數控銑削加工工藝分析與數控程序編制

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1、摘 要本文詳細的論述了導機凸模數控加工的加工工藝，通過分析加工零件的工藝，銑削的工裝，工藝卡的制訂以及編制程序時應注意的問題，解決實際問題。通過運用數控技術加工出導機凸模零件，能使自己在數控技術運用方面得到一次較為系統(tǒng)的訓練，基本上達到了適應工廠的要求。 主要介紹包括數控機床簡介，進給路線、加工余量、切削用量、機床夾具的選擇等內容。最終完成零件的機械加工工藝過程卡片，數控加工工序卡片，工件的定位和夾緊方案草圖，數控刀具卡片，數控加工進給路線圖。關鍵詞 導機凸模、 數控加工技術加工工藝分析、編程、數控刀具、數控加工進給路線。目 錄摘 要1目錄2前 言3第一章 課題分析41.1 設計課題課題分析4

2、1.1.1 設計課題目的41.2 工件的結構分析41.2.1 導機凸模加工要求41.2.2 導機凸模三維造型圖6第二章 數控銑削加工工藝分析72.1數控加工工序72.2 工藝工序安排723加工順序724裝夾方案和夾具的選擇825選擇刀具826 切削參數及刀具路徑827 確定切削用量19第三章 數控程序編制1931 Mastercam自動編程軟件進行加工19致謝21參考文獻22附錄23數控加工程序單23刀具卡片24程序25前 言數控技術在制造業(yè)的廣泛運用，使當今的制造業(yè)生產面貌渙然一新，在我國，數控技術與裝備的發(fā)展也有相當大的進步。以pc平臺為基礎的國產數控系統(tǒng)及柔性制造系統(tǒng)逐漸運用于生產實踐，

3、通過對數控技術的運用使我們更好的掌握所學的專業(yè)知識。隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，數控加工的需求也在增加，它的總的發(fā)展趨勢是：高精化、高速化、高效化、柔性化、智能化和集成化，并注重工藝適用性和經濟性。而斜聯結管的加工充分的適應了現代化生產的需要.。數控加工技術已廣泛應用于機械加工制造業(yè)中，如數控銑削、鏜削、車削、線切割、電火花加工等，其中數控銑削是復雜多變零件的主要加工方法。數控設備為精密復雜零件的加工提供了基本條件，但要達到預期的加工效果，編制高質量的數控程序是必不可少的，這是因為數控加工程序不公包括零件的工藝過程，而且還包括刀具的形狀和尺寸、切削用量、走刀路徑等工藝信息。對于簡單的模具零件，通常采

4、用手工編程的方法，對于復雜的模具零件，往往需要借助于CAM軟件編制加工程序，如Pro/ENGINEER、UG、Cimatron、Mastercam等。無論是手工編程或計算機輔助編程，在編制加工程序時，選擇合理的工藝參數，是編制高質量加工程序的前提。在這里我用UG造型、UG加工，充分的學習他們的優(yōu)點，用于導機凸模的加工。 第一章 課題分析1.1 設計課題課題分析設計任務分析：（1）計算機繪制零件圖和三維造型圖；（2）完成導機凸模的工藝過程卡；（3）選擇導機凸模數控加工的工裝設計；（4）編制導機凸模的數控加工程序，并進行模擬加工；（5）撰寫畢業(yè)設計計算說明書；（6）參加畢業(yè)設計答辯。1.1.1 設

5、計課題目的本次畢業(yè)設計的主要內容是結合導機凸模零件進行編寫數控加工工藝流程，根據材料，合理正確的選擇數控機床和加工的刀具，正確的填寫數控加工程序單、加工工藝過程卡片、數控加工工序卡、數控加工刀具卡片、數控加工進給路線圖表。通過本次課題的完成，熟悉實際生產中加工工程圖的全貌和具體要求，其次熟悉實際生產中加工工藝設計的全部方法。通過本課題的完成，使學生達到以下目的：學會查閱有關資料，初步掌握編制機械加工工藝規(guī)程的方法，能較好的編制數控加工工藝；掌握UG自動編程軟件，使學生感覺到合作配合工作的重要性，再次熟悉實際生產過程中的程序設計過程及方法，最后學會獨立分析解決問題、編寫畢業(yè)設計說明書以及查找參考

