弧形凸模的數(shù)控銑加工工藝分析及程序編程仿真含NX三維及CAD圖

弧形凸模的數(shù)控銑加工工藝分析及程序編程仿真含NX三維及CAD圖,弧形,數(shù)控,加工,工藝,分析,程序,編程,仿真,nx,三維,cad XXXXXXXX設(shè)計（X）任務(wù)書題目名稱弧形凸模的數(shù)控加工工藝分析及程序編制學(xué)生姓名準(zhǔn)考證號題目來源教師科研實(shí)驗(yàn)室建設(shè)R社會實(shí)踐其它題類目型理論研究應(yīng)用研究R設(shè)計開發(fā)其它選題背景及目的通過本論文課題，掌握普通典型零件的數(shù)控銑削及孔的工藝設(shè)計、工藝卡的制作、夾具的設(shè)計及選取、零件圖紙及模型設(shè)計、自動編程、加工仿真。熟練掌握機(jī)械設(shè)計手冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等資料的查閱。認(rèn)識到工藝在機(jī)械制造中的重要性，了解零件編程規(guī)則，進(jìn)一步了解如何控制加工成本，提高生產(chǎn)效率。同時加深對本專業(yè)知識的了解。其目的是使學(xué)生能融會貫通掌握所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識，提高學(xué)生的動手能力，達(dá)到活學(xué)活用，做一個合格的應(yīng)用型工程師。工作任務(wù)及要求工作內(nèi)容：分析零件圖，設(shè)計加工方案、確定工藝加工過程，通過工藝分析、數(shù)據(jù)處理，夾具選擇等工作來完成加工工藝和程序編寫等工作，撰寫設(shè)計說明書。設(shè)計要求：1.分析加工工藝；2.確定加工方案；3 制訂加工路線；4 選擇加工設(shè)備；5 確定加工刀具；6 編寫加工程序；8 編寫不少于 1 萬字的設(shè)計說明書。成果形式：工藝文件卡片若干；設(shè)計說明書等。參考書目：1.典型零件數(shù)控加工 吳京霞等編 北航出版社2.數(shù)控加工編程及操作余英良編高等教育出版社3.UG NX 數(shù)控編程教程 展迪優(yōu)編機(jī)械工業(yè)出版社時間安排1. 開題報告: 2019 年2. 完成初稿：2019 年3答辯：2020 年9月 1 日 至11 月 11 日 至4月 16 日 至2019 年 10 月 1 日。2019 年 12 月 31 日。2020 年 5 月 16 日。以上內(nèi)容由指導(dǎo)教師填寫指導(dǎo)教師簽 字教師姓名：年月日助學(xué)點(diǎn)審核審核意見：組長簽字：年月日學(xué)生接受任務(wù)簽字接受任務(wù)時間：年月日學(xué)生簽名：21弧形凸模的數(shù)控加工工藝分析及程序編制22機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱弧形凸模共1頁第1頁材料牌號45毛 坯 種 類型材毛坯外形尺寸162X122X32每毛坯可制件數(shù)1每臺件數(shù)1備 注工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容車間工段設(shè) 備工 藝 裝 備工 時準(zhǔn)終單件1下料下料金工鋸床2銑銑削零件6個表面至零件最大尺寸，表面粗糙度Ra3.2um數(shù)控數(shù)控銑床面銑刀、游標(biāo)卡尺、平口鉗3銑對零件上表面凸臺及臺階孔進(jìn)行加工數(shù)控數(shù)控銑床立銑刀、游標(biāo)卡尺、平口鉗4銑對零件上表面凹槽進(jìn)行加工數(shù)控數(shù)控銑床立銑刀、游標(biāo)卡尺、平口鉗5銑加工零件2-10孔數(shù)控數(shù)控銑床麻花鉆、鉸刀、游標(biāo)卡尺、平口鉗6清洗去毛刺、清洗7檢驗(yàn)檢驗(yàn)、入庫 設(shè)計(日期)審核(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)會簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期 數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱弧形凸模共3頁第1頁車間工序號工序名稱材料牌號數(shù)控3銑45毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)型材162X122X32mm11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)數(shù)控銑床XD-40A11夾具編號夾具名稱切削液1平口鉗乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度mm/min進(jìn)給量mm/r背吃刀量mm進(jìn)給次數(shù)工步工時機(jī)動輔助1用20立銑刀對凸臺及臺階孔進(jìn)行開粗加工20立銑刀11003300.3112用10立銑刀對凸臺及臺階孔進(jìn)行拐角清根加工10立銑刀22006600.3113用10立銑刀對凸臺及臺階孔進(jìn)行精加工，至圖紙尺寸要求10立銑刀28005600.20.51設(shè)計(日期)審核(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)會簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期 數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱弧形凸模共3頁第2頁車間工序號工序名稱材料牌號數(shù)控4銑45毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)型材162X122X32mm11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)數(shù)控銑床XD-40A11夾具編號夾具名稱切削液1平口鉗乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度mm/min進(jìn)給量mm/r背吃刀量mm進(jìn)給次數(shù)工步工時機(jī)動輔助1用6立銑刀對上表面凹槽進(jìn)行開粗加工6立銑刀32006400.2112用6立銑刀對上表面凹槽進(jìn)行精加工，至圖紙尺寸要求6立銑刀37003700.10.51設(shè)計(日期)審核(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)會簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期 