數(shù)控技術(shù)與UG應用 數(shù)控技術(shù)及應用專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)論文.doc

江西冶金職業(yè)技術(shù)學院 08 級自考畢業(yè)設(shè)計 論文 1 江西冶金職業(yè)技術(shù)學院江西冶金職業(yè)技術(shù)學院 自學考試畢業(yè)設(shè)計 論文 題題 目目 數(shù)控技術(shù)與 UG 應用 系系 部部 機械工程系 專業(yè)名稱專業(yè)名稱 數(shù)控技術(shù)及應用 指導老師 姓姓 名名 準考證號準考證號 班班 級級 數(shù)控自考本科班 提交時間提交時間 2011 年 10 月 25 日 江西冶金職業(yè)技術(shù)學院 08 級自考畢業(yè)設(shè)計 論文 2 目錄目錄 摘要摘要 4 4 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 4 4 第一章 緒論 5 1 1 數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展趨勢 5 1 1 1 向開放式 基于 PC 的第六代方向發(fā)展 5 1 1 2 向高速化和高精度化發(fā)展 5 1 1 3 智能化 網(wǎng)絡(luò)化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 5 1 2 UG 數(shù)控中心編程的關(guān)鍵技術(shù)及應用 6 1 2 1 數(shù)控編程模塊 6 1 2 2 刀具軌跡的生成模塊 6 1 2 3 刀具軸的導動方式 7 1 2 4 刀具軌跡編輯的修改 7 1 2 5 加工仿真 7 1 2 6 后置處理 8 1 2 7 切削參數(shù)庫設(shè)置 8 1 2 8 CAM 二次開發(fā)功能接口 8 1 3 UG NX CAM 數(shù)控編程流程 8 第二章 零件圖紙的工藝分析 9 2 1 零件圖分析 9 2 1 1 讀圖和審圖 9 2 1 2 零件結(jié)構(gòu)的工藝性 11 2 2 毛坯 余量分析 11 2 2 1 毛坯的種類 11 2 2 2 加工余量 11 第三章 加工準備及工藝路線的確定 12 3 1 機床及工藝裝備的選擇 12 3 1 1 夾具的選擇 13 3 1 2 刀具選擇 13 3 2 基準的選擇 14 江西冶金職業(yè)技術(shù)學院 08 級自考畢業(yè)設(shè)計 論文 3 3 3 1 吃刀量 14 3 3 2 進給速度 15 3 3 3 切削速度 15 3 3 4 切削液的選擇 17 3 4 確定工藝路線 17 3 5 確定進給路線 18 3 6 數(shù)控加工工序卡 18 第四章 UG 加工和編程設(shè)計 20 4 1 加工并生成程序 20 4 1 1 工藝參數(shù)設(shè)定 20 4 1 2 生成加工軌跡 21 4 1 3 生成部分程序 22 4 1 4 例舉自動生成的程序 22 總結(jié) 30 致謝 31 參考文獻 32 江西冶金職業(yè)技術(shù)學院 08 級自考畢業(yè)設(shè)計 論文 4 摘要摘要 數(shù)控技術(shù)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) 數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝 備已成為關(guān)系國家戰(zhàn)略和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè) 其水平高低是衡量一 個國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標志 實現(xiàn)加工機床及生產(chǎn)過程數(shù)控化 已經(jīng)成為當今制 造業(yè)的發(fā)展方向 UG UNIGRAPHICS 由美國 UGS 公司開發(fā)經(jīng)銷 不僅具有復雜造型和數(shù)控加工的功能 還具有管理復雜產(chǎn)品裝配 進行多種設(shè)計方案的對比分析和優(yōu)化等功能 其龐大的模塊群 為企業(yè)提供了從產(chǎn)品設(shè)計 產(chǎn)品分析 加工裝配 檢驗 到過程管理 虛擬運作等全系 列的技術(shù)支持 數(shù)控技術(shù)與 CAD CAM PRO E UG 等軟件結(jié)合應用 已成為數(shù)控業(yè)的潮流 本文簡單的 介紹了數(shù)控技術(shù)及發(fā)展趨勢 數(shù)控加工工藝 UG 在數(shù)控方面的應用 三維造型與數(shù)控自動 加工 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 數(shù)控技術(shù) 加工工藝 UG 編程 Abstract CNC technology is the modern manufacturing automation flexible integrated production base and CNC numerical