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1固定板類零件數(shù)控銑削加工工藝設(shè)計(jì)與編程摘要該設(shè)計(jì)零件的加工工藝以及編程為主，主要對(duì)固定板零件加工中，存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，并嘗試著通過(guò)對(duì)加工工藝的改善，達(dá)到改善以及解決這些問(wèn)題。加工前，通過(guò)對(duì)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，尺寸精度，形位精度，加工難點(diǎn)及工藝關(guān)鍵點(diǎn)的研究和分析，通過(guò)改進(jìn)加工工藝，使零件的加工精度得以提高，并且使零件精度的要求，尺寸精度，形位公差以及表面粗糙度的加工通過(guò)對(duì)此性能在加工中得以一次完成，而且對(duì)零件的加工工藝規(guī)律進(jìn)行總結(jié)，分析在加工中易出現(xiàn)的問(wèn)題，提高對(duì)此類零件在加工中心的加工過(guò)程中的準(zhǔn)確性、實(shí)用性，以達(dá)到精簡(jiǎn)加工過(guò)程，穩(wěn)定加工質(zhì)量的目的。關(guān)鍵詞 數(shù)控 銑床 數(shù)控工藝 編程1目 錄摘要 ................................................................31 緒論 .............................................................41.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展 .........................................41.2 數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn) ...........................................52 工藝性分析 .......................................................72.1 零件介紹 .....................................................72.2 零件加工工藝性分析 ...........................................82.3 零件的技術(shù)要求 ...............................................83 毛坯與工藝裝配的選擇 ..............................................93.1 毛胚的選擇 ..................................................93.2 加工工藝路線的確定 ..........................................123.2.1 工序的劃分原則 ........................................123.2.2 加工順序的安排 ........................................133.2.3 工藝路線安排 ..........................................143.3 選擇并確定工藝裝備 ..........................................143.3.1 數(shù)控機(jī)床的選擇 ........................................143.3.2 夾具的選擇 ............................................163.3.3 量具的選擇 ............................................174 工藝參數(shù)選擇 ....................................................194.1 切削用量的選擇原則 ..........................................194.2 切削用量的選擇 ..............................................204.3 機(jī)床實(shí)際參數(shù) ................................................215 加工工藝文件制定 ................................................225.1 制定工藝文件 ................................................225.2 刀具卡 ......................................................225.3 工序卡 ......................................................226 加工程序編制 ...................................................236.1.