831005撥叉零件數(shù)控編程及加工工藝仿真.zip,831005,零件,數(shù)控,編程,加工,工藝,仿真 摘 要 數(shù)控技術(shù)是技術(shù)性極強的工作，尤其在機械加工領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛，所以這要求從業(yè)人員具有很高的機械加工工藝知識，數(shù)控編程知識和數(shù)控操作技能。此次的設(shè)計任務(wù)是對零件的加工工藝設(shè)計與程序編制及加工，利用繪圖軟件AutoCAD將零件的二維圖畫出來,用UG軟件畫出三維圖形。 然后是通過應(yīng)用UG軟件、機械設(shè)計資料和所學的知識對機械零件進行工藝分析、三維建模、數(shù)控加工編程及加工。工藝分析是設(shè)計產(chǎn)品重點；三維建模、數(shù)控加工編程是UG軟件的重點所在，具有操作簡單和修改方便等優(yōu)點；加工是對所設(shè)計的產(chǎn)品進行編程仿真加工。 關(guān)鍵詞: UG軟件,工藝分析,建模,編程,加工 IV Abstract The numerical control technology is a highly technical work, especially in the field of mechanical processing is the most widely used, so it requires employees with high knowledge of mechanical processing technology, CNC programming knowledge and skills. The design task is the machining process design and programming and processing, the drawing software AutoCAD will be out of the picture parts of the two-dimensional, then use the UG software to draw three-dimensional graphics. Then through the application of UG software, mechanical design data and knowledge of mechanical parts for process analysis, 3D modeling, NC programming and machining. Process analysis is focus on product design; 3D modeling, NC programming is the key of UG software, has the advantages of simple operation and easy modification; processing is to detect the design of products. Keywords: UG software, process analysis, modeling, programming, processing 目 錄 摘 要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1.1 數(shù)控加工技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.1.1我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.1.2與國外的差距 1 1.2 數(shù)控加工技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀 2 第二章 零件圖紙分析 4 2.1零件作用 4 2.2零件的工藝分析 4 第三章 零件的數(shù)控加工工藝 5 3.1零件加工內(nèi)容分析 5 3.2零件毛坯的選擇 5 3.3定位基準的選擇 6 3.4工藝路線的選擇 6 3.5機床的選擇 7 3.6刀具的選擇 9 3.7切削液選擇 10 3.8切削用量的選擇 11 3.9擬訂數(shù)控加工工序卡片 13 第四章 零件的數(shù)控程序編制 14 4.1編程方法的選擇 14 4.2 軟件編程操作 14 4.2.1 創(chuàng)建幾何體 14 4.2.2創(chuàng)建刀具 16 4.2.3創(chuàng)建平面銑操作 17 4.2.4創(chuàng)建鉆孔加工操作 18 4.2.5創(chuàng)建型腔銑加工操作 21 第五章 零件的數(shù)控程序編制 24 5.1仿真加工 24 5.2后處理程序 26 總結(jié) 29 致謝 30 參考文獻 31 第一章 緒論 1.1 數(shù)控加工技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 傳統(tǒng)的機床延伸了人的體力，成為工作母機，而數(shù)控技術(shù)賦予機床一個大腦，使機床變得越來越“聰明”。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)從被動執(zhí)行運動指令發(fā)展到能夠“感知”機床的溫度、振動、能耗等工況并加以調(diào)整和控制，在線測量工件尺寸、刀具破損和預(yù)測刀具壽命，以及防止刀具和運動部件干涉，甚至為操作者進行語音導航或發(fā)送短消息。數(shù)控機床具備智能化功能可以保證機床自動適應(yīng)加工環(huán)境的變化，從而使機床操作更加便利，精度更加穩(wěn)定，效率更加提升。 