異形底座零件數(shù)控加工工藝分析與編程仿真含NX三維及CAD圖.zip,異形,底座,零件,數(shù)控,加工,工藝,分析,編程,仿真,NX,三維,CAD I 異形底座零件數(shù)控加工工藝分析與編程 摘 要 數(shù)字控制技術是數(shù)字控制技術的縮寫 使用數(shù)字控制技術可以在生產(chǎn)過程 中用語言來描述程序 將數(shù)字形式的程序以數(shù)字形式輸入計算機或?qū)Ｓ脭?shù)字計算 設備進行處理輸出 并控制生產(chǎn)過程對應實現(xiàn)過程 使生產(chǎn)過程可以在沒有干 預的情況下自動化 實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化 CNC 編程分為手動編程和自動編程 手動編程意味著手動完成編程的各個 階段 對于復雜零件的幾何形狀需要使用計算機使用指定的 NC 語言部分準備 源程序 處理后生成處理程序 稱為自動編程 平面類零件是加工中經(jīng)常遇到的典型零件 在加工平面類零件時要選擇機床 夾具 刀具及量具 還要合理選擇機床轉(zhuǎn)速 進給率及切削用量并分析加工工藝 正確的程序 將確保工件的平滑加工 使用 CNC 銑削加工中心對材料進行銑削 使毛坯材料達到圖紙的要求 本文介紹了異形底座零件從毛坯到成品的加工過程 對零件的結(jié)構進行了分析 制定了零件的加工工藝內(nèi)容 選擇了零件毛坯和設備 確定了夾具 對零件的加工工藝方案 切削用量的選擇 程序編制等進行了具體 的分析 關鍵詞 數(shù)數(shù)控技術 加工工藝 銑削加工 II Abstract Digital control technology is the abbreviation of digital control technology Digital control technology can be used in the production process to describe the program in language the digital form of the program in the form of digital input computer or special digital computing equipment for processing and output and control the production process corresponding to the implementation process so that the production process can be automated without interference the realization of production process Automation CNC programming is divided into manual programming and automatic programming Manual programming means the various stages of programming manually For the geometric shape of complex parts the computer needs to use the specified NC language to prepare the source program After processing the program is generated which is called automatic programming Plane parts are often encountered in the processing of typical parts in the processing of planar parts to choose machine tools fixtures tools and measuring tools but also a reasonable choice of machine speed feed rate and cutting parameters and analysis of processing technology Correct procedures will ensure smooth processing of the workpiece using CNC milling machining center for material milling so that the blank material to meet the requirements of the drawings This paper introduces the processing of special shaped base parts from rough to finished products The structure of the parts is analyzed and the processing contents of the parts are worked out The blank and equipment of the parts are selected the fixture is determined and the machining process scheme the selection of cutting parameters and the programming of the parts are analyzed in detail Key words numerical control technology machining technology milling process III 目 錄 摘 要 1 Abstract 2 前 言 5 第 一 章 緒 論 6 1 1 數(shù) 控 機 床 的 發(fā) 展 及 其 重 要 性 6 1 2 數(shù) 控 機 床 的 組 成 及 分 類 6 1 3 數(shù) 控 機 床 的 特 點 7 1 4 本 課 題 主 要 研 究 的 內(nèi) 容 8 第 二 章 異 形 底 座 零 件 實 體 建 模 9 2 1 概 述 9 2 2 異 形 底 座 零 件 的 創(chuàng) 建 10 第 三 章 異 形 底 座 零 件 工 