雙橢圓型腔件的數(shù)控銑削加工工藝設(shè)計、造型與編程仿真含NX三維及CAD圖.zip
雙橢圓型腔件的數(shù)控銑削加工工藝設(shè)計、造型與編程仿真含NX三維及CAD圖.zip,橢圓,型腔件,數(shù)控,銑削,加工,工藝,設(shè)計,造型,編程,仿真,NX,三維,CAD
摘要
數(shù)控技術(shù)是技術(shù)性極強的工作，尤其在機械加工領(lǐng)域應(yīng)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。此次的設(shè)計任務(wù)是對零件的加工工藝設(shè)計與程序編制及加工，利用繪圖軟件AutoCAD將零件的二維圖畫出來,然后用UG軟件畫出三維圖形,再接著設(shè)計加工方案。方案的關(guān)鍵在于以生成最佳的刀具路徑、利用最短的時間內(nèi)加工出零件,且加工工序最優(yōu),加工出來的零件的工藝符合設(shè)計圖紙的要求。根據(jù)這些要求選擇最佳的加工工藝方案，填寫工藝卡片，工序卡片。用軟件編寫加工程序,并且進(jìn)行仿真驗證得到加工效果圖。
關(guān)鍵詞：加工工藝；編程；加工
I
Abstract
Numerical control technology is a highly technical work, especially in the field of mechanical processing is the most widely used, so this requires practitioners to have machining process knowledge is very high, CNC programming knowledge and skills. The design task is to the parts processing process design and programming and processing, the drawing software AutoCAD will be out of the picture parts in 2D, and then use UG software to draw the three-dimensional graphics, then several design schemes. The scheme is the key to generate the tool path, the best use of the shortest processing time of parts, and the processing procedure of optimal, processing out of the parts meet the requirements of design drawings. According to the requirements of processing scheme of the best choice, fill in the process cards, process cards. Using software to program the processing procedure, and carries on the simulation verification has been processing effect chart.
Keywords: processing technology; programming; processing
目 錄
摘要 I
Abstract II
1 緒論 1
1.1 本課題研究的背景 1
1.2 數(shù)控設(shè)備的簡介 1
1.3 本論文研究的目的與意義 1
1.4 數(shù)控加工工藝與普通加工工藝的區(qū)別及特點 2
2 工藝性分析 3
2.1零件介紹 3
2.2零件加工工藝性分析 3
2.3 零件的技術(shù)要求分析 4
3 工藝規(guī)程設(shè)計 5
3.1 毛胚的選擇 5
3.1.1確定毛坯的類型 5
3.1.2確定毛坯的余量 5
3.2加工順序的劃分和加工工藝路線的確定 6
3.2.1加工順序的劃分 6
3.2.2加工工藝路線的確定 6
3.3選擇并確定工藝裝備 7
3.3.1數(shù)控機床的選擇 7
3.3.2夾具的選擇 8
3.3.3刀具的選擇 9
4 工藝參數(shù)選擇及工藝卡片的填寫 10
4.1刀具參數(shù)的選擇 10
4.2制定工藝文件 13
4.3工序卡 13
5 基于UG的三維建模造型 14
5.1進(jìn)入頁面 14
5.2 方塊的造型操作 14
5.3凸臺的造型操作 15
5.4倒角 16
5.5拉伸操作 16
5.6 創(chuàng)建孔 17
5.6 拉伸凸臺 18
6 基于UG加工程序編制 20
6.1數(shù)控編程的分類 20
6.2數(shù)控編程 20
6.3數(shù)控加工仿真 25
6.3程序的后處理 27
致謝 31
參考文獻(xiàn) 32
IV
1 緒論
1.1 本課題研究的背景
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用已日趨普及，現(xiàn)代的數(shù)控加工技術(shù)使得機械制造過程發(fā)生了顯著變化?，F(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)是指高效、優(yōu)質(zhì)的實現(xiàn)產(chǎn)品零件特別是復(fù)雜形狀零件加工的有關(guān)理論、方法與實現(xiàn)技術(shù)，它是自動化、柔性化、敏捷化和數(shù)字化制造加工的基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)。數(shù)控加工過程包括有給定的零件加工要求（零件圖紙、CAD數(shù)據(jù)或?qū)嵨锬Ｐ停┻M(jìn)行加工的全過程，一般來說，數(shù)控加工技術(shù)涉及數(shù)控機床加工工藝和數(shù)控編程技術(shù)兩方面。