確定編程原點(diǎn) ...............................................236.2UG 軟件介紹 ..................................................236.3 數(shù)控編程 ....................................................246.5 零件仿真加工 ................................................27總結(jié) ...............................................................302參考文獻(xiàn) ...........................................................31致謝 ...............................................................3231 緒論1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展數(shù)控機(jī)床是在機(jī)械制造技術(shù)和控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其過(guò)程大致如下： 隨著電子技術(shù)的發(fā)展,1946 年世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世,由此掀開了信息自動(dòng)化的新篇章。1948 年，美國(guó)帕森斯公司接受美國(guó)空軍委托，研制直升飛機(jī)螺旋槳葉片輪廓檢驗(yàn)用樣板的加工設(shè)備。由于樣板形狀復(fù)雜多樣，精度要求高，一般加工設(shè)備難以適應(yīng)，于是提出采用數(shù)字脈沖控制機(jī)床的設(shè)想。 1949 年，該公司與美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)開始共同研究，并于 1952 年試制成功第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床，當(dāng)時(shí)的數(shù)控裝置采用電子管元件。1959 年，數(shù)控裝置采用了晶體管元件和印刷電路板，出現(xiàn)帶自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，稱為加工中心( MC Machining Center)，使數(shù)控裝置進(jìn)入了第二代。1965 年，出現(xiàn)了第三代的集成電路數(shù)控裝置，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高，價(jià)格進(jìn)一步下降，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床品種和產(chǎn)量的發(fā)展。 60 年代末，先后出現(xiàn)了由一臺(tái)計(jì)算機(jī)直接控制多臺(tái)機(jī)床的直接數(shù)控系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱 DNC)，又稱群控系統(tǒng)；采用小型計(jì)算機(jī)控制的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱 CNC)，使數(shù)控裝置進(jìn)入了以小型計(jì)算機(jī)化為特征的第四代。 1974 年，研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(簡(jiǎn)稱 MNC)，這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。 20世紀(jì) 80 年代初，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了能進(jìn)行人機(jī)對(duì)話式自動(dòng)編制程序的數(shù)控裝置；數(shù)控裝置愈趨小型化，可以直4接安裝在機(jī)床上；數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，具有自動(dòng)監(jiān)控刀具破損和自動(dòng)檢測(cè)工件等功能。 20 世紀(jì) 90 年代后期，出現(xiàn)了PC+CNC 智能數(shù)控系統(tǒng)，即以 PC 機(jī)為控制系統(tǒng)的硬件部分，在 PC 機(jī)上安裝 NC 軟件系統(tǒng)，此種方式系統(tǒng)維護(hù)方便，易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造。目前，世界主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的數(shù)控機(jī)床已經(jīng)進(jìn)入批量生產(chǎn)階段，如美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、日本等，其中日本發(fā)展最快。我國(guó) 1958 年試制成功第一臺(tái)電子管數(shù)控機(jī)床，從 1965 年開始研制晶體管數(shù)控系統(tǒng)，到 20 世紀(jì) 70 年代初曾研究出數(shù)控臂錐銑床、非圓插齒機(jī)、數(shù)控立銑床、數(shù)控車床、數(shù)控鏜床、數(shù)控磨床和加工中心等。