齒輪泵座數(shù)控加工工藝及編程仿真設計含NX三維及CAD圖.zip

齒輪泵座數(shù)控加工工藝及編程仿真設計含NX三維及CAD圖.zip,齒輪泵,數(shù)控,加工,工藝,編程,仿真,設計,NX,三維,CAD I 摘 要 當今的 CAD CAM 都是建立在數(shù)控技術(shù)之上的 現(xiàn)今數(shù)控加工技能常識是今 天機械專業(yè)學生一定要了解的 在數(shù)控加工過程中 目前數(shù) 控技術(shù)所涉及到的 知識面非常廣闊 滲透到各種行業(yè) 比如機械行業(yè) 制造業(yè) 軍事業(yè) 差不多 將我們在大學生涯所學的所有專業(yè)知識綜合運用起來 這次畢業(yè)設計使我更加 熟悉的數(shù)控知識 同時使我更加懂得了對 CAD 以及 UG 軟件的了解和對其的使用 因此通過本次畢業(yè)設計不僅僅是一次對我們大學生涯里的知識的了解 也是對 我們的測驗 本論文為零件數(shù)控加工工藝設計 論文首先根據(jù)零件的圖紙及技術(shù)要求進 行了詳細的數(shù)控加工工藝分析 分析過后對該零件進行了數(shù)控加工工藝設計 擬定了加工方案 選擇了加工設備 加工刀具 夾具 確定了裝夾方案 切削 用量 制定了加工順序 編制了零件的數(shù)控加工工序卡片和刀具卡片等 最后 詳細說明了如何運用 UG 自動編程編制該零件的數(shù)控程序 關(guān)鍵詞 數(shù)控加工 工藝設計 自動編程 II 目 錄 摘 要 I 目 錄 II 1 數(shù)控加工工藝基礎概述 1 1 1 數(shù)控加工工藝的特點 1 1 2 數(shù)控加工工藝設計的主要內(nèi)容 1 1 3 數(shù)控加工工序的設計方法 2 2 零件圖分析 4 2 1 零件零件圖 4 2 2 零件零件圖分析 4 2 3 毛坯選擇 5 3 零件的數(shù)控加工工藝設計 6 3 1 定位基準選擇 6 3 2 表面加工方法的選擇 7 3 3 工序與工步的劃分 7 3 4 量具的選擇 8 3 5 加工設備的選用 9 3 6 夾具的選擇 10 3 7 刀具選擇 10 3 8 切削參數(shù)選擇 11 3 9 工藝卡片的填寫 15 4 基于 UG 的三維造型 16 4 1 進入頁面 16 4 2 三維造型操作 16 5 零件的數(shù)控加工程序編制 21 5 1 零件編程方法選擇 21 5 2 零件數(shù)控加工程序的編寫 21 III 5 2 1 進入 UG 加工模塊 21 5 2 2 創(chuàng)建程序 22 5 2 3 創(chuàng)建刀具 22 5 2 4 創(chuàng)建幾何體 23 5 2 5 銑削編程參數(shù)設置 24 5 3 零件的仿真 29 5 4 零件的后處理程序 31 致 謝 33 參考文獻 34 1 1 數(shù)控加工工藝基礎概述 1 1 數(shù)控加工工藝的特點 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必須事先設計明確安 排的內(nèi)容 在數(shù)控加工的工藝設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?作風 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)控加工工藝設計的主要內(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 2 5 分配數(shù)控加工中的容差 1 3 數(shù)控加工工序的設計方法 數(shù)控加工工藝路線設計是下一步工序設計的基礎 其設計質(zhì)量將直接影響 零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率 1 工序的劃分 在工序劃分時 要根據(jù)數(shù)控加工的特點以及零件的結(jié)構(gòu)和工藝性 機床的 功能 零件數(shù)控加工的內(nèi)容的多少 安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況等綜合考 慮 1 根據(jù)安裝次數(shù)劃分工序 這種方法一般適應加工內(nèi)容不多的工件 主 要是將加工部位分為幾個部分 每道工序加工其中一部分 2 按所用刀具劃分工序 同一把刀具完成的那一部分工藝過為一道工序 對于工件的待加工表面較多 機床連續(xù)工作時間較長的情況 可以采用刀具集 中 的原則劃分工序 在一次裝夾中用一把刀完成可以加工的全部部位 然后 再換第二把刀 加工其他部位 3 以粗 精加工劃分工序 對易產(chǎn)生加工變形的工件 考慮到工件的加 工精度 變形的因素 可按粗 精加工分開的原則來劃分工序 即先粗后精 4 按加工部位劃分工序 以完成相同型面的那一部分工藝過程為一道工 序 有些零件的加工表面多而復雜 構(gòu)成零件輪廓的表面結(jié)構(gòu)差異較大 可按 其結(jié)構(gòu)特點劃分成多道工序 2 加工順序的安排 加工順序的安排應盡量根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)和毛胚的狀況 