藝 分 析 14 3 1 異 形 底 座 零 件 分 析 14 3 2 異 形 底 座 零 件 加 工 工 藝 分 析 15 3 2 1 數(shù) 控 機 床 的 選 擇 15 3 2 2 異 形 底 座 毛 坯 確 定 16 3 2 3 異 形 底 座 刀 具 選 擇 16 3 2 4 異 形 底 座 切 削 用 量 選 擇 17 3 2 5 異 形 底 座 夾 具 及 定 位 20 3 2 6 制 定 工 藝 規(guī) 程 卡 20 第 四 章 UG 自 動 編 程 及 后 置 處 理 21 4 1 異 形 底 座 零 件 正 面 編 程 21 4 1 1 確 定 加 工 坐 標 系 21 4 1 2 設 置 刀 具 類 型 及 參 數(shù) 21 4 1 3 幾 何 體 設 置 22 4 1 4 輪 廓 加 工 設 置 23 4 1 5 精 加 工 設 置 25 4 16 仿 真 驗 證 27 IV 4 2 后 置 處 理 28 第 五 章 小 結(jié) 42 參 考 文 獻 43 1 前 言 隨著科技的飛速發(fā)展 機械產(chǎn)品 結(jié)構 性能 準確性 效率和品種的需求 日益增長 單 中 小批量產(chǎn)品的比例在不斷增長 目前占 70 傳統(tǒng)的通用 專用機床和工藝設備不能適應高品質(zhì) 高效率和多樣化加工的要求 因此 基于 微電子技術和計算機技術 機械技術 現(xiàn)代控制技術 傳感器檢測技術 信息處 理技術 網(wǎng)絡通信技術和集團技術 有機結(jié)合 使機械制造業(yè)的生產(chǎn)方式和機械 制造技術發(fā)生了深刻的革命性變化 今天的機床行業(yè) 計算機數(shù)控技術已成為一個主要的進步趨勢 數(shù)控機床是 電子信息技術與傳統(tǒng)機械加工技術的結(jié)合 集成了現(xiàn)代精密機械 計算機 通訊 液壓氣動和光電等多學科技術 它的特點是高效率 高精度 高自動化和高靈活 性 是當代機械制造設備的主流 數(shù)控機床大大提高了加工性能 傳統(tǒng)機床 的精密加工不能處理復雜零件 有效提高加工質(zhì)量和效率 實現(xiàn)靈活的自動化 相對于傳統(tǒng)技術基于大規(guī)模生產(chǎn)的剛性自動化 以及智能化 集成化的方向 因此 毫不夸張地說 計算機 數(shù)控技術 現(xiàn)代先進的制造技術是基礎和核心 2 第一章 緒 論 1 1 數(shù)控機床的發(fā)展及其重要性 隨著科學技術的不斷發(fā)展 機械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)力提出了越來越高的需求 加工過程的自動化是實現(xiàn)上述要求的最重要的措施之一 它不僅可以提高產(chǎn)品的 質(zhì)量 提高生產(chǎn)率 降低生產(chǎn)成本 還可以大大提高工人的工作條件 機械制造業(yè)在大批量產(chǎn)品中大量使用自動機床 機床和特殊組合的機床和專 用自動生產(chǎn)線 實施多刀 多工位多面加工 以達到高效率和高自動化 然而 總加工體積的約 75 至 80 是單件小批量生產(chǎn) 特別是在一些航空航天 造船 機械工具 重型機械和國防工業(yè)部件中 高精度 復雜形狀 小加工體積 而且 頻繁修改 使用普通機床加工這些零件效率低 勞動強度大 有時甚至無法加工 使用組合機床或自動機加工也是極不合理的 因為需要頻繁修改和調(diào)整設備 1 2 數(shù)控機床的組成及分類 數(shù)控機床的組成如下 CNC 機床一般由輸入和輸出設備 CNC 設備 或 CN C 單元 伺服單元 驅(qū) 動器 或執(zhí)行器 可編程邏輯控制器 PLC 和電氣控制設備 輔助設備 機床和 測量設備組成 除了機體外部的部分總稱為計算機數(shù)控系統(tǒng) CNC 3 1 3 數(shù)控機床的特點 與普通機床相比 數(shù)控機床具有以下特點 1 適應性 由于數(shù)控機床可以實現(xiàn)多坐標聯(lián)動 數(shù)控機床可以完成復雜表面的加工 特 別是對于可以使用數(shù)學方程和坐標點表示的復雜形狀零件 加工非常方便 更換 零件時 CNC 機床只需更換 NC 程序的零件 不必使用凸輪 模具 模具等模具 等專用設備 并可使用組技術套件夾具 因此 生產(chǎn)準備周期短 有利于機械產(chǎn) 品的快速更換 因此 數(shù)控機床的適應性非常強 2 加工質(zhì)量穩(wěn)定 對于同批量的零件 由于使用相同的機床和切削刀具以及相同的加工程序 刀具運動軌跡完全相同 并且 CNC 機床根據(jù) NC 程序自動處理 以避免人為錯誤 保證零件加工的一致性 質(zhì)量穩(wěn)定 3 生產(chǎn)效率 數(shù)控機床可用于更大的切削量 有效節(jié)省工時 自動換刀等輔助操作如自動 化 使輔助時間大大減少 且無需進行過程間檢查和測量 因此生產(chǎn)率比普通機 器高 3 4 倍 數(shù)控機床主軸轉(zhuǎn)速和進給范圍比普通機床 數(shù)控機床目前最大進給速度可以 達到 100m min 以上 最小分辨率為 0 01 m 一般來說 數(shù)控機床的生產(chǎn)能 力約為正常機床的三倍 甚至更高 數(shù)控機床時間利用率高達 90 而一般機 床只有 30 50 4 加工和高精度 數(shù)控機床具有較高的加工精度 一般在 0 005 0 1mm 之間 CNC 加工精度 不受零件復雜度的影響 機床鏈反向齒輪間隙和絲杠螺距誤差可以通過數(shù)控裝置 自動補償 定位精度較高 而且還可以采用 CNC 軟件精確校正和補償 5 工藝設備 多用途機器 數(shù)控機床特別具有自動換刀的 CNC 加工中心 在夾具的情況下 幾乎所有的 零件都能完成加工操作 數(shù)控機床可以代替幾臺普通機床 這樣可以減少夾緊誤 差 節(jié)省運輸過程 測量和夾具等輔助時間 還可以節(jié)省車間的占地面積 帶來 更高的經(jīng)濟效益 加工中心的技術方案與一般機床不同 常規(guī)工藝的特點是 工藝分散 而 加工中心則集中于工作過程的原理 旨在減少工件夾緊次數(shù) 提高重復定位精度 6 降低勞動強度 4 輸入程序并啟動后 CNC 機床自動連續(xù)加工 直到零件完成 這簡化了工 人的操作 使勞動強度大大降低 數(shù)控機床是一種高科技設備 