閥本體產(chǎn)品造型及本體模具數(shù)控加工工藝及程序編制編程仿真含NX三維及CAD圖.zip

閥本體產(chǎn)品造型及本體模具數(shù)控加工工藝及程序編制編程仿真含NX三維及CAD圖.zip,本體,產(chǎn)品,造型,模具,數(shù)控,加工,工藝,程序,編制,編程,仿真,NX,三維,CAD 本體產(chǎn)品造型及本體模具數(shù)控加工工藝及程序編制 摘 要 數(shù)控技術(shù)集計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制、傳感測(cè)量、機(jī)械制造、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體，它的發(fā)展和運(yùn)用，開創(chuàng)了制造業(yè)的新時(shí)代，數(shù)控技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)志。 本論文是對(duì)本體產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)及其模具數(shù)控加工的描述，包容了零件圖樣的分析、刀具和夾具的選用、工藝路線的擬定以及手工編程的全部?jī)?nèi)容。在零件的加工過程中工藝分析是尤其重要的，而數(shù)控加工工藝分析與處理是數(shù)控編程的前提和依據(jù)，沒有符合實(shí)際的數(shù)控加工工藝，就不可能有真正可行的數(shù)控加工程序，所以這次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就在數(shù)控加工工藝上，結(jié)合數(shù)控加工工藝要求和零件的使用要求對(duì)零件的數(shù)控加工工藝流程作了的分析。 關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；本體產(chǎn)品；數(shù)控加工；數(shù)控編程；加工工藝 Abstract Numerical control technology and computer technology, electronic technology, automatic control, sensor measurement, machinery manufacturing, network communication technology, its development and use, creating a new era of the manufacturing industry, the level of NC technology has become the core measure of a country manufacturing industry modernization degree symbols. This paper is a description of the product design and mold NC machining, including the analysis of the parts, the selection of tools and fixtures, the preparation of the technical route and the whole content of the manual programming. In the process of technological analysis is particularly important, and the analysis of NC machining technology and processing is the premise and basis of NC programming, NC machining process is not practical, there is no real feasible NC program, so the key to the design in NC machining process, combined with the analysis of the use of CNC machining the process requirements and the requirements of parts CNC machining process of parts made of. Key words: numerical control technology; ontology product; NC machining; NC programming; processing technology  目 錄 摘 要 I Abstract II 1 數(shù)控加工技術(shù)概述 1 2 本體零件三維造型設(shè)計(jì) 3 2.1本體CAD零件圖 3 2.2本體三維造型 3 3 本體模具工藝設(shè)計(jì) 9 3.1本體模具零件圖 9 3.2 零件毛坯的選擇 9 3.3 零件裝夾 10 3.4 工藝性分析 10 3.5機(jī)床選擇 11 3.6 刀具的選擇 12 3.6.1刀具類型 12 3.6.2選擇數(shù)控刀具的原則 13 3.7 制定加工工藝順序 14 3.8 切削用量的選擇 15 3.8.1 主軸轉(zhuǎn)速的選擇 15 3.8.2進(jìn)給速度的選擇 16 3.8.3 背吃刀量的確定 16 3.9 加工工藝卡 17 4 模具零件UG編程與仿真 18 4.1編程原點(diǎn)的確定 18 4.2數(shù)學(xué)處理 18 4.2.1確定編程坐標(biāo) 18 4.2.2數(shù)控加工誤差 18 4.3 本體模具A件編程與仿真 18 4.4 本體模具B件編程與仿真 24 4.5后處理 25 總 結(jié) 28 致 謝 29 參考文獻(xiàn) 30 IV 1 數(shù)控加工技術(shù)概述 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈, 機(jī)械加工業(yè)大量采用數(shù)控機(jī)床取代傳統(tǒng)的普通機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工，數(shù)控機(jī)床是一種將數(shù)字計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床的控制技術(shù)。