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1、XH-A3 板類零件的數(shù)控加工 及編程設(shè)計(jì) 【 摘要 】 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品日趨精密復(fù)雜，改型換代頻繁，發(fā)展現(xiàn)代數(shù)控 機(jī)床是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造、技術(shù)更新的必由之路。數(shù)控機(jī)床當(dāng)中數(shù)控車床應(yīng)用比 較廣泛 ,該設(shè)計(jì)內(nèi)容是對數(shù)控車床簡單了解。 本文主要講述板類零件的加工工藝，通過 Master CAM X5 畫出三維圖，對零件圖的工藝性分析、加工刀具的選擇。然后用 80mm 的面銑刀銑平面，用 16mm 的立銑刀銑外輪廓及粗銑凸臺(tái)，用 3mm 的點(diǎn)鉆鉆中心孔，用 11.8mm的麻花鉆鉆底孔，用 8mm 的立銑刀銑凹 槽。 用 6mm 的球刀銑 R25 的圓角，最后導(dǎo)出程序。 關(guān)鍵詞

2、： 工藝分析、裝夾方案、工藝流程、三維造型、自動(dòng)編程 Abstract: With the progress of science and technology, modern mechanical product is becoming more and more sophisticated, modification and updating of frequent, the development of modern CNC machine tools is the route one must take the machinery manufacturing industry tech

3、nological transformation, update technology. CNC machine tools, CNC lathe application more widely, the design is simple to understand for CNC lathe. This paper focuses on the sheet metal parts CNC machining technology, three dimensional map draw by Master CAM X5 , parts diagram of the process of ana

4、lysis, processing and tool selection. Then with 80 mm flat face milling cutter, milling cutter with 16 mm and the outer contour roughing boss, with 3 mm center-point diamond drill holes. With 11.8 mm twist drill pilot hole with a 8 mm end mill milling grooves, etc with 6 mm ball milling R25 fillet k

5、nife, and finally export procedures. Key words: Process analysis, clamping scheme, process flow, three-dimensional modeling, automatic programming 目 錄 1 緒論 . 3 1.1 本課題的目的及意義 . 3 1.2 數(shù)控機(jī)床及數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與 發(fā)展 . 3 1.3 本課題的主要任務(wù) . 4 2 零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) . 5 2.1 零件的工藝分析 . 5 2.1.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)工 藝性分析 . 5 2.1.2 零件的技術(shù)要求分析 . 5 2.2

6、毛坯的選擇 . 6 2.3 定位基準(zhǔn)的選擇 . 6 2.4 裝夾方式的選擇 . 6 2.5 工序及工步的劃分 . 6 2.6 刀具的選擇 . 7 2.7 切削用量的選擇 . 8 2.9 本章小結(jié) . 8 3 零件的三維造型設(shè)計(jì) . 10 3.1 軟件的選擇及介紹 . 10 3.2 零件的三維造型設(shè)計(jì) . 10 3.3 本章小結(jié) . 11 4 零件的 MASTERCAM 自動(dòng)編程及加工 . 11 4.1 毛坯的設(shè)置 . 11 4.2 刀具的設(shè)置 . 12 4.3 刀路的設(shè)計(jì) . 12 4.3.1 銑削平面刀路設(shè)計(jì) . 12 4.3.2 粗銑 R180 凸臺(tái)輪廓的刀路設(shè)計(jì) . 14 4.3.3 粗

7、銑小凸臺(tái)的刀路設(shè)計(jì) . 15 4.3.4 粗 銑凹槽的刀路設(shè)計(jì) . 17 4.3.5 精銑的刀路設(shè)計(jì) . 19 4.3.5 鉆孔的刀路設(shè)計(jì) . 19 4.3.7 銑 R25 圓弧面的刀路設(shè)計(jì) . 21 4.5 后處理設(shè)置（加工程序的生成） . 24 附錄：工藝卡片的制定 . 26 附件 1 工藝過程卡 . 26 附件 2 數(shù)控加工工序卡 . 26 總 結(jié) . 28 謝 辭 . 29 參 考 文 獻(xiàn) . 30 1 緒論 1.1 本課題的目的及意義 目的：通過這次設(shè)計(jì)可以使我們學(xué)會(huì)對相關(guān)學(xué)科中的基本理論、基本知識進(jìn)行綜合運(yùn)用，同時(shí)對本專業(yè)有較完整的、系統(tǒng)的認(rèn)識，從而達(dá)到鞏固、擴(kuò)大、深化所學(xué)知識的目

