V型階梯凸臺的數(shù)控銑加工工藝分析及程序編程仿真含NX三維及CAD圖

V型階梯凸臺的數(shù)控銑加工工藝分析及程序編程仿真含NX三維及CAD圖,階梯,數(shù)控,加工,工藝,分析,程序,編程,仿真,nx,三維,cad 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)控編程并導入加工中心進行加工。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)知識是現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)專業(yè)學生必不可少的。 本次畢業(yè)設(shè)計包括四章，第一章介紹了數(shù)控加工技術(shù)國內(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)計對自己未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。由于個人能力所限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請老師給予指導。 關(guān)鍵詞：數(shù)控編程；工藝分析；數(shù)控加工； IV 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)特點 1 1.2 數(shù)控加工技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀 1 1.3數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容 2 1.4本課題的目的及意義 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)特點分析 4 2.3零件圖的技術(shù)要求 4 第三章 零件的數(shù)控加工工藝 5 3.1 毛坯的選擇 5 3.1.1確定毛坯的類型 5 3.1.2 確定尺寸的確定 5 3.2定位基準及工藝路線的選擇 6 3.3.1定位基準的選擇 6 3.3.2工藝路線的安排 6 3.3夾具的選擇 6 3.4刀具的選擇 7 3.5切削液選擇 8 3.6機床的選擇 9 3.7量具的使用表 9 3.8切削用量的選擇 10 3.9 填寫數(shù)控加工工藝過程卡 12 3.10 填寫數(shù)控加工工序卡 12 第四章 零件的數(shù)控程序編制 13 4.1編程方法的選擇 13 4.2 軟件編程操作 13 4.2.1進入加工模塊 13 4.2.2創(chuàng)建幾何體 13 4.2.3設(shè)置幾何體 14 4.2.4設(shè)置刀具 15 4.2.5型腔銑加工操作 15 4.2.6鉆孔加工操作 18 4.3加工仿真 19 4.4后處理 20 總結(jié) 21 致謝 22 參考文獻 23 第一章 緒論 1.1 數(shù)控加工技術(shù)特點 進行數(shù)控加工時，數(shù)控機床受數(shù)控系統(tǒng)的指令，完成各種運動、實現(xiàn)各種加工要求。因此在編程加工之前，需要對影響加工過程的各種加工工藝因素，在大多數(shù)情況下，許多具體的問題是由操作工人依據(jù)自己的實踐經(jīng)驗和習慣自行考慮和決定的。就是說，本來由操作工人在加工中靈活掌握可通過適時調(diào)整來處理的許多工藝問題，在數(shù)控加工時就轉(zhuǎn)變?yōu)榫幊倘藛T必須事先設(shè)計明確安排的內(nèi)容。 在數(shù)控加工的工藝設(shè)計中必須注意加工過程中的每一個環(huán)節(jié)，做到萬無一失。在實際中一個字符、一個小數(shù)點或一個逗號的差錯都可能釀成重大的機床事故和質(zhì)量事故。因為數(shù)控機床比其它機床價格要貴得多，其加工通常也是一些形狀比較復雜、價格也較高的工件，所以萬一損壞機床或工件報廢就會造成較大的損失。根據(jù)大量加工實例分析，數(shù)控工藝考慮不周和計算編程時的粗心大意是造成數(shù)控加工失誤的主要原因。因此，要求編程人員除必須具備較扎實的工藝基本知識和較豐富的實際工作經(jīng)驗外，還要必須具備耐心和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L。 一般來說，在普通機床上是根據(jù)機床的種類進行單工序加工，而在數(shù)控機床上往往是在一次裝夾中完成鉆、擴、鉸、銑、鏜等多工序加工。這種“多序和一”的現(xiàn)象也屬于“工序集中”的范疇，極端情況下，在一臺加工中心上可以完成加工的全部加工內(nèi)容。 1.2 數(shù)控加工技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀 近年來，由于我們的國家隨著國防、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，所以導致我國數(shù)控的機床也取得了非常迅猛的發(fā)展。 中國通過引進技術(shù)、消化吸收和科學技術(shù)研究兩個階段獨立版權(quán)控制系統(tǒng)的發(fā)展,奠定了良好的基礎(chǔ)為數(shù)控機床技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。數(shù)控機床1300年新開發(fā)的品種,有一定的報道。新開發(fā)的產(chǎn)品由數(shù)控機床達到大部分的年代的中層,年代一些達到國際水平,為國家重點建設(shè)提供了一個高水平的數(shù)控機床。 