選擇工件的定位和 安裝方式 重點能保證工件的剛度不被破壞 盡量減少變形 因此加工順序的 安排應遵循以下原則 1 上下到工序的加工 定位與夾緊不能相互影響 2 先內(nèi)后外 先加工工件的內(nèi)腔 后進行外形的加工 3 盡量減少裝夾次數(shù) 換刀次數(shù)及空行程時間 4 在一次安裝加工多道工序中 先安排對工件剛性破壞先的工序 5 根據(jù)加工精度要求的情況 可將粗精加工合為一道工序 3 走刀路線和工步順序的劃分 3 數(shù)控加工工序與普通加工工序的銜接數(shù)控加工工藝的前后的一般都穿插有 其他普通序最好的辦法是相互建立狀態(tài)要求 如要不要留加工余量 留多少 定 位面與孔的精度要求及形位公差 對校形工序的技術(shù)要求 對毛胚的熱處理要 求等 目的是達到相互滿足的加工需要 且質(zhì)量目標及技術(shù)要求明確 交接驗 收有依據(jù) 數(shù)控機床的加工工序和加工路線的設計 數(shù)控加工工序的設計的主要任務 確定工序的具體加工內(nèi)容 切削用量 工藝裝備 定位安裝方式及刀具運動軌 跡 為編制程序做好準備 其中加工路線的設定是很重要的環(huán)節(jié) 加工路線是 指刀具在切削過程中刀位點相對于工件的運動軌跡 它不僅包括加工工序的內(nèi) 容 也反映加工順序的安排 因而加工路線是編寫加工程序的重要依據(jù) 確定走刀路線和工步順序的原則如下 1 加工路線應保證被加工工件的精度和表面粗糙度 2 設計最短的走刀路線以減少空行程時間 提高加工效率 3 簡化數(shù)值計算和減少程序段 減少編程工作量 4 據(jù)工件的形狀 鋼度 加工余量和機床系統(tǒng)的剛度等情況 確定循 環(huán)加工次數(shù) 5 合理設計刀具的切入與切出的方向 采用單向趨近定位方法 避免傳 動系統(tǒng)反向間隙而產(chǎn)生的定位誤差 4 2 零件圖分析 2 1 零件零件圖 圖 2 1 零件圖 本次設計齒輪泵座零件是一個包含 曲面 螺紋孔 臺階面 凹槽等特征 的零部件 本設計主要對零件進行數(shù)控加工工藝分析并且編程仿真 2 2 零件零件圖分析 該零件特征比較復雜 主要加工表面集中在上表面 上表面有多個通孔 兩個異形凹槽 一個圓柱凸臺 通過對該零件的重新繪制 只原圖樣的視圖正確 完整 尺寸 公差及技 術(shù)要求齊全 該零件需要加工的主要表面上表面 上表面有 6 7mm 的通孔 4 M6 的螺紋孔 2 6 mm 的通孔 18mm 深度 6mm 孔 12 mm 通孔表012 016 面粗糙度要求為 Ra0 8mm 22mm 深度 11mm 孔 12 mm 通孔表面粗糙度01 要求為 Ra0 8mm 上表面平面粗糙度要求為 Ra3 2um 其余表面粗糙度要求為 Ra12 5um 由零件圖可知 零件的材料 HT200 該材料具有較高的強度 耐磨 性 耐熱性 減震性 切削加工性 鑄造性 價格便宜 制造方便 但塑性較 差 脆性高 適用于承受較大應力 耐磨的零件 5 2 3 毛坯選擇 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)時效處理消除應力才能進行機械加工 5 其它毛坯 選擇毛坯時應全面考慮下列因素 1 零件結(jié)構(gòu)形狀及尺寸 2 零件材料及力學性能要求 3 現(xiàn)有生產(chǎn)條件及能力 4 生產(chǎn)綱領大小 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 材料選用 HT200 鑄造成型 6 3 零件的數(shù)控加工工藝設計 3 1 定位基準選擇 在制定零件加工的工藝規(guī)程時 正確地選擇工件的定位基準有著十分重要 的意義 定位基準選擇的好壞 不僅影響零件加工的位置精度 而且對零件各 表面的加工順序也有很大的影響 本節(jié)先建立一些有關(guān)基準和定位的概念 然 后再著重討論定位基準選擇的原則 1 精基準的選擇 重點考慮 如何較少誤差 提高定位精度 1 基準重合原則 利用設計基準做為定位基準 即為基準重合原則 2 基準統(tǒng)一原則 在大多數(shù)工序中 都使用同一基準的原則 這樣容 易保證各加工表面的相互位置精度 避免基準變換所產(chǎn)生的誤差 例如 加工 軸類零件時 一般都采用兩個頂尖孔作為統(tǒng)一精基準來加工軸類零件上的所有 外圓表面和端面 這樣可以保證各外圓表面間的同軸度和端面對軸心線的垂直 度 3 互為基準原則 加工表面和定位表面互相轉(zhuǎn)換的原則 一般適用于精 加工和光磨加工中 例如 車床主軸前后支承軸頸與主軸錐孔間有嚴格的同軸 度要求 常先以主軸錐孔為基準磨主軸前 后支承軸頸表面 然后再以前 后 支承軸頸表面為基準磨主軸錐孔 最后達到圖紙上規(guī)定的同軸度要求 4 自為基準原則 以加工表面自身做為定位基準的原則 如浮動鏜孔 拉孔 只能提高加工表面的尺寸精度 不能提高表面間的位置精度 還有一些 表面的精加工工序 要求加工余量小而均勻 常以加工表面自身為基準 粗基準的選擇 粗加工時以前面兩端面和下端面端面為粗基準 并加工出 精基準 2 粗基準的選擇 粗基準影響 位置精度 各加工表面的余量大小 