零件BW-02800-072的數(shù)控加工研究 【摘要】本文通過對企業(yè)中零件BW-02800-072的圖樣進行分析，確定了零件的加工內(nèi)容和加工要求，根據(jù)加工要求設(shè)計了零件的加工工藝路線，根據(jù)企業(yè)實際情況，選擇了該零件的加工設(shè)備、加工夾具、加工刀具以及切削參數(shù)，編制了規(guī)范的零件加工工藝卡片。使用NX6.0軟件編制了零件的加工刀路并進行了仿真加工，通過后處理得到了零件的加工程序，完成了BW-02800-072的加工全過程。【關(guān)鍵詞】：零件BW-02800-072；工藝分析；編程目錄引言1一、加工設(shè)備簡介2（一）加工中心的分類以及加工對象2（二）“VDL-600A”加工中心的主要參數(shù)3（三）“VDL-600A”加工中心的組成3二、零件BW-02800-072的工藝分析4（一）零件圖樣分析4（二）加工內(nèi)容5（三）工件毛坯的選擇以及裝夾6（四）刀具的選擇與確定7（五）零件的工藝路線分析8三、零件的程序編制9（一）編制零件加工刀路9（二）加工重點和難點分析12總結(jié)13參考文獻14謝辭15引言通過對產(chǎn)品制造工藝分析，加工程序的編輯以及對整個過程的把握，使得我數(shù)控技術(shù)的理解更進一步，并且使得自己的產(chǎn)品生品從設(shè)計到成型的能力更的到提高。數(shù)控技術(shù)不僅是現(xiàn)代制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，也是未來生產(chǎn)力的主要發(fā)展方向，離開了數(shù)控技術(shù)，先進制造技術(shù)就成了無本之木。通過實習(xí)階段專業(yè)知識的積累與技能的提升，越來越感覺到數(shù)控生產(chǎn)中工藝化的重要性。本文中零件BW-02800-072是企業(yè)中一個非規(guī)則零件，采用數(shù)控設(shè)備加工，而編制零件加工工藝和零件加工程序是數(shù)控加工的主要內(nèi)容。一、加工設(shè)備簡介（一）加工中心的分類以及加工對象加工中心按床身結(jié)構(gòu)和主軸結(jié)構(gòu)的不同可以分為以下幾類：1.臥式加工中心（HMC）：主軸軸線為水平狀態(tài)設(shè)置的加工中心，如圖1-1所示。2.立式加工中心（VMC）：主軸軸心線為垂直狀態(tài)設(shè)置的加工中心，如圖1-2所示。圖1-1 臥式加工中心圖1-2 立式加工中心加工中心是備有刀庫并能自動更換刀具對工件進行多工序加工的數(shù)控機床，與普通機床加工相比，加工中心具有許多顯著的工藝特點：1加工精度高2表面質(zhì)量好3質(zhì)量穩(wěn)定4生產(chǎn)效率高5具有較強的故障自診斷功能6軟件適應(yīng)性強。（二）“VDL-600A”加工中心的主要參數(shù)本零件選用“VDL-600A”加工中心，“VDL-600A”加工中心的主要技術(shù)參數(shù)如表1-1所示。表1-1 VDL-600A主要參數(shù) 型 號VDL500VDL600AVDL800工作臺規(guī)格（長寬）700320mm800x420mm900x420mm工作臺最大載重150kg500kg500kgX坐標(biāo)行程450mm600mm800mmY坐標(biāo)行程350mm420mm420mmZ坐標(biāo)行程380mm520mm520mm主軸中心線到立柱導(dǎo)軌面距離430mm511mm511mm主軸端面至工作臺上平面距離140520mm150670mm X、Y、Z切削速度 010000mm/minX、Y、Z快速進給速度 24/24/20m/min24/24/20m/min主軸最高轉(zhuǎn)速8000r/min8000r/min608000 r/min刀庫容量12把(斗笠式)(24把刀臂式可選)(斗笠式)16把(斗笠式);(24把刀臂式可選)刀柄BT40BT40 （JT40可選）刀具最大重量6kg7kg 刀具最大直徑100/150(鄰/空)mm100/130（刀臂式77/110）mm 工作臺T型槽（槽數(shù)槽寬槽距）314110mm318125mm 數(shù)控系統(tǒng)FANUC 0i-MC（三）“VDL-600A”加工中心的組成1、計算機數(shù)控系統(tǒng)用來接收加工程序的各種信息，然后向伺服系統(tǒng)發(fā)出執(zhí)行指令。