8、的，培養(yǎng)和 提高綜合分析問題和解決問題的能力，以及培養(yǎng)科學(xué)的研究和創(chuàng)造能力。 意義：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對生活用品的要求也越來越高，企業(yè)生產(chǎn)效率也有相應(yīng)的提高。數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了廣大人們的這一愿望。數(shù)控車削加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、保證產(chǎn)品的質(zhì)量、保證零件的精度，節(jié)約能源、降低消耗的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備、計(jì)劃調(diào)度、加工操作、安全生產(chǎn)、技術(shù)檢測和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)。也是企業(yè)對高品質(zhì)、高品種、高水平、加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。這不但滿足廣大消費(fèi)者的目的，即實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品多樣化、產(chǎn)品高質(zhì)量、更新速 度快的要求，同時(shí)推動(dòng)了企業(yè)的快速發(fā)展，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。 機(jī)械工藝是國

9、民經(jīng)濟(jì)各部門的裝備軍，而數(shù)控加工在機(jī)械行業(yè)占有領(lǐng)頭羊的地位，因此國民經(jīng)濟(jì)各部門的生產(chǎn)技術(shù)水平和所取得的經(jīng)濟(jì)效益，在很大程度上取決于機(jī)械行業(yè)和數(shù)控行業(yè)中所能提供的機(jī)械裝備的技術(shù)性能、指令和可靠性。因此數(shù)控加工技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模是衡量一個(gè)國家科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志。 數(shù)控工藝規(guī)程的編制是直接指導(dǎo)產(chǎn)品或零件制造工藝過程和操作方法的工藝文件，它將直接影響企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量、效益、競爭能力。本文通過對典型軸類零件數(shù)控加工工藝的分析，對零件進(jìn)行編 程加工，給出了對于凸臺(tái)板零件的數(shù)控加工工藝分析的方法，對于提高制造質(zhì)量、實(shí)際生產(chǎn)具有一定的意義。 1.2 數(shù)控機(jī)床及數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 （ 1）數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用

10、與發(fā)展 隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展世界機(jī)床已經(jīng)進(jìn)入以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機(jī)電一體化時(shí)代，其中數(shù)控機(jī)床就是其帶表機(jī)床之一。數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的加工母機(jī)和國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也越來越快，數(shù)控機(jī)床也正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展。 我國近幾年數(shù)控機(jī)床雖然發(fā)展較快，但與國際先進(jìn)水平還存在一定的差距，主要 表現(xiàn)在：可靠性差、外觀質(zhì)量差、產(chǎn)品開發(fā)周期長、應(yīng)變能力差。為了縮小與世界先進(jìn)水平的差距，有關(guān)專家建議機(jī)床企業(yè)應(yīng)在以下 6 個(gè)方面著力研究： 1）加大力度實(shí)施質(zhì)量工程，提高數(shù)控機(jī)床的無故障率； 2）跟蹤國際水平，使數(shù)控機(jī)床向高效高精度方面發(fā)展； 3

11、）加大成套設(shè)計(jì)開發(fā)能力上求突破； 4）發(fā)揮服務(wù)優(yōu)勢，擴(kuò)大市場占有率； 5）多品種制造，滿足不同層次的用戶的需求； 6）模塊化設(shè)計(jì)，縮短開發(fā)周期，快速響應(yīng)市場。 數(shù)控機(jī)床使用范圍越來越大，國內(nèi)國際市場容量也越來越大，但競爭也會(huì)加劇，我們只有緊跟先進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的大方向，并不斷 創(chuàng)新，才能趕超世界先進(jìn)水平。 （ 2）數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 數(shù)控技術(shù)是數(shù)字程序控制數(shù)控機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作的技術(shù)。它廣泛用于機(jī)械制造和自動(dòng)化領(lǐng)域，較好地解決多品種、小批量和復(fù)雜零件加工以及生產(chǎn)過程自動(dòng)化問題。隨著計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人以及各類機(jī)電一體化設(shè)備上。同時(shí)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展

12、，對數(shù)控裝置和數(shù)控機(jī)械要求在理論和應(yīng)用方面有迅速的發(fā)展和提高。 1.3 本課題的主要任務(wù) （ 1）繪制零件二維圖及三維圖； （ 2）分析零件結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求等； （ 3）對零件進(jìn)行工藝分析； （ 4）制定合理的加工方案； （ 5）運(yùn)用 Mastercam 繪制出零件的三維圖及仿真加工。 2 零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 零件的工藝分析 如圖 2.1 所示為件二維圖（圖中有不清晰之處請參見附圖）。零件材料為 45鋼，單件生產(chǎn)，試運(yùn)用所學(xué)知識確定零件的數(shù)控加工工藝及程序的編制。 2.1 零件二維圖 2.1.1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)工藝性分析 該零件由通孔、沉孔、凸臺(tái)、凹槽、圓弧面孔組成。其中尺寸精度和表面粗

