底座、底板零件數(shù)控銑加工工藝分析及自動編程含NX三維

底座、底板零件數(shù)控銑加工工藝分析及自動編程含NX三維,底座,底板,零件,數(shù)控,加工,工藝,分析,自動,編程,nx,三維 底板零件數(shù)控加工工藝分析及自動編程 摘 要? 隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的日益擴(kuò)大，數(shù)控加工技術(shù)對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用。由于效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體，高速、高精地加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，并且能縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。而對于數(shù)控加工而言,無論.是手工編程還是自動編程，它們在編程前都要對所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對一些工藝問題(如對刀點、加工路線等)也需做一些處理，并在加工過程中掌握控制精度的方法,如此才能加工出合格的產(chǎn)品。 本文著重介紹了運用UG軟件對底座的三維造型設(shè)計和數(shù)控加工過程，在底座的設(shè)計中要使設(shè)計的底座更加合理，要確定銑削方式、走刀方式等一系列設(shè)置，通過粗加工、二次開粗、曲面和腔槽的精加工最終得出底座數(shù)控加工程序。 關(guān)鍵詞：UG ;三維造型 ;數(shù)控加工 ;切削用量;銑削方式;走刀方式 目 錄 緒 論 1 第1章 零件的加工內(nèi)容分析 2 1.1 零件加工內(nèi)容 2 第2章 底座零件的建模 3 2.1 底座零件基于UGNX8.0的三維實體建模 3 2.1.1 下表面建模 3 2.1.2 上表面的建模 4 第2章 加工工藝分析 5 2.1 零件尺寸分析 5 3.2 各結(jié)構(gòu)的加工方法 5 3.3 毛坯分析與確定 5 3.4 數(shù)控機(jī)床選擇 6 3.41數(shù)控機(jī)床的選擇的注意事項 6 3.42機(jī)床的具體型號確定 6 3.5 制定加工方案 7 3.6零件加工順序的確定 8 3.6.1 切削加工工序的安排 8 3.6.2 輔助工序的安排 9 3.7 確定裝夾方法 9 數(shù)控銑床及加工中心常見的裝夾方式如下： 9 3.8 刀具與切削用量選擇 10 3.9 切削用量的選擇 10 3.61 確定背吃刀量 11 3.62確定主軸轉(zhuǎn)速 11 3.63 確定進(jìn)給速度 11 3.9 擬訂零件加工藝過程卡 13 3.10 擬訂零件加工工序卡 13 第4章 基于UGNX8.0編程 14 4.1 加工前的模型處理和加工準(zhǔn)備 14 4.1.1 模型處理 14 4.1.2 加工準(zhǔn)備 14 4.2 零件加工編程 17 4.2.1 創(chuàng)建操作加工下表面面 17 4.2.2創(chuàng)建操作加工上表面面 20 第5章　產(chǎn)生NC程序 33 5.1 仿真加工和仿真效果圖 33 5.2 產(chǎn)生NC程序 33 結(jié) 論 35 致謝 36 參考文獻(xiàn) 37 附 錄 38 第II頁 緒 論 1.1 底座行業(yè)簡介 底座是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備,底座工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)。加入wto后,經(jīng)濟(jì)往來十分頻繁,世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,人類消費逐漸增加,消費結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,消費增長帶來了全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,中國逐漸變成世界制造業(yè)中心。 目前,底座在中國有更大的發(fā)展,但與先進(jìn)國家相比有較大的差距。如:國內(nèi)底座精度低、壽命短、制造周期長,成型設(shè)備是過時了,規(guī)格品種少,新型底座材料的研究和開發(fā)工作用不大,CAD / CAE / CAM應(yīng)用水平仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家。 