6、資料的方法。1.2 工件的結構分析1.2.1 導機凸模加工要求所加工零件為導機凸模，加工方式是單件生產。如圖1-1所示零件為導機凸模零件，結構形狀復雜，是適合數控銑削加工的一種典型零件。下面就該零件的工藝分析過程進行分析。圖1-1 導機凸模a.結構分析如圖1-1所示零件由一凸臺,兩個型腔及三個通孔構成，凸臺是由圓弧面和平面組成。b.精度分析上表面相對于輪廓面的平行度為0.05；輪廓面的平面度為0.05；2-10通孔的精度等級為H8；24通孔的的精度等級為H7。c.毛坯、余量分析毛坯的材料為A3,毛坯為120X100X25；各邊均有加工余量0.5mm。 d.結構工藝性分析零件尺寸的標準較統(tǒng)一,且

7、無封閉尺寸；構成該零件輪廓形狀的各幾何元素條件充分無相互矛盾之處，有利于編程。1.2.2 定位基準選擇加工外輪廓及型腔以下表面和四側面為定位基準。1.2.3 工藝方案擬定通過查閱機械手冊，根據導機凸模的結構特點，得出各表面的加工方案如下：外形 線割上下表面 粗磨-精磨2-10的通孔 線割 點鉆絞24H7通孔線割 鉆 擴 鏜外輪廓 粗銑-精銑型腔 粗銑-精銑1.3 導機凸模三維造型圖 根據老師給我們的二維圖紙，設計我們所要繪制的三維圖，我用UG把圖用三維造出來，這樣看上去非常直觀，如圖1-2所示。圖1-2第二章 數控銑削加工工藝分析2.1數控加工工序第一道工序為：銑底部打開型腔第二道工序為：點鉆

8、絞孔 鉆 擴 鏜第三道工序為：銑外輪廓和型腔。22工藝工序安排1、對導機凸模進行工藝安排：下料磨削線割銑削去毛刺檢驗油封下料：線割120 x100 x25板塊，單邊0.2mm余量。磨削：磨外形尺寸達圖要求。線割：線割2-10和24H7的通孔。銑削；銑外輪廓及型腔。鉗工：去毛刺。檢：檢驗。油封：清理、油封、入庫。2.3加工順序（工步順序） 該工序的工步有六步：粗、精銑削加工打開型腔及外輪廓和型腔。根據基準先行，先面后孔，先主后次，先粗后精原則，工步1：粗銑打開型腔加工內容是打開狀型腔，根據平面加工方案，以裝夾的上表面為基準。考慮到精加工，根據零件的材料和刀具的剛性留0.1mm的精加工余量。工步2

9、：精銑削打開狀型腔加工內容是打開狀型腔，根據平面加工方案，以裝夾的上表面為基準。為保證零件的精度和粗造度，提高主軸轉速和切削速度。工步3：粗銑削外輪廓加工內容是：銑削外輪廓，以下表面為基準確定平面高度，銑削加工外輪廓?？紤]到精加工，根據零件的材料和刀具的剛性留0.1mm的精加工余量。工步4：精銑削外輪廓加工內容是：銑削加工外輪廓，以下表面為基準確定平面高度，銑削加工平面，為保證零件的精度和粗造度，提高主軸轉速和切削速度。工步5： 粗銑削型腔加工內容型腔，以底面為基準確定各側面的垂直度，進行粗加工，為保證精加工的余量及粗造度要求，表面留0.1mm的精加工余量。工步6： 精銑削加工型腔加工內容型腔

10、，以底面為基準確定各側面的位置精度，進行精加工，為保證加工粗造度要求，提高主軸轉速。2.4 裝夾方案和夾具的選擇 根據工件的加工要求，可以看出關鍵只有厚度、平面度和垂直度要求，并不需要限制工件的全部自由度，只要限制X，Y方向的旋轉和Z軸的移動，所以我們選擇不完全定位原理。綜上所述，夾具我選擇平口鉗。2.5 選擇刀具在上述分析的基礎上編寫相應的機械加工工藝過程卡片，具體見附表1。2.6切削參數及刀具路徑2.6.1 以下是底部打開狀型腔的切削加工：以平面銑加工底部型腔，調出圖形文件：底部型腔粗精加工圖3。圖2-1 底部型腔精加工選擇“創(chuàng)建操作PLANAR_MILL加工（如圖所示、圖4）加工”命令，

11、并設 圖4置參數，選擇加工刀具，進給速度選擇加工部位，并生成刀軌，設置主軸轉速。如圖所示4、5所示： 圖5底部型腔加工部位選擇選取12.0的平刀除去毛坯材料。在彈出的加工界面視窗口，設置部件余量和底面余量為0.1 。單擊“生成”。系統(tǒng)計算出刀具加工軌跡，如圖6所示?？梢钥闯鲩_始刀具從定義的切削范圍外下刀，然后在等Z值高度一層層加工，每層間下降的距離不大于設定的最大Z軸進給量0.1。圖6底面型腔粗加工刀具路徑 圖7、實體仿真 底部型腔精加工 底部型腔精加工，分為光底和光側兩部分，可以沿著型腔輪廓生成光滑和流線型的刀具路徑，平滑的刀具路徑。 選擇“創(chuàng)建操作加工”命令。選擇“PLANAR_MILL”