數(shù)控工藝與編程加工是以數(shù)控機床加工中的工藝和編程問題為研究對象的一門加工技術(shù)。它以機械制造中的工藝和編程的基本理論為基礎(chǔ)，結(jié)合數(shù)控機床的特點，綜合運用多方面的知識解決面臨的數(shù)控加工中的工藝和編程問題。數(shù)控工藝與編程加工的內(nèi)容包括機械加工工藝和數(shù)控加工程序編制的基本知識和基本理論，典型零件加工工藝分析和數(shù)控加工程序編制的方法等。數(shù)控工藝與編程的研究宗旨是如何科學(xué)的、最優(yōu)地設(shè)計加工工藝和加工程序，充分發(fā)揮數(shù)控機床的特點，實現(xiàn)在數(shù)控加工中的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低耗。
1.2 數(shù)控設(shè)備的簡介
本次設(shè)計用到的主要有數(shù)控銑床和加工中心。數(shù)控銑床是在一般銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,兩者的加工工藝基本相同,結(jié)構(gòu)也有些相似,但數(shù)控銑床是靠程序控制的自動加工機床,所以其結(jié)構(gòu)也與普通銑床有很大區(qū)別。數(shù)控銑床是數(shù)控加工中一類重要的機床，它能夠進(jìn)行銑削、鉆削、鉸孔、攻螺紋孔、切削螺紋等工藝過程；數(shù)控銑削加工中心則進(jìn)一步具有刀庫和自動換刀機構(gòu)，在工件的一次裝夾中，可以集銑、鉆、鏜等加工為一體，對兩個或兩個以上的表面自動完成加工，生產(chǎn)效率高，加工質(zhì)量好，適合軸承座、立體曲面、型腔等非回轉(zhuǎn)體的加工。數(shù)控銑削中心又有立式或臥式兩種。數(shù)控銑床及其加工中心的編程有刀具半徑自動補償、刀具長度自動補償和孔加工固定循環(huán)指令。
1.3 本論文研究的目的與意義
通過本次設(shè)計，我們應(yīng)基本掌握數(shù)控加工工藝的基本知識和基本理論，學(xué)會針對某一具體工件，掌握數(shù)控加工工藝設(shè)計方法；初步具有制訂中等復(fù)雜程度零件的數(shù)控加工工藝和解決生產(chǎn)中一般工藝問題的能力。使我們了解了數(shù)控工藝與編程技術(shù)已成為現(xiàn)代制造系統(tǒng)中不可或缺的基礎(chǔ)技術(shù)，數(shù)控工藝與編程技術(shù)的應(yīng)用在制造業(yè)中日益普及，極大地推動了計算機輔助設(shè)計與制造（CAD/CAM）、柔性制造系統(tǒng)（FMS），計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）與自動化工廠（FA）的發(fā)展，并已成為現(xiàn)今制造技術(shù)的基礎(chǔ)和重要組成部分。通過本次設(shè)計可以使我們更加深刻的認(rèn)識數(shù)控工藝與編程，現(xiàn)階段發(fā)展存在的問題和需要解決的問題。
1.4 數(shù)控加工工藝與普通加工工藝的區(qū)別及特點
數(shù)控加工工藝與常規(guī)加工工藝在工藝設(shè)計過程和設(shè)計原則上是基本相似的，但是數(shù)控工藝也有不同于常規(guī)加工工藝的特點。由于數(shù)控加工采用了計算機控制系統(tǒng)和數(shù)控機床，使得數(shù)控加工具有自動化程度高、精度高、質(zhì)量穩(wěn)定、生成率高、周期短、設(shè)備使用費用高等特點。在數(shù)控加工工藝也與常規(guī)加工工藝有一定的差異。
33
2 工藝性分析
2.1零件介紹
以下圖2.1為零件的二維圖紙,若圖紙不清楚詳見附件零件圖
圖2.1零件二維圖
2.2零件加工工藝性分析
該零件材料為45鋼。由圖可知，零件部分結(jié)構(gòu)為不加工面，全部加工面集中在上表面 。該零件形狀復(fù)雜，主要有由4-M10的孔、兩個R18的凸臺表面粗糙度為Ra1.6um、兩個R10的凸臺表面粗糙度為Ra1.6um、φ30通孔表面粗糙度為Ra1.6um、4個R15組成的凹槽表面粗糙度為Ra1.6um，其余表面粗糙度要求為Ra3.2um，本次零件表面粗糙度要求較高。詳細(xì)見零件圖。擬將下表面作為主要定位基準(zhǔn)，并在前道工序中加工出來，后用下表面作為基準(zhǔn)，加工上表面。該形狀比較復(fù)雜，工序繁雜，表面質(zhì)量和精度要求高，所以從精度要求上考慮，定位和工序安排比較關(guān)鍵。為了保證加工精度和表面質(zhì)量，根據(jù)毛胚形狀和尺寸，分析采用兩次定位（一次粗定位，一次精定位）裝夾加工完成，按照基準(zhǔn)面先主后次、先近后遠(yuǎn)、先里后外、先粗加工后精加工、先面后孔的原則依次劃分工序加工。
2.3 零件的技術(shù)要求分析
從圖中分析得知，該零件的技術(shù)要求主要如下：
（1）小批量生產(chǎn)加工。
（2）調(diào)質(zhì)處理HRC 26～36。
（3）未注倒角C1,銳角倒鈍C0.2。
（4）未注公差尺寸按 GB1804-M。
3 工藝規(guī)程設(shè)計
3.1 毛胚的選擇
3.1.1確定毛坯的類型
毛坯的金屬成形工藝類型多樣，且每一種毛坯有多種不同的制造方法。常用的毛坯主要有：
（1）鑄件 鑄件常用于形狀較復(fù)雜的毛坯；
（2）鍛件 鍛件常用于強度要求高、形狀較簡單的毛坯；
（3）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。
（4）焊接件 焊接件是將型材或板料焊接成所需毛坯，簡單方便生產(chǎn)周期短。但需經(jīng)時效處理消除應(yīng)力才能進(jìn)行機械加工；
（5）其它毛坯
