)給量；最后求出切削速度。 （3）加工表面粗糙度 精加工時(shí)，增大進(jìn)給量將增大加工表面粗糙度值。因此，它是精加工時(shí)抑制生產(chǎn)率提高的主要因素。 在切削加工中，金屬切除率與切削用量三要素ap、f、v均保持線性關(guān)系，即其中任一參數(shù)增大一倍，都可使生產(chǎn)率提高一倍。然而由于刀具壽命的制約，當(dāng)任一參數(shù)增大時(shí)，其它二參數(shù)必須減小。因此，在制訂切削用量時(shí)，三要素獲得最佳組合，此時(shí)的高生產(chǎn)率才是合理的。 ? 切削用量的合理選擇直接影響到零件的表面質(zhì)量以及加工效率，因此切削用量的選擇是數(shù)控加工工藝編制過程中不可缺少的一部分，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及查表計(jì)算確定該零件在數(shù)控加工過程中的切削用量。 （1）φ50面銑刀 粗加工時(shí)根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=90m/min，f=0.3mm/r，ap=1mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×90）/（3.14×50）]r/min=573.2r/min取580r/min ?????? ?進(jìn)給速度：F =f×n =（0.3×580）mm/min=174mm/min 精加工時(shí)根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=110m/min，f=0.2mm/r，ap=0.5mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×110）/（3.14×50）]r/min=700.6r/min取700r/min ?????? ?進(jìn)給速度：F =f×n =（0.2×700）mm/min=140mm/min （2）φ12立銑刀 粗加工時(shí)根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=70m/min，f=0.3mm/r，ap=1mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×70）/（3.14×12）]r/min=1857.7r/min取1800r/min ?????? ?進(jìn)給速度：F =f×n =（0.3×1800）mm/min=540mm/min 精加工時(shí)根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=90m/min，f=0.2mm/r，ap=0.5mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×90）/（3.14×12）]r/min=2388.5r/min取2400r/min ?????? ?進(jìn)給速度：F =f×n =（0.2×2400）mm/min=480mm/min （3）φ6立銑刀 粗加工時(shí)根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=60m/min，f=0.2mm/r，ap=1mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×60）/（3.14×6）]r/min=3184.7r/min取3200r/min ?????? ?進(jìn)給速度：F =f×n =（0.2×3200）mm/min=640mm/min 精加工時(shí)根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=70m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×70）/（3.14×6）]r/min=3715.5r/min取3700r/min ?????? ?進(jìn)給速度：F =f×n =（0.1×3700）mm/min=370mm/min （4）φ4立銑刀 粗加工時(shí)根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=45m/min，f=0.2mm/r，ap=0.5mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×45）/（3.14×4）]r/min=3582.8r/min取3600r/min ?????? ?進(jìn)給速度：F =f×n =（0.2×3600）mm/min=720mm/min 精加工時(shí)根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=55m/min，f=0.1mm/r，ap=0.3mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×55）/（3.14×4）]r/min=4378.9r/min取4400r/min ?????? ?