12、，選取12.0的平面銑刀，在“PLANAR_MILL”菜單中，參數設置如圖8、9所示。 圖8、光整底部與側面的加工參數 刀具路徑如圖9所示： 圖9、底部型腔精加工路徑2.6.2 以下是外輪廓和型腔的粗精加工參數及路徑：以面銑及平面銑加工外輪廓和型腔型腔，調出圖形文件：外輪廓及型腔粗精加工圖10。圖10選擇“創(chuàng)建操作FACE_MILL加工（如圖所示、圖11）加工”命令并設 置各項加工參數 圖11外輪廓及型腔粗加工參數設置 圖12外輪廓及型腔加工部位選擇選取12.0的平刀除去毛坯材料。在彈出的加工界面視窗口，設置部件余量和底面余量為0.1 。單擊“生成”。系統(tǒng)計算出刀具加工軌跡，如圖6所示。可以看

13、出開始刀具從定義的切削范圍外下刀，然后在等Z值高度一層層加工，每層間下降的距離不大于設定的最大Z軸進給量0.1。 圖13外輪廓及型腔加工路徑 圖14實體仿真外輪廓及型腔精加工 外輪廓及型腔精加工，分為光底和光側兩部分，可以沿著型腔輪廓生成平滑的刀具路徑。 選擇“創(chuàng)建操作加工”命令。選擇“FACE_MILL”，選取12.0的平面銑刀，在“FACE_MILL”菜單中，參數設置如圖15所示。 圖15光整底面參數設置選擇“創(chuàng)建操作加工”命令。選擇“PLANAR_MILL”，選取12.0的平面銑刀，在“PLANAR_MILL”菜單中，參數設置如圖16所示 圖16光整側面參數設置外輪廓及型腔精加工路徑如圖

14、17所示： 圖17外輪廓及型腔精加工路徑2.7 確定切削用量2.7.1.打開狀型腔的加工（1）粗銑型腔所用刀具為T01，四刃平刀，刀具直徑為12，加工深度為 10 mm。 因為加工量較大，所以采用螺旋下刀切除全部余量，背吃刀量為10,平面銑刀銑平面，選擇刀具重合度為80%,則側吃刀量為14mm。根據機械加工切削數據手冊書上表查得：V=30m/min. （2）精加工型腔所用刀具為T02，12四刃平面銑刀，刀具直徑為12， 加工深度為10mm。平面銑刀銑平面，選擇刀具重合度為80%,則側吃刀量為14mm。根據機械加工切削數據手冊書上表2.1查得，V=40m/min.2.7.2粗、精銑外輪廓及形腔

15、所用刀具T01和T02，平底立銑刀，刀具直徑均為12。粗加工深度為10mm，因為為平底立銑刀銑平面，選擇刀具重合度為80%,則側吃刀量為14mm，即行距為16mm。根據機械加工切削數據手冊書上表2.5（P2-122）查得：V取17m/min因此根據公式：Dn=1000V求得轉速n=600r/min.精加工深度為10mm,根據機械加工切削數據手冊書上表2.5（P2-122）查得：V取20m/min.同理可得： n=800r/min. 第三章 數控程序編制數控編程一般分為手工編程和自動編程兩種。1手工編程手工編程就是從分析零件圖樣、確定加工工藝過程、數值計算、編寫零件加工程序單、制作控制介質到程序

16、校驗都是人工完成。它要求編程人員不僅要熟悉數控指令及編程規(guī)則，而且還要具備數控加工工藝知識和數值計算能力。對于加工形狀簡單、計算量小、程序段數不多的零件，采用手工編程較容易，而且經濟、及時。因此，在點位加工或直線與圓弧組成的輪廓加工中，手工編程仍廣泛應用。對于形狀復雜的零件，特別是具有非圓曲線、列表曲線及曲面組成的零件，用手工編程就有一定困難，出錯的概率增大，有時甚至無法編出程序，必須用自動編程的方法編制程序。2自動編程自動編程是利用計算機專用軟件來編制數控加工程序。編程人員只需根據零件圖樣的要求，使用數控語言，由計算機自動地進行數值計算及后置處理，編寫出零件加工程序單，加工程序通過直接通信的

