花瓣模型腔零件數控銑削加工工藝設計及編程仿真含NX三維及CAD圖.zip,花瓣,模型,零件,數控,銑削,加工,工藝,設計,編程,仿真,NX,三維,CAD 開題報告書 論文（設計）題目 花瓣模型腔零件數控銑削加工工藝設計 作 者 姓 名 所屬學院專業(yè)年級 指導教師姓名、職稱 預計字數 10000 開題日期 20XX.12.25 選題的根據： 一、選題背景與研究意義 目前國外機械設備的數控化率已達到85%以上，而我國的機械設備的數控化率不足20%，隨著我國機制行業(yè)新技術的應用，我國世界制造業(yè)加工中心地位形成，數控機床的使用、維修、維護人員在全國各工業(yè)城市都非常緊缺，再加上數控加工人員從業(yè)面非常廣，可在現代制造業(yè)的模具、鐘表業(yè)、五金行業(yè)、中小制造業(yè)、從事相應公司企業(yè)的電腦繪圖、數控編程設計、加工中心操作、模具設計與制造、 電火花及線切割工作，所以目前現有的數控技術人才無法滿足制造業(yè)的需求，而且人才市場上的這類人才儲備并不大，企業(yè)要在人才市場上尋覓合適的人才顯得比較困難，以至于導致模具設計、CAD/CAM工程師、數控編程、數控加工等已成為我國各人才市場招聘頻率最高的職位之一。 數控加工的廣泛運用給機械制造業(yè)的生產方式、產品結構、產業(yè)結構都帶來了深刻的變化，是制造業(yè)實現自動化、柔性化、集成化生產的基礎。運用數控機床，發(fā)揮其高精度、高效率等特點，是制造行業(yè)從業(yè)人員面臨的一個大問題；另一方面，飛行器制造工程專業(yè)正是要培養(yǎng)這種掌握數控工藝和加工技術的高端應用型人才。因此，熟練掌握數控加工工藝的制定，數據程序的編制和數控機床的操作等技能是大學課程知識的綜合體現。? 二、國內外研究動態(tài) 在國際市場，德國、美國、日本等幾個國家基本掌控了中高檔數控系統(tǒng)。國外的主要數控系統(tǒng)制造商有西門子(Siemens)、發(fā)那克(FANUC)、三菱電機(Mitsubishi Electric)、海德漢(HEIDENHAIN)、博世力士樂(Bosch Rexroth)、日本大隈(Okuma)等 隨著計算機領域中人工智能的不斷滲透和發(fā)展，數控系統(tǒng)的智能化程度也得到不斷提高。應用自適應控制技術數控系統(tǒng)能夠檢測到過程中的一些重要信息，并自動調整系統(tǒng)中的相關參數，改進系統(tǒng)的運行狀態(tài);車間內的加工監(jiān)測與管理可實時獲取數控機床本身的狀態(tài)信息，分析相關數據，預測機床狀態(tài)，使相關維護提前，避免事故發(fā)生，保證其不穩(wěn)定工況下生產的安全，減少機床故障率，提高機床利用率。應用先進的伺服控制技術，伺服系統(tǒng)能通過自動識別由切削力導致的振動，產生反向的作用力，消除振動。應用主軸振動控制技術，在主軸嵌入位移傳感器，機床可以自動識別當前的切削狀態(tài)，一旦切削不穩(wěn)定，機床會自動調整切削參數，保證加工的穩(wěn)定性。 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，我國數控機床也取得了快速發(fā)展。 中國通過引進技術、消化吸收和科技攻關、開發(fā)自主版權數控系統(tǒng)兩個階段，已為數控機床的產業(yè)化奠定了良好的技術基礎。數控機床新開發(fā)1300個品種，已有一定的覆蓋面。新開發(fā)的國產數控機床產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，為國家重點建設提供了一批高水平的數控機床。 數控系統(tǒng)的開發(fā)與生產也取得了一定成果：目前已新開發(fā)出80個品種。數控系統(tǒng)是數控機床的核心技術，其品種多少與質量好壞直接影響到國產數控機床的發(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，現已開發(fā)出具有中國版權的CNC系統(tǒng)，掌握了國外一直對中國封鎖的一些關鍵技術，為中國數控系統(tǒng)的自行開發(fā)、生產奠定了基礎。大部份數控機床配套產品已能生產，自我配套率超過60%。 主要內容： a、根據零件圖樣，畫出零件圖，對工件的形狀、尺寸、精度等級、表面粗糙度、材料和熱處理等技術要求進行分析。 b、選擇加工方案確定加工順序、加工路線、裝夾方式、刀具及切削用量參數等。要求有詳細的設計過程，合理的參數選擇。 c、根據零件圖的尺寸、確定的工藝路線及設定的工件坐標系，得到刀位數據。 d、加工路線、工藝參數及刀位數據確定后，可以根據數控系統(tǒng)規(guī)定的功能指令代碼及程序格式，逐段編寫加工程序單。 研究方法： （1） 比較分析法（2）實驗法（3）文獻研究法（4）實例研究法（5）定性定量分析法（6）數學計算方法（7）軟件仿真法（8）調查法。 預定完成期限： 2015.12.1-2015.12.30：完成開題報告。 2016年1月1～2月24日：了解工作條件和收集原始數據，制定初步設計方案，征求意見。 2016年2月24日～3月15日：畢業(yè)設計課題內容相關的資料；完成設計方案設計；分析、優(yōu)化結構，校核主要零件強度；修改不合理結構；完成設計、校核。 2016年3月16日～4月15日：工程圖制做，出圖，編寫設計說明書。 2016年16日～4月30日：設計說明書修改、定稿、打印，總結材料，準備答辯。 主要措施： 1.查閱大量相關文獻資料對課題的意義進行研究，對查閱的資料進行整理和運用，通過分析和研究找到課題的核心所在，歸納總結資料所涉及的有關研究狀況及成果，運用專業(yè)知識解決課題實際問題。 