1.2 底座行業(yè)的前景 底座的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，領(lǐng)域已應(yīng)用到底座工業(yè)發(fā)展的更大和更高的要求來塑造快于其他制造行業(yè)的發(fā)展速度，已成為一個普遍規(guī)律，塑造世界市場的需求，近年來，，市場總額已經(jīng)在600?65億美元，而中國的出口并沒有底座至8％，“在”可以擴(kuò)大這個比例，并隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展趨勢越來越明顯，底座制造行業(yè)逐步中國和跨國公司轉(zhuǎn)移底座我國已成為對外國和私人資本采購更為明顯，繼續(xù)支持中國的底座業(yè)，中國的底座業(yè)更大于挑戰(zhàn)的機(jī)會，國際底座未來的市場前景，中國底座仍然很大的發(fā)展空間。 目前，中國正面臨著發(fā)達(dá)國家的技術(shù)優(yōu)勢和發(fā)展中國家，價格優(yōu)勢的雙重壓力。工業(yè)國家中死去，其技術(shù)和業(yè)務(wù)優(yōu)勢，在高端底座的競爭優(yōu)勢，因為他們正逐漸進(jìn)入該國，在中國底座行業(yè)成為一個巨大的挑戰(zhàn)，印度，泰國和東歐國家在最近幾年，工業(yè)底座發(fā)展十分迅速，其底座的價格也具有很強(qiáng)的競爭優(yōu)勢，中國的底座行業(yè)，成本和價格優(yōu)勢將逐漸減弱并最終消失。羅白回良玉說，中國必須死企業(yè)的技術(shù)，管理和人員培訓(xùn)工作，積極引進(jìn)國外先進(jìn)的底座制造技術(shù)，以提高高端產(chǎn)品的底座開發(fā)能力，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，底座，底座產(chǎn)品，不斷提高我國的國際競爭力。這樣底座行業(yè)才能穩(wěn)定發(fā)展。 第1章 零件的加工內(nèi)容分析 1.1 零件加工內(nèi)容 加工零件如圖1-1、1-2所示， 圖1-1上表面 圖 1-2 下表面 第2章 底座零件的建模 2.1 底座零件基于UGNX8.0的三維實體建模 2.1.1 下表面建模 進(jìn)入“草圖”對話框圖標(biāo)，在創(chuàng)建草圖中選擇現(xiàn)有平面，如圖2-1所示。點擊“確定”，則可進(jìn)行繪圖。根據(jù)圖1-1獲得底座零件基本尺寸繪圖，返回建模界面，點擊“拉伸”命令圖標(biāo)，彈出“拉伸”命令對話框，如圖2-2所示。 圖2-1 草圖編輯界面 圖2-2 拉伸編輯界面 2.1.2 上表面的建模 進(jìn)入“草圖”對話框圖標(biāo)根據(jù)圖獲得底座零件基本尺寸繪圖，返回建模界面，點擊“拉伸”命令圖標(biāo)，彈出“拉伸”命令對話框，繪制凸臺布爾運算選擇求和: 凹槽的繪制：進(jìn)入“草圖”對話框圖標(biāo)，在創(chuàng)建草圖中選擇現(xiàn)有平面，如圖2-1所示。點擊“確定”，則可進(jìn)行繪圖。根據(jù)圖1-1獲得底座零件基本尺寸繪圖，返回建模界面，點擊“拉伸”命令圖標(biāo)，彈出“拉伸”命令對話框，繪制凹槽布爾運算選擇求差，多次選擇求差命令，獲得各處凹槽。 第2章 加工工藝分析 2.1 零件尺寸分析 該零件主要由平面、內(nèi)輪廓、臺階、曲面組成，加工內(nèi)容為：總高為66.6799mm；240mm180mm的外輪廓；R2.5mm2、R10mm的圓角、R2mm5的曲面以及許多不規(guī)則型腔組成。 零件的主要加工要求為：外輪廓的尺寸未注公差要求IT14級(查表所得偏差值)；型腔公差分別為20H7（），形位公差分別為0.03mm、0.05mm、未注形位公差I(lǐng)T12級以及表面粗糙度要求較高為Ra3.2，其余未注表面質(zhì)量為Ra6.3。 3.2 各結(jié)構(gòu)的加工方法 使用盤銑刀銑削零件大面，使用較大的刀具對零件進(jìn)行第一次開粗，去除大部分切削余量，留0.2-0.4mm余量，跟具具體情況觀察是否對零件進(jìn)行二次粗加工以減小精加工時的切削余量，從而達(dá)到保證精加工各要求，提高表面粗糙度，提高加工精度。 3.3 毛坯分析與確定 毛坯采用鋁件 在采用數(shù)控加工時其加工表面應(yīng)有較充分的余量，根據(jù)圖紙所規(guī)定的尺寸，選擇毛坯尺寸為245mm×185mm×70mm的正六方體料，毛坯如圖3-1所示。 圖3-1 毛坯圖 3.4 數(shù)控機(jī)床選擇 3.41數(shù)控機(jī)床的選擇的注意事項 通過以上對零件的工藝分析，可知加工此零件需要的設(shè)備主要為加工中心，對于設(shè)備的型號的選擇主要考慮一下幾個方面： 1) 機(jī)床的加工范圍：例如機(jī)床的回轉(zhuǎn)直徑或者加工行程是否能夠滿足零件的機(jī)構(gòu)需求。 2) 機(jī)床的加工精度：所選擇的機(jī)床的加工精度必須大于零件的加工精度，這樣才能夠保證零件加工的可靠性 3) 機(jī)床的切削速度范圍：主要體現(xiàn)在機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速，一般來說較大的回轉(zhuǎn)直徑的設(shè)備，轉(zhuǎn)速都比較低，而較小的回轉(zhuǎn)直徑的設(shè)備轉(zhuǎn)速較高，從切削速度的角度來看，較大的設(shè)備是不適合加工較小尺寸的零件。 