17、方式送入數控機床，指揮機床工作。自動編程使得一些計算繁瑣、手工編程困難或無法編出的程序能夠順利地完成。31采用UG自動編程軟件進行加工，加工程序如下：%O0001(Sun Apr 18 17:52:41 2010)(D12)G40 G17 G49 G80 G90G28 G91 Z0.0S3000 M03G54G03 X29.9 Y-12.5 I0.0 J8.X26. Y-8.6 I-3.9 J0.0 F2200.G01 X-26.G03 X-29.9 Y-12.5 I0.0 J-3.9X-21.9 Y-20.5 I8. J0.0G00 Z-2.956X21.9Z-3.153X26. Y-8.6

18、 I-3.9 J0.0 F2200.G01 X-26.G03 X-29.9 Y-12.5 I0.0 J-3.9X-21.9 Y-20.5 I8. J0.0G00 Z10.Z50.X0.0 Y0.0(LSJKK)G28 G91 Z0.0M05M09M30%（詳見NC代碼，與實體加工）謝 辭短暫二個月的畢業(yè)設計在匆匆忙忙中過去了，這次的畢業(yè)設計讓我受益非淺，學到了很多新的東西，比如工藝設計的流程，加工的方案，加工的順序，刀柄刀具的選擇，切削用量的選擇，以前這些數據都是隨便定的，通過這次的實習才知道真正設計的時候都是要通過查閱相關的手冊得來的。在三個月的時間中，我們學習了零件的工藝分析、數控機床的選

19、用，零件工藝方案設計，包括進給路線、加工余量、切削用量、機床夾具的選擇等內容。在學習以上知識的同時也練習了CAD、UG、數控仿真加工、數控機床加工等知識，既完成了課程，又對以往學習的知識進行了完整的復習，可以說是一舉多得。大大提高了我們的專業(yè)水平，使我們掌握有關工程設計的程序、方法與技術規(guī)范，提高工程設計計算、圖紙繪制、編寫技術文件的能力；培養(yǎng)我們掌握實驗、測試等科學研究的基本方法；鍛煉我們分析與解決工程實際問題的能力。使我們樹立了正確的設計思想和培養(yǎng)了我們嚴肅認真的科學態(tài)度以及嚴謹求實的工作作風。我們即將正式步入工作崗位，這次的畢業(yè)設計正好為我們的工作打下堅實的基礎，讓我們能夠更好的適應工作

20、環(huán)境，同時也鍛煉了我們堅韌不拔，迎難而上的精神。鍛煉了我們發(fā)現問題，解決問題的能力。使我們的專業(yè)知識和水平更加的完善。我們要發(fā)揚實習期間的能力和精神，成為社會有用的人才，為自己開創(chuàng)美好的未來。在我設計的過程中，付春梅老師給了我很大的幫助，我了解到了什么叫工藝設計，怎么樣去完成一個工件的全部工藝流程，通過查手冊，找數據，給設計過程中的所有數據都能有一個詳細的標準，這是我的最終學習目的，現在的學習為的就是以后在工作當中的熟練運用，在幾個月的實習中我的確學到了很多東西。 參考文獻1機械制造基礎 主編 陳茂貞 上海交通大學 2機械加工技術 主編 孫學強 高等職業(yè)技術教育機電類專業(yè)教材編委會3簡明機械零

21、件設計實用手冊 主編 胡家秀 機械工業(yè)出版社4互換性與測量技術 主編 鄭建中 浙江大學出版社6UG數控編程使用教程 主編 王衛(wèi)兵 清華大學出版社7. 數控加工中心中級工強化認證培訓 主編王榮興 高等教育出版社8.機械加工工藝及編程 趙長明 機械工業(yè)出版社附 錄附表1：數控加工程序單數控加工程序單工件安裝示意圖：（標明MCS位置）零件名稱導機凸模零件代號SK工序號100工序名稱零件的加工編程人程序編號文件目錄序號程序段號加工內容保留余量刀 具 參 數刀具號刀具類型刀具直徑底角半徑1N0001粗加工下型腔0.1T01立銑刀1202N0002精銑下型腔底面0T02立銑刀1203N0003精銑下型腔側邊0T02立銑刀1204N0004粗加工外輪廓及型腔0.1T01立銑刀1205N0005精銑外輪廓及型腔底面0.5T03立銑刀1206N0006精銑輪廓及型腔側邊0T03立銑刀160數控加工刀具卡片序號刀具號刀具名稱刀具型號刀具規(guī)格1T0112的立銑刀122T0212的立銑刀12 2019整理的各行業(yè)企管，經濟，房產，策劃，方案等工作范文，希望你用得上，不足之處請指正