13、糙度如圖所示。零件材料為 45 鍛鋼，熱處理調(diào)質(zhì)硬度 250-300HBS。該形狀比較簡單，但是工序復(fù)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 .。 2.1.2 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）外輪廓部分 外形 160 120 的精度等級為 IT12 級，表面粗糙度為 Ra3.2um。下表面的粗糙度為 Ra3.2um，上表面的粗糙度

14、為 Ra1.6um；尺寸 38.5 039.00 的精度等級為 IT8級。 （ 2）凸臺(tái)部分 尺寸 R180 圓弧的精度未注，按 IT12 控制即可，表面粗糙度要求為 Ra1.6um，需要進(jìn)行粗精加工方能達(dá)到要求；尺寸 90 及相關(guān)直線圓角的精度均按 IT12 控制，表面粗糙度為 Ra1.6um，需要進(jìn)行粗精加工方能達(dá)到要求；深度尺寸 10 02.00及 17 027.00的精度等級為 IT8 級，表面粗糙度要求為 Ra3.2um，可直接粗銑即可。 （ 3）孔 孔 2- 12 018.00的精度等級為 IT7 級，表面粗糙度為 Ra1.6um； 2- 26 021.00的精度等級為 IT7 級

15、，表面粗糙度為 Ra1.6um。通孔需要進(jìn)行鉆鉸加工，沉孔需要進(jìn)行粗銑精銑加工。 （ 4）凹槽 尺寸 35 025.00和 45 025.00的精度等級為 IT7 級，表面粗糙度均為 Ra1.6um。需進(jìn)行粗銑精銑加工 （ 5）未注表面 未注尺寸加工面的精度等級按 IT12 級進(jìn)行控制，表面粗糙度按 Ra3.2um 控制。 2.2 毛坯的選擇 毛坯是用來加工各種工件的坯料 ,毛坯的生產(chǎn)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。 該零件為板類零件，根據(jù)其零件的結(jié)構(gòu)特性，確定該零件的毛坯類型為型材，毛坯材料為 45 鋼，毛坯尺寸為 170 130 45mm。 2.3 定

16、位基準(zhǔn)的選擇 （ 1）粗基準(zhǔn)的選擇：選擇毛坯上下表面中任意一面以及毛坯的外輪廓其中一對邊為粗基準(zhǔn)。 （ 2）精基準(zhǔn)的選擇：以底面及銑削后的外輪廓為精基準(zhǔn)定位，銑上表面及凸臺(tái)，外形，凹槽、孔等部位。 2.4 裝夾方式的選擇 該零件的結(jié)構(gòu)形狀比較規(guī)則，其裝夾方式可以直接采用平口虎鉗進(jìn)行裝夾。 2.5 工序及工步的劃分 工序 1：制造毛坯 170 130 45mm 板材。 工序 2：銑上下表面，控制尺寸 39.5mm，表面粗糙度 Ra3.2um。 工序 3：銑外輪廓，控制尺寸 160mm 120mm，表面粗糙度 Ra3.2um。 工序 4：銑上表面、凸臺(tái)輪廓、銑凹槽、鉆孔、銑圓弧面。 工步 1：銑上

17、表面； 工步 2：粗銑 R180 凸臺(tái)輪廓，單邊預(yù)留 0.5mm 精加工余量； 工步 3：粗銑小凸臺(tái)輪廓，單邊預(yù)留 0.5mm 精加工余量； 工步 4：粗銑凹槽，單邊預(yù)留 1mm 精加工余量； 工步 5：精銑 R180 凸臺(tái)輪廓； 工步 6：精銑小凸臺(tái)輪廓； 工步 7：精銑凹槽； 工步 8：鉆中心孔； 工步 9：鉆 2- 12 孔底孔 11.8 及 11.8 單獨(dú)小孔 ； 工步 10：鉸 2- 12 孔 ； 工步 11：粗精銑 2- 26 沉孔； 工步 12：粗銑 R25 圓弧面，預(yù)留 0.5mm 精加工余量； 工步 13：精銑 R25 圓弧面； 工序 5：去毛刺。 工序 6：檢驗(yàn)。 以上便是

18、該零件的所有工序內(nèi)容，將工序 2 和工序 3 的內(nèi)容選擇在普通機(jī)床上進(jìn)行加工。工序 4 的加工內(nèi)容選在數(shù)控加工中心上完成。 2.6 刀具的選擇 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工余量、尺寸精度及表面粗糙度等技術(shù)要求，確定該零件的刀具如表 2.1 所示。 表 2.1 數(shù)控加工刀具卡片 序號 刀具編號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 刀 尖半徑 /mm 1 T01 80mm 面銑刀 1 銑平面 2 T02 16mm 立銑刀 1 粗銑外輪廓及粗銑凸臺(tái) 3 T03 10mm 立銑刀 1 粗銑凹槽 4 T04 8mm 立銑刀 1 精銑凸臺(tái)、凹槽、粗精銑 2-26 沉孔 5 T05 3mm 中心鉆 1 鉆中心孔 6