20 世紀(jì) 80 年代隨著改革開放政策的實(shí)施，我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)了先進(jìn)技術(shù)，并在消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了大量的開發(fā)工作，進(jìn)而推動(dòng)了我國(guó)數(shù)控機(jī)床新的發(fā)展高潮，使我國(guó)數(shù)控機(jī)床在品種上、性能上以及水平上均有了新的飛躍。1.2 數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)(1) 自動(dòng)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(guò)程都可由數(shù)控機(jī)床自動(dòng)完成。若配合自動(dòng)裝卸手段，則是無(wú)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(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件；省去了劃線、多次裝夾定位、檢測(cè)等工序及其輔助操作，有效地提高了生產(chǎn)效率。(2) 對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)。改變加工對(duì)象時(shí)，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)5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 0.005～0.01 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(dòng)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(shí)精密控制的機(jī)床上還采用了位置檢測(cè)裝置，更加提高了數(shù)控加工的精度。(4) 易于建立與計(jì)算機(jī)間的通信聯(lián)絡(luò)，容易實(shí)現(xiàn)群控。由于機(jī)床采用數(shù)字信息控制，易于與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)連接，形成CAD/CAM 一體化系統(tǒng)，并且可以建立各機(jī)床間的聯(lián)系，容易實(shí)現(xiàn)群控。62 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72.2 零件加工工藝性分析該零件材料為 45 號(hào)鋼。由圖可知，四個(gè)側(cè)面為不加工面，全部加工面集中在上表面。改零件形狀復(fù)雜，主要有上表面輪廓包括凸臺(tái)、4-Φ10 的孔、2-Φ18 的孔、Φ26 的通孔、深度為 5mm 的凹槽。詳細(xì)見零件圖。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(lái)，后用上表面作為基準(zhǔn)，加工下表面。2.3 零件的技術(shù)要求技術(shù)要求：1.未注尺寸公差為 IT132.銳邊去毛刺3.為注長(zhǎng)度尺寸偏差±0.5mm4.零件表面不應(yīng)有劃痕83 毛坯與工藝裝配的選擇3.1 毛胚的選擇3.1.1 常見的毛坯種類（一）鑄件　對(duì)形狀較復(fù)雜的毛坯，一般可用鑄造方法制造。大多數(shù)鑄件采用砂型鑄造，對(duì)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、熔模鑄造和離心鑄造等。（二）鍛件　鍛件毛坯由于經(jīng)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(xué)性能較好，常用于受力復(fù)雜的重要鋼質(zhì)零件。其中自由鍛件的精度和生產(chǎn)率較低，主要用于小批生產(chǎn)和大型鍛件的制造。模型鍛造件的尺寸精度和生產(chǎn)率較高，主要用于產(chǎn)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(jī)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(chǎn)和大型零件及樣機(jī)試制。其優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、節(jié)省材料、減輕重量。但其抗振性較差，變形大，需經(jīng)時(shí)效處理后才能進(jìn)行機(jī)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，9塑料壓制件等。3.1.2 毛坯的選擇原則選擇毛坯時(shí)應(yīng)該考慮如下幾個(gè)方面的因素：（一）零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)　大量生產(chǎn)的零件應(yīng)選擇精度和生產(chǎn)率高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂貴費(fèi)用可由材料消耗的減少和機(jī)械加工費(fèi)用的降低來(lái)補(bǔ)償。