典型零件的數控銑加工工藝與編程仿真綜合設計.zip,典型,零件,數控,加工,工藝,編程,仿真,綜合,設計 XX 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 共 1 頁 第 1 頁 材料牌號 45 毛 坯 種 類 型材 毛坯外形尺寸 125x125x30 每毛坯 可制件數 1 每臺件數 1 備 注 工 序 號 工序 名稱 工 序 內 容 車間 工段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 1 下料 下料 金工 鋸床 2 銑 銑削零件6個表面至工件最大尺寸，表面粗糙度Ra3.2um 數控 數控銑床 面銑刀、平口鉗 3 銑 加工零件上表面凸臺及方形凹槽 數控 數控銑床 立銑刀、球頭刀、平口鉗 4 銑 加工零件上表面菱形凹槽 數控 數控銑床 立銑刀、平口鉗 5 清洗 去毛刺、清洗 6 檢 檢驗、入庫 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 XX 數控加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 共 2 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 數控 3 銑 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每臺件數 型材 125x125x30mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 數控銑床 XD-40A 1 1 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) 準終 單件 工 步 號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 r/min 切削速度 mm/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數 工步工時 機動 輔助 1 用φ12的立銑刀粗加工凹槽，留有精加工余量 Φ12立銑刀 1800 540 0.3 1 1 2 用φ6的立銑刀清根加工拐角 Φ6立銑刀 3200 640 0.2 1 1 3 用φ6的立銑刀精加工凹槽至圖紙尺寸要求 Φ6立銑刀 3700 370 0.1 0.5 1 4 用φ4的立銑刀加工6個開口槽及2-φ6平底孔 Φ4立銑刀 4400 440 0.1 0.3 1 5 用φ6球頭刀加工斜面 Φ6球頭刀 3700 740 0.2 0.3 1 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 XX 數控加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 共 2 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 數控 4 銑 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每臺件數 型材 125x125x30mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 數控銑床 XD-40A 1 1 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) 準終 單件 工 步 號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 r/min 切削速度 mm/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數 工步工時 機動 輔助 1 用φ6的立銑刀粗加工菱形凹槽，留有精加工余量 Φ6立銑刀 3200 640 0.2 1 1 2 用φ6的立銑刀精加工菱形凹槽至圖紙尺寸要求 Φ6立銑刀 3700 370 0.1 0.5 1 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 摘 要 加工中心是現代加工車間最重要的裝備，可通過NX軟件三維造型完成數控編程并導入加工中心進行加工。現代的NX、制造技術，都是建立在數控技術之上的。掌握現代數控技術知識是現代數控技術專業(yè)學生必不可少的。 本次畢業(yè)設計包括四章，第一章介紹了數控加工技術國內外發(fā)展現狀；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計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，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，設計尚有許多不足之處，懇請老師給予指導。 