凹凸長方體底座零件的造型數(shù)控銑加工工藝設計及UG編程仿真.zip,凹凸,長方體,底座,零件,造型,數(shù)控,加工,工藝,設計,UG,編程,仿真 任務書 題目： 凹凸長方體底座零件的造型的工藝設計及編程仿真 任務與要求： (1) 零件圖工藝分析。 (2) 確定裝夾方案。 (3) 確定加工順序。 (4) 選擇加工刀具。 (5) 合理選擇切削用量。 (6) 擬定數(shù)控車削加工工藝卡片。 (7) 根據(jù)加工工序步驟編寫加工程序。 時間： 20XX 年 2月 4日 至 20XX 年 3月 17日 共 8 周 所屬系部： XXX 學生姓名： 學 號： 專業(yè)： 指導單位或教研室： 指導教師： 職 稱： XXXX院制 年 月 日 1 XX 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 0001 產品名稱 零件名稱 凹凸長方體底座 共 1 頁 第 1 頁 材料牌號 45 毛 坯 種 類 型材 毛坯外形尺寸 105×85×27 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 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 銑六個表面至工件最大尺寸，表面粗糙度Ra3.2um 數(shù)控 數(shù)控銑床 面銑刀、游標卡尺 3 銑 加工的圓弧異形凸臺 數(shù)控 數(shù)控銑床 立銑刀、游標卡尺、千分尺 4 銑 加工3-φ12H8通孔 數(shù)控 數(shù)控銑床 麻花鉆、鉸刀、塞規(guī) 5 銑 加工上表面φ30的孔 數(shù)控 數(shù)控銑床 立銑刀、游標卡尺、千分尺 6 去毛刺 去毛刺 數(shù)控 7 檢 檢驗 數(shù)控 8 入庫 入庫 數(shù)控 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 XX 數(shù)控加工工序卡片 產品型號 零件圖號 0001 產品名稱 零件名稱 凹凸長方體底座 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 105×85×27mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 數(shù)控銑床 KVC650 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(shù) 工步工時 機動 輔助 1 粗加工圓弧異形凸臺，留有精加工余量 Φ20立銑刀 1400 280 0.2 0.5 1 2 精加工圓弧異形凸臺，致圖紙尺寸要求 Φ16立銑刀 1400 420 0.3 1 1 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XX 數(shù)控加工工序卡片 產品型號 零件圖號 0001 產品名稱 零件名稱 凹凸長方體底座 共 3 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 數(shù)控 4 鉆 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 105×85×27mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 數(shù)控銑床 KVC650 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(shù) 工步工時 機動 輔助 1 用φ11.8麻花鉆鉆孔 Φ11.8麻花鉆 700 70 0.1 5.9 1 2 用φ12鉸刀鉸孔 Φ12鉸刀 800 40 0.05 0.1 1 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 XX 數(shù)控加工工序卡片 產品型號 零件圖號 0001 產品名稱 零件名稱 凹凸長方體底座 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 105×85×27mm 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 數(shù)控銑床 KVC650 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(shù) 工步工時 機動 輔助 1 粗加工φ30的孔，留有精加工余量 Φ12立銑刀 