control technology and equipment has become a national strategy and reflect the level of national comprehensive national power important basic industry is a measure of the level of the manufacturing sector of a country s modernization degree of core mark implementation of production process of NC machine tool and has become the development direction of manufacturing industry UG UNIGRAPHICS by the American UGS company distribution development not only has the complex modeling and NC machining of the function also has the management of complex product assembly a variety of design scheme comparison analysis and optimization of functions Its large module group companies from product design product analysis processing and assembly inspection to process management virtual operation such as a full range of technical support Numerical control technology and CAD CAM PRO E UG software applications has become a CNC industry trends This paper simply introduced the NC technology and trend of development CNC machining process NC UG in the application of 3D modeling and NC Machining 江西冶金職業(yè)技術(shù)學院 08 級自考畢業(yè)設(shè)計 論文 5 第一章 緒論 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機床運動和工作過程進行控制的技術(shù) 它是集傳統(tǒng)的機械制 造技術(shù) 計算機技術(shù) 現(xiàn)代控制技術(shù) 傳感檢測技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和光機電技術(shù)等于一 體的現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù) 具有高精度 高效率 柔性自動化等特點 對制造業(yè)實現(xiàn)柔 性自動化 集成化和智能化起著舉足輕重的作用 數(shù)控裝備則是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技 術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透而形成的機電一體化產(chǎn)品 數(shù)控技術(shù)是制造自動化 的基礎(chǔ) 是現(xiàn)代制造裝備的靈魂核心 是國家工業(yè)和國防工業(yè)現(xiàn)代化的重要手段 關(guān)系到 國家戰(zhàn)略地位 體現(xiàn)國家綜合國力水平 其水平的高低和數(shù)控裝備擁有量的多少是衡量一 個國家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標志 1 1 數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展趨勢 數(shù)控技術(shù)的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化 使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征 而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應用領(lǐng)域的擴大 他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 因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是 現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢 數(shù)控加工的發(fā)展趨勢包括繼續(xù)向開放式 基于 PC 的第六代方向發(fā)展 向高速化和高精 