選擇毛坯時應(yīng)全面考慮下列因素：
（1）零件結(jié)構(gòu)形狀及尺寸；
（2）零件材料及力學(xué)性能要求；
（3）現(xiàn)有生產(chǎn)條件及能力；
（4）生產(chǎn)綱領(lǐng)大??；
（5）充分考慮利用新工藝、材料、技術(shù)的性能。
根據(jù)該零件的圖紙要求，本次設(shè)計的零件形狀為長方形,材料直接選用型材中的板材。
3.1.2確定毛坯的余量
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)到減少機械加工的勞動量，力求達(dá)到少或無切削加工。但是，由于現(xiàn)有毛坯制造技術(shù)及成本的限制，以及產(chǎn)品零件的加工精度和表面質(zhì)量要求愈來愈來高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通過機械加工達(dá)到零件的技術(shù)要求。
零件的長度為150mm，寬度為120mm，最大厚度為24.5mm因此可以給毛坯的長度單邊留2.5mm余量，寬度單邊各留2.5mm余量，厚度單邊各留2.5mm。以達(dá)到減少機械加工的勞動量的目的，減少加工成本。最終選擇毛坯尺寸為155X125X29.5mm。
3.2加工順序的劃分和加工工藝路線的確定
3.2.1加工順序的劃分
當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求較高時，通常不可能在一道工序中完成全部加工的工作，必須分段來進(jìn)行數(shù)控加工。
根據(jù)零件圖，為了保證精度和配合公差，選擇通過 粗加工-半精加工-精加工 逐步達(dá)到圖紙的要求。
粗加工階段 ：主要任務(wù)是切掉大部分余量，提高生產(chǎn)率。
半精加工階段：主要任務(wù)是為了工件主要表面的精加工做為準(zhǔn)備，并且完成一些次要的表面的加工要求。
精加工階段：主要的任務(wù)是保證零件主要表面的尺寸精度、位置精度、形狀精度以及表面粗糙度要求。
劃分加工階段的原因：
（1）可以時發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，能避免損傷已加工的表面。
（2）便于安排熱處理加工藝。
（3）利于保證加工質(zhì)量。
（4）合理利用設(shè)備，提高生產(chǎn)效率。
3.2.2加工工藝路線的確定
工序：10 下料155X125X29.5mm
工序：20 調(diào)制處理
工序：30 銑六面至150X120X24.5mm，表面粗糙度Ra3.2um
工序：40 銑削凸臺輪廓特征
工步1 粗加工凸臺輪廓特征，留有精加工余量
工步2 精加工凸臺輪廓特征，加工至圖紙尺寸要求
工序：50 銑削凹槽及φ30內(nèi)孔特征
工步1 粗加工凹槽及φ30內(nèi)孔，留有精加工余量
工步2 精加工凹槽及φ30內(nèi)孔，加工至圖紙尺寸要求
工序：60 加工4-M10孔
工步1 對4-M10的孔進(jìn)行鉆孔至φ8.5mm
工步2 對4-M10的孔進(jìn)行攻牙
工序：70 銑削零件倒角曲面處
工序：80 去毛刺、倒角
工序：90 終檢、入庫
以為為本次零件的安排方案，選擇數(shù)控銑床，先加工下表面的加工順序安排。能滿足對本零件的加工需要，第由于本次零件有復(fù)雜的曲面結(jié)構(gòu)，普通銑床無法滿足加工需要。
3.3選擇并確定工藝裝備
3.3.1數(shù)控機床的選擇
機床在選擇時，一般可按下列順序考慮：
（1）通用機床無法加工的內(nèi)容應(yīng)作為優(yōu)先選擇內(nèi)容；
（2）通用機床難加工，質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點選擇內(nèi)容；
（3）通用機床加工效率低、工人手工操作勞動強度大的內(nèi)容，可在數(shù)控機床尚存在富裕加工能力時選擇。本零件選用XD-40A型數(shù)控銑床，采用FANUC0i-MB系統(tǒng)。該銑床的功能參數(shù)如表4.3下。
從精度和效率兩方面對數(shù)復(fù)雜零件的加工藝進(jìn)行分析，加工精度必須達(dá)到圖紙的要求，同時又能充分合理地發(fā)揮機床的功能，提高生產(chǎn)效率。根據(jù)以上條件可選擇兩軸半以上的數(shù)控銑床。本零件選用VDL-1000D型數(shù)控銑床，采用FANUC0i-MB系統(tǒng)。該銑床的功能參數(shù)如表3-1下。
表3-1 VDL-1000D型數(shù)控銑床基本參數(shù)
機床重
4400Kg
最大載重
500kg
工作臺
1000mm長
600mm寬
坐標(biāo)范圍
X800mm
Y520mm
Z520mm
軸承錐孔
NO.40(7:24)
最大鉆孔直徑
φ32
最大鏜孔直徑
φ100
主軸最高轉(zhuǎn)速
8000r\min
主軸功率
7.5/11kw
X、Y、Z向切削進(jìn)給速度
0-10000 mm\min
快速進(jìn)給速度
X24 m\min
Y24 m\min
Z20 m\min
工作電源
380V
3.3.2夾具的選擇
數(shù)控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求，一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機床的坐標(biāo)方向相對固定；二是要能保證零件與機床坐標(biāo)系之間的準(zhǔn)確尺寸關(guān)系。依據(jù)零件毛料的狀態(tài)和數(shù)控機床的安裝要求，應(yīng)選取能保證加工質(zhì)量、滿足加工需要的夾具。除此之外，還要考慮以下幾點：
