基于UG的六面體零件的多軸五軸加工工藝及與VERICUT仿真數(shù)控編程含4張CAD圖.zip

基于UG的六面體零件的多軸五軸加工工藝及與VERICUT仿真數(shù)控編程含4張CAD圖.zip,基于,UG,六面體,零件,多軸五軸,加工,工藝,VERICUT,仿真,數(shù)控,編程,CAD I 基于 UG 的六面體零件的多軸加工工藝及仿真 摘 要 復(fù)雜形狀的零件越來(lái)越多 精度要求也越來(lái)越高 對(duì)于復(fù)雜零件 往往采 用數(shù)控機(jī)床或多軸數(shù)控加工中心 因此掌握零件的數(shù)控編程技巧與方法 并在 數(shù)控加工前對(duì)數(shù)控程序進(jìn)行仿真驗(yàn)證 利用計(jì)算機(jī)圖形顯示系統(tǒng)把加工過(guò)程中 零件模型 刀具軌跡 刀具外形一起顯示出來(lái) 對(duì)零件的加工過(guò)程進(jìn)行數(shù)控加 工仿真 對(duì)于減少零件的試切時(shí)間和次數(shù) 有效預(yù)防干涉 提高生產(chǎn)率等方面 都有非常重要的意義實(shí)踐依據(jù) 本文介紹了六面體零件從毛坯到成品的加工工藝 對(duì)零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分 析 制定了零件的加工工藝內(nèi)容 選擇了零件毛坯和設(shè)備 確定了定位基準(zhǔn) 對(duì)零件的加工工藝方案 切削用量的選擇等進(jìn)行了具體的分析 采用 UG 自動(dòng)編 寫多軸加工程序 并使用數(shù)控 Vericut 仿真軟件進(jìn)行銑削加工出零件 檢驗(yàn)程 序正確性 關(guān)鍵詞 數(shù)控機(jī)床 加工工藝 自動(dòng)編程 Vericut 仿真 銑削加工 II Abstract More and more complex parts of the shape accuracy requirements are also getting higher and higher for complex parts often using CNC machine tools or multi axis CNC machining center So the master NC programming skills and methods of parts and to verify the NC program in NC machining the use of computer graphics display system to process part model tool path cutting tool shape together displayed for the processing of parts of NC machining simulation to reduce the test time and the number of cutting parts to effectively prevent interference improve productivity and other aspects have very important significance on the basis of practice This paper introduces the processing technology of hexahedron parts from the blank to the finished product the parts of the structure are analyzed establishing a processing parts of the content The part blank and equipment were selected the locating datum was determined and the processing scheme of the parts and the choice of cutting parameters were analyzed and the multi axis machining program was written by UG The NC Vericut simulation software is used to process the parts Key words CNC machine tools processing technology automatic programming Vericut simulation milling III 目 錄 摘 要 II ABSTRACT III 第 1 章 課題產(chǎn)生的目的及背景 1 1 1 課題的目的及意義 1 第 2 章 零件加工工藝內(nèi)容 3 2 1 零件圖的分析 3 2 2 工藝設(shè)計(jì) 4 2 3 毛坯的分析 5 2 4 加工設(shè)備的選擇 5 2 5 選擇刀具 6 2 6 選擇夾具 8 2 7 定位基準(zhǔn)的選擇 9 2 8 加工工序的安排 9 2 9 切削用量的選擇 11 2 10 編寫工藝文件 13 第 3 章 基于 UG 的數(shù)控編程 14 3 1 工藝參數(shù)設(shè)定 14 3 2 程序的后處理 23 第 4 章 零件 VERICUT 仿真加工 25 4 1 VERICUT 軟件概括 25 4 2 創(chuàng)建 VERICUT 仿真步驟 25 4 2 1 項(xiàng)目初始化 25 4 2 2 建立機(jī)床模型和加載控制系統(tǒng)文件 27 IV 4 2 