它把機(jī)械加工過程中的各種控制信息用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的動(dòng)作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動(dòng)地將零件加工出來。數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。 與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床的加工有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：（1）加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。（2）能完成普通機(jī)床難以完成或根本不能加工的復(fù)雜零件加工。（3）生產(chǎn)效率高。（4）對(duì)產(chǎn)品改型設(shè)計(jì)的適應(yīng)性強(qiáng)。（5）有利于制造技術(shù)向綜合自動(dòng)化方向發(fā)展。（6）監(jiān)控功能強(qiáng)，具有故障診斷的能力。（7）減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件。 數(shù)控機(jī)床的加工原理可簡(jiǎn)要概述為：在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，要是想根據(jù)零件的加工圖樣的要求確定零件的工藝過程、工藝參數(shù)和刀具參數(shù)，再按規(guī)定編寫零件數(shù)控加工程序，然后通過手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式或計(jì)算機(jī)通信等方式將數(shù)控加工程序送到數(shù)控系統(tǒng)，在數(shù)控系統(tǒng)控制軟件的支持下，經(jīng)過分析處理與計(jì)算后發(fā)出相應(yīng)的指令，通過伺服系統(tǒng)使機(jī)床按預(yù)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，從而控制機(jī)床進(jìn)行零件的自動(dòng)加工。 世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家通過發(fā)展數(shù)控技術(shù)、建立數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)，促使制造業(yè)跨入一個(gè)新的發(fā)展階段，給國民經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)帶來了巨大的變化。數(shù)控機(jī)床是世界第三次產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容，它不但是機(jī)電工業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，還是汽車、石化、電子和現(xiàn)代醫(yī)療裝備等產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的主要手段。雖然數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)本身的產(chǎn)值遠(yuǎn)不如汽車、化工等產(chǎn)業(yè)，但高效的數(shù)控機(jī)床給制造業(yè)帶來了現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式以及高倍率的效益增長(zhǎng)，這是促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大源動(dòng)力。特別是數(shù)控技術(shù)在制造業(yè)的擴(kuò)展與延伸所產(chǎn)生的輻射作用和波及效果，足以給機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、制造方式及管理模式等帶來深刻的變化。當(dāng)今數(shù)控機(jī)床正在朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：（1）高速度、高精度化。（2）多功能化。（3）智能化。（4）數(shù)控編程自動(dòng)化。（5）可靠性最大化。（6）控制系統(tǒng)小型化。 數(shù)控加工工藝的內(nèi)容包括了機(jī)械加工工藝和數(shù)控加工程序編制的基本知識(shí)和基本理論、典型零件加工工藝分析的方法。