基于UG的銑削零件造型及數(shù)控銑加工工藝及編程仿真含CAD圖

基于UG的銑削零件造型及數(shù)控銑加工工藝及編程仿真含CAD圖,基于,ug,銑削,零件,造型,數(shù)控,加工,工藝,編程,仿真,cad XXXXXX XX設(shè)計(jì)（XX）任務(wù)書 題目： 基于UG的銑削零件造型及加工 任務(wù)與要求： 綜合所學(xué)專業(yè)知識(shí)，運(yùn)用指定CAD/CAM軟件完成零件模型的曲 面、實(shí)體造型；選用正確的加工方法，合理設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)，生成刀具加 工路徑；模擬仿真數(shù)控加工過程并生成NC和NCI文件，傳輸程序。 撰寫設(shè)計(jì)說明書；繪制零件圖。 時(shí)間： 年 月 日 至 年 月 日 共 周 所屬二級學(xué)院： 航空制造工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)： 數(shù)控技術(shù) 指導(dǎo)單位或教研室： 數(shù)控技術(shù) 指導(dǎo)教師： XX 職 稱： 講 師 XXXXXXX 20XX 年 8 月 25 日 基于UG的銑削零件造型及加工 【摘要】 通過全面詳細(xì)的設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用大學(xué)幾年所學(xué)的知識(shí)，以及查閱的資料，提高自己的動(dòng)手能力，并全面掌握軟件繪圖、機(jī)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(jì)需涉及但數(shù)控專業(yè)的許多的知識(shí)，這就需要我們整理并綜合運(yùn)用數(shù)控技術(shù)的相關(guān)理論與實(shí)踐知識(shí)，有利于我們對專業(yè)知識(shí)的理解和掌握，并熟悉機(jī)床的操作與步驟。 本次設(shè)計(jì)任務(wù)是對零件的加工工藝設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)、精度、技術(shù)要求進(jìn)行分析。設(shè)計(jì)加工零件的數(shù)控工藝方案，選擇毛坯材料及大小、加工用的刀具、加工機(jī)床，以及合理的切削參數(shù)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(shù)控加工程序進(jìn)行編制，完成本次設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：銑削；CAD/CAM；數(shù)控加工工藝；編程 Abstract: Through comprehensive and detailed design, comprehensive application of the knowledge acquired in the years of the university, as well as the information to be consulted, can improve the ability of self-operation, and master the core contents of software drawing, machine tool operation, UG modeling and programming simulation processing. The design of this project involves many knowledge of numerical control, which requires us to organize and integrate the relevant theory and practice knowledge of the technology, which is beneficial to the understanding and mastery of the professional knowledge and to be familiar with the operation and the steps of the machine tool. This design task is to use CAD drawing software to draw the two-dimensional graphics of the parts and then draw the three-dimensional drawings with UG software for the machining process design and CAM, of the parts. Then the structure, accuracy and technical requirements of the parts are analyzed. The NC process scheme of machining parts is designed, the blank material and size are selected, the cutting tools used in machining are selected, the machining machine tools, and the reasonable cutting parameters are selected. The best machining process scheme is selected, and then the NC machining program of the part is compiled by using the CAM module in UG, and the design is