1800 540 0.3 1 1 2 精加工φ30的孔，致圖紙尺寸要求 Φ12立銑刀 2400 480 0.2 0.5 1 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 目 錄 摘 要 3 Abstract 4 1 緒 論 5 2 零件圖分析 6 2.1 零件圖形分析 6 2.1.1 圖形分析 6 2.1.2 零件材料分析 7 2.1.3 精度分析 7 2.2 結構工藝性分析 7 2.2.1 結構分析 7 2.2.2 毛坯、余量的確定 7 3 零件加工工藝分析 8 3.1 基準的分類 8 3.2 定位基準的選擇 8 3.2.1 粗基準的選擇 8 3.2.2 精基準的選擇 9 3.3工序與工步的劃分 10 4確定裝夾方案和加工設備 12 4.1確定夾具 12 4.2 確定型號 13 4.3設備的介紹 13 5刀具與切削參數(shù)選擇 15 5.1 刀具材料的選擇 15 5.2 刀具類型的選擇 15 5.3 刀具參數(shù)的選擇 16 5.4背吃刀量ap 17 5.5確定主軸轉速及進給 17 6零件的造型設計 19 6.1底板草圖繪制 19 6.2創(chuàng)建底板特征 19 6.3凸臺草圖繪制 20 6.4創(chuàng)建異形圓弧凸臺 21 7程序編制及仿真加工 22 總 結 28 致 謝 29 參考文獻 30 摘 要 隨著科學技術飛速發(fā)展和經(jīng)濟競爭的日趨激烈，機械產品的更新速度越來越快，數(shù)控加工技術作為先進生產力的代表，在機械及相關行業(yè)領域發(fā)揮著重要的作用，機械制造的競爭，其實只是數(shù)控技術的競爭。本次畢業(yè)課題設計通過對凹凸長方體底座零件進行結構分析，合適的工藝規(guī)程可以加工出符合精度要求的合格零件。從結構上分析零件，制定加工所需的工藝規(guī)程，從毛坯的確定到設計工藝路線，根據(jù)所需選擇適當?shù)臋C床、刀具、切削要要素、相應的夾具、零件的三維造型、加工程序的編制和零件的檢仿真加工。 關鍵詞: 結構分析；工藝規(guī)程，切削要素；程序的編制 Abstract With the rapid development of science and technology and the increasingly fierce economic competition, the renewal speed of mechanical products is becoming faster and faster. As the representative of advanced productivity, NC machining technology plays an important role in the field of machinery and related industries. In fact, the competition of mechanical manufacturing is only the competition of numerical control technology. This graduation project design carries on the structure analysis to the concave and convex cuboid base parts, Suitable process rules can be used to produce qualified parts that meet the requirements of precision. Structural analysis of the parts, formulation of the necessary process rules, from the determination of the blank to the design of the process route, the selection of appropriate machine tools and cutting tools according to the needs, Cutting element Jigs, parts of the three-dimensional modeling, processing procedures and parts inspection simulation processing. Key words: structure analysis; process planning; cutting elements; programming 1 緒 論 數(shù)控技術也叫計算機數(shù)控技術，它是采用計算機實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術。