數(shù)控加工工藝的研究宗旨是如何科學(xué)的最優(yōu)的設(shè)計(jì)加工工藝，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工中的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低耗。學(xué)會(huì)選擇機(jī)床、刀具、夾具及零件的表面的加工方法，掌握數(shù)控加工工藝的設(shè)計(jì)方法以及分析解決生產(chǎn)中的工藝問題。 在數(shù)控編程中，工藝分析和工藝設(shè)計(jì)是至觀重要的，無論是手工編程還是自動(dòng)編程，在加工前都要對(duì)所加工的模具零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇加工設(shè)備、刀具、夾具，確定切削用量，安排加工順序，制定走刀路線等。在編程過程中，還要對(duì)一些工藝問題（如對(duì)刀點(diǎn)，換刀點(diǎn)，刀具補(bǔ)償?shù)龋┳鱿鄳?yīng)處理。因此程序編制中的工藝分析和工藝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分重要的工作。 2 本體零件三維造型設(shè)計(jì) 2.1本體CAD零件圖 本體零件CAD零件二維圖，如圖2.1所示 圖2.1 2.2本體三維造型 首先我們要建立新文件，文件名只能是英文和數(shù)字組成。建好新文件后，分別對(duì)件一和件二進(jìn)行線架造型。 首先點(diǎn)擊UG進(jìn)入U(xiǎn)G界面。如圖2.2所示 圖2.2 UG界面 點(diǎn)擊新建右上角先創(chuàng)建一個(gè)模型，并輸入文件名3D，記住，文件名不允許出現(xiàn)中文件了。我們暫且先命名為文，因?yàn)榻ǔ芍形拿院骍G就打不開這。在應(yīng)用欄中點(diǎn)擊模型按鈕。如圖2.3所示。 圖2.3 新建模型 繪制草圖并拉伸如圖2.4所示 圖2.4 在拉伸的的四方塊上，創(chuàng)建一個(gè)圓柱，如圖2.5所示 圖2.5 再創(chuàng)建一個(gè)圓柱，并且求和，如圖2.6所示 圖2.6 創(chuàng)建四邊形凸臺(tái)另外一邊的圓柱，如圖2.7所示 圖2.7 創(chuàng)建四邊形凸臺(tái)另外一邊的圓柱，如圖2.8所示 圖2.8 創(chuàng)建四邊形凸臺(tái)第四面的圓柱，如圖2.9所示 圖2.9 在圓柱面上又創(chuàng)建一個(gè)短圓柱，如圖2.10所示 圖2.10 繪制箭頭草圖，并且拉伸求差，如圖2.11所示 圖2.11 進(jìn)行4邊倒圓，如圖2.12所示 圖2.12 對(duì)創(chuàng)建的圓柱進(jìn)行邊倒圓，如圖2.13所示 圖2.13 最終得到如圖2.14所示的三維圖 圖2.14 3 本體模具工藝設(shè)計(jì) 3.1本體模具零件圖 本體模具圖，如圖3.1所示 圖3.1 3.2 零件毛坯的選擇 毛坯是根據(jù)零件所要求的形狀，工藝尺寸等方面而制成的供進(jìn)一步加工使用的生產(chǎn)對(duì)象。毛坯種類的選擇不僅影響著毛坯制造的工藝裝備及制造費(fèi)用，對(duì)零件的機(jī)械加工工藝裝備及工具的消耗，工時(shí)定額計(jì)算有很大影響。 常用毛坯的種類有鑄件、鍛件壓制件、沖壓件、焊接件、型材和板材等。 （1）鑄件：適用于形狀復(fù)雜的毛坯。薄壁零件不可用砂型鑄造；尺寸大的鑄件宜用砂型鑄造；中、小型零件可用較先進(jìn)的鑄造方法。 （2）鍛件：適用于零件強(qiáng)度較高、形狀較簡(jiǎn)單的零件。尺寸大的零件因受設(shè)備限制，故一般用自由鍛；中、小型零件可選用模鍛；形狀復(fù)雜的零件不宜用自由鍛。 （3）型材：熱軋型材的尺寸較大，精度低，多用作一般零件的毛坯;冷軋型材尺寸較小，精度較高，多用于毛坯精度要求較高的中、小零件，適用于自動(dòng)機(jī)床加工。 （4）焊接件：對(duì)于大件來說，焊接件簡(jiǎn)單、方便，特別是單件、小批量的生產(chǎn)可大大縮短生產(chǎn)周期;但焊接后變形大，需經(jīng)時(shí)效處理。 （5）冷壓件：適用于形狀復(fù)雜的板料零件，多用于中、小尺寸零件的大批量加工。 這兩個(gè)零件外形為方塊即為板類零件，故其毛坯選擇為板材，毛坯材料為45鋼， （6）板材：適用于外形規(guī)則的零件，根據(jù)零件的外形尺寸，選擇適用的板材，可以很好的節(jié)約材料和加工工時(shí)。 綜上所述毛坯種類選鍛件的棒料，模具A毛坯尺寸為：260x180x150mm；模具B毛坯尺寸為：260x250x200mm。 3.3 零件裝夾 由于零件的加工面比較多，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度需要設(shè)計(jì)夾具，選用臺(tái)虎鉗和相應(yīng)工具夾具裝夾 根據(jù)前面定位基準(zhǔn)的選擇，決定使用工藝夾具。其特點(diǎn)是，利于分中打表及校準(zhǔn)，一次性裝夾提高加工的精度。 臺(tái)虎鉗（夾具）如下圖3.2所示： 圖3.2 3.4 工藝性分析 本體模具零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性與經(jīng)濟(jì)性，它包括零件整個(gè)工藝過程的工藝性，與鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、切削加工等的工藝性，其涉及面很廣，具有綜合性。 