關鍵詞：數控編程；工藝分析；數控加工； III 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 數控加工技術國內外發(fā)展現狀 1 1.1.1我國數控技術發(fā)展現狀 1 1.1.2與國外的差距 1 1.2 數控加工技術國內外現狀 2 第二章 零件圖分析 3 2.1 零件圖 3 2.2零件的結構特點分析 3 2.3零件圖的技術要求 3 第三章 零件的數控加工工藝 4 3.1 毛坯的選擇 4 3.1.1確定毛坯的類型 4 3.1.2 確定尺寸的確定 4 3.2定位基準及工藝路線的選擇 5 3.3.1定位基準的選擇 5 3.3.2工藝路線的安排 5 3.3夾具的選擇 5 3.4刀具的選擇 6 3.5切削液選擇 7 3.6機床的選擇 8 3.7量具的使用表 8 3.8切削用量的選擇 9 3.9 填寫機械加工工藝過程卡片 11 3.10 填寫數控加工工序卡 11 第四章 零件的數控程序編制 12 4.1編程方法的選擇 12 4.2 軟件編程操作 12 4.2.1進入加工模塊 12 4.2.2創(chuàng)建幾何體 12 4.2.3設置幾何體 13 4.2.4設置刀具 14 4.2.5型腔銑加工操作 14 4.2.6曲面加工自動編程 16 4.2.7其余表面加工刀路圖 18 4.3加工仿真 20 4.4后處理 21 總結 22 致謝 23 參考文獻 24 第一章 緒論 1.1 數控加工技術國內外發(fā)展現狀 傳統(tǒng)中的數控機床延伸了人的體力，成為了工作母機，而數控操作技術賦予機床一個強大的大腦，可以使機床變得越來越“聰明”。數控操作技術現在已經從被動執(zhí)行的運動指令發(fā)展到現在能夠用“感知”機床的溫度、振動、能耗等工作清況并可以加以調整和控制，加上在線測量工件尺寸、刀具破損和預測刀具的最終壽命，以及可以用來防止刀具和運動部件干涉，甚至可以替操作者進行語音之間的導航或者發(fā)送短消息。數控機床的技術具備智能化功能可以使機床自動的去適應加工環(huán)境中的變化，從而使機床操作變得更加方便和迅速，精度和準確度更加穩(wěn)定，工作的效率得到很大的提升。 前瞻數控系統(tǒng)控制和軌跡平滑技術,精確的位置和速度控制技術、植物總線和網絡技術極大地提高了系統(tǒng)的動態(tài)性能和控制精度,并確保穩(wěn)定的數控機床、高速、高精度和多軸和可靠性。 1.1.1我國數控技術發(fā)展現狀 目前，隨著數控加工技術在我國的飛速發(fā)展，國內自主生產的數控車床已經能滿足國內市場上的一些需要。高性能臥式車削中心和銑削中心,通過合資企業(yè),引進技術和自主發(fā)展,一些產品已經能夠滿足國內高端用戶需求。然而，臥式車銑復合加工中心、帶Y軸或C軸的臥式車削中心、雙主軸臥式車削中心和高精度臥式車削中心依然還是主要依靠從國外引進。 1.1.2與國外的差距 1． 經營理念的差距 一些國內企業(yè)“以市場為導向”的想法是目光短淺,心胸狹窄,局限于產品銷售是好是壞,只是銷售產品,所謂的售后服務修理這臺機器。以關注客戶需求,提供解決方案,為客戶創(chuàng)造價值,競爭從產品到服務競爭尚未成為公司的核心經營理念。其中特別重要的是對那些比較高端一些的客戶的需求，我們現在國內的機床企業(yè)往往變成供非所需，所需并不能供。所以現在的情況雖有所改善，但仍然沒有能夠從根本上去改變這種情況。 我們中國國內現在某些中小企業(yè)很忽視技術集成的重要性，從而把自己化為只能在生產機床設備的領域，我們從中并沒有意識到它的軟件和硬件的集成將會帶給給客戶的價值創(chuàng)造潛力。主要是現在的外國機床企業(yè)一般是把軟、硬件集成作為一種重要的方法來調整產品結構。 2． 核心技術的差距 與機床制造業(yè)大國相比,中國的數控機床仍有明顯差距的結構、技術、創(chuàng)新和研發(fā)能力。基本技術、關鍵技術和通用技術還沒有完全掌握。我們特別是要去關注客戶的需求,從而可以開發(fā)出個性化的產品,把它專用與我們數控機床的發(fā)展,培養(yǎng)為用戶提供更加全面的解決方案的能力。 特別是高性能數控系統(tǒng)的發(fā)展和核心功能主機滯后,市場份額很低,已經成為一個主要的瓶頸限制中國數控機床行業(yè)的發(fā)展。 技術差距的關鍵是反映在產品的最終穩(wěn)定的可靠性和準確性,數控機床。即使大量的能源生產、技術相對成熟的數控機床,如立式加工中心市場,中小型臥式加工中心、數控車床等產品由于性能、可靠性和準確性等略低,因此外國公司相當大的市場份額。 3．發(fā)展戰(zhàn)略的差距 國內企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略往往是基于產品的開發(fā)成為主線,大多數是一個領導人跟隨和模仿的外交政策的產品。競爭企業(yè)應該搬到視線即將到來的和潛在的競爭對手和客戶的需求,在現有競爭邊界,選擇定位市場結構重組,改變市場,即“引導市場?！爸笇袌鍪且粋€積極主動的策略,基于自己的原始特性的新技術,新產品指導和滿足市場的發(fā)展需求,提高客戶的技術水平,實現利潤最大化為自己開發(fā)新的利潤空間。它將改變市場的結構,提供未來市場的新產品,引導顧客了解新產品,新產品的使用,由于新產品。。 1.2 數控加工技術國內外現狀 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，所以導致我國數控的機床也取得了非常迅猛的發(fā)展。 中國通過引進技術、消化吸收和科學技術研究兩個階段獨立版權控制系統(tǒng)的發(fā)展,奠定了良好的基礎為數控機床技術產業(yè)化。數控機床1300年新開發(fā)的品種,有一定的報道。新開發(fā)的產品由數控機床達到大部分的年代的中層,年代一些達到國際水平,為國家重點建設提供了一個高水平的數控機床。 數控系統(tǒng)的開發(fā)和生產也取得了一些成就:80年開發(fā)了一個新的品種。數控機床數控系統(tǒng)的核心技術,該物種數量和質量直接影響國產數控機床的發(fā)展。多年來,很多的發(fā)達國家對進口的那些高速數控系統(tǒng)實行禁運的政策。因此,“計劃”以來,國家一直是數控系統(tǒng)的發(fā)展作為首要任務的支持,大部份數控機床配套產品已能生產，自我配套率超過60%。 2 第二章 零件圖分析 2.1 零件圖 圖2.1零件圖 2.2零件的結構特點分析 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、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，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。 