《平面槽形凸輪零件加工工藝設(shè)計(jì)及編程仿真》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《平面槽形凸輪零件加工工藝設(shè)計(jì)及編程仿真（28頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

0平面槽形凸輪零件加工工藝設(shè)計(jì)及編程摘要數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。數(shù)控一般是通用用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制，因此數(shù)控也稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控。本文開(kāi)始主要介紹了數(shù)控技術(shù)的制造業(yè)的社會(huì)、行業(yè)背景，數(shù)控技術(shù)人才需求情況，就業(yè)方向。接下來(lái)主要針對(duì)零件展開(kāi)整個(gè)工藝過(guò)程及其工藝分析，即從毛坯到所加工零件這一過(guò)程中的工藝及其相應(yīng)的工藝分析，在此基礎(chǔ)上，借助 UG 軟件進(jìn)行自動(dòng)編程，完成該零件的數(shù)控加工程序編制，并完成仿真加工，最終后處理出加工程序。關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù) 加工工藝 編程 程序0AbstractNumerical control technology is to use digital, text and symbols to achieve a number of instructions to achieve a number of mechanical equipment operation control technology-This paper mainly introduced the manufacturing industry of numerical control technology, industry background, numerical control technology talent demand, employment direction- Then the main parts of the whole process and process analysis, the process and its corresponding process analysis, on this basis, with the help of UG software automatic programming, complete the part of the NC machining program, and complete the simulation processing, and ultimately postprocessing machining program-Key words: numerical control technology process programming1目錄摘要 ....................................................................................................................................................1Abstract............................................................................................................................................1第一章 數(shù)控技術(shù)的前景 ..................................................................................................................31.1 制造業(yè)的社會(huì)、行業(yè)背景 .................................................................................................31.2 數(shù)控技術(shù)人才需求情況 .....................................................................................................31.3 就業(yè)方向 .............................................................................................................................3第二章 零件工藝分析 ......................................................................................................................52.1 零件圖的分析 .....................................................................................................................52.2 結(jié)構(gòu)工藝性分析 .................................................................................................................52.3 加工方法的選擇 .................................................................................................................52.4 工序的劃分 .........................................................................................................................62.4.1 工序的劃分原則 .....................................................................................................62.4.2 工序的劃分方法 .....................................................................................................62.4.3 工序的確定 .............................................................................................................72.5 機(jī)床的選擇 .........................................................................................................................72.6 裝夾方案的選擇 ................................................................................................................92.7 刀具的選擇 .......................................................................................................................112.8 切削用量的選擇 ...............................................................................................................122.8.1 背吃刀量的選擇 ...................................................................................................122.8.2 主軸轉(zhuǎn)速的確定 ...................................................................................................132.9 填寫(xiě)工藝卡片 ...................................................................................................................14第三章 數(shù)控編程仿真 ....................................................................................................................153.1 編程方法的選擇 ..............................................................................................................153.1.1 手工編程 ...............................................................................................................153.1.2 自動(dòng)編程 ...............................................................................................................153.2 編程原點(diǎn)的確定 ..............................................................................................................153.3 軟件編程操作 ...................................................................................................................153.3.1 創(chuàng)建刀具 ...............................................................................................................153.3.2 創(chuàng)建幾何體 ...........................................................................................................163.3.3 創(chuàng)建加工方法 .......................................................................................................193.4 加工仿真 ...........................................................................................................................22總結(jié) ..................................................................................................................................................25參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................................................26致謝 ..................................................................................................................................................272第一章 數(shù)控技術(shù)的前景1.1 制造業(yè)的社會(huì)、行業(yè)背景數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)；是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率必不可少的技術(shù)手段；數(shù)控技術(shù)是國(guó)防現(xiàn)代化的重要戰(zhàn)略物質(zhì)；是關(guān)系到國(guó)家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國(guó)家綜合國(guó)力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。加入世貿(mào)組織后，中國(guó)正在逐步變成“世界制造中心” 。為了增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力，制造企業(yè)已開(kāi)始廣泛使用先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)數(shù)控機(jī)床操作工短缺 60 萬(wàn)左右。數(shù)控人才短缺已引起中央領(lǐng)導(dǎo)、教育部、勞動(dòng)與社會(huì)保障部等政府部門(mén)的高度重視。 “月薪 6000 難聘數(shù)控技工” 、 “年薪 16 萬(wàn)招不到模具技工”成為全社會(huì)普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。教育部、勞動(dòng)保障部、國(guó)防科工委、信息產(chǎn)業(yè)部、交通部、衛(wèi)生部等六部委決定實(shí)施“職業(yè)院校制造業(yè)技能型緊缺人才培養(yǎng)培訓(xùn)工程” ，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)五年培養(yǎng) 30 萬(wàn)以上制造業(yè)技能型緊缺人才的目標(biāo)，以緩解我國(guó)勞動(dòng)力市場(chǎng)技能型人才的緊缺狀況。1.2 數(shù)控技術(shù)人才需求情況數(shù)控技術(shù)人才需求量的大小和人才需求的類(lèi)型、層次、質(zhì)量等取決于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和制造業(yè)的發(fā)展程度、水平，也取決于用人單位自身的管理要求、發(fā)展趨勢(shì)等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，制造業(yè)較發(fā)達(dá)的德國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)家的數(shù)控機(jī)床占生產(chǎn)設(shè)備的 70%以上，我國(guó)制造業(yè)與國(guó)際先進(jìn)工業(yè)國(guó)家相比存在著很大的差距，據(jù)機(jī)械協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)制造業(yè)數(shù)控機(jī)床擁有量不足總量的 2%，而且近幾年來(lái)都以 35%以上的速度在增長(zhǎng)，對(duì)于目前我國(guó)現(xiàn)有的有限數(shù)量的數(shù)控機(jī)床也未能充分利用。雖然原因是多方面的，但數(shù)控人才的匱乏無(wú)疑是主要原因之一。隨著制造業(yè)信息化工程的進(jìn)一步推進(jìn)，利用高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，提高企業(yè)的技術(shù)裝備水平和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，制造設(shè)備的大規(guī)模數(shù)控化，社會(huì)對(duì)數(shù)控技術(shù)人才的需求進(jìn)一步增加。1.3 就業(yè)方向3從事生產(chǎn)管理、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)，數(shù)控編程與加工操作，數(shù)控設(shè)備安裝、調(diào)試與操作，數(shù)控設(shè)備故障診斷與維修、改造及售后服務(wù)等工作。數(shù)控行業(yè)從業(yè)人員大致可分為三個(gè)層次：1、藍(lán)領(lǐng)層：即數(shù)控操作技工,精通機(jī)械加工和數(shù)控加工工藝知識(shí),熟練掌握數(shù)控機(jī)床的操作和手工編程,了解自動(dòng)編程和數(shù)控機(jī)床的簡(jiǎn)單維護(hù)維修,此類(lèi)人員市場(chǎng)需求量大,適合作為車(chē)間的數(shù)控機(jī)床操作工人,但由于其知識(shí)較單一,其工資待遇不會(huì)大高。2、灰領(lǐng)層：其一,數(shù)控編程員：掌握數(shù)控加工工藝知識(shí)和數(shù)控機(jī)床的操作,熟悉復(fù)雜模具的設(shè)計(jì)和制造專(zhuān)業(yè)知識(shí),熟練掌握三維 CAD/CAM 軟件,如UG、PRO/E 等；熟練掌握數(shù)控自動(dòng)編程、手工編程技術(shù)。此類(lèi)人員需求量大,尤其在模具行業(yè)非常受歡迎,待遇也很高。其二,數(shù)控機(jī)床維護(hù)、維修人員：掌握數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)電聯(lián)調(diào),掌握數(shù)控機(jī)床的操作與編程,熟悉各種數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)、軟硬件結(jié)構(gòu)、PLC 和參數(shù)設(shè)置。