數(shù)控加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱弧形凸模共3頁第3頁車間工序號工序名稱材料牌號數(shù)控5銑45毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)型材162X122X32mm11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)數(shù)控銑床XD-40A11夾具編號夾具名稱切削液1平口鉗乳化液工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度mm/min進(jìn)給量mm/r背吃刀量mm進(jìn)給次數(shù)工步工時機(jī)動輔助1用9.8麻花鉆對10孔進(jìn)行鉆孔9.8麻花鉆800800.14.912用10鉸刀對10孔進(jìn)行鉸孔至尺寸要求10鉸刀900450.050.11設(shè)計(日期)審核(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)會簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期摘 要通過全面詳細(xì)的設(shè)計，綜合運(yùn)用大學(xué)幾年所學(xué)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(jī)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(yùn)用數(shù)控技術(shù)的相關(guān)理論與實(shí)踐知識，有利于我們對專業(yè)知識的理解和掌握，并熟悉機(jī)床的操作與步驟。本次設(shè)計任務(wù)是對零件的加工工藝設(shè)計與CAM，使用CAD制圖軟件將零件的二維圖形畫出來，再用UG軟件畫出三維圖紙。接著對零件結(jié)構(gòu)、精度、技術(shù)要求進(jìn)行分析。設(shè)計加工零件的數(shù)控工藝方案，選擇毛坯材料及大小、加工用的刀具、加工機(jī)床，以及合理的切削參數(shù)等。選擇出最佳的加工工藝方案，然后使用UG中的CAM模塊對零件的數(shù)控加工程序進(jìn)行編制，完成本次設(shè)計。關(guān)鍵詞:銑削；CAD/CAM；數(shù)控加工工藝；編程IIIAbstractThrough comprehensive and detailed design, comprehensive application of the knowledge learned by the university in the past few years, as well as the materials consulted, to improve their own hands-on ability, and to master the software drawing, machine tool operation, UG modeling and programming simulation processing and other core contents. Because the design of this subject needs to involve a lot of knowledge of numerical control specialty, which requires us to sort out and comprehensively apply the relevant theoretical and practical knowledge of numerical control technology, which is conducive to our understanding and mastery of professional knowledge, and familiar with the operation and steps of machine tools.The task of this design is to design and processing technology of CAM parts, the use of CAD drawing software part of the 2D graphics drawn by UG software to draw 3D drawings. Then the structure of the parts, precision and technical requirements are analyzed. The NC process design of machining parts, choose the blank material and size of machine tool and for processing, and the reasonable cutting parameters. To select the best process technology program, and then use the CAM module in UG NC program for parts of the system, complete the design.Key words: milling, CAD/CAM, NC machining technology, programming目 錄摘 要IAbstractII1.1 