3 安裝夾具和毛坯 28 4 2 4 新建刀具和載入加工程序 29 4 2 5 建立坐標(biāo)系 30 4 2 6 設(shè)置 G 代碼偏置 31 4 3 仿真演示 31 總 結(jié) 33 致 謝 34 參考文獻(xiàn) 35 1 第 1 章 課題產(chǎn)生的目的及背景 1 1 課題的目的及意義 六面體配合件數(shù)控編程與 Vericut 仿真 是理論知識(shí)和實(shí)踐的課題 它主 要的意義是讓我們了解數(shù)控技術(shù) 了解數(shù)控技術(shù)給我們生活帶來(lái)的方便 給我 國(guó)的傳統(tǒng)工藝帶來(lái)的巨大的改變 同過(guò)去的傳統(tǒng)加工相比 數(shù)控不僅加工自動(dòng)化程度高 在數(shù)控機(jī)床加工零 件時(shí) 除了手工裝卸工件外 全部加工過(guò)程都是由機(jī)床自動(dòng)完成 而且 數(shù)控 加工精度高 加工質(zhì)量穩(wěn)定 數(shù)控加工尺寸精度通常在 0 005 0 1MM 之間 數(shù) 控加工對(duì)象比較廣泛 生產(chǎn)的效率也比較高 一方面自動(dòng)化程度高 在一次裝 夾中能完成較多表面 省去了劃線 多次裝夾 檢測(cè)等工序 例如凸輪零件在 加工過(guò)程中 先把刀對(duì)好 再利用數(shù)控編程技術(shù)使加工深度逐漸的加深 這樣 既能不損壞刀具 又能達(dá)到加工要求 這樣就提高了效率 數(shù)控技術(shù)生產(chǎn)的效 率 質(zhì)量是先進(jìn)技術(shù)的主題 21 世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng) 智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控 系統(tǒng)中的各個(gè)方面 為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化 如加工過(guò)程的 自適用控制 工藝參數(shù)自動(dòng)生成 為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用鏈接方便的智能化 如智能化的自動(dòng)編程 自動(dòng)化的人機(jī)界面等 還有智能診斷 智能監(jiān)控方面的內(nèi) 容 方便系統(tǒng)的診斷和維修等 為了充分發(fā)揮數(shù)控加工優(yōu)勢(shì) 數(shù)控加工正在向工序集中 更高速高效率 更 高精度 更高可靠性及更完善的功能方向發(fā)展 課題目的 1 培養(yǎng)和提高自己綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力 進(jìn)一 步將自己學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題當(dāng)中去 使所學(xué)的理論知識(shí)得到鞏固 擴(kuò)大 加深和系統(tǒng)化 2 學(xué)會(huì)利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)解決普通銑床難以解決的零件 使用現(xiàn)代數(shù)控 銑床編程數(shù)控程序銑削底面加設(shè)計(jì)零件 學(xué)會(huì)和同學(xué)們一起互相合作 互相探 討 培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神 2 2 課題任務(wù) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 實(shí)現(xiàn)途徑 課題任務(wù) 1 分析零件的數(shù)控銑削加工工藝 2 合理的選擇數(shù)控機(jī)床 3 利用數(shù)控銑床銑削零件 4 利用 UG CAD CAM 技術(shù)畫圖根據(jù)其圖樣自動(dòng)生成加工程序 然后轉(zhuǎn) 換到數(shù)控銑床 Vericut 仿真軟化上 讓其加工出合格的零件 3 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1 繪制 CAD 零件圖 了解零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求 2 根據(jù)生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件 對(duì)零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和工藝分析 有必要 的話 對(duì)原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出修改意見 3 確定毛坯的種類 繪制毛坯圖 4 擬定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程 確定加工方案 選擇各工序的加工設(shè)備 和工藝裝備 刀具 夾具 量具 加工設(shè)備等 確定各工序的加工余量和工序 尺寸 計(jì)算各工序的切削用量和工時(shí)定額 并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 5 對(duì)零件進(jìn)行 UG 分析 6 對(duì)零件進(jìn)行 UG CAM 自動(dòng)編程 7 生成 NC 代碼導(dǎo)入 Vericut 仿真軟件進(jìn)行仿真加工 