精通數(shù)控機(jī)床的機(jī)械和電氣的調(diào)試和維修。此類(lèi)人員需求量相對(duì)少一些,但培養(yǎng)此類(lèi)人員非常不易,需要大量實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的積累,非常缺乏,其待遇也較高。3、金領(lǐng)層：屬于數(shù)控通才,具備并精通數(shù)控操作技工、數(shù)控編程員和數(shù)控維護(hù)、維修人員所需掌握的綜合知識(shí),并在實(shí)際工作中積累了大量實(shí)際經(jīng)驗(yàn),知識(shí)面很廣。精通數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)控系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì),掌握數(shù)控機(jī)床的機(jī)電聯(lián)調(diào)。能自行完成數(shù)控系統(tǒng)的選型、數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試和維修。能獨(dú)立完成機(jī)床的數(shù)控化改造．是企業(yè)(特別是民營(yíng)企業(yè))的搶手人才,其待遇非常之高。4第二章 零件工藝分析2.1 零件圖的分析如圖 2-1 所示零件，該零件是一種典型的銑削零件，其主要由外形輪廓、型腔輪廓、孔、凹槽等特征組成，其輪廓主要由圓弧和直線構(gòu)成。圖 2-1 零件圖2.2 結(jié)構(gòu)工藝性分析零件的技術(shù)要求主要包括尺寸精度、形位公差、表面質(zhì)量等一些方面的分析。該零件的尺寸精度要求較高，最高精度達(dá)到上偏差 0.021mm，因此在加工時(shí)要選擇合理的刀具和切削用量；φ12 孔的尺寸公差為上偏差 0.018mm。零件孔表面粗糙度要求為全部 Ra1.6um，其他表面要求為 Ra3.2um。在數(shù)控銑削中可以達(dá)到 0.8 以上，所以可以滿足此技術(shù)要求。2.3 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5加工進(jìn)行，在粗銑后留取 0-5mm 的余量進(jìn)行精銑。2 側(cè)面的加工方法其側(cè)面的尺寸精度和表面粗糙度要求均不高，可直接進(jìn)行粗銑即可3 凹槽輪廓的加工方法其表面粗糙度要求不高，尺寸精度較高，且 X、Y 向的加工余量較大，故其加工方法需按照粗、精加工進(jìn)行，且粗加工時(shí)余量較多，需要進(jìn)行 X、Y 向分層銑削。4 孔的加工方法孔的精度要求較高，故選擇其加工方法為先鉆孔，再進(jìn)行銑孔至圖紙尺寸要求。2.4 工序的劃分2.4.1 工序的劃分原則工序的劃分可以采用兩種不同的原則：工序集中原則和工序分散原則。工序集中的原則就是指每道工序包括可能多的加工內(nèi)容。將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)容內(nèi)完成。工序集中一般使用結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械化，自動(dòng)化程度高的機(jī)床。因此工序集中的特點(diǎn)是：1）減少了設(shè)備的數(shù)量，減少了操作工人和生產(chǎn)面積。2）減少工序數(shù)目，減少運(yùn)輸工作量，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)計(jì)劃工作，縮短了生產(chǎn)周期。3）減少了工件的裝夾次數(shù)，不僅有利于提高生產(chǎn)率，而且由于一次裝夾下加工了許多的表面，也易于保證這些表面的加工精度。4）工序分散原則就是將工件的加工分散在較多的工序內(nèi)進(jìn)行。每道工序的加工內(nèi)容很少，最小時(shí)即每道工序僅完成一個(gè)簡(jiǎn)單的工步。其特點(diǎn)是：①采用了比較簡(jiǎn)單的機(jī)床和工藝設(shè)備。②對(duì)工人的技術(shù)要求低。③生產(chǎn)設(shè)備工作量小，容易變換產(chǎn)品。④設(shè)備數(shù)量少，工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大。2.4.2 工序的劃分方法（1）按所用的刀具劃分。即在一次安裝過(guò)程中盡可能用一把刀具加工出可能加工的所有部分，然后再換另一把刀加工其他的部位。即以同一把刀具完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序。6（2）按安裝次數(shù)劃分。即以每一次裝夾完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序。這種方法適應(yīng)于加工內(nèi)容不多的工件。（3）按粗、精加工劃分。即以粗加工中完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序，精加工中完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序。這種方法使用于加工后變形較大，需要粗、精加工分開(kāi)的零件。（4）按加工部位劃分。即以完成相同型面的那一部分工藝過(guò)程為一道工序。對(duì)于加工表面多而復(fù)雜的零件，可以按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為幾個(gè)加工部分，每一部分為一道工序。2.4.3 工序的確定綜上所述，對(duì)該零件的加工工序進(jìn)行了如下安排：工序 1 下料 φ105mmX40mm工序 2 數(shù)控車(chē)削毛坯至尺寸 φ100X35mm 表面粗糙度為 Ra3.2um工序 3 對(duì)面上的孔打中心鉆工序 4 對(duì)￠12 的孔和￠20 的孔鉆￠11.8 的孔工序 5 對(duì)￠12 的通孔先使用￠12 的鉸刀進(jìn)行鉸孔加工工序 6 使用立銑刀對(duì)外輪廓進(jìn)行加工，留有精加工余量工序 7 使用￠12 立銑刀對(duì)￠20 的孔進(jìn)行加工，銑削至圖紙尺寸要求工序 8 使用￠6 立銑刀對(duì)凹槽進(jìn)行加工，留有精加工余量工序 9 使用￠6 立銑刀對(duì)零件側(cè)邊進(jìn)行精加工至圖紙尺寸要求。