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)了一個新的品種。數(shù)控機床數(shù)控系統(tǒng)的核心技術(shù),該物種數(shù)量和質(zhì)量直接影響國產(chǎn)數(shù)控機床的發(fā)展。多年來,很多的發(fā)達國家對進口的那些高速數(shù)控系統(tǒng)實行禁運的政策。因此,“計劃”以來,國家一直是數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展作為首要任務(wù)的支持,大部份數(shù)控機床配套產(chǎn)品已能生產(chǎn)，自我配套率超過60%。 1.3數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容 實踐證明，數(shù)控加工工藝主要包括如下幾個方面的內(nèi)容： 1．選擇適合在數(shù)控機床上加工的零件，確定工序內(nèi)容。 2．分析要加工零件圖樣，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求，在此基礎(chǔ)上確定加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線。例如：工序的劃分、加工順序的安排、與傳統(tǒng)加工工序的銜接等。 3．設(shè)計數(shù)控加工工序。例如：工步的劃分、零件的定位與夾具的選擇、刀具的選擇、切削用量的確定等。 4．數(shù)控編程中有關(guān)工藝問題處理。例如：對刀點、換刀點的選擇、加工路線的確定、刀具的補償。 5．分配數(shù)控加工中的容差。 1.4本課題的目的及意義 通過全面詳細的設(shè)計，綜合運用大學幾年所學的知識，以及查閱的資料，提高自己的動手能力，并全面掌握軟件繪圖、機床操作、UG建模及編程仿真加工等核心內(nèi)容。因本課題的設(shè)計需涉及但數(shù)控專業(yè)的許多的知識，這就需要我們整理并綜合運用數(shù)控技術(shù)的相關(guān)理論與實踐知識，有利于我們對專業(yè)知識的理解和掌握，并熟悉機床的操作與步驟。 這次畢業(yè)設(shè)計，給我最大的體會就是熟練操作技能來源我們對專業(yè)的熟練程度。除了對自動編程的熟練掌握之外，還需要你掌握零件工藝方面的知識，對于夾具的選擇，切削參數(shù)的設(shè)定我們必須十分清楚。在上機操作時，我們只有練習各功能鍵的作用，在編程時才能得心應(yīng)手。 通過此次設(shè)計使我掌握了科學研究的基本方法和思路，為今后的工作打下了基礎(chǔ)，在以后的的日子我將會繼續(xù)保持這份做學問的態(tài)度和熱情。 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)特點分析 從圖2.1（若插圖不清晰請見附件CAD零件圖）中可以看出該零件主要由多個表面組成，形狀比較復雜，主要有凸臺、孔、橢圓凹槽等特征組成。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。此零件上公差最小為0.02mm，在切削用量中需注意保證零件不變形等。（等等，其余的請參照零件圖紙）；按照其中基準面的先主后次、先近后遠、先里后外、先粗加工后再去進行精加工、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，我們需要按照圖紙的技術(shù)要求進行加工，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）小批量生產(chǎn)加工。 （2）未注倒角C1。 （3）銳角倒鈍，去毛刺。 （4）未注公差尺寸按 GB1804-M。技術(shù)要求： 21 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 對形狀較復雜的毛坯，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。因此鍛件的力學性能較好，常用于受力復雜的重要鋼質(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)和大型零件及樣機試制。其優(yōu)點是制造簡單、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)時效處理后才能進行機械加工。 （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，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，以達到減少機械加工的勞動量，力求達到少或無切削加工。 最大外形尺寸為116x76x29mm，毛坯尺寸選擇為120x80x32mm的方塊料。毛坯選擇型材材料為45鋼。 3.2定位基準及工藝路線的選擇 3.3.1定位基準的選擇 （1）基準重合原則。為了避免基準不重合誤差，方便編程，應(yīng)選用工序基準作為定位基準，盡量使用工序基準，定位基準、編程原點三者統(tǒng)一。 （2）便于裝夾的原則。所選的定位基準應(yīng)能保證定位準確、可靠，定位夾緊簡單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。 （3）便于對刀的原則。批量加工時在工件坐標系已經(jīng)確定的情況下，保證對刀的可能性和方便性。 先以零件的下表面作為粗基準，加工上表面的凸臺及凹槽。 