在不同的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件下，同一種零件制造可行性與經(jīng)濟(jì)性可能不同，所以，在對(duì)零件進(jìn)行工藝性分析時(shí)，必須根據(jù)具體生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件，全面、具體、綜合的分析。 在制定機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，主要進(jìn)行零件的切削加工工藝分析，它主要涉及如下幾點(diǎn)： 1. 工件應(yīng)便于在機(jī)床或夾具中裝夾，并盡量減少裝夾次數(shù)。 2. 刀具易于接近加工部件，便于進(jìn)刀、退刀、越程和測(cè)量。 3. 便于觀察切削情況。 4. 盡量減少刀具調(diào)整和走刀次數(shù)。 5. 盡量減少加工面積及空行程，提高生產(chǎn)率。 6. 便于采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，盡可能減少刀具種類。 7. 盡量減少工作條件和刀具的受力變形。 8. 改善工作條件，便于加工，必要時(shí)應(yīng)便于采用多刀，多件加工。 9. 適宜的定位基準(zhǔn)，且定位基準(zhǔn)至加工面的標(biāo)注尺寸應(yīng)便于測(cè)量。 尺寸和表面粗糙度要求不是很高，但是在能達(dá)到加工要求和不浪費(fèi)材料和時(shí)間的情況下應(yīng)做好每一步。 3.5機(jī)床選擇 對(duì)于機(jī)床，每一類機(jī)床都有不同的精度、功能等，其工藝范圍、技術(shù)規(guī)格、加工精度、生產(chǎn)率及自動(dòng)化程度都不同。為了正確地為每一道工序合理選擇機(jī)床，充分發(fā)揮機(jī)床的性能優(yōu)勢(shì)，需考慮以下幾點(diǎn)： 1)機(jī)床的類型應(yīng)與工序加工內(nèi)容相適應(yīng)。 2)機(jī)床的主要規(guī)格尺寸應(yīng)與工件的外形尺寸和加工表面的相關(guān)尺寸相適應(yīng) 3)機(jī)床的精度與工序要求的精度相適應(yīng)，原則上粗加工工序應(yīng)選用精度低的機(jī)床，精度要求高的精加工工序則相應(yīng)選用精度高的機(jī)床。在一定的精度范圍內(nèi)不能偏離太多，機(jī)床精度過低，不能保證加工尺寸；反之，會(huì)增加零件制造成本。 應(yīng)根據(jù)零件的規(guī)格尺寸、加工精度、所需要的功能層次等要求合理的機(jī)床。 1.機(jī)床的類型 由于加工內(nèi)容為整圓和圓弧槽按精度將該零件加工分成粗、精銑兩工步，分析可知普通銑床上操作較困難，且質(zhì)量穩(wěn)定性受人為因素影響較大，精度不易保證。故選用自動(dòng)化控制精度較高的機(jī)床加工才能穩(wěn)定質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率。因此選擇以銑削為主的數(shù)控銑床或加工中心。 MVC850B型數(shù)控銑床配備廣州數(shù)控GSK983數(shù)控系統(tǒng)，規(guī)格大?。ㄔ斠姍C(jī)床參數(shù)）適合加工需要范圍，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定可靠。滿足工件加工需要。同時(shí)，這也是現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)實(shí)用型的數(shù)控設(shè)備之一。 2.機(jī)床精度 加工精度為IT7~IT14級(jí)的除淬火鋼以外的45鋼，可采用粗加工、精加工倆步加工就可完成。 加工精度為IT5~IT6級(jí)、Ra0.2~0.63um的除淬火鋼以外的常用金屬，可采用精密型數(shù)控銑床，按粗加工、半精加工、精加工的方案加工。 加工精度高于IT5級(jí)、Ra＜0.08um的除淬火鋼以外的常用金屬，可采用高精密型數(shù)控車床，按粗加工、半精加工、精加工、精密加工的方案加工。 因此，根據(jù)零件圖樣要求，GSK983型數(shù)控銑床精度適應(yīng)零件的精度需要。 3.機(jī)床技術(shù)參數(shù) 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)。 ?工作臺(tái)：工作臺(tái)尺寸 1000mm*500mm允許 ?最大荷重 600 ? T型槽尺寸 ?18*3 ? 工作范圍：工作臺(tái)最大行程 ?X軸850mm ? 滑座最大行程 ?Y軸 560mm ?主軸最大行程 Z軸 ?650mm ? 主軸端面距離最大 800mm主軸端面距離最小150mm ? 主軸：?錐孔（7:24）BT40 ?轉(zhuǎn)速范圍 8000 ?最大輸出扭矩 52.5Nm ?主電機(jī)功率 11/15 Kw ? 進(jìn)給：進(jìn)給速度 20m/min ?快速移動(dòng) X軸32 Y軸32 Z軸30 ?刀庫：刀庫形式 機(jī)械手 ?刀庫容量 24把 ? 換到時(shí)間（刀對(duì)刀） 2.5s ? 定位精度：X軸0.016mmY軸0.012mmZ軸0.012mm? 重復(fù)定位精度：X軸0.010Y軸0.008Z軸0.008 動(dòng)力源：電器容量25KVA 氣壓0.5-0.7MPA ? 機(jī)床尺寸：3000*2565*2944mm? 重量：6800KG ?控制系統(tǒng)：GSK983 。 3.6 刀具的選擇 3.6.1刀具類型 數(shù)控機(jī)床對(duì)所使用的刀具有許多性能上的要求，只有達(dá)到這些要求才能使數(shù)控機(jī)床真正發(fā)揮效率。