如鑄件采用金屬模機(jī)器造型或精密鑄造；鍛件采用模鍛、精鍛；選用冷拉和冷軋型材。單件小批生產(chǎn)時(shí)應(yīng)選擇精度和生產(chǎn)率較低的毛坯制造方法。（二）零件材料的工藝性　例如材料為鑄鐵或青銅等的零件應(yīng)選擇鑄造毛坯；鋼質(zhì)零件當(dāng)形狀不復(fù)雜，力學(xué)性能要求又不太高時(shí)，可選用型材；重要的鋼質(zhì)零件，為保證其力學(xué)性能，應(yīng)選擇鍛造件毛坯。（三）零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸　形狀復(fù)雜的毛坯，一般采用鑄造方法制造，薄壁零件不宜用砂型鑄造。一般用途的階梯軸，如各段直徑相差不大，可選用圓棒料；如各段直徑相差較大，為減少材料消耗和機(jī)械加工的勞動(dòng)量，則宜采用鍛造毛坯，尺寸大的零件一般選擇自由鍛造，中小型零件可考慮選擇模鍛件。（四）現(xiàn)有的生產(chǎn)條件　選擇毛坯時(shí)，還要考慮本廠的毛坯制造水平、設(shè)備條件以及外協(xié)的可能性和經(jīng)濟(jì)性等。3.1.3 確定毛坯的類型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10造方法。 選擇毛坯時(shí)應(yīng)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(xué)性能要求；（3）現(xiàn)有生產(chǎn)條件及能力；（4）生產(chǎn)綱領(lǐng)大?。唬?）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，由于零件并不是很長(zhǎng)，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。3.1.4 確定毛坯的余量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(dòng)量，力求達(dá)到少或無(wú)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(lái)愈來(lái)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(guò)機(jī)械加工達(dá)到零件的技術(shù)要求。毛坯尺寸選擇如下圖 3.111圖 3.1 毛坯圖零件的長(zhǎng)度為 80mm，寬度為 80mm，最大厚度為 15mm 因此可以給毛坯的長(zhǎng)度單邊留 2.5mm 余量，寬度單邊各留 2.5mm 余量，厚度單邊各留 2.5mm。以達(dá)到減少機(jī)械加工的勞動(dòng)量的目的，減少加工成本。3.2 加工工藝路線的確定3.2.1 工序的劃分原則機(jī)加工工序的劃分方法在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序應(yīng)比較集中，在一次裝夾中應(yīng)盡可能完成大部分工序，首先應(yīng)根據(jù)零件圖樣，考慮被加工零件是否可以在一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上完成整個(gè)零件的加工工作。若不能，則應(yīng)選擇哪一部分零件表面需用數(shù)控機(jī)床加工，即對(duì)零件進(jìn)行工序劃分。一般工序劃分有以下幾種方式： l、按所用刀具劃分工序。即以同一把刀具完成的哪一部分工藝過(guò)程為一道工具。12目的：減少安裝次數(shù)，提高加工精度；減少換刀次數(shù)，縮短輔助時(shí)間，提高加工效率。適用于工件的待加工表面較多，機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（如在一個(gè)工作班內(nèi)不能完成），加工程序的編制和檢查難度較大等情況。 2、按安裝次數(shù)劃分工序即以一次安裝完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序. 適合于加工內(nèi)容不多的工件，加工完成后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。 3、以粗、精加工劃分工序即粗加工中完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序，精加工中完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序。適用于加工變形大，需要粗、精加工分開的零件，如薄壁件或毛坯為鑄件和鍛件，也適用于需要穿插熱處理的零件。 4、以加工部位劃分工序。即完成相同型面的那一部分工藝過(guò)程為一道工序。適用于加工表面多而復(fù)雜的零件，此時(shí)，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（如內(nèi)形、外形、曲面和平面）將加工劃為分幾個(gè)部分。3.2.2 加工順序的安排工件的機(jī)械加工工藝路線中要經(jīng)過(guò)切削加工、熱處理和輔助工序。因此，當(dāng)擬定工藝路線時(shí)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(jià)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。