3.3.2工藝路線的安排 零件的加工路線安排如下 工序 加工內(nèi)容 1 下料 2 銑削零件6個表面至零件外形最大尺寸，表面粗糙度Ra3.2um 3 對零件面上表面凸臺進行加工 用φ20立銑刀對凸臺輪廓進行開粗加工，留有余量 用φ20立銑刀對凸臺進行精加工至圖紙尺寸要求 4 對零件面上表面橢圓凹槽進行加工 用φ10立銑刀對橢圓凹槽輪廓進行開粗加工，留有余量 用φ10立銑刀對橢圓凹槽進行精加工至圖紙尺寸要求 5 對零件面上表面2-φ8孔進行加工 用φ7.8麻花鉆對φ8孔進行鉆孔 用φ8鉸刀對φ8孔進行鉸孔加工 5 去毛刺、清洗 6 檢驗 3.3夾具的選擇 在選擇夾具的時候有兩個基本的要求。一是：要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對的固定；二是：要協(xié)調(diào)零件和機床坐標系的尺寸關(guān)系。 當零件加工批量不大時，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)準備時間、節(jié)省生產(chǎn)費用。在成批量生產(chǎn)時，采用專用夾具，來提高效率。在選擇夾具時還要保證零件的裝卸要快速、方便、可靠。夾具上各部件應(yīng)不妨礙機床對零件各表面的加工。 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用平口虎鉗如圖3.1進行裝夾，在裝夾時限制零件的XYZ三個自由度，零件底部位置應(yīng)當墊上墊鐵，以確保零件在加工過程中不受到損傷。 圖3.1機用平口虎鉗 3.4刀具的選擇 刀具的選擇其實是數(shù)控加工工藝中的主要內(nèi)容之一，刀具不僅會影響到機床的加工效率，而且還會直接影響到加工的質(zhì)量和精度。數(shù)控機床在選用刀具時，通常要考慮機床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。數(shù)控機床對刀具的要求比普通機床要高、除了要求較好的剛性和尺寸穩(wěn)定性、較長的壽命、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，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)當依據(jù)加工曲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 零件名稱 圖號 程序編號 O0001 序號 刀具號 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 Φ20立銑刀 1 凸臺 硬質(zhì)合金 3 T03 Φ10立銑刀 1 圓弧凹槽 硬質(zhì)合金 4 T04 Φ7.8麻花鉆 1 Φ8孔 高速鋼 5 T05 Φ8鉸刀 1 Φ8孔 高速鋼 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、潤滑、清洗 切削油 礦物油、動植物油、 極壓添加劑或油性 潤滑 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，一般選用煤油為宜。 3、在進行粗加工的時候，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，進行精加工時，主要以潤滑為主，或者可選用切削油和濃度高的乳化液。 4、低速加工時，可選用油性較好的切削油；重切削時，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、潤滑、清洗而且還有一定的防銹作用。 3.6機床的選擇 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行銑削；型腔的加工，采用立銑刀進行型腔銑削加工；臺階則可以選擇稍大一點的立銑刀進行加工，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)控機床設(shè)備來進行加工就可以了，但是為了去減少一些人為的換刀量，根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)控操作機床，我們可以確定選擇由大連機床集團生產(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)控銑床是大連機床集團公司引進先進技術(shù)生產(chǎn)的最新一代數(shù)控操作機床。 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量工具。采用千分尺和游標卡尺及直尺作為測量工件的量具。由于游標卡尺是一種通用量具使用方便的特點。對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 帶表游標卡尺 0-150mm 0.01mm 主要用于測量內(nèi)、外尺寸和深度等 千分尺 25-50mm 0.001mm 用于厚度測量工具 鋼直尺 0-200mm 1mm 用于毛坯測量工具 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動參數(shù)。 “三要素”是指：切削速度，進給量，背吃刀量。 選擇切削用量時考慮的因素： 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，當任一參數(shù)增大時，其它二參數(shù)必須減小。因此，在制訂切削用量時，三要素獲得最佳組合，此時的高生產(chǎn)率才是合理的。 