19、T06 11.8mm 麻花鉆 1 鉆 2- 12 孔底孔 11.8 及 11.8 單獨(dú)小孔 7 T07 12mm 鉸刀 1 鉸 2- 12 孔 8 T08 10 R2mm 圓鼻刀 1 粗銑 R25 圓弧 2 9 T09 6mm 球刀 1 精銑 R25 圓弧 3 2.7 切削用量的選擇 切削用量：“三要素”是指刀具在切削過程中的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。 “三要素”是指：切削速度，進(jìn)給量，背吃刀量。 選擇切削用量時(shí)考慮的因素： （ 1）切削加工生產(chǎn)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(guān)系，即其中任一參數(shù)增大一倍，都可使生產(chǎn)率提高一倍。然而由于刀具壽命的制約，當(dāng)任一參數(shù)增大時(shí)

20、，其它二參數(shù)必須減小。因此，在制訂切削用量時(shí)，三要素獲得最佳組合，此時(shí)的高生產(chǎn)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?yàn)?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(shí)，首先應(yīng)采用盡可能大的背吃刀量；然后再選用大的進(jìn)給量；最后求出切削速度。 （ 3）加工表面粗糙度 精加工時(shí)，增大進(jìn)給量將增大加工表面粗糙度值。因此，它是精加工時(shí)抑制生產(chǎn)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(guān)系，即其中任一參數(shù)增大一倍，都可使生產(chǎn)率提高一倍。然而由于刀具壽命的制約，當(dāng)任一參數(shù)增大時(shí)，其它二參數(shù)必須減小。因

21、此，在制訂切削用量時(shí)，三要素獲得最佳組合，此時(shí)的高生產(chǎn)率才是合理的。 綜 上所述，該零件的銑削用量請查看數(shù)控加工工序卡。 2.9 本章小結(jié) 本章前面通過對該零件的工藝分析，最終確定了零件的毛坯、定位基準(zhǔn)、裝夾方式、工藝路線、加工刀具及切削用量等。通過對該零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，使我對數(shù)控加工工藝課程有了更進(jìn)一步的了解，能夠懂得如何對所加工零件在做好加工前的準(zhǔn)備工作，即工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。 3 零件的三維造型設(shè)計(jì) 3.1 軟件的選擇及介紹 選擇 MasterCAM X3 軟件進(jìn)行造型及編程。 Mastercam 的 CAD 功能強(qiáng)大，具有完整的曲線曲面建模及圖形編輯功能，便于建立 2D、 3D 幾何模 型

22、用于編制數(shù)控加工程序。能運(yùn)用 Mastercam 的 CAD功能創(chuàng)建與加工零件圖紙相一致的幾何模型是能運(yùn)用 CAM 功能編制數(shù)控加工程序的基礎(chǔ)與前提，所以要想熟練掌握 Mastercam 的 CAM 功能運(yùn)用，就必須熟練掌握該軟件 CAD 建模功能。 Mastercam 的銑削功能模塊（ Mill）也包括設(shè)計(jì)模塊中的完整設(shè)計(jì)功能，該部分 CAD 功能主要包括以下幾方面的內(nèi)容：可進(jìn)行二維圖形繪制、編輯、圖形標(biāo)注、曲面造型與實(shí)體造型等。 Mastercam 的銑削功能模塊（ Mill）提供了二軸、三軸及多軸加工的 CAM 編程功能，同時(shí)，可對刀具軌 跡進(jìn)行實(shí)體仿真加工，此外，它提供了如 Fanuc

23、, Milacron， Heidenhain， DeckelMaho, Okuma, Mitsubishi, Mazak,Agie, Charmilles等眾多系統(tǒng)的后置處理，實(shí)際應(yīng)用中也可根據(jù)機(jī)床的需要對輸出格式、系統(tǒng)配置等進(jìn)行修改使其與相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)相匹配。 銑削加工模塊（ Mill）二維編程功能有：外形銑削、挖槽加工、鉆孔加工、面銑削、圓加工等五種方式，限于篇幅，在此不做詳細(xì)介紹。 Mastercam 的三軸加工功能在實(shí)際運(yùn)用中最為普遍，尤其在模具制造業(yè)運(yùn)用得 更多，多軸加工是編程的難點(diǎn)，隨著數(shù)控加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，其應(yīng)用也越來越普及，軟件提供了 6 種方式的多軸編程功能，下面對軟件