133）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。3.2.3 工藝路線安排根據(jù)以上原則本零件的工藝路線如下：工藝路線方案一：下料→銑六面→鉆孔→鉸孔→銑孔→粗精銑凹槽→銑倒角曲面→鉗（清洗、去毛刺）→檢（檢驗(yàn)入庫(kù)）工藝路線方案二：下料→銑六面→粗精銑凹槽→銑倒角曲面→銑孔→鉗（清洗、去毛刺）→檢（檢驗(yàn)入庫(kù)）上述兩個(gè)工藝方案特點(diǎn)在于：方案一的孔是采用先鉆孔后進(jìn)行銑孔的加工，方案二所有的孔直接采用銑加工。如果采用方案二，孔小選擇的刀具直徑也小，很容易斷刀，切削效率也不高，所以方案一比較合理。3.3 選擇并確定工藝裝備3.3.1 數(shù)控機(jī)床的選擇不同類型的數(shù)控機(jī)床有著不同的用途，在選用數(shù)控機(jī)床之前應(yīng)對(duì)其類型、規(guī)格、性能、特點(diǎn)、用途和應(yīng)用范圍有所了解，才能選擇最適合加工零件的數(shù)控機(jī)床。根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)和國(guó)內(nèi)外大量14應(yīng)用實(shí)踐，數(shù)控機(jī)床通常最適合加工具有以下特點(diǎn)的零件。（1）數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍不同類型的數(shù)控機(jī)床有著不同的用途，在選用數(shù)控機(jī)床之前應(yīng)對(duì)其類型、規(guī)格、性能、特點(diǎn)、用途和應(yīng)用范圍有所了解，才能選擇最適合加工零件的數(shù)控機(jī)床。根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)和國(guó)內(nèi)外大量應(yīng)用實(shí)踐，數(shù)控機(jī)床通常最適合加工具有以下特點(diǎn)的零件。1.多品種、小批量生產(chǎn)的零件或新產(chǎn)品試制中的零件。2.形狀復(fù)雜，加工精度要求高，通用機(jī)床無(wú)法加工或很難保證加工質(zhì)量的零件。3.在普通機(jī)床加工時(shí)，需要昂貴的工裝設(shè)備（I 具、夾具和模具）的零件。4.具有難測(cè)量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸型腔的殼體或盒型零件。5.必須在一次裝夾中完成銑、鏜、锪、鉸或攻絲等多工序的零件。6.價(jià)格昂貴，加工中不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件。7.需要最短生產(chǎn)周期的急需零件。從數(shù)控機(jī)床的類型方面考慮，數(shù)控車床適用于加工具有回轉(zhuǎn)特征的軸類和盤類零件。數(shù)控鏜銑床、立式加工中心適用于加工箱體類零件、板類零件、具有平面復(fù)雜輪廓的零件。臥式加工中心較立式加工中心用途要廣一些，適宜復(fù)雜箱體、泵體、閥體類零件的加工。多軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床、加工中心可以用來(lái)加工復(fù)雜的曲型面、15葉輪螺旋槳以及模具。 本次設(shè)計(jì)加工的零件為板類零件，從經(jīng)濟(jì)性實(shí)用性的角度考慮，選擇立式加工中心來(lái)用于本次零件的加工，較為合理。3.3.2 夾具的選擇數(shù)控加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出了兩個(gè)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(duì)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(shí)，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(shí)間，節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。在成批生產(chǎn)時(shí)可以考慮采用專用夾具，同時(shí)要求夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shí)間，盡量采用液壓、氣動(dòng)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(duì)位置和尺寸，力求設(shè)計(jì)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(jì)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。16根據(jù)上述分析，該零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(guò)程中不易松動(dòng)，從而保證加工精度。173.3.3 量具的選擇從經(jīng)濟(jì)價(jià)值選擇(經(jīng)濟(jì)性)在保證測(cè)量精度和測(cè)量效率的前提下 ，能用專用量具的，不用萬(wàn)能量具；能用萬(wàn)能量具的，不用精密儀器。