在選擇數(shù)控機(jī)床所用刀具時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： 1．良好的切削性能。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床正向著高速、高剛性和大功率方向發(fā)展，因而所使用刀具必須具有能夠承受高速切削和強(qiáng)力切削的性能。同時(shí)，同一批刀具在切削性能和刀具壽命方面一定要穩(wěn)定，這是由于在數(shù)控機(jī)床上為了保證加工質(zhì)量，往往實(shí)行按刀具使用壽命換刀或由數(shù)控系統(tǒng)對(duì)刀具壽命進(jìn)行管理。 2．較高的精度。隨著數(shù)控機(jī)床、柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展，要求刀具能實(shí)現(xiàn)快速和自動(dòng)換刀；又由于加工的零件日益復(fù)雜和精密，這就要求刀具必須具備較高的形狀精度。對(duì)數(shù)控機(jī)床上所用的整體式刀具也提出了較高的精度要求，有些立銑刀的徑向尺寸精度高達(dá)5μm以滿足精密零件的加工需要。 3．先進(jìn)的刀具材料。刀具材料是影響刀具性能的重要環(huán)節(jié)。除了不斷發(fā)展常用的高速鋼和硬質(zhì)合金鋼材料外，涂層硬質(zhì)合金刀具已在國外普遍使用。硬質(zhì)合金刀片的涂層工藝是在韌性較大的硬質(zhì)合金基體表面沉積一薄層（一般5～7μm）高硬度的耐磨材料，把硬度和韌性高度地結(jié)合在一起，從而改善硬質(zhì)合金刀片的切削性能。 在如何使用數(shù)控機(jī)床刀具方面，也應(yīng)掌握一條原則：尊重科學(xué)，按切削規(guī)律辦事。對(duì)于不同的零件材質(zhì)，在客觀規(guī)律上就有一個(gè)切削速度（v）、背吃刀量（aP）、進(jìn)給量（f）三者互相適應(yīng)的最佳切削參數(shù)。這對(duì)大零件、稀有金屬零件、貴重零件更為重要，應(yīng)在實(shí)踐中不斷摸索這個(gè)最佳切削參數(shù)。 3.6.2選擇數(shù)控刀具的原則 刀具壽命與切削用量有密切的關(guān)系。在制定切削用量時(shí)，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時(shí)最少的目標(biāo)確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定。 選擇刀具壽命時(shí)可考慮如下幾點(diǎn)根據(jù)道具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選的比單刃刀具高些。對(duì)于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換到時(shí)間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選的低些，一般取15-30min對(duì)于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機(jī)床、組合機(jī)床與自動(dòng)化加工刀具，刀具壽命應(yīng)選的高些，尤其保證刀具可靠性。車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個(gè)車間的生產(chǎn)率的提高時(shí)，該工序的刀具壽命要選的低些，當(dāng)某工序單位時(shí)間內(nèi)所分擔(dān)到的全廠開支較大時(shí)，刀具壽命也應(yīng)選的低些。大件精加工時(shí)，為保證至少完成一次走刀，避免切削時(shí)中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來定。與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅需要?jiǎng)傂院谩⒕雀?，而求要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高斷和排性能同時(shí)要求安裝和調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的道具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細(xì)粒質(zhì)硬質(zhì)合金）并使用可轉(zhuǎn)位刀片。 根據(jù)零件數(shù)控加工時(shí)對(duì)刀具的具體要求，選將選擇的數(shù)控加工刀具列出刀具表，其加工參數(shù)詳見表3-1 表3-1 刀具表 刀號(hào) 刀具名稱 刀具材料 長(zhǎng)度補(bǔ)償 備注 T01 ED16立銑刀 硬質(zhì)合金 H01 φ16mm T02 ED8立銑刀 硬質(zhì)合金 H02 φ8mm T03 R3球頭刀 硬質(zhì)合金 H03 φ6mm T04 ED1立銑刀 硬質(zhì)合金 H04 φ1mm 3.7 制定加工工藝順序 本體模具A加工工藝如下： 工序一：下料 工序二：調(diào)質(zhì)，熱處理 工序三：整體開粗，留0.2mm精加工余量 工序四：二次開粗，留0.2mm精加工余量 工序五：精加工銑平面 工序六：精加工曲面輪廓 工序七：精加工符號(hào)輪廓 工序八：去毛刺 工序九：檢驗(yàn) 工序十：入庫 本體模具B加工工藝如下： 工序一：下料 工序二：調(diào)質(zhì)，熱處理 工序三：整體開粗，留0.2mm精加工余量 工序四：二次開粗，留0.2mm精加工余量 工序五：精加工銑平面 工序六：精加工曲面輪廓 工序七：精加工符號(hào)輪廓 工序八：去毛刺 工序九：檢驗(yàn) 工序十：入庫 3.8 切削用量的選擇 3.8.1 主軸轉(zhuǎn)速的選擇 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件的（或刀具）的直徑來選擇，其計(jì)算公式為： （公式3-1） 公式中：為切削速度，單位為m/min由刀具的耐用度決定； n為主軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min； D為銑刀的直徑，單位為mm。 