4) 機(jī)床的切削功率：機(jī)床所提供的切削力必須保證零件的順利加工，也就是說機(jī)床提供的切削力必須大于零件的切削抗力。 5) 機(jī)床的剛性 6) 機(jī)床的經(jīng)濟(jì)性:在滿足上述條件的情況下，竟可能選擇成本較低的設(shè)備，這樣可以大大降低生產(chǎn)成本。 3.42機(jī)床的具體型號確定 根據(jù)上述各點，為此零件選擇一臺數(shù)控加工中心，加工中心是從數(shù)控加工中心發(fā)展而來的。與數(shù)控加工中心的最大區(qū)別在于加工中心具有自動交換加工刀具的能力，通過在刀庫上安裝不同用途的刀具，可在一次裝夾中通過自動換刀裝置改變主軸上的加工刀具，實現(xiàn)多種加工功能。 具體型號參數(shù)如下: 表3-1 加工中心主要參數(shù) 加工中心是高效、高精度數(shù)控機(jī)床，工件在一次裝夾中便可完成多道工序的加工，同時還備有刀具庫，并且有自動換刀功能。加工中心所具有的這些豐富的功能，決定了加工中心程序編制的復(fù)雜性。能實現(xiàn)三軸或三軸以上的聯(lián)動控制，以保證刀具進(jìn)行復(fù)雜表面的加工。加工中心除具有直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)功能外，還具有各種加工固定循環(huán)、刀具半徑自動補(bǔ)償、刀具長度自動補(bǔ)償、加工過程圖形顯示、人機(jī)對話、故障自動診斷、離線編程等功能。 3.5 制定加工方案 加工方案又稱工藝方案，數(shù)控機(jī)床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路線等內(nèi)容。???在數(shù)控機(jī)床加工過程中，由于加工對象復(fù)雜多樣，特別是輪廓曲線的形狀及位置千變?nèi)f化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影響，在對具體零件制定加工方案時，應(yīng)該進(jìn)行具體分析和區(qū)別對待，靈活處理。只有這樣，才能使所制定的加工方案合理，從而達(dá)到質(zhì)量優(yōu)、效率高和成本低的目的，零件的加工方案確定如下： 1.備料245mm×185mm×70mm的正六方鋁件； 2.粗、精銑削下表面， 此面將作為基準(zhǔn)加工上表面。 3.粗、精銑削上表面，式切削測量，銑內(nèi)腔、臺階、曲面。 4.去毛刺； 5.終檢。 6.終檢。 上述方案，以下表面作為精加工定位基準(zhǔn)，減少加工時間，提高加工效率，能有效的完成底座零件的加工。 3.6零件加工順序的確定 在安排加工順序時一般應(yīng)遵循以下原則： 1) 先基準(zhǔn)面后其它 應(yīng)首先安排被選作精基準(zhǔn)的表面的加工，再以加工出的精基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，安排其它表面的加工。該原則還有另外一層意思，是指精加工前應(yīng)先修一下精基準(zhǔn)。 2) 先粗后精 這是指先安排各表面粗加工，后安排精加工。 3) 先主后次 主要表面一般指零件上的設(shè)計基準(zhǔn)面和重要工作面。這些表面是決定零件質(zhì)量的主要因素，對其進(jìn)行加工是工藝過程的主要內(nèi)容，因而在確定加工順序時，要首先考慮加工主要表面的工序安排，以保證主要表面的加工精度。在安排好主要表面加工順序后，常常從加工的方便與經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，安排次要表面的加工。此外，次要表面和主要表面之間往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位進(jìn)行加工。 4) 先面后孔 這主要是指箱體和支架類零件的加工而言。一般這類零件上既有平面，又有孔或孔系，這時應(yīng)先將平面（通常是裝配基準(zhǔn)）加工出來，再以平面為基準(zhǔn)加工孔或孔系。此外，在毛坯面上鉆孔或鏜孔，容易使鉆頭引偏或打刀。此時也應(yīng)先加工面，再加工孔，以避免上述情況的發(fā)生。 3.6.1 切削加工工序的安排 根據(jù)上述工序的安排原則：一般適合數(shù)控銑削加工零件的大致加工順序是： 1. 粗加工精基準(zhǔn)。 2. 粗加工主要表面。 3. 加工次要表面。 4. 安排熱處理工序。 5. 精加工主要表面。 6. 最終檢查。 根據(jù)以上規(guī)則我所安排的加工工序為： （1）銑削下表面，使用盤銑刀加工大面，保證粗糙度Ra1.6，此面在后續(xù)作為下一工序的精基準(zhǔn)，加工上表面。 （2）反面裝夾、精銑上表面，按照先面后孔的原則，使用盤銑刀銑削零件大面，保證總高尺寸66.6799mm,保證上下兩面平行度公差范圍內(nèi)以及達(dá)到粗糙度為Ra1.6，使用較大的刀具對零件進(jìn)行第一次開粗，去除大部分切削余量，留0.2-0.4mm余量，跟具具體情況觀察是否對零件進(jìn)行二次粗加工以減小精加工時的切削余量，從而達(dá)到保證精加工各要求，提高表面粗糙度，提高加工精度。 3.6.2 輔助工序的安排 輔助工序主要包括：檢驗、清洗、去毛刺、去磁、倒棱邊、手工攻螺紋、涂防銹油等。 我所選用的輔助工序有：檢驗、倒棱邊、去毛刺。 3.7 確定裝夾方法 數(shù)控銑床及加工中心常見的裝夾方式如下： 1) 平口鉗裝夾：一般適合板類零件； 2) 卡盤裝夾：一般適用于軸類零件； 3) 壓板裝夾：適用于異形零件，使用范圍較大，但是不宜操作，生產(chǎn)效率較低； 4) 專用夾具裝夾：試用產(chǎn)品單一，生產(chǎn)效率高。 5) V形鐵裝夾：適用于軸類零件。 此零件毛坯屬于底座類，可以使用平口鉗裝夾，此種裝夾方案一般在銑床上使用較多。操作方便，夾緊迅速，夾緊力可靠。 3.8 刀具與切削用量選擇 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響零件的加工質(zhì)量，應(yīng)考慮以下方面： 1、根據(jù)零件材料的切削性能選擇刀具。如車或銑高強(qiáng)度鋼、鈦合金、不銹鋼零件，建議選擇耐磨性較好的可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀具。 2、根據(jù)零件的加工階段選擇刀具。即粗加工階段以去除余量為主，應(yīng)選擇剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量為主，應(yīng)選擇耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度最低、而精加工階段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工選擇相同的刀具，建議粗加工時選用精加工淘汰下來的刀具，因為精加工淘汰的刀具磨損情況大多為刃部輕微磨損，涂層磨損修光，繼續(xù)使用會影響精加工的加工質(zhì)量，但對粗加工的影響較小。 3、 根據(jù)加工區(qū)域的特點選擇刀具和幾何參數(shù)。在零件結(jié)構(gòu)允許的情況下應(yīng)選用大直徑、長徑比值小的刀具；切削薄壁、超薄壁零件的過中心銑刀端刃應(yīng)有足夠的向心角，以減少刀具和切削部位的切削力。加工鋁、銅等較軟材料零件時應(yīng)選擇前角稍大一些的立銑刀，齒數(shù)也不要超過4齒。 綜上所述，選擇數(shù)控加工刀具見表3-2所示。 表3-2 刀具選用表 序號 刀具號 刀具名稱規(guī)格/mm 加工內(nèi)容 備注 1 T01 Φ100 銑平面 硬質(zhì)合金 2 T02 Φ20平底立銑刀 粗銑上表面內(nèi)外輪廓 高速鋼 3 T03 Φ8合金銑刀 精銑上表面內(nèi)外輪廓 合金 4 T04 Φ2球刀 加工曲面，及清根 合金 上述卡片和零件圖是編制數(shù)控加工程序的主要依據(jù)。 3.9 切削用量的選擇 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、背吃刀量（切削深度）、進(jìn)給量（進(jìn)給速度）。對于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量，并編入程序單內(nèi)。 3.61 確定背吃刀量 背吃刀量ap（㎜）ap是指平行于銑刀軸線方向測量的切削層尺寸， 主要根據(jù)機(jī)床、夾具、刀具和工件的剛度來決定。由于零件精度要求不高，從“切削用量簡明手冊”可查得，可以一次凈加工余量，即ap等于加工余量，即粗銑時ap=1mm。 3.62確定主軸轉(zhuǎn)速 b）切削速度νc（m/min），νc是指銑刀旋轉(zhuǎn)時的切削速度 n=1000νc/πd0 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，可見表5-1選取參數(shù)[2]： 表5-1 銑削時切削速度 工件材料 硬度/HBS 切削速度VC/ (m/min) 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 鋼 <225 18~42 66~150 225~325 12~36 54~120 325~425 6~21 36~75 續(xù)表5-1 工件材料 硬度/HBS 切削速度VC/ (m/min) 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 鑄鐵 <190 21~36 66~150 190~260 9~18 45~90 160~320 4.5~10 21~30 鋁 70~120 100~200 200~400 從理論上講，VC的值越大越好，因為這不僅可以提高生產(chǎn)率，而且可以避免生成積屑瘤的臨界速度，獲得較低的表面粗糙度值。