（1）當(dāng)零件加工批量不大時，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)夾具和其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，節(jié)省生產(chǎn)費用。在成批生產(chǎn)時可以考慮采用專用夾具，同時要求夾具的結(jié)構(gòu)簡單。
（2）裝夾零件要方便可靠，避免采用占機人工調(diào)整的裝夾方式，以縮短輔助時間，盡量采用液壓、氣動或多工位夾具，以提高生產(chǎn)效率。
（3）在數(shù)控機床上使用的夾具，要能夠安裝準(zhǔn)確，能保證工件和機床坐標(biāo)系的相對位置和尺寸，力求設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程原點統(tǒng)一，以減少基準(zhǔn)不重合誤差和數(shù)控編程中的計算工作量。
（4）盡量減少裝夾次數(shù)，做到一次裝夾后完成全部零件表面的加工或大多數(shù)表面的加工，以減少裝夾誤差，提高加工表面之間的相互位置精度，達(dá)到充分提高數(shù)控機床效率的目的。
根據(jù)上述分析，該零件結(jié)構(gòu)簡單，能在一次裝夾中完成，采用平口鉗從側(cè)面夾緊，以底面和兩側(cè)面定位。夾持工件左右端面，下面使用登高墊鐵支撐，這樣才能保證零件在加工過程中不易松動，從而保證加工精度。
3.3.3刀具的選擇
本設(shè)計中，由于零件材料是45鋼，其硬度相對較低，塑性與韌性較好，可選硬質(zhì)合金刀。由上述分析結(jié)合本次設(shè)計所選的工件材料和學(xué)校的實際情況選擇P類材料（相當(dāng)于YT類）硬質(zhì)合金刀和高速鋼刀為本次設(shè)計切削加工刀具材料。
在本次所采用的刀具為銑床上的面銑刀、平底銑刀等。刀具明細(xì)表見表3.2。
表3.2數(shù)控加工刀具卡片
產(chǎn)品名稱或代號
零件名稱
零件圖號
1
序號
刀具號
刀具名稱及規(guī)格
刀具參數(shù)
刀具材料
刀尖半徑
刀桿規(guī)格
1
T01
Φ50盤刀
0.8
BT40
LY15
2
T02
Φ16立銑刀
BT40
硬質(zhì)合金
3
T03
Φ10立銑刀
BT40
硬質(zhì)合金
4
T04
Φ8.5麻花鉆
BT40
高速鋼
5
T05
M10機用絲錐
BT40
高速鋼
6
T06
Φ6球頭刀
BT40
高速鋼
編制
審核
批準(zhǔn)
共 1 頁
第1 頁
4 工藝參數(shù)選擇及工藝卡片的填寫
4.1刀具參數(shù)的選擇
切削加工中，根據(jù)加工要求（加工質(zhì)量、加工效率和加工成本）選用適宜的切削速度、進(jìn)給量和背吃刀量。、、稱為切削用量三要素。
切削用量的選擇原則：切削用量的選擇，對生產(chǎn)效率、加工成本和加工質(zhì)量均有重要影響。所謂合理的切削用量是指在保證加工質(zhì)量的前提下，能取得較高的生產(chǎn)效率和較低的切削用量。約束切削用量選擇的主要條件有：工件的加工要求，包括加工質(zhì)量要求和生產(chǎn)效率要求；刀具材料的切削性能；機床性能，包括動力特性（功率、轉(zhuǎn)矩）和運動特性；刀具壽命要求。
選擇切削用量的基本原則是：首先選取盡可能大的背吃刀量；其次根據(jù)機床進(jìn)給機構(gòu)強度、刀桿剛度等限制條件（粗加工時）或已加工表面粗糙度要求（精加工時），選取盡可能大的進(jìn)給量；最后查表和手冊或根據(jù)公式計算確定切削速度。
（1） 背吃刀量的選擇
粗加工時，背吃刀量應(yīng)根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)剛度來確定。由于粗加工時是以提高粗產(chǎn)率為主要目標(biāo)，所以在留出半精加工、精加工余量后，應(yīng)盡量將粗加工余量一次切除。一般可達(dá)8～10。當(dāng)遇到斷續(xù)切削、加工余量太大或不均勻時，則應(yīng)充分考慮分幾次走刀切削，背吃刀量應(yīng)依次遞減。
精加工應(yīng)根據(jù)精加工工序余量確定背吃刀量。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。
（2） 主軸轉(zhuǎn)速n的選擇
從理論上說，n的值越大越好，這樣不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以避免生成積卸瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但在實際上由于機床、刀具等的限制，在選擇時應(yīng)高綜合考慮個方面要素，選擇比較適宜的轉(zhuǎn)速。
轉(zhuǎn)速計算公式為
式中v—切削速度；
d—刀具的直徑；
（3） 進(jìn)給速度的選擇
粗加工時一般盡量可能的取最大每齒進(jìn)給速度，每齒進(jìn)給速度的取值主要考慮刀具的強度，對于立銑刀而言，直徑越大，刀刃數(shù)越多，其刀具強度就越大，允許的每齒進(jìn)給速度就越大；在一定的每齒進(jìn)給速度，切削深度、切削寬度的取值過大，將會導(dǎo)致切削力過大，一方面可能會超出機床額定負(fù)載或損壞刀具；另一方面，如果切削速度也較大，可能會超出機床額定功率。通常如果切削深度必須取大值的時候，切削寬度就必須取小值。曲面輪廓的精加工的每齒進(jìn)給速度、切削深度、切削寬度一般比較小，切削力很小，因此取很高的切削速度也不會超出機床的額定功率。粗加工時，過高的切削速度主要引起溫度和切削功率過大，精加工時過高的切削速度主要受溫度的限制。通常，銑刀材料、工件材料、刀具耐用度一定，允許的極限切削速度也就一定。
進(jìn)給速度v是單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對位移，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fz(mm/z)的關(guān)系為：