切削速度的選取如表4-1所示: 表3.2 銑削時(shí)切削速度 工件材料 硬度/HBS 切削速度/(m/min) 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 鋼 <225 18~42 66~150 225~325 12~36 54~120 325~425 6~21 36~75 鑄鐵 <190 21~36 66~150 190~260 9~18 45~90 160~320 4.5~10 21~30 鋁 70~120 100~200 200~400 由于每把刀計(jì)算方式相同，現(xiàn)選取粗、精銑平面Ф20的立銑刀為例說明其計(jì)算過程。 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。 從理論上講，切削速度的值越大越好，因?yàn)檫@不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以避免生成積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但實(shí)際上由于機(jī)床、刀具等的限制，綜合考慮： 3.8.2進(jìn)給速度的選擇 切削進(jìn)給量F是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料和性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。 切削進(jìn)給量F是切削時(shí)單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)方向的相對(duì)位移，單位為mm/min。它與銑刀轉(zhuǎn)速n、銑刀齒數(shù)z及每齒進(jìn)給量fz（mm/z）的關(guān)系為: F=fz·Z·N （公式3-2） 公式中： F—切削進(jìn)給量，單位：（mm/min） z—銑刀齒數(shù) fz—銑刀每齒工作臺(tái)移動(dòng)距離，即每齒進(jìn)給量（mm/z） 每齒進(jìn)給量fz的選取主要取決與工具材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度等因素。工具材料的強(qiáng)度和硬度越高，fz越小，反之越大。硬質(zhì)合金銑刀的每齒進(jìn)給量高于同類高速鋼銑刀。銑刀每齒進(jìn)給量如表4-2所示： 3.3 銑刀每齒進(jìn)給量 工件材料 每齒進(jìn)給量/（mm/z） 粗銑 精銑 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 0.02~0.05 0.10~0.15 鑄鐵 0.12~0.20 0.15~0.30 鋁 0.06~0.20 0.10~0.25 0.05~0.10 0.02~0.05 3.8.3 背吃刀量的確定 背吃刀量是根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使被吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般留0.2-0.5mm。 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。 3.9 加工工藝卡 模具一工藝卡 序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備及工裝 一 備料 下料 二 調(diào)質(zhì) 調(diào)質(zhì)，熱處理 三 銑 整體開粗，留0.2mm精加工余量 數(shù)控銑 四 銑 二次開粗，留0.2mm精加工余量 數(shù)控銑 五 銑 精加工銑平面 數(shù)控銑 六 銑 精加工曲面輪廓 數(shù)控銑 七 銑 精加工符號(hào)輪廓 數(shù)控銑 八 去毛刺 去毛刺 九 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 十 入庫 入庫 模具二工藝卡 序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備及工裝 一 備料 下料 二 調(diào)質(zhì) 調(diào)質(zhì)，熱處理 三 銑 整體開粗，留0.2mm精加工余量 數(shù)控銑 四 銑 二次開粗，留0.2mm精加工余量 數(shù)控銑 五 銑 精加工銑平面 數(shù)控銑 六 銑 精加工曲面輪廓 數(shù)控銑 七 銑 精加工符號(hào)輪廓 數(shù)控銑 八 去毛刺 去毛刺 九 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 十 入庫 入庫 4 模具零件UG編程與仿真 4.1編程原點(diǎn)的確定 將編程原點(diǎn)選在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)并以其為定位基準(zhǔn)，這樣不但可避免基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差及不必要的尺寸換算，而且更容易找正對(duì)刀，對(duì)刀誤差小，編程方便。 