completed. Key words:milling, CAD/CAM, NC machining technology, programming 3 目 錄 摘 要 4 1緒論 6 1.1 數(shù)控加工技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 6 1.2制造業(yè)的社會(huì)、行業(yè)背景 6 1.3數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn) 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 2.3主要的技術(shù)要求 8 3零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 9 3.1 毛坯的選擇 9 3.2加工工藝路線的確定 9 3.2.1加工路線劃分原則 9 3.2.2加工方法的選擇 9 3.2.3工藝路線安排 10 3.3選擇并確定工藝裝備 10 3.3.1數(shù)控機(jī)床的選擇 10 3.3.2夾具的選擇 11 3.3.3加工刀具的選擇 13 3.3.4量具的選擇 14 3.4切削用量的選擇原則 14 3.5切削用量的選擇 15 3.6制定加工工藝過程卡片 16 3.7數(shù)控加工工藝卡片 16 4 零件的三維建模造型 17 5 零件的數(shù)控加工程序編制 20 5.1 零件編程方法選擇 20 5.2 零件數(shù)控加工程序的編寫 20 總結(jié) 31 致謝 32 參考文獻(xiàn) 33 1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(jī)床延伸了人的體力，成為工作母機(jī)，而數(shù)控技術(shù)賦予機(jī)床一個(gè)大腦，使機(jī)床變得越來越“聰明”。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)從被動(dòng)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)指令發(fā)展到能夠“感知”機(jī)床的溫度、振動(dòng)、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(yùn)動(dòng)部件干涉，甚至為操作者進(jìn)行語音導(dǎo)航或發(fā)送短消息。數(shù)控機(jī)床具備智能化功能可以保證機(jī)床自動(dòng)適應(yīng)加工環(huán)境的變化，從而使機(jī)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(dòng)態(tài)性能和控制精度，保證了數(shù)控機(jī)床的高速化、高精度和多軸聯(lián)動(dòng)的穩(wěn)定性和可靠性。 1.2制造業(yè)的社會(huì)、行業(yè)背景 國內(nèi)企業(yè)在制定發(fā)展戰(zhàn)略時(shí)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(dǎo)市場”。引導(dǎo)市場是一種積極主動(dòng)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(dǎo)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(dǎo)客戶認(rèn)識(shí)新產(chǎn)品，使用新產(chǎn)品，受惠于新產(chǎn)品。 1.3數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn) (1) 自動(dòng)化程度高，具有很高的生產(chǎn)效率。除手工裝夾毛坯外，其余全部加工過程都可由數(shù)控機(jī)床自動(dòng)完成。若配合自動(dòng)裝卸手段，則是無人控制工廠的基本組成環(huán)節(jié)。數(shù)控加工減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)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(chǎn)效率。 (2) 對加工對象的適應(yīng)性強(qiáng)。改變加工對象時(shí)，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(fù)雜的調(diào)整，從而縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。 (3) 加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。加工尺寸精度在0.005～0.01 mm之間，不受零件復(fù)雜程度的影響。由于大部分操作都由機(jī)器自動(dòng)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(shí)精密控制的機(jī)床上還采用了位置檢測裝置，更加提高了數(shù)控加工的精度。 18 2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鋼。由圖可知，幾個(gè)表面沒有加工特征，全部加工面集中在上表面。該零件主要有上表面輪廓包括圓弧凸臺(tái)、通孔、凹槽，詳細(xì)見零件圖。零件表面粗糙度最要為Ra31.6um，其余表面粗糙度要求為Ra3.2um。擬將下表面作為主要定位基準(zhǔn)，并在前道工序中加工出來，后用下表面作為基準(zhǔn)，加工上表面。 2.3主要的技術(shù)要求 技術(shù)要求： 1.未注尺寸偏差±0.1mm 2.未注倒角C1 3.去除毛刺飛邊 4.