數(shù)控系統(tǒng)的前瞻控制和軌跡平滑處理技術(shù)、位置與速度精確控制技術(shù)、工廠總線和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)顯著提高了系統(tǒng)動態(tài)性能和控制精度，保證了數(shù)控機床的高速化、高精度和多軸聯(lián)動的穩(wěn)定性和可靠性。 1.1.1我國數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 近年來，我國數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展迅速，國產(chǎn)數(shù)控車床已完全能滿足國內(nèi)市場需要。高性能的臥式車削中心和車銑復合中心，通過合資、引進技術(shù)和自主開發(fā)，某些產(chǎn)品已能滿足部分國內(nèi)高端用戶要求。但是，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仍然主要依靠進口。 1.1.2與國外的差距 1． 經(jīng)營理念的差距 國內(nèi)某些企業(yè)的“市場導向”觀念是短視的、狹隘的，僅僅局限于產(chǎn)品的銷路好壞，簡單地賣產(chǎn)品，所謂的售后服務(wù)就是修機床。以客戶為中心、聚焦客戶需求，提供解決方案，為客戶創(chuàng)造價值，從產(chǎn)品競爭轉(zhuǎn)向服務(wù)競爭還沒有成為企業(yè)的核心經(jīng)營理念。特別是對高端客戶的需求，國內(nèi)機床企業(yè)往往所供非所需，所需不能供。目前情況雖有所改善，但仍然沒有從根本上改變。 國內(nèi)某些企業(yè)忽視技術(shù)集成的重要性，把自己局限在生產(chǎn)機床設(shè)備的范疇，沒有認識到軟、硬件集成會給客戶帶來創(chuàng)造價值的巨大潛力。國外領(lǐng)先的機床企業(yè)普遍將軟、硬件集成作為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要途徑。例如，德馬吉公司的Power Tool軟件包，馬扎克公司的Cyber Production管理系統(tǒng)，GF阿奇夏米爾公司的Smart Machine過程監(jiān)控系統(tǒng)，西門子公司828D的ShopMill和Program Guide編程軟件等。 2． 關(guān)鍵技術(shù)的差距 與機床制造強國相較，我國數(shù)控機床在結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平、創(chuàng)新和研發(fā)能力等方面都還存在明顯的差距?；A(chǔ)技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)尚未完全掌握。聚焦客戶需求，研發(fā)個性化的產(chǎn)品，開發(fā)專門化的數(shù)控機床，為用戶提供全面解決方案的能力薄弱。 特別是高性能數(shù)控系統(tǒng)和核心功能部件的發(fā)展滯后于主機，市場占有率很低，已成為制約我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸。 關(guān)鍵技術(shù)的差距最終反映在國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)品的可靠性和精度穩(wěn)定性。即使數(shù)量較大的、我國能生產(chǎn)的、技術(shù)比較成熟的數(shù)控機床，如立式加工中心、中小規(guī)格臥式加工中心、數(shù)控車床等產(chǎn)品的市場由于可靠性和精度保持性等方面略遜一籌，外國公司也因而占有相當市場份額。 3．發(fā)展戰(zhàn)略的差距 國內(nèi)企業(yè)在制定發(fā)展戰(zhàn)略時往往是以開發(fā)某種產(chǎn)品成為主線，大多數(shù)是一種跟隨和模仿外國領(lǐng)先企業(yè)產(chǎn)品的策略。有競爭力的企業(yè)應(yīng)該將視線越過競爭對手而移向客戶的隱現(xiàn)和潛在需求，跨越現(xiàn)有的競爭邊界，從既定市場結(jié)構(gòu)下的定位選擇向改變市場結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，即“引導市場”。引導市場是一種積極主動的戰(zhàn)略，其特征是以自主原創(chuàng)的新技術(shù)、新產(chǎn)品引導并滿足市場不斷發(fā)展的需求，提升客戶的技術(shù)水平，為客戶追求利潤最大化，為自身開拓新的利潤空間。它將改變市場的結(jié)構(gòu)，向市場提供超前的新產(chǎn)品，引導客戶認識新產(chǎn)品，使用新產(chǎn)品，受惠于新產(chǎn)品。 1.2 數(shù)控加工技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀 近年來，隨著國防、航空、高鐵、汽車和模具等重要裝備制造行業(yè)需求量的大幅增長，我國數(shù)控機床也取得了快速發(fā)展。 中國通過引進技術(shù)、消化吸收和科技攻關(guān)、開發(fā)自主版權(quán)數(shù)控系統(tǒng)兩個階段，已為數(shù)控機床的產(chǎn)業(yè)化奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。數(shù)控機床新開發(fā)1300個品種，已有一定的覆蓋面。新開發(fā)的國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)品大部分達到了八十年代的中期水平，部分達到國際九十年代水平，為國家重點建設(shè)提供了一批高水平的數(shù)控機床。 數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)與生產(chǎn)也取得了一定成果：目前已新開發(fā)出80個品種。