2.利用空閑的時間在圖書館多看看相關方面的書籍和學術論文，參閱本行業(yè)的設計的準則和案例等，增強自己的理論知識。 3.對其科學論點進行論證，然后使用本學科的研究方法以及經驗，對總結的信息進行深入的分析并加工處理，盡量使得論文脈絡清晰，突出學科特點和現實意義。 4.隨時與指導老師保持聯系，請教相關專業(yè)問題，聽取老師的建議使自己對論文的結構和框架能夠很好的把握，通過循序漸進的完成論文選題、開題報告、論文初稿以及修改，直至順利的通過論文答辯。 主要參考資料： [1]潘文斌編.UG NX8.0數控編程教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013. [2]王衛(wèi)兵等編著.UG NX6.0立體詞典：數控編程[M].杭州：浙江大學出版社,2010. [3]葉南海著.UG數控編程實例與技巧[M].北京：國防工業(yè)出版社,2005. [4]楊叔子主編.數控加工[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005. [5]榮瑞芳主編. 數控加工工藝與編程[M].西安:西安電子科技大學出版社,2006. [6]徐宏海著.數控加工工藝[M].北京：化學工業(yè)出版社,2008. [7]沈志雄,徐福林主編.金屬切削原理與數控機床刀具[M].廈門:復旦大學出版社,2012. [8]于輝著.數控加工工藝及刀具[M].北京：北京理工大學出版社,2009. [9]沈志雄,徐福林主編.金屬切削原理與數控機床刀具[M].廈門:復旦大學出版社,2012. [10]胡建新主編.數控加工工藝與刀具夾具[M].北京:機械工業(yè)版社,2010. 指導教師意見： 指導教師簽名： 年 月 日 數控加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 花瓣模型腔 共 3 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名 材料牌 3 銑削 45鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作件數 每臺件數 方坯 85X85X23 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 數控銑床 XD-40A 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 01 平口鉗 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 描圖 游標卡尺 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速r/min 切削速度m/min 進給量mm/r 切削深度mm 進給次數 工步工時 描校 機動 輔助 1 銑削零件6個表面至零件尺寸85X85X23mm，表面粗糙度Ra3.2um 面銑刀，游標卡尺 604 290 0.12 1 1 底圖號 裝訂號 設計（日期） 審核（日期） 標準化（日期） 會簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期  數控加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 花瓣模型腔 共 3 頁 第2 頁 車間 工序號 工序名 材料牌 4 磨削 45鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作件數 每臺件數 方坯 85X85X23 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 磨床 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 01 平口鉗 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 描圖 游標卡尺 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速r/min 切削速度m/min 進給量mm/r 切削深度mm 進給次數 工步工時 描校 機動 輔助 1 用φ20的立銑刀對外輪廓粗加工，留有精加工余量 平口鉗，游標卡尺，千分尺 1114 100 0.03 1 1 底圖號 2 用φ20的立銑刀對外輪廓進行精加工至圖紙尺寸要求 平口鉗，游標卡尺，千分尺 1273 76 0.02 0.5 1 裝訂號 設計（日期） 審核（日期） 標準化（日期） 會簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期  數控加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 花瓣模型腔 共 3 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名 材料牌 5 半精車一 45鋼 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制作件數 每臺件數 方坯 85X85X23 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 數控銑床 XD-40A 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 