表面不應(yīng)有劃痕等損壞表面的缺陷 3零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 毛坯的選擇 根據(jù)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(jié)構(gòu)、尺寸及加工余量等因素確定的，并盡量與零件相接近，以達(dá)到減少機(jī)械加工的勞動(dòng)量，力求達(dá)到少或無切削加工。但是，由于現(xiàn)有毛坯制造技術(shù)及成本的限制，以及產(chǎn)品零件的加工精度和表面質(zhì)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(jī)械加工達(dá)到零件的技術(shù)要求。 零件的最大長度為160mm，寬度為120mm，厚度為38mm，因此可以給毛坯的尺寸為165X125X40mm。以達(dá)到減少機(jī)械加工的勞動(dòng)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(jī)械加工工藝路線中要經(jīng)過切削加工、熱處理和輔助工序。因此，當(dāng)擬定工藝路線時(shí)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(zhǔn)先行 選為精基準(zhǔn)的表面，應(yīng)先進(jìn)行價(jià)格，以便為后續(xù)工序提供可靠的精基準(zhǔn)。如軸類零件的中心孔、箱體的地面或剖分面、齒輪的內(nèi)孔和一端面等，都應(yīng)安排在初始工序加工完成。 2）先粗后精 各表面均應(yīng)按照粗加工→半精加工→精加工的順序依次進(jìn)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(jìn)行加工，一般安排在主要表面達(dá)到一定精度之后、最終精加工之前。 該零件的加工順序應(yīng)嚴(yán)格按照以上原則進(jìn)行加工。 3.2.2加工方法的選擇 1、上下兩平面的加工方法 其表面粗糙度要求Ra1.6um，尺寸精度較高，故其加工方法可按照粗、精加工進(jìn)行，在粗銑后留取0.5mm的余量進(jìn)行精銑。 2、側(cè)面的加工方法 其表面粗糙度要求Ra1.6um，故其加工方法可按照粗、精加工進(jìn)行，在粗銑后留取0.5mm的余量進(jìn)行精銑。 3、凹槽的加工方法 其表面粗糙度要求Ra1.6um，尺寸精度較高，故其加工方法可按照粗、精加工進(jìn)行，在粗銑后留取0.5mm的余量進(jìn)行精銑。 4、孔的加工方法 Φ12孔的精度要求較高，故選擇其加工方法為先鉆孔，再進(jìn)行鉸孔加工至圖紙尺寸要求。 3.2.3工藝路線安排 零件的加工路線安排如下 工序1：下料 工序2：銑削零件6個(gè)表面至零件最大尺寸，表面粗糙度Ra3.2um 工序3：對零件上表面三個(gè)凸臺(tái)及開口槽進(jìn)行加工 工步1：用φ12立銑刀對三個(gè)凸臺(tái)及開口槽進(jìn)行開粗加工 工步3：用φ12立銑刀對三個(gè)凸臺(tái)及開口槽精加工，至圖紙尺寸要求 工步3：用φ6球頭刀對R85圓弧面進(jìn)行精加工 工序3：對零件φ38通孔進(jìn)行加工 工步1：用φ12立銑刀對φ38通孔進(jìn)行開粗加工 工步3：用φ12立銑刀對φ38通孔精加工，至圖紙尺寸要求 工步3：用φ6球頭刀對R10圓弧面進(jìn)行精加工 工序5：加工零件2-φ12孔 工步1：用φ11.8麻花鉆對φ12孔進(jìn)行鉆孔 工步2：用φ12鉸刀對φ12孔進(jìn)行鉸孔至尺寸要求 工序6：去毛刺、清洗 工序7：檢驗(yàn)、入庫 3.3選擇并確定工藝裝備 3.3.1數(shù)控機(jī)床的選擇 通過分析 選定數(shù)控機(jī)床為本零件的加工制造的實(shí)用機(jī)床，可以達(dá)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，為方形復(fù)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(jì)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(shù)控銑床，采用FANUC0i-MB系統(tǒng)。該銑床的功能參數(shù)如表3.1下。 表3.1 XD-40A型數(shù)控銑床基本參數(shù) 機(jī)床重 4400Kg 最大載重 500kg 工作臺(tái) 1000mm長 600mm寬 坐標(biāo)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(zhuǎn)速 6500r\min 主軸功率 7.5/11kw X、Y、Z向切削進(jìn)給速度 0-10000 mm\min 快速進(jìn)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(shù)控加工的特點(diǎn)對夾具提出了兩個(gè)基本要求，一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定；二是要能保證零件與機(jī)床坐標(biāo)系之間的準(zhǔn)確尺寸關(guān)系。依據(jù)零件毛料的狀態(tài)和數(shù)控機(jī)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(diǎn)： （1）當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，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(zhǔn)備時(shí)間，節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。