進(jìn)給速度：F =f×n =（0.1×4400）mm/min=440mm/min （5）φ6球頭刀 加工時(shí)根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=70m/min，f=0.2mm/r，ap=0.3mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×70）/（3.14×6）]r/min=3715r/min取3700r/min ?????? ?進(jìn)給速度：F =f×n =（0.2×3700）mm/min=740mm/min 3.9 填寫機(jī)械加工工藝過程卡片 根據(jù)本文上述分析，填寫機(jī)械加工工藝過程卡片詳情見附件 3.10 填寫數(shù)控加工工序卡 根據(jù)本文上述分析，填寫數(shù)控加工工藝卡片詳情見附件 第四章 零件的數(shù)控程序編制 4.1編程方法的選擇 數(shù)控編程方法可分為手工的編程和自動(dòng)編程兩種。 （1）手工編程 手工編程是指主要由人工來完成數(shù)控機(jī)床程序編制各個(gè)階段的工作。當(dāng)被加工零件形狀不十分復(fù)雜和程序較短時(shí)，都可以采用手工編程的方法。 手工編程在目前仍是廣泛采用的編程方式，即使在自動(dòng)編程高速發(fā)展的將來，手工編程的重要地位也不可取代，仍是自動(dòng)編程的基礎(chǔ)。在先進(jìn)的自動(dòng)編程方法中，許多重要的經(jīng)驗(yàn)都來源于手工編程，并不斷豐富和推動(dòng)自動(dòng)編程的發(fā)展。 （2）自動(dòng)編程 自動(dòng)編程是指借助數(shù)控語言編程系統(tǒng)或圖形編程系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)來自動(dòng)生成零件加工程序的過程。編程人員只需根據(jù)加工對(duì)象及工藝要求，借助數(shù)控語言編程系統(tǒng)規(guī)定的數(shù)控編程語言或圖形編程系統(tǒng)提供的圖形菜單功能，對(duì)加工過程與要求進(jìn)行較簡(jiǎn)便的描述，而由編程系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出加工運(yùn)動(dòng)軌跡，并輸出零件數(shù)控加工程序。由于在計(jì)算機(jī)上可自動(dòng)地繪出所編程序的圖形及進(jìn)給軌跡，所以能及時(shí)地檢查程序是否有錯(cuò)，并進(jìn)行修改，得到正確的程序。 綜合考慮該零件的外形，確定該零件采用UG軟件自動(dòng)編程的方法進(jìn)行編制，這樣做可以通過加工仿真更明確的發(fā)現(xiàn)程序是否有錯(cuò)誤。 4.2 軟件編程操作 4.2.1進(jìn)入加工模塊 1、在標(biāo)準(zhǔn)工具條中選擇“開始”→“加工”，系統(tǒng)將彈出“加工環(huán)境”對(duì)話框，在CAM設(shè)置選擇欄中選擇“mill-contour”模板，單擊“初始化”按鈕，系統(tǒng)將進(jìn)入型腔銑加工環(huán)境。 4.2.2創(chuàng)建幾何體 在操作導(dǎo)航器的幾何視圖中，設(shè)置加工坐標(biāo)系、零件和毛坯，為創(chuàng)建操作做準(zhǔn)備。 （1）設(shè)置加工坐標(biāo)系。 ①先將操作導(dǎo)航器轉(zhuǎn)換到幾何體視圖。 ②在“操作導(dǎo)航器-幾何體”中選擇“MCS-MILL”，單擊右鍵，在其快捷菜單中選擇“編輯”命令。 ③在彈出對(duì)話框中的“機(jī)床坐標(biāo)系”中的“指定MCS”欄中，單擊“自動(dòng)判斷” 圖標(biāo)，然后在圖形區(qū)域選擇毛坯的頂面，之后單擊“確定”，系統(tǒng)將自動(dòng)在毛坯的頂面中心位置創(chuàng)建加工坐標(biāo)系，如圖4.1所示。 圖4.1坐標(biāo)系設(shè)定 4.2.3設(shè)置幾何體 ①在“操作導(dǎo)航器-幾何體”中，雙擊“WORKPIECE”圖標(biāo)，將彈出“幾何體”對(duì)話框。 ②指定部件幾何體。在“幾何體”對(duì)話框中，單擊“指定部件”按鈕，將彈出“部件幾何體”對(duì)話框，在圖形區(qū)域選擇零件， 點(diǎn)擊“確認(rèn)”返回“幾何體”對(duì)話框，如圖4.2所示。 圖4.2幾何體設(shè)定 ③指定毛坯幾何體，在“幾何體”對(duì)話框中，單擊“指定毛坯”圖標(biāo)按鈕，將彈出“毛坯幾何體”對(duì)話框，選擇“幾何體”，單擊“選擇之前繪制好的毛坯零件”后選擇確定，返回“幾何體”對(duì)話框，如圖4.3所示。 圖4.3毛坯選擇 ④在“幾何體”對(duì)話框中單擊“確認(rèn)”，結(jié)束幾何體的設(shè)置操作。 4.2.4設(shè)置刀具 （1）在“創(chuàng)建操作”工具條中選擇“創(chuàng)建刀具”命令，進(jìn)入“創(chuàng)建刀具”對(duì)話框。 （2）先在“創(chuàng)建刀具”對(duì)話框中的類型選擇項(xiàng)內(nèi)選擇“mill-contour（銑型腔）”，然后在“刀具子類型”選項(xiàng)欄中選擇“立銑刀（MILL）”圖標(biāo)，并輸入刀具名稱D12，然后單擊“應(yīng)用”，進(jìn)入“刀具參數(shù)”對(duì)話框，設(shè)置參數(shù)后單擊“確定”，重復(fù)建立其他銑刀和鉆頭，最終完成刀具的創(chuàng)建。 4.2.5型腔銑加工操作 （1）在加工創(chuàng)建工具條中，單擊“創(chuàng)建操作”命令，系統(tǒng)將彈出“創(chuàng)建操作”對(duì)話框。 （2）在“創(chuàng)建操作”對(duì)話框中，選擇“類型”中選擇“mill-contour（銑型腔）”，然后在“操作子類型”中，選擇型腔銑模板圖標(biāo)CAVITY-MILL銑型腔。 （3）在“創(chuàng)建操作”對(duì)話框中設(shè)置其他參數(shù)：程序、刀具、幾何體、方法如圖4.4。 圖4.4參數(shù)設(shè)置 (4)在“創(chuàng)建操作”對(duì)話框中單擊“確定”，選擇切削區(qū)域、設(shè)置切削層、設(shè)置余量、進(jìn)給率如圖4.5。后續(xù)相同工序參數(shù)差不多。 圖4.5加工參數(shù)設(shè)置 （5）生成操作，如下圖所示。 圖4.6上表面粗加工刀路圖 圖4.7上表面精加工刀路圖 4.2.6曲面加工自動(dòng)編程 單擊【插入】工具欄上的【創(chuàng)建操作】圖標(biāo)，系統(tǒng)自動(dòng)彈出“創(chuàng)建操作”對(duì)話框，選擇“類型”為“mlii-contour”，選擇“操作子類型”為“FIXED_CONTOUR”（固定輪廓銑），“程序”設(shè)置為“qumianjiagon”、“刀具”選擇“R3”、“幾何體”設(shè)置為“WORKPIECE1”，單擊對(duì)話框中的“確定”按鈕將打開如圖4.8所示的“創(chuàng)建操作”對(duì)話框。 圖4.8創(chuàng)建操作對(duì)話框 在“固定輪廓銑”對(duì)話框中單擊【指定切削區(qū)域】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“切削區(qū)域”對(duì)話框，選擇切削區(qū)域，單擊確定鍵，返回“固定輪廓銑”對(duì)話框。如圖4.9所示。 圖4.9切削區(qū)域 在“固定輪廓銑”對(duì)話框中指定了所有的參數(shù)后，單擊對(duì)話框底部操作的生成圖標(biāo)，生成如圖4.10所示的固定輪廓銑精加工刀軌。 圖4.10曲面加工刀路 4.2.7其余表面加工刀路圖 其余表面的加工方法跟上表面凹槽一樣，參照凹槽的操作方法進(jìn)行家用本文不做詳述，最終得出加工零件的全部進(jìn)給刀路圖。 圖4.11銑開口槽刀路圖 圖4.12加工2個(gè)平底孔刀路圖 圖4.13銑菱形凹槽刀路圖 4.3加工仿真 在文章的最后，為了效驗(yàn)本次設(shè)計(jì)，安排的切削參數(shù)，工藝路線，機(jī)床選擇，刀具選擇等，是否合理，我們使用UG軟件的仿真加工功能，確定刀路是否合理，是否有過切，撞刀等問題。選中所有加工程序，點(diǎn)擊軟件上的確定刀軌，選擇2D動(dòng)態(tài)仿真。點(diǎn)擊開始，得如下圖。 圖4.14仿真加工 通過本次加工仿真，確定本次設(shè)計(jì)中使用的，工藝路線安排，刀具、機(jī)床、切削參數(shù)的選擇，正確合理，符合加工需要。 4.4后處理 先在操作導(dǎo)航器中選中各銑削圖標(biāo)，然后在“加工操作”工具條中單擊“后處理”按鈕，在“后處理”對(duì)話框中，后處理選擇“MILL-3-AXIS”，單位選擇“公制/部件” ，單擊“確定”后，系統(tǒng)就會(huì)生成加工操作的NC加工代碼，如圖4.15所示。 圖4.15加工代碼 總結(jié) 本次課題貫穿本專業(yè)所學(xué)到的議論知識(shí)與實(shí)踐操作技術(shù)，從分析設(shè)計(jì)到計(jì)算、操作得到成品，同時(shí)本次選題提供了自主學(xué)習(xí)，自主完成的機(jī)會(huì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)有實(shí)踐性，綜合性，探索性，應(yīng)用性等特點(diǎn)，本次選題的目的是數(shù)控專業(yè)教學(xué)體系中構(gòu)成數(shù)控技術(shù)專業(yè)知識(shí)及專業(yè)技能的重要組成部分，是運(yùn)用UG建模以及自動(dòng)編程的一次綜合練習(xí)。 加工設(shè)計(jì)理論已經(jīng)不拘泥于系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)，開始強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品尺寸精度，工藝嚴(yán)格性，從而更加有得于學(xué)生裝的數(shù)控編程及操作的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)做完，也將意味我的大學(xué)生活即將結(jié)束，但在這段時(shí)間里面我覺得自己是努力并快樂的。