每齒進(jìn)給量fz的選取主要取決于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度值等因素。工件材料的強度和硬度越高，fz越小，反之則越大；工件表面粗糙度值越小，fz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刀
本次對幾把刀具參數(shù)的選擇如下：
1.T01 可轉(zhuǎn)位面銑刀
刀具材質(zhì)為硬質(zhì)合金，可用于側(cè)銑，刀具齒數(shù)為4齒。所用參考書為《機械加工工藝手冊》，一下簡稱《手冊》。綜合各方面的因素選擇，v一般可取
粗銑：
精銑：
由公式可得主軸轉(zhuǎn)速為：
粗銑時：
精銑時：
查《手冊》，可知銑刀每齒的進(jìn)給量為，可取
粗銑
精銑：
由公式則可得出進(jìn)給速度為：
粗銑：
精銑：
2．T02 φ16硬質(zhì)合金立銑刀
刀具材質(zhì)為涂層高速鋼刀具齒數(shù)為3。
查《手冊》，可知v的取值范圍為，精銑時取，粗銑時取。
由公式：
可得主軸轉(zhuǎn)速為
粗銑：
精銑：
查《手冊》，銑刀每齒進(jìn)給量取值范圍為，取
精銑: ;
粗銑: ;
由公式可得：
粗銑：
精銑：
3．T03 硬質(zhì)合金立銑刀
刀具材質(zhì)為涂層高速鋼刀具齒數(shù)為3。
查《手冊》，可知v的取值范圍為，精銑時取，粗銑時取。
由公式：
可得主軸轉(zhuǎn)速為
粗銑：
精銑：
查《手冊》，銑刀每齒進(jìn)給量取值范圍為，取
精銑: ;
粗銑: ;
由公式可得：
粗銑：
精銑：
4．T04 φ8.5直柄麻花鉆
刀具材質(zhì)為高速鋼，齒數(shù)為2。
查《手冊》，可知v取值范圍為，本次設(shè)計??；銑刀每齒進(jìn)給量取值范圍為，本次取。
由公式：
可得主軸轉(zhuǎn)速為
由公式可得：
5．T06 硬質(zhì)合金球頭刀
刀具材質(zhì)為涂層高速鋼刀具齒數(shù)為2。
查《手冊》，可知v的取值范圍為，精銑時取。
由公式：
可得主軸轉(zhuǎn)速為
精銑：
查《手冊》，銑刀每齒進(jìn)給量取值范圍為，取
精銑: ;
由公式可得：
精銑：
4.2制定工藝文件
詳細(xì)機械加工工藝過程卡件附錄A
4.3工序卡
詳細(xì)機械加工工序卡件附錄A
5 基于UG的三維建模造型
5.1進(jìn)入頁面
（1）在UG中，單擊菜單欄中的【文件】/【新建】，或單擊按鈕，彈出【文件新建】對話
（2）在【模板】列表框中選擇【模型】選項，分別在“名稱”和“文件夾”文本框中框，在文件框中輸入“UG3D.PRT”以及選擇文件存放地址(如圖5.1)，單擊【確定】按鈕，進(jìn)入UG主界面。
圖5.1新建模型
5.2 方塊的造型操作
（1）點擊創(chuàng)建草圖，選擇XY平面作為基準(zhǔn)平面，點擊確定。 使用矩形命令繪圖長方形、直線、自動判斷的尺寸對草圖進(jìn)行約束，完成下圖如圖5.2，使草圖自動約束。
圖5.2繪制草圖
（2）點擊左鍵確定，完成創(chuàng)建。完成草圖后，點擊拉伸按鈕進(jìn)行拉伸，選擇曲線，指定矢量為X向，距離設(shè)置為13.5mm，如圖5.3，點擊確定，可在圖中看到效果圖。
圖5.3拉伸
5.3凸臺的造型操作
完成方塊的創(chuàng)建后，我們繼續(xù)繪制草圖后，點擊拉伸按鈕進(jìn)行拉伸，選擇曲線，指定矢量為X向，距離設(shè)置為19.5mm布爾方式選擇求和，如圖5.4，點擊確定，可在圖中看到效果圖。
圖5.4拉伸
5.4倒角
繪制好凸臺后，我們選擇倒斜角，選擇凸臺的邊緣，設(shè)定距離為2mm，橫截面為對稱。點擊確定如下圖所示。
圖5.5倒角
5.5拉伸操作
成倒角的創(chuàng)建后，我們繼續(xù)繪制草圖后，點擊拉伸按鈕進(jìn)行拉伸，選擇曲線，指定矢量為X向，距離設(shè)置為24.5mm布爾方式選擇求和，如圖5.6，點擊確定，可在圖中看到效果圖。
圖5.6拉伸
5.6 創(chuàng)建孔
（1） 繪制好4個孔的草圖，然后使用拉伸功能對草圖進(jìn)行拉伸，完成下圖如圖5.7。
圖5.7孔
（2）在繪制好孔后，點擊螺紋指令，選擇孔后設(shè)置螺紋的參數(shù)（圖5.8），點擊確定，可在圖中看到效果圖。
圖5.8螺紋孔
5.6 拉伸凸臺
（1）在面上繪制草圖后，點擊完成草圖，選擇拉伸方式，拉伸距離值為18.5mm，布爾方式選擇上面的體，使用求和的方式，如圖5.9，點擊確定，可在圖中看到效果圖。
圖5.9拉伸凸臺
（2）在面上繪制草圖后，點擊完成草圖，選擇拉伸方式，拉伸距離值為20.5mm，布爾方式選擇上面的體，使用求和的方式，如圖5.10，點擊確定，可在圖中看到效果圖。
圖5.10拉伸凸臺
（3）通過UG軟件這些強大功能的使用，完成零件三維模型的建立，如下圖5.11。
圖5.11三維圖
6 基于UG加工程序編制
6.1數(shù)控編程的分類
數(shù)控編程主要分為手工編程與自動編程。
（1）手工編程 整個程序的編制過程是由人工完成的。這要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控代碼及編程規(guī)則，而且還必須具備有機械加工工藝知識和數(shù)值計算能力。對于點位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，數(shù)控編程計算較簡單，程序段不多，手工編程即可實現(xiàn)。
（2）自動編程 用計算機把人們輸入的零件圖紙信息改寫成數(shù)控機床能執(zhí)行的數(shù)控加工程序，就是說數(shù)控編程的大部分工作有計算機來實現(xiàn)。
6.2數(shù)控編程
在建好模之后就是加工了， 加工就是對零件圖的幾何元素進(jìn)行數(shù)據(jù)定義，根據(jù)工藝規(guī)程輸入各種參數(shù)，如：切削深度、每次切深、加工余量、刀具參數(shù)、起刀點、退刀點等各種切削用量和參數(shù)。