01 平口鉗 乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 準終 單件 描圖 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速r/min 切削速度m/min 進給量mm/r 切削深度mm 進給次數 工步工時 描校 機動 輔助 1 用φ10的立銑刀對花瓣形凹槽及孔粗加工，留有精加工余量 平口鉗，游標卡尺，千分尺 1326 119 0.03 1 1 底圖號 2 用φ10的立銑刀對花瓣形凹槽及孔進行精加工至圖紙尺寸要求 平口鉗，游標卡尺，千分尺 2123 127 0.02 0.5 1 裝訂號 設計（日期） 審核（日期） 標準化（日期） 會簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 3 數控加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 花瓣模型腔 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 45鋼 毛 坯 種 類 方坯 毛坯外形尺寸 85X85X23 每毛坯件數 1 每 臺 件 數 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內 容 車 間 工 序 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 夾具 量具 1 下料 下料85X85X23mm 金工 1 2 熱處理 時效處理 外協 2 3 銑 銑削零件6個表面至零件尺寸80X80X18mm，表面粗糙度Ra3.2um 機加 3 數控銑床 平口鉗 游標卡尺、千分尺 4 銑 對零件上表面外輪廓進行加工 機加 4 數控銑床 平口鉗 游標卡尺、千分尺 5 銑 對零件花瓣形凹槽及孔進行加工 機加 5 數控銑床 平口鉗 游標卡尺、千分尺 6 清洗 去毛刺、清洗 機加 7 檢 檢驗 機加 8 入庫 入庫 機加 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 花瓣模型腔零件數控銑削加工工藝設計 摘 要 這些年來我國家對數控技術的重視，數控技術的一直發(fā)展，因高效率、高精度、高質量從而使得數控加工技術的應用越來越廣泛。 本次設計任務是對零件的加工工藝設計與CAM，使用CAD制圖軟件將零件的二維圖形畫出來，再用UG軟件畫出三維圖紙。接著對零件結構、精度、技術要求進行分析。設計加工零件的數控工藝方案，選擇毛坯材料及大小、加工用的刀具、加工機床，以及合理的切削參數等。選擇出最佳的加工工藝方案，然后使用UG中的CAM模塊對零件的數控加工程序進行編制，完成本次設計。 關鍵詞: 銑削；CAD/CAM；數控加工工藝；編程 I Abstract In recent years, our country has attached great importance to the numerical control technology. The development of the numerical control technology has been developed for high efficiency, high precision and high quality, which makes the application of numerical control processing technology more and more widely. The task of this design is to design and processing technology of CAM parts, the use of CAD drawing software part of the 2D graphics drawn by UG software to draw 3D drawings. Then the structure of the parts, precision and technical requirements are analyzed. The NC process design of machining parts, choose the blank material and size of machine tool and for processing, and the reasonable cutting parameters. To select the best process technology program, and then use the CAM module in UG NC program for parts of the system, complete the design. Key words: milling, CAD/CAM, NC machining technology, programming  目 錄 摘 要 I Abstract II 第一章 緒論 3 1.1 數控加工技術國內外發(fā)展現狀 3 1.1.1我國數控技術發(fā)展現狀 3 1.1.2與國外的差距 3 1.2 數控加工技術國內外現狀 4 1.3數控機床的加工特點 5 第二章 工藝性分析 6 2.1零件介紹 6 2.2零件加工工藝性分析 7 2.3主要的技術要求 7 第三章 零件的加工工藝規(guī)程設計 8 3.1 毛胚的選擇 8 3.2加工工藝路線的確定 8 3.2.1加工路線劃分原則 8 3.2.2工藝路線安排 9 3.3選擇并確定工藝裝備 9 3.3.1數控機床的選擇 9 3.3.2夾具的選擇 10 3.3.3加工刀具的選擇 11 3.3.4量具的選擇 13 3.4切削用量的選擇原則 13 3.5切削用量的選擇 14 第四章 加工工藝文件制定 16 4.1制定數控加工工藝過程卡片 16 4.2數控加工工藝卡片 16 第五章 零件的數控程序編制 17 5.1編程方法的選擇 17 5.2.