2.3零件圖的技術要求 在數控加工中，我們需要按照圖紙的技術要求進行加工，方能成為合格的產品。以下為本零件圖紙的技術要求。 技術要求： 1.零件加工表面上，不應有劃痕、擦傷等損傷零件表面的缺陷 2.去除毛刺飛邊 22 第三章 零件的數控加工工藝 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零件。其中自由鍛件的精度和生產率較低，主要用于小批生產和大型鍛件的制造。模型鍛造件的尺寸精度和生產率較高，主要用于產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和大型零件及樣機試制。其優(yōu)點是制造簡單、生產周期短、節(jié)省材料、減輕重量。但其抗振性較差，變形大，需經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、結構、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120x120x27mm，毛坯尺寸選擇為125x125x30mm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確定的情況下，保證對刀的可能性和方便性。 先以零件的上表面作為粗基準，加工下表面，完成零件6個表面的加工。再用下表面作為精基準面，加工上表面輪廓。 3.3.2工藝路線的安排 零件的加工路線安排如下 工序1：下料 工序2：銑削零件6個表面至工件最大尺寸，表面粗糙度Ra3.2um 工序3：加工零件上表面凸臺及方形凹槽 工步1：用φ12的立銑刀粗加工凹槽，留有精加工余量 工步2：用φ6的立銑刀清根加工拐角 工步3：用φ6的立銑刀精加工凹槽至圖紙尺寸要求 工步4：用φ4的立銑刀加工6個開口槽及2-φ6平底孔 工步5：用φ6球頭刀加工斜面 工序4：加工零件上表面菱形凹槽 工步1：用φ6的立銑刀粗加工菱形凹槽，留有精加工余量 工步2：用φ6的立銑刀精加工菱形凹槽至圖紙尺寸要求 工序5：去毛刺、清洗 工序6：檢驗、入庫 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：要協調零件和機床坐標系的尺寸關系。 當零件加工批量不大時，應盡量采用組合夾具、可調試夾具及其它通用夾具，來縮短生產準備時間、節(jié)省生產費用。在成批量生產時，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。夾具上各部件應不妨礙機床對零件各表面的加工。 根據該零件的結構工藝性，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，零件底部位置應當墊上墊鐵，以確保零件在加工過程中不受到損傷。 圖3.2機用平口虎鉗 3.4刀具的選擇 刀具的選擇其實是數控加工工藝中的主要內容之一，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量和精度。數控機床在選用刀具時，通常要考慮機床的加工能力、工序內容、工件材料等因素。數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，即我們選擇刀具的幾何形狀應當依據加工面的具體情況而確立。 綜上所述，根據該零件的加工需求，確定該零件的刀具如表3.1所示： 表3.1數控加工刀具卡片 產品名稱或代號 零件名稱 圖號 程序編號 O0001 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數量 加工表面 材料 1 T01 Φ50面銑刀 1 毛坯表面 YT15 2 T02 Φ12立銑刀 1 凸臺及凹槽 硬質合金 3 T03 Φ6立銑刀 1 凸臺及凹槽 硬質合金 4 T04 Φ4立銑刀 1 開口槽及孔 硬質合金 5 T05 Φ6球頭刀 1 斜面 硬質合金 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量。切削液具有冷卻、潤滑、清洗、防銹的作用，因此在數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 切削液應根據工件材料，刀具材料，加工方法和技術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，硬質合金刀具紅硬性好，一般不加切削液；若硬質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，從而增加生產效率。 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，因此我們可以不用去考慮生產效率等一些問題，只要能夠在保證零件精度要求的前提下選擇相應的數控機床設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，根據現有的數控操作機床，我們可以確定選擇由大連機床集團生產的XD-40A這一系列數控立式加工中心圖3.3，XD系列立式數控銑床是大連機床集團公司引進先進技術生產的最新一代數控操作機床。 3.7量具的使用表 在數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 0-300mm 0.01mm 主要用于測量內、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 0-300mm 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。 “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均保持線性關系，即其中任一參數增大一倍，都可使生產率提高一倍。然而由于刀具壽命的制約，當任一參數增大時，其它二參數必須減小。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均保持線性關系，即其中任一參數增大一倍，都可使生產率提高一倍。然而由于刀具壽命的制約，當任一參數增大時，其它二參數必須減小。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量以及加工效率，因此切削用量的選擇是數控加工工藝編制過程中不可缺少的一部分，根據經驗及查表計算確定該零件在數控加工過程中的切削用量。 （1）φ50面銑刀 粗加工時根據查表及經驗，選取Vc=90m/min，f=0.3mm/r，ap=1mm。 則：主軸轉速：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 精加工時根據查表及經驗，選取Vc=110m/min，f=0.2mm/r，ap=0.5mm。 則：主軸轉速：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）φ12立銑刀 粗加工時根據查表及經驗，選取Vc=70m/min，f=0.3mm/r，ap=1mm。 則：主軸轉速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×70）/（3.14×12）]r/min=1857.7r/min取1800r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.3×1800）mm/min=540mm/min 精加工時根據查表及經驗，選取Vc=90m/min，f=0.2mm/r，ap=0.5mm。 則：主軸轉速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×90）/（3.14×12）]r/min=2388.5r/min取2400r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.2×2400）mm/min=480mm/min （3）φ6立銑刀 粗加工時根據查表及經驗，選取Vc=60m/min，f=0.2mm/r，ap=1mm。 則：主軸轉速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×60）/（3.14×6）]r/min=3184.7r/min取3200r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.2×3200）mm/min=640mm/min 精加工時根據查表及經驗，選取Vc=70m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm。 則：主軸轉速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×70）/（3.14×6）]r/min=3715.5r/min取3700r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.1×3700）mm/min=370mm/min （4）φ4立銑刀 粗加工時根據查表及經驗，選取Vc=45m/min，f=0.2mm/r，ap=0.5mm。 則：主軸轉速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×45）/（3.14×4）]r/min=3582.8r/min取3600r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.2×3600）mm/min=720mm/min 精加工時根據查表及經驗，選取Vc=55m/min，f=0.1mm/r，ap=0.3mm。 則：主軸轉速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×55）/（3.14×4）]r/min=4378.9r/min取4400r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.1×4400）mm/min=440mm/min （5）φ6球頭刀 加工時根據查表及經驗，選取Vc=70m/min，f=0.2mm/r，ap=0.3mm。 則：主軸轉速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×70）/（3.14×6）]r/min=3715r/min取3700r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.2×3700）mm/min=740mm/min 3.9 填寫機械加工工藝過程卡片 根據本文上述分析，填寫機械加工工藝過程卡片詳情見附件 3.10 填寫數控加工工序卡 根據本文上述分析，填寫數控加工工藝卡片詳情見附件 第四章 零件的數控程序編制 4.1編程方法的選擇 數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。在先進的自動編程方法中，許多重要的經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。編程人員只需根據加工對象及工藝要求，借助數控語言編程系統(tǒng)規(guī)定的數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)現程序是否有錯誤。 