雖然機床價格高 但也需要高水平的技術人員進行操作和維修 而數(shù)控機床的諸多優(yōu)點 有利于自 動化生產(chǎn)和生產(chǎn)管理 使用數(shù)控機床經(jīng)濟效率仍然很高 1 4 本課題主要研究的內(nèi)容 數(shù)控加工就是將加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)輸入到機床 機器控制系統(tǒng)對輸入信息 進行操作和控制 并繼續(xù)指導機床部件的電機控制功能的運動 機器伺服系統(tǒng) 發(fā)送脈沖信號 對伺服信號進行轉(zhuǎn)換和放大脈沖處理 然后由驅(qū)動數(shù)控機床驅(qū) 動 從而加工零件 因此 CNC 加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的關鍵就是獲得 即 NC 編程 異形底座零件的數(shù)控加工就是采用 UG 自動編程軟件進行數(shù)控編程和 G 代 碼的生成相結(jié)合的方法對不同零部件進行的加工 下面模型就是本課題要研究的 5 第二章 異形底座零件實體建模 2 1 概述 本文中箱體的建模將采用三維設計軟件 UG 來完成 U UnigraphicsNX 是 西門子 PLM 軟件公司生產(chǎn)的工程產(chǎn)品的解決方案 它提供了一個良好的數(shù)字化 建模和驗證工具 為用戶的產(chǎn)品設計和制造工藝 同時 對于虛擬產(chǎn)品設計和過 程設計 為 UG 用戶需求提供了經(jīng)過驗證的解決方案 此外 這些 UG 創(chuàng)意文 化產(chǎn)品和產(chǎn)品為創(chuàng)新工業(yè)設計提供了強大的解決方案 使用 UG 樣式 這允許 工業(yè)設計師通過使用高級渲染和可視化工具快速構建和完善復雜的形狀和滿足設 計概念的美學需求 在產(chǎn)品設計中 UG 包括世界上最廣泛的應用模塊 最強大 的產(chǎn)品設計特性 UG 具有復雜的機械設計和高性能映射工具制造和設計提供靈 活性和高性能 以滿足任何客戶的復雜產(chǎn)品要求 UG 可以比其他通用設計工 具更好 因為它有專業(yè)的鈑金模塊 管道和電路設計 特殊塑料等行業(yè)設計模塊 用于設計專業(yè)應用模塊 建立箱體的實體模型是數(shù)控機床銑削加工的基礎 同時這個建模的過程在產(chǎn) 品的生命周期中處于核心的地位 然而建立箱體實體模型的關鍵在于其孔和面的 造型 箱體的形狀直接影響到機械設備的中是否良好 首先需要根據(jù)箱體的技術圖紙 進行一定的調(diào)研工作 逆向工程定義為物理 樣機的設計制造的出發(fā)點 根據(jù)測得的數(shù)據(jù)結(jié)構 CAD 模型 那么 制造業(yè)的分 析 逆向工程是引進消化 縮短關鍵技術的產(chǎn)品開發(fā)周期 在模具設計 UG 的主要原因是其強大的電流比較的模具設計軟件 模具設 計過程 其中許多建在離別是一步到位了 臨別時 有兩個 一個是自動的 另 一個是手動的 肯定不是純手動的 你應該使用自動分類工具欄命令 也就是模 具導向 手動分步可能是這種情況 手動分離有很大的優(yōu)點 就是 Lee MOLDWIZARD 分離模式在場景自動無法工作 但是命令比較容易使用 我們 可以使用相關的提高我們的效率 在開發(fā)解決方案時 UG 產(chǎn)品開發(fā)解決方案完全支持制造商管理和擴展企業(yè) 6 和共享產(chǎn)品信息工具的過程 UG 和一套完整的 UGS PLM 與其他解決方案無縫 CAD CAM 和 CAE 之間的協(xié)作在受控環(huán)境中補充了產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 數(shù)字仿真和可視化 UG 主要客戶包括通用汽車 通用汽車 福特 波音和麥克唐納道格拉斯 洛克希德 勞斯萊斯 普惠發(fā)動機日產(chǎn)和克萊斯勒 以及美國軍方 幾乎所有飛 機發(fā)動機和大多數(shù)汽車發(fā)動機使用 UG 設計 UG 充分體現(xiàn)在高端工程領域 特 別是在軍事實力領域 CATIA 高端并駕齊驅(qū) 2 2 異形底座零件的創(chuàng)建 步驟 1 創(chuàng)建 UG 的文件 下面將用于建立三維模型的 UG 的異形底座零件 UG 軟件的文件創(chuàng)建和界面 如圖 2 1 2 2 所示 圖 2 1 UG 軟件的文件創(chuàng)建 7 圖 2 2 UG 軟件的界面 步驟 2 創(chuàng)建草圖 打開 UG 系統(tǒng)后 插入草圖 首先要創(chuàng)立基準面 之后根據(jù)圖紙要求來畫草 圖 同時要進行約束 如圖 2 3 所示 圖 2 3 草圖創(chuàng)建 8 步驟 3 截面拉伸 通過草圖的創(chuàng)建 完成草圖之后 選擇菜單欄中的拉伸命令 出現(xiàn)如圖 2 4 所示 填入相關參數(shù) 圖 2 4 拉伸參數(shù) 用同樣的方法 對其余需要拉伸的部分進行建模 如圖 2 5 所示 圖 2 5 拉伸建模 步驟 4 倒圓角 對拉伸好的模型進行倒角處理如圖 2 6 所示 9 圖 2 6 圓角處理 綜上所述 通過對零件的一步步的分析 最終 我們完成了整個圖形的創(chuàng)建 如圖 2 7 所示 圖 2 7 異形底座 10 第三章 異形底座零件工藝分析 3 1 異形底座零件分析 在數(shù)控加工中的零件圖 應該是尺寸和坐標尺寸具有相同的標準 這有利于 編程 促進維度之間的協(xié)調(diào) 促進統(tǒng)一設計基線 過程參考 測量參考和編程起 源 本文零件為板類零件 如圖 3 1 3 2 所示 主要對零件型腔及輪廓曲面的數(shù) 控加工 圖 3 1 圖 3 2 通過 CAD 圖可知 在零件加工過程中 我們需要注意一些尺寸精度 中心 線的寬度 48 90 150 45 130 深度尺寸要求02 02 02 02 02 15 0 02 30 0 02 59 0 02 5 0 02 6 0 02 48 0 02 還有位置度要求 11 平行度和垂直度的公差不應超過 0 02mm 3 2 異形底座零件加工工藝分析 3 2 1 數(shù)控機床的選擇 通過加工零件加工生產(chǎn)線的分析和制定 主要涉及的加工方法為銑 當前可 以完成該零件加工內(nèi)容的機床有 