基于ug的臥式柱塞泵體箱體的數(shù)控加工工藝規(guī)程及編程仿真.zip,基于,ug,臥式,柱塞,箱體,數(shù)控,加工,工藝,規(guī)程,編程,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。 本次設(shè)計在開頭講解了數(shù)控加工工藝的特點，第二個章節(jié)對零件圖進行分析了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和尺寸。第三個章節(jié)主要是對零件的需要加工的部位及加工方法進行說明書、對零件毛坯進行了選擇、選定零件的定位基準和加工工藝路線、加工機床和使用的刀具進行選擇，在章節(jié)的后面確定了加工刀具的切削參數(shù)，填寫數(shù)控加工工藝卡片。第四章對零件加工的切削參數(shù)進行確定及填寫卡片。第五章對零件的編程方法進行了選擇，選擇為自動編程。講述了在UG軟件內(nèi)如何創(chuàng)建幾何體、刀具。接著講述了平面銑加工的操作、鉆孔加工操作、型腔銑加工操作，完成零件的加工。在文章的最后章節(jié)對零件進行仿真加工，確保加工刀路和工藝安排正確，把程序后處理出來，完成本次設(shè)計。 關(guān)鍵詞: 數(shù)控編程；數(shù)控銑削；仿真加工；三維建模 IV Abstract Numerical control technology is a highly technical work, especially in the field of mechanical processing, the most widely used, so this requires the employees with a very high knowledge of machining process, NC programming knowledge and numerical control operation skills. This design explains the characteristics of numerical control process at the beginning. Second chapters analyze the structure and size of the product. The third chapters are mainly about the parts and processing methods of the parts. The parts are selected, the positioning datum and processing route of the parts are selected and processed. The machine tool and the tool used are selected. After the chapter, the cutting parameters of the machining tool are determined, and the numerical control processing card is filled in. The fourth chapter determines the cutting parameters of the parts processing and fill in the card. The fifth chapter selects the programming method of the parts and chooses the automatic programming. It tells the UG In the software, how to create geometry, tool, and then describe the operation of plane milling, drilling operation, type cavity milling operation, complete parts processing. In the last chapter of the article, the parts are simulated and processed to ensure that the tool path and process are arranged correctly, then the program is processed and the design is completed. Keywords: NC programming, NC milling, simulation machining, 3D modeling 目 錄 摘 要 I Abstract II 1 緒論 5 1.1 本課題的目的及意義 5 1.2 數(shù)控加工工藝的特點 5 1.3 數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容 6 2 工藝性分析 7 2.1 零件介紹 7 2.2 零件加工工藝性分析 8 3 零件加工工藝規(guī)程設(shè)計 9 3.1 毛坯的選擇 9 3.2 定位基準的選擇及工藝路線的確定 9 3.2.1定位基準的選擇 9 3.2.2工序的劃分 10 3.3 選擇并確定工藝裝備 12 3.3.1數(shù)控機床的選擇 12 3.3.2夾具的選擇 13 3.3.3刀具選擇 14 4 確定參數(shù)及卡片的填寫 15 4.1 背吃刀量的選擇 15 4.2 進給速度的確定 15 4.3 切削參數(shù)的確定 15 4.4 制定工藝文件 18 4.5 工序卡 18 5 基于UG軟件的數(shù)控程序編制 19 5.1 零件編程方法選擇 19 5.2 零件數(shù)控加工程序的編寫 19 5.2.1進入UG加工模塊 19 5.2.2創(chuàng)建程序 20 5.2.3創(chuàng)建刀具 21 5.2.4創(chuàng)建幾何體 21 5.2.5底面輪廓銑削編程 22 5.2.6上表面廓銑削編程 24 5.2.7其余表面加工刀軌 28 6 數(shù)控仿真加工及后處理程序 31 6.1 零件的數(shù)控仿真加工 31 6.2 數(shù)控加工程序的后處理 34 總結(jié) 35 致謝 36 參考文獻 37 1 緒論 1.1 本課題的目的及意義 通過全面詳細的設(shè)計，綜合運用大學幾年所學的知識，以及查閱的資料，提高自己的動手能力，并全面掌握軟件繪圖、機床操作、UG建模及編程仿真加工等核心內(nèi)容。