但實際上由于機(jī)床、刀具等的限制。 3.63 確定進(jìn)給速度 進(jìn)給量（進(jìn)給速度）f（mm/min或mm/r） 是數(shù)控機(jī)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。當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時，進(jìn)給量數(shù)值應(yīng)選小些，一般在20～50mm/min[5]范圍內(nèi)選取。最大進(jìn)給量則受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制，并與脈沖當(dāng)量有關(guān)。 = 式中： —切削時單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對位移，單位mm/min fz—銑刀每齒工作臺的移動距離，即每齒進(jìn)給量（mm/z） —銑刀的轉(zhuǎn)速 —銑刀齒數(shù) 每齒進(jìn)給量fz的選取主要取決于工件材料的力學(xué)性能、刀具材料、工件表面粗糙度值等因素。工件材料的強(qiáng)度和硬度越高，fz越小，反之則越大；工件表面粗糙度值越小，就fz越小；硬質(zhì)合金銑刀的每齒進(jìn)給量高于同類高速鋼銑刀，可參考表選?。? 銑刀每齒進(jìn)給量fz 工件材料 每齒進(jìn)給量fz/（mm/z） 粗銑 精銑 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 鋼 0.10~0.15 0.10~0.25 0.02~0.05 0.10~0.15 鑄鐵 0.12~0.20 0.15~0.30 鋁 0.06~0.20 0.10~0.25 0.05~0.10 0.02~0.05 參數(shù)、π、、都由實驗確定，也可參考有關(guān)切削用量手冊選用。綜上可以得出（機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速取百位近似值）詳見表。 切削參數(shù)表 刀具格式 銑削 背吃刀量mm 進(jìn)給速度m/min 主軸轉(zhuǎn)速r/min Φ100盤銑刀 精銑 0.3 400 800 Φ20鍵槽銑刀 粗銑 2 150 1500 Φ8合金銑刀 精銑 0.3 300 3000 Φ3球頭刀 精銑曲面 0.1 300 5000 Φ2球頭刀 清根 0.1 300 6500 切削進(jìn)給速度也可由機(jī)床操作者根據(jù)被加工工件表面的具體情況進(jìn)行手調(diào)整，以獲得最佳切削狀態(tài)。 3.9 擬訂零件加工藝過程卡 根據(jù)上述分析，制定出該零件的工藝過程卡見附錄所示。 3.10 擬訂零件加工工序卡 根據(jù)上述分析，制定出該零件數(shù)銑工序的加工工序卡見附錄所示。 第 16 頁 第4章 基于UGNX8.0編程 4.1 加工前的模型處理和加工準(zhǔn)備 4.1.1 模型處理 為了便于保證尺寸公差要求，零件的幾何尺寸取中間值，結(jié)合UGNX8.0數(shù)控加工編程的特點，使零件各部分尺寸達(dá)到第一章二維工程圖要求。如以下圖4-1所示，獲得加工前的模型。 圖4-1 模型處理圖 4.1.2 加工準(zhǔn)備 （1）進(jìn)入加工模塊：選擇起始加工，在經(jīng)過初始化進(jìn)入加工環(huán)境。操作步驟如圖4-2，圖4-3所示。 圖4-2 加工選項 圖4-3 加工環(huán)境 （2）建立加工坐標(biāo)系,設(shè)置工件坐標(biāo)系，這里設(shè)置工件的幾何中心為零件的坐標(biāo)系原點，設(shè)置安全平面，選擇工件最高處的平面作為安全平面，防止刀具在快速移動的過程中產(chǎn)生刀具干涉，在工件上的效果如圖4-5所示。 圖4-4 安全平面設(shè)置 圖4-5 工件坐標(biāo) （3）設(shè)置部件幾何體，毛坯等參數(shù)，這里直接選擇零件的三維模型作為部件幾何體，毛坯選擇包容塊作為毛坯，毛坯應(yīng)在各個切削方向上留一定的余量。 圖4-6 幾何體設(shè)置 圖4-7 毛坯設(shè)置 （4） 創(chuàng)建刀具參數(shù)，零件的加工所需要的刀具參數(shù)在這里設(shè)置，包括刀具的直徑，刀具的長度，刀在程序中輸出的刀具號及補(bǔ)償號，包括刀具的半徑補(bǔ)償及長度補(bǔ)償。 圖4-11 1號刀 圖4-12 2號刀 圖4-14 3號刀 圖4-15 4號刀 4.2 零件加工編程 4.2.1 創(chuàng)建操作加工下表面面 參考工序卡片，編程基本面銑參數(shù)確定如表4-1所示。以下所有數(shù)值單位均為mm、mm/min制。 