根據(jù)零件的圖樣分析，該零件沒有形位公差，但是我們還是要選擇一個(gè)精基準(zhǔn)來保證零件的各個(gè)尺寸，并且設(shè)為該零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。為了編程及對(duì)刀操作方便，將編程原點(diǎn)將編程原點(diǎn)選在工件中心處的表面上。 4.2數(shù)學(xué)處理 4.2.1確定編程坐標(biāo) 定換刀點(diǎn)。換刀點(diǎn)的設(shè)置必須保證換刀轉(zhuǎn)動(dòng)安全，不至于工件和刀具相撞，故將其設(shè)在Z軸為參考點(diǎn)處。 4.2.2數(shù)控加工誤差 數(shù)控加工誤差是由編程誤差、機(jī)床誤差、定位誤差、對(duì)刀誤差等綜合累積而成的。數(shù)控程序設(shè)計(jì)時(shí)，除了直接減小各個(gè)組成誤差值外，還可以通過檢測(cè)機(jī)床的綜合誤差及偏向，在程序中用加補(bǔ)償值的辦法，來減小加工誤差。 編程誤差。編程誤差由逼近誤差、截?cái)啵▓A整）等誤差組成。逼近誤差是在用直線線段或圓弧段去逼近非圓弧曲線的過程中產(chǎn)生的誤差。圓整誤差是在數(shù)據(jù)處理時(shí)，將坐標(biāo)值四舍五入圓整成整數(shù)脈沖當(dāng)量值而產(chǎn)生的誤差。脈沖當(dāng)量是指每個(gè)單位脈沖對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸的位移量。普通精度的數(shù)控機(jī)床，一般脈沖當(dāng)量值為0.01mm，較精密的數(shù)控機(jī)床其脈沖當(dāng)量值為0.005mm或0.001mm。 機(jī)床誤差。機(jī)床誤差由數(shù)控系統(tǒng)誤差、進(jìn)給系統(tǒng)誤差等原因產(chǎn)生。 定位誤差。定位誤差是當(dāng)工件在夾具上定位、夾具在機(jī)床上對(duì)定時(shí)產(chǎn)生的誤差。 對(duì)刀誤差。對(duì)刀誤差是在確定刀具與工件的相對(duì)位置時(shí)產(chǎn)生的誤差。 4.3 本體模具A件編程與仿真 UG是一種功能強(qiáng)大的軟件，在這個(gè)零件的造型中我們用到的是UG的草圖建模和仿形加工模塊。 通過草圖拉伸對(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。然后進(jìn)入U(xiǎn)G加工模塊，首先設(shè)定加工坐標(biāo)系、工件加工的安全平面，對(duì)工件進(jìn)行加工。 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。 圖4-1 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4-2所示。 圖4-2 UG課程的時(shí)候，老師說過做UG仿形加工有三個(gè)步驟：①用什么刀具加工；②確定對(duì)零件件加工方法；③選擇零件加工的操作命令。我現(xiàn)在創(chuàng)建操作 平面立銑外輪廓，選擇ED16的立銑刀，如圖4-3所示。 圖4-3 然后創(chuàng)建二次開粗的立銑刀ED8。如圖4-4所示。 圖4-4 再創(chuàng)建R3的球頭刀，如圖4-5所示。 圖4-5 按照以上操作再創(chuàng)建ED1立銑刀。 接下來創(chuàng)建編程操作，如圖4-6所示。 圖4-6 彈出對(duì)話框，如圖4-7所示。 圖4-7 設(shè)置好切削用量、每一刀的進(jìn)給量、切削方式，外面毛坯的距離，進(jìn)刀方式和安全距離，切削速度和進(jìn)給。留0.2mm的加工余量。然后生成刀軌，準(zhǔn)備進(jìn)行粗加如圖 4-8所示刀具軌跡圖，圖4-9為仿真效果圖。 圖 4-8 圖 4-9 然后進(jìn)行換刀，選擇ED8立銑刀進(jìn)行二次開粗，確定刀軌加工。如圖4-10 和圖4-11所示 圖4-10 圖4-11 粗加工完成接著進(jìn)行精加工，設(shè)置好切削用量、每一刀的進(jìn)給量、切削方式，外面毛坯的距離，進(jìn)刀方式和安全距離，切削速度和進(jìn)給然后生成刀軌，如圖4-12所示為精加工走刀軌跡，圖4-13所示為精加工效果圖。 圖4-12 圖4-13 精加工曲面輪廓，如圖組4-14 圖4-14 精加工字符輪廓，如圖組4-15所示 圖4-15 4.4 本體模具B件編程與仿真 同理設(shè)置參數(shù)，加工模具B件，如圖組4-16為模具粗加工軌跡圖。 圖4-16 精加工平面，如圖4-17所示 圖4-17 精加工曲面輪廓，如圖4-18所示。 圖4-18 精加工4個(gè)凸臺(tái)斜面輪廓，如圖4-19所示 圖4-19 4.5后處理 點(diǎn)擊后處理按鈕，設(shè)置單位公制。用來生成NC程序，如圖4-20所示 圖4-20 生成NC程序，如圖4-21所示。 