因本課題的設(shè)計需涉及數(shù)控專業(yè)的許多的知識，這就需要我們整理并綜合運用數(shù)控技術(shù)的相關(guān)理論與實踐知識，有利于我們對專業(yè)知識的理解和掌握，并熟悉機床操作與步驟。 本課題貫穿本專業(yè)所學到的理論與實踐操作技術(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，自主選擇，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，通過對該零件的加工設(shè)計，使自己能夠運用UG進行實體繪制，并能夠完成零件的自動編程，對刀具路徑有了更深一步的理解。 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。除了對自動編程的熟練掌握之外，還需要你掌握零件工藝方面的知識，對于夾具的選擇，切削參數(shù)的設(shè)定我們必須十分清楚。在上機操作時，我們只有練習各功能鍵的作用，在編程時才能得心應(yīng)手。 通過此次設(shè)計使我掌握了科學研究的基本方法和思路，為今后的工作打下了基礎(chǔ)，在以后的的日子我將會繼續(xù)保持這份做學問的態(tài)度和熱情。 1.2 數(shù)控加工工藝的特點 進行數(shù)控加工時，數(shù)控機床受數(shù)控系統(tǒng)的指令，完成各種運動、實現(xiàn)各種加工要求。因此在編程加工之前，需要對影響加工過程的各種加工工藝因素，在大多數(shù)情況下，許多具體的問題是由操作工人依據(jù)自己的實踐經(jīng)驗和習慣自行考慮和決定的。就是說，本來由操作工人在加工中靈活掌握可通過適時調(diào)整來處理的許多工藝問題，在數(shù)控加工時就轉(zhuǎn)變?yōu)榫幊倘藛T必須事先設(shè)計明確安排的內(nèi)容。 在數(shù)控加工的工藝設(shè)計中必須注意加工過程中的每一個環(huán)節(jié)，做到萬無一失。在實際中一個字符、一個小數(shù)點或一個逗號的差錯都可能釀成重大的機床事故和質(zhì)量事故。因為數(shù)控機床比其它機床價格要貴得多，其加工通常也是一些形狀比較復(fù)雜、價格也較高的工件，所以萬一損壞機床或工件報廢就會造成較大的損失。根據(jù)大量加工實例分析，數(shù)控工藝考慮不周和計算編程時的粗心大意是造成數(shù)控加工失誤的主要原因。因此，要求編程人員除必須具備較扎實的工藝基本知識和較豐富的實際工作經(jīng)驗外，還要必須具備耐心和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L。 一般來說，在普通機床上是根據(jù)機床的種類進行單工序加工，而在數(shù)控機床上往往是在一次裝夾中完成鉆、擴、鉸、銑、鏜等多工序加工。這種“多序和一”的現(xiàn)象也屬于“工序集中”的范疇，極端情況下，在一臺加工中心上可以完成加工的全部加工內(nèi)容。 1.3 數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容 實踐證明，數(shù)控加工工藝主要包括如下幾個方面的內(nèi)容： 1．確定零件的的工序內(nèi)容，選擇適合加工的數(shù)控機床。 2．分析要加工零件圖樣，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求，在此基礎(chǔ)上確定加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線。例如：工序的劃分、加工順序的安排、與傳統(tǒng)加工工序的銜接等。 3．設(shè)計數(shù)控加工工序。例如：工步的劃分、零件的定位與夾具的選擇、刀具的選擇、切削用量的確定等。 4．數(shù)控編程中有關(guān)工藝問題處理。例如：對刀點、換刀點的選擇、加工路線的確定、刀具的補償。 5．分配數(shù)控加工中的容差。 47 2 工藝性分析 2.1 零件介紹 以下圖2.1是本次設(shè)計加工的零件的二維圖紙,若圖紙不清楚詳見附件CAD零件圖。 圖2.1零件二維圖 圖2.2零件三維圖 2.2 零件加工工藝性分析 該零件材料為HT200。由圖可知，本次零件多個表面需要加工。本次設(shè)計零件表面粗糙度最高要求為Ra0.8um，各尺寸精度要求較高，詳細見零件圖。對箱體加工表面進行分析。具體加工要求如下： 箱體底面 粗糙度6.3 Φ74端面 粗糙度3.2 Φ54端面 粗糙度Ra3.2 Φ42H7孔 粗糙度1.6 Φ50H7孔 粗糙度1.6 Φ30H7孔 粗糙度Ra1.6 4-Φ15孔 4-Φ9孔 M10-7H螺紋 2-M141.5-7H螺紋 Φ74端面上4-M6-7H Φ54端面上3-M6-7H 粗糙度Ra0.8 2-Φ6錐銷孔 技術(shù)要求： 1.未注圓角：R3～R5。 2.未注倒角：C1。 3 零件加工工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 毛坯的選擇 1.鑄件：對形狀較復(fù)雜的毛坯，一般可用鑄造方法制造。