數(shù)控加工技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11.2制造業(yè)的社會、行業(yè)背景11.3數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)1第二章 工藝性分析32.1零件介紹32.2零件加工工藝性分析42.3主要的技術(shù)要求4第三章 零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計53.1 毛坯的選擇53.2加工工藝路線的確定53.2.1加工路線劃分原則53.2.2加工方法的選擇53.2.3工藝路線安排63.3選擇并確定工藝裝備63.3.1數(shù)控機(jī)床的選擇63.3.2夾具的選擇73.3.3加工刀具的選擇93.3.4量具的選擇103.4切削用量的選擇原則113.5切削用量的選擇11第四章 加工工藝文件制定144.1制定加工工藝過程卡片144.2數(shù)控加工工藝卡片14第五章 零件的數(shù)控程序編制155.1編程方法的選擇155.2.確定編程原點(diǎn)155.3 UG軟件介紹165.4 UG軟件編程操作175.5數(shù)控仿真加工265.6程序的后處理27總結(jié)28致謝29參考文獻(xiàn)30第一章 緒論1.1 數(shù)控加工技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀傳統(tǒng)的機(jī)床延伸了人的體力，成為工作母機(jī)，而數(shù)控技術(shù)賦予機(jī)床一個大腦，使機(jī)床變得越來越“聰明”。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)從被動執(zhí)行運(yùn)動指令發(fā)展到能夠“感知”機(jī)床的溫度、振動、能耗等工況并加以調(diào)整和控制，在線測量工件尺寸、刀具破損和預(yù)測刀具壽命，以及防止刀具和運(yùn)動部件干涉，甚至為操作者進(jìn)行語音導(dǎo)航或發(fā)送短消息。數(shù)控機(jī)床具備智能化功能可以保證機(jī)床自動適應(yīng)加工環(huán)境的變化，從而使機(jī)床操作更加便利，精度更加穩(wěn)定，效率更加提升。數(shù)控系統(tǒng)的前瞻控制和軌跡平滑處理技術(shù)、位置與速度精確控制技術(shù)、工廠總線和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)顯著提高了系統(tǒng)動態(tài)性能和控制精度，保證了數(shù)控機(jī)床的高速化、高精度和多軸聯(lián)動的穩(wěn)定性和可靠性。1.2制造業(yè)的社會、行業(yè)背景國內(nèi)企業(yè)在制定發(fā)展戰(zhàn)略時往往是以開發(fā)某種產(chǎn)品成為主線，大多數(shù)是一種跟隨和模仿外國領(lǐng)先企業(yè)產(chǎn)品的策略。有競爭力的企業(yè)應(yīng)該將視線越過競爭對手而移向客戶的隱現(xiàn)和潛在需求，跨越現(xiàn)有的競爭邊界，從既定市場結(jié)構(gòu)下的定位選擇向改變市場結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，即“引導(dǎo)市場”。引導(dǎo)市場是一種積極主動的戰(zhàn)略，其特征是以自主原創(chuàng)的新技術(shù)、新產(chǎn)品引導(dǎo)并滿足市場不斷發(fā)展的需求，提升客戶的技術(shù)水平，為客戶追求利潤最大化，為自身開拓新的利潤空間。它將改變市場的結(jié)構(gòu)，向市場提供超前的新產(chǎn)品，引導(dǎo)客戶認(rèn)識新產(chǎn)品，使用新產(chǎn)品，受惠于新產(chǎn)品。1.3數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)(1) 自動化程度高，具有很高的生產(chǎn)效率。除手工裝夾毛坯外，其余全部加工過程都可由數(shù)控機(jī)床自動完成。若配合自動裝卸手段，則是無人控制工廠的基本組成環(huán)節(jié)。數(shù)控加工減輕了操作者的勞動強(qiáng)度，改善了勞動條件；省去了劃線、多次裝夾定位、檢測等工序及其輔助操作，有效地提高了生產(chǎn)效率。(2) 對加工對象的適應(yīng)性強(qiáng)。改變加工對象時，除了更換刀具和解決毛坯裝夾方式外，只需重新編程即可，不需要作其他任何復(fù)雜的調(diào)整，從而縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。(3) 加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。加工尺寸精度在0.0050.01 mm之間，不受零件復(fù)雜程度的影響。由于大部分操作都由機(jī)器自動完成，因而消除了人為誤差，提高了批量零件尺寸的一致性，同時精密控制的機(jī)床上還采用了位置檢測裝置，更加提高了數(shù)控加工的精度。29第二章 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2.1零件二維圖圖2.2零件三維圖2.2零件加工工藝性分析該零件材料為45鋼。由圖可知，幾個表面沒有加工特征，全部加工面集中在上表面。該零件主要有上表面輪廓包括圓弧凸臺、通孔、凹槽、臺階孔，詳細(xì)見零件圖。零件表面粗糙度最要為Ra3.2um，其余表面粗糙度要求為Ra6.3um。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。2.3主要的技術(shù)要求技術(shù)要求：1.未注倒圓角為R0.52.銳角倒鈍、去除毛刺飛邊3.表面不應(yīng)有劃痕等損壞表面的缺陷4.未注公差HB5800-1999 第三章 零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計3.1 毛坯的選擇根據(jù)該零件的圖紙要求，由于零件并不是很長，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。