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心技術(shù)，其品種多少與質(zhì)量好壞直接影響到國產(chǎn)數(shù)控機床的發(fā)展。多年來，國外發(fā)達國家對向我進口高擋數(shù)控系統(tǒng)實行禁運政策。因此，自“七五”以來，國家一直把CNC系統(tǒng)的發(fā)展作為重中之重來支持，現(xiàn)已開發(fā)出具有中國版權(quán)的CNC系統(tǒng)，掌握了國外一直對中國封鎖的一些關(guān)鍵技術(shù)，為中國數(shù)控系統(tǒng)的自行開發(fā)、生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。大部份數(shù)控機床配套產(chǎn)品已能生產(chǎn)，自我配套率超過60%。 3 第二章 零件圖紙分析 2.1零件作用 題目給定的零件是CA6140撥叉（圖2.1）它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求進行工作。寬度為18+0.0120mm的槽尺寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精度。所以，寬度為18+0.0120mm的槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。 圖2.1零件圖 2.2零件的工藝分析 由后撥叉零件圖知可零件主要結(jié)構(gòu)有?25+0.230mm的三齒方花鍵孔、?22+0.280mm花鍵底孔、兩端的2X15°倒角和距中心線為27mm的平面、8+0.03 mm的槽和18+0.012mm的槽。 粗糙度方面三齒方花鍵孔要求為Ra3.2um，?22mm花鍵底孔粗糙度要求為Ra1.6um，兩端的2X15°倒角粗糙度要求為Ra6.3um、中心線為27mm的平面粗糙度要求為Ra3.2um、寬度8+0.03 mm的槽粗糙度要求為Ra1.6um、寬度18+0.012mm的槽粗糙度要求為Ra3.2um。 29 第三章 零件的數(shù)控加工工藝 3.1零件加工內(nèi)容分析 根據(jù)撥叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工工件各表面的加工方法，如表3.2所示。 表3.2撥叉零件各表面加工方案 加工表面 表面粗糙度 Ra/ 加工方案 大端面 3.2 粗銑-半精銑 三齒方花鍵孔 3.2 粗銑-半精銑 2X15°倒角 6.3 粗銑 ?22mm孔 1.6 鉆-擴-鉸 中心線上27mm的平面 3.2 粗銑-半精銑 寬度8+0.03 mm的槽 1.6 粗銑-半精銑-精銑 寬度18mm的槽 3.2 粗銑-半精銑 3.2零件毛坯的選擇 毛坯是加工的對象，對毛坯進行分析對比零件與毛坯，分析所提供毛坯加工余量是否能夠進行加工。常用的毛坯種類有鑄件、鍛件、壓制件、沖壓件、焊接件、型材和板材等。 (1)鑄件：適用于形狀復雜的毛坯。薄壁零件不可用砂型鑄造；尺寸大的鑄件宜用砂型鑄造；中、小型零件可用較先進的鑄造方法。 (2)鍛件：適用于零件強度較高、形狀較簡單的零件。 (3)型材：熱軋型材的尺寸較大，精度低，多用作一般零件的毛坯；冷軋型材尺寸較小，精度較高，多用于毛坯精度要求較高的中、小零件，適用于自動機床加工。 (4)焊接件：對于大件來說，焊接件簡單、方便，特別是單件小批生產(chǎn)可大大縮短生產(chǎn)周期；但焊接后變形大，需經(jīng)時效處理。 (5)冷壓件：適用于形狀復雜的板料零件，多用于中、小尺寸零件的大批量生產(chǎn)。 本次零件毛坯較為復雜，綜上所述，毛坯種類選擇鑄件。 3.3定位基準的選擇 粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求： （1） 粗基準的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 （2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。 （3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。 （5） 粗基準應(yīng)避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 為了滿足上述要求，基準選擇以后撥叉外圓作為粗基準，先以后撥叉大外圓端面互為基準加工出端面，再以端面定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中均用端面和孔定位加工其他特征。 3.4工藝路線的選擇 表 3.3 工藝方案一表 1 粗、精加工端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端15°倒角。 2 粗、精銑削中心線上27mm的平面。 3 銑削8+0.030mm的槽。 4 銑削18+0.0120mm的槽。 5 拉花鍵。 表 3.4 工藝方案二表 1 粗、精加工大端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端15°倒角。以Ф40mm圓柱面為粗基準。 2 拉花鍵，以大端面為基準。 3 粗、精銑削槽中心線上27mm的平面及8+0.030mm的槽。以花鍵的中心線及大端面為基準。 4 銑削18+0.0120mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準。以花鍵的中心線及大端面為基準。 上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很難對工件進行定位和加緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案二中的3.4.5道工序很容易對工件進行定位與加緊即以花鍵中心線和大端面作為3.4.5道工序的定位基準。