重點考慮 如何保證各 加工表面有足夠余量 使不加工表面和加工表面間的尺寸 位置符合零件圖要 求 1 合理分配加工余量的原則 a 應保證各加工表面都有足夠的加工余 量 如外圓加工以軸線為基準 b 以加工余量小而均勻的重要表面為粗基準 以保證該表面加工余量分布均勻 表面質(zhì)量高 如床身加工 先加工床腿再加 7 工導軌面 2 保證零件加工表面相對于不加工表面具有一定位置精度的原則 一般 應以非加工面做為粗基準 這樣可以保證不加工表面相對于加工表面具有較為 精確的相對位置 當零件上有幾個不加工表面時 應選擇與加工面相對位置精 度要求較高的不加工表面作粗基準 3 便于裝夾的原則 選表面光潔的平面做粗基準 以保證定位準確 夾 緊可靠 4 粗基準一般不得重復使用的原則 在同一尺寸方向上粗基準通常只允 許使用一次 這是因為粗基準一般都很粗糙 重復使用同一粗基準所加工的兩 組表面之間位置誤差會相當大 因此 粗基一般不得重復使用 3 根據(jù)上文粗精基準的選擇原則 選擇該零件的粗精基準 由于零件上表面特征輪廓復雜 先加工上表面的話 加工下表面時不易裝 夾 考慮到下表面裝夾面積較大 所以選擇未加工的上表面作為粗基準 加工 好下表面后 用下表面作為精基準這樣有利余保證上表面的加工質(zhì)量 3 2 表面加工方法的選擇 加工表面 表面粗糙度 公差 精度等 級 加工方法 零件下表面 12 5 IT13 粗銑 零件上表面 3 2 IT11 粗銑 半精銑 6 7 孔 12 5 鉆孔 2 6 孔 6 3 IT12 鉆孔 鉸孔 M6 螺紋孔 鉆孔 攻牙 內(nèi)孔輪廓 1 6 IT8 粗銑 半精銑 精銑 倒角 12 5 IT13 粗銑 外輪廓及凸臺 12 5 IT13 粗銑 3 3 工序與工步的劃分 工序劃分主要考慮生產(chǎn)綱領 所用設備及零件本身的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求等 大批量生產(chǎn)時 若使用多軸 多刀的高效加工 可按工序集中原則組織生產(chǎn) 若在由組合機床組成的自動線上加工 工序一般按分散原則劃分 隨著現(xiàn)代數(shù) 8 控技術(shù)的發(fā)展 特別是加工中心的應用 工藝路線的安排更多地趨向于工序集 中 單件小批量生產(chǎn)時 通常采用工序集中原則 成批生產(chǎn)時 可按工序集中 原則劃分 也可按工序分散原則劃分 應視具體情況而定 對于結(jié)構(gòu)尺寸和重 量都很大的重型零件 應采用工序集中原則 以減少裝夾次數(shù)和運輸量 對于 剛性差 精度高的零件 應按工序分散原則劃分工序 工序的劃分有很多種 主要有按裝夾次數(shù)劃分工序 按使用刀具劃分工序 按加工部位劃分工序等劃分方法 本設計主要采用按裝夾次數(shù)劃分工序 根據(jù) 上文制定的零件加工順序和選用刀具設計出零件的加工工序與工步如下 工序 1 鑄造 工序 2 時效處理以消除內(nèi)應力 工序 3 粗加工零件下端面 工序 4 粗精銑加工零件上端面 工序 5 鉆孔 6 7 工序 6 鉆孔 鉸孔 2 6 工序 7 鉆孔 攻牙 2 M6 工序 8 粗精銑加工零件內(nèi)孔輪廓 工序 9 粗銑加工零件倒角處 工序 10 粗銑加工零件兩個凹槽及外輪廓表面 工序 11 去毛刺 工序 12 檢驗 工序 13 入庫 3 4 量具的選擇 本零件屬于成批生產(chǎn) 一般情況下盡量采用通用量具 在數(shù)控銑削加工工 件中 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 1 所示 表 3 1 量具表 名稱 規(guī)格 分度值 用途 游標卡尺 0 150mm 0 02mm 主要用于測量內(nèi) 外尺寸和深度等 9 千分尺 25 50mm 0 01mm 用于外徑測量工具 直尺 0 200mm 0 1mm 用來測量毛坯等的長度 3 5 加工設備的選用 一般來說 上述這些加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后 在產(chǎn)品質(zhì)量 生產(chǎn)效率與 綜合效益等方面都會得到明顯提高 相比之下 下列一些內(nèi)容不宜選擇采用數(shù) 控加工 1 占機調(diào)整時間長 如以毛坯的粗基準定位加工第一個精基準 需用專 用工裝協(xié)調(diào)的內(nèi)容 2 加工部位分散 需要多次安裝 設置原點 這時 采用數(shù)控加工很麻 煩 效果不明顯 可安排通用機床補加工 3 按某些特定的制造依據(jù) 如樣板等 加工的型面輪廓 主要原因是獲 取數(shù)據(jù)困難 易于與檢驗依據(jù)發(fā)生矛盾 增加了程序編制的難度 此外 在選擇和決定加工內(nèi)容時 也要考慮生產(chǎn)批量 生產(chǎn)周期 工序間 周轉(zhuǎn)情況等等 總之 要盡量做到合理 達到多 快 好 省的目的 要防止 把數(shù)控機床降格為通用機床使用 通過以上分析 選定數(shù)控機床為 本零件的加工制造的實用機床 可以達到 本零件的要求 本零件不是回旋體零件 不適合數(shù)控車床加工 為復雜零件適 合數(shù)控銑床來加工 所以選擇數(shù)控銑床 