VMC600 XKA714 綜合考慮 這是為了確保加 工精度和降低加工成本 擬定采用如下機床 型號為 VM600 的數(shù)控機床 用于 完成第一 第二和第三工序內(nèi)容 VMC600 技術參數(shù) 行程 Unit 參數(shù) X 軸行程 mm 600 Y 軸行程 mm 410 Z 軸行程 mm 510 工作臺 工作臺面積 mm 800 x400 主軸 主軸轉(zhuǎn)速 rpm 80 8000 進給率 x y z 軸快速位移 m min 15 最大切削進給速度 m min 5 電機 主軸電機 kw 5 5 7 5 精度 定位精度 mm 0 005 重復定位精度 mm 0 003 12 圖 3 3 實際機床 3 2 2 異形底座毛坯確定 零件在 CNC 銑削中 由于自動化過程 使用邊距的大小 如何設置等問題 在選擇粗加工時應慎重考慮 否則 如果坯料不適合 CNC 銑削 處理將很難 繼續(xù) 本文設計的毛坯材料為 45 鋼 能達要求 所以采用 165 165 59 mm 的毛坯尺寸進行加工 并且采用數(shù)控銑切削加工 3 2 3 異形底座刀具選擇 在金屬切割過程中 在大壓力 高溫和強摩擦下進行切割 有時受到強烈沖 擊 因此 刀具材料必須具有以下特點 高的硬度 高的耐磨性 足夠的強度與韌性 高的耐熱性 從幾個方面訪問主要工具 首次加工的表面應盡量多些 在加工過程中 刀具和工件的輪廓不發(fā)生碰撞 13 有利于提高加工效率和零件質(zhì)量 有合理的刀具強度和壽命 此外 該刀具將有標準嚴格 不要用一些直線度 同軸度不好 或刀片下刀 片間隙 有助于提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量 本文異形底座零件數(shù)控加工中 部件材料的選擇是 45 鋼 低硬度 塑性和 韌性 可選的高速鋼刀具 3 2 4 異形底座切削用量選擇 數(shù)控加工切削三要素 主軸轉(zhuǎn)速 n 量回吃 AP 的數(shù)量和進給量 f 量 其決 心和一般機械加工的原理類似 不同的零件加工方法 需要選擇不同的切削用量 并編寫程序單內(nèi) 切割原理金額合理的選擇是 零部件加工 一般是為了提高效率 但也應考 慮經(jīng)濟性和加工成本 半成品和成品部件 在確保條件的質(zhì)量 同時考慮到了切 割效率和處理預算本錢經(jīng)濟 具體的數(shù)值應該是指機器指令和切削手冊 結(jié)合實 際操作經(jīng)驗 定背吃刀量 主要是根據(jù)機器和夾具的剛性 刀具的強度和零件的材料來決定 在這些允 許的情況下 回退量的量 ap 等于加工余量 最小數(shù)量 為了保證加工精度和表面 粗糙度 一般要保留一點余量的最終精加工 在數(shù)控機床上 精加工余量可以小 于普通機床 銑削外輪廓 ap 0 5mm 銑型腔 ap 0 5mm 確定主軸轉(zhuǎn)速 主要根據(jù)允許的切削速度 Vc m min 選取 n 8 1 DVc 10 其中 Vc 切削速度 D 工件或刀具的直徑 mm 作為每個工具的計算 如本文所述 直徑為 16mm 的立銑刀為例說明計算 過程 D 16mm 根據(jù)我們在教科書中學到的知識 從切削原理可以看出 切削速度取決于待 14 加工零件的精度 材料 刀具材料和耐久性等因素 可參考表 1 選擇 表 1 銑削時切削速度 切削速度 m min cv 工件材料 硬度 HBS 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑 刀 225 18 42 66 150 225 325 12 36 54 120鋼 325 425 6 21 36 75 190 21 36 66 150 190 260 9 18 45 90鑄鐵 160 320 4 5 10 21 30 鋁 70 120 100 200 200 400 黃銅 53 56 20 50 100 180 在理論上 切割速度的值越大越好 因此不僅可以提高生產(chǎn)效率 而且還可 以避免 BUE 產(chǎn)生的臨界速度獲得較低部分的表面粗糙度值 但實際操作過程由 于機床 工具等限制 綜合考慮 取粗銑時 25m mincv 精銑時 10m min 代入 8 1 式中 粗n164 3250 精n164 30 497 61r min 199 04r min 計算的主軸轉(zhuǎn)速 n 要根據(jù)實際機床有的轉(zhuǎn)速選取 取 450 r min 150r min粗 精n 同理計算 8 球刀 取 900r min 300r min粗n精 給速度 切削進給速度 F 是每單位時間在進給方向上工件和銑刀之間的相對位移的單 15 位是 mm min 且與銑刀的轉(zhuǎn)速 n 銑刀齒數(shù) z 及每齒進給量 mm z 的關系Zf 為 F zn 8 2 Zf 每個齒進給的選擇主要取決于機加工零件的機械性能 工具材料的使用 零 件表面粗糙度值和其他因素 加工部件的表面粗糙度越小 加工部件的硬度越 小 然而 硬質(zhì)合金銑刀的每齒的進給速率高于類似的高速鋼銑刀的每齒的進給 速率 可參考表 2 選取 表 2 銑刀每齒進給量 Zf 每齒進給量 mm z 粗銑 精銑工件材料 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 鑄鐵 0 12 0 20 0 15 0 30 0 02 0 05 0 10 0 15 鋁 0 06 0 20 0 10 0 25 0 05 0 10 0 02 0 05 綜合選取 粗銑 0 10 mm zZf 精銑 0 10mm z 銑刀齒數(shù) z 3 上面計算出 450 r min 150 r min粗n精n 將它們代入式子 8 2 計算 粗銑時 F 0 10 3 450 135mm min 精銑時 F 0 10 3 150 45mm min 在零件加工過程中 加工零件在具體情況下機床操作人員可以手動調(diào)整切削 進給速率 以確保最佳切削狀態(tài) 16 3 2 5 異形底座夾具及定位 1 定位基準的選擇 選擇定位基準時 應減少夾緊次數(shù) 以便可以在安裝時盡可能加工零件上的 所有待加工表面 通常選擇零件上銑削所不需要的表面或孔作為定位基準 對于 薄壁零件 定位標準的選擇應有助于提高加工的剛性 以減少切削變形 定位基 準應與設計基準一致 以減少定位誤差對尺寸精度的影響 2 夾具的選擇 