此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠。方案一把銑中心線上27mm的平面及8+0.030mm的槽分成兩個工序，方案二中把兩個工序集中在一起，是因為本次采用的是數(shù)控機床加工。 綜合上去分析，采用方案二比較合理。 3.5機床的選擇 一般來說，上述這些加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后，在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率與綜合效益等方面都會得到明顯提高。相比之下，下列一些內(nèi)容不宜選擇采用數(shù)控加工： （1）占機調(diào)整時間長。如以毛坯的粗基準定位加工第一個精基準，需用專用工裝協(xié)調(diào)的內(nèi)容； （2）加工部位分散，需要多次安裝、設(shè)置原點。這時，采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機床補加工； （3）按某些特定的制造依據(jù)（如樣板等）加工的型面輪廓。主要原因是獲取數(shù)據(jù)困難，易于與檢驗依據(jù)發(fā)生矛盾，增加了程序編制的難度。 此外，在選擇和決定加工內(nèi)容時，也要考慮生產(chǎn)批量、生產(chǎn)周期、工序間周轉(zhuǎn)情況等等?？傊M量做到合理，達到多、快、好、省的目的。要防止把數(shù)控機床降格為通用機床使用。 通過以上分析 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。 選用加工中心（FAUNC——VMC870） 加工中心加工柔性比普通數(shù)控銑床優(yōu)越，有一個自動換刀的伺服系統(tǒng)，對于工序復雜的零件需要多把刀加工，在換刀的時候可以減少很多輔助時間，很方便，而且能夠加工更加復雜的曲面等工件。因此，提高加工中心的效率便成為關(guān)鍵，而合理運用編程技巧，編制高效率的加工程序，對提高機床效率往往具有意想不到的效果。 圖3.1 VMC870加工中心 表3.6機床參數(shù)表 工作臺面尺寸 （長×寬） 407×1307（mm） 主軸錐孔/刀柄形式 24ISO40 / BT40 工作臺最大縱向行程 670mm 主配控制系統(tǒng) FANUC 0iMate-MC 工作臺最大橫向行程 470mm 換刀時間（s） 6.7s 主軸箱垂向行程 700mm 主軸轉(zhuǎn)速范圍 60—6000( r/min) 工作臺T型槽 （槽數(shù)-寬度×間距） 7-16×60mm 快速移動速度 10000（mm/min） 主電動機功率 7.7/7.7（kw） 進給速度 7—800（mm/min） 脈沖當量（mm/脈沖） 0.001 工作臺最大承載(kg) 700kg 機床外形尺寸 (長×寬×高)(mm) 2740mm×2720mm×2710mm 機床重量(?kg) 4000kg 3.6刀具的選擇 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的主要內(nèi)容之一，不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工的質(zhì)量。數(shù)控機床在選用刀具時，通常要考慮機床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。數(shù)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(diào)整方便。選擇刀具時，還要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)，即選擇的刀具的幾何形狀應(yīng)依據(jù)加工曲面的具體情況而定。 （1）刀具選擇的基本要求 刀具的剛性要好。為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量時，需要剛性好的刀具，剛性差的刀具在大切削用量時很容易斷刀。要保證被加工表面的形狀精度，用剛性差的刀具在大切削力的作用下，會產(chǎn)生變形而形成讓刀，使加工的型面出現(xiàn)斜面。當被加工的零件表面的加工的余量不一樣的時候，若采用剛性好的刀具就可以不必換刀，從而減少了換刀次數(shù)。同時，刀具參數(shù)、幾何角度、排屑性能等因素也要綜合的考慮。 （2）數(shù)控加工刀具材料 高速鋼。又稱白鋼，它不僅可以用來制造鉆頭、銑刀，還可以用量制造齒輪刀具、成形銑刀等復雜刀具。 硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金是有硬度和熔點都很高的碳化物（WC TiC等），用co mo ni做粘結(jié)劑制成的粉末冶金產(chǎn)品。在中速和大切削中發(fā)揮出優(yōu)良的切削性能。常用的硬質(zhì)合金有鎢鈷合金、鎢鈦合金等。 陶瓷材料。陶瓷是含有金屬氧化物和氮化物的無機非金屬材料。陶瓷材料具有高硬度、高強度、耐磨性好、化學性能穩(wěn)定性好、摩擦因素低、價格低廉等優(yōu)點。 