內(nèi)部有專用計算機、線路板等；外部有程控面板（CNC Control Unit）、機床動作操作面板（Operation Panel）以及屏幕顯示器（CRT）等，如圖1-3所示。圖1-3操作面板2、伺服控制系統(tǒng)用來精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個過程的反饋控制系統(tǒng)。又稱隨動系統(tǒng)。在很多情況下，伺服系統(tǒng)專指被控制量（系統(tǒng)的輸出量）是機械位移或位移速度、加速度的反饋控制系統(tǒng)，其作用是使輸出的機械位移（或轉(zhuǎn)角）準(zhǔn)確地跟蹤輸入的位移（或轉(zhuǎn)角）。伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和其他形式的反饋控制系統(tǒng)沒有原則上的區(qū)別。3、控制介質(zhì)是驅(qū)動部件，包括主軸驅(qū)動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。他在數(shù)控系統(tǒng)的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實現(xiàn)主軸和進給驅(qū)動。當(dāng)幾個進給聯(lián)動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。4、輔助系統(tǒng)是數(shù)控機床的一些必要的配套部件，用以保證機床的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺，刀庫，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。5、機床本體包括主軸箱、進給機構(gòu)、導(dǎo)軌、刀庫、床身。它是機床的主要機械結(jié)構(gòu)部分。二、零件BW-02800-072的工藝分析（一）零件圖樣分析如圖2-1所示為零件BW-02800-072零件圖，該零件材料是鋁，按單件小批量加工,對該零件進行加工中心工藝分析。圖2-1 零件圖該零件為鋁，主要加工內(nèi)孔、鉆孔、銑削型腔。其材料是鋁，材質(zhì)較軟，切削時易粘刀。同時該零件為規(guī)則外形，因此在加工時因采用平口鉗。如圖2-2所示是該工件的夾具。圖2-2 平口鉗裝夾（二）加工內(nèi)容 該零件加工內(nèi)容如表2-1所示。表2-1 加工內(nèi)容內(nèi)容要求備注外形零件整體外形，尺寸公差為（+0.1/-0.1)臺階零件臺階，臺階高3（+0.1/-0.1).4個4.2孔直徑4.2（0/+0.039),深度為17.753孔直徑3（+0。1/-0.1),深度為11.75兩個沉頭孔17.5深214.5深112深7圓臺底面直徑4頂面直徑2，高1.46.8孔直徑6.8深18（三）工件毛坯的選擇以及裝夾工件毛坯的選擇：零件材料為AL,此材料為美國牌號，查閱機械設(shè)計手冊中的中外材料對照表，可知AL對應(yīng)的是鋁合金。此材料較軟。跟據(jù)零件尺寸和機床性能，并考慮零件裝夾要求，為方便加工，毛坯選用標(biāo)準(zhǔn)塊60*60*44.5的塊料作為毛坯，毛坯如圖2-3所示。圖2-3 毛坯工件裝夾注意事項：工件需要二次裝夾，首先加工側(cè)面的沉頭孔，然后加工頂面部分，工件一定要緊靠基準(zhǔn)面，如圖2-4，圖2-5所示所示。圖2-4 第一次裝夾加工側(cè)面 圖2-5 第二次裝夾加工頂面（四）刀具的選擇與確定加工中心的刀具由成品刀具和標(biāo)準(zhǔn)刀柄組成。其中成品刀具部分與通用刀具相同，如銑刀、鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、鏜刀、絲錐等。標(biāo)準(zhǔn)刀柄是加工中心必備的輔具，刀柄和機床的主軸孔相對應(yīng)。加工中心的刀柄已經(jīng)系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，其錐柄和機械手抓卸部分都已有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。