并且零件尺寸不大 在經(jīng)濟性的原則 下可以選擇行程較小的銑床 選用加工中心 FAUNC VMC870 加工中心加工柔性比普通數(shù)控銑床優(yōu)越 有一個自動換刀的伺服系統(tǒng) 對于工序復雜的零件需要多把刀加工 在換刀的 時候可以減少很多輔助時間 很方便 而且能夠加工更加復雜的曲面等工件 因此 提高加工中心的效率便成為關(guān)鍵 而合理運用編程技巧 編制高效率的 加工程序 對提高機床效率往往具有意想不到的效果 10 圖 3 1 VMC870 加工中心 表 3 1 機床參數(shù)表 3 6 夾具的選擇 該零件結(jié)構(gòu)簡單 四個側(cè)面較光整加工面與不加工面之間的位置精度要求 不高 但為了保證零件的其他精度要求 故形狀精度要求較高由機床保證 本 次零件裝夾采用精密平口鉗 圖 3 2 從側(cè)面夾緊 以底面和兩側(cè)面定位 11 圖 3 2 精密平口鉗 本零件使用精密平口鉗 夾持工件左右端面 下面使用登高墊鐵支撐 防 止在加工過程中 切削力過大 工件移動或掉落 3 7 刀具選擇 1號刀 30立銑刀 對于該零件上下表面 加工面積較大 同時有較高的表 面粗糙度要求 故選用 30立銑刀進行加工 可以提高加工精度和效率 減小 相鄰兩次進給之間的接刀痕跡和保證銑刀的使用壽命 2號刀 7麻花鉆 由于零件有多個 7孔 需要先使用 7麻花鉆鉆孔 3號刀 5 8麻花鉆 由于零件有 6孔精度要求較高 需要先使用 5 8麻 花鉆鉆孔后在鉸孔 故選用 5 8麻花鉆粗鉆 再用鉸刀鉸孔 4號刀 6鉸刀 由于零件有 6孔精度要求較高 需要先使用麻花鉆鉆孔后 再鉸孔 故選用 6鉸刀 5號刀 5麻花鉆 由于零件有多個M6螺紋孔 需要先使用 5麻花鉆鉆孔后 在攻牙 故選用 5麻花鉆粗鉆 再用絲錐攻牙 6號刀M6絲錐 由于該零件多個M6的螺紋孔 先采用麻花鉆住鉆孔在攻牙 故選用M6絲錐攻牙 7號刀 8立銑刀 對于該零件上表面內(nèi)孔輪廓較小 同時有較高的表面粗 糙度要求 故選用 8立銑刀進行加工 可以完成加工和提高效率 8號刀 6球頭刀 由于該零件有多處倒角 需要選用球頭刀 并且尺寸較 小只能選擇小尺寸的刀 故選用 6球頭 可滿足加工需要 根據(jù)上文的刀具選擇制定該零件的刀具卡片 表 3 2 零件刀具卡片 產(chǎn)品名稱 零件名稱 零 件 序號 刀具號 刀具名稱 數(shù) 刀具規(guī)格 材料 12 量 直徑 mm 長度 mm 1 T01 立銑刀 1 30 實測 硬質(zhì)合金 2 T02 麻花鉆 1 7 實測 高速鋼 3 T03 麻花鉆 1 5 8 實測 高速鋼 4 T04 鉸刀 1 6 實測 高速鋼 5 T05 麻花鉆 1 5 實測 高速鋼 6 T06 絲錐 1 6 實測 高速鋼 7 T07 立銑刀 1 8 實測 硬質(zhì)合金 8 T08 球頭刀 1 6 實測 硬質(zhì)合金 編制 審核 批準 共1頁 第1頁 3 8 切削參數(shù)選擇 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)驗及查表確定 該零件在數(shù)控加工過程中的切削用量 1 主軸轉(zhuǎn)速的確定 查閱 刀具手冊 可知 加工中主軸轉(zhuǎn)速計算公式如下 n 1000Vc d 公式 3 1 公式中 n 主軸轉(zhuǎn)速 單位 r min Vc 切削速度 單位 m min d 銑刀直徑 單位 mm 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 如表3 2所示 表 3 3 銑削時切削速度 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鑄鐵 190 260 9 18 45 90 13 160 320 4 5 10 21 30 鋁 70 120 100 200 200 400 從理論上講 切削速度Vc的值越大越好 因為這不僅可以提高生產(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 但實際上由于 機床 刀具等的限制 應綜合考慮 加工中零件各部位切削速度Vc數(shù)值選取如 下 粗銑時Vc 選取80m min 精銑時Vc 選取120m min 具體Vc值應根據(jù)實際加工情況 進行適當調(diào)整 根據(jù)各部位切削速度Vc的選取數(shù)值以及加工中選用的具體刀具 將Vc與刀 具直徑代入公式3 1 n 1000Vc D 得到零件各部位加工時的刀具轉(zhuǎn)速如下 T01刀具 30硬質(zhì)合金立銑刀 粗銑時n粗 1000 70 3 14 30 743 800r min 精時n精 1000 100 3 14 30 1061 1000r min T02刀具 7麻花鉆 n 1000 25 3 14 7 1137 1100r min T03刀具 5 8麻花鉆 n 1000 20 3 14 5 8 1098 1100r min T04刀具 6鉸刀 n 1000 25 3 14 5 8 1326 1300r min T05刀具 5麻花鉆 n 1000 20 3 14 5 8 1273 1200r min