大力發(fā)展以數(shù)控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)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(jīng)濟性。這種技術用計算機按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設備的運動軌跡和外設的操作時序邏輯控制功能。由于采用計算機替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入操作指令的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現(xiàn)，均可通過計算機軟件來完成，處理生成的微觀指令傳送給伺服驅動裝置驅動電機或液壓執(zhí)行元件帶動設備運行。目前我國的數(shù)控加工技術已廣泛應用于機械加工制造業(yè)中，如數(shù)控銑削、鏜削、車削、線切割、電火花加工等，其中數(shù)控銑削是復雜多變零件的主要加工方法。 該零件就是典型的用數(shù)控銑削加工的零件，該模型綜合了運用了我?guī)啄晁鶎W的專業(yè)知識。鞏固和擴展了自己所學的基本理論和專業(yè)知識，培養(yǎng)了正確的設計和研究思想，大大提高了自己的動手能力。對本專業(yè)也有了更深刻的認識，更好的做到了實踐與理論的統(tǒng)一。 2 零件圖分析 在數(shù)控銑削加工中，對零件圖進行工藝分析的主要內容包括零件結構工藝性分析、選擇數(shù)控銑削的加工內容、零件毛坯的工藝性分析和加工方案分析。 2.1 零件圖形分析 圖2-1零件圖 2.1.1 圖形分析 （1）分析零件圖是否完整、正確，零件的視圖是否正確、清楚，尺寸、公差、表面粗糙度及有關技術要求是否齊全、明確。從上圖可以看出該零件圖的尺寸符合了這一要求。 （2）分析零件的技術要求，包括尺寸精度、形位公差、表面粗糙度及熱處理是否合理。過高的要求會增加加工難度，提高成本；過低的技術要求會影響工作性能，兩者都是不允許的。上圖的精度要求，技術要求和尺寸精度都能滿足加工要求。 （3）該零件圖上的尺寸標注既滿足了設計要求，又便于加工，各圖形幾何要素間的相互關系（相切、相交、垂直和平行）比較明確，條件充分，并且采用了集中標注的方法，滿足了設計基準、工藝基準與編程原點的統(tǒng)一。因此該圖的尺寸標注符合了數(shù)控加工的特點。 2.1.2 零件材料分析 在滿足零件功能的前提下，零件材料應立足現(xiàn)實情況，應選用較好加工的材料，避免用貴重的緊缺的材料。同時，零件材料選用不當，也會增加工藝難度。按照這些要求確定零件應選用45鋼作為材料。 2.1.3 精度分析 該零件最高精度等級要求比較高。外輪廓四周無尺寸精度要求。零件的凸臺、φ30孔底面粗糙度為Ra為3.2um，四周表面粗糙度要求為Ra1.6um。但加工時由于裝夾不當極容易生產震蕩。如果定位不好可能會導致表面粗糙度，加工精度難以達到要求。 2.2 結構工藝性分析 零件圖的工藝分析，是指對所設計的零件在滿足使用要求的前提下進行的制造的可行性和經(jīng)濟性分析。它包括零件的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、切削加工工藝性能分析等。 2.2.1 結構分析 從圖2-1上可以看出，此凹凸長方體底座零件的加工輪廓主要由圓弧、直線和孔組成，該零件的加工內容主要有平面、凸臺、通孔等。需要合理的安排加工工序。 2.2.2 毛坯、余量的確定 毛坯的形狀和尺寸越接近成品零件 ，材料消耗就越少，機械加工的勞動量就越少，因此會提高機械加工效率，降低成本，但毛坯的制造費用卻提高了。因此確定毛坯要從機械加工和毛坯制造兩方面綜合考慮，以求得最佳效果，零件在進行數(shù)控銑削加工時，余量的大小、如何裝夾等問題在設計毛坯時就要仔細考慮好，否則，如果毛坯不適合數(shù)控銑削，加工就很難進行下去。主要應從以下幾個方面去考慮。 該圖的毛坯采用45鋼，整個零件的外形尺寸為100mm×80mm×25mm，毛坯外形尺寸選取105mm×85mm×27mm。 3 零件加工工藝分析 3.1 基準的分類 基準分為設計基準和工藝基準兩大類。 設計基準：是指設計工作圖上所采用的基準。 工藝基準：是指加工過程中所采用的基準。又分為有工序基準、定位基準和測量基準等。 （1）工序基準:工序圖上用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀和位置的基準。 （2）定位基準：是指在加工中用作定位的基準。 （3）測量基準：是指測量時所采用的基準。此外還有裝配過程中用于確定零、部件間相互位置的裝配基準。要求掌握基準的分類，定義，同等重要的是在訓練中提高選擇基準的能力。 3.2 定位基準的選擇 選擇工件的定位基準，實際上是確定工件的定位基面。根據(jù)選定的基面加工與否，又將定為基準分為粗基準和精基準。在起始工序中，只能選擇未經(jīng)加工的毛坯表面作為定位基準，這種基準稱為粗基準。已加工過的表面作為定位基準，則稱為精基準。 在選擇定位基準時，是從保證工件精度要求出發(fā)的，因此分析定位基準選擇的順序就應為從精基準到粗基準。 3.2.1 粗基準的選擇 選擇粗基準時，應保證加工面與不加工面之間的位置要求并合理分配各加工面的余量，保證加工面與不加工面的位置尺寸和位置精度，同時還要為后續(xù)工序提供可靠精基準。具體可按下列原則選擇： （1）非加工表面原則。為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應選不加工面為粗基準。 （2）加工余量最小原則。義余量最小的表面作為粗基準，以保證各加工表面 有足夠的加工余量。 （3）重要表面原則。為保證重要表面的加工余量均勻，應選擇重要加工面為 粗基準。 （4）不重復使用原則。 （5）便于裝夾原則。做為粗基準的表面，應盡量平整光滑，沒有飛邊、冒口、澆口或其他缺陷，以便使工件定位準確、夾緊可靠。 3.2.2 精基準的選擇 選擇精基準時，應保證加工精度和裝夾可靠、方便，可參照下列原則進行： （1）“基準重合”原則 加工零件時應直接選擇加工表面的設計基準為定位基準，可以避免由定位基準與設計基準不重合而引起的定位誤差。 （2）“基準統(tǒng)一”原則 加工同一零件的多道工序時盡可能選擇同一個定位基準，這樣可以保證加工表面間的相互位置精度，避免或減少因基準轉換而引起的誤差，也簡化了夾具的設計與制造工作，降低了成本，縮短了生產準備周期。例如，軸類零件加工采用采用兩端中心孔作統(tǒng)一定位基準加工各階梯外圓表面，可保證各階梯外圓表面的同軸度誤差。 基準重合和基準統(tǒng)一原則是選擇精基準的兩個重要原則，但實際生產中有時會遇到兩者相互矛盾的情況。此時，若采用統(tǒng)一定位基準能夠保證加工表面的尺寸精度，則應遵循基準統(tǒng)一原則；若不能保證尺寸精度，則應遵循基準重合原則，以避免使工序尺寸的實際公差值減小，增加加工難度。 （3）“自為基準”原則 當工件精加工或光整加工工序要求余量盡可能小而均勻時，應選擇加工表面本身作為定位基準。 （4）“互為基準”原則 當個加工表面之間具有較高的位置精度，或為是加工表面具有均勻的加工余量，則可采用兩個加工表面互為基準反復加工的方法。 （5）“便于裝夾”原則 所選精基準應保證工件定位準確穩(wěn)定，裝夾方便可靠，夾具結構簡單適用，操作方便靈活。同時定位基準應有足夠大的接觸面積，以承受較大的切削力。 綜上所述：從圖3-1和3-2上可以看出絕大多數(shù)的尺寸都實行對于底平面集中標注的方法，滿足了設計基準、工藝基準與編程原點的統(tǒng)一，即基準統(tǒng)一。并且下表面作為精基準可以滿足基準重合的原則。同時以下表面為基準便于一次裝夾。所以在加工中，先將零件的上表面作為粗基準，銑出夾持面，再將夾持面作為精基準進行加工。 圖3-1粗基準示意圖 圖3-2精基準示意圖 3.3工序與工步的劃分 工序劃分主要考慮生產綱領、所用設備及零件本身的結構和技術要求等。大批量生產時，若使用多軸、多刀的高效加工，可按工序集中原則組織生產；若在由組合機床組成的自動線上加工，工序一般按分散原則劃分。隨著現(xiàn)代數(shù)控技術的發(fā)展。特別是加工中心的應用，工藝路線的安排更多地趨向于工序集中。單件小批量生產時，通常采用工序集中原則。成批生產時，可按工序集中原則劃分，也可按工序分散原則劃分，應視具體情況而定。對于結構尺寸和重量都很大的重型零件．應采用工序集中原則，以減少裝夾次數(shù)和運輸量。對于剛性差、精度高的零件，應按工序分散原則劃分工序。 