工序 10 清洗、去毛刺。工序 11 終檢。2.5 機(jī)床的選擇零件的所有工序都可以在數(shù)控銑床或加工中心上完成，其外形銑削可以采用立銑刀進(jìn)行銑削；型腔的加工，可選擇先預(yù)鉆底孔，然后再采用立銑刀進(jìn)行型腔銑削加工；臺(tái)階則可以選擇稍大一點(diǎn)的立銑刀進(jìn)行加工，這樣可以減少切入次數(shù)，從而增加生產(chǎn)效率。7圖 2-2XD-40A 數(shù)控加中心由于該零件屬于單件小批量生產(chǎn)，因此不用考慮生產(chǎn)效率等問(wèn)題，只要在能夠保證其精度要求的前提下選擇相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行加工即可，但為了減少人為的換刀量，根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床，確定選擇由大連機(jī)床集團(tuán)生產(chǎn)的 XD-40A 系列數(shù)控立式加工中心圖 2-2，XD 系列立式數(shù)控銑床是大連機(jī)床集團(tuán)公司引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的新一代數(shù)控機(jī)床， 其主要技術(shù)參數(shù)如下：表 2-1 技術(shù)參數(shù)表82.6 裝夾方案的選擇在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)該減小裝夾的次數(shù)，盡量做到在一次安裝中能夠把零件上所有要加工的表面都加工出來(lái)。一般選擇零件上不需要銑削加工的表面或者孔作為定位基準(zhǔn)。對(duì)于薄壁的零件，選擇的定位基準(zhǔn)應(yīng)該有利于提高加工的剛性，以減小切削變形。并且定位基準(zhǔn)應(yīng)該和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合以減小定位誤差對(duì)尺寸精度的影響。選擇工件的定位基準(zhǔn)，實(shí)際上是確定工件的定位基面。根據(jù)選定的基面加工與否，又將定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)。在起始工序中，只能選擇未經(jīng)加工的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)稱(chēng)為粗基準(zhǔn)。用加工過(guò)的表面作為定位基準(zhǔn)，則稱(chēng)為精基準(zhǔn)。在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，是從保證工件精度要求出發(fā)的，因此分析定位基準(zhǔn)選擇的順序應(yīng)為從精基準(zhǔn)到粗基準(zhǔn)。（1）精基準(zhǔn)的選擇原則選擇精基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)能保證加工精度和裝夾可靠、方便，可按照基準(zhǔn)重合、9基準(zhǔn)統(tǒng)一、自為基準(zhǔn)、互為基準(zhǔn)、便于裝夾等原則進(jìn)行選擇。根據(jù)其原則，確定該零件的精基準(zhǔn)為零件的外輪廓及零件底面。（2）粗基準(zhǔn)的選擇原則選擇粗基準(zhǔn)要求應(yīng)能保證加工面與不加工面之間的位置要求并合理分配加工面的余量，同時(shí)要為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)，可按照非加工表面、加工余量最小、重要表面、不重復(fù)使用、便于工件裝夾等原則進(jìn)行選擇。根據(jù)其原則，確定該零件的粗基準(zhǔn)為毛坯外邊及底面。在選擇夾具的時(shí)候有兩個(gè)基本的要求。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(duì)的固定；二是：要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。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)試夾具及其它通用夾具，來(lái)縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。在成批量生產(chǎn)時(shí)，采用專(zhuān)用夾具，來(lái)提高效率。在選擇夾具時(shí)還要保證零件的裝卸要快速、方便、可靠。夾具上各部件應(yīng)不妨礙機(jī)床對(duì)零件各表面的加工。因?yàn)榧庸すぜ跈C(jī)床坐標(biāo)系中的位置是由夾具決定的（也就是加工原點(diǎn)的位置） ，因此我們需要夾具必須可以確保工件在機(jī)床坐標(biāo)系中的準(zhǔn)確坐標(biāo)方向，并且要適合工件在機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸大小。綜合零件的工藝路線擬定。零件形狀復(fù)雜，但是在加工過(guò)程中因?yàn)檠b夾的位置較短，導(dǎo)致加工過(guò)程中可能導(dǎo)致橫向切削力過(guò)大導(dǎo)致工件原心偏離，故夾具選用三爪自定心卡盤(pán)如圖（2.3） ，三爪卡盤(pán)裝夾工件時(shí)可自動(dòng)定心，不需找正。但需要注意的是，用三爪卡盤(pán)夾緊工件時(shí)，為保證足夠的夾緊力，一般要留有 20mm 以上的夾持長(zhǎng)度。圖 2.3 三爪卡盤(pán)102.7 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(duì)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(zhǎng)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(lái)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(chēng)白鋼，它含有 W 、Cr、Mo、V、Co 等元素。它不僅可以用來(lái)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。