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(jī)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(jī)械加工達(dá)到零件的技術(shù)要求。零件的最大長度為160mm，寬度為120mm，厚度為29mm，因此可以給毛坯的尺寸為162X122X32mm。以達(dá)到減少機(jī)械加工的勞動量的目的，減少加工成本。3.2加工工藝路線的確定3.2.1加工路線劃分原則工件的機(jī)械加工工藝路線中要經(jīng)過切削加工、熱處理和輔助工序。因此，當(dāng)擬定工藝路線時要合理、全面安排好切削加工、熱處理和輔助工序的順序。切削加工工序的安排原則1）基準(zhǔn)先行 選為精基準(zhǔn)的表面，應(yīng)先進(jìn)行價格，以便為后續(xù)工序提供可靠的精基準(zhǔn)。如軸類零件的中心孔、箱體的地面或剖分面、齒輪的內(nèi)孔和一端面等，都應(yīng)安排在初始工序加工完成。2）先粗后精 各表面均應(yīng)按照粗加工半精加工精加工的順序依次進(jìn)行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。3）先主后次 先加工主要表面（如定位基面、裝配面、工作面），后加工次要表面（如自由表面、鍵槽、螺紋孔等），次要表面常穿插進(jìn)行加工，一般安排在主要表面達(dá)到一定精度之后、最終精加工之前。該零件的加工順序應(yīng)嚴(yán)格按照以上原則進(jìn)行加工。3.2.2加工方法的選擇1、上下兩平面的加工方法其表面粗糙度要求Ra3.2um，尺寸精度較高，故其加工方法可按照粗、精加工進(jìn)行，在粗銑后留取0.5mm的余量進(jìn)行精銑。2、側(cè)面的加工方法其表面粗糙度要求Ra3.2um，故其加工方法可按照粗、精加工進(jìn)行，在粗銑后留取0.5mm的余量進(jìn)行精銑。3、凹槽的加工方法其表面粗糙度要求Ra3.2um，尺寸精度較高，故其加工方法可按照粗、精加工進(jìn)行，在粗銑后留取0.5mm的余量進(jìn)行精銑。4、孔的加工方法10孔的精度要求較高，故選擇其加工方法為先鉆孔，再進(jìn)行鉸孔加工至圖紙尺寸要求。3.2.3工藝路線安排零件的加工路線安排如下工序1：下料工序2：銑削零件6個表面至零件最大尺寸，表面粗糙度Ra3.2um工序3：對零件上表面凸臺及臺階孔進(jìn)行加工工步1：用20立銑刀對凸臺及臺階孔進(jìn)行開粗加工工步2：用10立銑刀對凸臺及臺階孔進(jìn)行拐角清根加工工步3：用10立銑刀對凸臺及臺階孔進(jìn)行精加工，至圖紙尺寸要求工序4：對零件上表面凹槽進(jìn)行加工工步1：用6立銑刀對上表面凹槽進(jìn)行開粗加工工步2：用6立銑刀對上表面凹槽進(jìn)行精加工，至圖紙尺寸要求工序5：加工零件2-10孔工步1：用9.8麻花鉆對10孔進(jìn)行鉆孔工步2：用10鉸刀對10孔進(jìn)行鉸孔至尺寸要求工序6：去毛刺、清洗工序7：檢驗(yàn)、入庫3.3選擇并確定工藝裝備3.3.1數(shù)控機(jī)床的選擇通過分析 選定數(shù)控機(jī)床為本零件的加工制造的實(shí)用機(jī)床，可以達(dá)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，為方形復(fù)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(jì)性的原則下可以選擇行程較小的銑床。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3.1下。表3.1 XD-40A型數(shù)控銑床基本參數(shù)機(jī)床重4400Kg最大載重500kg工作臺1000mm長600mm寬坐標(biāo)范圍X800mmY520mmZ520mm軸承錐孔NO.40(7:24)最大鉆孔直徑32最大鏜孔直徑100主軸最高轉(zhuǎn)速6500rmin主軸功率7.5/11kwX、Y、Z向切削進(jìn)給速度0-10000 mmmin快速進(jìn)給速度X24 mminY24 mminZ20 mmin工作電源380V3.3.2夾具的選擇數(shù)控加工的特點(diǎn)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(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定；二是要能保證零件與機(jī)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(jī)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(diǎn)：（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(fèi)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(jī)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(jī)床上使用的夾具，要能夠安裝準(zhǔn)確，能保證工件和機(jī)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(diǎn)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(jī)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，采用精密平口鉗（圖3.2）從側(cè)面夾緊，以底面和兩側(cè)面定位（圖3.3）。圖3.2精密平口鉗圖3.3夾緊方式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，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加工刀具的選擇刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的主要內(nèi)容之一，不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工的質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床在選用刀具時，通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。