目前大多數(shù)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（如金屬型制造、離心鑄造和壓力鑄造等）。 2.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。 3.型材：機械制造中的型材按截面形狀可分為：圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、角鋼、槽鋼好其他特殊截面的型材。型材有熱軋和冷壓兩類，熱軋型材尺寸較大，精度較低。多用于一般零件的毛坯；冷拉型材尺寸較小，精度較高，多用于毛坯精度較高的中小型零件。易實現(xiàn)自動送料，適宜于自動加工。 4.組合毛坯：將鑄件、鍛件、型材或經(jīng)局部機械加工的半成品組合在一起，也可作為機械加工的毛坯，組合的方法一般是焊接。例如，有些形狀復(fù)雜的中小件，可用板材經(jīng)沖壓后焊成毛坯，一些大型機座先將板材或型材切下盾焊成毛坯；有些件先粗加工后再焊接成毛坯，如大型曲軸，先分段鍛出各曲拐，并將個曲拐年粗加工，然后將各個曲拐成粗加工，然后將各個曲拐按規(guī)定的分布角度連接成整體毛坯，在進行精加工。 零件材料為HT200，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為7級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 3.2 定位基準的選擇及工藝路線的確定 3.2.1定位基準的選擇 零件的定位基準可以在零件外也可以在零件本身上。機械圖紙上幾何尺寸的基準通常是零件上的點或線或面。在機械行業(yè)悠久的發(fā)展歷程中總結(jié)了多項關(guān)于在定位基準的選擇時應(yīng)遵循的原則。本文從精基準粗基準兩方面進行說明。 1．精基準的選擇原則 重點考慮：如何較少誤差，提高定位精度。 （1）基準重合原則。（2）基準統(tǒng)一原則。該原則能夠保證尺寸之間的相對準確度，避免引入加工誤差。（3）互為基準原則。該原則通常用在磨削工藝中。（4）自為基準原則。適用于精度要求高的場合。 2．粗基準的選擇原則 粗基準的選擇應(yīng)遵循以下原則： （1）選擇表面加工余量均勻的面；表面加工余量均勻的表面能體現(xiàn)精密零件該面方位，具有相對高的可靠性。（2）以不加工表面為粗基準?？梢员ＷC其它加工面的位置關(guān)系準確可靠。（3）便于裝夾固定；裝夾裝置不應(yīng)影響到加工裝置的加工。 根據(jù)上述原則，本次加工零件此設(shè)計選擇?74端面和?50H7的毛坯孔作為定位粗基準。選擇箱體的底面和Φ42H孔作為定位精基準。 3.2.2工序的劃分 1、工序集中原則 工序集中原則就是將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，每一道工序的加工內(nèi)容較多。工序集中有利于采用高效的專用設(shè)備和數(shù)控機床，減少機床數(shù)量、操作工人數(shù)和占地面積；一次裝夾后可加工較多表面，不僅保證了各個加工表面之間的相互位置精度，同時還減少了工序間的工件運輸量和裝夾工件的輔助時間。但數(shù)控機床、專用設(shè)備和工藝裝備投資大，尤其是專用設(shè)備和工藝裝備調(diào)整和維修比較麻煩，不利于轉(zhuǎn)產(chǎn)。 2、工序分散原則 工序分散就是將工件加工分散在較多的工序內(nèi)進行，每道加工的內(nèi)容很少。工序分散使設(shè)備和工藝裝備結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整和維修方便，操作簡單，轉(zhuǎn)產(chǎn)容易；有利于合理選擇切削用量，減少機動時間。但工序分散工藝路線長，所需設(shè)備及工人人數(shù)多，占地面積大。 從另一方面分析，一個零件上往往有若干個表面需要進行加工，這些表面不僅本身有一定的精度要求，而且各個表面間還有一定的位置要求。為了達到精度要求，這些表面的加工順序就不能隨意安排，必須遵循一定的原則。這些原則包括基準的選擇和轉(zhuǎn)換，前工序為后繼工序準備好定位基準等內(nèi)容。所以工序的劃分還應(yīng)該遵循如下原則。 A.先基準后其他。 作為定位基準的表面應(yīng)在工藝過程一開始就加工。因為在后續(xù)工序中，都要把這個基準表面作為工件加工的定位基準來進行其他表面的加工。 B.先主后次。 定位基準加工好后，先進行精度要求較高的各主要表面的加工，然后在進行其他表面的加工。 C. 主要表面的精加工和光整加工一般放在加工的最后階段進行，以免受到其他工序的影響。次要表面的加工可穿插在主要表面加工工序之間進行。這就是“先粗后精”的原則。 3、常見的幾種數(shù)控加工工序的劃分方法 A.按安裝次數(shù)劃分工序。 從每一次裝夾作為一道工序，此種劃分工序的方法適用于加工內(nèi)容不多的零件。專用數(shù)控機床和加工中心常用此種方法。 B.按加工部位劃分工序。 按零件的結(jié)構(gòu)特點分成幾個加工部分，每一部分作為一道工序。 C.按所用刀具劃分工序。 這種方法用于工件在切削過程中基本不變形，退刀空間足夠大的情況。此時可以著重考慮加工效率、減少換刀時間和盡可能縮短走刀路線，刀具集中分序法是按所用刀具劃分工序，即用一把刀具或一類刀具加工完成零件上所需要加工的部位，以達到節(jié)省時間、提高效率為目的。 D.按粗、精加工劃分。 對毛坯余量較大和加工精度要求較高的零件，應(yīng)將粗加工和精加工分開，化成兩道或更多的工序。將粗車安排在精度較低、功率較大的數(shù)控機床上，精加工安排在精度較高的數(shù)控機床上。 