24、提供的三軸與多軸編程功能加以介紹。 三軸加工：三軸加工多用于加工曲面，曲面刀具路徑用來加工曲面、實(shí)體或?qū)嶓w表面， Mastercam 有兩大類刀具路徑：粗加工（ Rough）和精加工（ Finish）。軟件提供了 8 種粗加工刀具路徑和 10 種精加工刀具路徑。每一種曲面刀具路徑都具有其特有的特征及參數(shù)。 3.2 零件的三維造型設(shè)計(jì) 運(yùn)用 Mastercam X3 軟件對零件進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)，最終繪制好的三 維圖如圖 3.1 所示。 圖 3.1 零件的三維模型 3.3 本章小結(jié) 到此為止，該零件的三維實(shí)體已經(jīng)全部繪制完成。回顧以上的繪制步驟，可以知道本次造型設(shè)計(jì)主要運(yùn)用 Mastercam 中

25、的功能有：曲線、拉伸實(shí)體、布爾運(yùn)算 -結(jié)合、旋轉(zhuǎn)除料等功能，總的來說該零件的造型比較簡單，適合初學(xué)者學(xué)習(xí)。 4 零件的 Mastercam 自動(dòng)編程及加工 4.1 毛坯的設(shè)置 在進(jìn)行刀具軌跡生成之前，需要先設(shè)置好所加工的機(jī)床、加工的毛坯、刀具等等。 （ 1）機(jī)床的選擇 設(shè)置步驟：“機(jī)床類型”“銑床”“默認(rèn)”。 （ 2）加工毛坯 設(shè)置好機(jī)床以后，將在軟件的操作管理面板中的看到如圖 4.1 所示界面。 圖 4.1 操作管理 圖 4.2 毛坯設(shè)置 選擇圖 4.1 中的材料設(shè)置，對面板中的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，毛坯位 160 12039.5，設(shè)置后如圖 4.2 所示。 4.2 刀具的設(shè)置 選擇“刀具路徑”“刀

26、具管理器”，將得到如圖 4.3 所示的對話框，然后我們將第 3 章中的刀具依次添加到刀具管理器當(dāng)中。 圖 4.3 刀具管理器 4.3 刀路的設(shè)計(jì) 4.3.1 銑削平面刀路設(shè)計(jì) （ 1）單擊“刀具路徑” “平面銑”，根據(jù)提示，拾取輪廓線 160 120 矩形，單擊確認(rèn)選擇，將跳出如圖 4.4 所示的平面加工刀具路徑參數(shù)設(shè)置界面，在界面中，首先選擇第一把面銑刀，將其“進(jìn)給速率”設(shè)置為 500，主軸轉(zhuǎn)速 3000，下刀速率 50，單擊“十字架”應(yīng)用選擇。 圖 4.4 平面加工參數(shù)設(shè)置 （ 2）單擊“共同參數(shù)”，將里面的數(shù)據(jù)設(shè)置成如圖 4.6 所示。 圖 4.5 共同參數(shù)的設(shè)置 （ 3）設(shè)置完畢后，單

27、擊右下角的按鈕確認(rèn)設(shè)置，將得到如圖 4.6 所示的刀路。 圖 4.6 銑底面刀具路徑及加工 4.3.2 粗銑 R180 凸臺(tái)輪廓的 刀路設(shè)計(jì) （ 1）單擊“刀具路徑”“外形銑削”，根據(jù)提示，拾取輪廓線 R180 圓弧線，單擊確認(rèn)選擇，將跳出如圖 4.7 所示的外形加工刀具路徑參數(shù)設(shè)置界面，在界面中，首先選擇第 2 把平底刀，將其“進(jìn)給速率”設(shè)置為 150，主軸轉(zhuǎn)速 1200，下刀速率 50，單擊“十字架”應(yīng)用選擇。 圖 4.7 外形銑削刀具設(shè)置參數(shù) （ 2）單擊“切削參數(shù)”選項(xiàng)，將“壁邊預(yù)留量”設(shè)為 0.5。 （ 3）單擊“共同參數(shù)”選項(xiàng)，將其參數(shù)設(shè)置為如圖 4.8 所示。 圖 4.8 共同參

28、數(shù)設(shè)置 （ 4）設(shè)置完畢后，單擊右下角的按鈕確認(rèn)設(shè)置，將得到如圖 4.9 所示的刀路。 圖 4.9 粗銑 R180 凸臺(tái)的刀具路徑及加工 4.3.3 粗銑小凸臺(tái)的刀路設(shè)計(jì) （ 1）單擊“刀具路徑”“ 2D 高速刀具路徑”，根據(jù)提示，拾取如圖 4.10所示的曲線，單擊確認(rèn)選擇，將跳出如圖 4.11 所示的 2D 刀具路徑參數(shù)設(shè)置界面，在界面中，首先選擇中心除料銑削，然后單擊刀具，選擇 2 號刀 16mm 平底刀，將其“進(jìn)給速率”設(shè)置為 150，主軸轉(zhuǎn)速 1200，單擊“十字架”應(yīng)用選擇。 圖 4.10 曲線的拾取 圖 4.11 2D 高速刀具路徑的設(shè)置 （ 2）單擊“切削參數(shù)”選項(xiàng)，將壁邊余量設(shè)