度化發(fā)展 向智能化方向發(fā)展 1 1 11 1 1 向開放式 基于向開放式 基于 PCPC 的第六代方向發(fā)展的第六代方向發(fā)展 基于 PC 所具有的開放性 低成本 高可靠性 軟硬件資源豐富等特點 更多的數(shù)控系 統(tǒng)生產(chǎn)廠家會走上這條道路 至少采用 PC 機作為它的前端機 來處理人機界面 編程 聯(lián) 網(wǎng)通信等問題 由原有的系統(tǒng)承擔數(shù)控的任務 PC 機所具有的友好的人機界面 將普及到 所有的數(shù)控系統(tǒng) 遠程通訊 遠程診斷和維修將更加普遍 1 1 21 1 2 向高速化和高精度化發(fā)向高速化和高精度化發(fā) 展展 效率 質(zhì)量是先進制造技術(shù)的主體 高速 高精加工技術(shù)可極大地提高效率 提高產(chǎn) 品的質(zhì)量和檔次 縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力 1 1 31 1 3 智能化 網(wǎng)絡(luò)化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢智能化 網(wǎng)絡(luò)化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 21 世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng) 智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各 個方面 為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化 如加工過程的自適應控制 工藝參數(shù) 自動生成 為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化 如前饋控制 電機參數(shù)的自適應運 算 自動識別負載自動選定模型 自整定等 簡化編程 簡化操作方面的智能化 如智能 化的自動編程 智能化的人機界面等 還有智能診斷 智能監(jiān)控方面的內(nèi)容 方便系統(tǒng)的 診斷及維修等 江西冶金職業(yè)技術(shù)學院 08 級自考畢業(yè)設(shè)計 論文 6 1 2 UG 數(shù)控中心編程的關(guān)鍵技術(shù)及應用 UG NX CAM 有以下重要組成部分 三維建模 刀具軌跡設(shè)計 刀具軌跡編輯修改 加 工仿真 后置處理 數(shù)控編程模板 切削參數(shù)庫設(shè)計和二次開發(fā)功能接口等 1 2 11 2 1 數(shù)控編程模塊數(shù)控編程模塊 使用數(shù)控編程模板有利于利用已有的經(jīng)驗和專家知識 達到企業(yè)內(nèi)部資源共享的目的 系統(tǒng)提供了加工程式模板 刀具模板 加工對象模板和刀具軌跡模板 在模板中不斷注入 數(shù)控編程員 加工工藝師和技術(shù)工人等的知識 經(jīng)驗和習慣 建立起規(guī)范的數(shù)控加工工藝 過程 為強化企業(yè)生產(chǎn)管理 提高產(chǎn)品的加工效率和質(zhì)量打下良好的工藝技術(shù)基礎(chǔ) CAM 系統(tǒng)創(chuàng)建用戶自己的模板可以將預先的加工順序 工藝參數(shù)和切削參數(shù)設(shè)置好 針對相似 的零件加工 對象 應用模板可以大幅度提供數(shù)控編程的效率和質(zhì)量 尤其是在模具行業(yè)對 形似的成組零 件的加工 例如 在制造模具時將加工凸模和凹模時的最佳工藝過程定義為 加工模板 在加 工新的產(chǎn)品對象時 只需調(diào)用模板文件 選擇所需的幾何體 并起動這個 流程即可 用戶通 過加工向?qū)Х浅Ｈ菀椎貜哪０逯蝎@得專家級的制造過程指導 通過向?qū)?預先定義的模板可以被激活 并通過簡單的交互快速生成數(shù)控加工刀具軌跡 UG NX 系統(tǒng)提供了基本的數(shù)控編程模板 以 Shops diemold 模板集為例 其配置文件 Shops diemold dat 位于 mach resource configuration 中 模板集文件 Shops diemold opt 則位于 mach resource template 目錄下 用戶可根據(jù)本企業(yè)的經(jīng)驗創(chuàng)建自己 的程式 粗精加工 刀具 產(chǎn)品等類型的編程模板 利用模板之前 需要對不同產(chǎn)品類 的 零件的不同加工方式的模板進行整理與收集 在創(chuàng)建模板時可按加工方式進行分類 對于 系列化或相似的加工工藝 如凸凹模具類零件的加工等 則可以包含粗精加工方案 刀具 及 工藝參數(shù)的選擇等完整的加工流程模板 模板的定義可根據(jù)產(chǎn)品加工要求與幾何特征劃 分 也可根據(jù)產(chǎn)品加工要求與材料等多種方式進行劃分 1 2 21 2 2 刀具軌跡的生成刀具軌跡的生成模塊模塊 系統(tǒng)提供了鉆孔循環(huán) 攻絲和鏜孔等點位加工編程模塊 具有多種輪廓加工 等高環(huán) 切 