根據(jù)上述分析，本次設(shè)計根據(jù)按安裝次數(shù)劃分工序，零件的加工路線安排如下 工序1：鑄造毛坯 工序2：熱處理，人工時效 工序3：銑削加工零件下表面 工序4：對零件上表面輪廓特征進行加工 工步1：用φ50面銑刀粗加工φ74頂面，留有精加工余量 工步2：用φ50面銑刀精加工φ74頂面至圖紙尺寸要求 工步3：用φ20立銑刀對φ52H7及φ42H7孔進行粗加工，留有精加工余量 工步4：半精加工φ52H7及φ42H7孔，留有精加工余量 工步5：用φ20立銑刀對φ52H7及φ42H7孔精加工至圖紙尺寸要求 工步6：倒角加工 工步7：對4-M6螺紋孔鉆φ5孔 工步8：對4-M6螺紋孔進行攻牙 工步9：锪沉孔4-Φ15深6 工步10：鉆4-Φ9孔 工序5：對零件左側(cè)面輪廓特征進行加工 工步1：用φ50面銑刀φ粗加工φ54端面，留有精加工余量 工步2：用φ50面銑刀精加工φ54端面進行至圖紙尺寸要求 工步3：用φ12立銑刀對φ30孔進行粗加工，留有精加工余量 工步4：半精加工φ30孔，留有精加工余量 工步5：用φ12立銑刀對φ30孔孔精加工至圖紙尺寸要求 工步6：倒角加工 工步7：對3-M6螺紋孔鉆φ5孔 工步8：對3-M6螺紋孔進行攻牙 工序6：對零件后表面的孔進行加工 工步1：锪沉孔φ18 工步2：鉆M10-7H螺紋底孔φ8.5 工步3：攻M10-7H螺紋 工步4：锪沉孔φ22 工步5：鉆M14X1.5-7H螺紋底孔φ12.5 工步6：攻M14X1.5-7H螺紋 工序7：對零件前表面的孔進行加工 工步1：锪沉孔φ22 工步2：鉆M14X1.5-7H螺紋底孔φ12.5 工步3：攻M14X1.5-7H螺紋 工序8：配做加工零件錐銷孔 工步1：鉆φ5.8孔 工步2：鉸孔φ6 工序9：去毛刺、清洗 工序10：檢驗 3.3 選擇并確定工藝裝備 3.3.1數(shù)控機床的選擇 數(shù)控銑床主要分為普通數(shù)控銑床和加工中心。普通數(shù)控銑床中最典型的是立式數(shù)控銑床。主軸帶動刀具旋轉(zhuǎn)，主軸箱可上下移動，工作臺可沿橫向和縱向移動。具有三軸聯(lián)動的功能，用于各類復(fù)雜的平面、曲面和殼體等類零件的加工。概括起來機床的選用要滿足一下要求： (1)保證加工零件的技術(shù)要求，能夠加工出合格產(chǎn)品； (2)有利于提高生產(chǎn)率； (3)有利于降低生產(chǎn)成本。 但由于機床工藝范圍、技術(shù)規(guī)格、加工精度、生產(chǎn)率及自動化程度各不相同。為了正確地為每一道工序選擇機床，除了充分了解機床的性能外，尚需考慮以下幾點： (1)機床的類型應(yīng)與工序劃分的原則相適應(yīng)。數(shù)控機床適用于工序集中的單件小批量生產(chǎn)；對于大批量生產(chǎn)，則應(yīng)選擇高效自動化機床和多刀、多軸機床；工序較分散則應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)簡單的專用機床。 (2)機床的主要規(guī)格尺寸應(yīng)與工件的外形尺寸和加工表面的有關(guān)尺寸相適應(yīng)。即小工件用小規(guī)格機床加工，大工件用大規(guī)格的機床加工。 (3)機床的精度與工序要求的加工精度相適應(yīng)。粗加工工序，應(yīng)選用精度低的機床；精度要求高的精加工工序，應(yīng)選用精度高的機床；但機床精度不能過低，也不能過高；機床精度過低，不能保證加工精度；機床精度過高，會增加零件制造成本。應(yīng)根據(jù)零件加工精度要求合理選擇機床。 采用發(fā)那科系統(tǒng)的數(shù)控加工中心進行銑削加工。KV650立式加工中心其主要機床參數(shù)如表3.1。 表3.1 KV650加工中心參數(shù)表 名 稱 單 位 數(shù) 值 工作臺面積（寬×長） mm 405×1370 工作臺縱向行程 mm 650 工作臺橫向行程 mm 450 主軸箱垂直向行程 mm 500 主軸端面至工作臺面距離 mm 100～600 主軸錐孔 ISO40 （BT40刀柄） 轉(zhuǎn)速范圍 r/min 60～6000 進給速度 mm/min 5～8000 快速移動速度 mm/min 10000 定位精度 mm 0.008 重復(fù)定位精度 mm 0.005 機床需氣源 MP 0.5～0.6 加工工件最大重量 Kg 700 3.3.2夾具的選擇 數(shù)控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求，一是要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；二是要能保證零件與機床坐標系之間的準確尺寸關(guān)系。依據(jù)零件毛料的狀態(tài)和數(shù)控機床的安裝要求，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： （1）當零件加工批量不大時，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)準備時間，節(jié)省生產(chǎn)費用。在成批生產(chǎn)時可以考慮采用專用夾具，同時要求夾具的結(jié)構(gòu)簡單。 （2）裝夾零件要方便可靠，避免采用占機人工調(diào)整的裝夾方式，以縮短輔助時間，盡量采用液壓、氣動或多工位夾具，以提高生產(chǎn)效率。 （3）在數(shù)控機床上使用的夾具，要能夠安裝準確，能保證工件和機床坐標系的相對位置和尺寸，力求設(shè)計基準、工藝基準與編程原點統(tǒng)一，以減少基準不重合誤差和數(shù)控編程中的計算工作量。 （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，達到充分提高數(shù)控機床效率的目的。 本箱體零件外形比較復(fù)雜，應(yīng)在專用夾具上進行裝夾才能保證加工精度。 3.3.3刀具選擇 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。 