綜上所述，根據(jù)該零件的加工需求，確定該零件的刀具如表3.7所示： 表3.7數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 零件圖號 A4 程序編號 O0001 工 步 號 刀 具 號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 材料 1 T01 Φ20立銑刀 1 大端面 硬質(zhì)合金 2 T02 Φ20麻花鉆 1 Φ22孔 高速鋼 3 T03 Φ21.8擴孔鉆 1 Φ22孔 高速鋼 4 T04 Φ22鉸刀 1 Φ22孔 高速鋼 5 T05 Φ6球頭刀 1 倒角 硬質(zhì)合金 6 T06 Φ6立銑刀 1 上平面、8mm槽 硬質(zhì)合金 7 T07 Φ12立銑刀 1 18mm槽 硬質(zhì)合金 編制 審核 共1頁 第1頁 產(chǎn)品名稱 或代號 1 零件名稱 零件 圖號 程序 編號 O0001 3.7切削液選擇 合理的選擇切削液可以改善工件與刀具間的摩擦狀況降低切削力和切削溫度，減輕刀具摩損減小工件的熱變形，從而可以提高刀具耐用度提高加工效率和加工質(zhì)量。切削液具有冷卻、潤滑、清洗、防銹的作用，因此在數(shù)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3.8所示： 表3.8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(yīng)根據(jù)工件材料，刀具材料，加工方法和技術(shù)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(zhì)合金刀具紅硬性好，一般不加切削液；若硬質(zhì)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、粗加工時，以冷卻為主，可選用水溶液或低濃度的乳化液，精加工時，主要以潤滑為主，可選用切削油或濃度高的乳化液。 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(jù)零件的材料，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。 3.8切削用量的選擇 削用量的合理選擇直接影響到零件的表面質(zhì)量以及加工效率，因此切削用量的選擇是數(shù)控加工工藝編制過程中不可缺少的一部分，根據(jù)經(jīng)驗及查表確定該零件在數(shù)控加工過程中的切削用量。 1．主軸轉(zhuǎn)速的確定 查閱《刀具手冊》，可知，加工中主軸轉(zhuǎn)速計算公式如下： n=1000Vc/πd（公式3-1） 公式中： n—主軸轉(zhuǎn)速，單位r/min Vc—切削速度，單位m/min d—銑刀直徑，單位mm 根據(jù)切削原理可知，切削速度的高低主要取決于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素。 切削用量的合理選擇直接影響到零件的表面質(zhì)量以及加工效率，因此切削用量的選擇是數(shù)控加工工藝編制過程中不可缺少的一部分，根據(jù)經(jīng)驗及查表計算確定該零件在數(shù)控加工過程中的切削用量。 （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(zhuǎn)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(zhuǎn)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）φ20麻花鉆 加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=30m/min，f=0.1mm/r。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×30）/（3.14×20）]r/min=477r/min取500r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.1×500）mm/min=50mm/min （3）φ21.8擴孔鉆 加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=30m/min，f=0.1mm/r。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×30）/（3.14×21.8）]r/min=438r/min取450r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.1×450）mm/min=45mm/min （4）φ22鉸刀 加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=35m/min，f=0.1mm/r。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×35）/（3.14×22）]r/min=506r/min取500r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.05×500）mm/min=25mm/min （5）φ6球頭刀 加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=70m/min，f=0.2mm/r，ap=0.3mm。 則：主軸轉(zhuǎn)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 （6）φ6立銑刀 粗加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=60m/min，f=0.2mm/r，ap=1mm。 則：主軸轉(zhuǎn)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(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=70m/min，f=0.1mm/r，ap=0.5mm。 