表4-1 編程基本參數(shù)表 參數(shù) 參數(shù)值 參數(shù) 參數(shù)值 工件材料 硬鋁 下切速度 / 刀具材料 硬質(zhì)合金 切削速度 200 刀具類型 盤銑刀 主軸轉(zhuǎn)速 800 刀具刃數(shù) 5 公差 0.03 刀具直徑 80 切削深度 0.5 刀具半徑 40 切削步距 80% 圓角半徑 0.5 加工 余量 側(cè)壁 0 快進(jìn)速度 / 底面 0 （1）創(chuàng)建平面銑操作對零件進(jìn)行表面加工 首先創(chuàng)建，進(jìn)入創(chuàng)建操作菜單后設(shè)定使用幾何體為WORKPLECE，選用刀具為D50的平底銑刀，單擊確定后，設(shè)置其余參數(shù)。 a) 創(chuàng)建操作步驟如圖4-16,圖4-17所示。 圖4-16 平面銑 圖4-17 參數(shù)設(shè)置 b) 選擇主界面中的切削參數(shù)，設(shè)置的參數(shù)如圖4-18所示。 圖4-18 切削參數(shù) c) 選擇主界面中的非切削移動，設(shè)置的參數(shù)如圖4-19（a、b）所示。 a 進(jìn)刀方式 b 傳遞方式 圖4-19 非切削參數(shù) d) 選擇主界面中的進(jìn)給和切削速度，設(shè)置的參數(shù)如圖4-20所示； e) 成的刀路軌跡如圖4-21所示。 圖4-20 進(jìn)給和切削速度 圖4-21 刀路軌跡 4.2.2創(chuàng)建操作加工上表面面 （1）創(chuàng)建形腔銑操作對零件進(jìn)行粗加工 編程基本形腔銑參數(shù)確定如表4-2所示。以下所有數(shù)值單位均為mm、mm/min制。 表4-2 粗加工編程基本參數(shù)表 參數(shù) 參數(shù)值 參數(shù) 參數(shù)值 工件材料 硬鋁 下切速度 / 刀具材料 高速鋼 切削速度 150 刀具類型 平底立銑刀 主軸轉(zhuǎn)速 1500 刀具刃數(shù) 2 公差 0.03 刀具直徑 20 切削深度 2 刀具半徑 10 切削步距 80% 圓角半徑 0.3 加工 余量 側(cè)壁 0.5 快進(jìn)速度 / 底面 0.5 首先創(chuàng)建，進(jìn)入創(chuàng)建操作菜單后設(shè)定使用幾何體為WORKPLECE，選用刀具為D20的平底立銑刀，單擊確定后，設(shè)置其余參數(shù)。 創(chuàng)建操作步驟如圖4-22,圖4-23所示。 圖4-22 形腔銑 圖4-23 刀軌設(shè)置 選擇主界面中的切削參數(shù)，設(shè)置的余量為0.5mm，其余參數(shù)如圖4-24（a、b）所示。 a 開放刀路設(shè)置 b 使用基于層 圖4-24 形腔參數(shù)設(shè)置 選擇主界面中的非切削移動，其余取默認(rèn)值。設(shè)置的參數(shù)如圖4-25（a、b、）所示。 a 進(jìn)刀設(shè)置 b 傳遞最小安全值 圖4-25 非切削參數(shù)設(shè)置 選擇主界面中的進(jìn)給和切削速度，設(shè)置的參數(shù)如圖4-26所示； 生成的刀路軌跡如圖4-27所示。 圖4-26 進(jìn)給和切削速度 圖4-27 刀路軌跡  （2）創(chuàng)建深度輪廓銑操作對零件側(cè)壁進(jìn)行精加工 編程基本深度輪廓銑參數(shù)確定如表4-2所示。以下所有數(shù)值單位均為mm、mm/min制。 表4-2 粗加工編程基本參數(shù)表 參數(shù) 參數(shù)值 參數(shù) 參數(shù)值 工件材料 硬鋁 下切速度 / 刀具材料 高速鋼 切削速度 300 刀具類型 平底立銑刀 主軸轉(zhuǎn)速 3000 刀具刃數(shù) 2 公差 0.03 刀具直徑 8 切削深度 2 刀具半徑 4 切削步距 80% 圓角半徑 0.3 加工 余量 側(cè)壁 0.5 快進(jìn)速度 / 底面 0.5 首先創(chuàng)建，進(jìn)入創(chuàng)建操作菜單后設(shè)定使用幾何體為WORKPLECE，選用刀具為D20的平底立銑刀，單擊確定后，設(shè)置其余參數(shù)。 創(chuàng)建操作步驟如圖4-22,圖4-23所示。 圖4-22 深度輪廓銑 圖4-23 刀軌設(shè)置 選擇主界面中的切削參數(shù)，設(shè)置的余量為0mm，其余參數(shù)如圖4-24（a、b）所示。 a 開放刀路設(shè)置 b 使用基于層 圖4-24 形腔參數(shù)設(shè)置 選擇主界面中的非切削移動，其余取默認(rèn)值。設(shè)置的參數(shù)如圖4-25（a、b、）所示。 a 進(jìn)刀設(shè)置 b 傳遞最小安全值 圖4-25 非切削參數(shù)設(shè)置 選擇主界面中的進(jìn)給和切削速度，設(shè)置的參數(shù)如圖4-26所示； 生成的刀路軌跡如圖4-27所示。 圖4-26 進(jìn)給和切削速度 圖4-27 刀路軌跡 （3） 創(chuàng)建剩余銑操作對零件剩余的內(nèi)腔底面進(jìn)行精加工 編程基本剩余銑參數(shù)確定如表所示。以下所有數(shù)值單位均為mm、mm/min制。 