T06刀具M6絲錐 根據(jù)實際生產(chǎn)過程的經(jīng)驗而得到的 100r min T07刀具 8硬質(zhì)合金立銑刀 粗銑時n粗 1000 70 3 14 8 2786 2700r min 精時n精 1000 100 3 14 8 3980 3900r min T08刀具 6硬質(zhì)合金球頭刀 n精 1000 80 3 14 6 4246 4000r min 2 數(shù)控加工進給量的選擇 對于銑刀等多齒刀具 通常規(guī)定每齒進給量 fz mm 其含義是刀具每轉(zhuǎn)過 一個齒 刀具相對于工件在進給運動方向上的位移量 進給量與每齒進給量的 關(guān)系為 F fz z n 每齒進給量 fz 的選取 主要依據(jù)工件材料的力學性能 刀具材料的力學性能 工件表面粗糙度等因素 工件材料強度和硬度越高 fz 越小 反之則越大 硬質(zhì)合金銑刀的每齒進給量 高于同類高速鋼銑刀 工件 14 剛性差或刀具強度低時 應取較小值 銑刀每齒進給量如表 3 4 所示 本設計 中每個工部的具體進給速度依據(jù)上述公式計算 具體參見加工過程總表 表 3 4 銑刀每齒進給量 Zf 每齒進給量 mm z 工件材料 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 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 切削進給量 F 是切削時單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進方向的相對位移 單位 為 mm min 它與銑刀轉(zhuǎn)速 n 銑刀齒數(shù) z 及每齒進給量 fz mm z 的關(guān)系為 F fz z n 公式中 z 銑刀齒數(shù) 單位 mm min fz 銑刀每齒工作臺移動距離 即每齒進給量 mm z 在保證機床 刀具不超出工件精度允許的數(shù)值 表面粗糙度值不太大的前 提下 盡量選擇大的進給量 粗加工時限制進給量的主要是切削力 精加工時 限制進給量的主要是表面粗糙度 切削進給速度也可由機床操作者根據(jù)被加工 工件表面的具體情況進行手動調(diào)整 以獲得最佳切削狀態(tài) T01刀具 30硬質(zhì)合金立銑刀 粗銑時F粗 0 15 3 800 360mm min 精銑時F粗 0 1 3 1000 300mm min T07刀具 8硬質(zhì)合金立銑刀 粗銑時F粗 0 15 3 2700 1215mm min 精銑時F粗 0 1 3 3900 1170mm min T08刀具 6硬質(zhì)合金球頭刀 F粗 0 15 3 4000 1800mm min 表 3 5 鉆削時的進給量 f mm r 鋼 MPa 800 800 1000 1000鉆頭直徑 d mm 進給量 f mm r 2 0 05 0 06 0 04 0 05 0 03 0 04 15 2 4 0 08 0 10 0 06 0 08 0 04 0 06 4 6 0 14 0 18 0 10 0 12 0 08 0 10 6 8 0 18 0 22 0 13 0 15 0 11 0 13 8 10 0 22 0 28 0 17 0 21 0 13 0 17 10 13 0 25 0 31 0 19 0 23 0 15 0 19 切削進給量 F 是切削時單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進方向的相對位移 單位 為 mm min 它與主軸轉(zhuǎn)速 n 的關(guān)系為 F n f 公式 3 3 公式中 n 主軸轉(zhuǎn)速 單位 r min f 鉆削時的進給量 f 單位 mm r T02刀具 7麻花鉆 F 0 13 1100 143mm min T03刀具 5 8麻花鉆 F 0 1 1100 110mm min T04刀具 6鉸刀 F 0 05 1300 65mm min T05刀具 5麻花鉆 F 0 08 1100 88mm min T06刀具M6絲錐 F 100 1 100mm min 3 背吃刀量的確定 在機床刀具和工件的剛度允許的情況下 粗加工 Ra10 80 m 時 一次 進給盡可能切削全部余量 在中等功率機床上 背吃刀量可達 8 10mm 半精 加工 Ra1 25 10 m 時 背吃刀量取為 0 5 2mm 精加工 Ra0 32 1 25 m 時 背吃刀量取為 0 1 0 4mm 最好一次切凈余量 以 提高生產(chǎn)效率 根據(jù)零件材料刀具性能考慮 粗加工時 a P 1 2mm 精加工時 a P 0 2 0 5mm 上述參數(shù)的選取 即提高了生產(chǎn)效率 又可延長刀具使用壽命 3 9 工藝卡片的填寫 將上述工藝路線及切削參數(shù)整理成工藝卡片 詳細卡片件見附件 16 17 4 基于 UG 的三維造型 4 1 進入頁面 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 4 1 單擊 確定 按鈕 進入 UG 主界面 圖 4 1 新建模型 4 2 三維造型操作 1 點擊創(chuàng)建草圖 選擇 