1.銑削速度V：指銑刀旋轉(zhuǎn)時的圓周線速度，單位為m/min計算公式：v=dn/1000式中：d-銑刀直徑， mm n-主軸（銑刀)；轉(zhuǎn)速r/mm 從上式可得到：主軸（銑刀）；轉(zhuǎn)速 n=1000v/d銑削速度V推薦值如表2-1所示：表2-2 銑削速度推薦值工作材料硬度/HB銑削速度V/（m/min）高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀低、中碳鋼255290153654115高碳鋼3253758123648合金鋼22532510243780工具鋼20025012234583灰鑄鐵2302909184590可鍛鑄鐵200240152472110中碳鑄鋼160200152160902.進給量F：在銑削過程中，工件相對銑刀的移動速度稱為進給量， 有三種表示方法：1)每齒進給量af: mm/z2)每轉(zhuǎn)進給量f: mm/r3)每分鐘進給量Vf: mm/min 三種進給量的關(guān)系為：Vf=fn=afzn進給量F推薦值如表2-2所示：表2-2 進給量推薦值工作材料硬度/HB高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀立銑刀端銑刀立銑刀端銑刀低碳鋼1502000.030.180.150.30.060.220.20.35中、高碳鋼2253250.030.150.10.20.050.220.120.25灰鑄鐵1802200.050.150.150.30.100.20.20.4可鍛鑄鐵2002400.050.150.150.30.080.150.1503合金鋼2803200.030.120.070.120.050.120.080.2工具鋼HRC35460.040.10.10.2鋁鎂合金951000.050.120.20.30.080.30.150.383刀具選用該零件加工選用的刀具以及切削參數(shù)如表2-3所示。表2-3 刀具及切削參數(shù)刀具號直徑轉(zhuǎn)速進給加工內(nèi)容T1 123600200銑外形T2286001800粗加工曲面型腔T3（鉆頭）31000200鉆直徑3的孔T4（鉆頭）6.81000200鉆直徑6.8的孔T5（鉆頭）4.21000200鉆直徑4.2的孔T6（球刀）290002000精加工曲面T7636001500銑沉頭孔（五）零件的工藝路線分析以一次裝夾作為一個工序，編制零件工藝卡如圖2-6，圖2-7所示。 圖2-6 加工側(cè)面 圖2-7 加工頂面三、零件的程序編制UG分CAD和CAM兩部分?，F(xiàn)代機械工業(yè)的飛速發(fā)展，CAD/CAM的作用日益突出，在現(xiàn)代機械設(shè)計和制造中廣泛應(yīng)用，CAD/CAM的最大優(yōu)點在于能自動生成NC程序，現(xiàn)代企業(yè)中為了提高產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量和縮短生成周期，節(jié)約勞動成本，都廣泛運用CAD/CAM進行零件的設(shè)計和加工制造。它和數(shù)控加工仿真軟件結(jié)合在一起，使得生產(chǎn)率大大提高。（一）編制零件加工刀路1、點擊【開始】、【所有應(yīng)用模塊】、【加工】，彈出加工環(huán)境設(shè)置對話框，CAM會話配置選擇cam_general；要創(chuàng)建的CAM設(shè)置選擇mill_planar，如圖3-1所示，然后點擊【確定】，進入加工模塊。圖3-1 加工環(huán)境設(shè)置 2、選擇【幾何視圖】，更改WORKPIECE和MCS_MILL，建立工件坐標(biāo)系，工件需要裝夾兩次，所以坐標(biāo)系也需要建立兩個如圖3-2所示，雙擊WORKPIECE，選擇加工部件以及毛坯，選完之后點擊完成如圖3-3所示。 圖3-2 坐標(biāo)系 圖3-3 幾何體 3、選擇【機床視圖】，點擊創(chuàng)建刀具，根據(jù)需要創(chuàng)建刀具，按實際情況對刀具命名如圖3-4所示，輸入刀具直徑，刀具號一一對應(yīng)，如圖3-5所示。