表4-3 粗加工編程基本參數(shù)表 參數(shù) 參數(shù)值 參數(shù) 參數(shù)值 工件材料 硬鋁 下切速度 / 刀具材料 高速鋼 切削速度 300 刀具類型 平底立銑刀 主軸轉(zhuǎn)速 3000 刀具刃數(shù) 2 公差 0.03 刀具直徑 8 切削深度 0.3 刀具半徑 4 切削步距 80% 圓角半徑 0.3 加工 余量 側(cè)壁 0.5 快進(jìn)速度 / 底面 0.5 創(chuàng)建操作步驟、平面銑界面與參數(shù)設(shè)置順序如圖4-33（a、b、c）所示； 生成的刀路軌跡如圖4-34所示。 圖4-33 參數(shù)設(shè)置圖 圖 4-34 刀路軌跡  （5） 創(chuàng)建固定輪廓銑操作對零件進(jìn)行曲面加工 編程基本剩余銑參數(shù)確定如表4-2所示。以下所有數(shù)值單位均為mm、mm/min制。 表4-2 粗加工編程基本參數(shù)表 參數(shù) 參數(shù)值 參數(shù) 參數(shù)值 工件材料 硬鋁 下切速度 / 刀具材料 高速鋼 切削速度 300 刀具類型 球刀銑刀 主軸轉(zhuǎn)速 5000 刀具刃數(shù) 2 公差 0.03 刀具直徑 6 切削深度 0.3 刀具半徑 3 切削步距 80% 圓角半徑 0.3 加工 余量 側(cè)壁 0.5 快進(jìn)速度 / 底面 0.5 首先創(chuàng)建，進(jìn)入創(chuàng)建操作菜單后設(shè)定使用幾何體為WORKPLECE，選用刀具為R1.5球頭銑刀。 創(chuàng)建固定輪廓操作步驟如下圖4-35，圖4-36所示。 圖4-35 創(chuàng)建操作 圖4-36 輪廓區(qū)域銑削驅(qū)動 精加工曲面參數(shù)需改動加工余量，保證表面質(zhì)量將驅(qū)動中距離適當(dāng)減小如圖4-44，在設(shè)置中務(wù)必指定切削區(qū)域以及方向的改動（最好與半精加工路線垂直）。選擇主界面中半精加工和精加工的進(jìn)給和切削速度，分別設(shè)置的參數(shù)如圖4-45(a、b)所示。生成的刀路軌跡如圖4-46所示。 圖4-43 精加工余量設(shè)置 圖4-44 區(qū)域銑削驅(qū)動設(shè)置 a 半精加工切削參數(shù) b 精加工切削參數(shù) 圖4-45 切削參數(shù) 圖4-46 曲面精加工刀路軌跡 （5）創(chuàng)建固定輪廓銑操作對零件進(jìn)行清根加工 參考工序卡片，編程基本輪廓銑參數(shù)確定如表所示。以下所有數(shù)值單位均為mm、mm/min制。 參數(shù) 參數(shù)值 參數(shù) 參數(shù)值 工件材料 硬鋁 下切速度 / 刀具材料 高速鋼 切削速度 300 刀具類型 平底立銑刀 主軸轉(zhuǎn)速 6500 刀具刃數(shù) 2 公差 0.04 刀具直徑 2 切削深度 0.1 刀具半徑 1 切削步距 50% 圓角半徑 0.5 加工 余量 側(cè)壁 0.5 快進(jìn)速度 / 底面 0.5 首先創(chuàng)建，進(jìn)入創(chuàng)建操作菜單后設(shè)定使用幾何體為WORKPLECE，選用刀具為D2球頭銑刀，單擊確定后，設(shè)置其余參數(shù)。 創(chuàng)建操作步驟如圖4-22,圖4-23所示。 圖4-22 深度輪廓銑 圖4-23 刀軌設(shè)置 選擇主界面中的切削參數(shù)，設(shè)置的余量為0mm，其余參數(shù)如圖4-24（a、b）所示。 a 開放刀路設(shè)置 b 使用基于層 圖4-24 形腔參數(shù)設(shè)置 選擇主界面中的非切削移動，其余取默認(rèn)值。設(shè)置的參數(shù)如圖4-25（a、b、）所示。 a 進(jìn)刀設(shè)置 b 傳遞最小安全值 圖4-25 非切削參數(shù)設(shè)置 選擇主界面中的進(jìn)給和切削速度，設(shè)置的參數(shù)； 生成的刀路軌跡如圖4-27所示。 圖4-27 清根刀路軌跡 第5章　產(chǎn)生NC程序 5.1 仿真加工和仿真效果圖 20mm銑刀開粗 8mm側(cè)面精加工圖 8mm底面精加工圖 球刀曲面加工及清根加工 圖5-2 b面加工 5.2 產(chǎn)生NC程序 （1）單擊父級組PROGRAM，在單擊后處理圖標(biāo)，進(jìn)入后處理文件窗口圖5-4，單擊確定后得到程序。操作導(dǎo)航器中顯示所有加工路徑如圖5-5所示。 圖5-4 后處理文件 圖5-5加工路徑 （2）產(chǎn)生NC程序（部分程序）  結(jié) 論 使用UG進(jìn)行底座設(shè)計和數(shù)控加工是具有先進(jìn)性意義的。本論文討論了運動UG的不同命令來進(jìn)行三維造型的具體應(yīng)用。UG是CAD/CAM集成軟件，在進(jìn)行三維造型設(shè)計和數(shù)控加工編程以及動態(tài)仿真方面有著很強(qiáng)大的功能。