XY 表面 作為基準平面 點擊確定 根據(jù)尺寸 我們使用圓弧 直線指令完成下圖 如圖 4 2 點擊左鍵確定 再點擊完成草 圖 18 圖 4 2 繪制草圖 2 完成草圖后 點擊拉伸按鈕進行拉伸 選擇拉伸曲線 拉伸方向 拉 伸距離為 22mm 矢量方向為 Z 向 如圖 4 3 點擊確定 可在圖中看到效果圖 圖 4 3 拉伸凸臺 19 3 完成凸臺的創(chuàng)建后 點擊拉伸的功能 選擇已經(jīng)創(chuàng)建好的上表面 12 的孔 拉伸距離為 6mm 偏置為單側(cè)偏置 3mm 矢量方向為 Z 向 如圖 4 4 點擊左鍵確定 再點擊完成草圖 圖 4 4 拉伸操作 4 選擇已經(jīng)創(chuàng)建好的上表面 12 的孔 拉伸距離為 5mm 偏置為單側(cè) 偏置 11mm 矢量方向為 Z 向 如圖 4 5 點擊左鍵確定 再點擊完成草圖 圖 4 5 拉伸凸臺 20 5 點擊創(chuàng)建草圖 選擇已經(jīng)創(chuàng)建好的塊上表面 作為基準平面 點擊確 定 根據(jù)尺寸我們使用圓弧 直線指令完成下圖 如圖 4 6 點擊左鍵確定 再點擊完成草圖 圖 4 6 創(chuàng)建草圖 6 完成草圖后 點擊拉伸按鈕進行拉伸 選擇拉伸曲線 拉伸方向 拉 伸距離為 10mm 矢量方向為 Z 向 布爾選擇求差 如圖 4 7 點擊確定 可在 圖中看到效果圖 圖 4 7 創(chuàng)建草圖 21 7 在對零件進行創(chuàng)建螺紋 倒角等通過 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 4 8 圖 4 8 三維圖 22 5 零件的數(shù)控加工程序編制 5 1 零件編程方法選擇 數(shù)控編程分手工編程和自動編程 手工編程是由人工完成刀具軌跡計算及 加工程序的編制工作 當零件形狀不十分復雜或加工程序不太長時 采用手工 編程方便 經(jīng)濟 自動編程是利用計算機通過自動編程軟件完成對刀具運動軌 跡的計算 加工程序的生成及刀具加工軌跡的動態(tài)顯示等 對于加工零件形狀 復雜 特別是涉及三維立體形狀或刀具運動軌跡計算繁瑣時 常采用自動編程 本文中所設計的零件的輪廓較為復雜 加工工藝有點繁瑣 因而所需的程 序較多 局部坐標的計算也比較復雜 因此綜合選擇用自動編程編制 5 2 零件數(shù)控加工程序的編寫 5 2 1 進入 UG 加工模塊 啟動NX 雙擊 UG NX的圖標 進入UG NX界面 圖5 1 UG界面 打開模型文件 在主菜單中選擇 文件 打開 命令 在系統(tǒng)自動彈 出的 打開 對話框中選擇正確的路徑和文件名 單擊 OK 按鈕 打開零件 模型 23 圖5 2 打開零件模型 進入加工模塊 使用快捷鍵 Ctrl alt m 進入UG NX CAM模塊 系統(tǒng)自 動彈出如圖所示的 加工環(huán)境 對話框 進行加工環(huán)境的初始化設置 mill contour 輪廓銑 單擊對話框中的 確定 按鈕進入加工模塊 如圖5 3 所示 圖5 3 加工環(huán)境 5 2 2 創(chuàng)建程序 在操作導航器的空白處單擊鼠標右鍵 系統(tǒng)彈出快捷菜單 在該快捷菜 單中選擇 程序順序視圖 命令 在 插入 工具欄上單擊 創(chuàng)建程序 圖標 系統(tǒng)將彈出的 創(chuàng)建程序 對話框 24 在名稱文件輸入框中輸入 名字 單擊 確定 按鈕 5 2 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4 4所示的 創(chuàng)建刀具 對話框 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 D30 單擊對話框中的 確定 按鈕 系統(tǒng)彈出如圖所示 的 銑刀參數(shù) 對話框 在 直徑 文本框中輸入 30 在 底圓角半徑 文本框中輸入 0 在 長度 文本框中輸入 75 在 刀刃長度 文本框 中輸入 50 依次這樣來創(chuàng)建 8的立銑刀 麻花鉆 絲錐等 完成刀具的創(chuàng) 建 繼續(xù)下一步 5 2 4 創(chuàng)建幾何體 在操作導航器的空白處單擊鼠標右鍵 系統(tǒng)彈出快捷菜單 在該快捷菜單中選擇 幾何視圖 命令 在操作導航器中出現(xiàn)圖標 用 鼠標左鍵雙擊該圖標 系統(tǒng)彈出對話框 在對話框中的 安全設置選項 選擇 自動 安全距離 文本框內(nèi) 輸入 10 在 指定MCS 對話框中單擊 自動判斷 按鈕 選擇工件表面 系統(tǒng)使加工坐標系在零件XY軸的中心點 單擊對話框中的 確定 按鈕 如圖5 5 機床坐標系的創(chuàng)建 圖5 5機床坐標系 在操作導航器中雙擊圖標 系統(tǒng)彈出如圖5 6所示的 工件幾何體 對話 框 在該對話框中單擊 指定部件 按鈕 系統(tǒng)彈出 部件幾何體 對話框 圖 5 4 創(chuàng)建刀具 25 在該對話框中選中 幾何體 單選按鈕 在 過濾方法 下拉列表框中選擇 體 選項 單擊 全選 按鈕 選擇圖形區(qū)所有可見的零件幾何體模型 單 擊鼠標中鍵 返回 工件幾何體 對話框 圖5 6工件幾何體 