3 第 2 章 零件加工工藝內(nèi)容 2 1 零件圖的分析 如圖 2 1 和圖 2 2 所示 該兩個(gè)零件為數(shù)控多軸加工類零件 可以看出該 六面體配合件 件一有平面 凸臺(tái) 型腔 橢圓等等的內(nèi)容組成 件二有橢圓 凸臺(tái)組成 圖 2 1 件一 CAD 零件圖 圖 2 2 件一 UG 零件圖 4 圖 2 3 件二 CAD 零件圖 圖 2 4 件二 UG 零件圖 2 2 工藝設(shè)計(jì) 1 工藝設(shè)計(jì) 1 對(duì)零件進(jìn)行工藝分析 2 選擇毛坯和機(jī)床 3 確定加工方案 5 4 選擇刀具并填寫工具單 5 確定零件裝夾方式 6 確定粗 精加工切削用量 7 確定工序內(nèi)容并填寫工序卡 2 編寫加工程序 1 建立工件坐標(biāo)系 2 刀具的建立 3 切削參數(shù)的設(shè)置 4 編寫加工程序 3 Vericut 仿真加工 1 組件五軸機(jī)床 2 設(shè)置仿真加工參數(shù) 3 零件加工 2 3 毛坯的分析 根據(jù)零件的設(shè)計(jì)和運(yùn)用領(lǐng)域等方面 零件材料 性能以及現(xiàn)有的 選擇零 件的材料 板料鋼件為未經(jīng)淬硬處理的 45 鋼鍛件 材料名稱 優(yōu)質(zhì)碳素鋼 GB699 88 退火鋼抗拉強(qiáng)度 600 MPa 屈服強(qiáng)度 355 MPa 延 長(zhǎng) 率 16 斷面收縮率 40 布氏硬度 197 HB 再根據(jù)零件的形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 該零件選擇 50mm 的棒料 長(zhǎng)度為 170mm 2 4 加工設(shè)備的選擇 數(shù)控機(jī)床與其他自動(dòng)機(jī)床的一個(gè)顯著區(qū)別在于當(dāng)加工對(duì)象改變時(shí) 除了重 新裝夾工件和更換刀具外 只需更換相應(yīng)的控制介質(zhì) 而不需對(duì)機(jī)床作任何調(diào) 6 整 就可自動(dòng)加工出新的工件 由此可見 數(shù)控機(jī)床與其他機(jī)床相比 在進(jìn)行小批量 復(fù)雜零件生產(chǎn)時(shí) 具有極其顯著的優(yōu)越性 該六面體零件 則必須用五軸以上聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床才能準(zhǔn)確地將其加工出 來(lái) 由于數(shù)控機(jī)床具有四軸聯(lián)動(dòng)或五軸聯(lián)動(dòng)的功能 則利用它進(jìn)行多軸加工時(shí) 既可以軸的旋轉(zhuǎn)來(lái)對(duì)工件進(jìn)行準(zhǔn)確地切削 又可以利用其轉(zhuǎn)動(dòng)軸工作使刀具的 刀體或刀桿部分避讓開工件其它部分 避免發(fā)生干涉或過(guò)切 早在七十年代初 我國(guó)的幾家大型企業(yè)就開始將數(shù)控機(jī)床用于整體扇葉的加工上 目前 我國(guó)已 有越來(lái)越多的廠家開始采用五軸機(jī)床 尤其是國(guó)防工業(yè)中所用的航空領(lǐng)域 如 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子 風(fēng)扇 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪等 目前都已采用多坐標(biāo)數(shù)控機(jī) 床加工 國(guó)內(nèi)所用的機(jī)床大多是引進(jìn)的具有國(guó)際先進(jìn)水平的四 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控 機(jī)床 故本次設(shè)計(jì)選擇的機(jī)床為德國(guó)哈默 C42 高速龍門式五軸聯(lián)動(dòng)加工中心技術(shù) 參數(shù) X 軸行程 600mm Y 軸行程 450mm Z 軸行程 450mm 主軸轉(zhuǎn)速 10 000 或 16 000 或 40 000rpm X Y Z 快速移動(dòng)速度 45m min 控制系統(tǒng) Sin840D 夾緊工作臺(tái) 800 465mm 工作臺(tái)最大承重 1000kg 內(nèi)置數(shù)控回轉(zhuǎn)擺動(dòng)工作臺(tái) 在夾緊工作臺(tái)內(nèi) 280mm 工作臺(tái)最大承重 115 刀具交換系統(tǒng) 300kg 2 5 選擇刀具 數(shù)控機(jī)床上用的刀具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便 剛性好 精度高 耐用度好等 7 要求 對(duì)刀具的基本要求 1 銑刀剛性要好 銑刀剛性要好的目的有二 一是為提高生產(chǎn)效率而采 用大切削用量的需要 二是為適應(yīng)數(shù)控銑床加工過(guò)程中難以調(diào)整切削用量的特 點(diǎn) 2 銑刀的耐用度要高 尤其是當(dāng)一把銑刀加工的內(nèi)容很多時(shí) 如刀具不 耐用而磨損較快 不僅會(huì)影響零件的表面質(zhì)量與加工精度 而且會(huì)增加換刀引 起的調(diào)刀與對(duì)刀次數(shù) 也會(huì)使工作表面留下因?qū)Φ墩`差而形成的接刀臺(tái)階 除 上述兩點(diǎn)之外 銑刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇及排屑性能等也非常重要 