在成批生產(chǎn)時(shí)可以考慮采用專用夾具，同時(shí)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(jī)人工調(diào)整的裝夾方式，以縮短輔助時(shí)間，盡量采用液壓、氣動(dòng)或多工位夾具，以提高生產(chǎn)效率。 （3）在數(shù)控機(jī)床上使用的夾具，要能夠安裝準(zhǔn)確，能保證工件和機(jī)床坐標(biāo)系的相對位置和尺寸，力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)統(tǒng)一，以減少基準(zhǔn)不重合誤差和數(shù)控編程中的計(jì)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(dá)到充分提高數(shù)控機(jī)床效率的目的。 根據(jù)上述分析，該零件結(jié)構(gòu)簡單，能在一次裝夾中完成，采用精密平口鉗（圖3.2）從側(cè)面夾緊，以底面和兩側(cè)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(dòng)，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(shù)控加工工藝中的主要內(nèi)容之一，不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工的質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床在選用刀具時(shí)，通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。數(shù)控機(jī)床對刀具的要求比普通機(jī)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(shí)，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(shí)，需要?jiǎng)傂院玫牡毒?，剛性差的刀具在大切削用量時(shí)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(huì)產(chǎn)生變形而形成讓刀，使加工的型面出現(xiàn)斜面。當(dāng)被加工的零件表面的加工的余量不一樣的時(shí)候，若采用剛性好的刀具就可以不必?fù)Q刀，從而減少了換刀次數(shù)。 刀具的耐用度要高。由于數(shù)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(shí)，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(fù)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(shù)控機(jī)床的低速加工。 硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金是有硬度和熔點(diǎn)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。 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(jī)床的加工效率，而且直接影響加工的質(zhì)量。數(shù)控機(jī)床在選用刀具時(shí)，通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。數(shù)控機(jī)床對刀具的要求比普通機(jī)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(shí)，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。 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3.2所示。 表3.2加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代號(hào) 零件名稱 零件圖號(hào) 程序編號(hào) O0001 工 步 號(hào) 刀 具 號(hào) 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 材料 1 T01 Φ50面銑刀 1 毛坯表面 硬質(zhì)合金 2 T02 Φ12立銑刀 1 凸臺(tái)、臺(tái)階孔 硬質(zhì)合金 3 T03 Φ6球頭刀 1 圓弧面 硬質(zhì)合金 4 T04 Φ11.8麻花鉆 1 Φ10孔 高速鋼 5 T05 Φ12鉸刀 1 Φ10孔 高速鋼 編制 審核 共1頁 第1頁 3.3.4量具的選擇 從經(jīng)濟(jì)價(jià)值選擇(經(jīng)濟(jì)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(biāo)卡尺 、千分尺作為檢查的 量具，即可達(dá)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(shí)，應(yīng)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(shí)應(yīng)首先選取盡可能大的背吃刀量ap，其次根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性的限制條件，選取盡可能大的進(jìn)給量f，最后根據(jù)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(shù)減少，增大進(jìn)給量f有利于斷屑。? 