用自動化編程軟件UG在計算機上進(jìn)行刀具位置軌跡 計算，選取控制元素和島嶼等，計算機生成刀位文件。動態(tài)顯示刀具軌跡，刀具軌跡可進(jìn)行編修。
啟動軟件，進(jìn)入加工頁面（圖6.1），準(zhǔn)備加工零件
圖6.1加工頁面
1. 選擇創(chuàng)建刀具，彈出對話框（圖6.2）選中，輸入刀具體名稱（圖6.2）。點擊選擇進(jìn)入對話框，輸入刀具參數(shù)（圖6.3）刀具直徑為16，長度為75mm，刀刃為4。后面的刀具以上述的方法一一創(chuàng)建。
圖6.2 創(chuàng)建刀具 圖6.3刀具參數(shù)
2. 選擇創(chuàng)建幾何體，彈出對話框（圖6.4）。選中 ，輸入幾何體名稱。點擊確定，進(jìn)入對話框（圖6.5），設(shè)置安全距離為10mm，點擊選擇自動判斷 選擇工件上表面，建立工件坐標(biāo)系。（圖6.6）
圖6.4對話框 圖6.5MCS
圖6.6工件坐標(biāo)系
3.選擇創(chuàng)建幾何體，彈出對話框（圖6.7）。選中，輸入幾何體名稱。點擊確定，進(jìn)入對話框（圖6.8）
圖6.7幾何體 圖6.8對話框
點擊指定部件，進(jìn)入對話框，選擇幾何體，選中要加工的零件（圖6.9）。點擊指定毛坯，進(jìn)入對話框（圖6.10 ）選中自動塊，毛坯創(chuàng)建完成。
圖6.9 圖6.10
4.點擊按鈕 出現(xiàn)選擇第二個 型腔銑mill-contour 進(jìn)入設(shè)置切削參數(shù)，選擇需要的銑刀。刀軌的設(shè)置選擇 跟隨部件的銑切削方式，刀具平面直徑為百分之70每刀深度為1mm，切削方式為層優(yōu)先。如下圖（圖6.11）。
圖6.11數(shù)控加工刀路
依照以上加工方法，加工零件的側(cè)面廓形狀，如下圖6.12所示
圖6.12內(nèi)輪加工刀路
2.鉆孔加工
（一）創(chuàng)建刀具
（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(biāo)，并輸入刀具名稱DRILLING-TOOLD11，然后單擊“應(yīng)用”，進(jìn)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(biāo)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(jìn)給和速度，如圖6.13所示。
圖6.13參數(shù)設(shè)置
（3）生成操作，如圖6.14所示。
圖6.14鉆孔刀路圖
6.3數(shù)控加工仿真
選中程序，點擊確定刀軌，選擇2D動態(tài)，點擊開始仿真。出現(xiàn)如下效果，仿真效驗刀路是否正確合理。如圖6.15仿真加工
圖6.15仿真加工
圖6.16仿真加工
圖6.17仿真加工
圖6.18仿真加工
6.3程序的后處理
加工完之后輸出CLS刀具軌跡源文件然后生成機床數(shù)控系統(tǒng)所能接受的數(shù)控代碼。生成G代碼的過程：加工完成后就要生成G代碼了如下
點擊文件按鈕,后選擇需要的系統(tǒng)后處理文件，設(shè)定文件名字，點擊確定 即可生成G代碼。如下圖。
圖6.19程序后處理
如下為底面加工程序，其余程序件附件。
%
N0010 G40 G17 G90 G70
N0020 G91 G28 Z0.0
:0030 T00 M06
N0040 G0 G90 X-2.2636 Y1.2493 S0 M03
N0050 G43 Z.3937 H00
N0060 Z.0805
N0070 G1 Z-.0376 F9.8 M08
N0080 X-2.0667 Y1.4018
N0090 G2 X-1.6555 Y1.6564 I1.4189 J-1.832
N0100 X-1.621 Y1.673 I1.3853 J-2.8446
N0110 G1 X-1.204 Y1.8698
N0120 Z.0805
N0130 G0 Z.3937
N0140 X1.2026
N0150 Z.0805
N0160 G1 Z-.0376
N0170 X1.6215 Y1.673
N0180 G2 X2.0667 Y1.4018 I-1.0318 J-2.1952
N0190 G1 Y1.0382
N0200 G3 X1.9747 Y1.1222 I-1.1443 J-1.16
N0210 X1.4858 Y1.4321 I-1.385 J-1.6444
N0220 X.8828 Y1.6347 I-1.2297 J-2.662
N0230 X.3309 Y1.6072 I-.2241 J-1.056
N0240 X0.0 Y1.4318 I.3123 J-.989
N0250 X-.1312 Y1.5199 I-.6408 J-.8121
N0260 X-.8846 Y1.6341 I-.5272 J-.9356
N0270 X-1.5353 Y1.4085 I.6144 J-2.8223
N0280 X-2.0543 Y1.0497 I.8875 J-1.8387
N0290 X-2.0667 Y1.0377 I1.0679 J-1.1216
N0300 G1 Y.6016
N0310 G2 X-1.8643 Y.85 I1.0803 J-.6735
N0320 X-1.415 Y1.1605 I1.2165 J-1.2802
N0330 X-.8263 Y1.3648 I1.1448 J-2.3487
N0340 X-.2668 Y1.28 I.1679 J-.7805
N0350 X.0001 Y1.0261 I-.374 J-.6603
N0360 X.4142 Y1.3445 I.6431 J-.4079
N0370 X.8256 Y1.3651 I.2445 J-.7658
N0380 X1.3706 Y1.1818 I-.5695 J-2.595
N0390 X1.797 Y.9116 I-.7809 J-1.704