根據(jù)不同的加工內(nèi)容 則需要不同規(guī)格的刀具來(lái)進(jìn)行加工 該零件材料為 45 鋼 綜合分析確定切削用刀具材料應(yīng)具備的性能有 1 高速鋼 比工具鋼硬 用于低速或不連續(xù)切削 刀具壽命較長(zhǎng) 2 高性能高速鋼 強(qiáng)韌 抗邊緣磨損性強(qiáng) 用于可粗切或精切任何材料 包括鋼 不銹鋼 非鐵和非金屬材料 切削速度可比高速鋼高 強(qiáng)度和韌性較 粉末冶金好 3 粉末冶金高速鋼 良好的抗熱性和抗碎片磨損 用于切削鋼 高溫合 金 不銹鋼 鋁 碳鋼及合金鋼和其他不易加工的材料 切削速度可比高性能 高速鋼高 15 4 硬質(zhì)合金 耐磨損 耐熱 用于可鍛鑄鐵 碳鋼 合金鋼 不銹鋼 鋁合金的精加工 壽命比一般工具鋼高 10 20 倍 5 陶瓷 高硬度 耐熱沖擊性好 用于高速粗加工 鑄鐵和鋼的精加工 也適合加有色金屬和非金屬材料不適合加工鋁 鎂 鈦及其合金 還可用于高 速加工 6 立方氮化硼 超強(qiáng)硬度 耐磨性好 用于硬度大于 450HBW 材料的 高速切削 刀具壽命長(zhǎng) 可實(shí)現(xiàn)超精表面加工 7 聚晶金剛石 超強(qiáng)硬度 耐磨性好 用于粗切和精切鋁等有色金屬和 非金屬材料 刀具壽命長(zhǎng) 可實(shí)現(xiàn)超精表面加工 刀具卡 2 1 如下 8 表 2 1 數(shù)控加工刀具卡 產(chǎn)品名稱 六面體零件 零件圖號(hào) 1 補(bǔ)償值 mm 備注 刀具 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具名稱 刀柄型號(hào) 直徑 mm 長(zhǎng)度 mm 1 T1 10mm 立銑刀 BT40 10 實(shí)測(cè) H01 2 T2 8mm 立銑刀 BT40 8 實(shí)測(cè) H02 3 T3 4mm 球頭刀 BT40 4 實(shí)測(cè) H03 4 T4 2mm 立銑刀 BT40 2 實(shí)測(cè) H04 編制 審核 批準(zhǔn) 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè) 2 6 選擇夾具 在確定裝夾方案時(shí) 只需根據(jù)已選定的加工表面和定位基準(zhǔn)確定工件的定 位夾緊方式 并選擇合適的夾具 1 專用夾具 一般在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定 批量較大的生產(chǎn)中采用各種專用夾 具 可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度 除大批量生產(chǎn)之外 中小批量生產(chǎn)中也 需要采用一些專用夾具 但在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 2 組合夾具 組合夾具是一種模塊化的夾具 標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件具有較高 的精度和賴磨性 可組裝成各種夾具 夾具用完可拆卸 清洗后可留 待組裝 新的夾具 由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 元件能重復(fù)多次使用并具 有減少專用夾具數(shù)量等優(yōu)點(diǎn) 3 通用夾具 已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具 稱為通 用夾具 其尺寸 結(jié)構(gòu)已經(jīng)規(guī)范化 而且具有一定的通用性 這類夾具適應(yīng)性 強(qiáng) 可用于一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件 價(jià)格便宜 其缺點(diǎn)是夾具精度 不高 生產(chǎn)效率也比較低 較難裝夾 一般適用于單件小批量生產(chǎn)中 9 選擇裝夾方法的要點(diǎn) 1 盡可能的選擇箱體的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn) 粗基準(zhǔn)的選擇要保證重要表 面的加工余量均勻 使不加工表面的尺寸 位置符合圖紙的要求 且便于裝夾 2 加工中心高速?gòu)?qiáng)力切削時(shí) 定位基準(zhǔn)要有足夠的接觸面積和分布面積 以承受大的切削力且定位移動(dòng)可靠 3 夾具本身要以加工中心工作臺(tái)上的基準(zhǔn)槽或基準(zhǔn)孔來(lái)定位并安裝到機(jī) 床上 這可確保零件的工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系固定的尺寸關(guān)系 這是和普通 機(jī)床的一個(gè)重要區(qū)別 經(jīng)綜合分析 該零件應(yīng)選用平口虎鉗裝夾即可 圖 2 1 平口虎鉗 2 7 定位基準(zhǔn)的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一 也是保證加工精度的關(guān)鍵 1 粗基準(zhǔn)的原則 重要表面余量均勻原則 工件表面間相互位置要求原則 余量足夠 原則 定位可靠原則 不重復(fù)使用原則 2 精基準(zhǔn)的原則 基準(zhǔn)重合原則 統(tǒng)一基準(zhǔn)原則 自為基準(zhǔn)原則 互為基準(zhǔn)反復(fù)加 10 工原則 定位可靠性原則 2 8 加工工序的安排 在數(shù)控加工中 刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡稱為加工路線 加工路 線的確定原則 1 加工路線因保證被加工零件的精度和表面粗糙度 且效率高 2 使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單 減少編程工作量 3 應(yīng)使加工路線最短 這樣既可以減少程序段 又可以減少空刀時(shí)間 根據(jù)零件圖樣 制定以下工藝方案 件一加工工藝方案如下 工序一 下料 102x82x52mm 工序二 整體開粗銑 A 面以上部位 工序三 半精加工 150 的斜平面上的圓弧凸臺(tái) 工序四 半精加工兩側(cè) R8 的小凹槽 工序五 精加工上平面 工序六 精加工 150 的斜平面上的圓弧凸臺(tái) 工序七 精加工 10 的斜面 工序八 精加工兩側(cè) R8 的小凹槽 工序九 精加工整體外形輪廓 工序十 精加工斜面上凸臺(tái)倒角和平面上的型腔倒角 工序十一 開粗銑 17 55 的圓弧型腔 工序十二 精銑 17 55 的圓弧型腔 11 工序十三 翻面開粗銑圓弧形凸臺(tái) 工序十四 精加工圓弧形凸臺(tái) 工序十五 去毛刺 工序十六 檢驗(yàn) 工序十七 入庫(kù) 件二加工工藝方案如下 工序一 下料 46x82x17mm 工序二 在普通銑床上加工至要求尺寸 44x80 x15mm 工序三 整體開粗銑橢圓凸臺(tái) 工序四 精銑橢圓凸臺(tái) 工序五 精銑橢圓凸臺(tái)上的倒角 工序六 去毛刺 工序七 檢驗(yàn) 工序八 入庫(kù) 2 9 切削用量的選擇 對(duì)于高效率的數(shù)控加工機(jī)床加工來(lái)說(shuō) 被加工材料 切削刀具 切削用量 是三大要素 這些條件決定著加工時(shí)間 刀具壽命和加工質(zhì)量 經(jīng)濟(jì) 有效的 加工方式 要求必須合理地選擇切削條件 編程人員在確定切削用量時(shí) 要根據(jù)被加工工件材料 硬度 切削狀態(tài) 背吃刀量 進(jìn)給量 刀具耐用度 最后選擇合適的切削速度 12 1 主軸轉(zhuǎn)速的確定 主要根據(jù)允許的切削速度 Vc m min 選取 主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算公式 wcdvn10 式中 主軸轉(zhuǎn)速 r min 切削速度 m min cv 刀具直徑 mm wd 由于每把刀計(jì)算方式相同 現(xiàn)選取 20R0 8mm 圓鼻刀為例說(shuō)明其計(jì)算過(guò)程 根據(jù)參考銑削時(shí)切削速度 Vc 表 根據(jù) MVC850B 立式數(shù)控銑床主軸轉(zhuǎn)速 選取 n 1000 x80 20 3 14 1273 r min 根據(jù)切削原理可知 切削速度的高低主要取決于被加工零件的精度 材料 刀具的材料和刀具耐用度等因素 銑削時(shí)切削速度 Vc 表 切削速度 m min cv工件材料 硬度 HBS 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 225 18 42 66 150 225 325 12 36 54 120鋼 325 425 6 21 36 75 190 21 36 66 150 190 260 9 18 45 90鑄鐵 160 320 4 5 10 21 30 鋁 70 120 100 200 200 400 黃銅 53 56 20 50 100 180 2 進(jìn)給速度的確定 切削進(jìn)給速度 F 是切削時(shí)單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移 單位 mm min 它與銑刀的轉(zhuǎn)速 n 銑刀齒數(shù) z 及每齒進(jìn)給量 mm z 的關(guān)Zf 系為 13 F ZNZf 每齒進(jìn)給量 的選取主要取決于工件材料的力學(xué)性能 刀具材料 工件表Zf 面粗糙度值等因素 工件材料的強(qiáng)度和硬度越高 越小 反之則越大 工件Zf 表面粗糙度值越小 就越小 硬質(zhì)合金銑刀的每齒進(jìn)給量高于同類高速鋼銑Zf 刀 刀每齒進(jìn)給量 表Zf 每齒進(jìn)給量 mm z Zf 粗銑 精銑工件材料 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 鋼 0 10 0 15 0 10 0 25 鑄鐵 0 12 0 20 0 15 0 30 0 02 0 05 0 10 0 15 鋁 0 06 0 20 0 10 0 25 0 05 0 10 0 02 0 05 總之 切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能 相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn) 用類比方法確定 同時(shí) 使主軸轉(zhuǎn)速 切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng) 以形成最佳切削用量 選擇時(shí)應(yīng)使主軸轉(zhuǎn)速 切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng) 以形成最佳 切削用量 2 10 編寫工藝文件 工藝設(shè)計(jì)完成后就需要形成紙質(zhì)或電子文檔 常稱為工藝卡片或工藝規(guī)程 可統(tǒng)稱為工藝文件 工藝文件應(yīng)包括下列內(nèi)容 