則：主軸轉(zhuǎn)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 （7）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(zhuǎn)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(zhuǎn)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 3.9擬訂數(shù)控加工工序卡片 數(shù)控加工工序設(shè)計的主要任務(wù)是為每一道工序選擇機床、夾具、刀具及量具，確定定位夾緊方案、走刀路線、工步順序、切削用量等，為編制加工程序做好充分準備。 通過以上分析與計算可制訂零件的數(shù)控加工工序卡片（見附頁）。 第四章 零件的數(shù)控程序編制 4.1編程方法的選擇 數(shù)控編程方法可分為手工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(shù)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(chǔ)。在先進的自動編程方法中，許多重要的經(jīng)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(shù)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(jù)加工對象及工藝要求，借助數(shù)控語言編程系統(tǒng)規(guī)定的數(shù)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(shù)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(xiàn)程序是否有錯誤。 4.2 軟件編程操作 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(shè)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。 4.2.1 創(chuàng)建幾何體 在操作導航器的幾何視圖中，設(shè)置加工坐標系、零件和毛坯，為創(chuàng)建操作做準備。 （1）設(shè)置加工坐標系。 ①先將操作導航器轉(zhuǎn)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(shè)定 （2）設(shè)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(shè)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”，選中建立好的毛坯，單擊“確定”后，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(jié)束幾何體的設(shè)置操作。 4.2.2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(nèi)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D20，然后單擊“應(yīng)用”，進入“刀具參數(shù)”對話框，設(shè)置參數(shù)后單擊“確定”，依次完成其余刀具的創(chuàng)建。 圖4.4刀具參數(shù) 4.2.3創(chuàng)建平面銑操作 （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-planar（平面銑）”，然后在“操作子類型”中，選擇面銑削模板圖標FACE_MILLING_AREA面銑削。 （3）在“創(chuàng)建操作”對話框中設(shè)置其他參數(shù)：程序、刀具、幾何體、方法、名稱如圖4.5。 圖4.5參數(shù)設(shè)置 （4）生成操作，如圖4.6所示。 圖4.6端面加工刀路圖 4.2.4創(chuàng)建鉆孔加工操作 （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“drill”，然后在“操作子類型”中，選擇型腔銑模板圖標PECK-DRILLING啄鉆。 在“創(chuàng)建操作”對話框中設(shè)置其他參數(shù)：程序、刀具、幾何體、方法、名稱。 圖4.7參數(shù)設(shè)置 在“創(chuàng)建操作”對話框中單擊“確定”，指定孔、指定部件表面、指定底面、指定循環(huán)方式、進給和速度，生成刀路如圖4.8所示。 圖4.8鉆孔加工刀路圖 圖4.9擴孔、鉸孔加工刀路圖 4.2.5創(chuàng)建型腔銑加工操作 （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(shè)置其他參數(shù)：程序、刀具、幾何體、方法、名稱如圖4.11。 圖4.11參數(shù)設(shè)置 (4)在“創(chuàng)建操作”對話框中單擊“確定”，選擇切削區(qū)域、設(shè)置切削層、設(shè)置余量、進給率如圖4.12。 圖4.12加工參數(shù)設(shè)置 （5）生成操作，如圖4.13所示。 圖4.13端面及槽粗加工刀路圖 圖4.14槽精加工刀路圖 圖4.15銑18mm槽粗加工刀路圖 圖4.16銑18mm槽精加工刀路圖 第五章 零件的數(shù)控程序編制 5.1仿真加工 1.在文章的最后，為了效驗本次設(shè)計，安排的切削參數(shù)，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5.1端面及孔仿真加工圖 圖5.2端面及槽仿真加工圖 圖5.3槽仿真加工圖 5.2后處理程序 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，如圖5.4所示 。 