表3.2 零件刀具卡片 產(chǎn)品名稱 零件名稱 序號 刀具號 刀具名稱 數(shù)量 刀具規(guī)格 備注 直徑/mm 刀柄 1 T01 面銑刀 1 Φ50 BT40 硬質(zhì)合金 2 T02 立銑刀 1 Φ20 BT40 硬質(zhì)合金 3 T03 球頭刀 1 Φ6 BT40 硬質(zhì)合金 4 T04 麻花鉆 1 Φ5 BT40 高速鋼 5 T05 絲錐 1 M6 BT40 高速鋼 6 T06 锪孔鉆 1 Φ15 BT40 高速鋼 7 T07 麻花鉆 1 Φ9 BT40 高速鋼 8 T08 立銑刀 1 Φ12 BT40 硬質(zhì)合金 9 T09 锪孔鉆 1 Φ18 BT40 高速鋼 10 T10 麻花鉆 1 Φ8.5 BT40 高速鋼 11 T11 絲錐 1 M10 BT40 高速鋼 12 T12 锪孔鉆 1 Φ22 BT40 高速鋼 13 T13 麻花鉆 1 Φ12.5 BT40 高速鋼 14 T14 絲錐 1 M14 BT40 高速鋼 15 T15 麻花鉆 1 Φ5.8 BT40 高速鋼 16 T16 鉸刀 1 Φ6 BT40 高速鋼 編制 審核 批準 共1頁 第1頁 4 確定參數(shù)及卡片的填寫 4.1 背吃刀量的選擇 粗加工時，除留下精加工余量外，一次走刀盡可能切除全部余量。在加工余量過大、工藝系統(tǒng)剛性較低、機床功率不足、刀具強度不夠等情況下，可分多次走刀。當遇切削表面有“硬皮”的鑄鍛件時，應(yīng)盡量使用大于硬皮層的厚度，以保護刀刃。精加工的加工余量一般較小，可一次切除。在中等功率機床上，粗加工的背吃刀量可達8～10 mm；半精加工的背吃刀量取0.5～5 mm；精加工的背吃刀量取O.2～1.5mm。 在本次的加工中粗銑削時，留有0.5mm的余量。 4.2 進給速度的確定 進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取，最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。 粗加工時，由于對工件的表面質(zhì)量沒有太高的要求，這時主要根據(jù)機床進給機構(gòu)的強度和剛性、刀桿的強度和剛性、刀具材料、刀桿和工件的尺寸以及已選定的背吃刀量等因素來選取進給速度。 精加工時，則按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素來選取進給速度。 4.3 切削參數(shù)的確定 切削速度f可根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進給量及刀具耐用度進行選取。實際加工過程中，也可根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和查表的方法來選取。 粗加工或工件材料的加工性能較差時，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，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： 來確定主軸轉(zhuǎn)速n(r／min)。 在工廠的實際生產(chǎn)過程中，切削用量一般跟據(jù)經(jīng)驗并通過查表的方式來進行選取。 （1）φ50面銑刀 粗加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=90m/min，f=0.3mm/r，ap=1mm。 則：主軸轉(zhuǎn)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(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=110m/min，f=0.2mm/r，ap=0.5mm。 則：主軸轉(zhuǎn)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）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 （3）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 （4）φ5麻花鉆 加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=20m/min，f=0.05mm/r。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×20）/（3.14×5）]r/min=1273r/min取1300r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.05×1300）mm/min=65mm/min （5）M6絲錐 根據(jù)實際加工經(jīng)驗，主軸轉(zhuǎn)速取選取400r/min，進給速度取400mm/min。 （6）φ15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）/（3.14×15）]r/min=682r/min取680r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.1×680）mm/min=68mm/min （7）φ9麻花鉆 加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=25m/min，f=0.05mm/r。