精加工時(shí)，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(shí)，應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)土盡量提高生產(chǎn)率。因此，精車時(shí)應(yīng)選用較?。ǖ荒芴。┑谋吵缘读亢瓦M(jìn)給量，并選用性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，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(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(yàn)及查表確定該零件在數(shù)控加工過程中的切削用量。 主軸轉(zhuǎn)速。主軸轉(zhuǎn)速主要根據(jù)允許的切削速度選取。而刀具的切削速度主要根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進(jìn)給量、刀具的耐用度來、工件材料的強(qiáng)度和硬度以及切削加工性來選取。而切削速度與主軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下公式所示： 式中:-切削刃選定點(diǎn)處所對應(yīng)的工件或刀具的最大回轉(zhuǎn)直徑,單位為mm n-主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min -切削速度，單位為m/min 進(jìn)給量（mm/min或mm/r）。進(jìn)給量的選取主要根據(jù)零件的加工精度和表面的粗糙度以及刀具、工件材料性質(zhì)來選取。當(dāng)零件的加工精度、表面粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給量應(yīng)該取小值。最大進(jìn)給量受機(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)。 總之切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比方法確定。同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。 （1）φ50面銑刀 粗加工時(shí)根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，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(jìn)給速度：F =f×n =（0.3×580）mm/min=174mm/min 精加工時(shí)根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，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(jìn)給速度：F =f×n =（0.2×700）mm/min=140mm/min （2）φ12立銑刀 粗加工時(shí)根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，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(jìn)給速度：F =f×n =（0.3×1800）mm/min=540mm/min 精加工時(shí)根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，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(jìn)給速度：F =f×n =（0.2×2400）mm/min=480mm/min （3）φ6球頭刀 加工時(shí)根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，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(jìn)給速度：F =f×n =（0.2×3700）mm/min=740mm/min （4）φ11.8麻花鉆 加工時(shí)根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=25m/min，f=0.1mm/r。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×25）/（3.14×11.8）]r/min=674r/min取700r/min ?????? ?進(jìn)給速度：F =f×n =（0.1×700）mm/min=70mm/min （5）φ12鉸刀 加工時(shí)根據(jù)查表及經(jīng)驗(yàn)，選取Vc=30m/min，f=0.05mm/r。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×30）/（3.14×12）]r/min=796r/min取800r/min ?????? ?進(jìn)給速度：F =f×n =（0.05×800）mm/min=40mm/min 3.6制定加工工藝過程卡片 表3.3 機(jī)械加工工藝過程卡 詳細(xì)見附件。 3.7數(shù)控加工工藝卡片 表3.4數(shù)控加工工序卡片 詳細(xì)見附件。 4 零件的三維建模造型 （1）在UG中，單擊菜單欄中的【文件】/【新建】，或單擊按鈕，彈出【文件新建】對話 （2）在【模板】列表框中選擇【模型】選項(xiàng)，分別在“名稱”和“文件夾”文本框中框，在文件框中輸入“UG3D.PRT”以及選擇文件存放地址(如圖4.1)，單擊【確定】按鈕，進(jìn)入U(xiǎn)G主界面。 