陶瓷材料。陶瓷是含有金屬氧化物和氮化物的無(wú)機(jī)非金屬材料。陶瓷材料具有高硬度、高強(qiáng)度、耐磨性好、化學(xué)性能穩(wěn)定性好、摩擦因素低、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。立方氮化硼（CBN ） 。CBN 是人工合成的高硬度材料，其硬度和耐磨性僅次于金剛石，有極好的高溫硬度，與陶瓷材料相比，其耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性稍11差，但沖擊韌度和抗破壞性能較好。聚晶金剛石（PCD） 。PCD 作為最硬的刀具材料，硬度很高，具有很好的耐磨性，它能夠以高硬度和高精度加工軟的有色金屬材料，但它對(duì)沖擊敏感，容易破裂，而且對(duì)黑色金屬中的鐵的親和力強(qiáng)，容易引起化學(xué)反應(yīng)，一般只能用于加工非鐵零件。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 2-2 所示：表 2-2 數(shù)控加工刀具卡片刀具號(hào) 刀具名稱(chēng) 刀具規(guī)格 加工表面 刀具材料T01 中心轉(zhuǎn) ￠3mm 底孔 高速鋼T02 麻花鉆 ￠11.8mm 底孔 高速鋼T03 鉸刀 ￠12mm 底孔 高速鋼T04 立銑刀 ￠20mm 外形輪廓 硬質(zhì)合金T05 立銑刀 ￠12mm 內(nèi)輪廓 硬質(zhì)合金T06 立銑刀 ￠6mm 內(nèi)外形輪廓 硬質(zhì)合金2.8 切削用量的選擇數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫(xiě)入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進(jìn)給速度。對(duì)于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量。切削用量的選擇原則是：保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。合理的選擇切削用量，對(duì)零件的表面質(zhì)量、精度、加工效率影響很大。切削用量包括主軸的轉(zhuǎn)速、背吃刀量、進(jìn)給量。合理選擇切削用量的原則：粗加工時(shí)，一般以提高效率為主，并考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)該在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性、加工成本。2.8.1 背吃刀量的選擇 背吃刀量。選擇背吃刀量的主要依據(jù)是機(jī)床、夾具、刀具和工件的剛度。在剛度允許的情況下，盡量選擇較大的背吃刀量來(lái)減少進(jìn)給次數(shù)，提高生產(chǎn)效12率。但在工藝系統(tǒng)剛性不足或毛坯余量很大，或余量不均勻時(shí)，粗加工要分幾次進(jìn)給，并且應(yīng)該把第一、二次進(jìn)給的背吃刀量盡量取得大一些。在加工鑄、鍛件時(shí)應(yīng)該盡量使背吃刀量大于硬皮層的厚度，以保護(hù)刀尖。背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛性來(lái)決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件加工余量（除去精加工量） ，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工表面質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般為 0-2—0-8mm，具體背吃刀量參照表 2-3 進(jìn)行選擇，如下表所列：表 2-3 背吃刀量粗 精外輪廓加工 0-5—1-5mm 0-1—0-4鉆孔 隨進(jìn)刀次數(shù)依次減少。鉸孔 隨進(jìn)刀次數(shù)依次減少。2.8.2 主軸轉(zhuǎn)速的確定主軸轉(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(lái)、工件材料的強(qiáng)度和硬度以及切削加工性來(lái)選取。而切削速度與主軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系如下公式所示： wcdvn???10式中: -切削刃選定點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的工件或刀具的最大回轉(zhuǎn)直徑,單位為 mmwdn-主軸轉(zhuǎn)速，單位為 r/min-切削速度，單位為 m/mincv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(lái)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)?？傊邢饔昧康木唧w數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類(lèi)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。綜上所述，確定該零件的切削用量如表 2-4 所示。13表 2-4 切削用量表加工部位 刀具號(hào) 主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度 mm/min 背吃刀量 mm中心鉆鉆孔 T01 1200 50 1麻花鉆鉆孔 T02 800 50 1鉸孔 T03 1200 40 0.2外輪廓加工 T04 1800 400 1銑孔加工 T05 3000 500 0.5銑槽加工 T06 4000 500 0.52.9 填寫(xiě)工藝卡片詳見(jiàn)附件-數(shù)控加工工藝過(guò)程卡14第三章 數(shù)控編程仿真3.1 編程方法的選擇數(shù)控編程方法可分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。3.1.1 手工編程手工編程是指主要由人工來(lái)完成數(shù)控機(jī)床程序編制各個(gè)階段的工作。