選擇燈具時有兩個基本要求 首先 保證夾具的方向和機床方向相對固定 二是協(xié)調(diào)零件尺寸和機床坐標系統(tǒng) 當批量處理不大時 應盡量使用夾具 夾具 等調(diào)試夾具的組合 可以縮短生產(chǎn)準備時間 節(jié)省生產(chǎn)成本 在批量生產(chǎn)中 使 用特殊夾具 提高效率 在選擇夾具時 還要保證裝卸部件快速 方便可靠 夾 具的零件不應妨礙機床對零件的加工 因該工件為單件生產(chǎn) 且零件外形為長方 體 可選用平口虎鉗裝夾 工件上表面高出虎鉗 10mm 左右 3 2 6 制定工藝規(guī)程卡 過程規(guī)范是部件制造過程和操作方法的過程和文檔的列表 包括 工藝路 線的部分加工 每個工藝的具體內(nèi)容 切割加工時間和使用的設備數(shù)量以及加工 設備等 過程規(guī)劃是指導主要技術文件的生產(chǎn) 生產(chǎn)組織和管理 工作計劃的基礎是 新的或擴展的業(yè)務和車間的基本信息 因此 該工藝是最重要的制造技術文件 之一 本文異形底座零件數(shù)控加工的工藝規(guī)程卡 件附頁 17 第四章 UG 自動編程及后置處理 4 1 異形底座零件正面編程 通過分析異形底座零件的模型 確定加工方案和加工工藝 接著選擇合適的 加工配置模板 進入加工環(huán)境 根據(jù)需要創(chuàng)建一個程序 工具 幾何 方法 4 父 節(jié)點組處理 然后設置各種加工技術的參數(shù) 選擇各種不同的加工幾何 然后 生成并模擬刀具路徑 檢查刀軌在加工中的問題 最后進行后置處理 將刀軌轉(zhuǎn) 換成為機床數(shù)控系統(tǒng)所要求的 NC 程序 并生成車間工藝文檔 4 1 1 確定加工坐標系 我們以異形底座零件加工 生成刀具軌跡前 必須要確定刀具軌跡所在的坐 標系 該坐標系是加工坐標系 MCS 加工坐標系和機床坐標系具有密切的 關系 在數(shù)控銑床和加工中心上 機床坐標系的 3 個軸就是 3 個導軌方向 而機 床上的原點就是該機床坐標系的坐標原點 MCS 的三個軸和機床坐標系的三個 軸相對應 坐標原點就是對刀點 在過程導航器中 將視圖更改為機器視圖 雙擊 MCS MILL 項目 然后單 擊 CSS 以顯示對話框 點擊 確定 本文中設定零件的中心為加工坐標系原點 如圖 4 1 所示 圖 4 1 4 1 2 設置刀具類型及參數(shù) 根據(jù)之前確定的刀具類型及參數(shù) 在 UG 加工模塊中 接下來顯示 創(chuàng)建刀 具 對話框 設置型腔銑加工的銑刀與輪廓加工的銑刀 具體設置參數(shù)如下圖 18 4 2 4 3 圖 4 2 圖 4 3 4 1 3 幾何體設置 1 第一 工具條點擊 開始 中的 加工 指示 程序會跳出 加工 環(huán)境 的對話框 然后選擇 cam general 命令 在 cam 設置 的列表框中點 擊 mill planar 如圖示 4 4 然后選擇 確定 命令 程序自動進入加工環(huán)境 圖 4 4 19 2 單擊導航器工具欄中的幾何視圖按鈕 然后在導航器中選擇導航器 雙擊 MCS MILL 節(jié)點下的導航器幾何中的 WORKPIECE 程序彈出銑削 如圖 4 5 所示 幾何 對話框 圖 4 5 3 單擊銑削幾何對話框中的 指定零件 選項 將顯示 零件幾何 對 話框 并選擇整個零件 單擊銑削幾何對話框中的 指定空白 選項 將顯示 空白幾何 對話框 選擇零件輪廓作為零件空白毛坯 圖 4 6 4 1 4 輪廓加工設置 1 單擊工具欄中的 創(chuàng)建操作 按鈕 系統(tǒng)彈出 創(chuàng)建操作 對話框 如圖 4 7 所示 在 Type 選項中選擇 mill purpose 在 Action Subtype 選項中選擇 CAVITY MILL 1 Method 列選擇 MILL FINISH 其他選項如圖 4 7 所示 20 圖 4 7 圖 4 8 2 在 UG 加工中 我們對零件進行的切削模式是 跟隨部件 模擬的刀 具路徑如圖 4 9 所示 圖 4 10 所示 圖 4 9 21 圖 4 10 4 1 5 精加工設置 1 單擊工具欄中的 創(chuàng)建操作 按鈕 將顯示 創(chuàng)建操作 對話框 如圖 4 11 所示 在 Type 選項中選擇 mill contour 在 Action Subtype 選項中選擇 CAVITY MILL 1 這里我們只要對零件底面和輪廓進行加工 方法欄選擇 MILL FINISH 其他選項如圖 4 11 所示 然后創(chuàng)建如圖 4 12 所示的型腔銑加工 操作 22 圖 4 11 圖 4 12 2 在 UG 加工中 首先需要做的是零部件外形和底部的精致改造 只要 改每刀下去深度為 0 5mm 模仿的刀具路徑請參照圖 4 13 圖 4 13 綜上所述 以下的加工刀具路徑操作方法與上文類似 具體如下圖所示 圖 4 14 圖 4 15 圖 4 16 圖 4 17 圖 4 18 圖 4 19 圖 4 14 倒角銑削 圖 4 15 等高線曲面加工 23 圖 4 16 腰型槽加工 圖 4 17 銑型腔 圖 4 18 銑圓弧角 圖 4 19 鉆孔及銑沉頭 圖 4 20 型腔銑削 圖 4 21 銑面 4 16 仿真驗證 異形底座零件的編程是一個比較復雜的過程 當所有的走刀軌跡完成設置后 對于生成的數(shù)控 NC 代碼文件可以利用 UG 或 Vericut 中的仿真功能對走刀軌跡 進行反復的模擬仿真 在模擬仿真的過程中 可以隨意的轉(zhuǎn)換視角而不用重新對 走刀軌跡進行計算 從中可以清楚地描述刀具與工件的相互幾何關系和空間位置 關系 通過反復地模擬仿真 參照后就能夠招數(shù)數(shù)控加工的操作過程中是否存在 過切與欠切等一系列的問題 及時進行必要的修改 我們并且可以控制仿真動畫 的速度 便于我們檢查 如下圖 4 25 4 26 所示 24 圖 4 25 圖 4 26 4 2 后置處理 UG 中每個加工模塊的主要功能是創(chuàng)建已經(jīng)完成設計的零件的加工刀具路徑 在刀具路徑文件中包含切削點數(shù)據(jù)的 GOTO 語句 以及用于控制機床信息的其 他指令信息 但是 這些刀具路徑文件不能直接驅(qū)動 NC 機床 必須根據(jù)不同的 機床 控制系統(tǒng)要求進行加工 后處理的任務是根據(jù)特定的機器運動結(jié)構和控制 指令格式將在預處理中計算出的刀具路徑文件 