4.2 軟件編程操作 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，設置加工坐標系、零件和毛坯，為創(chuàng)建操作做準備。 （1）設置加工坐標系。 ①先將操作導航器轉換到幾何體視圖。 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坐標系設定 4.2.3設置幾何體 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”，結束幾何體的設置操作。 4.2.4設置刀具 （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D12，然后單擊“應用”，進入“刀具參數”對話框，設置參數后單擊“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”對話框中設置其他參數：程序、刀具、幾何體、方法如圖4.4。 圖4.4參數設置 (4)在“創(chuàng)建操作”對話框中單擊“確定”，選擇切削區(qū)域、設置切削層、設置余量、進給率如圖4.5。后續(xù)相同工序參數差不多。 圖4.5加工參數設置 （5）生成操作，如下圖所示。 圖4.6上表面粗加工刀路圖 圖4.7上表面精加工刀路圖 4.2.6曲面加工自動編程 單擊【插入】工具欄上的【創(chuàng)建操作】圖標，系統(tǒng)自動彈出“創(chuàng)建操作”對話框，選擇“類型”為“mlii-contour”，選擇“操作子類型”為“FIXED_CONTOUR”（固定輪廓銑），“程序”設置為“qumianjiagon”、“刀具”選擇“R3”、“幾何體”設置為“WORKPIECE1”，單擊對話框中的“確定”按鈕將打開如圖4.8所示的“創(chuàng)建操作”對話框。 圖4.8創(chuàng)建操作對話框 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。如圖4.9所示。 圖4.9切削區(qū)域 在“固定輪廓銑”對話框中指定了所有的參數后，單擊對話框底部操作的生成圖標，生成如圖4.10所示的固定輪廓銑精加工刀軌。 圖4.10曲面加工刀路 4.2.7其余表面加工刀路圖 其余表面的加工方法跟上表面凹槽一樣，參照凹槽的操作方法進行家用本文不做詳述，最終得出加工零件的全部進給刀路圖。 圖4.11銑開口槽刀路圖 圖4.12加工2個平底孔刀路圖 圖4.13銑菱形凹槽刀路圖 4.3加工仿真 在文章的最后，為了效驗本次設計，安排的切削參數，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4.14仿真加工 通過本次加工仿真，確定本次設計中使用的，工藝路線安排，刀具、機床、切削參數的選擇，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，如圖4.15所示。 圖4.15加工代碼 總結 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，從分析設計到計算、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)設計有實踐性，綜合性，探索性，應用性等特點，本次選題的目的是數控專業(yè)教學體系中構成數控技術專業(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。 加工設計理論已經不拘泥于系統(tǒng)的理論基礎，開始強調產品尺寸精度，工藝嚴格性，從而更加有得于學生裝的數控編程及操作的創(chuàng)新精神和實踐能力。隨著畢業(yè)設計做完，也將意味我的大學生活即將結束，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，曾經為解決技術上的問題，而去翻我所學專業(yè)的書籍。經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去復習以前的知識，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)課之間相關聯的知識也能很好的理解。 這次畢業(yè)設計，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)設計中，我體驗到進行UG建模和數控編程的快樂，也使我明白今后的路還很長，加工制造業(yè)領域隨著數控技術及計算機輔助設計、分析、制造（CAD/CADE/CAM）技術的普及與提高發(fā)生著巨大變化，數控技術已經成為各個制造企業(yè)發(fā)展開拓的重點，也代表著先進的制造技術，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！ 23 參考文獻 [1] 肖慶和．吳軍．數控技術. 北京：北京航空航天大學出版社，2011． [2] 曹井新．數控加工工藝與編程. 北京：電子工業(yè)出版社，2009． [3] 李道軍.UGNX數控編程[M]. 北京：中國鐵道出版社，2012 [4] 江劍鋒.CAD/CAM與數控機床加工[M]. 北京：中國人事出版社，2011 [5] 田萍.數控機床加工工藝及設備北[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2005 [6] 陳洪濤.數控加工工藝與編程. 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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