當(dāng)被加工零件形狀不十分復(fù)雜和程序較短時(shí)，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(dòng)編程高速發(fā)展的將來(lái)，手工編程的重要地位也不可取代，仍是自動(dòng)編程的基礎(chǔ)。在先進(jìn)的自動(dòng)編程方法中，許多重要的經(jīng)驗(yàn)都來(lái)源于手工編程，并不斷豐富和推動(dòng)自動(dòng)編程的發(fā)展。3.1.2 自動(dòng)編程自動(dòng)編程是指借助數(shù)控語(yǔ)言編程系統(tǒng)或圖形編程系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)來(lái)自動(dòng)生成零件加工程序的過(guò)程。編程人員只需根據(jù)加工對(duì)象及工藝要求，借助數(shù)控語(yǔ)言編程系統(tǒng)規(guī)定的數(shù)控編程語(yǔ)言或圖形編程系統(tǒng)提供的圖形菜單功能，對(duì)加工過(guò)程與要求進(jìn)行較簡(jiǎn)便的描述，而由編程系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出加工運(yùn)動(dòng)軌跡，并輸出零件數(shù)控加工程序。由于在計(jì)算機(jī)上可自動(dòng)地繪出所編程序的圖形及進(jìn)給軌跡，所以能及時(shí)地檢查程序是否有錯(cuò)，并進(jìn)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(dòng)編程的方法進(jìn)行編制，這樣做可以通過(guò)加工仿真更明確的發(fā)現(xiàn)程序是否有錯(cuò)誤。3.2 編程原點(diǎn)的確定工件坐標(biāo)原點(diǎn)工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。也稱(chēng)工件原點(diǎn)或編程原點(diǎn)，其位置由編程者自行確定。工件原點(diǎn)的確定的原則是簡(jiǎn)化編程計(jì)算，故應(yīng)盡量將工件原點(diǎn)設(shè)在零件圖的尺寸基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)處。本次設(shè)計(jì)采用軟件自動(dòng)編程，為了對(duì)刀方便選擇零件 XY 的交點(diǎn)上，Z 向?yàn)榱慵砻鏋樵c(diǎn)。3.3 軟件編程操作3.3.1 創(chuàng)建刀具15在 UG 加工環(huán)境中，點(diǎn)擊左上角的“創(chuàng)建刀具”按鈕，分別創(chuàng)建 D10mm 立銑刀、D6mm 立銑刀、D12 的麻花鉆等幾把刀。如圖 3-1，圖 3-2 所示。圖 3-1 刀具列表 圖 3-2 刀具創(chuàng)建在彈出的對(duì)話框中，輸入刀具的詳細(xì)參數(shù)，如下所示圖 3-3，圖 3-3 刀具參數(shù)建立第一把刀具為 φ3m 的中心轉(zhuǎn)。第二把刀具為 φ11.8m 的麻花鉆，刀具直徑為 11.8m，刀具長(zhǎng)度為 50mm，刀刃長(zhǎng)度為 35mm，刀刃為 2。第三把刀具為φ12m 的鉸刀，第四把刀具為 φ20m 的立銑刀，刀具直徑為 20m，刀具長(zhǎng)度為75mm，刀刃長(zhǎng)度為 50mm。第五把刀具為 φ12mm 的立銑刀。第六把刀具為 φ6mm的立銑刀。3.3.2 創(chuàng)建幾何體16在 UG 加工環(huán)境中，點(diǎn)擊左上角的“創(chuàng)建幾何體”按鈕，輸入名稱(chēng)，點(diǎn)擊確定，如圖 3-5，圖 3-6 所示。并在相應(yīng)坐標(biāo)系下創(chuàng)建加工幾何體。圖 3-5 幾何體 圖 3-6 對(duì)話框選擇指定 MCS，選擇自動(dòng)判斷，點(diǎn)擊工件表面。軟件自動(dòng)判斷表面中心店為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。如圖 3-7 所示。圖 3-7 建立工件坐標(biāo)系在 UG 加工環(huán)境中，點(diǎn)擊左上角的“創(chuàng)建幾何體”按鈕，輸入名稱(chēng)，點(diǎn)擊確定，如圖 3-8，圖 3-9 所示。并在相應(yīng)坐標(biāo)系下創(chuàng)建工件幾何體。17圖 3-8 幾何體 圖 3-9 對(duì)話框選擇指定部件，點(diǎn)擊選擇對(duì)象，選中工件即可（圖 3-10） ，后點(diǎn)擊確定。對(duì)話框返回到圖 3-9 對(duì)話框頁(yè)面，選擇指定毛坯，選擇幾何體即可如圖 3-11。 圖 3-10 指定部件18圖 3-11 指定毛坯3.3.3 創(chuàng)建加工方法（1）第一步為鉆孔加工，用來(lái)對(duì)零件表面的孔進(jìn)行鉆削，幾何體選擇WORKPICE_1，切削模式選擇標(biāo)準(zhǔn)鉆，最小安全距離為 5mm，盲孔距離為 1.5mm。如圖 3-12 所示。生成刀路圖為圖 3-13 所示圖 3-12 加工參數(shù)設(shè)定 圖 3-13 刀路圖19（2）粗加工，在設(shè)定好刀具、幾何體后。第一步為粗加工型腔銑CAVITY_MILL，用來(lái)加工零件的外表面，以及內(nèi)輪廓，為了更好更快速地去除大量材料，因此選用直徑為 20m 的粗銑刀。加工方法選擇 MILL_ROUGH 粗銑，幾何體選擇 WORKPICE1，切削模式選擇跟隨部件。刀具直徑百分比為 50，最大距離為 1mm。如圖 3-14 所示。生成刀路圖為圖 3-15 所示圖 3-14 加工參數(shù)設(shè)定 圖 3-15 刀路圖圖 3-16 刀路圖20圖 3-17 刀路圖（3）第三步為側(cè)壁精加工 CAVITY_MILL_1，用來(lái)進(jìn)一步加工零件的側(cè)壁，去除粗加工余量，因此選用直徑為 12 的精加工銑刀。加工方法選擇MILL_SEMI_FINISH，幾何體選擇 WORKPICE_1，切削模式選擇配置文件。 。生成刀路圖為圖 3-18 所示圖 3-18 刀路圖213.4 加工仿真在文章的最后，為了效驗(yàn)本次設(shè)計(jì)，安排的切削參數(shù)，工藝路線，機(jī)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(guò)切，撞刀等問(wèn)題。