1 機(jī)床 工裝 量具和量?jī)x 附件 毛坯等規(guī)格型號(hào) 2 工序 工步表格 3 和工序 工步表格相關(guān)聯(lián)的程序清單 14 4 和管理有關(guān)的工時(shí)定額 日期 人員 權(quán)限等記錄 此零件的工藝過(guò)程卡片參見附表 第 3 章 基于 UG 的數(shù)控編程 通過(guò)草圖拉伸對(duì)毛坯進(jìn)行設(shè)定 同時(shí)要確定毛坯中心在系統(tǒng)坐標(biāo)系 繪圖 坐標(biāo)系 中的坐標(biāo)值 因?yàn)樵摾L圖原點(diǎn)在圖形的底平面上 所以毛坯中心的 坐標(biāo)值設(shè)定值為 0 0 0 注意對(duì)刀時(shí) 刀具找正毛坯中心后 要按該坐標(biāo)值設(shè) 定毛坯中心 3 1 工藝參數(shù)設(shè)定 1 建立坐標(biāo)系 首先我們先建立基準(zhǔn)坐標(biāo)系 點(diǎn)擊幾何視圖按鈕 然后雙擊操作工具欄的 MCS 選擇工件上的坐標(biāo)系 如圖 3 1 所示 圖 3 1 坐標(biāo)系的建立 2 設(shè)置幾何體和毛坯 雙擊右邊導(dǎo)航器里的 WORKPIECE 進(jìn)行設(shè)置加工工件與加工毛坯 如圖 3 2 所示 15 圖 3 2 設(shè)置加工工件與毛坯 3 創(chuàng)建刀具 在 插入 工具欄上單擊 創(chuàng)建刀具 按鈕 系統(tǒng)彈出如圖所示的 創(chuàng)建刀 具 對(duì)話框 如圖 3 3 所示 圖 3 3 創(chuàng)建刀具 選擇 類型 為 mill contour 輪廓銑 在 刀具子類型 下選擇 MILL 銑刀 在 名稱 文本框中輸入 ED10 單擊對(duì)話框中的 確定 按鈕 系統(tǒng)彈出如圖所示的 銑刀 5 參數(shù) 對(duì)話框 在 直徑 文本框中輸入 10 在 底圓角半徑 文本框中輸入 0 在 長(zhǎng)度 文本框中輸入 75 在 刀刃長(zhǎng)度 文本框中輸入 50 如圖 4 4 所示 以同樣方法創(chuàng)建剩余的刀 具 16 圖 3 4 創(chuàng)建立銑刀 4 創(chuàng)建編程操作 單擊 插入 工具欄上的 創(chuàng)建操作 圖標(biāo) 系統(tǒng)自動(dòng)彈出如圖所示的 創(chuàng)建操作 對(duì)話框 選擇 類型 為 mill planar 選擇 操作子類型 為 CAVATY MILL 型腔銑 程序 刀具 幾何體 方法 和名稱分別設(shè)置為 PROGRAM ED10 WORKPIECE MILL ROUGH KAICU 單 擊對(duì)話框中的 確定 按鈕將打開如圖所示的 型腔銑 對(duì)話框 如圖 3 5 和 3 6 所示 圖 3 5 圖 3 6 A 切削模式 在 切削模式 下拉列表中選擇 跟隨周邊 B 歩距 在 歩距 下拉列表選擇 刀具平直 C 平面直徑百分比 在 平面直徑百分比 文本輸入框中輸入 50 D 全局每刀深度 在 全局每刀深度 文本輸入框中輸入 1 17 E 切削參數(shù) 在 平面銑 對(duì)話框中點(diǎn)擊 切削參數(shù) 圖標(biāo) 系統(tǒng)彈出 切削參數(shù) 對(duì)話框 策略 選項(xiàng)卡參數(shù)界面 設(shè)置 切削方向 為 逆銑 切削順序 為 深度優(yōu)先 圖樣方向 為 向外 壁清理 為 自動(dòng) 并設(shè)置 島清理 余量 選項(xiàng)卡參數(shù) 不使用 底部面和側(cè)壁余量一致 部件側(cè)面余量采用繼承自 MILL ROUGH 為 0 2 部件底部面余量采用 0 2 內(nèi)公差 為 0 03 外公差 為 0 01 F 設(shè)置刀軸 選擇指定矢量 選擇面 平面法向 選擇大平面 單擊 型腔銑 對(duì)話框底部操作組的 確認(rèn) 圖標(biāo) 系統(tǒng)彈出 刀軌可視 化 對(duì)話框 選擇 2D 動(dòng)態(tài) 單擊播放按鈕 型腔銑粗加工效果如下圖所示 確認(rèn)刀 軌正確后 單擊對(duì)話框中的 確定 按鈕關(guān)閉對(duì)話框 完成多軸型腔銑操作的 創(chuàng)建 如圖組 3 7 所示 18 圖組 3 7 單擊 插入 工具欄上的 創(chuàng)建操作 圖標(biāo) 系統(tǒng)自動(dòng)彈出如圖所示的 創(chuàng)建操作 對(duì)話框 選擇 類型 為 mill planar 選擇 操作子類型 為 FANC MILL 平面 程序 刀具 幾何體 方法 和名稱分別設(shè)置為 PROGRAM ED10 WORKPIECE MILL ROUGH ercikaicu 單 擊對(duì)話框中的 確定 按鈕將打開如圖所示的 平面銑 對(duì)話框 如圖 3 8 和 3 9 所示 圖 3 8 圖 3 9 A 切削模式 在 切削模式 下拉列表中選擇 跟隨周邊 B 歩距 在 歩距 下拉列表選擇 刀具平直 C 平面直徑百分比 在 平面直徑百分比 文本輸入框中輸入 50 D 全局每刀深度 在 全局每刀深度 文本輸入框中輸入 1 E 切削參數(shù) 在 平面銑 對(duì)話框中點(diǎn)擊 切削參數(shù) 圖標(biāo) 系統(tǒng)彈出 切削參數(shù) 對(duì)話框 策略 選項(xiàng)卡參數(shù)界面 設(shè)置 切削方向 為 逆銑 切削順序 為 深度優(yōu)先 圖樣方向 為 向外 壁清理 為 自動(dòng) 并設(shè)置 島清理 余量 選項(xiàng)卡參數(shù) 不使用 底部面和側(cè)壁余量一致 19 