圖3-4 刀具列表 圖3-5 刀具參數(shù) 4、點擊程序順序視圖，創(chuàng)建程序，選擇加工方法、加工部件、加工刀具、加工方法，如圖3-6所示。確認，修改切削參數(shù)，合理搭配進給，轉(zhuǎn)速，切削量，生成程序。確認刀路，仿真加工如圖3-7所示，程序完善后進行后處理得到NC程序。圖3-6 操作 圖3-7 仿真結(jié)果 5、生成的部分程序14%N0010 G40 G17 G90 G70N0020 G91 G28 Z0.00030 T01 M06N0040 G0 G90 X5.1719 Y3.0165 S5000 M03N0050 G43 Z.4331 H01N0060 G3 X5.1719 Y3.0165 Z.2967 I.1685 J.1819 K.0217 F98.4N0070 X5.3404 Y2.9504 Z.2805 I.1685 J.1819 K.0217N0080 G1 X7.6796 M08N0090 Y2.9551N0100 X2.9503N0110 Y2.9504N0120 X5.3404N0130 Y2.7536N0140 X7.8764N0150 Y3.152N0160 X2.7535N0170 Y2.7536N0180 X5.3404N0190 Y2.5567N0200 X8.0733N0210 Y3.3488N0220 X2.5566N0230 Y2.5567N0240 X5.3404N0250 Y2.3599N0260 X8.2701N0270 Y3.5457N0280 X2.3598N0290 Y2.3599N0300 X5.3404N0310 Y2.163N0320 X8.467N0330 Y3.7425N0340 X2.1629N0350 Y2.163N0360 X5.3404N0370 Y1.9662N0380 X8.6638N0390 Y3.9394N0400 X1.9661N0410 Y1.9662N0420 X5.3404N0430 Y1.7693N0440 X8.8607.N8740 Y1.5306N8750 X9.0993N8760 Y4.3749N8770 X1.5306N8780 Y1.5306N8790 X5.315N8800 Y1.3338N8810 X9.2962N8820 Y4.5717N8830 X1.3338N8840 Y1.3338N8850 X5.315N8860 G3 X5.4803 Y1.4991 I0.0 J.1653N8870 G0 Z.1969N8880 M02%（二）加工重點和難點分析1、此零件看似簡單，其實很多尺寸要多加注意。2、第二次裝夾前一定要對定位面上的加工處進行曲毛刺處理，不然定位不準(zhǔn)容易導(dǎo)致零件報廢。3、注意及時更換刀具。4、型腔最深處12.5MM，加工的刀具直徑較小，易發(fā)生斷刀，切削該部分的時候切屑量一定要小，以保護刀具?？偨Y(jié)通過這次的論文的撰寫，使我掌握了很多課外的知識，并且把理論與實際緊密地結(jié)合了起來。初步掌握了企業(yè)生產(chǎn)零件如何安排具體的工藝以及程序的編制，也從中了解了企業(yè)的管理模式及人文環(huán)境，為我將來出去更好地適應(yīng)企業(yè)環(huán)境奠定了良好的基礎(chǔ)。在學(xué)到知識的同時，我也增強了自己的動手能力，掌握了加工中心的一些基本的操作，以及編制工藝時怎樣更合理地安排加工順序、如何縮短加工時間等一些流程和在操作中一些簡單快捷地處理問題的能力。通過這次的設(shè)計，也學(xué)會了如何寫一篇論文，寫論文時資料準(zhǔn)備、論文格式等等。這些都是我以前沒有接觸過的，借此學(xué)到了許多新的知識。雖然完成畢業(yè)設(shè)計的整個過程中遇到了不少的困難，但在老師和企業(yè)里員工的幫助下我克服困難，順利的完成了。總之，通過畢業(yè)設(shè)計使我受益非淺。參考文獻1羅春華，劉海明主編.數(shù)控加工工藝簡明教程.北京理工大學(xué)出版社2008.32趙長旭編著.數(shù)控加工工藝.西安電子科技大學(xué)出版社.2007.13鄧廣敏主編.加工中心操作工.北京化學(xué)工業(yè)出版社.2006.4劉守勇主編.機械制造工藝與機床夾具.北京機械工業(yè)出版社.2001.5石皋蓮.UG NX CAD 應(yīng)用案例教程.機械工業(yè)出版社.2010年9月第一版