行切以及島嶼加工平面銑削等編程功能 其提供的 3 5 坐標復雜曲面的固定軸與變軸 加工編程功能 可以任意控制刀具軸的矢量方向 具有曲面輪廓 等高分層 參數(shù)線加工 曲面流線 陡斜面和曲面清根等多種刀具軌跡控制方式 1 UG Planar Milling UG 平面銑削 UG 平面銑削模塊功能 包括多次走刀輪廓銑 仿形內(nèi)腔銑 Z 字形走刀銑削 規(guī)定避 開夾具和進行內(nèi)部移動的安全余量 提供型腔分層切削功能 凹腔底面小島加工功能 對 邊界和毛料幾何形狀的定義 顯示未切削區(qū)域的邊界 提供一些操作機床輔助運動的指令 如冷卻 刀具補償和夾緊等 2 UG Core 冷軋型材尺寸較小 精度較高 多用于毛坯精度要求較高的中 小零件 適用于自動機床加工 4 焊接件 對于大件來說 焊接件簡單 方便 特別是單件 小批量的生產(chǎn)可大大 縮短生產(chǎn)周期 但焊接后變形大 需經(jīng)時效處理 5 冷壓件 適用于形狀復雜的板料零件 多用于中 小尺寸零件的大批量加工 該零力選用 45 鋼 45 鋼屬于中碳鋼 這類鋼調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學性能 即既具有較高的強度 硬度 又具有較好的塑性 韌性 是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中應用最廣泛 的一類 該零件結(jié)構(gòu)復雜 但就加工來說 還是易于加工的 2 2 22 2 2 加工余量加工余量 加工余量大小 直接影響零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率 加工余量過大 不僅增加機械加 工勞動量 降低生產(chǎn)率 而且增加材料 工具和電力的消耗 增加成本 但若加工余量過 小 又不能消除前工序的各種誤差和表面缺陷 甚至產(chǎn)生廢品 因此 必須合理地確定加 工余量 其確定的方法有 經(jīng)驗估算法 查表修正法 分析計算法 首先根據(jù)工藝人員的 經(jīng)驗來確定加工余量 為避免產(chǎn)生廢品 所確定的加工余量一般偏大 要準確余量則需要 根據(jù)有關(guān)手冊 查得加工余量的數(shù)值 然后根據(jù)實際情況進行適當修正 江西冶金職業(yè)技術(shù)學院 08 級自考畢業(yè)設(shè)計 論文 12 該零件的加工余量如下 粗加工上下平面余量 0 1mm 半精加工內(nèi)輪廓單邊留 0 3mm 余量 半精加工外輪廓單邊留 0 3mm 余量 第三章 加工準備及工藝路線的確定 在對零件進行加工前要對零件進行許多分析 如裝夾方式 基準選擇 確定坐標零點 刀具選擇及機床選擇等 3 1 機床及工藝裝備的選擇 對于某個零件而言 并非全部加工工藝過程都適合在數(shù)控機床上完成 而往往只是其 中的一部分適合于數(shù)控加工 這就需要對零件圖樣進行仔細的工藝分析 選擇那些最適合 最需要進行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序 在選擇時 應考慮各方面因素 充分發(fā)揮數(shù)控加工的 優(yōu)勢 選擇時應考慮以下因素 1 通用機床無法加工的內(nèi)容 2 通用機床難加工 質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應作為重點選擇的內(nèi)容 3 通用機床效率低 工人勞動強度大的內(nèi)容 從精度和效率兩方面對數(shù)復雜零件的加工藝進行分析 加工精度必須達到圖紙的要求 同時又能充分合理地發(fā)揮機床的功能 提高生產(chǎn)效率 根據(jù)以上條件可選擇兩軸半以上的 數(shù)控銑床 本零件選用大連機床廠 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 表表 3 13 1 XD 40AXD 40A 型數(shù)控銑床基本參數(shù)型數(shù)控銑床基本參數(shù) 機床重 4400Kg 最大載重 500kg 800mm 長 工作臺 400mm 寬 X600mm Y420mm 坐標范圍 Z520mm 軸承錐孔 NO 40 7 24 最大鉆孔直徑 22 最大鏜孔直徑 100 主軸最高轉(zhuǎn)速 8000r min 主軸功率 7 5 11kw 江西冶金職業(yè)技術(shù)學院 08 級自考畢業(yè)設(shè)計 論文 13 X Y Z 向切削進給速度 0 10000 mm min X24 m min Y24 m min 快速進給速度 Z20 m min 工作電源 380V 3 1 13 1 1 夾具的選擇夾具的選擇 機床夾具的種類很多 按使用的機床類型分為車床夾具 銑床夾具 鉆床夾具 鏜床 夾具 加工中心夾具等 而按專門化程度劃分來說 該零件使用的是立式數(shù)控銑床 零件 又屬于平面類零件 應使用通用夾具 通用夾具是已經(jīng)標準化 無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可 以用來裝夾不同工件的夾具 所以這里我們使用的是精密平口鉗 3 1 23 1 2 刀具選擇刀具選擇 刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機交互狀態(tài)下進行 應根據(jù)機床的加工能力 工件材料 的性能 加工工序 切削用量 以及其他相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄 刀具選擇總的原 則是 安裝調(diào)整方便 剛性好 耐用度和精度高 在滿足加工要求的前提下 盡量選擇較 短的刀柄 以提高刀具加工時的剛性 選擇合適的刀具和參數(shù) 對于金屬切削加工 能起 到事半功倍的效果 刀具材料選用硬質(zhì)合金 鉆頭和鉸刀選用高速鋼 且切削速度比高速鋼高 4 10 倍 但 其沖擊韌性與抗拉強度遠比高速鋼差 而銑刀種類繁多 在使用時要根據(jù)加工部位 表面 粗糙度 精度等來選用 標準可轉(zhuǎn)位面銑刀的直徑為 16 630 mm 粗銑時 銑刀直徑要小些 因為粗銑切削力 大 選小直徑銑刀可減小切削扭距 精銑時 銑刀直徑要選大些 盡量包容工件整個加工 寬度 以提高加工精度和效率 并減小相鄰兩次進給之間的接刀痕跡 由于數(shù)控機床要求銑刀能快速自動裝卸 而立銑刀刀柄部結(jié)構(gòu)有很大不同 一般由專 業(yè)廠家按照一定的規(guī)范制造成統(tǒng)一形式 尺寸的刀柄 直徑大于 40 160mm 立銑刀可做成 套式結(jié)構(gòu) 立銑刀的有關(guān)尺寸參數(shù) 推薦用下述經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取 刀具半徑R應小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑 R一般取R 0 8 0 9 R 零件的加工高度H 1 4 1 6 R 以保證刀具有足夠的剛度 對于深槽 選取l H 5 10 mm l為刀具切削部分長度 加工肋時 刀具直徑為D 5 10 b b為肋的厚度 選擇的刀具如下 80 盤銑刀 用于外輪廓粗 精加工 10 立銑刀 用于外輪廓粗精加工 16 立銑刀 用于內(nèi)輪廓粗精加工 A2 中心鉆 用于 32mm 10H7 4 M10 的中心孔 20 鉆頭 用于預鉆 32mm 孔 32 精鏜刀 精鏜 32mm 通孔至尺寸要求 8 5 鉆頭 用于 4 M10 鉆孔 9 6 鉆頭 用于 10H7 鉆孔 10H7 鉸刀 用于鉸 10H7 孔 R5 球頭刀 用于圓弧面加工 M10 絲錐 用于螺紋加工 江西冶金職業(yè)技術(shù)學院 08 級自考畢業(yè)設(shè)計 論文 14 3 2 基準的選擇 1 基準重合原則 以設(shè)計基準為定位基準 避免基準不重合誤差 調(diào)整法加工零件時 如果基準不重合 將出現(xiàn)基準不重合誤差 所謂調(diào)整法 是在預先調(diào)整好刀具與機床的相對位置 并在一批 零件的加工過程中保持這種相對位置的加工方法 與之相對應的是試切法加工 即試切一 測量一調(diào)整一再試切 循環(huán)反復直到零件達到尺寸要求為止 試切法適用于單件小批生產(chǎn) 下的逐個零件加工 2 基準統(tǒng)一原則 選用統(tǒng)一的定位基準來加工工件上的各個加工表面 以避免基準的轉(zhuǎn)換帶來的誤差 利于保證各表面的位置精度 簡化工藝規(guī)程 夾具設(shè)計和制造縮短生產(chǎn)準備周期 典型的基 準統(tǒng)一原則是軸類零件 盤類零件和箱體類零件 軸的精基準 為軸兩端的中心孔 齒輪是典型的盤類零件 常以中心孔及 個端面為精加工基準 而箱體類常以一個平面及平面上的兩個定位用工藝孔為精基準 3 自為基準原則 當某些精加工表面要求加工余量小而均勻時 可選擇該加工表面本身作 為定位基準 以搞高加工面本身的精度和表面質(zhì)量 4 互為基準原則 能夠提高重要表面間的相互位置精度 或使加工余量小而均勻 5 裝夾方便原則所選定位基準應能使工件定位穩(wěn)定 夾緊可靠 操作方便 夾具結(jié) 構(gòu)簡單 該零件設(shè)計基準在毛坯料右下角 根據(jù)上述原則 將工件坐標系的原點設(shè)定在毛坯上表 面 島嶼對角線焦點位置 為使數(shù)控編程方便 將圖紙轉(zhuǎn)化為坐標 3 3 切削用量及切削液的選擇 3 3 13 3 1 吃刀量吃刀量 如圖 3 1 所示 背吃刀量為平行于銑刀軸線測量的切削層尺寸 單位為 mm 端銑 p a 時為切削層深度 圓周銑削時為被加工表面的寬度 側(cè)吃刀量為垂直于銑刀軸線 p a p a c a 測量的切削層尺寸 單位為 mm 端銑時為被加工表面寬度 圓周銑削時為切削層深 c a c a 度 端銑背吃刀量和圓周銑側(cè)吃刀量的選取主要由加工余量和對表面質(zhì)量要求決定 1 工件表面粗糙度要求為 Ra3 2 12 5 m 分粗銑和半精銑兩步銑削加工 粗銑后 留半精銑余量 0 5 1 0mm 江西冶金職業(yè)技術(shù)學院 08 級自考畢業(yè)設(shè)計 論文 15 圖圖 3 13 1 銑刀銑削用量銑刀銑削用量 2 工件表面粗糙度要求為 Ra0 8 3 2 m 可分粗銑 半精銑 精銑三步銑削加工 半精銑時端銑背吃刀量或圓周銑削側(cè)吃刀量取 1 5 2mm 精銑時圓周銑側(cè)吃刀量取 0 