通過使用這些集成軟件，不但可以第一時間直觀看到物件的三維實體，還可以在后期加工中通過仿真模擬來實現(xiàn)對銑削方式、使用刀頭、走刀方式、加工步驟等最合理的選擇，這樣使實際生產(chǎn)上的返工率和物件報廢率大大降低，也很大程度的提高了加工效率和精度。因此，應(yīng)用好UG的三維設(shè)計和數(shù)控加工編程功能是提高企業(yè)生產(chǎn)效率和物件精確度的重要途徑。 在進(jìn)行設(shè)計時，充分運用UG的的功能來做出想要得到的造型。一般完成一個造型設(shè)計可以有不同的方式，這就需要根據(jù)自己的需求來選擇最熟練的，但是應(yīng)該將每一種方法都熟記于心，要對UG軟件進(jìn)行不斷的熟悉，作為一個專業(yè)軟件，這是將來賴以生存的工具，要有不斷鉆研專業(yè)知識的精神，不斷提高自己處理能力，增強(qiáng)自己的綜合競爭力。 在進(jìn)行數(shù)控加工時，也得到了很多收獲，數(shù)控加工過程中涉及加工方式的選擇、一些參數(shù)的選擇、刀具的選擇、刀軌路徑的選擇等，這些專業(yè)性很強(qiáng)的知識很值得鉆研下去，完全熟練化的掌握。  致謝 為期將近4個月的畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了，在指導(dǎo)老師的耐心指導(dǎo)下我不僅順利地完成了畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，同時也學(xué)到了很多知識與技巧，收獲非常大，這將近4個月的學(xué)習(xí)使我的專業(yè)水平上升了一個臺階，還鍛煉了我們獨立思考的能力。作為學(xué)生的我很多時候自己會遇到不能解決的問題，老師的教育方式是點撥式，讓我們發(fā)揮了主人翁意識，做到真正意義上的自主學(xué)習(xí)與實踐。老師不僅為我們提供專業(yè)支持，更教會我們積極的心態(tài)與思想。設(shè)計期間，老師悉心為我們指導(dǎo)每個疑問，在查閱我的草稿和論文時，仔細(xì)嚴(yán)謹(jǐn)，一絲不茍，是我們學(xué)習(xí)的榜樣，在此，我要向黃老師表示誠摯的感謝。 另外，在此次設(shè)計中，也需要感謝的是和我同組的同學(xué)們，他們對于我的問題也給予了有建設(shè)性的意見。大家在一起共同奮斗，互相討論，對我的畢業(yè)設(shè)計有很大幫助，并且，我們在一起共同營造了一個融洽的學(xué)習(xí)生活環(huán)境，建立了良好的友誼。 沒有所有的這些幫助，就沒有我本次畢業(yè)設(shè)計保質(zhì)保量的完成。最后，感謝老師為我們提供課題。 參考文獻(xiàn) [1] 張武軍等.UGNGINEER中文野火版4.0數(shù)控加工實例精解[M].北京：機(jī)械工業(yè)出 版社，2008 [2]黃圣杰，王俊祥.UGNGINEER 基礎(chǔ)及應(yīng)用教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2001 [3] 丁玉蘭.人機(jī)工程學(xué)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1992 [4]嚴(yán)揚(yáng).人機(jī)工程學(xué)設(shè)計應(yīng)用[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2000 [5]王雁，劉蘇.手持產(chǎn)品的人體工學(xué)設(shè)計[J].人類工效學(xué)，2011年2月：52-55 [6]張峻霞、王新亭.人機(jī)工程學(xué)與設(shè)計應(yīng)用[M].北京：國防工業(yè)出版社，2001 [7]楊君順.普通人機(jī)工程學(xué)[M].咸陽：陜西科技大學(xué)，2001 [8]牛寶林.UGNGINEER Wildfire5.0中文版底座設(shè)計實例教程[M].北京：清華大學(xué) 出版社，2007 [9]徐海軍.UGNGINEER5.0中文版數(shù)控加工實例精解[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2008 [10]俞國燕,何真.基于人機(jī)一體的混合智能創(chuàng)新設(shè)計[J].計算機(jī)工程與應(yīng)用，2003 年7月39期：43-45 [11]吳曉莉.人機(jī)手控操縱原理在底座設(shè)計中的應(yīng)用[J].機(jī)械設(shè)計與研究，2009 年8月 [12]吳明友.數(shù)控加工自動編程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008 [13]吳明友.數(shù)控加工工藝[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004 附 錄 附錄1 底座零件圖1張 附錄2 底座機(jī)械加工工藝過程卡片1張 附錄3 底座數(shù)控加工工序卡片2張 45