2刀具壽命 切削用量三要素對刀具壽命影響的大小，按順序為v、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，首先應(yīng)采用盡可能大的背吃刀量；然后再選用大的進給量；最后求出切削速度。 3加工表面粗糙度 精加工時，增大進給量將增大加工表面粗糙度值。因此，它是精加工時抑制生產(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，當任一參數(shù)增大時，其它二參數(shù)必須減小。因此，在制訂切削用量時，三要素獲得最佳組合，此時的高生產(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)驗及查表計算確定該零件在數(shù)控加工過程中的切削用量，最終填寫在表格里面。 （1）φ50面銑刀 粗加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，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 ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.3×580）mm/min=174mm/min 精加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，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 ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.2×700）mm/min=140mm/min （2）φ20立銑刀 粗加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=70m/min，f=0.3mm/r，ap=1mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×70）/（3.14×20）]r/min=1114.6r/min取1100r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.3×1100）mm/min=330mm/min 精加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=90m/min，f=0.2mm/r，ap=0.5mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×90）/（3.14×20）]r/min=1433.1r/min取1400r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.2×1400）mm/min=280mm/min （3）φ10立銑刀 粗加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=70m/min，f=0.3mm/r，ap=1mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×70）/（3.14×10）]r/min=2229.3r/min取2200r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.3×2200）mm/min=660mm/min 精加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=90m/min，f=0.2mm/r，ap=0.5mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×90）/（3.14×10）]r/min=2866.24r/min取2800r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.2×2800）mm/min=560mm/min （4）φ7.8麻花鉆 加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=25m/min，f=0.05mm/r。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×25）/（3.14×7.8）]r/min=1020r/min取1000r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.05×1000）mm/min=50mm/min （5）φ8鉸刀 加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=28m/min，f=0.04mm/r。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×28）/（3.14×8）]r/min=1114r/min取1100r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.04×1100）mm/min=44mm/min 表3.4切削用量表 刀具號 刀具名稱 加工表面 粗精加工 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min 進給量mm/r 背吃刀量mm T01 Φ50面銑刀 毛坯表面 粗 580 174 0.3 1 精 700 140 0.2 0.5 T02 Φ20立銑刀 凸臺輪廓 粗 1100 330 0.3 1 精 1400 280 0.2 0.5 T03 Φ10立銑刀 橢圓凹槽 粗 2200 660 0.3 1 精 2800 560 0.2 0.5 T04 Φ7.8麻花鉆 Φ8孔 - 1000 50 0.05 3.9 T05 Φ8鉸刀 Φ8孔 - 1100 44 0.04 0.1 3.9 填寫數(shù)控加工工藝過程卡 根據(jù)本文上述分析，填寫數(shù)控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)控機床程序編制各個階段的工作。