數(shù)控機(jī)床對刀具的要求比普通機(jī)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。選擇刀具時，還要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)，即選擇的刀具的幾何形狀應(yīng)依據(jù)加工曲面的具體情況而定。（1）刀具選擇的基本要求刀具的剛性要好。為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量時，需要剛性好的刀具，剛性差的刀具在大切削用量時很容易斷刀。要保證被加工表面的形狀精度，用剛性差的刀具在大切削力的作用下，會產(chǎn)生變形而形成讓刀，使加工的型面出現(xiàn)斜面。當(dāng)被加工的零件表面的加工的余量不一樣的時候，若采用剛性好的刀具就可以不必?fù)Q刀，從而減少了換刀次數(shù)。刀具的耐用度要高。由于數(shù)控銑床靠程序來控制精度，刀具如果磨損很快，則被加工零件的尺寸精度和型面精度就很難保證，故要用耐用度高的刀具。同時，刀具參數(shù)、幾何角度、排屑性能等因素也要綜合的考慮。（2）數(shù)控加工刀具材料高速鋼。又稱白鋼，它含有W 、Cr、Mo、V、Co等元素。它不僅可以用來制造鉆頭、銑刀，還可以用量制造齒輪刀具、成形銑刀等復(fù)雜刀具。但由于其允許的切削速度較低（50m/min），所以大多用于數(shù)控機(jī)床的低速加工。硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金是有硬度和熔點(diǎn)都很高的碳化物（WC TiC等），用co mo ni做粘結(jié)劑制成的粉末冶金產(chǎn)品。在中速和大切削中發(fā)揮出優(yōu)良的切削性能。常用的硬質(zhì)合金有鎢鈷合金、鎢鈦合金等。刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的主要內(nèi)容之一，不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工的質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床在選用刀具時，通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。數(shù)控機(jī)床對刀具的要求比普通機(jī)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。選擇刀具時，還要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)，即選擇的刀具的幾何形狀應(yīng)依據(jù)加工曲面的具體情況而定。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3.2所示。表3.2加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號程序編號O0001工步號刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面 材料1T0150面銑刀1毛坯表面YT152T0220立銑刀1凸臺、臺階孔硬質(zhì)合金3T0310立銑刀1凸臺、臺階孔硬質(zhì)合金4T046立銑刀1凹槽硬質(zhì)合金5T059.8麻花鉆110孔高速鋼6T0610鉸刀110孔高速鋼編制審核共1頁第1頁3.3.4量具的選擇從經(jīng)濟(jì)價值選擇(經(jīng)濟(jì)性)在保證測量精度和測量效率的前提下 ，能用專用量具的，不用萬能量具；能用萬能量具的，不用精密儀器。由于本論文選擇的零件加工精度要求不高，所以選用游標(biāo)卡尺 、千分尺作為檢查的 量具，即可達(dá)到加工精度的要求（如圖3.4）。圖3.4量具3.4切削用量的選擇原則粗加工時，應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度。選擇切削用量時應(yīng)首先選取盡可能大的背吃刀量ap，其次根據(jù)機(jī)床動力和剛性的限制條件，選取盡可能大的進(jìn)給量f，最后根據(jù)刀具耐用度要求，確定合適的切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次數(shù)減少，增大進(jìn)給量f有利于斷屑。精加工時，對加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻。選擇精車的切削用量時，應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)土盡量提高生產(chǎn)率。因此，精車時應(yīng)選用較小（但不能太?。┑谋吵缘读亢瓦M(jìn)給量，并選用性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，以盡可能提高切削速度。3.5切削用量的選擇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(yàn)及查表確定該零件在數(shù)控加工過程中的切削用量。主軸轉(zhuǎn)速。主軸轉(zhuǎn)速主要根據(jù)允許的切削速度選取。而刀具的切削速度主要根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量、刀具的耐用度來、工件材料的強(qiáng)度和硬度以及切削加工性來選取。