圖4.1新建模型 （4）點(diǎn)擊插入，在設(shè)計(jì)特征中選擇長方體。 在彈出的對話框中輸入長度160mm寬度120mm高度28mm，如圖4.2完成方塊的建立。 圖4.2創(chuàng)建方塊 （5）點(diǎn)擊左鍵確定。 （6）完成方塊的創(chuàng)建后，點(diǎn)擊創(chuàng)建草圖，選擇已經(jīng)創(chuàng)建好的中間方塊的上表面，作為基準(zhǔn)平面，點(diǎn)擊確定。 根據(jù)尺寸我們使用、直線、圓弧、快速修剪、等指令完成下圖，如圖4.3，使用自動(dòng)判斷的尺寸對草圖進(jìn)行約束。 圖4.3繪制草圖 （7）點(diǎn)擊左鍵確定，再點(diǎn)擊完成草圖。 （8）完成草圖后，點(diǎn)擊拉伸按鈕進(jìn)行拉伸，選擇拉伸曲線，拉伸方向，拉伸距離為10mm，矢量方向?yàn)閆向，布爾方式選擇中間方塊，使用求和的方式，如圖4.4，點(diǎn)擊確定，可在圖中看到效果圖。 圖4.4拉伸凸臺(tái) （9）完成第一次拉伸建立后，再次進(jìn)行拉伸，拾取孔的輪廓線拉伸距離為貫通，矢量方向?yàn)閆向，布爾方式選擇中間方塊進(jìn)行求差如圖4.5所示。 圖4.5拉伸創(chuàng)建長方塊 （10）在完成拉伸后，我們使用邊倒圓功能，對零件進(jìn)行倒圓角處理。接著我們使用邊倒角功能圓角，對長方形凸臺(tái)邊緣進(jìn)行倒角R8mm，異形凸臺(tái)邊緣倒角為R3mm，如圖4.6所示。 圖4.6邊倒圓 （11）通過UG軟件這些強(qiáng)大功能的使用，完成零件三維模型的建立，如下圖4.7。 圖4.7三維圖 5 零件的數(shù)控加工程序編制 5.1 零件編程方法選擇 數(shù)控編程分手工編程和自動(dòng)編程。手工編程是由人工完成刀具軌跡計(jì)算及加工程序的編制工作。當(dāng)零件形狀不十分復(fù)雜或加工程序不太長時(shí)，采用手工編程方便、經(jīng)濟(jì)。自動(dòng)編程是利用計(jì)算機(jī)通過自動(dòng)編程軟件完成對刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算、加工程序的生成及刀具加工軌跡的動(dòng)態(tài)顯示等。對于加工零件形狀復(fù)雜，特別是涉及三維立體形狀或刀具運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算繁瑣時(shí)，常采用自動(dòng)編程。 本文中所設(shè)計(jì)的零件的輪廓較為復(fù)雜，加工工藝有點(diǎn)繁瑣，零件輪廓中有凹槽、凸臺(tái)、曲面等，因而所需的程序較多，局部坐標(biāo)的計(jì)算也比較復(fù)雜，因此綜合選擇用自動(dòng)編程編制。 5.2 零件數(shù)控加工程序的編寫 1、進(jìn)入U(xiǎn)G加工模塊 ①啟動(dòng)NX6.0。雙擊UG NX6.0的圖標(biāo)，進(jìn)入U(xiǎn)G NX6.0界面。 圖5.1 UG界面 ②打開模型文件。在主菜單中選擇【文件】/【打開】命令，在系統(tǒng)自動(dòng)彈出的“打開”對話框中選擇正確的路徑和文件名，單擊“OK”按鈕，打開零件模型。 圖5.2 打開零件模型 ③進(jìn)入加工模塊。使用快捷鍵（Ctrl+alt+m）進(jìn)入U(xiǎn)G NX6.0 CAM模塊，系統(tǒng)自動(dòng)彈出如圖所示的“加工環(huán)境”對話框，進(jìn)行加工環(huán)境的初始化設(shè)置，“mill-contour（輪廓銑）”，單擊對話框中的“確定”按鈕進(jìn)入加工模塊。如圖5.3所示。 圖5.3 加工環(huán)境 2、創(chuàng)建程序 ①在操作導(dǎo)航器的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，系統(tǒng)彈出快捷菜單，在該快捷菜單中選擇“程序順序視圖”命令。在【插入】工具欄上單擊【創(chuàng)建程序】圖標(biāo)系統(tǒng)將彈出的“創(chuàng)建程序”對話框。 圖5.4創(chuàng)建刀具 ②在名稱文件輸入框中輸入“Fmianjiagong”（F面加工），單擊“確定”按鈕。 3、創(chuàng)建刀具 ①在【插入】工具欄上單擊【創(chuàng)建刀具】按鈕，系統(tǒng)彈出如圖5.4所示的“創(chuàng)建刀具”對話框。 ②選擇“類型”為“mill-contour”（輪廓銑），在“刀具子類型”下選擇“MILL”（銑刀），在“名稱”文本框中輸入“D12”，單擊對話框中的“確定”按鈕，系統(tǒng)彈出如圖所示的“銑刀-5參數(shù)”對話框，在“直徑”文本框中輸入“12”，在“底圓角半徑”文本框中輸入“0”，在“長度”文本框中輸入“75”，在“刀刃長度”文本框中輸入“50”。依次這樣來創(chuàng)建φ6的球頭刀、φ11.8的麻花鉆、φ12的鉸刀、完成刀具的創(chuàng)建，繼續(xù)下一步。 4、創(chuàng)建幾何體 ①在操作導(dǎo)航器的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，系統(tǒng)彈出快捷菜單。 ②在該快捷菜單中選擇“幾何視圖”命令，在操作導(dǎo)航器中出現(xiàn)圖標(biāo)，用鼠標(biāo)左鍵雙擊該圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出對話框。 ③在對話框中的“安全設(shè)置選項(xiàng)”選擇“自動(dòng)”、“安全距離”文本框內(nèi)輸入“10”。在“指定MCS”對話框中單擊“自動(dòng)判斷”按鈕，選擇工件表面，系統(tǒng)使加工坐標(biāo)系在零件XY軸的中心點(diǎn)。單擊對話框中的“確定”按鈕。