指定毛坯 在如圖5 6所示的 工件幾何體 對話框中單擊 指定毛坯 鈕 系統(tǒng)彈出如圖所示的 毛坯幾何體 對話框 在該對話框選中 自動塊 單選按鈕 單擊鼠標中鍵 返回 工件幾何體 對話框 單擊鼠標中鍵 結(jié)束 幾何體的選擇 5 2 5 銑削編程參數(shù)設置 1 創(chuàng)建加工下表面操作 用平面銑的方式加工工件下表面平面 選取指定加工表面 切削模式為跟 隨部件 平面直徑百分比為70 每刀深度為1mm 設置切削參數(shù) 主軸轉(zhuǎn)速為 800r min 進給速度360mm min 選取 30的立銑刀進行加工 加工走刀路徑如 下圖所示 圖5 7下表面加工刀路 2 創(chuàng)建加工上表面操作 26 用平面銑的方式加工工件下表面平面 選取指定加工表面 切削模式為跟 隨部件 平面直徑百分比為70 每刀深度為1mm 設置切削參數(shù) 主軸轉(zhuǎn)速為 800r min 進給速度360mm min 選取 30的立銑刀進行加工 加工走刀路徑如 下圖所示 圖5 8下表面加工刀路 3 創(chuàng)建鉆孔加工操作 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 設置其他參數(shù) 程序 刀具為 7麻花鉆 幾何體選擇workpiece1 方法 名稱 指定孔 指定部件表 面 指定底面 指定循環(huán)方式 設置切削參數(shù) 主軸轉(zhuǎn)速為1100r min 進給速 度140mm min 選取 7麻花鉆進行加工 得到加工刀路圖如下圖所示 27 圖5 9鉆孔加工刀路 根據(jù)上述所方法設置切削參數(shù) 主軸轉(zhuǎn)速為1100r min 進給速度 110mm min 選取 5 8麻花鉆進行加工 最后在選擇得 6鉸刀進行鉸孔 兩個 加工刀路圖一樣 如下圖所示 圖5 10鉆孔加工刀路 根據(jù)上述所方法設置切削參數(shù) 主軸轉(zhuǎn)速為1100r min 進給速度 88mm min 選取 5麻花鉆進行加工 最后在選擇得M6絲錐進行攻牙 兩個加工 刀路圖一樣 如下圖所示 28 圖5 11鉆孔加工刀路 4 創(chuàng)建銑孔加工操作 用型腔銑的方式加工工件上表面圓孔 選取指定加工表面 切削模式為跟 隨部件 平面直徑百分比為70 每刀深度為1mm 側(cè)壁余量為0 5mm 選取 8的 立銑刀進行加工 設置切削參數(shù) 主軸轉(zhuǎn)速為2700r min 進給速度 1215mm min 加工走刀路徑如下圖所示 圖5 12銑孔加工刀路 用型腔銑的方式加工工件上表面圓孔 選取指定加工表面 切削模式為跟 隨部件 平面直徑百分比為70 每刀深度為0 5mm 側(cè)壁余量為0mm 選取 8的 29 立銑刀進行加工 設置切削參數(shù) 主軸轉(zhuǎn)速為3900r min 進給速度 1170mm min 加工走刀路徑圖如下圖所示 圖5 12銑孔加工刀路 5 創(chuàng)建曲面加工操作 在 固定輪廓銑 對話框中單擊 指定切削區(qū)域 圖標 系統(tǒng)彈出 切削 區(qū)域 對話框 選擇切削區(qū)域 單擊確定鍵 返回 固定輪廓銑 對話框 設 置切削參數(shù) 主軸轉(zhuǎn)速為4000r min 進給速度1800mm min 選取 6的球頭刀 進行加工 加工走刀路徑如下圖所示 圖5 13曲面加工刀路 6 創(chuàng)建輪廓加工操作 用型腔銑的方式加工工件上表面圓孔 選取指定加工表面 切削模式為跟 30 隨部件 平面直徑百分比為70 每刀深度為1mm 側(cè)壁余量為0 5mm 選取 8的 立銑刀進行加工 設置切削參數(shù) 主軸轉(zhuǎn)速為2700r min 進給速度 1215mm min 加工走刀路徑如下圖所示 圖5 14輪廓加工刀路 5 3 零件的仿真 單擊操作難對話框底部操作組的 確認刀軌 圖標 系統(tǒng)彈出 刀軌可視 化 對話框 選擇 2D動態(tài) 單擊播放按鈕 確認刀軌正確后 單擊對話框 中的 確定 按鈕關(guān)閉對話框 加工效果如下各圖所示 圖5 15仿真加工 31 圖5 16仿真加工 圖5 17仿真加工 32 圖5 18仿真加工 33 5 4 零件的后處理程序 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 如下部分程序 詳細程序見附件 N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0 0 0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X0 0 Y2 5591 S0 M03 N0050 G43 Z 5118 H00 N0060 Z 1969 N0070 G1 Z 0787 F9 8 M08 N0080 Y1 9685 N0090 X 5906 N0100 G2 Y 1 9685 I0 0 J 1 9685 N0110 X 5904 I0 0 J 5905 N0120 G1 X 5906 N0130 G2 Y1 9685 I0 0 J1 9685 N0140 G1 X0 0 N0150 