29、置 為 0.5。 （ 3）單擊“共同參數(shù)”選項(xiàng)，設(shè)置如圖 4.12 所示參數(shù)。 圖 4.12 粗銑凸臺(tái)共同參數(shù)設(shè)置 （ 5）設(shè)置完畢后，單擊右下角的按鈕確認(rèn)設(shè)置，將得到如圖 4.13 所示的刀路。 圖 4.13 粗銑凸臺(tái)的走刀路徑及加工效果 4.3.4 粗銑凹槽的刀路設(shè)計(jì) （ 1）選擇“刀具路徑”“標(biāo)準(zhǔn)挖槽”，根據(jù)提示，拾取 矩形凹槽，拾取完畢后，單擊確認(rèn)，將彈出如圖 4.14 所示對話框，在對話框中選擇 3 號刀具，設(shè)置進(jìn)給速率為 120，主軸轉(zhuǎn)速 1500，單擊右下角的十字架應(yīng)用選擇 。 圖 4.14 標(biāo)準(zhǔn)挖槽參數(shù)設(shè)置 （ 2）單擊“切削參數(shù)”選項(xiàng)，將壁邊余量設(shè)置為 1。 （ 3）單擊“粗

30、加工”選項(xiàng)，設(shè)置如圖 4.15 所示參數(shù)。 圖 4.15 粗加工挖槽參數(shù)設(shè)置 （ 4）單擊“共同參數(shù)”選項(xiàng)，設(shè)置如圖 4.16 所示參數(shù)。 圖 4.16 共同參數(shù)設(shè)置 （ 6）設(shè)置完畢后，單擊右下角的按鈕確認(rèn)設(shè)置，將得到如圖 4.17 所示的刀路。 圖 4.17 粗銑凹槽的刀具路徑及加工效果 4.3.5 精銑的刀路設(shè)計(jì) 運(yùn)用外形銑削加工的方法，設(shè)計(jì)出精銑凸臺(tái)、凹槽的刀具路徑及加工效果圖如圖 4.18 所示。 圖 4.18 精銑凸臺(tái)、凹槽的刀路及加工效 果圖 4.3.5 鉆孔的刀路設(shè)計(jì) （ 1）單擊“刀具路徑”“鉆孔”，根據(jù)提示，拾取 3 個(gè)孔的中心點(diǎn)，單擊確認(rèn)選擇，將跳出如圖 4.19 所示的

31、鉆孔加工刀具路徑參數(shù)設(shè)置界面，在界面中，首先選擇第 5 把 3mm 的中心鉆，將其“進(jìn)給速率”設(shè)置為 120，主軸轉(zhuǎn)速1200，單擊“十字架”應(yīng)用選擇。 圖 4.19 鉆孔的參數(shù)設(shè)置 （ 2）單擊“共同參數(shù)”選項(xiàng)，將其參數(shù)設(shè)置如圖 4.20 所示。 圖 4.20 鉆孔共同參數(shù)設(shè)置 （ 3）設(shè)置完畢后，單擊右下角的按鈕確認(rèn)設(shè)置，將得到如圖 4.21 所示的刀路。 圖 4.21 鉆中心孔 的走刀路徑及加工效果 圖 4.22 鉆鉸孔的走刀路徑及加工效果 （ 4）運(yùn)用全圓銑削功能，設(shè)計(jì)出銑 2- 26 沉孔的刀路及加工效果圖如圖4.23 所示。 圖 4.23 銑 2- 26 沉孔的刀路及加工效果圖 4

32、.3.7 銑 R25 圓弧面的刀路設(shè)計(jì) （ 1）單擊“刀具路徑”“曲面精加工”“粗加工等高外形”，根據(jù)提示，拾取如圖 4.24 所示的加工曲面，拾取如圖 4.25 所示的邊界線。 圖 4.24 加工曲面的拾取 圖 4.25 邊界線的拾取 （ 2）單擊按鈕，將彈出如圖 4.26 所示對話框，在對話框中選擇 8 號刀具 ，即 10mm 圓鼻刀，設(shè)置進(jìn)給速率為 500，主軸轉(zhuǎn)速 3000，下刀速率 1000。 圖 4.26 曲面粗加工等高外形刀具參數(shù)設(shè)置 3）單擊“曲面加工參數(shù)”選項(xiàng)，設(shè)置如圖 4.27 所示參數(shù)。 圖 4.27 曲面加工參數(shù)設(shè)置 4）單擊“等高外形粗加工參數(shù)”選項(xiàng)，設(shè)置如圖 4.2