如圖5.5機(jī)床坐標(biāo)系的創(chuàng)建。 圖5.5機(jī)床坐標(biāo)系 ④在操作導(dǎo)航器中雙擊圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出如4-6所示的“工件幾何體”對話框， 在該對話框中單擊“指定部件”按鈕，系統(tǒng)彈出“部件幾何體”對話框，在該對話框中選中“幾何體”單選按鈕，在“過濾方法”下拉列表框中選擇“體”選項(xiàng)，單擊“全選”按鈕，選擇圖形區(qū)所有可見的零件幾何體模型，單擊鼠標(biāo)中鍵，返回“工件幾何體”對話框。 圖5.6工件幾何體 ⑤指定毛坯。在如圖5.6所示的“工件幾何體”對話框中單擊“指定毛坯”鈕，系統(tǒng)彈出如圖所示的“毛坯幾何體”對話框，在該對話框選中“自動(dòng)塊”單選按鈕，單擊鼠標(biāo)中鍵，返回“工件幾何體”對話框，單擊鼠標(biāo)中鍵，結(jié)束幾何體的選擇。 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(biāo)，系統(tǒng)自動(dòng)彈出如圖5.7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“D12”、“幾何體”設(shè)置為“WORKPIECE1”、“方法”設(shè)置為 “MEHOD”、“名稱”設(shè)置為“cujiagong”，單擊對話框中的“確定”按鈕將彈出“型腔銑”對話框。 圖5.7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(biāo)，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5.8參數(shù)設(shè)置。 圖5.8參數(shù)設(shè)置 ④切削參數(shù)。在“型腔銑”對話框中單擊【切削參數(shù)】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“切削參數(shù)”對話框，“策略”選項(xiàng)卡參數(shù)中設(shè)置“切削方向”為“順銑”、“切削順序”為“層優(yōu)先”、如圖5.8參數(shù)設(shè)置?！坝嗔俊边x項(xiàng)卡參數(shù)中設(shè)置使用“底部面和側(cè)壁余量一直”，“毛坯余量”為0.3，“部件側(cè)面余量”采用繼承自MILL-ROUGH為“0.5”，“內(nèi)公差”為0.03、“外公差”為0.12。 ⑤非切削移動(dòng)。在“型腔銑”對話框中單擊【非切削移動(dòng)】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“非切削移動(dòng)”對話框，傾斜角度設(shè)為“5”，“傳遞/快速”中的“區(qū)域之間”和“區(qū)域內(nèi)”均設(shè)置為“前一平面”。 ⑥進(jìn)給和速度。在“型腔銑”對話框中單擊【進(jìn)給和速度】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出如圖所示的“進(jìn)給和速度”對話框，設(shè)置主軸速度（rpm）為“1200”、“進(jìn)刀”為480 mmpm。單擊鼠標(biāo)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(shù)后，單擊對話框底部操作組的【生成】圖標(biāo)，生成如圖5.9所示的型腔銑粗加工刀軌。 圖5.9粗加工刀軌 圖5.10 精加工刀軌 圖5.11孔加工刀軌 圖5.12孔加工刀軌 6、曲面加工自動(dòng)編程 ①創(chuàng)建操作 單擊【插入】工具欄上的【創(chuàng)建操作】圖標(biāo)，系統(tǒng)自動(dòng)彈出“創(chuàng)建操作”對話框，選擇“類型”為“mlii-contour”，選擇“操作子類型”為“FIXED_CONTOUR”（固定輪廓銑），“程序”設(shè)置為“qumianjiagon”、“刀具”選擇“R3”、“幾何體”設(shè)置為“WORKPIECE1”，單擊對話框中的“確定”按鈕將打開如圖5.14所示的“創(chuàng)建操作”對話框。 圖5.13創(chuàng)建操作對話框 ②指定切削區(qū)域 在“固定輪廓銑”對話框中單擊【指定切削區(qū)域】圖標(biāo)，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“固定輪廓銑”對話框。如圖5.14所示。 圖5.14切削區(qū)域 ③刀軌生成 進(jìn)入【切削區(qū)域】陡峭空間范圍。在“陡峭空間范圍”列表中選擇“無”。 驅(qū)動(dòng)方式設(shè)置，切削模式設(shè)置為跟隨周邊、方向向內(nèi)、切削方式順銑、步距選擇恒定、距離設(shè)置為0.25mm、步距已應(yīng)用設(shè)置在步件上。 非切削移動(dòng)。在“固定輪廓銑”對話框中單擊【非切削移動(dòng)】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“非切削移動(dòng)”對話框，傾斜角度設(shè)為“5”，“傳遞/快速”中的“區(qū)域之間”和“區(qū)域內(nèi)”均設(shè)置為“前一平面”。 進(jìn)給和速度。在“固定輪廓銑”對話框中單擊【進(jìn)給和速度】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“進(jìn)給和速度”對話框，設(shè)置主軸速度（rpm）為“4000”、“進(jìn)刀”為600 mmpm。單擊鼠標(biāo)中鍵，返回“固定輪廓銑”對話框。 在“固定輪廓銑”對話框中指定了所有的參數(shù)后，單擊對話框底部操作的生成圖標(biāo)，生成如圖5.15所示的固定輪廓銑精加工刀軌。 