由于本設(shè)計(jì)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184 工藝參數(shù)選擇4.1 切削用量的選擇原則粗加工時(shí)，應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度。精加工時(shí)，對(duì)加工精度和表面粗糙度要求較高應(yīng)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。 （2）切削用量的選取方法 ①背吃刀量的選擇 粗加工時(shí)，除留下精加工余量外，一次走刀盡可能切除全部余量。也可分多次走刀。精加工的加工余量一般較小，可一次切除。在中等功率機(jī)床上，粗加工的背吃刀量可達(dá)8～10mm；半精加工的背吃刀量取 0.5～5mm；精加工的背吃刀量取0.2～1.5mm。 ②進(jìn)給速度（進(jìn)給量）的確定粗加工時(shí)，由于對(duì)工件的表面質(zhì)量沒有太高的要求，這時(shí)主要根據(jù)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和剛性、刀桿的強(qiáng)度和剛性、刀具材料、刀桿和工件尺寸以及已選定的背吃刀量等因素來(lái)選取進(jìn)給速度。精加工時(shí)，則按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素來(lái)選取進(jìn)給速度。進(jìn)給速度 νf 可以按公式 νf =f×n 計(jì)算，式中 f 表示每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，粗車時(shí)一般取0.3～0.8mm／r；精車時(shí)常取 0.1～0.3mm/r；切斷時(shí)常取0.05～0.2mm/r。 ③切削速度的確定 切削速度 vc 可根據(jù)己經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量及刀具耐用度進(jìn)行選取。實(shí)際加工過(guò)程中，也可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)19踐經(jīng)驗(yàn)和查表的方法來(lái)選取。粗加工或工件材料的加工性能較差時(shí)，宜選用較低的切削速度。精加工或刀具材料、工件材料的切削性能較好時(shí)，宜選用較高的切削速度。切削速度 vc 確定后，可根據(jù)刀具或工件直徑（D）按公式 n=l000vc/πD 來(lái)確定主軸轉(zhuǎn)速 n（r/min）。在工廠的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，切削用量一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)并通過(guò)查表的方式進(jìn)行選取。4.2 切削用量的選擇制訂切削用量，就是要在已經(jīng)選擇好刀具材料和幾何角度的基礎(chǔ)上，合理地確定切削深度 ap、進(jìn)給量 f 和切削速度 υc。 所謂合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和機(jī)床性能，在保證加工質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及查表確定該零件在數(shù)控加工過(guò)程中的切削用量如表 4.2 所示。表 4.2 數(shù)控加工切削用量表加工表面刀具直徑主軸轉(zhuǎn)速（r/min）背吃刀量（mm）進(jìn)給速度（mm/min）銑平面 Φ50 600 0.5 50打中心孔 Φ3 1500 0.5 30鉆孔 Φ9.8 1000 1 60鉸孔 Φ10 1200 1 50銑孔 Φ12 1500 1 400粗加工銑削輪 Φ12 1500 1 40020廓精加工銑削輪廓 Φ12 1800 0.5 300曲面加工 Φ6 2600 0.2 5004.3 機(jī)床實(shí)際參數(shù)通過(guò)以上分析 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(lái)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。由于該零件屬于單件小批量生產(chǎn)，因此不用考慮生產(chǎn)效率等問(wèn)題，只要在能夠保證其精度要求的前提下選擇相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行加工即可，但為了減少人為的換刀量，根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床，確定選擇由大連機(jī)床集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的 xk7132 系列數(shù)控立式加工中心，其主要技術(shù)參數(shù)如下：用 xk7132 立式加工中心。