圖5.4后處理 由于程序量過大，詳細加工G代碼件見附件-程序單 % N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0 :0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X0.0 Y-1.7913 S0 M03 N0050 G43 Z.4724 H00 N0060 Z.1673 N0070 G1 Z.0492 F9.8 M08 N0080 Y-1.0433 N0090 X-.7874 N0100 G2 X-.8268 Y-1.0039 I0.0 J.0394 N0110 G1 Y.1378 N0120 G2 X.8268 I.8268 J0.0 N0130 G1 Y-1.0039 N0140 G2 X.7874 Y-1.0433 I-.0394 J0.0 N0150 G1 X0.0 N0160 Y-.4921 N0170 X-.2756 N0180 Y.1378 N0190 G2 X.2756 I.2756 J0.0 N0200 G1 Y-.4921 N0210 X0.0 N0220 Y-1.7913 N0230 Z.1673 N0240 G0 Z.4724 N0250 Z.1378 N0260 G1 Z.0197 N0270 Y-1.0433 N0280 X-.7874 N0290 G2 X-.8268 Y-1.0039 I0.0 J.0394 N0300 G1 Y.1378 N0310 G2 X.8268 I.8268 J0.0 N0320 G1 Y-1.0039 N0330 G2 X.7874 Y-1.0433 I-.0394 J0.0 N0340 G1 X0.0 N0350 Y-.4921 N0360 X-.2756 N0370 Y.1378 N0380 G2 X.2756 I.2756 J0.0 N0390 G1 Y-.4921 N0400 X0.0 N0410 Y-1.7913 N0420 Z.1378 N0430 G0 Z.4724 N0440 G0 X0.0 Y-1.7795 S0 M03 N0450 Z.1181 N0460 G1 Z0.0 F9.8 N0470 Y-1.0315 N0480 X-.7874 N0490 G2 X-.815 Y-1.0039 I0.0 J.0276 N0500 G1 Y.1378 N0510 G2 X.815 I.815 J0.0 N0520 G1 Y-1.0039 N0530 G2 X.7874 Y-1.0315 I-.0276 J0.0 N0540 G1 X0.0 N0550 Y-.4803 N0560 X-.2638 N0570 Y.1378 N0580 G2 X.2638 I.2638 J0.0 N0590 G1 Y-.4803 N0600 X0.0 N0610 Y-1.7795 N0620 Z.1181 N0630 G0 Z.4724 N0640 G91 G28 Z0.0 :0650 T00 M06 N0660 G0 G90 X0.0 Y.1378 S0 M03 N0670 G43 Z.3937 H00 N0680 G81 Z-4.5476 R.3937 F9.8 N0690 G80 N0700 G91 G28 Z0.0 :0710 T00 M06 N0720 G0 G90 X0.0 Y.1378 S0 M03 N0730 G43 Z.3937 H00 N0740 G81 Z-4.5689 R.3937 F9.8 N0750 G80 N0760 G91 G28 Z0.0 :0770 T00 M06 N0780 G0 G90 X0.0 Y.1378 S0 M03 N0790 G43 Z.3937 H00 N0800 G81 Z-4.311 R.3937 F9.8 N0810 G80 N0820 G91 G28 Z0.0 :0830 T00 M06 N0840 G0 G90 X.1978 Y-.5629 S0 M03 N0850 G43 Z.3996 H00 N0860 Z.1634 N0870 G1 Z.1195 F9.8 N0880 X.1937 Y-.5633 Z.0889 N0890 X.1818 Y-.5646 Z.0605 N0900 X.1631 Y-.5667 Z.0361 N0910 X.1387 Y-.5694 Z.0174 N0920 X.1103 Y-.5725 Z.0057 N0930 X.0799 Y-.5759 Z.0018 N0940 X.0742 Y-.5765 N0950 X.0582 Y-.5777 N0960 X.0562 Y-.5779 Z.0017 N0970 X.0415 Y-.5794 Z.0019 N0980 X.038 Y-.5795 Z.0017 N0990 X.0334 Y-.5796 Z.0018 N1000 X.0249 Y-.5794 Z.0017 N1010 X.0214 Z.0016 N1020 X-.0249 Z.0017 N1030 X-.0333 Y-.5796 Z.0019 N1040 X-.0415 Y-.5794 N1050 X-.0582 Y-.5777 Z.0018 N1060 X-.0797 Y-.5759 N1070 X-.108 Y-.5719 N1080 X-.1245 Y-.569 Z.0017 N1090 X-.1413 Y-.5661 Z.0018 N1100 X-.1579 Y-.5621 Z.0017 N1110 X-.1722 Y-.5592 Z.0018 N1120 X-.1909 Y-.5541 N1130 X-.2075 Y-.5495 N1140 X-.2299 Y-.5425 Z.0019 N1150 X-.2412 Y-.5389 N1160 X-.2736 Y-.5256 Z.0017 N1170 X-.3104 Y-.5099 Z.0019 N1180 G2 X-.3739 Y-.475 I.3154 J.6499 N1190 G1 X-.3905 Y-.4645 Z.0018 N1200 G2 X-.457 Y-.4159 I.4432 J.6759 N1210 G1 X-.4656 Y-.409 Z.0019 N1220 X-.4845 Y-.3923 .............. ................... ................ N0100 X.2898 Y-.2827 Z-.0821 N0110 X.2892 Y-.2814 Z-.0825 N0120 X.2897 Y-.2797 Z-.0827 N0130 X.2901 Y-.2788 Z-.0828 N0140 X.3074 Y-.2548 Z-.0836 N0150 X.3254 Y-.2296 Z-.0838 N0160 X.3365 Y-.2134 N0170 X.3384 Y-.2105 N0180 X.3407 Y-.207 Z-.0837 N0190 X.3469 Y-.1962 Z-.0838 N0200 X.355 Y-.1818 Z-.0837 N0210 X.3562 Y-.1795 N0220 X.3711 Y-.1461 N0230 X.3819 Y-.1215 Z-.0832 N0240 X.3856 Y-.1138 Z-.0828 N0250 X.3862 Y-.1128 N0260 X.388 Y-.111 Z-.0824 N0270 X.4093 Y-.0902 Z-.0744 N0280 X.4284 Y-.0716 Z-.059 N0290 X.444 Y-.0563 Z-.0371 N0300 X.455 Y-.0456 Z-.0104 N0310 X.4607 Y-.0401 Z.0194 N0320 Z.0502 N0330 G0 Z.0689 N0340 Z.3996 N0350 M30 總結(jié) 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(shù)，從分析設(shè)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(shè)計有實踐性，綜合性，探索性，應(yīng)用性等特點，本次選題的目的是數(shù)控專業(yè)教學體系中構(gòu)成數(shù)控技術(shù)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。傳統(tǒng)的一些簡單的圖形，只包括直線、圓弧的二維圖形，可以直接用手工編程的方法編制加工程序?，F(xiàn)在對于一些復雜的二維圖形或三維曲面圖形組成的零件、模具只能使用自動編程軟件來完成編程工作。 加工設(shè)計理論已經(jīng)不拘泥于系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)，開始強調(diào)產(chǎn)品尺寸精度，工藝嚴格性，從而更加有得于學生裝的數(shù)控編程及操作的創(chuàng)新精神和實踐能力。隨著畢業(yè)設(shè)計做完，也將意味我的大學生活即將結(jié)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(jīng)為解決技術(shù)上的問題，而去翻我所學專業(yè)的書籍。經(jīng)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(shù)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?nèi)土曇郧暗闹R，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(guān)聯(lián)的知識也能很好的理解。 這次畢業(yè)設(shè)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(shè)計中，我體驗到進行UG建模和數(shù)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(lǐng)域隨著數(shù)控技術(shù)及計算機輔助設(shè)計、分析、制造（CAD/CADE/CAM）技術(shù)的普及與提高發(fā)生著巨大變化，數(shù)控技術(shù)已經(jīng)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(shù)，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(shù)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(jīng)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！感謝指導老師、評閱老師以及答辯組的老師們對本論文的悉心指導，感謝他們默默無聞的奉獻！ 30 參考文獻 [1] 袁飛.《UG NX6.0曲面設(shè)計實例精選教程》.機械工業(yè)出版社，2010； [2] 李益民.《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》.機械工業(yè)出版社，1994； [3] 孫本緒、熊萬武.《機械加工余量手冊》.國防工業(yè)出版社，1999； [4] 展迪優(yōu).《UG NX7.0數(shù)控加工教程》.機械工業(yè)出版社.2011； [5] 王慶順.《UG NX7.0三維建模基礎(chǔ)教程》.冶金工業(yè)出版.2010； [6] 孟愛英.《CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用》.清華大學出版社，2012； 31