CLS 文件 轉(zhuǎn)換為機床各軸的 運動數(shù)據(jù) 并將其轉(zhuǎn)換為 CNC 機床根據(jù)其控制指令格式 G 代碼文件可以識別 后處理通常包括機器運動變換 非線性運動誤差檢查 進給速度驗證和 NC 加工 程序生成方面 一般的后處理任務通過特定的機床系統(tǒng)和一個特殊的 CNC 指令 預處理刀 具在文件中獲得的位置可以轉(zhuǎn)換為機床數(shù)據(jù)可以實現(xiàn) 完成加工工序 通常包含 三個方面 當 CAM 的編程設置完成后 可以利用 UG Post 進行簡單的后置處理 大致操 作過程如下 第一步要在導航工具條中選出幾何視圖 然后在所有程序列表中選 擇同一序號開頭的加工程序 接著選擇后處理命令 如圖 4 27 所示 25 圖 4 27 彈出 后處理 對話框 選擇加工機床類型 MILL 3 3AXIS 選擇好存儲 路徑 如圖 4 29 所示 按下 確定 生成 NC 代碼 部分代碼如圖 4 30 生成 程序見 附錄 圖 4 29 26 1 加工零件大外形輪廓程序 如下圖 4 30 所示 圖 4 30 N0010 G40 G17 G90 G71 N0020 G91 G28 Z0 0 N0030 T01 M06 N0040 G0 G90 X65 8731 Y 98 5 S500 M03 N0050 G43 Z15 H01 N0060 Z 0667 N0070 G1 Z 2 9333 F150 M08 N0080 Y 90 2 N0090 X 90 2 N0100 Y 67 2025 N0110 X 78 2 N0120 G3 X 64 6462 Y 75 5959 I20 2482 J17 557 N0130 X 53 5462 Y 78 2 I64 6462 J250 5959 N0140 G1 X 46 618 Y 82 2 N0150 X 28 7333 N0160 G2 X 45 6947 Y 79 734 I28 7333 J257 2 N0170 X 46 618 Y 82 2 I 7 8515 J1 534 N0180 G1 X 53 5462 Y 78 2 N0190 X 78 2 N0200 Y 67 2025 N0210 X 90 2 N3170 G3 Y38 7066 I 83 4613 J38 7066 N3180 G2 X 64 4464 Y74 8213 I23 5869 J10 9388 N3190 X64 4464 I64 4464 J 249 8213 N3200 X81 5387 Y38 7066 I 6 4946 J 25 1758 N3210 G3 Y 38 7066 I83 4613 J 38 7066 N3220 G2 X64 902 Y 74 6993 I 23 5869 J 10 9388 N3230 G1 X67 0405 Y 82 4082 N3240 Z 41 N3250 G0 Z15 N3260 M02 27 2 加工零件小外形輪廓 如下圖 4 31 所示 圖 4 31 N0010 G40 G17 G90 G71 N0020 G91 G28 Z0 0 N0030 T01 M06 N0040 G0 G90 X 57 8708 Y 84 6285 S500 M03 N0050 G43 Z15 H01 N0060 Z 1 N0070 G1 Z 2 9 F150 M08 N0080 X 56 065 Y 76 5273 N0090 G2 X 64 3714 Y 74 5308 I56 065 J251 5273 N0100 X 81 2665 Y 38 8329 I6 4197 J24 8853 N0110 G3 Y38 8329 I 83 7335 J38 8329 N0120 G2 X 64 3713 Y74 5308 I23 3147 J10 8126 N0130 X64 3714 I64 3713 J 249 5308 N0140 X81 2665 Y38 8329 I 6 4197 J 24 8853 N0710 G2 X 50 8436 Y 53 1022 I43 2549 J229 6621 N0720 G1 X 39 2999 Y 53 0704 N0730 X 30 4999 Y 53 0462 N0740 X 30 5 Y 52 9967 N0750 Y 24 9375 N0760 G3 X 37 5 Y 4 9625 I 32 J0 0 N0770 G2 X37 5 I37 5 J29 9625 N0780 G3 X30 5 Y 24 9375 I25 J 19 975 N0790 G1 Y 52 9967 N0800 G2 X18 125 Y 70 0952 I 18 J0 0 N0810 X 18 125 I 18 125 J55 0952 N0820 X 30 4999 Y 53 0462 I5 625 J17 0985 N0830 G1 X 38 4999 Y 53 0682 N0840 Z 26 N0850 G0 Z15 N0860 M02 28 3 等高線粗加工輪廓 如下圖 4 32 所示 圖 4 32 N0010 G40 G17 G90 G71 N0020 G91 G28 Z0 0 N0030 T01 M06 N0040 G0 G90 X36 925 Y 62 7808 S500 M03 N0050 G43 Z15 H01 N0060 Z2 5 N0070 G1 Z 5 F200 M08 N0080 X25 3947 Y 65 9985 N0090 G2 X 25 3828 Y 66 0018 I 25 3947 J90 9985 N0100 G1 X 36 9177 Y 62 7844 N0110 Z2 5 N2380 X 30 6283 Y 52 9967 I5 6651 J17 2204 N2390 G1 Y 24 9375 N2400 G3 X 37 6002 Y 5 0426 I 31 8717 J0 0 N2410 G2 X37 6002 I37 6002 J30 0426 N2420 G3 X33 4236 Y 11 8849 I24 8998 J 19 8949 N2430 G1 X40 89 Y 15 2366 N2440 Z 25 N2450 G0 Z15 N2460 Z 25 5 N2470 G1 Z 28 5 N2480 X33 504 Y 11 921 N2490 