圖5.15曲面加工刀路 圖5.16曲面加工刀路 5、創(chuàng)建鉆孔操作 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(biāo)PECK-DRILLING啄鉆。 在“創(chuàng)建操作”對話框中設(shè)置其他參數(shù)：程序、刀具為φ11.8麻花鉆、幾何體選擇workpiece1、方法、名稱。 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(jìn)給和速度，如圖5.17所示。 圖5.17創(chuàng)建操作 ③生成操作，如圖5.18所示。 圖5.18鉆孔刀軌 8、驗(yàn)證刀軌 a.單擊“深度加工輪廓”對話框底部操作組的【確認(rèn)】圖標(biāo)。系統(tǒng)彈出“刀軌可視化”對話框，選擇“2D動(dòng)態(tài)”，單擊播放按鈕。 b.確認(rèn)刀軌正確后，單擊對話框中的“確定”按鈕關(guān)閉對話框，完成深度加工輪廓操作的創(chuàng)建如下圖。 圖5.19仿真加工圖 圖5.20仿真加工圖 圖5.21仿真加工圖 9、后處理 在操作導(dǎo)航器中選擇 ，再單擊加工【操作】工具欄上的【后處理】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出 “后處理”對話框，在對話框的“后處理器”下選擇“FMILL-3-AXIS”，在“輸出文件”下設(shè)置好文件的存放路徑和文件名，在“單位”下拉菜單中選擇“公制/部件”，單擊對話框中的“確定”按鈕，在文件的存放目錄下找到產(chǎn)生的NC程序文件，用記事本打開如圖5.22所示的加工的NC程序。 圖5.22后處理程序 32 總結(jié) 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，也遇到了很多的困難，充分體會(huì)到了理論必須與實(shí)際相結(jié)合。雖然在畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期和設(shè)計(jì)過程中，搜集了大量關(guān)于數(shù)控銑加工工藝和編程的資料，但是在實(shí)際的工藝分析和數(shù)控編程中還是遇到了很多的理論與實(shí)際不同的困難。許多問題在書本上都是這樣，而在實(shí)際運(yùn)用中卻是那樣，但幸運(yùn)的是通過老師的幫助和多次分析修改后，最終完成了加工工藝的分析和編程，并且加工出了相應(yīng)的產(chǎn)品。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，要邊學(xué)習(xí)，變實(shí)踐，每當(dāng)遇到新的問題時(shí)，就要不斷的努力和探索，切忌心浮氣躁。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，給我最大的體會(huì)就是熟練操作技能來源我們對專業(yè)的熟練程度。 致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)就這樣結(jié)束了，也意味著大學(xué)也將在此畫上了一個(gè)大大的句號(hào)，對于這期間指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)以及給予的幫助，同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛怂麄兊闹С趾凸膭?lì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 總之，感謝每一位關(guān)心過我，愛護(hù)過我的人。滴水之恩，當(dāng)涌泉相報(bào)。最后，再次感謝我的導(dǎo)師。 參考文獻(xiàn) [1] 徐東元.數(shù)控加工工藝[M].電子工業(yè)出版社,2017. [2] 楊豐，黃登紅.數(shù)控加工工藝與編程[M].國防工業(yè)出版社,2014. [3] 孟少農(nóng)．機(jī)械加工工藝.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014. [4] 趙如福．金屬切削加工工藝手冊.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2015. [5]榮瑞芳主編. 數(shù)控加工工藝與編程[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2016. [6]徐宏海著.數(shù)控加工工藝[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2018. [7]沈志雄,徐福林主編.金屬切削原理與數(shù)控機(jī)床刀具[M].廈門:復(fù)旦大學(xué)出版社,2012. [8]于輝著.數(shù)控加工工藝及刀具[M].北京：北京理工大學(xué)出版社,2015. [9]沈志雄,徐福林主編.金屬切削原理與數(shù)控機(jī)床刀具[M].廈門:復(fù)旦大學(xué)出版社,2012. [10]胡建新主編.數(shù)控加工工藝與刀具夾具[M].北京:機(jī)械工業(yè)版社,2014. [11] 陸劍中.金屬切削原理與刀具[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2013. [12] 吳湘檸, 陳章燕.切削用量手冊[D].廣西大學(xué),2012. [13] 祁志紅．機(jī)械制造基礎(chǔ)，北京：電子工業(yè)出版社，2016. [14] 趙艷霞，李軍，盧正明.Auto CAD 2000中文版.高等教育出版社,2011. [15] 劉力.機(jī)械制圖[M].高等教育出版社,2013.