而切削速度與主軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下公式所示：式中:-切削刃選定點(diǎn)處所對應(yīng)的工件或刀具的最大回轉(zhuǎn)直徑,單位為mm n-主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min -切削速度，單位為m/min進(jìn)給量（mm/min或mm/r）。進(jìn)給量的選取主要根據(jù)零件的加工精度和表面的粗糙度以及刀具、工件材料性質(zhì)來選取。當(dāng)零件的加工精度、表面粗糙度要求高時，進(jìn)給量應(yīng)該取小值。最大進(jìn)給量受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制，并與脈沖當(dāng)量有關(guān)。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)的手冊并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定。同時，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。（1）50面銑刀粗加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=90m/min，f=0.3mm/r，ap=1mm。則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/d =（100090）/（3.1450）r/min=573.2r/min取580r/min 進(jìn)給速度：F =fn =（0.3580）mm/min=174mm/min精加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=110m/min，f=0.2mm/r，ap=0.5mm。則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/d =（1000110）/（3.1450）r/min=700.6r/min取700r/min 進(jìn)給速度：F =fn =（0.2700）mm/min=140mm/min（2）20立銑刀粗加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=70m/min，f=0.3mm/r，ap=1mm。則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/d =（100070）/（3.1420）r/min=1114.6r/min取1100r/min 進(jìn)給速度：F =fn =（0.31100）mm/min=330mm/min精加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=90m/min，f=0.2mm/r，ap=0.5mm。則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/d =（100090）/（3.1420）r/min=1433.1r/min取1400r/min 進(jìn)給速度：F =fn =（0.21400）mm/min=280mm/min（3）10立銑刀粗加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=70m/min，f=0.3mm/r，ap=1mm。則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/d =（100070）/（3.1410）r/min=2229.3r/min取2200r/min 進(jìn)給速度：F =fn =（0.32200）mm/min=660mm/min精加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=90m/min，f=0.2mm/r，ap=0.5mm。則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/d =（100090）/（3.1410）r/min=2866.24r/min取2800r/min 進(jìn)給速度：F =fn =（0.22800）mm/min=560mm/min（4）6立銑刀粗加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=60m/min，f=0.2mm/r，ap=1mm。則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/d =（100060）/（3.146）r/min=3184.7r/min取3200r/min 進(jìn)給速度：F =fn =（0.23200）mm/min=640mm/min精加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=70m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm。則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/d =（100070）/（3.146）r/min=3715.5r/min取3700r/min 進(jìn)給速度：F =fn =（0.13700）mm/min=370mm/min（5）9.8麻花鉆加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=25m/min，f=0.1mm/r。則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/d =（100025）/（3.149.8）r/min=812r/min取800r/min 進(jìn)給速度：F =fn =（0.1800）mm/min=80mm/min（6）10鉸刀加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=28m/min，f=0.05mm/r。