3 0 5mm 端銑背吃刀量取 0 5 1mm 該工件的表面粗糙度為 Ra3 2 孔及型腔粗糙度為 Ra1 6 其余為 Ra3 2 應采用半精 銑 精銑 半精銑吃刀量 2mm 精銑吃刀量 1mm 3 3 23 3 2 進給速度進給速度 進給速度指單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進給方向的相對位移 單位為 mm min 它與銑刀 轉(zhuǎn)速 n 銑刀齒數(shù) Z 及每齒進給量 單位為 mm z 有關(guān) z f 進給速度的計算公式 Z n 3 1 f v z f 式中 每齒進給量的選用主要取決于工件材料和刀具材料的機械性能 工件表面粗 z f 糙度等因素 當工件材料的強度和硬度高 工件表面粗糙度的要求高 工件剛性差或刀具 強度低 值取小值 每齒進給量的選用參考表見表 3 2 z f 表表 3 23 2 銑刀每齒進給量銑刀每齒進給量參考表參考表 z f 每 齒 進 給 量 mm z z f 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 0 150 10 0 25 鑄鐵0 12 0 200 15 0 30 0 02 0 050 10 0 15 3 3 33 3 3 切削速度切削速度 銑削的切削速度與刀具耐用度 T 每齒進給量 背吃刀量 側(cè)吃刀量以及銑 z f p a e a 刀齒數(shù) Z 成反比 與銑刀直徑 d 成正比 其原因是 Z 增大時 使同時工作 z f p a e a 江西冶金職業(yè)技術(shù)學院 08 級自考畢業(yè)設(shè)計 論文 16 齒數(shù)增多 刀刃負荷和切削熱增加 加快刀具磨損 因此刀具耐用度限制了切削速度的提 高 表 3 4 列出了銑削切削速度的參考值 c V 而具體選用公式為 1000 3 2 c Vnd 例舉10 16 的立銑刀計算過程 10 的立銑刀選擇的切削速度 100m min 每齒進給量 0 2mm z 根據(jù)公式 3 1 c V z f 3 2 可得 主軸轉(zhuǎn)速 n 1000 1000 x100 3 14x10 3184r min c Vd 進給速度 Z n 0 2x2x3184 1273mm min f v z f 16 的立銑刀選擇的切削速度 100m min 每齒進給量 0 2mm z 根據(jù)公式 3 1 c V z f 3 2 可得 主軸轉(zhuǎn)速 n 1000 1000 x100 3 14x16 1990r min c Vd 進給速度 Z n 0 2x2x1990 796mm min f v z f 選用的參數(shù)如表 3 4 表表 3 43 4 切削用量切削用量 切削用量切削用量工藝裝備及編號工藝裝備及編號 工序工序工序內(nèi)容工序內(nèi)容 吃刀量吃刀量主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速 進給速進給速 度度 刀具刀具量具量具 夾夾 具具 粗2560120 1 銑表 面 精198080 150 的盤銑刀 粗22000800 2 外輪 廓 精1 31841273 10 的立銑刀 粗21500600 3 內(nèi) 輪廓 精11990796 16 的立銑刀 4鉆中心孔287060A2 的中心鉆 5攻螺紋18060M10 的絲錐 機 用 平 口 虎 鉗 江西冶金職業(yè)技術(shù)學院 08 級自考畢業(yè)設(shè)計 論文 17 3 3 43 3 4 切削液的選擇切削液的選擇 切削液是為提高切削加工效率而使用的液體 它可有效地減小摩擦 改善散熱條件 從而降低切削力 切削溫度和刀具磨損 提高生產(chǎn)率和加工表面質(zhì)量 切削液具有冷卻 潤滑 清洗和防銹作用 常用的切削液有乳化液和切削油 切削該工件時使用的是硬質(zhì)合金刀具 由于它的耐熱性好 所以一般不使用切削液 若要使用 則必須大量注射 以免硬質(zhì)合金刀具因冷熱不均產(chǎn)生裂紋 3 4 確定工藝路線 1 工序的劃分 在數(shù)控機床上加工零件與普通機加工相比 工序可以比較集中 根據(jù)數(shù)控加工的 特點 數(shù)控加工工序的劃分有幾種方法 加工該零件按粗 精加工劃分工序 根據(jù)工件的加工精度要求 剛度和變形等因 素 將零件的粗 精加工分開 先粗加工 后精加工 2 工步的劃分 劃分工步主要是從加工精度和效率方面考慮 合理的工藝不僅要保證加工出符合圖樣 要求的工件 同時應使機床的功能得到充分發(fā)揮 就本工件的加工而言 劃分時應注意一 下幾點原則 同一加工表面按粗加工 半精加工 精加工依次完成 還是全部加工表面都先粗加 工后精加工分開進行 主要要依據(jù)零件的精度要求考慮 對于既要加工平面又要加工孔的地方 可以采用 先面后孔 原則劃分工步 先加 工面可提高孔的加工精度 因為銑平面時切削力較大 工件易發(fā)生變形 而先銑平面后鏜 孔 則可使其變形有一段時間恢復 減少由于變形引起的對孔的精度的影響 反之 如先 鏜孔后銑面 則銑削平面時極易在孔口產(chǎn)生飛邊 毛刺 進而破壞孔的精度 按所用刀具劃分工步 某些機床工作臺回轉(zhuǎn)時間比換刀時間短 可采用刀具集中的 6銑曲面100030R5 