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×25）/（3.14×9）]r/min=884r/min取900r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.05×900）mm/min=45mm/min （8）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 （9）φ18锪孔鉆 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）/（3.14×18）]r/min=545r/min取550r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.1×550）mm/min=55mm/min （10）φ8.5麻花鉆 加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=25m/min，f=0.05mm/r。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×25）/（3.14×8.5）]r/min=936r/min取950r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.05×950）mm/min=47mm/min （11）M10絲錐 根據(jù)實際加工經(jīng)驗，主軸轉(zhuǎn)速取選取300r/min，進給速度取450mm/min。 （12）φ22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）/（3.14×22）]r/min=438r/min取450r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.1×450）mm/min=45mm/min （13）φ12.5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(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×25）/（3.14×12.5）]r/min=663r/min取700r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.1×700）mm/min=70mm/min （14）M14絲錐 根據(jù)實際加工經(jīng)驗，主軸轉(zhuǎn)速取選取200r/min，進給速度取300mm/min （15）φ5.8麻花鉆 加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=20m/min，f=0.05mm/r。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×20）/（3.14×5.8）]r/min=1158r/min取1200r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.05×1200）mm/min=60mm/min （16）φ6鉸刀 加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=23m/min，f=0.04mm/r。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×23）/（3.14×6）]r/min=1220r/min取1200r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.04×1200）mm/min=48mm/min 4.4 制定工藝文件 詳細機械加工工藝過程卡件附件A 4.5 工序卡 詳細機械加工工序卡件附件A 5 基于UG軟件的數(shù)控程序編制 5.1 零件編程方法選擇 進行數(shù)控編程的方法有兩種，一種是手工的，還有一種是自動的。手工編程是由人來進行的，將刀具的軌跡算出來，并且編制生產(chǎn)程序。如果零件的形狀比較簡單，并且加工程序很短的時候，手工編程更加的簡單，方便。自動編程通過電腦，還有編程軟件來進行程序的編制和計算的。如果零件的形狀非常復(fù)雜，尤其是建立三維模型或者是算刀具運動軌跡的時候，一般編程都采取自動的方式。 論文里面設(shè)計的這個零件是復(fù)雜零件的，并且加工工藝還很復(fù)雜，所以在進行編程的時候選擇自動編程。 5.2 零件數(shù)控加工程序的編寫 5.2.1進入UG加工模塊 ①將NX打開。雙擊UG NX，進到軟件里面去。 圖5.1 UG界面 ②將模型文件打開。點擊主菜單里面的【文件】/【打開】，軟件會跳出來 “打開”對話框，在這個里面選擇對的路徑還有對的文件名，之后點擊 “OK”，零件的模型也就打開。 圖5.2 打開零件模型 ③進到加工板塊。同時按下去Ctrl+alt+m，進到UG NX CAM板塊，系統(tǒng)就跳出來一個對話框，就是 “加工環(huán)境”，對它進行初始化設(shè)置，“mill-contour（輪廓銑）”，點擊 “確定”，就進到加工板塊。圖紙5.3展示的就是。 圖5.3 加工環(huán)境 5.2.2創(chuàng)建程序 ①對導(dǎo)航器進行操作的時候，在空白的地方點鼠標右邊的鍵，系統(tǒng)就會出來一個快捷菜單，點擊 “程序順序視圖”命令。選擇【插入】工具欄，然后點擊【創(chuàng)建程序】，之后跳出來 “創(chuàng)建程序”對話框。 圖5.4創(chuàng)建刀具 ②在文件名的地方輸進去文件的名字，點擊 “確定”。 5.2.3創(chuàng)建刀具 ①點擊【插入】工具欄，點【創(chuàng)建刀具】，電腦桌面就會跳出來一個 “創(chuàng)建刀具”對話框，圖紙5.4展示。 ②確定“類型”是“mill-contour”（輪廓銑），選擇“刀具子類型”，點擊“MILL”（銑刀），將文件名“D20”輸入到“名稱”那一欄里面去，系統(tǒng)就會跳出來一個界面，在直徑那個地方輸進去 “20”，在“底圓角半徑”里面輸進去“0”，將“75”輸?shù)健伴L度”這一欄里面，將“50”輸?shù)健暗度虚L度”這一欄里面，按照順序?qū)?shù)據(jù)輸入進去，這樣就可以將別的刀具都創(chuàng)建出來，接下來繼續(xù)。