G3 X30 7165 Y 24 9375 I28 996 J 13 0164 N2500 G1 Y 52 9967 N2510 G2 X18 1926 Y 70 3009 I 18 2165 J0 0 N2520 X 18 1926 I 18 1926 J55 3009 N2530 X 30 7165 Y 52 9967 I5 6926 J17 3041 N2540 G1 Y 24 9375 N2550 G3 X 37 6691 Y 5 0976 I 31 7835 J0 0 N2560 G2 X37 6691 I37 6691 J30 0976 N2570 G3 X33 504 Y 11 921 I24 8309 J 19 8399 N2580 G1 X40 89 Y 15 2366 N2590 Z 25 5 N2600 G0 Z15 N2610 M02 29 4 倒角及曲面加工 如圖 4 33 所示 圖 4 33 N0010 G40 G17 G90 G71 N0020 G91 G28 Z0 0 N0030 T01 M06 N0040 G0 G90 X 6 7442 Y 83 0875 S500 M03 N0050 G43 Z15 H01 N0060 Z 24 4784 N0070 G1 X 6 6384 Y 83 0856 Z 25 7293 F300 M08 N0080 X 6 3382 Y 83 0803 Z 26 9482 N0090 X 5 851 Y 83 0716 Z 28 1052 N0100 X 5 1889 Y 83 0599 Z 29 1716 N0110 X 4 3682 Y 83 0453 Z 30 1214 N0120 X 3 409 Y 83 0282 Z 30 931 N0130 X 2 335 Y 83 0091 Z 31 5807 N5470 X 1 7457 Y 73 0426 N5480 X1 2489 Y 73 0447 N5490 X2 5004 Y 73 0455 Z 28 9015 N5500 X3 721 Y 73 0464 Z 28 6085 N5510 X4 8808 Y 73 0472 Z 28 1281 N5520 X5 9512 Y 73 0479 Z 27 4721 N5530 X6 9057 Y 73 0486 Z 26 6569 N5540 X7 721 Y 73 0492 Z 25 7023 N5550 X8 3769 Y 73 0496 Z 24 6319 N5560 X8 8573 Y 73 05 Z 23 4721 N5570 X9 1504 Y 73 0502 Z 22 2515 N5580 X9 2489 Z 21 N5590 Z 17 N5600 G0 Z15 N5610 M02 30 5 三個腰型槽加工 如下圖 4 34 所示 圖 4 34 N0010 G40 G17 G90 G71 N0020 G91 G28 Z0 0 N0030 T01 M06 N0040 G0 G90 X30 4565 Y 36 3307 S500 M03 N0050 G43 Z15 H01 N0060 Z 13 8 N0070 G1 Z 20 7535 F300 M08 N0080 Y 36 2329 Z 22 005 N0090 X30 4566 Y 35 9405 Z 23 2258 N0100 Y 35 4607 Z 24 3859 N0110 X30 4567 Y 34 8054 Z 25 4566 N0120 X30 4568 Y 33 9906 Z 26 4116 N0130 Y 33 0365 Z 27 2274 N0140 X30 457 Y 31 9665 Z 27 8839 N0150 X30 4571 Y 30 807 Z 28 365 N0160 X30 4572 Y 29 5865 Z 28 6587 N0170 X30 4573 Y 28 3351 Z 28 7579 N0180 X30 4576 Y 24 9976 Z 28 7597 N0190 Y 24 8045 Z 28 7455 N1420 X17 2459 Y 27 4521 Z 14 3862 N1430 X17 2596 Y 27 4726 Z 14 386 N1440 X17 4678 Y 28 1593 Z 14 3693 N1450 X17 4429 Y 28 176 Z 14 3677 N1460 X17 4695 Y 28 2156 Z 14 3675 N1470 X17 4975 Y 28 2676 Z 14 367 N1480 X13 2385 Y 20 3689 Z 5 2395 N1490 G0 Z15 N1500 M02 31 6 球面等高線粗加工 如下圖 4 35 所示 圖 4 35 N0010 G40 G17 G90 G71 N0020 G91 G28 Z0 0 N0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X 3 5728 Y 46 5 S1200 M03 N0050 G43 Z15 H00 N0060 Z 11 N0070 G1 X 7 6758 Z 12 0994 F120 M08 N0080 X 7 9809 Y 46 7773 Z 12 2099 N0090 X 8 0145 Y 47 1273 Z 12 3041 N0100 X 7 8922 Y 47 3564 Z 12 3737 N0110 X 7 6758 Y 47 5 Z 12 4433 N0120 X0 0 Z 14 5 N0130 X7 5 N0140 G3 Y 46 5 I0 0 J 5 N0150 G1 X 7 5 N0160 G3 Y 47 5 I0 0 J 5 N0170 G1 X0 0 N2870 X 7 6758 Y 47 5 Z 14 9433 N2880 X0 0 Z 17 N2890 X7 5 N2900 G3 Y 46 5 I0 0 J 5 N2910 G1 X 7 5 N2920 G3 Y 47 5 I0 0 J 5 N2930 G1 X0 0 N2940 X2 9886 Y 47 2385 N2950 Z 14 N2960 G0 Z15 N2970 M02 32 7 等高線粗加工 如圖 4 36 所示 圖 4 36 N0010 G40 G17 G90 G71 N0020 G91 G28 Z0 0 