圖4-21 % G00 G91 G28 Z0.0 G40 G17 G49 G80 G90 (Tool_Name = ED16) (DIA. = 16.00 R = 0.00 Length = 75.00) G00 G91 G28 Z0.0 M01 G17 G80 G90 T01 M06 T02 S3000 M03 M08 G00 G53 X-140.99 Y0.0 G43 G00 Z11. H01 G00 Z3.2 G01 X-140.99 Y0.0 Z.2 F1250. G01 X-125.79 Y0.0 Z.2 G01 X-125.79 Y-119.832 Z.2 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 G01 X9.862 Y2.151 Z-69.836 G01 X9.823 Y2.154 Z-69.836 G01 X9.823 Y-1.983 Z-69.836 G02 X9.374 Y-2.535 I-.56 J-.003 G01 X8.016 Y-2.535 Z-69.836 G01 X7.766 Y-2.535 Z-69.769 G01 X7.583 Y-2.535 Z-69.586 G01 X7.516 Y-2.535 Z-69.336 G00 Z-65.2 G00 Z10. M05 M09 G00 G91 G28 Z0.0 M01 G91 G28 Y0.0 G40 G17 G49 G80 G90 M30 總 結(jié) 通過此次的設(shè)計(jì)，我對(duì)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)有了更深一層的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)所展現(xiàn)的協(xié)同合作力量的強(qiáng)大。 在完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我認(rèn)識(shí)到了自己的不足，明白了自己所學(xué)的僅僅局限于課本，學(xué)習(xí)技能并不是一蹴而就的。通過對(duì)課題的分析到最終的作業(yè)完成，這使我在其中收獲了很多。繪圖、編程、查資料等等，也從中培養(yǎng)了自己的獨(dú)立能力。雖然在此過程中遇到了很多的難點(diǎn)問題，但通過老師和同學(xué)們的幫助得到了解決，并從中獲取了許多寶貴的知識(shí)，同時(shí)也認(rèn)識(shí)了理論結(jié)合實(shí)際的重要性。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是在修完所有課程之后，我們走向社會(huì)之前的一次綜合性設(shè)計(jì)。主要用到所學(xué)的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。著重說明一軸的數(shù)控加工方法,即零件圖樣的分析、數(shù)控加工的工藝分析、工藝路線的制定、數(shù)控程序的編制。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我更加了解數(shù)控加工的含義，以及懂得如何查閱相關(guān)資料和怎樣解決在實(shí)際工作中遇到的實(shí)際問題，這為我以后從事這項(xiàng)職業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。 。 致 謝 首先要感謝我的導(dǎo)師老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給予我的精心指導(dǎo)并且對(duì)論文的修改，才使我的這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利的完成；也要感謝大學(xué)以來的各位老師，如果沒有他們一起教給我基礎(chǔ)知識(shí)與專業(yè)知識(shí)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程將是困難重重。在此我再次對(duì)所有的老師表示心的感謝。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)自己的專業(yè)知識(shí)有了更加的了解與撐握，也讓我發(fā)覺到還有哪些方面的知識(shí)要加深鞏固。我也將繼續(xù)地努力，不斷地學(xué)習(xí)，使我將來在數(shù)控技術(shù)這方面的知識(shí)不斷地鞏固與更新，為社會(huì)作貢獻(xiàn)。 參考文獻(xiàn) 1.東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽機(jī)械工程學(xué)院、長(zhǎng)春汽車廠工人大學(xué)編《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》上?？茖W(xué)技術(shù)出版社1979 2.鄭修本主編《機(jī)械制造工藝學(xué)》機(jī)械工業(yè)出版社1999 3.陸劍中主編《金屬切削原理與刀具》機(jī)械工業(yè)出版社1984.10 4.浦林祥主編《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》北京機(jī)械工業(yè)出版社1995 5.鄧文英主編《金屬工藝學(xué)》上冊(cè)高等教育出版社2001 6.趙如程主編《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》上?？萍汲霭嫔?990 7.李旦主編《機(jī)械加工工計(jì)手冊(cè)》第一卷機(jī)械工業(yè)出版社2006.12 8.邱志惠主編《AutoCAD實(shí)用教程》修訂版西安電子科技大學(xué)出版社2005.2 31