中輸入依次這樣來創(chuàng)建其他刀具，完成刀具的創(chuàng)建，繼續(xù)下一步。 5.2.4創(chuàng)建幾何體 ①對導(dǎo)航器進行操作的時候，在空白的地方點擊鼠標右鍵，電腦就會跳出來快捷界面。 ②點擊快捷界面的 “幾何視圖”，會有圖標出現(xiàn)在導(dǎo)航器里面，雙擊這個圖標，軟件就會有對話框跳出來。 ③在 “安全設(shè)置選項”選擇“自動”、將“10”輸入到“安全距離”里面去。點擊 “指定MCS”里面的“自動判斷”按鍵，將工作面確定下來，點擊 “確定”按鈕。圖紙5.5里面就是這個機床的坐標系怎么進行創(chuàng)建的。 圖5.5機床坐標系 ④雙擊操作導(dǎo)航器里面的圖標，電腦界面就跳出來一個“工件幾何體”對話框，圖紙5.6展示的就是。 在這個界面點擊 “指定部件”，這個時候電腦上就會跳出來 “部件幾何體”，點中“幾何體”按鍵，點擊“過濾方法”，出現(xiàn)一個下拉表，選中 “體”，點“全選”，將圖里面所有可以看到的零件模型都選中，點擊鼠標的中間鍵，又回到“工件幾何體”界面。 圖5.6工件幾何體 ⑤指定毛坯。圖紙5.6里面的 “工件幾何體”界面里面，點 “指定毛坯”，這個時候就會跳出一個圖紙里面展示的“毛坯幾何體”界面，在這個界面里面點 “自動塊”，點鼠標的中鍵，又回到“工件幾何體”界面，點鼠標中間鍵，這樣幾何體的選擇就可以完成了。 5.2.5底面輪廓銑削編程 （1）創(chuàng)建操作 ①點【插入】上的【創(chuàng)建操作】選項，系統(tǒng)里面就會跳出來一個“創(chuàng)建操作”，就像圖紙5.8里面展示的，確定“類型”是“mlii-laanar”，確定“操作子類型”是“FACE_MILLING_AREA”，“刀具”確定為“D50”、“幾何體”選擇是“WORKPIECE1”、“方法”選擇是“MEHOD”、“名稱”設(shè)定成為我們要的名字，點擊界面的“確定”按鍵，跳出來一個對話框“銑”。 圖5.8創(chuàng)建操作 （2）將切屑部分設(shè)定好 點“銑”，選擇“指定切削區(qū)域”，電腦上就跳出來一個“切削區(qū)域”，將切屑部分設(shè)定好，點擊確定，之后就又回到 “銑”界面。 （3）生成刀軌 ①切削模式。在這樣的模式下選“跟隨部件”。 ②歩距。確定步距的時候在下拉表里面點“75%刀具平直”。 ③全局每刀深度。在這一項輸進去 “1”。圖5.9里面就在進行這項操作。 圖5.9參數(shù)設(shè)置 在里面的數(shù)據(jù)都定下來之后，點擊對話框最下面的【生成】，粗加工刀軌就有了，圖5.10展示的就是。 圖5.10粗加工刀軌 5.2.6上表面廓銑削編程 在上一個小章節(jié)中，已經(jīng)詳細講述了下表面外輪廓銑削編程，采用的是平面輪廓銑的方式。本次加工內(nèi)輪廓也是采用平面輪廓銑的方式，采用上一小章節(jié)同樣的方法進行編程加工。 1、平面加工設(shè)置，選擇φ50mm面銑刀，設(shè)置加工余量、轉(zhuǎn)速、進給，把里面的數(shù)據(jù)都定下來之后，點擊對話框最下面的【生成】，加工刀軌就有了，圖5.12展示的就是。 圖5.12粗加工刀軌 圖5.13精加工刀軌 2、鏜孔加工設(shè)置，選擇φ20mm立銑刀，把余量設(shè)置為0.5mm，確定主軸的速度大小是 、進刀。里面的數(shù)據(jù)都定下來之后，點擊對話框最下面的【生成】，加工刀軌就有了，圖5.14展示的就是。 銑刀鏜孔？ 圖5.14鏜孔加工刀軌 4、倒角加工，點【插入】，再點【創(chuàng)建操作】，系統(tǒng)里面就會自己跳出來一個 “創(chuàng)建操作”界面，“類型”確定為“mlii-contour”， “操作子類型”確定為“FIXED_CONTOUR”，、“刀具”定為“R3”、“幾何體”確定為“WORKPIECE2”，點確定之后，就跳出來一個跟圖紙5.15里面的“創(chuàng)建操作”界面。 圖5.15創(chuàng)建操作對話框 ②切削所處的地點設(shè)定好 點“固定輪廓銑”，選擇【指定切削區(qū)域】，電腦界面就會出來一個“切削區(qū)域”的界面，將切削的地點設(shè)定好，點擊確定，回到最開始的界面。就像圖紙5.16展示的： 圖5.16切削區(qū)域 ③刀軌生成 點擊【切削區(qū)域】，進到陡峭空間范圍。選擇“陡峭空間范圍”為“無”。 選擇驅(qū)動方式，切削模式設(shè)定成為跟隨周邊、方向向內(nèi)、切削方式確定為順銑、步距選擇恒定、距離的數(shù)據(jù)是0.25mm、步距已經(jīng)在步件設(shè)定好。 固定輪廓銑里面的全部數(shù)據(jù)都定下來之后，點對話框下面的生產(chǎn)圖標，就出來圖5.17里面的圖片。 圖5.17倒角加工刀路 5、鉆孔加工 ①在加工創(chuàng)建工具條中，點“創(chuàng)建操作”，系統(tǒng)就會跳出來“創(chuàng)建操作”。 ②“創(chuàng)建操作”界面力，點“類型”選中“drill”，之后在“操作子類型”里面，點，銑模板圖標PECK-DRILLING啄鉆。 點“創(chuàng)建操作”，對別的數(shù)據(jù)進行設(shè)定：程序、刀具為φ5麻花鉆、幾何體選擇workpiece1、方法、名稱。 點“創(chuàng)建操作”上的“確定”，將孔，設(shè)定零部件的面，下面的面，還有循環(huán)的方式，進給，還有速度都選擇好，圖紙5.18展示。 圖5.18創(chuàng)建操作 ③生成操作，就像圖紙5.19里面展示的。 圖5.19鉆孔刀軌 圖5.20鉆孔刀軌 5.2.7其余表面加工刀軌 在上一個小章節(jié)中，已經(jīng)詳細講述了平面銑削、型芯銑削、鉆孔加工編程操作。后續(xù)加工方法依照上面講述的，采用上一小章節(jié)同樣的方法進行編程加工。 