選中所有加工程序，點(diǎn)擊軟件上的確定刀軌，選擇 2D 動(dòng)態(tài)仿真。點(diǎn)擊開(kāi)始，得如下圖 3-21。22圖 3-21 仿真加工過(guò)程23圖 3-22 仿真加工過(guò)程通過(guò)本次加工仿真，確定本次設(shè)計(jì)中使用的，工藝路線安排，刀具、機(jī)床、切削參數(shù)的選擇，正確合理，符合加工需要。24總結(jié)經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的時(shí)間，畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作已經(jīng)完成。通過(guò)對(duì)零件數(shù)控銑加工工藝與編程課題的認(rèn)真學(xué)習(xí)和研究，基本掌握了零件數(shù)控銑加工工藝分析的方法和編程的技巧，同時(shí)也通過(guò)對(duì)具體零件的數(shù)控銑加工工藝的分析、編程及模擬仿真，最終加工出了對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品。畢業(yè)設(shè)計(jì)前期，通過(guò)對(duì)數(shù)控銑加工工藝和編程知識(shí)的儲(chǔ)備，學(xué)習(xí)到了關(guān)于數(shù)控銑發(fā)展的方向及其特點(diǎn)，并且通過(guò)對(duì)加工工藝的學(xué)習(xí)，較好的掌握了數(shù)控銑加工工藝的特點(diǎn)，及其在編寫(xiě)加工工藝時(shí)，應(yīng)該注意那些問(wèn)題等等。而且通過(guò)對(duì)數(shù)控銑編程指令的熟悉和簡(jiǎn)單的應(yīng)用，掌握了一些常用的編程指令。通過(guò)對(duì)循環(huán)中參數(shù)的學(xué)習(xí)，更加清晰的掌握了在調(diào)用循環(huán)過(guò)程中其實(shí)際的加工過(guò)程。畢業(yè)設(shè)計(jì)的后期，通過(guò)對(duì)具體零件的分析和編程，更進(jìn)一步的掌握了數(shù)控加工工藝和編程的特點(diǎn)。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)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(guò)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(wèn)題在書(shū)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(guò)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(guò)程中，要邊學(xué)習(xí)，變實(shí)踐，每當(dāng)遇到新的問(wèn)題時(shí)，就要不斷的努力和探索，切忌心浮氣躁。25參考文獻(xiàn)[1] 江劍鋒.CAD/CAM 與數(shù)控機(jī)床加工[M]. 北京：中國(guó)人事出版社，2011[2] 王選逵.機(jī)械制造工藝學(xué).[M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.11[3] 楊偉群.數(shù)控工藝培訓(xùn)教程. 北京：清華大學(xué)出版社，2002 [4] 曾向陽(yáng)等編著. UG 基礎(chǔ)及應(yīng)用教程[M]. 北京：電子工業(yè)出版社.2003[5] 吳宗澤.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.11[6] 鄒青.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程.[M]北京：機(jī)械工業(yè)出社，2008.1[7]李河水 趙曉東， 《數(shù)控加工編程與操作》 ，國(guó)防科技大學(xué)出版社，2008 .8[8]趙長(zhǎng)明 劉萬(wàn)菊 ， 《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》 ，高等教育出版社 2005.9[9]陳洪濤， 《數(shù)控加工工藝及編程》 ，高等教育出版社，2006.10[10] 繆德建等.CAD/CAM 應(yīng)用技術(shù)[M]. 南京：東南大學(xué)出版社，2005[11] 楊偉群.數(shù)控工藝培訓(xùn)教程. 北京：清華大學(xué)出版社，200226致謝通過(guò)幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我從中學(xué)到了不少的東西，并且最終順利的完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。但是在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了許多的困難。比如，在剛領(lǐng)到數(shù)控銑加工工藝與編程的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)時(shí)，感覺(jué)對(duì)于本設(shè)計(jì)任務(wù)無(wú)從下手，最終通過(guò)文廣老師的耐心指導(dǎo)，才解決了疑惑，使的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作順利的開(kāi)展。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中也遇到了不少的困難，尤其是越到畢業(yè)設(shè)計(jì)的后期，自己遇到的困難就越來(lái)越多，但每一次通過(guò)老師的耐心講解都能將問(wèn)題順利的解決。沒(méi)有老師們無(wú)私的幫助，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作就很難開(kāi)展，畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)就很難完成。因此，非常的感謝老師們的無(wú)私幫助。