該加工中心的主要參數(shù)如下：X、Y、Z 切削速度 mm/min：0~10000X、Y、Z 快速進(jìn)給速度 m/min：24/24/20主軸轉(zhuǎn)速 r/min：60~8000（10000）定位精度 mm：X、Z：0.020 Y：0.016重復(fù)定位精度 mm: X、Z：0.008 Y：0.006該機(jī)床各項(xiàng)參數(shù)，完全符合本次加工需要 圖 4.1 xk7132 立式加工中心21225 加工工藝文件制定5.1 制定工藝文件詳細(xì)工序卡片件附錄 1-工藝文件5.2 刀具卡表 5.2 數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號(hào)固定板零件零件名稱固定板零件零件圖號(hào) 1刀具參數(shù) 刀補(bǔ)地址序號(hào) 刀具號(hào) 刀具名稱及規(guī)格 刀尖半徑刀桿規(guī)格 直徑 形狀1 T01 Φ50 盤刀 0.8 BT40 502 T02 中心鉆 BT40 33 T03 Φ9.8 麻花鉆 BT40 9.84 T04 Φ10 鉸刀 BT40 105 T05 Φ12 立銑刀 BT40 126 T06 Φ6 球頭刀 BT40 6編制 審核 批準(zhǔn) 共 1 頁(yè)第 1 頁(yè)5.3 工序卡詳細(xì)工序卡片件附錄 1-工藝文件236 加工程序編制6.1.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(shí)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(jì)算最方便的原則來(lái)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(jì)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(duì)稱的零件，編程坐標(biāo)原點(diǎn)應(yīng)設(shè)在對(duì)稱中心上;不對(duì)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(jì)根據(jù)零件圖的對(duì)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。6.2UG 軟件介紹UG NX 加工基礎(chǔ)模塊提供聯(lián)接 UG 所有加工模塊的基礎(chǔ)框架，它為 UG NX 所有加工模塊提供一個(gè)相同的、界面友好的圖形化窗口環(huán)境，用戶可以在圖形方式下觀測(cè)刀具沿軌跡運(yùn)動(dòng)的情況并可對(duì)其進(jìn)行圖形化修改：如對(duì)刀具軌跡進(jìn)行延伸、縮短或修改等。該模塊同時(shí)提供通用的點(diǎn)位加工編程功能，可用于鉆孔、攻絲和鏜孔等加工編程。該模塊交互界面可按用戶需求進(jìn)行靈活的用戶化修改和剪裁，并可定義標(biāo)準(zhǔn)化刀具庫(kù)、加工工藝參數(shù)樣板庫(kù)使初加工、半精加工、精加工等操作常用參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，以減少使用培訓(xùn)時(shí)間并優(yōu)化加工工藝。UG 軟件所有模塊都可在實(shí)體模型上直接生成加工程序，并保持24與實(shí)體模型全相關(guān)。UG NX 的加工后置處理模塊使用戶可方便地建立自己的加工后置處理程序，該模塊適用于世界上主流 NC 機(jī)床和加工中心，該模塊在多年的應(yīng)用實(shí)踐中已被證明適用于 2～5 軸或更多軸的銑削加工、2～4 軸的車削加工和電火花線切割。6.3 數(shù)控編程打開 UG 軟件進(jìn)入加工模塊，進(jìn)入后將看到如圖 6.2 所示加工界面圖 6.1 加工界面1.首選選擇創(chuàng)建刀具,選擇平面銑刀,輸入刀具參數(shù),點(diǎn)擊創(chuàng)建點(diǎn)擊確定，進(jìn)入刀具頁(yè)面設(shè)定參數(shù)，刀具直徑為12mm，長(zhǎng)度為75mm，刀刃長(zhǎng)度為50mm。2.點(diǎn)擊創(chuàng)建幾何體，彈出對(duì)話框選擇MCS,輸入名稱。點(diǎn)擊確定進(jìn)對(duì)話框，選擇指定MCS，進(jìn)入頁(yè)面選擇自動(dòng)判斷,選中工件表面。確定工件坐標(biāo)系,點(diǎn)擊確定保存。3.再次點(diǎn)擊創(chuàng)建幾何體，彈出對(duì)話框，選擇WORKPIECE，選擇幾何體位置，輸入名稱，點(diǎn)擊確定進(jìn)入對(duì)話框。選擇指定部件，選中要加工的零件。指定幾何體毛坯，選中毛坯體，指定毛坯,自動(dòng)塊。25創(chuàng)建好刀具，工件坐標(biāo)系，毛坯后。點(diǎn)擊創(chuàng)建操作，進(jìn)入對(duì)話框，選擇mill-contour，彈出對(duì)話框。設(shè)定程序，刀具，幾何體和加工方法。點(diǎn)擊確定。圖6.7加工操作圖6.7加工操作進(jìn)入對(duì)話框后，對(duì)刀軌進(jìn)行設(shè)置，選擇跟隨部件，刀具平直，平面刀具直徑百分比為75。全局每刀深度為1mm。對(duì)切削參數(shù)以及非切削移動(dòng)、進(jìn)給進(jìn)行設(shè)置后。點(diǎn)擊生成刀路，獲得刀路圖如下圖圖6.8加工刀路圖。26圖6.2鉆孔加工刀路圖圖6.8銑孔加工刀路圖27圖6.9粗加工刀路圖圖6.11精加工刀路圖6.5 零件仿真加工加工仿真系統(tǒng)是模擬真實(shí)數(shù)控機(jī)床的操作,學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)、演示講解數(shù)控操作編程、工程技術(shù)人員檢驗(yàn)數(shù)控程序防止碰刀提高效益的工具軟件。通過(guò)在 PC 機(jī)上操作該軟件，能在很短時(shí)間內(nèi)掌握各種系統(tǒng)數(shù)控車、數(shù)控銑及加工中心的操作?？