部件側(cè)面余量采用繼承自 MILL ROUGH 為 0 2 部件底部面余量采用 0 2 內(nèi)公差 為 0 03 外公差 為 0 01 F 設(shè)置刀軸 選擇指定矢量 選擇面 平面法向 選擇 150 的斜面 單擊 平面銑 對(duì)話框底部操作組的 確認(rèn) 圖標(biāo) 系統(tǒng)彈出 刀軌可視 化 對(duì)話框 選擇 2D 動(dòng)態(tài) 單擊播放按鈕 型腔銑粗加工效果如下圖所示 確認(rèn)刀 軌正確后 單擊對(duì)話框中的 確定 按鈕關(guān)閉對(duì)話框 完成 3 1 多軸平面銑操 作的創(chuàng)建 如圖組 3 10 所示 圖組 3 10 同理銑兩側(cè)的小型腔 如圖 3 11 所示 20 圖 3 11 精加工上平面 如圖 3 12 所示 圖 3 12 精加工斜面 如圖 3 13 所示 圖 3 13 精加工兩邊側(cè)面 如圖 3 14 所示 21 圖 3 14 精加工圓弧小型腔 如圖 3 15 所示 圖 3 15 精加工整體外形輪廓 如圖 3 16 所示 圖 3 16 精加工凸臺(tái)倒角和型腔倒角 如圖 3 17 所示 22 圖 3 17 粗精加工銑圓弧小型腔 如圖組 3 18 所示 圖 3 18 翻面加工 B 區(qū)域 整體開粗 如下圖 3 19 所示 圖 3 19 23 精加工 B 面 如下圖 3 20 所示 圖 3 20 同理加工另外一個(gè)零件 整體開粗如下圖 3 21 所示 圖 3 21 精加工平面和橢圓上的倒角 如圖 3 22 所示 圖 3 22 3 2 程序的后處理 最后在 PROGRAM 上右鍵彈出菜單 選擇 后處理 選項(xiàng) 彈出后處理器 24 在其中選擇后處理文件 這里選擇已經(jīng)編輯設(shè)置好的西門子系統(tǒng)后處理文件 如下圖所示的 5 AXIS 文件 指定存放位置 確認(rèn)輸出 生成 G 代碼 至此 加工完成 如圖 3 23 和 3 24 所示 圖 3 23 25 圖 3 24 注 因?yàn)槌绦蜉^多 附錄記事本文檔里有相對(duì)應(yīng)的編制程序 請(qǐng)查閱 26 第 4 章 零件 Vericut 仿真加工 4 1 VERICUT 軟件概括 GTech Vericut 的產(chǎn)品供應(yīng)商 是成熟的專業(yè)的數(shù)控加工仿真軟件供應(yīng)商 是數(shù)控加工仿真和程序優(yōu)化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者 從 1988 年開始服務(wù)于航空等行業(yè) Vericut 軟件已經(jīng)該領(lǐng)域的事實(shí)的標(biāo)準(zhǔn) 同行業(yè)的成飛 西飛 沈飛 昌飛 陜 飛 西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)等機(jī)械加工企業(yè) 已經(jīng)引進(jìn)并成功實(shí)施了 VERICUT 數(shù)控 加工仿真軟件 為企業(yè)帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益 其特點(diǎn)主要有 1 驗(yàn)證數(shù)控程序的正確性 減少零件首件調(diào)試風(fēng)險(xiǎn) 增加程序的可信度 2 模擬數(shù)控機(jī)床的實(shí)際運(yùn)動(dòng) 檢查潛在的碰撞錯(cuò)誤 降低機(jī)床碰撞的風(fēng)險(xiǎn) 3 優(yōu)化程序 提高加工效率 延長(zhǎng)刀具壽命 4 2 創(chuàng)建 VERICUT 仿真步驟 4 2 1 項(xiàng)目初始化 打開應(yīng)用軟件 vericut 進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)界面 如下圖 4 1 所示 圖 4 1 點(diǎn)擊文件 點(diǎn)擊新建項(xiàng)目如下圖 4 2 所示 27 圖 4 2 選擇模板 如下圖 4 3 所示 圖 4 3 進(jìn)入新項(xiàng)目界面 此時(shí)項(xiàng)目初始化以完成 如下圖 4 4 所示 圖 4 4 28 4 2 2 建立機(jī)床模型和加載控制系統(tǒng)文件 雙擊 控制系統(tǒng) 選擇控制系統(tǒng) sin840D 如下圖 4 5 所示 圖 4 5 雙擊機(jī)床選項(xiàng) 選擇自己的機(jī)床樣式 如下圖 4 6 所示 圖 4 6 29 4 2 3 安裝夾具和毛坯 點(diǎn)擊附屬類型 如下圖 4 7 所示 圖 4 7 選擇夾具 添加夾具 如下圖 4 8 所示 圖 4 8 選擇毛坯 添加毛坯 如下圖 4 9 所示 30 圖 4 9 4 2 4 新建刀具和載入加工程序 雙擊 添加需要的刀具 如下圖 4 10 和圖 4 11 所示 圖 4 10 31 圖 4 11 點(diǎn)擊 添加我們需要加工的程序 如下圖 4 12 所示 圖 4 12 4 2 5 建立坐標(biāo)系 點(diǎn)擊 Program Zero 在零件中心端面上設(shè)置工件坐 標(biāo)系 如下圖 4 13 所示 圖 4 13 32 4 2 6 設(shè)置 G 代碼偏置 接著設(shè)置我們的代碼偏置參數(shù) 如下圖 4 14 所示 圖 4 14 4 3 仿真演示 VERICUT 刀具路徑在視覺上最佳化 一次 NC 機(jī)床撞機(jī)可能花費(fèi)數(shù)萬(wàn)元 一次 NC 程序出錯(cuò)零件就會(huì)報(bào)廢 除了機(jī)床可能損壞外 