確定編程原點 17 5.3 UG軟件介紹 18 5.4 UG軟件編程操作 19 5.5數控仿真加工 25 5.6程序的后處理 29 總結 30 參考文獻 31 致謝 32 IV 第一章 緒論 1.1 數控加工技術國內外發(fā)展現狀 傳統(tǒng)的機床延伸了人的體力，成為工作母機，而數控技術賦予機床一個大腦，使機床變得越來越“聰明”。數控技術已經從被動執(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整和控制，在線測量工件尺寸、刀具破損和預測刀具壽命，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。數控機床具備智能化功能可以保證機床自動適應加工環(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。 數控系統(tǒng)的前瞻控制和軌跡平滑處理技術、位置與速度精確控制技術、工廠總線和網絡技術顯著提高了系統(tǒng)動態(tài)性能和控制精度，保證了數控機床的高速化、高精度和多軸聯動的穩(wěn)定性和可靠性。 1.1.1我國數控技術發(fā)展現狀 近年來，我國數控加工技術發(fā)展迅速，國產數控車床已完全能滿足國內市場需要。高性能的臥式車削中心和車銑復合中心，通過合資、引進技術和自主開發(fā)，某些產品已能滿足部分國內高端用戶要求。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． 經營理念的差距 國內某些企業(yè)的“市場導向”觀念是短視的、狹隘的，僅僅局限于產品的銷路好壞，簡單地賣產品，所謂的售后服務就是修機床。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，從產品競爭轉向服務競爭還沒有成為企業(yè)的核心經營理念。特別是對高端客戶的需求，國內機床企業(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。 國內某些企業(yè)忽視技術集成的重要性，把自己局限在生產機床設備的范疇，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。國外領先的機床企業(yè)普遍將軟、硬件集成作為產品結構調整的重要途徑。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． 關鍵技術的差距 與機床制造強國相較，我國數控機床在結構、技術水平、創(chuàng)新和研發(fā)能力等方面都還存在明顯的差距?；A技術、關鍵技術和共性技術尚未完全掌握。聚焦客戶需求，研發(fā)個性化的產品，開發(fā)專門化的數控機床，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，已成為制約我國數控機床產業(yè)發(fā)展的主要瓶頸。 關鍵技術的差距最終反映在國產數控機床產品的可靠性和精度穩(wěn)定性。即使數量較大的、我國能生產的、技術比較成熟的數控機床，如立式加工中心、中小規(guī)格臥式加工中心、數控車床等產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 國內企業(yè)在制定發(fā)展戰(zhàn)略時往往是以開發(fā)某種產品成為主線，大多數是一種跟隨和模仿外國領先企業(yè)產品的策略。有競爭力的企業(yè)應該將視線越過競爭對手而移向客戶的隱現和潛在需求，跨越現有的競爭邊界，從既定市場結構下的定位選擇向改變市場結構轉型，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、新產品引導并滿足市場不斷發(fā)展的需求，提升客戶的技術水平，為客戶追求利潤最大化，為自身開拓新的利潤空間。它將改變市場的結構，向市場提供超前的新產品，引導客戶認識新產品，使用新產品，受惠于新產品。 1.2 數控加工技術國內外現狀 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，我國數控機床也取得了快速發(fā)展。 中國通過引進技術、消化吸收和科技攻關、開發(fā)自主版權數控系統(tǒng)兩個階段，已為數控機床的產業(yè)化奠定了良好的技術基礎。數控機床新開發(fā)1300個品種，已有一定的覆蓋面。新開發(fā)的國產數控機床產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，為國家重點建設提供了一批高水平的數控機床。 數控系統(tǒng)的開發(fā)與生產也取得了一定成果：目前已新開發(fā)出80個品種。數控系統(tǒng)是數控機床的核心技術，其品種多少與質量好壞直接影響到國產數控機床的發(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，現已開發(fā)出具有中國版權的CNC系統(tǒng)，掌握了國外一直對中國封鎖的一些關鍵技術，為中國數控系統(tǒng)的自行開發(fā)、生產奠定了基礎。