N0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X 2 6788 Y25 6378 S1200 M03 N0050 G43 Z15 H00 N0060 Z3 N0070 G3 X0 0 Y28 Z 5 I2 6788 J 3378 K 7235 F120 N0080 I0 0 J 3 N0090 G1 Y31 M08 N0100 G3 I0 0 J 6 N0110 G1 Y34 N0120 G3 I0 0 J 9 N0130 G1 Y37 N0140 G3 I0 0 J 12 N0150 G1 Y34 N0160 Z2 5 N1880 G0 Z15 N1890 X 2 6788 Y25 4473 N1900 Z 5 N1910 G3 X0 0 Y27 8095 Z 8 5 I2 6788 J 3378 K 7235 N1920 I0 0 J 2 8095 N1930 G1 Y24 8095 N1940 Z 5 5 N1950 G0 Z15 N1960 X 1 2614 Y26 9131 N1970 Z 5 5 N1980 G3 X0 0 Y27 2915 Z 9 I1 2614 J 1 9131 K 614 N1990 I0 0 J 2 2915 N2000 G1 Y24 2915 N2010 Z 6 N2020 G0 Z15 N2030 M02 33 8 鉆 4 個 12 的孔加工 如圖 4 37 所示 圖 4 37 N0010 G40 G17 G90 G71 N0030 T05 M06 N0040 G0 G90 X 57 9518 Y49 6455 S600 M03 N0050 G43 Z15 H00 N0060 G83 X 57 9518 Y49 6455 Z 64 1052 R11 F80 Q0 0 N0070 Y 49 6455 N0080 X57 9518 Y49 6455 N0090 Y 49 6455 N0100 G80 N0110 G0 Z15 N0120 M02 34 9 沉孔銑削加工 如圖 4 38 所示 圖 4 38 N0010 G40 G17 G90 G71 N0020 G91 G28 Z0 0 N0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X 54 62 Y 51 8192 S1200 M03 N0050 G43 Z15 H00 N0060 Z 26 N0070 G1 X 54 3295 Y 51 412 Z 26 134 F120 M08 N0080 X 53 9518 Y 50 1363 Z 26 4905 N0090 Y 49 1547 Z 26 7535 N0100 X 54 3295 Y 47 879 Z 27 11 N0110 X 55 1021 Y 46 7958 Z 27 4665 N0120 X 56 1853 Y 46 0233 Z 27 823 N0130 X 57 4609 Y 45 6455 Z 28 1795 N0140 X 58 4426 Z 28 4425 N0150 X 59 7183 Y 46 0233 Z 28 799 N0160 X 60 8014 Y 46 7958 Z 29 1555 N0170 X 61 574 Y 47 879 Z 29 512 N0180 X 61 9518 Y 49 1547 Z 29 8685 N5040 X57 9518 Z 33 311 N5050 X58 4426 Z 33 4425 N5060 X59 7183 Y 53 2677 Z 33 799 N5070 X60 8014 Y 52 4951 Z 34 1555 N5080 X61 574 Y 51 412 Z 34 512 N5090 X61 9518 Y 50 1363 Z 34 8685 N5100 Y 49 6455 Z 35 N5110 G3 I 4 J0 0 N5120 G1 X64 9518 N5130 G3 I 7 J0 0 N5140 G1 X61 9518 N5150 Z 32 N5160 G0 Z15 N5170 M02 35 10 對球的曲面進行加工 如圖 4 39 所示 圖 4 39 N0010 G40 G17 G90 G71 N0020 G91 G28 Z0 0 N0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X11 2489 Y29 2989 S1300 M03 N0050 G43 Z15 H00 N0060 Z3 N0070 G1 Z 3 3972 F120 M08 N0080 X11 2642 Y29 232 Z 3 7415 N0090 X11 3075 Y29 0416 Z 4 0334 N0100 X11 3723 Y28 7568 Z 4 2284 N0110 X11 4487 Y28 4209 Z 4 2967 N0120 X11 7981 Y26 8846 Z 4 2959 N8680 X 3093 Y29 8177 Z 7 2665 N8690 X1 3476 Y29 6358 Z 7 2837 N8700 X2 3217 Y29 233 Z 7 2802 N8710 X3 1852 Y28 6284 Z 7 2778 N8720 X3 5624 Y28 2591 Z 7 2665 N8730 X3 897 Y27 8509 Z 7 2757 N8740 X4 4232 Y26 9375 Z 7 2715 N8750 X4 6522 Y26 5399 Z 7 1783 N8760 X4 846 Y26 2035 Z 6 9167 N8770 X4 9751 Y25 9794 Z 6 5263 N8780 X5 0198 Y25 9019 Z 6 0667 N8790 Z 1 8 N8800 G0 Z15 N8810 M02 36 11 零件反面的型腔銑削加工 如圖 4 40 所示 N0010 G40 G17 G90 G71 N0020 G91 G28 Z0 0 N0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X 4995 Y 0217 S600 M03 N0050 G43 Z15 H00 N0060 Z1 N0070 G1 Z 2 F120 M08 N0080 X 3 9032 Y 169