N0400 X2.0667 Y.6017 I-.8746 J-1.0334
N0410 G1 X2.2636 Y.2903
N0420 Z.0805
N0430 G0 Z.3937
N0440 Y-1.2504
N0450 Z.0805
N0460 G1 Z-.0376
N0470 X2.0667 Y-1.402
N0480 G2 X1.6575 Y-1.6555 I-1.448 J1.8806
N0490 X1.621 Y-1.673 I-1.3873 J2.8437
N0500 G1 X1.204 Y-1.8698
N0510 Z.0805
N0520 G0 Z.3937
N0530 X-1.2042
N0540 Z.0805
N0550 G1 Z-.0376
N0560 X-1.6205 Y-1.673
N0570 G2 X-1.6702 Y-1.649 I1.3499 J2.8552
N0580 X-2.0667 Y-1.4018 I1.0184 J2.0755
N0590 G1 Y-1.0378
N0600 G3 X-2.0564 Y-1.0478 I1.0944 J1.1209
N0610 X-1.5485 Y-1.4017 I1.4046 J1.4743
N0620 X-.8828 Y-1.6347 I1.2779 J2.5839
N0630 X-.3309 Y-1.6072 I.2241 J1.056
N0640 X0.0 Y-1.4318 I-.3123 J.989
N0650 X.1312 Y-1.5199 I.6408 J.8121
N0660 X.8846 Y-1.6341 I.5272 J.9356
N0670 X1.5368 Y-1.4077 I-.6144 J2.8223
N0680 X1.9699 Y-1.1262 I-.9181 J1.8863
N0690 X2.0667 Y-1.0382 I-1.0388 J1.2404
N0700 G1 Y-.6015
N0710 G2 X1.7927 Y-.9152 I-1.1356 J.7157
N0720 X1.416 Y-1.16 I-1.174 J1.3938
N0730 X.8263 Y-1.3648 I-1.1458 J2.3482
N0740 X.2668 Y-1.28 I-.1679 J.7805
N0750 X-.0001 Y-1.0261 I.374 J.6603
N0760 X-.4142 Y-1.3445 I-.6431 J.4079
N0770 X-.825 Y-1.3652 I-.2445 J.7658
N0780 X-1.4267 Y-1.1545 I.5544 J2.5474
N0790 X-1.866 Y-.8486 I.7749 J1.581
N0800 X-2.0667 Y-.6017 I.8937 J.9317
N0810 G1 X-1.8331 Y-.4555
N0820 G2 X-1.8888 Y-.354 I.8608 J.5386
N0830 X-1.8886 Y.3535 I.7478 J.3536
N0840 X-1.6744 Y.6504 I.9022 J-.4254
N0850 X-1.2948 Y.9125 I1.0266 J-1.0806
N0860 X-.7681 Y1.0954 I1.0246 J-2.1007
N0870 X-.4023 Y1.04 I.1097 J-.5111
N0880 X-.1575 Y.623 I-.2385 J-.4203
N0890 G1 X-.1573 Y-.6238
N0900 G2 X-.4976 Y-1.0818 I-.4859 J.0056
N0910 X-.7673 Y-1.0957 I-.1611 J.5031
N0920 X-1.305 Y-.9072 I.4967 J2.2779
N0930 X-1.6756 Y-.6493 I.6532 J1.3337
N0940 X-1.8331 Y-.4555 I.7033 J.7324
N0950 G1 X-1.5995 Y-.3093
N0960 G2 X-1.6399 Y-.2358 I.6272 J.3924
N0970 X-1.6395 Y.2358 I.4989 J.2354
N0980 X-1.4844 Y.4507 I.6531 J-.3077
N0990 X-1.1746 Y.6645 I.8366 J-.8809
N1000 X-.7099 Y.826 I.9044 J-1.8527
N1010 X-.5378 Y.8 I.0515 J-.2417
N1020 X-.4331 Y.6216 I-.103 J-.1803
N1030 G1 X-.4329 Y-.6216
N1040 G2 X-.5809 Y-.8191 I-.2103 J.0034
N1050 X-.7099 Y-.8262 I-.0778 J.2404
N1060 X-1.1832 Y-.66 I.4393 J2.0084
N1070 X-1.4851 Y-.4502 I.5314 J1.0865
N1080 X-1.5995 Y-.3093 I.5128 J.5333
N1090 G1 Z.0805
N1100 G0 Z.3937
N1110 X.0001 Y1.0261
N1120 Z.0805
N1130 G1 Z-.0376
N1140 X.1573 Y.6238
N1150 G2 X.4976 Y1.0818 I.4859 J-.0056
N1160 X.7676 Y1.0957 I.1611 J-.5031
N1170 X1.2554 Y.9314 I-.5115 J-2.3256
N1180 X1.6192 Y.701 I-.6657 J-1.4536
N1190 X1.8569 Y.4161 I-.6968 J-.8228
N1200 X1.8568 Y-.4159 I-.7231 J-.4159
N1210 X1.6155 Y-.7041 I-.9257 J.5301