大部份數控機床配套產品已能生產，自我配套率超過60%。 1.3數控機床的加工特點 (1) 自動化程度高，具有很高的生產效率。除手工裝夾毛坯外，其余全部加工過程都可由數控機床自動完成。若配合自動裝卸手段，則是無人控制工廠的基本組成環(huán)節(jié)。數控加工減輕了操作者的勞動強度，改善了勞動條件；省去了劃線、多次裝夾定位、檢測等工序及其輔助操作，有效地提高了生產效率。 (2) 對加工對象的適應性強。改變加工對象時，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雜的調整，從而縮短了生產準備周期。 (3) 加工精度高，質量穩(wěn)定。加工尺寸精度在0.005～0.01 mm之間，不受零件復雜程度的影響。由于大部分操作都由機器自動完成，因而消除了人為誤差，提高了批量零件尺寸的一致性，同時精密控制的機床上還采用了位置檢測裝置，更加提高了數控加工的精度。 (4) 易于建立與計算機間的通信聯絡，容易實現群控。由于機床采用數字信息控制，易于與計算機輔助設計系統(tǒng)連接，形成CAD/CAM一體化系統(tǒng)，并且可以建立各機床間的聯系，容易實現群控。 34 第二章 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 2.2零件加工工藝性分析 該零件材料為45號鋼。由圖可知，四個側面為不加工面，全部加工面集中在上表面。該零件形狀復雜，主要有上表面輪廓包括一個異性凸臺、一個花瓣形狀的凹槽、一個φ20H8的孔，詳細見零件圖。擬將下表面作為主要定位基準，并在前道工序中加工出來，后用下表面作為基準，加工上表面。 2.3主要的技術要求 技術要求： 1.為注長度尺寸偏差±0.5mm 2.為注倒角C0.5 3.去除毛刺飛邊 第三章 零件的加工工藝規(guī)程設計 3.1 毛胚的選擇 根據該零件的圖紙要求，由于零件并不是很長，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。 毛坯的形狀和尺寸主要由零件組成表面的形狀、結構、尺寸及加工余量等因素確定的，并盡量與零件相接近，以達到減少機械加工的勞動量，力求達到少或無切削加工。但是，由于現有毛坯制造技術及成本的限制，以及產品零件的加工精度和表面質量要求愈來愈來高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通過機械加工達到零件的技術要求。毛坯尺寸選擇如下圖3.1所示。 圖3.1毛坯圖 零件的最大長度為80mm，寬度為80mm，厚度為18mm，因此可以給毛坯的長度寬度厚度單邊留2.5mm余量。以達到減少機械加工的勞動量的目的，減少加工成本。 3.2加工工藝路線的確定 3.2.1加工路線劃分原則 工件的機械加工工藝路線中要經過切削加工、熱處理和輔助工序。因此，當擬定工藝路線時要合理、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）基準先行 選為精基準的表面，應先進行價格，以便為后續(xù)工序提供可靠的精基準。如軸類零件的中心孔、箱體的地面或剖分面、齒輪的內孔和一端面等，都應安排在初始工序加工完成。 2）先粗后精 各表面均應按照粗加工→半精加工→精加工的順序依次進行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。 3）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），次要表面常穿插進行加工，一般安排在主要表面達到一定精度之后、最終精加工之前。 該零件的加工順序應嚴格按照以上原則進行加工。 3.2.2工藝路線安排 零件的加工路線安排如下 工序1：下料85X85X23mm 工序2：時效處理 工序3：銑削零件6個表面至零件尺寸80X80X18mm，表面粗糙度Ra3.2um 工序4：對零件上表面外輪廓進行加工 工步1：用φ20的立銑刀對外輪廓粗加工，留有精加工余量 工步2：用φ20的立銑刀對外輪廓進行精加工至圖紙尺寸要求 工序5：對零件花瓣形凹槽及孔進行加工 工步1：用φ10的立銑刀對花瓣形凹槽及孔粗加工，留有精加工余量 工步2：用φ10的立銑刀對花瓣形凹槽及孔進行精加工至圖紙尺寸要求 工序6：去毛刺、清洗 工序7：檢驗、入庫 3.3選擇并確定工藝裝備 3.3.1數控機床的選擇 通過分析 選定數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，不適合數控車床加工，為方形復雜零件適合數控銑床來加工，所以選擇數控銑床。并且零件尺寸不大，在經濟性的原則下可以選擇行程較小的銑床。 本零件選用XD-40A型數控銑床，采用FANUC0i-MB系統(tǒng)。該銑床的功能參數如表3.1下。 表3.1 XD-40A型數控銑床基本參數 機床重 4400Kg 最大載重 500kg 工作臺 1000mm長 600mm寬 坐標范圍 X800mm Y520mm Z520mm 軸承錐孔 NO.40(7:24) 最大鉆孔直徑 φ32 最大鏜孔直徑 φ100 主軸最高轉速 6500r\min 主軸功率 7.5/11kw X、Y、Z向切削進給速度 0-10000 mm\min 快速進給速度 X24 m\min Y24 m\min Z20 m\min 工作電源 380V 3.3.2夾具的選擇 數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系。