工序的劃分有很多種，主要有按裝夾次數(shù)劃分工序、按使用刀具劃分工序、按加工部位劃分工序等劃分方法，本設計主要采用根據(jù)加工部位劃分方法設計出零件的加工工序與工步如下： 工序1：下料 工序2：銑削好零件六個表面至工件最大尺寸，表面粗糙度Ra3.2um 工序3：加工的圓弧異形凸臺 工步1：粗加工圓弧異形凸臺，留有精加工余量 工步2：精加工圓弧異形凸臺，致圖紙尺寸要求 工序4：加工3-φ12H8通孔 工步1：用φ11.8麻花鉆鉆孔 工步2：用φ12鉸刀鉸孔 工序5：加工上表面φ30的孔 工步1：粗加工φ30的孔，留有精加工余量 工步2：精加工φ30的孔，致圖紙尺寸要求 工序6：去毛刺 工序7：檢驗 工序8：入庫 4確定裝夾方案和加工設備 在機床上加工零件時，為保證加工精度，必須先使工件在機床上占據(jù)一個正確的位置，即定位；然后將其壓緊夾牢，使其在加工中保持這一正確位置，即夾緊。從定位到夾緊的全過程稱為工件的裝夾。 4.1確定夾具 夾具是用一裝夾工件（和引導刀具）的裝置。用夾具裝夾能使工件迅速獲的正確位置，定位精度高而穩(wěn)定。用精基準定位時，工件的定位精度一般可達0.01mm。夾具裝夾工件廣泛用于成批大量生產。 夾具種類很多，廣泛的應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、配件、焊接和檢測等工藝過程中。它直接影響著工件加工的精度、勞動生率和產品的制造成本等。按專門化程度可分為以下幾種： 專用夾具：該夾具是指專為某一工件的某一加工工序而設計制造的夾具，其 結構緊湊，操作方便，主要用于固定產品的大批量生產。 組合夾具：組合夾具是機床夾具中一種標準化、系列化、通用化程度很高的新型工藝裝備，它是由一套預先制造好的標準元件組合而成的，具有各種不同的形狀、尺寸和規(guī)格，有較好的互換性、耐磨性和較高的精度，適用于產品經(jīng)常變換的生產（如單件小批生產、新產品試制和臨時突擊性的生產任務）一般不受工件形狀復雜程度的限制，適用于外形尺寸在20～600mm的工件。 可調夾具：可調夾具包括通用夾具和組合夾具，見有通用和專用夾具的優(yōu)點，其適用范圍較寬，加工對象并不十分明確。 通用夾具：通用家具是指已經(jīng)標準化、無需調整或稍加調整就可以用來裝夾不同工件的夾具，如三爪卡盤、四爪卡盤、平口虎鉗和萬能分度頭等。這類夾具適應性強，可用于一定形狀和尺寸范圍內的各種工件，價格便宜。其缺點是夾具精度不高，生產率也比較低，較難裝夾。一般實用于單件小批量生產中。 數(shù)控加工的特點對夾具提出幾點要求： （1）當零件加工批量不大時，應盡量采用組合夾具、可調試夾具及其他通用夾具，以縮短生產準備時間、節(jié)約生產費用。 （2）在成批生產時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。 （3）零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機床的停頓時間。 （4）夾具上各零件應不防機床對零件各表面的加工，即夾具要開敞，其定位、夾緊機構元件不能影響加工中的走刀。 該零件不僅精度要求較高，可以看到輪廓的周邊曲線圓弧和粗糙度值要求也較高，零件采用通用夾具中的平口虎鉗裝夾。平口虎鉗如圖5-1所示。 圖4-1平口虎鉗 4.2 確定型號 選定數(shù)控機床為 本零件的加工制造的實用機床，可以達到本零件的要求，本零件不是回旋體零件，不適合數(shù)控車床加工，為復雜零件適合數(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)濟性的原則下可以選擇行程較小的銑床。因此我選擇KVC650加工中心加工該零件。 4.3設備的介紹 數(shù)控立式加工中心KVC650，防護等級IP54級，電源電壓為3×380V 電源頻率為50HZ，系統(tǒng)為FANUC，具有較高可操作性，功能齊全和加工精度高的優(yōu)點。其主要參數(shù)如表6-1所示。 表4-1加工中心KVC的主要參數(shù) 工作臺面尺寸（長×寬） 405×1307（mm） 主軸錐孔/刀柄形式 24ISO40 / BT40（MAS403） 工作臺最大縱向行程 650mm 主配控制系統(tǒng) FANUC 0iMate-MC 工作臺最大橫向行程 450mm 換刀時間（s） 6.5 主軸箱垂向行程 500mm 主軸轉速范圍 60—6000( r/min) 工作臺T型槽 （槽數(shù)-寬度×間距） 5-16×60 mm 快速移動速度 10000（mm/min） 主電動機功率 5.5/7.5（kw） 進給速度 5—800（mm/min） 脈沖當量（mm/脈沖） 0.001 工作臺最大承載(kg) 700 機床外形尺寸 (長×寬×高)(mm) 2540×2520×2710 機床重量(kg) 4000 5刀具與切削參數(shù)選擇 5.1 刀具材料的選擇 刀具材料主要指刀具切削部分的材料。刀具切削性能的優(yōu)劣（如表7-1），直接影響著生產效率、加工質量和生產成本。