當被加工零件形狀不十分復雜和程序較短時，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，仍是自動編程的基礎(chǔ)。在先進的自動編程方法中，許多重要的經(jīng)驗都來源于手工編程，并不斷豐富和推動自動編程的發(fā)展。 （2）自動編程 自動編程是指借助數(shù)控語言編程系統(tǒng)或圖形編程系統(tǒng)，由計算機來自動生成零件加工程序的過程。編程人員只需根據(jù)加工對象及工藝要求，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，對加工過程與要求進行較簡便的描述，而由編程系統(tǒng)自動計算出加工運動軌跡，并輸出零件數(shù)控加工程序。由于在計算機上可自動地繪出所編程序的圖形及進給軌跡，所以能及時地檢查程序是否有錯，并進行修改，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軟件自動編程的方法進行編制，這樣做可以通過加工仿真更明確的發(fā)現(xiàn)程序是否有錯誤。 4.2 軟件編程操作 本次設(shè)計的零件需要加工多個表面才能完成整體零件的加工，本文詳細寫明加工下表面的操作方法，其余表面的加工方法跟下表面一樣，參照下表面的操作方法進行加工本文不做詳述，最終得出加工零件的全部進給刀路圖。 4.2.1進入加工模塊 1、在標準工具條中選擇“開始”→“加工”，系統(tǒng)將彈出“加工環(huán)境”對話框，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)將進入型腔銑加工環(huán)境。 4.2.2創(chuàng)建幾何體 在操作導航器的幾何視圖中，設(shè)置加工坐標系、零件和毛坯，為創(chuàng)建操作做準備。 （1）設(shè)置加工坐標系。 ①先將操作導航器轉(zhuǎn)換到幾何體視圖。 ②在“操作導航器-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在彈出對話框中的“機床坐標系”中的“指定MCS”欄中，單擊“自動判斷” 圖標，然后在圖形區(qū)域選擇毛坯的頂面，之后單擊“確定”，系統(tǒng)將自動在毛坯的頂面中心位置創(chuàng)建加工坐標系，如圖4.1所示。 圖4.1坐標系設(shè)定 4.2.3設(shè)置幾何體 ①在“操作導航器-幾何體”中，雙擊“WORKPIECE”圖標，將彈出“幾何體”對話框。 ②指定部件幾何體。在“幾何體”對話框中，單擊“指定部件”按鈕，將彈出“部件幾何體”對話框，在圖形區(qū)域選擇零件， 點擊“確認”返回“幾何體”對話框，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”對話框中，單擊“指定毛坯”圖標按鈕，將彈出“毛坯幾何體”對話框，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”對話框，如圖4.3所示。 圖4.3毛坯選擇 ④在“幾何體”對話框中單擊“確認”，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，進入“創(chuàng)建刀具”對話框。 （2）先在“創(chuàng)建刀具”對話框中的類型選擇項內(nèi)選擇“mill-contour（銑型腔）”，然后在“刀具子類型”選項欄中選擇“立銑刀（MILL）”圖標，并輸入刀具名稱D20，然后單擊“應(yīng)用”，進入“刀具參數(shù)”對話框，設(shè)置參數(shù)后單擊“確定”，重復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”對話框。 （2）在“創(chuàng)建操作”對話框中，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CAVITY-MILL銑型腔。 （3）在“創(chuàng)建操作”對話框中設(shè)置其他參數(shù)：程序、刀具、幾何體、方法如下圖。 圖4.4參數(shù)設(shè)置 (4)在“創(chuàng)建操作”對話框中單擊“確定”，選擇切削區(qū)域、設(shè)置切削層、設(shè)置余量、進給率如下圖。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 粗加工刀路圖 圖4.7 精加工刀路圖 圖4.8 粗加工凹槽刀路圖 圖4.9 精加工凹槽刀路圖 4.2.6鉆孔加工操作 （1）在“創(chuàng)建操作”工具條中選擇“創(chuàng)建刀具”命令，進入“創(chuàng)建刀具”對話框。 （2）先在“創(chuàng)建刀具”對話框中的類型選擇項內(nèi)選擇“drill”，然后在“刀具子類型”選項欄中選擇“麻花鉆頭（DRILLING-TOOL）”圖標，并輸入刀具名稱DRILLING-TOOLD11，然后單擊“應(yīng)用”，進入“刀具參數(shù)”對話框，設(shè)置參數(shù)后單擊“確定”，完成刀具的創(chuàng)建。 （二）創(chuàng)建操作 （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”對話框。 （2）在“創(chuàng)建操作”對話框中，選擇“類型”中選擇“drill”，然后在“操作子類型”中，選擇型腔銑模板圖標PECK-DRILLING啄鉆。 在“創(chuàng)建操作”對話框中設(shè)置其他參數(shù)：程序、刀具、幾何體、方法、名稱。 在“創(chuàng)建操作”對話框中單擊“確定”，指定孔、指定部件表面、指定底面、指定循環(huán)方式、進給和速度，如圖4.10所示。 圖4.10參數(shù)設(shè)置 （3）生成操作，如圖4.11所示。 圖4.11鉆孔刀路圖 4.3加工仿真 在文章的最后，為了效驗本次設(shè)計，安排的切削參數(shù)，工藝路線，機床選擇，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，點擊軟件上的確定刀軌，選擇2D動態(tài)仿真。點擊開始，得如下圖。 圖4.12仿真加工 圖4.13仿真加工 通過本次加工仿真，確定本次設(shè)計中使用的，工藝路線安排，刀具、機床、切削參數(shù)的選擇，正確合理，符合加工需要。 4.4后處理 先在操作導航器中選中各銑削圖標，然后在“加工操作”工具條中單擊“后處理”按鈕，在“后處理”對話框中，后處理選擇“MILL-3-AXIS”，單位選擇“公制/部件” ，單擊“確定”后，系統(tǒng)就會生成加工操作的NC加工代碼，如下圖所示 。 圖4.14加工代碼 總結(jié) 本次課題貫穿本專業(yè)所學到的議論知識與實踐操作技術(shù)，從分析設(shè)計到計算、操作得到成品，同時本次選題提供了自主學習，自主完成的機會。畢業(yè)設(shè)計有實踐性，綜合性，探索性，應(yīng)用性等特點，本次選題的目的是數(shù)控專業(yè)教學體系中構(gòu)成數(shù)控技術(shù)專業(yè)知識及專業(yè)技能的重要組成部分，是運用UG建模以及自動編程的一次綜合練習。 加工設(shè)計理論已經(jīng)不拘泥于系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)，開始強調(diào)產(chǎn)品尺寸精度，工藝嚴格性，從而更加有得于學生裝的數(shù)控編程及操作的創(chuàng)新精神和實踐能力。隨著畢業(yè)設(shè)計做完，也將意味我的大學生活即將結(jié)束，但在這段時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，而去翻我所學專業(yè)的書籍。經(jīng)過這段時間我真正體會了很多，也感到了很多。 為了更深入的理解并掌握大學的專業(yè)知識，加強專業(yè)技能。通過此次的分析，需要對刀具的切削參數(shù)進行計算等方面的問題給予考慮，這些方面的知識都需要我們?nèi)土曇郧暗闹R，在對以前學的知識進行初步系統(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)的知識也能很好的理解。 這次畢業(yè)設(shè)計，給我最大的體會就是熟練操作技能來源我們對專業(yè)的熟練程度。 致謝 這次畢業(yè)設(shè)計中，我體驗到進行UG建模和數(shù)控編程的快樂，也使我明白今后的路還很長，加工制造業(yè)領(lǐng)域隨著數(shù)控技術(shù)及計算機輔助設(shè)計、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)成為各個制造企業(yè)發(fā)展開拓的重點，也代表著先進的制造技術(shù)，因此我為能夠接觸和學習這方面的知識而感到驕傲！ 由于自己的水平有限，這篇文章并不能讓人感到滿意，但作為一名機械專業(yè)的學生，運用所學專業(yè)知識解決實際工作中遇到的問題是檢驗所學的最好方法，本論文是希望從實際工作的角度探討自己對數(shù)控加工一點見解，也希望以此來檢驗我對機械專業(yè)知識學習的運用能力． 在此，我非常感謝指導老師對我的悉心指導，使我在學業(yè)上有了很大的進步，這篇文章是我經(jīng)過反復思考修改完成的，由于自己的知識面有限，在文章可能還有許多不足之處，請老師們予以批評指正，同時論文在老師的指導下理論觀點，布局和寫作方法和實際工作等方面給予我極大的幫助和指導，在此我深表感謝！ 最后，感謝大學幾年來所有教過我的老師們！ 22 參考文獻 [1] 肖慶和，吳軍．數(shù)控技術(shù). 北京：北京航空航天大學出版社，2011． [2] 曹井新．數(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：中國鐵道出版社，2012 [4] 江劍鋒.CAD/CAM與數(shù)控機床加工[M]. 北京：中國人事出版社，2011 [5] 田萍.數(shù)控機床加工工藝及設(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.機械制造工藝[M]. 北京：北京理工大學出版社，2010 [8] 王先逵.機械加工工藝手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2008 [9] 曾向陽等編著. 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