依據零件毛料的狀態(tài)和數控機床的安裝要求，應選取能保證加工質量、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，應盡量采用組合夾具、可調夾具和其他通用夾具，以縮短生產準備時間，節(jié)省生產費用。在成批生產時可以考慮采用專用夾具，同時要求夾具的結構簡單。 （2）裝夾零件要方便可靠，避免采用占機人工調整的裝夾方式，以縮短輔助時間，盡量采用液壓、氣動或多工位夾具，以提高生產效率。 （3）在數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控編程中的計算工作量。 （4）盡量減少裝夾次數，做到一次裝夾后完成全部零件表面的加工或大多數表面的加工，以減少裝夾誤差，提高加工表面之間的相互位置精度，達到充分提高數控機床效率的目的。 根據上述分析，該零件結構簡單，能在一次裝夾中完成，采用精密平口鉗（圖3.2）從側面夾緊，以底面和兩側面定位（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程中不易松動，從而保證加工精度。 3.3.3加工刀具的選擇 刀具的選擇是數控加工工藝中的主要內容之一，不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工的質量。數控機床在選用刀具時，通常要考慮機床的加工能力、工序內容、工件材料等因素。數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，即選擇的刀具的幾何形狀應依據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，會產生變形而形成讓刀，使加工的型面出現斜面。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。 刀具的耐用度要高。由于數控銑床靠程序來控制精度，刀具如果磨損很快，則被加工零件的尺寸精度和型面精度就很難保證，故要用耐用度高的刀具。同時，刀具參數、幾何角度、排屑性能等因素也要綜合的考慮。 （2）數控加工刀具材料 高速鋼。又稱白鋼，它含有W 、Cr、Mo、V、Co等元素。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。但由于其允許的切削速度較低（50m/min），所以大多用于數控機床的低速加工。 硬質合金。硬質合金是有硬度和熔點都很高的碳化物（WC TiC等），用co mo ni做粘結劑制成的粉末冶金產品。在中速和大切削中發(fā)揮出優(yōu)良的切削性能。常用的硬質合金有鎢鈷合金、鎢鈦合金等。 刀具的選擇是數控加工工藝中的主要內容之一，不僅影響機床的加工效率，而且直接影響加工的質量。數控機床在選用刀具時，通常要考慮機床的加工能力、工序內容、工件材料等因素。數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，即選擇的刀具的幾何形狀應依據加工曲面的具體情況而定。 綜上所述，根據該零件的加工需求，確定該零件的刀具如表3.2所示。 表3.2加工刀具卡片 產品名稱或代號 花瓣模型腔 零件名稱 花瓣模型腔 零件圖號 程序編號 O0001 工 步 號 刀 具 號 刀具規(guī)格名稱 數量 加工表面 材料 1 T01 Φ50面銑刀 1 毛坯表面 YT15 2 T02 Φ20立銑刀 1 外輪廓 硬質合金 3 T03 Φ10立銑刀 1 凹槽、孔 硬質合金 編制 審核 共1頁 第1頁 產品名稱 或代號 1 零件名稱 花瓣模型腔 零件 圖號 程序 編號 O0001 3.3.4量具的選擇 從經濟價值選擇(經濟性)在保證測量精度和測量效率的前提下 ，能用專用量具的，不用萬能量具；能用萬能量具的，不用精密儀器。 由于本論文選擇的零件加工精度要求不高，所以選用游標卡尺 、千分尺作為檢查的 量具，即可達到加工精度的要求（如圖3.4）。 圖3.4量具 3.4切削用量的選擇原則 粗加工時，應盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度。? 選擇切削用量時應首先選取盡可能大的背吃刀量ap，其次根據機床動力和剛性的限制條件，選取盡可能大的進給量f，最后根據刀具耐用度要求，確定合適的切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次數減少，增大進給量f有利于斷屑。? 精加工時，對加工精度和表面粗糙度要求較高，加工余量不大且較均勻。選擇精車的切削用量時，應著重考慮如何保證加工質量，并在此基礎土盡量提高生產率。因此，精車時應選用較?。ǖ荒芴。┑谋吵缘读亢瓦M給量，并選用性能高的刀具材料和合理的幾何參數，以盡可能提高切削速度。? 3.5切削用量的選擇 切削用量的合理選擇直接影響到零件的表面質量以及加工效率，因此切削用量的選擇是數控加工工藝編制過程中不可缺少的一部分，根據經驗及查表確定該零件在數控加工過程中的切削用量。 刀具材質為硬質合金，可用于側銑，刀具齒數為4齒。所用參考書為《機械加工工藝手冊》，一下簡稱《手冊》。綜合各方面的因素選擇，v一般可取 1.T01面銑刀 粗銑： 精銑： 由公式可得主軸轉速為： 粗銑時： 精銑時： 查《手冊》，可知銑刀每齒的進給量為，可取 粗銑 精銑： 由公式則可得出進給速度為： 粗銑： 精銑： 2．T02 φ20硬質合金立銑刀 刀具材質為涂層高速鋼刀具齒數為3。 查《手冊》，可知v的取值范圍為，精銑時取，粗銑時取。 由公式： 可得主軸轉速為 粗銑： 精銑： 查《手冊》，銑刀每齒進給量取值范圍為，取 精銑: ; 粗銑: ; 由公式可得： 粗銑： 精銑： 3．