而刀具的切削性能，首先取決于切削部分的材料；其次是幾何形狀及刀具結構的選擇和設計是否合理。 在切削過程中，刀具切削部分不僅要承受很大的切削力，而且要承受切削變形和摩擦產生的高溫。要保持刀具的切削能力，刀具應具備如下的切削性能： （1）高硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必須高與工件材料的硬度，常溫下一般應在HRC60以上。一般來說，刀具材料的硬度越高，耐磨度也越好。 （2）足夠的強度和韌性。刀具切削部分要承受很大的切削力和沖擊力因此刀具材料必須要有足夠的強度和韌性。 （3）良好的耐熱性和導熱性。刀具材料的耐熱性是指在高溫下仍能保持其硬度和強度的性能，這是刀具材料必備的關鍵性能。耐熱性越好，刀具材料在高溫時抗塑性變形的能力、抗磨損的能力越強。高溫硬度是耐熱性的重要指標，常用的耐熱溫度表示，如高速鋼約為600℃，硬質合金可達800～1000℃。 （4）良好的工藝性。為便于制造，要求刀具材料具有良好的可加工性，包括熱加工性能（熱塑性、可焊性、淬透性）和機械加工性能。 表5-1常用刀具材料性能比較 刀具材料 切削速度 耐磨性 硬度 硬度隨溫度變化 高速鋼 最低 最差 最低 最大 硬質合金 低 差 低 大 陶瓷刀片 中 中 中 中 金剛石 高 高 高 小 根據(jù)該表所顯示的內容可以看出硬質合金鋼刀具材料的切削速度和硬度都較低且耐磨性較差，而該零件的材料為45鋼，切削速度和硬度較低，該零件所選用的刀具應該為硬質合金鋼。 5.2 刀具類型的選擇 銑刀類型應與工件表面形狀和尺寸相適應。加工大平面應采用面銑刀；加工凸臺、凹槽及平面輪廓常采用立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔，可選用鑲硬質合金的玉米銑刀；加工曲面常采用球頭銑刀；加工空間曲面、模具型腔或凸模成型表面多采用模具銑刀；加工封閉的鍵槽選擇鍵槽銑刀；加工變斜角零件的變斜角面應選用鼓形或錐形銑刀；加工各種直的或圓弧形的凹槽、斜角面、特殊孔等應選用成型銑刀。 因此，在加工該零件時，選用立銑刀和麻花鉆即可。 5.3 刀具參數(shù)的選擇 （1）銑刀直徑D的選擇 一般情況下，為減少走到次數(shù)，提高銑削速度和銑削量，保證銑刀有足夠的剛度以及良好的散熱條件，應盡量選擇直徑較大的銑刀。但選擇銑刀直徑往往受到零件材料、剛性、加工部位的幾何形狀、尺寸及工藝要求等因素的限制。當零件的內輪廓轉接凹圓弧半徑R較小時，銑刀直徑D也隨之較小， D=2R，另外銑刀的剛性以銑刀直徑D與刃長L的比值來表示，一般取D/L>0.4～0.5。 （2）銑刀刃長的選擇 為提高銑刀的剛性，對銑刀的刃長應保證在保證銑削過程不發(fā)生干涉的情況下，盡量可根據(jù)以下兩種情況進行選擇。 ① 加工深槽或盲孔時： L=H+2 式中：L為銑刀刀刃長度（mm）；H為槽深尺寸（mm）。 ② 加工外表面或通孔、通槽時： L=H+r+2 式中：r為銑刀端刃圓角半徑（mm）。 （3）銑刀端刃圓角半徑r的選擇 銑刀端刃圓角半徑r的大小一般應與零件圖樣要求一致。但粗加工銑刀因尚未切削到工件的最終輪廓尺寸，也可以適當選得小些，有時甚至選為“清根”（r＝0～0.5mm）但在編程時需要認真考慮粗加工以后留下多少余量，以保證精加工銑刀可以把圖樣要求的r加工出來，不要造成其根部缺損。 根據(jù)上述刀具選擇原則和零件結構的實際情況相結合，而不同的加工內容需要不同的刀具，根據(jù)零件的實際情況選用以下刀具。 表5-2刀具卡片 工步號 刀具號 刀具名稱 刀柄型號 刀具直徑/mm 材質 1 T01 立銑刀 BT40 Ф20 硬質合金 2 T02 麻花鉆 BT40 Ф11.8 高速鋼 3 T03 鉸刀 BT40 Ф12 高速鋼 4 T04 立銑刀 BT40 Ф12 硬質合金 5.4背吃刀量ap 背吃刀量又叫切削深度，它主要根據(jù)加工余量和工藝系統(tǒng)的剛性決定，其基本原則是：在工藝系統(tǒng)剛性允許時，應首先選擇一個可能大的背吃刀量，其次選擇一個較大的進給量，為了保證加工表面質量可留少量精加工余量，一般留0.2～0.5 mm。對于質量要求較高的工件，可以減少加工余量以便最后進行精加工。 粗加工時，在留下精加工、半精加工的余量后，盡可能一次走到將剩下的余量切除；若余量過大不能一次切除，也應按先多后少的不等余量加工法加工。第一刀的ap應盡可能大些，使刀口在里面切削，避免工件表面不平及有硬皮的鑄鍛件。 精加工時，ap應根據(jù)粗加工留下的余量確定，采用逐漸降低背吃刀量的方法，逐步提高加工精度和表面質量。 一般精加工時，取ap=0.05～0.8mm;半精加工時，取ap=1.0～3.0mm。 