的球頭銑刀 7鉆 4 個通孔81315608 5 的鉆頭 8預鉆10 通孔 81420609 6 的鉆頭 9預鉆32 通孔 1515604020 的鉆頭 10銑孔32 2150060016 的立銑刀 11精鏜孔32 0 155006032 的精鏜刀 12 對孔進行精加 工 0 2501010H7 的鉸刀 江西冶金職業(yè)技術(shù)學院 08 級自考畢業(yè)設(shè)計 論文 18 方法劃分工步 以減少換刀次數(shù) 縮短輔助時間 提高加工效率 在一次裝夾中 盡可能完成所有能加工的表面 有利于保證表面相互位置精度的要 求 3 加工順序的安排 加工順序的安排應根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛皮狀況 結(jié)合定位和夾緊的需要一起考慮 重 點應保證工件的剛性不被破壞 盡量減少變形 加工順序的安排應遵循一些原則 基準先行 上道工序的加工能為后面的工序提供精基準和合適的夾緊表面 先面后孔 先簡單后復雜 先粗后精 粗 精分開 減少安裝次數(shù) 以相同定位 夾緊方式安裝的工序 最好接連進行 以減少重復定位次 數(shù) 換刀和夾緊次數(shù) 3 5 確定進給路線 確定進給路線 主要是確定粗加工及空行程的進給路線 因為精加工的進給路線基本 上是按零件的輪廓進行的 在確定時還要注意一些問題 1 選擇工件剛性破壞小的路線 以減少加工變形對加工精度的影響 2 尋求最短的進給路線 以提高加工效率 3 切入和切出的路線應考慮外延 以保證加工的表面質(zhì)量 4 完工時的最后一刀應一次走刀連續(xù)加工 以免產(chǎn)生刀痕等缺陷 此外 確定進給路線時 還要考慮工件的形狀與剛度 加工余量大小 機床與刀具的 剛度等情況 確定是一次進給還是多次進給來完成加工 確定刀具的切入與切出方向以及 在銑削加工中試采用順銑還是逆銑的銑削方式等 該零件的加工路線按照上面的原則 首先我們要保證內(nèi)外型面孔 10H7 位置精度 1 銑平面 粗精銑下端面 翻轉(zhuǎn)工件 粗精銑上平面 80 盤銑刀 2 鉆 鉆通孔 10H7 9 6 鉆頭 3 鉆 預鉆 20 的通孔 20 鉆頭 4 鉆 4 M10 的螺紋孔 8 5 鉆頭 5 半精銑內(nèi)輪廓 半精銑內(nèi)輪廓至尺寸 單邊留余量 0 3mm 16 立銑刀 6 精銑內(nèi)輪廓 精銑內(nèi)輪廓至尺寸 16 立銑刀 7 銑孔 銑 16 的孔至尺寸 31 7mm 16 立銑刀 8 鏜孔 鏜 32 的孔至尺寸要求 32 鏜刀 9 半精銑外輪廓 半精銑外輪廓至尺寸 單邊留余量 0 3mm 10 立銑刀 10 精銑外輪廓 精銑外輪廓至尺寸 10 立銑刀 11 鉸孔 鉸 10H7 的孔 10 鉸刀 12 攻螺紋 攻 4 M10 螺紋孔 M10 絲錐 13 倒角 R3 的圓弧倒角 14 銑曲面 加工曲面 R25 至尺寸 R5 球頭銑刀 3 6 數(shù)控加工工序卡 為了更好地指導編程和加工操作 把該零件的加工順序 所用刀具和切削用量等參數(shù) 編入下表 3 5 所示復雜零件數(shù)控加工工序卡中 表表 3 53 5 復雜零件加工生產(chǎn)加工工藝卡復雜零件加工生產(chǎn)加工工藝卡 材料名夾具名稱使用設(shè)備 江西冶金職業(yè)技術(shù)學院 08 級自考畢業(yè)設(shè)計 論文 19 稱 45 鋼 機用平口 鉗 數(shù)控銑床 XD 40A 工序號工種工序內(nèi)容 刀具規(guī)格 mm 備注 1 粗精銑下 表面 粗精銑零件下表面至 Ra3 2 150mm 面銑刀 2 粗精銑上 表面 粗精銑零件下表面至 Ra3 2 保證 上下表面 的平行度 150mm 面銑刀 3 鉆中心孔 鉆 10H7 32 4 M10 的中心孔 A2 中心鉆 3 鉆孔 鉆通孔 10H7 保證 10H7 102 287 0 01 7mm 9 6 的麻花鉆 4 鉆孔 鉆通孔 20 保證 136 0 02mm 20 的麻花鉆 5 鉆孔 鉆螺紋孔 4 M10 保證 96 0 1 76 0 1 8 5 的麻花鉆 6 銑內(nèi)輪廓 保證 046 0 0 80 Ra1 6um 054 0 0 100 16 的立銑刀 7 銑外輪廓 保證 8 0 05 30 92 027 0 0 12 8 0 1 Ra1 6um 10 的外銑刀 8 銑孔 銑 32 保證 保證 31 7mm 的尺寸精度 16 的立銑刀 9 鏜孔 鏜 32 保證 136 0 02mm 039 0 0 32 32 的鏜刀 10 倒角 倒 R3 圓角 10 的立銑刀 11 攻螺紋 4 M10 孔螺紋的加工 10 的絲錐 12 曲面 圓弧曲面的加工 保證 Ra3 2um R5 的球頭刀 江西冶金職業(yè)技術(shù)學院 08 級自考畢業(yè)設(shè)計 論文 20 第四章 UG 加工和編程設(shè)計 UG 是一種功能強大的軟件 在本零件的造型中我們用到的是 UG 的建模和加工模塊 4 1 加工并生成程序 通過草圖拉伸對毛坯進行設(shè)定 同時要確定毛坯中心在系統(tǒng)坐標系 繪圖坐標系 中 的坐標值 因為該例繪圖原點在圖形的底平面上 所以毛坯中心的坐標值設(shè)定值為 0 0 0 4 1 14 1 1 工藝參數(shù)設(shè)定工藝參數(shù)設(shè)定 