N1220 X1.2953 Y-.9123 I-.9968 J1.1827
N1230 X.7681 Y-1.0954 I-1.0251 J2.1005
N1240 X.4023 Y-1.04 I-.1097 J.5111
N1250 X.1575 Y-.623 I.2385 J.4203
N1260 G1 X.1573 Y.6238
N1270 X.4329 Y.6216
N1280 G2 X.5809 Y.8191 I.2103 J-.0034
N1290 X.7099 Y.8262 I.0778 J-.2404
N1300 X1.1402 Y.681 I-.4538 J-2.0561
N1310 X1.4414 Y.4905 I-.5505 J-1.2032
N1320 X1.618 Y.2787 I-.519 J-.6123
N1330 X1.6178 Y-.2787 I-.4842 J-.2785
N1340 X1.4383 Y-.493 I-.6867 J.3929
N1350 X1.1746 Y-.6645 I-.8196 J.9716
N1360 X.7099 Y-.826 I-.9044 J1.8527
N1370 X.5378 Y-.8 I-.0515 J.2417
N1380 X.4331 Y-.6216 I.103 J.1803
N1390 G1 X.4329 Y.6216
N1400 X.236
N1410 Z.0805
N1420 G0 Z.3937
N1430 X-2.2636 Y1.2505
N1440 Z.0429
N1450 G1 Z-.0752
N1460 X-2.0667 Y1.4019
N1470 G2 X-1.6216 Y1.673 I1.4671 J-1.9077
N1480 G1 X-.68
N1490 G3 X-.794 Y1.6545 I.1107 J-1.0458
N1500 X-1.4836 Y1.4332 I.5859 J-3.0101
N1510 X-1.9691 Y1.1269 I.884 J-1.939
N1520 X-2.0667 Y1.0382 I1.0376 J-1.2408
................
........
...........
.............
N9450 M30
總結(jié)
數(shù)月來，從接到畢業(yè)設(shè)計課題到至今為止，經(jīng)歷了漫長的過程。去圖書館查閱資料，去網(wǎng)上查找資料，開始畢業(yè)設(shè)計到結(jié)束。這是一次綜合性的大考驗。將我這幾年來所學(xué)的知識有了空前的融會貫通。我進(jìn)一步掌握了工藝規(guī)程的制定，編寫數(shù)控程序。同時提高了我的識圖、繪圖能力，查閱文獻(xiàn)，利用各種參考資料和工具書的能力。通過這段時間的畢業(yè)設(shè)計，加深了我對數(shù)控加工過程的感性認(rèn)識，并很好地培養(yǎng)了我發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，也深深體會到了理論聯(lián)系實際的重要性。
由于數(shù)控機床極高效率、高精度和高速化于一身，很好的代表了機床的未來發(fā)展方向。時代和社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，要求數(shù)控系統(tǒng)與機床要向更好的水平與層次邁進(jìn)。這幾年來，國外的數(shù)控系統(tǒng)與制造技術(shù)突飛猛進(jìn)的大背景下，通過大量的技術(shù)引進(jìn)，我過現(xiàn)代制造工業(yè)在飛速發(fā)展。同時，我們還要看清現(xiàn)階段中國數(shù)控業(yè)與世界先進(jìn)水平的差距。我國只有擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)上的數(shù)控核心技術(shù)，才能實現(xiàn)真正意義上的“世界工廠”和“制造強國”至“工業(yè)強國”。這使國人不得不開始重新思索中國數(shù)控在未來的發(fā)展之路。
畢業(yè)設(shè)計不僅讓我重新溫習(xí)了一遍以前所學(xué)的知識，它還讓我學(xué)會了耐心和虛心,以及遇到問題解決問題的能力，讓我感受到了前所未有的充實。學(xué)無止境。這些收獲將在我今后的工作與學(xué)習(xí)中具有深遠(yuǎn)的指導(dǎo)意義。
致謝
這次畢業(yè)設(shè)計中，我體驗到進(jìn)行數(shù)控編程和數(shù)控工作的快樂，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／ＣＡＥ／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(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(xué)生，運用所學(xué)專業(yè)知識解決實際工作中遇到的問題是檢驗所學(xué)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(xué)習(xí)的運用能力．
在此，我非常感謝指導(dǎo)老師對我的悉心指導(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(dǎo)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(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！感謝指導(dǎo)老師、評閱老師以及答辯組的老師們對本論文的悉心指導(dǎo)，感謝他們默默無聞的奉獻(xiàn)！
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