在繁忙的的日子里面，曾經(jīng)為解決技術(shù)上的問題，而去翻我所學(xué)專業(yè)的書籍。經(jīng)過這段時(shí)間我真正體會(huì)了很多，也感到了很多。 為了更深入的理解并掌握大學(xué)的專業(yè)知識(shí)，加強(qiáng)專業(yè)技能。通過此次的分析，需要對(duì)刀具的切削參數(shù)進(jìn)行計(jì)算等方面的問題給予考慮，這些方面的知識(shí)都需要我們?nèi)?fù)習(xí)以前的知識(shí)，在對(duì)以前學(xué)的知識(shí)進(jìn)行初步系統(tǒng)回顧之后，大腦形成一初步的印象。各專業(yè)課之間相關(guān)聯(lián)的知識(shí)也能很好的理解。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，給我最大的體會(huì)就是熟練操作技能來源我們對(duì)專業(yè)的熟練程度。 致謝 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我體驗(yàn)到進(jìn)行UG建模和數(shù)控編程的快樂，也使我明白今后的路還很長(zhǎng)，加工制造業(yè)領(lǐng)域隨著數(shù)控技術(shù)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、分析、制造（CAD/CADE/CAM）技術(shù)的普及與提高發(fā)生著巨大變化，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為各個(gè)制造企業(yè)發(fā)展開拓的重點(diǎn)，也代表著先進(jìn)的制造技術(shù)，因此我為能夠接觸和學(xué)習(xí)這方面的知識(shí)而感到驕傲！ 由于自己的水平有限，這篇文章并不能讓人感到滿意，但作為一名機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工作中遇到的問題是檢驗(yàn)所學(xué)的最好方法，本論文是希望從實(shí)際工作的角度探討自己對(duì)數(shù)控加工一點(diǎn)見解，也希望以此來檢驗(yàn)我對(duì)機(jī)械專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的運(yùn)用能力． 在此，我非常感謝指導(dǎo)老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，使我在學(xué)業(yè)上有了很大的進(jìn)步，這篇文章是我經(jīng)過反復(fù)思考修改完成的，由于自己的知識(shí)面有限，在文章可能還有許多不足之處，請(qǐng)老師們予以批評(píng)指正，同時(shí)論文在老師的指導(dǎo)下理論觀點(diǎn)，布局和寫作方法和實(shí)際工作等方面給予我極大的幫助和指導(dǎo)，在此我深表感謝！ 最后，感謝大學(xué)幾年來所有教過我的老師們！ 23 參考文獻(xiàn) [1] 肖慶和．吳軍．?dāng)?shù)控技術(shù). 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2011． [2] 曹井新．?dāng)?shù)控加工工藝與編程. 北京：電子工業(yè)出版社，2009． [3] 李道軍.UGNX數(shù)控編程[M]. 北京：中國(guó)鐵道出版社，2012 [4] 江劍鋒.CAD/CAM與數(shù)控機(jī)床加工[M]. 北京：中國(guó)人事出版社，2011 [5] 田萍.數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備北[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2005 [6] 陳洪濤.數(shù)控加工工藝與編程. 北京：高等教育出版社，2003 [7] 陳磊.機(jī)械制造工藝[M]. 北京：北京理工大學(xué)出版社，2010 [8] 王先逵.機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008 [9] 曾向陽等編著. UG基礎(chǔ)及應(yīng)用教程[M]. 北京：電子工業(yè)出版社.2003 [10] 繆德建等.CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)[M]. 南京：東南大學(xué)出版社，2005 [11] 楊偉群.數(shù)控工藝培訓(xùn)教程. 北京：清華大學(xué)出版社，2002 [12] 陳洪濤.數(shù)控加工工藝與編程. 北京：高等教育出版社，2003 24