則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/d =（100028）/（3.1410）r/min=891r/min取900r/min 進(jìn)給速度：F =fn =（0.05900）mm/min=45mm/min第四章 加工工藝文件制定4.1制定加工工藝過程卡片表4.1 機(jī)械加工工藝過程卡詳細(xì)見附件。4.2數(shù)控加工工藝卡片表4.2數(shù)控加工工序卡片詳細(xì)見附件。第五章 零件的數(shù)控程序編制5.1編程方法的選擇數(shù)控編程方法可分為手工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(jī)床程序編制各個階段的工作。當(dāng)被加工零件形狀不十分復(fù)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(jìn)的自動編程方法中，許多重要的經(jīng)驗(yàn)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(jī)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(jìn)行較簡便的描述，而由編程系統(tǒng)自動計算出加工運(yùn)動軌跡，并輸出零件數(shù)控加工程序。由于在計算機(jī)上可自動地繪出所編程序的圖形及進(jìn)給軌跡，所以能及時地檢查程序是否有錯，并進(jìn)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(jìn)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。5.2.確定編程原點(diǎn)銑床編程坐標(biāo)原點(diǎn)的位置是任意的，它是編程人員在編制程序時根據(jù)零件的特點(diǎn)選定的，為了編程方便，一般要根據(jù)工件的形狀和標(biāo)注尺寸的基準(zhǔn)以及計算最方便的原則來確定工件上某一點(diǎn)為編程坐標(biāo)原點(diǎn)，具體選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1.編程的坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)選在零件圖的尺寸基準(zhǔn)上，這樣便于坐標(biāo)值的計算。2.編程坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)盡量選擇在精度較高的精度表面，以提高被加工零件的加工精度。3.對稱的零件，編程坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)設(shè)在對稱中心上;不對稱的零件，編程原點(diǎn)應(yīng)設(shè)在外輪廓的某一角點(diǎn)上。4.Z軸方向的零點(diǎn)一般設(shè)在工件表面。本設(shè)計根據(jù)零件圖的對稱特點(diǎn)，編程原點(diǎn)設(shè)在工件的中心，Z軸坐標(biāo)原點(diǎn)在工件的表面。圖5.1工件坐標(biāo)系5.3 UG軟件介紹UG NX加工模塊提供了連接基于UG的加工處理模塊UG NX所有加工模塊提供了相同的圖形窗口環(huán)境，用戶可以在沿運(yùn)動軌跡的圖形觀察工具和圖形的修改，如延長和縮短或修改刀具路徑。該模塊還提供了一個共同點(diǎn)的加工編程功能，可用于鉆削、鏜削和鏜削加工。根據(jù)用戶對靈活用戶的需求進(jìn)行修改和裁剪模塊的接口，并對標(biāo)準(zhǔn)化工具庫的定義、模型庫的處理參數(shù)進(jìn)行了早期處理、半精加工和精加工等常用參數(shù)的歸一化處理，減少了訓(xùn)練時間和優(yōu)化處理技術(shù)。UG軟件的所有模塊，可以直接生成的物理模型的處理程序，使整個模型。UG NX加工后置處理模塊，用戶可以方便地建立自己的后置處理程序，該模塊在數(shù)控機(jī)床和加工中心的世界主流，在多年的實(shí)踐中的模塊已被證明在2至5軸或更多軸銑、2 4軸車削和電火花線切割。5.4 UG軟件編程操作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(diǎn)、退刀點(diǎn)等各種切削用量和參數(shù)。用自動化編程軟件UG在計算機(jī)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(jī)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5.2），準(zhǔn)備加工零件圖5.2加工頁面1. 選擇創(chuàng)建刀具，彈出對話框（圖5.3）選中，輸入刀具體名稱（圖5.3）。點(diǎn)擊選擇進(jìn)入對話框，輸入刀具參數(shù)（圖5.3）刀具直徑為20mm，長度為75mm，刀刃為2。后面的刀具以這種方法繼續(xù)創(chuàng)建。 圖5.3刀具參數(shù)對話框2. 選擇創(chuàng)建幾何體，彈出對話框（圖5.4）。選中 ，輸入幾何體名稱。點(diǎn)擊確定，進(jìn)入對話框（圖5.5），設(shè)置安全距離為10mm，點(diǎn)擊選擇自動判斷 選擇工件上表面，建立工件坐標(biāo)系。（圖5.6）圖5.4對話框 圖5.5MCS圖5.6工件坐標(biāo)系3.選擇創(chuàng)建幾何體，彈出對話框（圖5.7）。選中，輸入幾何體名稱。點(diǎn)擊確定，進(jìn)入對話框（圖5.8） 圖5.7幾何體 圖5.8對話框點(diǎn)擊指定部件，進(jìn)入對話框，選擇幾何體，選中要加工的零件。點(diǎn)擊指定毛坯，進(jìn)入對話框圖5.9 選中自動塊，毛坯創(chuàng)建完成。 圖5.9毛坯的設(shè)定4、創(chuàng)建型腔銑操作（1）單擊【插入】工具欄上的【創(chuàng)建操作】圖標(biāo)，系統(tǒng)自動彈出如圖5.10所示的“創(chuàng)建操作”對話框，選擇“類型”為“mlii-contour”，選擇“操作子類型”為“CAVITY-MILL”（型腔銑），“刀具”選擇“D20”、“幾何體”設(shè)置為“WORKPIECE1”、“方法”設(shè)置為 “MEHOD”、“名稱”設(shè)置為“CAVITY-MILL-1”，單擊對話框中的“確定”按鈕將彈出“型腔銑”對話框。