33、8 所示參數(shù)。 圖 4.28 等高外形粗加工參數(shù)設(shè)置 5）設(shè)置完畢后，單擊右下角的按鈕確認(rèn)設(shè)置，將得到如圖 4.29 所示的刀路。 圖 4.29 粗銑 R25 圓弧的刀具路徑及加工效果 另外運(yùn)用曲面精加工功能設(shè)計(jì)出精銑 R25 圓弧的刀路及加工 效果圖如圖4.30 所示。 圖 4.30 精銑 R25 圓弧的刀路及加工效果圖 4.5 后處理設(shè)置（加工程序的生成） 將以上繪制好的所有刀具軌跡路徑全部勾上，方法為，按住 Ctrl,逐一選擇生成的刀具路徑，然后單擊 按鈕，將跳出如圖 4.31 所示對話框。 圖 4.31 后處理程式對話框 直接按確認(rèn)，然后選擇要保存的目錄，將該 NC 文件保存到你的電腦

34、盤中，最后系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)打開該零件的加工程序編輯器如圖 4.32 所示。 圖 4.32 加工程序編輯器截圖 零件最后的完整加工程序請查看 NC 文件。 附錄：工藝卡 片的制定 附件 1 工藝過程卡 （工廠名） 綜合工藝過程片卡 產(chǎn)品名稱及型號 零 件 名 稱 XH-A3 板類零件 零 件 圖 號 材 料 名 稱 45 鋼 毛坯 種 類 型材 零件重量 毛重 牌 號 尺 寸 170 130 45mm 凈重 性 能 每 料 件 數(shù) 工序號 工 序 內(nèi) 容 加工車間 設(shè)備名稱及編號 夾具 1 制造毛坯 170 130 45mm 板材 2 銑上下表面，控制尺寸 39.5mm，表面粗糙度 Ra3.2um

35、金工 普通銑床 機(jī)用平口虎鉗 3 銑外輪廓，控制尺寸 160mm 120mm，表面粗糙度 Ra3.2um 金工 普通銑床 壓板組合夾具 4 銑上表面、凸臺(tái)輪廓、銑凹槽、鉆孔、銑 圓弧面 金工 銑削加工中心 機(jī)用平口虎鉗 5 去毛刺 鉗工 6 檢驗(yàn) 編制 抄寫 校對 審核 批準(zhǔn) 附件 2 數(shù)控加工工序卡 工序號 程序編號 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 4 O0010 機(jī)用平口虎鉗 銑削加工中心 工步號 工步內(nèi)容 刀具號 刀具規(guī)格 /mm 主軸轉(zhuǎn)速/(r/min) 進(jìn)給速度(mm/min) 背吃刀量 /mm 備注 1 銑上表面 T01 80mm 面銑刀 1000 200 0.5 自動(dòng) 2 粗銑 R18

36、0 凸臺(tái)輪廓，單邊預(yù)留 0.5mm 精加工余量 T02 16mm 立銑刀 1200 150 8 自動(dòng) 3 粗銑小凸臺(tái)輪廓，單邊預(yù)留 0.5mm 精加工余量 T02 16mm 立銑刀 1200 150 8 自動(dòng) 4 粗銑凹槽，單邊預(yù)留 1mm精加工余量 T03 10mm 立銑刀 1500 120 5 自動(dòng) 5 精銑 R180 凸臺(tái)輪廓 T04 8mm 立銑刀 1800 120 0.5 自動(dòng) 6 精銑小凸臺(tái)輪廓 T04 8mm 立銑刀 1800 120 0.5 自動(dòng) 7 精銑凹槽 T04 8mm 立銑刀 1800 120 0.5 自動(dòng) 8 鉆中心孔 T05 3mm 中心鉆 1200 120 3 自

37、動(dòng) 9 鉆 2- 12 孔底孔 11.8及 11.8 單獨(dú)小孔 T06 11.8mm 麻花鉆 850 120 2 自動(dòng) 10 鉸 2- 12 孔 T07 12mm 鉸刀 600 60 0.25 自動(dòng) 11 粗精銑 2- 26 沉孔 T04 8mm 立銑刀 1500 100 1 自動(dòng) 12 粗銑 R25 圓弧面，預(yù)留0.5mm 精加工余量 T08 10 R2mm 圓鼻刀 3000 500 0.5 自動(dòng) 13 精銑 R25 圓弧面 T09 6mm 球刀 4800 1200 0.25 自動(dòng) 編制 抄寫 校對 審核 批準(zhǔn) 總 結(jié) 經(jīng)過一段時(shí)間的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于做好了。通過對 XH-A3 板類零件的數(shù)