在加工零件時分粗加工和精加工，在粗加工時留1.0mm的加工余量,精銑留0.5mm的余量。 5.5確定主軸轉速及進給 確定主軸轉速時，主要根據(jù)工件材料、刀具材料、機床功率和加工性質（如粗、精加工）等條件確定其允許的切削速度。它是指切削是刀具切削刃上某點 相對于待加工表面在主運動方向上的瞬時速度，切削速度確定后，即可計算出主軸轉速。 主軸根據(jù)允許的切削速度Vc(m/min)選擇 N=1000Vc/πD 其中：N---主軸轉速 Vc---切削速度(m/min)由刀具壽命來確定切削速度，D---工件或刀具的直徑(mm) （1）φ20立銑刀 粗加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=70m/min，f=0.3mm/r，ap=1mm。 則：主軸轉速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×70）/（3.14×20）]r/min=1114.6r/min取1100r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.3×1100）mm/min=330mm/min 精加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=90m/min，f=0.2mm/r，ap=0.5mm。 則：主軸轉速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×90）/（3.14×20）]r/min=1433.1r/min取1400r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.2×1400）mm/min=280mm/min （2）φ11.8麻花鉆 加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=25m/min，f=0.1mm/r。 則：主軸轉速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×25）/（3.14×11.8）]r/min=674r/min取700r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.1×700）mm/min=70mm/min （3）φ12鉸刀 加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=30m/min，f=0.05mm/r。 則：主軸轉速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×30）/（3.14×12）]r/min=796r/min取800r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.05×800）mm/min=40mm/min （4）φ12立銑刀 粗加工時根據(jù)查表及經(jīng)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(jù)查表及經(jīng)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 6零件的造型設計 6.1底板草圖繪制 打開UG NX并進入建模模塊，在菜單欄選擇插入命令中選擇草圖命令，彈出草圖創(chuàng)建框，直接點擊確定進入繪圖界面。如圖1-1所示 圖6-1建立基準平面 進入草圖后利用草圖工具繪制出零件所有線條并標出必要定位尺寸，并點擊完成草圖。繪完如圖6-2所示 圖6-2繪制草圖 6.2創(chuàng)建底板特征 選擇“成型特征”工具條中的拉伸命令圖標，彈出對話框，先選中要拉伸的外形的線條，然后在對話框中的結束-距離框里輸上15mm，然后點擊確定。完成如圖6-3所示。 圖6-3拉伸塊 6.3凸臺草圖繪制 在菜單欄選擇插入命令中選擇草圖命令，彈出草圖創(chuàng)建框，直接點擊確定進入繪圖界面。進入草圖后利用草圖工具繪制出零件所有線條并標出必要定位尺寸，并點擊完成草圖。繪完如下圖所示。 圖6-4繪制草圖 6.4創(chuàng)建異形圓弧凸臺 選擇“成型特征”工具條中的拉伸命令圖標，彈出對話框，先選中要拉伸的外形的線條，然后在對話框中的結束-距離框里輸上15mm，然后點擊確定。完成如下圖所示。 圖6-5拉伸塊 7程序編制及仿真加工 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。 （一）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3-10所示。 圖7-1幾何體 （2）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3-11所示。 圖7-2部件幾何體 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“包容塊”，單擊“確定”后，返回“幾何體”對話框，如圖3-12所示。 圖7-3毛坯幾何體 ④在“幾何體”對話框中單擊“確認”，結束幾何體的設置操作。 （二）創(chuàng)建刀具 （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LIXIDAO16，然后單擊“應用”，進入“刀具參數(shù)”對話框，設置參數(shù)后單擊“確定”，完成刀具的創(chuàng)建。 （三）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“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(shù)：程序、刀具、幾何體、方法、名稱。 （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、進給率。 （5） 生成操作，如圖7-4所示。 圖7-4凸臺粗加工刀路 圖7-5凸臺精加工刀路 圖7-6鉆孔加工刀路 圖7-7鏜孔加工刀路 （6） 加工仿真。例如，圖7-8。 圖7-8仿真加工 （四）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)就會生成型腔銑操作的NC加工代碼。例如，圖3-15 。 圖7-9后處理程序 詳見附錄數(shù)控加工程序單  總 結 通過本次畢業(yè)設計，我真正認識到理論和實踐相結合的重要性。這次畢業(yè)設計并培養(yǎng)了我綜合運用所學的理論知識和實際操作知識去理性的分析問題和解決問題的能力，使我建立了正確的設計思想，掌握了工藝設計的一般程序、規(guī)范和方法，并進一步鞏固、深化的吸收了所學的基本理論知識和基本操作技能。同時，還提高了我設計、計算、繪圖、編寫技術文件、編寫數(shù)控程序、數(shù)控機床操作、實際加工零件和正確使用技術資料、標準、手冊等工具書的獨立工作能力，更培養(yǎng)了我勇于創(chuàng)新的精神及嚴謹?shù)膶W風和工作作風。 此次畢業(yè)設計為我以后走向工作崗位提高了重要的基礎。從最初的選題，開題到計算、繪圖直到完成零件的加工。其間，查找資料，反復修改圖紙，每一個過程都是對自己大學三年所學的一次大檢閱，也是對自己能力的一次檢驗和充實。同時也使我對專業(yè)知識和專業(yè)基礎有了進一步的鞏固。 但是本次畢業(yè)設計也暴露出我的專業(yè)基礎還有很多不足之處。比如缺乏綜合應用專業(yè)知識的能力等。不過我自信在以后的工作中能夠克服這一缺陷并且能夠做得更好。 致 謝 本次畢業(yè)設計的順利完成，首先要感謝我的指導老師對我的精心指導。從選題到零件圖的設計及其零件的工藝分析到零件加工完成的全過程給予了我耐心的指導和無私的幫助。他以他豐富的專業(yè)知識和科研經(jīng)驗，解決了我在畢業(yè)設計中遇到的各種問題，同時還要感謝我所有的任課老師和所有同學在這三年來給自己的指導和幫助，是他們教會了我對專業(yè)知識的學習和掌握，讓我掌握了本項專業(yè)的要領。本次畢業(yè)論文使我在學習上和思想上都受益非淺，它大大的提高了我的動手能力，讓我能更好的把幾年的專業(yè)知識融會貫通，對以后的工作提供了很大的平臺。 因為我缺少設計經(jīng)驗，在設計說明書中有漏洞也在所難免，敬請各位老師和同學批評指正。以使我對自己的不足得到及時的發(fā)現(xiàn)并修改，也使我在今后的工作中避免再次出現(xiàn)。 參考文獻 [1]趙長旭、關雄飛．數(shù)控加工工藝．西安電子科技大學出版社.2006 [2]張德紅.數(shù)控銑削加工技術.宜賓職業(yè)技術學院.2001 [3]顧京、王振宇.數(shù)控加工編程及操作.北京高等教育出版社.2003 [4]呂思科、羅素華.機械制圖.北京理工大學出版社.2007 [5]王甫茂、李正峰.機械制造基礎.上海交通大學出版社.2005 [6]楊偉群、宋放之.數(shù)控工藝培訓教程.北京.清華大學出版社.2006 [7]王潤孝、秦現(xiàn)生.機床數(shù)控原理與系統(tǒng).西北工業(yè)大學出版社.2006