Y1 1417 N0160 X 5906 N0170 G2 Y 1 1417 I0 0 J 1 1417 N0180 G1 X 5906 N0190 G2 Y1 1417 I0 0 J1 1417 N0200 G1 X0 0 N0210 Y 315 N0220 X 5906 N0230 G2 Y 315 I0 0 J 315 N0240 G1 X 5906 N0250 G2 Y 315 I0 0 J 315 N0260 G1 X0 0 N0270 Y2 5591 N0280 Z 1969 N0290 G0 Z 5118 N0300 Z 1575 N0310 G1 Z 0394 N0320 Y1 9685 N0330 X 5906 N0340 G2 Y 1 9685 I0 0 J 1 9685 N0350 X 5904 I0 0 J 5905 N0360 G1 X 5906 N0370 G2 Y1 9685 I0 0 J1 9685 N0380 G1 X0 0 N0390 Y1 1417 N0400 X 5906 N0410 G2 Y 1 1417 I0 0 J 1 1417 N0420 G1 X 5906 N0430 G2 Y1 1417 I0 0 J1 1417 N0440 G1 X0 0 N0450 Y 315 N0460 X 5906 N0470 G2 Y 315 I0 0 J 315 34 N0480 G1 X 5906 N0490 G2 Y 315 I0 0 J 315 N0500 G1 X0 0 N0510 Y2 5591 N0520 Z 1575 N0530 G0 Z 5118 N0540 Z 1181 N0550 G1 Z0 0 N0560 Y1 9685 N0570 X 5906 N0580 G2 Y 1 9685 I0 0 J 1 9685 N0590 X 5904 I0 0 J 5905 N0600 G1 X 5906 N0610 G2 Y1 9685 I0 0 J1 9685 N0620 G1 X0 0 N0630 Y1 1417 N0640 X 5906 N0650 G2 Y 1 1417 I0 0 J 1 1417 N0660 G1 X 5906 N0670 G2 Y1 1417 I0 0 J1 1417 N0680 G1 X0 0 N0690 Y 315 N0700 X 5906 N0710 G2 Y 315 I0 0 J 315 N0720 G1 X 5906 N0730 G2 Y 315 I0 0 J 315 N0740 G1 X0 0 N0750 Y2 5591 N0760 Z 1181 N0770 G0 Z 5118 N0780 M02 35 致 謝 這次畢業(yè)設計是我在指導老師的精心指導和幫助下完成的 這篇設計的每 個細節(jié)和每個地方 都離不開老師的精心指導 而老師認真教導 認真的工作 作風和寬容的教學態(tài)度都深深地感染和激勵著我 讓我一直努力 并在此同時 您還在思想上 學習上給予了我無微不至的關(guān)懷 在此我向指導老師以及所有 老師致以最誠摯的感謝 我也要感謝我的母校 回想我在學院的幾年的時間里 感謝各位老師對我 的精心教導 他們不僅在學習上給了我很大的幫助 而且 還指導我以后的人 生道路 他們對學生的教育以及認真負責的態(tài)度 永遠是我以后工作 學習中 的榜樣 前進的動力 他們無微不至的教導和不拘一格的思維方式給予我很大 的啟發(fā) 這些將對我以后的人生起著很大的作用 借此我對他們表示由衷的感謝 并希望他們在以后的人生旅途中永遠幸福 快樂 以及以后的教育生涯創(chuàng)造更好的成績 在母校的生活讓我經(jīng)歷了很多 讓我更加成熟 我在這里生活和學習了幾年的時間 我的同學和朋友們在生活 和學習上給我很多鼓勵和幫助 在畢業(yè)設計的編寫過程當中 我認真地聽取他 們的意見 不會的我會詢問他們使的我的畢業(yè)設計說明書表述更加明確 內(nèi)容 更加全面 至此 我代表學生中的一員 對學院表示由衷的感謝 感謝幾年來教育我 的老師們 和幫助我的同學們 36 參考文獻 1 切削用量簡明實用手冊 黃如林主編 化學工業(yè)出版社 2 機械設計綜合課程設計 王之標 王大康主編 機械工業(yè)出版社 3 機床制造工藝設計手冊 王紹俊主編 機械工業(yè)出版社 4 金屬切削機床 宋玉鳴主編 中國勞動社會保障出版社 5 機械制造工藝學課程設計指導 趙家齊編 機械工業(yè)出版社 6 簡明機械加工工藝手冊 徐圣群主編 上?？茖W技術(shù)出版社 7 機械加工工藝師手冊 楊叔子主編 機械工業(yè)出版社 8 機械設計基礎課程設計指導書 陳立德主編 高等教育出版社 9 黃成編著 UG NX6 0 模具設計與加工 北京希望電子出版社 2009 10 王澤鵬等編著 UG NX6 0 中文版數(shù)控加工 機械工業(yè)出版社 2009 11 張瑞萍等編著 UG NX6 0 中文版標準教程 北京清華大學出版 2009 12 胡任喜 UG NX6 0 中文版從入門到精通 北京清華大學出版社 2009 13 UG 中文版實用教程 關(guān)振宇 劉源 主編 人民郵電出版社 14 UGNX6 0 應用與實力教程 周瑋 主編 人民郵電出版社