圖5.21銑面加工刀軌 圖5.22鏜孔加工刀軌 圖5.23倒角加工刀軌 圖5.24鉆孔加工刀軌 圖5.25鉆孔加工刀軌 6 數(shù)控仿真加工及后處理程序 6.1 零件的數(shù)控仿真加工 為了保證數(shù)控加工當中加工的可靠性，我們要在數(shù)控加工零件之前就進行加工程序的驗證仿真步驟，這個時候重要，直接觀察在切削過程中可能遇到的問題并進行調(diào)整，而不實際占用和消耗機床、工件等資源。本次設(shè)計用到的UG軟件當中，有仿真加工的功能，找到對話框下面的【確認刀軌】按鈕，點擊進去。電腦界面就會跳出來“刀軌可視化”，點“2D動態(tài)”，點擊播放。 圖6.1刀軌可視化 刀軌確認是正確的之后，點確定按鍵，將界面關(guān)掉，下面的圖紙展示加工效果，這樣深加工的輪廓創(chuàng)建就好了。 圖6.2仿真加工 圖6.3仿真加工 圖6.4仿真加工 圖6.5仿真加工 圖6.6仿真加工 6.2 數(shù)控加工程序的后處理 后處理首先在操作導(dǎo)航器里面將每一個銑削的圖標都選中了，之后點加工操作里面的后處理，再接著點 “MILL-3-AXIS”，單位選擇“公制/部件”，點確定之后，系統(tǒng)就會將加工的NC加工代碼生成出來，下圖展示的就是。 圖6.7數(shù)控NC代碼 總結(jié) 本畢業(yè)設(shè)計是我們在走上各工作崗位之前對大學所學課程的一次深入綜合性的復(fù)習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，這次畢業(yè)設(shè)計是對我們幾年的大學學習一次考驗。 通過本次畢業(yè)設(shè)計，得到了以下各方面的鍛煉： 1.能熟練運用機械制造工藝設(shè)計中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排等問題，保證零件的加工質(zhì)量。 2.提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力。通過對零件加工工藝的分析，使我能夠根據(jù)被加工零件的加工要求，分析它的高效、省力、經(jīng)濟合理而且能保證加工質(zhì)量的工藝路線。 3.學會了使用手冊及圖表資料。了解了與本設(shè)計有關(guān)的各種資料的名稱、出處、并能夠做到熟練運用。 就我個人而言，通過這次設(shè)計，基本上掌握了零件機械加工工藝的規(guī)程，并學會了使用和查閱各種設(shè)計資料、手冊和國家標準等。最重要的是綜合運用所學理論知識，解決現(xiàn)代實際工藝分析問題，鞏固和加深了所學到的各門專業(yè)知識。并在設(shè)計過程中，請教了很多具有多年加工經(jīng)驗的專業(yè)教師。學到了很多課堂上不能學到的東西。 在本次設(shè)計過程中，由于對零件加工所用到的設(shè)備的基本性能和加工范圍缺乏全面的了解，缺乏實際的生產(chǎn)經(jīng)驗，導(dǎo)致在設(shè)計中碰到了許多的問題。但我通過請教導(dǎo)師和翻閱相關(guān)資料、查工具書，解決了一個又一個的問題。在這個過程中，使我對所學的知識有了進一步的鞏固和加深，而且也懂得了一些設(shè)計工具書的用途和查閱方法，與此同時鍛煉了我自己的動手能力。在以后的學習生活中，我將繼續(xù)刻苦努力，不段提高自己的技能。 本說明書主要是對零件的建模分析、工藝分析及編程，由于我自己的能力水平有限，分析中難免存在錯誤和不足之處，懇請各位老師給予指正，謝謝！ 致謝 歷時近一個半月，從論文選題到搜集資料，從寫初稿到反復(fù)修改，期間經(jīng)歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，在寫作論文的過程中心情是如此復(fù)雜。如今，伴隨著這篇畢業(yè)論文的最終成稿，復(fù)雜的心情煙消云散，自己甚至還有一點成就感。大學生活即將結(jié)束,我們也將迎接的最后一次考驗和競爭就是畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計是高等職業(yè)教育教學計劃的重要組成部分，是加強理論與實際相結(jié)合的實踐性教學環(huán)節(jié)，是各專業(yè)的必修課程。 這次畢業(yè)設(shè)計中，由于設(shè)計的需要，我仔細研究了零件圖，但在設(shè)計過程中，因自己經(jīng)驗不足，遇到了很多實際問題，例如選題、設(shè)計、資料收集以及最后定稿等。但這些問題都在老師的指導(dǎo)下得到了很好的解決，同時受到老師優(yōu)良工作品質(zhì)的影響，培養(yǎng)出了我緩中求穩(wěn)、虛心求教、實事求是、一絲不茍的工作學習作風，并樹立了明確的人生觀、價值觀與世界觀，為馬上開始的工作打下了良好的基礎(chǔ)。 盡管畢業(yè)設(shè)計的路是漫長的，過程是曲折的，但是，成果是甜美的。這次畢業(yè)設(shè)計，提高了我的繪圖、編寫技術(shù)文件、編寫數(shù)控程序、正確使用技術(shù)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風及工作作風。 由于本人能力有限，缺少設(shè)計經(jīng)驗，設(shè)計中漏誤在所難免，敬請各位老師指正批評，以使我對自己的不足得到及時的發(fā)現(xiàn)并修改，也使我在今后的學習、工作中避免再次出現(xiàn)。 最后，我要向在百忙之中抽時間對本文進行審閱、評議和參加本人論文答辯的各位老師和領(lǐng)導(dǎo)表示感謝！ 參考文獻 [1]潘文斌編.UG NX8.0數(shù)控編程教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013. 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