圖5.10創(chuàng)建操作（2）指定切屑區(qū)域在“型腔銑”對話框中單擊“指定切削區(qū)域”圖標(biāo)，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“型腔銑”對話框。（3）刀軌生成切削模式。在“切削模式”下拉列表中選擇“跟隨部件”。歩距。在“歩距”下拉列表選擇“%70刀具平直”。全局每刀深度。在“全局每刀深度”文本輸入框中輸入“1”。如圖5.14參數(shù)設(shè)置。圖5.11參數(shù)設(shè)置切削參數(shù)。在“型腔銑”對話框中單擊【切削參數(shù)】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“切削參數(shù)”對話框，“策略”選項(xiàng)卡參數(shù)中設(shè)置“切削方向”為“順銑”、“切削順序”為“層優(yōu)先”、如圖5.11參數(shù)設(shè)置。“余量”選項(xiàng)卡參數(shù)中設(shè)置使用“底部面和側(cè)壁余量一直”，“毛坯余量”為0.3，“部件側(cè)面余量”采用繼承自MILL-ROUGH為“0.5”，“內(nèi)公差”為0.03、“外公差”為0.12。非切削移動。在“型腔銑”對話框中單擊【非切削移動】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“非切削移動”對話框，傾斜角度設(shè)為“5”，“傳遞/快速”中的“區(qū)域之間”和“區(qū)域內(nèi)”均設(shè)置為“前一平面”。 進(jìn)給和速度。在“型腔銑”對話框中單擊【進(jìn)給和速度】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出如圖所示的“進(jìn)給和速度”對話框，設(shè)置主軸速度（rpm）為“1800”、“進(jìn)刀”為540 mmpm。單擊鼠標(biāo)中鍵，返回“型腔銑”對話框。在“型腔銑”對話框中指定了所有的參數(shù)后，單擊對話框底部操作組的【生成】圖標(biāo)，生成如圖5.12所示的型腔銑粗加工刀軌。圖5.12加工走刀路線圖圖5.13清根加工走刀路線圖圖5.14精加工走刀路線圖5.點(diǎn)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5.15）。圖5.15凹槽加工走刀路線圖圖5.16凹槽精加工走刀路線圖6.鉆孔加工（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(xiàng)內(nèi)選擇“drill”，然后在“刀具子類型”選項(xiàng)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5.17所示。 圖5.17參數(shù)設(shè)置（3）生成操作，如圖5.18所示。圖5.18鉆孔刀路圖5.5數(shù)控仿真加工在文章的最后，為了效驗(yàn)本次設(shè)計，安排的切削參數(shù)，工藝路線，機(jī)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(diǎn)擊軟件上的確定刀軌，選擇2D動態(tài)仿真。點(diǎn)擊開始，得如下圖。圖5.19加工仿真5.6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(jī)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(diǎn)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(diǎn)擊確定 即可生成G代碼。如下圖。圖5.20程序后處理總結(jié)在本次畢業(yè)設(shè)計的過程中，也遇到了很多的困難，充分體會到了理論必須與實(shí)際相結(jié)合。雖然在畢業(yè)設(shè)計的前期和設(shè)計過程中，搜集了大量關(guān)于數(shù)控銑加工工藝和編程的資料，但是在實(shí)際的工藝分析和數(shù)控編程中還是遇到了很多的理論與實(shí)際不同的困難。許多問題在書本上都是這樣，而在實(shí)際運(yùn)用中卻是那樣，但幸運(yùn)的是通過老師的幫助和多次分析修改后，最終完成了加工工藝的分析和編程，并且加工出了相應(yīng)的產(chǎn)品。在畢業(yè)設(shè)計的過程中，要邊學(xué)習(xí)，變實(shí)踐，每當(dāng)遇到新的問題時，就要不斷的努力和探索，切忌心浮氣躁。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。致謝畢業(yè)設(shè)計就這樣結(jié)束了，也意味著大學(xué)也將在此畫上了一個大大的句號，對于這期間指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)以及給予的幫助，同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛怂麄兊闹С趾凸膭?。本次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成?？傊兄x每一位關(guān)心過我，愛護(hù)過我的人。滴水之恩，當(dāng)涌泉相報。最后，再次感謝我的導(dǎo)師。參考文獻(xiàn)1 徐東元.數(shù)控加工工藝M.電子工業(yè)出版社,2017.2 楊豐，黃登紅.數(shù)控加工工藝與編程M.國防工業(yè)出版社,2014.3 孟少農(nóng)機(jī)械加工工藝.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.4 趙如福金屬切削加工工藝手冊.上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2015.5榮瑞芳主編. 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