首先我們定義刀具參數(shù) 根據(jù)列出的刀具清單 例如 12 立銑刀參數(shù)及圖形如圖 4 1 4 2 所示 其它刀具按照各自參數(shù)設(shè)定 圖圖 4 14 1 刀具顯示刀具顯示 江西冶金職業(yè)技術(shù)學院 08 級自考畢業(yè)設(shè)計 論文 21 圖圖 4 24 2 創(chuàng)建刀具創(chuàng)建刀具 4 1 24 1 2 生成加工軌跡生成加工軌跡 在加工中我們一般用到的加工方法有四種 mill planar 一般平面銑 mill contour 型腔銑 fixed contour 固定軸銑 drill 鉆 鏜孔 在該零件的加工中 我們也用到上述四種加工方法 在這里我們例舉件一薄壁 a 的加工進行說明 薄壁 a 分為 內(nèi)型腔和外輪廓 其加工路線是粗加工 半精加工 精加工 內(nèi)型腔加工粗加工時選用一般平面銑 刀具選擇 16 主軸轉(zhuǎn)速 為 800r min 該零件所有加工軌跡完成后如圖 4 5 所示 并要對其軌跡進行 3D 仿真加工 看看還有 哪些地方未加工到 是否產(chǎn)生刀具干涉 軌跡是否需要編輯 最后確定后即完成加工軌跡 生成 江西冶金職業(yè)技術(shù)學院 08 級自考畢業(yè)設(shè)計 論文 22 圖圖 4 54 5 刀軌刀軌 4 1 34 1 3 生成部分程序生成部分程序 所有加工軌跡完成后 要對其進行后置處理 生成加工程序 首先選擇要輸出程序的 項 再點擊 輸出CLSF 設(shè)置好參數(shù)自動即生成程序 4 1 44 1 4 例舉自動生成的程序例舉自動生成的程序 本節(jié)只例舉圓弧曲面的自動加工程序 如圖 4 7 江西冶金職業(yè)技術(shù)學院 08 級自考畢業(yè)設(shè)計 論文 23 圖圖 4 74 7 圓弧曲面加工圓弧曲面加工 自動生成程序如下 N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0 0 N0030 T00 M06 N0040 G0 G90 X 0 7855 Y 0 9459 S800 M03 N0050 G43 Z0 1315 H00 N0060 G1 Z 0 3664 F9 8 M08 N0070 Y0 8333 N0080 Y0 9519 Z 0 3673 N0090 X 0 7801 Y0 9909 Z 0 367 N0100 X 0 7669 Y1 0281 Z 0 3668 N0110 X 0 7465 Y1 0619 Z 0 3666 N0120 Y1 0536 Z 0 3426 N0130 Y1 0453 Z 0 3278 N0140 Y1 0287 Z 0 3077 N0150 Y1 0121 Z 0 2942 N0160 Y0 9955 Z 0 2848 N0170 Y0 9789 Z 0 2785 N0180 Y0 9623 Z 0 2749 N0190 Y0 9291 Z 0 2736 N0200 Y 0 9292 N0210 Y 0 9624 Z 0 2749 N0220 Y 979 Z 2786 N0230 Y 9956 Z 2848 N0240 Y 1 0121 Z 2942 N0250 Y 1 0287 Z 3078 N0260 Y 1 0453 Z 3279 N0270 Y 1 0536 Z 3428 N0280 Y 1 0619 Z 3669 N0290 X 7283 Y 1 0829 Z 0 3666 N0300 X 7072 Y 1 1011 Z 3664 N0310 Y 1 0925 Z 3358 N0320 Y 1 0839 Z 3174 N0330 Y 1 0667 Z 2922 N0340 Y 1 0495 Z 2745 N0350 Y 1 0323 Z 2614 N0360 Y 9979 Z 2442 N0370 Y 9634 Z 2362 N0380 Y 8946 Z 2351 N0390 Y 8946 N0400 Y 9634 Z 2362 N0410 Y 9978 Z 2442 N0420 Y1 0323 Z 2614 N0430 Y1 0495 Z 2745 N0440 Y1 0667 Z 2922 N0450 Y1 0839 Z 3174 N0460 Y1 0925 Z 3357 N0470 Y1 1011 Z 3664 N0480 X 6882 Y1 1136 Z 3663 N0490 X 6679 Y1 1238 N0500 Y1 115 Z 3319 N0510 Y1 1063 Z 3117 N0520 Y1 0887 Z 2838 N0530 Y1 0712 Z 2633 N0540 Y1 0536 Z 2472 N0550 Y1 0185 Z 2245 N0560 Y 9834 Z 2117 N0570 Y 9482 Z 207 N0580 Y 9482 N0590 Y 9833 Z 2117 N0600 Y 1 0185 Z 2245 N0610 Y 1 0536 Z 2472 N0620 Y 1 0711 Z 2633 N0630 Y 1 0887 Z 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