傊瑢?shí)現(xiàn)了數(shù)控加工過(guò)程仿真，保證了數(shù)控編程的質(zhì)量，減少了試切的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了編程的一次成功率，引入教學(xué)培訓(xùn)，在數(shù)控行業(yè)推廣，都可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益.28選中程序列表，點(diǎn)擊確定刀軌。開始仿真加工，得到如下效果圖圖6.12仿真加工效果圖6.13仿真加工效果29圖6.14仿真加工效果圖6.15仿真加工效果30總結(jié)本設(shè)計(jì)貫穿于本專業(yè)所學(xué)到的專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐操作技術(shù)，從零件圖的分析到編程，再到最后的設(shè)計(jì)完成，使我認(rèn)識(shí)了許多以前不懂的知識(shí)，同時(shí)也鞏固了舊知識(shí)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，給我最大的體會(huì)就是熟練操作技能來(lái)源我們對(duì)專業(yè)的熟練程度。除了對(duì)編程的熟練掌握之外，還需要你掌握零件工藝方面的知識(shí)，對(duì)于夾具的選擇，切削參數(shù)的設(shè)定我們必須十分清楚。在操作 UG 軟件編程時(shí)，我們只有練習(xí)各功能鍵的作用，在編程時(shí)才得心應(yīng)手。本畢業(yè)的選題、設(shè)計(jì)內(nèi)容、及設(shè)計(jì)的形成是在老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成過(guò)程中傾注了老師大量的心血，因此，在設(shè)計(jì)完成之際，特向我尊敬的老師表示衷心的感謝。通過(guò)此次設(shè)計(jì)使我掌握了科學(xué)研究的基本方法和思路，為今后的工作打下了基礎(chǔ)，在以后的日子我將會(huì)繼續(xù)保持這份做學(xué)問(wèn)的態(tài)度和熱情。31參考文獻(xiàn)[1] 陳洪濤.數(shù)控加工工藝與編程. 北京：高等教育出版社，2003[2] 曹井新．?dāng)?shù)控加工工藝與編程. 北京：電子工業(yè)出版社，2009．[3] 楊偉群.數(shù)控工藝培訓(xùn)教程. 北京：清華大學(xué)出版社，2002[4] 江劍鋒.CAD/CAM與數(shù)控機(jī)床加工[M]. 北京：中國(guó)人事出版社，2011[5] 田萍.數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備北[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2005[6] 陳洪濤.數(shù)控加工工藝與編程. 北京：高等教育出版社，2003[7] 陳磊.機(jī)械制造工藝[M]. 北京：北京理工大學(xué)出版社，2010[8] 王先逵.機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008[9] 曾向陽(yáng)等編著. UG基礎(chǔ)及應(yīng)用教程[M]. 北京：電子工業(yè)出版社.2003[10] 繆德建等.CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)[M]. 南京：東南大學(xué)出版社，200532致謝本人在畢業(yè)課題的設(shè)計(jì)中，學(xué)習(xí)了不少的新知識(shí)，體會(huì)到了學(xué)習(xí)的重要性，同時(shí)，感謝學(xué)校具遠(yuǎn)瞻的規(guī)劃與教育，給予我們良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，并提供給我們對(duì)學(xué)業(yè)及個(gè)人生涯發(fā)展的多元信息，幫助我們成長(zhǎng)。感謝院系領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我的關(guān)懷和重視，使我得以發(fā)揮自己的特長(zhǎng)，找到人生的價(jià)值。感謝幾年來(lái)陪伴我們學(xué)習(xí)與生活的恩師，感謝您們對(duì)我精心的教育，感謝您們沒使我的學(xué)習(xí)變成勞作而成為一種快樂(lè)；.感謝您們讓我明白自身的價(jià)值；.感謝您們幫助我發(fā)現(xiàn)了自己的專長(zhǎng)，而且讓我把事情做得更好。感謝您們?nèi)萑涛业娜涡耘c錯(cuò)誤，不僅教會(huì)了我知識(shí)，更教會(huì)了我如何做事，如何做人。特別感謝恩師的諄諄教導(dǎo)，他的悉心指導(dǎo)與斧正，對(duì)于設(shè)計(jì). 架構(gòu)之啟迪，及其內(nèi)容的細(xì)心斟酌與指導(dǎo)，倍極辛勞。最后感謝幾年來(lái)陪伴我一起的同學(xué)們，伙伴們，所有的歡笑和淚水、成功和失敗、驕傲和苦惱，我們?cè)黄鸱窒?；那是我們青春中最燦爛的一頁(yè)，最輝煌的回憶，而回憶中的每個(gè)人，都是栩栩如生，這些都將是我一生的財(cái)富。幾年時(shí)間雖然短暫，但它必將在我的記憶里永恒。