38、控銑加工工藝與編程課題的認(rèn)真學(xué)習(xí)和研究，基本掌握了零件數(shù)控銑加工工藝分析的方法和編程的技巧，同時(shí)也通過對具體零件的數(shù)控銑加工工藝的分析、編程及模擬仿真，最終加工出了對應(yīng)的產(chǎn)品。 通過對數(shù)控銑加工工藝和編程知識的了解，學(xué)習(xí)到了關(guān)于數(shù)控銑發(fā)展的方向及其特 點(diǎn)，并且通過對加工工藝的學(xué)習(xí)，較好的掌握了數(shù)控銑加工工藝的特點(diǎn)，及其在編寫加工工藝時(shí)，應(yīng)該注意那些問題等等。而且通過對數(shù)控銑編程指令的熟悉和簡單的應(yīng)用，掌握了一些常用的編程指令。通過對循環(huán)中參數(shù)的學(xué)習(xí)，更加清晰的掌握了在調(diào)用循環(huán)過程中其實(shí)際的加工過程。通過對具體零件的分析和編程，更進(jìn)一步的掌握了數(shù)控加工工藝和編程的特點(diǎn)。并且在此次設(shè)計(jì)，使我對Ma

39、ster CAM 軟件有了更一步的提高，能夠運(yùn)用該軟件進(jìn)行中等難度零件的三維造型、數(shù)控編程、后處理設(shè)置以及仿真加工操作等功能，在以后的工作中更好的運(yùn)用這些知識去創(chuàng)造更 多的價(jià)值。 謝 辭 在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我得到了指導(dǎo)老師白亞瓊老師的熱心指導(dǎo)和幫助，在老師悉心的指導(dǎo)和親切的關(guān)心下，使我能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 我不會(huì)忘記在本次的設(shè)計(jì)中所學(xué)到的東西，在本次的設(shè)計(jì)中也使我們同學(xué)的關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂得大家一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝我的同學(xué)。 再次更感謝 我的導(dǎo)師和專業(yè)老師 ，是你們的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷，使能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)

40、度，淵博的知識、無私奉獻(xiàn)的精神使我深受啟發(fā)。從導(dǎo)師的身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí) 的專業(yè)知識，也學(xué)到做人的道理。 在此我要向我 的導(dǎo)師致以 最衷心的感謝和深深的敬意。參 考 文 獻(xiàn) 1白鈺枝 佛新崗 , Master cam X5 ,中國鐵道 出版社， 2013.9 2趙岷 ， 機(jī)械 制圖與 AutoCAD ， 西北大學(xué) 出版社， 2006.8 3宋育紅 王春玲 ， 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) ， 北京理工大學(xué) 出版社， 2012.1 4周養(yǎng)萍 ， 機(jī)械制造技術(shù) ,西北大學(xué) 出版社 ,2009.9 5隋秀凜， 現(xiàn)代制造技術(shù) ，高等教育出版社， 2002.11 6于榮賢等， 機(jī)械制圖與計(jì)算機(jī)繪圖 ，機(jī)械工業(yè)出版社

41、， 2004.3 7李河水 趙曉東，數(shù)控加工編程與操作，國防科技大學(xué)出版社， 2008 .8 8趙長明 劉萬菊 ，數(shù)控加工工藝及設(shè)備，高等教育出版社 2005.9 9陳洪濤，數(shù)控加工工藝及編程，高等教育出版社， 2006.10 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）審 查 意 見 書 指導(dǎo)教師對學(xué)生 宋磊蒙 所完成的題目為 XH-A3 板類零件數(shù)控加工及工藝 的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行情況、 完成質(zhì)量的審查意見： 成績： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）評 閱 意 見 書 評閱人對學(xué)生 宋磊蒙 所完成的題目為 XH-A3 板類零件數(shù)控加工及工藝 的畢業(yè)設(shè)計(jì)

42、（論文）評閱意見為： 成績： 評閱人： 年 月 日 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）答 辯 結(jié) 果 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對學(xué)生 宋磊蒙 所完成的題目為 XH-A3 板類零件數(shù)控加工及工藝 的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）及答辯評語為： 經(jīng)答辯委員會(huì)研究確定成績?yōu)椋?畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)主任： 答辯委員會(huì)委員： 年 月 日該生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）最終成績評定： 審閱成績（權(quán)重0.4） 評閱成績 （權(quán)重0.4） 答辯成績（權(quán)重0.2） 最終成績 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2014 屆畢業(yè)答辯記錄表 姓名 宋磊蒙 學(xué)號 111011-18 答辯時(shí)間 答辯地點(diǎn) 專業(yè) 機(jī)械制造與自動(dòng)化 所屬系部 航空制造工程學(xué)院 指導(dǎo)老師 白亞瓊 論文題目 XH-A3 板類零件數(shù)控加工及工藝 答辯組成員 答辯提問及回答問題情況記錄： 記錄人： 年 月 日