T03 硬質合金立銑刀 刀具材質為涂層高速鋼刀具齒數為3。 查《手冊》，可知v的取值范圍為，精銑時取，粗銑時取。 由公式： 可得主軸轉速為 粗銑： 精銑： 查《手冊》，銑刀每齒進給量取值范圍為，取 精銑: ; 粗銑: ; 由公式可得： 粗銑： 精銑： 第四章 加工工藝文件制定 4.1制定數控加工工藝過程卡片 見附錄A-數控加工工藝過程卡 4.2數控加工工藝卡片 見附錄A-數控加工工藝卡片 第五章 零件的數控程序編制 5.1編程方法的選擇 數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。在先進的自動編程方法中，許多重要的經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。編程人員只需根據加工對象及工藝要求，借助數控語言編程系統(tǒng)規(guī)定的數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)現程序是否有錯誤。 5.2.確定編程原點 銑床編程坐標原點的位置是任意的，它是編程人員在編制程序時根據零件的特點選定的，為了編程方便，一般要根據工件的形狀和標注尺寸的基準以及計算最方便的原則來確定工件上某一點為編程坐標原點，具體選擇應注意以下幾點： 1.編程的坐標原點應選在零件圖的尺寸基準上，這樣便于坐標值的計算。 2.編程坐標原點應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.對稱的零件，編程坐標原點應設在對稱中心上;不對稱的零件，編程原點應設在外輪廓的某一角點上。 4.Z軸方向的零點一般設在工件表面。 本設計根據零件圖的對稱特點，編程原點設在工件的中心，Z軸坐標原點在工件的表面。 圖5.1工件坐標系 5.3 UG軟件介紹 UG NX加工模塊提供了連接基于UG的加工處理模塊UG NX所有加工模塊提供了相同的圖形窗口環(huán)境，用戶可以在沿運動軌跡的圖形觀察工具和圖形的修改，如延長和縮短或修改刀具路徑。該模塊還提供了一個共同點的加工編程功能，可用于鉆削、鏜削和鏜削加工。根據用戶對靈活用戶的需求進行修改和裁剪模塊的接口，并對標準化工具庫的定義、模型庫的處理參數進行了早期處理、半精加工和精加工等常用參數的歸一化處理，減少了訓練時間和優(yōu)化處理技術。UG軟件的所有模塊，可以直接生成的物理模型的處理程序，使整個模型。 UG NX加工后置處理模塊，用戶可以方便地建立自己的后置處理程序，該模塊在數控機床和加工中心的世界主流，在多年的實踐中的模塊已被證明在2至5軸或更多軸銑、2 ~ 4軸車削和電火花線切割。 5.4 UG軟件編程操作 在建好模之后就是加工了， 加工就是對零件圖的幾何元素進行數據定義，根據工藝規(guī)程輸入各種參數，如：切削深度、每次切深、加工余量、刀具參數、起刀點、退刀點等各種切削用量和參數。 用自動化編程軟件UG在計算機上進行刀具位置軌跡 計算，選取控制元素和島嶼等，計算機生成刀位文件。動態(tài)顯示刀具軌跡，刀具軌跡可進行編修。 啟動軟件，進入加工頁面（圖5.2），準備加工零件 圖5.2加工頁面 1. 選擇創(chuàng)建刀具，彈出對話框（圖5.3）選中，輸入刀具體名稱（圖5.3）。點擊選擇進入對話框，輸入刀具參數（圖5.3）刀具直徑為10mm，長度為75mm，刀刃為4。后面的刀具以這種方法繼續(xù)創(chuàng)建φ20mm立銑刀。 圖5.3刀具參數對話框 2. 選擇創(chuàng)建幾何體，彈出對話框（圖5.4）。選中 ，輸入幾何體名稱。點擊確定，進入對話框（圖5.5），設置安全距離為10mm，點擊選擇自動判斷 選擇工件上表面，建立工件坐標系。（圖5.6） 圖5.4對話框 圖5.5MCS 圖5.6工件坐標系 3.選擇創(chuàng)建幾何體，彈出對話框（圖5.7）。選中，輸入幾何體名稱。點擊確定，進入對話框（圖5.8） 圖5.7幾何體 圖5.8對話框 點擊指定部件，進入對話框，選擇幾何體，選中要加工的零件。點擊指定毛坯，進入對話框圖5.9 選中自動塊，毛坯創(chuàng)建完成。 圖5.9毛坯的設定 5、創(chuàng)建型腔銑操作 （1）單擊【插入】工具欄上的【創(chuàng)建操作】圖標，系統(tǒng)自動彈出如圖5.10所示的“創(chuàng)建操作”對話框，選擇“類型”為“mlii-contour”，選擇“操作子類型”為“CAVITY-MILL”（型腔銑），“刀具”選擇“D20”、“幾何體”設置為“WORKPIECE1”、“方法”設置為 “MEHOD”、“名稱”設置為“CAVITY-MILL-1”，單擊對話框中的“確定”按鈕將彈出“型腔銑”對話框。 圖5.10創(chuàng)建操作 （2）指定切屑區(qū)域 在“型腔銑”對話框中單擊“指定切削區(qū)域”圖標，系統(tǒng)彈出“切削區(qū)域”對話框，選擇切削區(qū)域，單擊確定鍵，返回“型腔銑”對話框。 （3）刀軌生成 ①切削模式。在“切削模式”下拉列表中選擇“跟隨部件”。 ②歩距。在“歩距”下拉列表選擇“%70刀具平直”。 ③全局每刀深度。在“全局每刀深度”文本輸入框中輸入“0.5”。如圖5.11參數設置。 圖5.11參數設置 ④切削參數。在“型腔銑”對話框中單擊【切削參數】圖標，系統(tǒng)彈出“切削參數”對話框，“策略”選項卡參數中設置“切削方向”為“順銑”、“切削順序”為“層優(yōu)先”、如圖5.11參數設置?！坝嗔俊边x項卡參數中設置使用“底部面和側壁余量一直”，“毛坯余量”為0.3，“部件側面余量”采用繼承自MILL-ROUGH為“0.5”，“內公差”為0.03、“外公差”為0.12。 ⑤非切削移動。在“型腔銑”對話框中單擊【非切削移動】圖標，系統(tǒng)彈出“非切削移動”對話框，傾斜角度設為“5”，“傳遞/快速”中的“區(qū)域之間”和“區(qū)域內”均設置為“前一平面”。 ⑥進給和速度。在“型腔銑”對話框中單擊【進給和速度】圖標，系統(tǒng)彈出如圖所示的“進給和速度”對話框，設置主軸速度（rpm）為“1200”、“進刀”為480 mmpm。單擊鼠標中鍵，返回“型腔銑”對話框。 ⑦在“型腔銑”對話框中指定了所有的參數后，單擊對話框底部操作組的【生成】圖標，生成如圖5.12所示的型腔銑粗加工刀軌。 圖5.12外輪廓粗加工刀路 圖5.13精加工加工刀路 6. 點擊按鈕 出現選擇第二個 型腔銑mill-contour 進入設置切削參數，選擇需要的銑刀。刀軌的設置選擇 跟隨部件的銑切削方式，刀具平面直徑為百分之70每刀深度為1mm，切削方式為層優(yōu)先。如下圖（圖5.14）。 圖5.14凹槽粗加工刀路圖 圖5.15精加工刀路圖 5.5數控仿真加工 在文章的最后，為了效驗本次設計，安排的切削參數，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5.16外輪廓粗加工仿真 圖5.17外輪廓精加工仿真 圖5.18內輪廓粗加工仿真 圖5.19內輪廓精加工仿真 圖5.20加工仿真完成圖樣 5.6程序的后處理 加工完之后輸出CLS刀具軌跡源文件然后生成機床數控系統(tǒng)所能接受的數控代碼。生成G代碼的過程：加工完成后就要生成G代碼了如下 點擊文件按鈕,后選擇需要的系統(tǒng)后處理文件，設定文件名字，點擊確定 即可生成G代碼。如下圖。 圖5.21程序后處理 總結 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，從分析設計到計算、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)設計有實踐性，綜合性，探索性，應用性等特點，本次選題的目的是數控專業(yè)教學體系中構成數控技術專業(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。 加工設計理論已經不拘泥于系統(tǒng)的理論基礎，開始強調產品尺寸精度，工藝嚴格性，從而更加有得于學生裝的數控編程及操作的創(chuàng)新精神和實踐能力。隨著畢業(yè)設計做完，也將意味我的大學生活即將結束，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，曾經為解決技術上的問題，而去翻我所學專業(yè)的書籍。經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。我選擇的畢業(yè)設計課程是：機械零件數控加工工藝與數控編程 。通過此次的分析，需要對刀具的切削參數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去復習以前的知識，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)課之間相關聯的知識也能很好的理解。 這次畢業(yè)設計，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。 參考文獻 [1]潘文斌編.UG NX8.0數控編程教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013. [2]王衛(wèi)兵等編著.UG NX6.0立體詞典：數控編程[M].杭州：浙江大學出版社,2010. [3]葉南海著.UG數控編程實例與技巧[M].北京：國防工業(yè)出版社,2005. [4]楊叔子主編.數控加工[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005. [5]榮瑞芳主編. 數控加工工藝與編程[M].西安:西安電子科技大學出版社,2006. [6]徐宏海著.數控加工工藝[M].北京：化學工業(yè)出版社,2008. [7]沈志雄,徐福林主編.金屬切削原理與數控機床刀具[M].廈門:復旦大學出版社,2012. [8]于輝著.數控加工工藝及刀具[M].北京：北京理工大學出版社,2009. [9]沈志雄,徐福林主編.金屬切削原理與數控機床刀具[M].廈門:復旦大學出版社,2012. [10]胡建新主編.數控加工工藝與刀具夾具[M].北京:機械工業(yè)版社,2010. 致謝 對老師的感謝還在這設計中間的悉心教導，不管是生活上的，還是學業(yè)上的，老師都能為我們著想，身為即將畢業(yè)的學生畢業(yè)設計是一個主要內容，但是就業(yè)的壓力也時刻壓在我們的身上，我們周轉于就業(yè)與畢業(yè)設計之間，老師總能給我們最好的安排，讓我們不至于亂了陣腳。不僅僅在生活上也能給予我們最大的支持和幫助，在畢業(yè)設計上也是不遺余力，總能想辦法解決我們存在的問題，有時候我們有自己的想法時，也能從我們的角度看問題，在我看來更多的時候我們是平等的，是在互相學習的，這一點我是敬佩的。 畢業(yè)設計就這樣結束了，也意味著大學也將在此畫上了一個大大的句號，對于這期間指導老師的悉心指導以及給予的幫助，同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了他們的支持和鼓勵。本次畢業(yè)設計才會順利完成。 總之，感謝每一位關心過我，愛護過我的人。滴水之恩，當涌泉相報。最后，再次感謝我的導師。