而且延誤整個(gè)產(chǎn)品開 發(fā)計(jì)劃 VERICUT 可用于檢測(cè)機(jī)床 控制器在指令上的沖突避免機(jī)床碰撞和程 序的檢查是否過(guò)切碰撞等等 VERICUT 的 NC 機(jī)械與控制器模擬 其特色是它 可以去建構(gòu)模擬 NC 機(jī)床和制器 由于有著相同功能驅(qū)動(dòng) 所以在電腦上模擬 的機(jī)床傳動(dòng)會(huì)與工廠的機(jī)床傳動(dòng)完全一樣 VERICUT 這項(xiàng)功能是 UG 無(wú)法比擬 的 UG 仿真無(wú)法檢查碰撞機(jī)床 33 圖 4 15 34 總 結(jié) 短短幾周的畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我發(fā)現(xiàn)自己所掌握的知識(shí)是如此貧乏 自己綜合 應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)的能力是如此不足 兩年來(lái)學(xué)習(xí)了那么多課程 今天才知道 自己并不會(huì)用 在這次作畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間里自己又學(xué)到了很多知識(shí) 也讓我由 理論轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際的一個(gè)轉(zhuǎn)折 因此 它在幾年的學(xué)習(xí)中占有重要的地位 這樣培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用已學(xué)過(guò)的專業(yè)課的理論知識(shí) 獨(dú)立分析和擬訂一個(gè) 零件的合理的工藝路線 而且進(jìn)一步培養(yǎng)了我們的機(jī)械制圖 分析計(jì)算 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 編寫技術(shù)文件等基本能力 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我進(jìn)一步地理解了所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)及具體運(yùn)用了 這些知識(shí) 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 使自己對(duì)工藝人員所從事的工作有了親身的體 驗(yàn) 學(xué)會(huì)了查圖表 資料 手冊(cè)等工具書 總之 通過(guò)實(shí)例對(duì)工藝規(guī)程的編制和切削用量的選擇計(jì)算等做了一次練習(xí) 使我受益匪淺 為我今后學(xué)習(xí)和工作打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)而良好的基礎(chǔ) 35 致 謝 本論文在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下已完成 在學(xué)習(xí)和生活期間 也始終感受著老師的精心指導(dǎo)和無(wú)私的關(guān)懷 使我受益匪淺 在此向老師表示 深深的感謝和崇高的敬意 不積跬步何以至千里 本設(shè)計(jì)能夠順利的完成 歸 功于老師的認(rèn)真負(fù)責(zé) 使我能夠良好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí) 并在設(shè)計(jì)中得以 體現(xiàn) 同時(shí)我在網(wǎng)上也搜集了不少相關(guān)資料 才使我的畢業(yè)論文順利完成 在 此我再次向幫助我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的所有人表示由衷的感謝 大學(xué)生活就快走入尾聲 我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào) 心中是無(wú)盡的難 舍與眷戀 從這里走出 對(duì)我的人生來(lái)說(shuō) 將是踏上一個(gè)新的征程 要把所學(xué) 的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際工作中去 即將結(jié)束再次學(xué)習(xí)的生活 相信等待我的是一片 充滿機(jī)遇 風(fēng)險(xiǎn)與快樂的土地 36 參考文獻(xiàn) 1 趙長(zhǎng)旭 數(shù)控加工工藝 西安 西安電子科技大學(xué)出版社 2007 9 2 江洪 UG NX6 基礎(chǔ)教程 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 1 3 王甫茂 機(jī)械制造基礎(chǔ) 上海 上海交通大學(xué)出版社 2005 4 呂思科 機(jī)械制圖 北京 北京理工大學(xué)出版社 2007 7 5 艾興 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 9 6 章富安 對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)發(fā)展的思考 中國(guó)機(jī)械工程 1999 7 顧京 數(shù)控加工編程與操作 北京 高等教育出版社 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