一種氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)凸輪軸數(shù)控加工工藝及編程仿真含NX三維及CAD圖.zip

一種氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)凸輪軸數(shù)控加工工藝及編程仿真含NX三維及CAD圖.zip,一種,氣動(dòng),操作,機(jī)構(gòu),凸輪軸,數(shù)控,加工,工藝,編程,仿真,NX,三維,CAD 摘 要 數(shù)控技術(shù)是技術(shù)性極強(qiáng)的工作，尤其在機(jī)械加工領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛，所以這要求從業(yè)人員具有很高的機(jī)械加工工藝知識(shí)，數(shù)控編程知識(shí)和數(shù)控操作技能。本文主要通過(guò)對(duì)零件的數(shù)控工藝分析與加工，綜合所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，全面考慮可能影響銑削的因素，設(shè)計(jì)其加工工藝和編輯程序，完成要求。 本文主要對(duì)凸輪軸零件進(jìn)行了,圖紙分析、毛坯的選擇、加工方法以及加工路線的選擇、對(duì)刀具機(jī)床進(jìn)行確定，并且選定刀具參數(shù)規(guī)格，選定機(jī)床的型號(hào)。然后填寫工藝卡片，工序卡片。對(duì)零件進(jìn)行自動(dòng)編程。 關(guān)鍵詞: 銑削、CAD/CAM、UG、數(shù)控加工 Abstract Numerical control technology is a highly technical work, especially in the field of mechanical processing, so it requires employees to have a very high machining process knowledge, numerical control programming knowledge and numerical control operation skills. This paper mainly through the numerical control process analysis and engineering, comprehensive consideration of the factors that may affect the milling process and editing procedures. This paper mainly focuses on the mold cavity parts, drawing analysis, the choice of blank, processing method and processing route choice, the tool machine tool is determined, and the selection of cutting tool parameters, select the type of machine tool. Key words: milling, CAD/CAM, UG, NC machining III 目 錄 摘 要 I Abstract I 1 緒論 1 1.1 本課題的目的及意義 1 1.2 數(shù)控機(jī)床及數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 1 2 工藝性分析 3 2.1零件介紹 3 2.2零件加工工藝性分析 3 2.3零件的技術(shù)要求 4 3零件的工藝裝備的選擇 5 3.1 毛胚的選擇 5 3.1.1確定毛坯的類型 5 3.1.2 確定毛坯的余量 5 3.2加工工藝路線的確定 6 3.2.1工序的劃分原則 6 3.2.2加工順序的安排 6 3.2.3工藝路線安排 7 3.3選擇并確定工藝裝備 8 3.3.1數(shù)控機(jī)床的選擇 8 3.3.2夾具的選擇 8 3.3.3量具的使用表 9 3.3.4刀具的選擇 9 4 工藝參數(shù)選擇 12 4.1切削用量的選擇原則 12 4.2切削用量的選擇 12 5 加工工藝文件制定 15 5.1制定工藝文件 15 5.2工序卡 15 6 加工程序編制 16 6.1數(shù)控編程的分類 16 6.2數(shù)控編程 16 6.2.1基于UG數(shù)控車的編程 16 6.2.1基于UG數(shù)控銑床的編程 21 6.3程序的后處理 25 總結(jié) 26 致謝 27 參考文獻(xiàn) 28 1 緒論 1.1 本課題的目的及意義 目的：通過(guò)這次設(shè)計(jì)可以使我們學(xué)會(huì)對(duì)相關(guān)學(xué)科中的基本理論、基本知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用，同時(shí)對(duì)本專業(yè)有較完整的、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，從而達(dá)到鞏固、擴(kuò)大、深化所學(xué)知識(shí)的目的，培養(yǎng)和提高綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，以及培養(yǎng)科學(xué)的研究和創(chuàng)造能力。 意義：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)生活用品的要求也越來(lái)越高，企業(yè)生產(chǎn)效率也有相應(yīng)的提高。數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了廣大人們的這一愿望。數(shù)控車削加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、保證產(chǎn)品的質(zhì)量、保證零件的精度，節(jié)約能源、降低消耗的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備、計(jì)劃調(diào)度、加工操作、安全生產(chǎn)、技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)。也是企業(yè)對(duì)高品質(zhì)、高品種、高水平、加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。這不但滿足廣大消費(fèi)者的目的，即實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品多樣化、產(chǎn)品高質(zhì)量、更新速度快的要求，同時(shí)推動(dòng)了企業(yè)的快速發(fā)展，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。 機(jī)械工藝是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的裝備軍，而數(shù)控加工在機(jī)械行業(yè)占有領(lǐng)頭羊的地位，因此國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的生產(chǎn)技術(shù)水平和所取得的經(jīng)濟(jì)效益，在很大程度上取決于機(jī)械行業(yè)和數(shù)控行業(yè)中所能提供的機(jī)械裝備的技術(shù)性能、指令和可靠性。因此數(shù)控加工技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模是衡量一個(gè)國(guó)家科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志。 數(shù)控工藝規(guī)程的編制是直接指導(dǎo)產(chǎn)品或零件制造工藝過(guò)程和操作方法的工藝文件，它將直接影響企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量、效益、競(jìng)爭(zhēng)能力。本文通過(guò)對(duì)典型零件數(shù)控加工工藝的分析，對(duì)零件進(jìn)行編程加工，給出了對(duì)于凸臺(tái)板零件的數(shù)控加工工藝分析的方法，對(duì)于提高制造質(zhì)量、實(shí)際生產(chǎn)具有一定的意義。 1.2 數(shù)控機(jī)床及數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 （1）數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用與發(fā)展 隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展世界機(jī)床已經(jīng)進(jìn)入以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機(jī)電一體化時(shí)代，其中數(shù)控機(jī)床就是其帶表機(jī)床之一。數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的加工母機(jī)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也越來(lái)越快，數(shù)控機(jī)床也正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展。 我國(guó)近幾年數(shù)控機(jī)床雖然發(fā)展較快，但與國(guó)際先進(jìn)水平還存在一定的差距，主要表現(xiàn)在：可靠性差、外觀質(zhì)量差、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、應(yīng)變能力差。為了縮小與世界先進(jìn)水平的差距，有關(guān)專家建議機(jī)床企業(yè)應(yīng)在以下6個(gè)方面著力研究： 1）加大力度實(shí)施質(zhì)量工程，提高數(shù)控機(jī)床的無(wú)故障率； 2）跟蹤國(guó)際水平，使數(shù)控機(jī)床向高效高精度方面發(fā)展； 3）加大成套設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力上求突破； 4）發(fā)揮服務(wù)優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)大市場(chǎng)占有率； 5）多品種制造，滿足不同層次的用戶的需求； 6）模塊化設(shè)計(jì)，縮短開(kāi)發(fā)周期，快速響應(yīng)市場(chǎng)。 數(shù)控機(jī)床使用范圍越來(lái)越大，國(guó)內(nèi)國(guó)際市場(chǎng)容量也越來(lái)越大，但競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)加劇，我們只有緊跟先進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的大方向，并不斷創(chuàng)新，才能趕超世界先進(jìn)水平。 （2）數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 數(shù)控技術(shù)是數(shù)字程序控制數(shù)控機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作的技術(shù)。它廣泛用于機(jī)械制造和自動(dòng)化領(lǐng)域，較好地解決多品種、小批量和復(fù)雜零件加工以及生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人以及各類機(jī)電一體化設(shè)備上。同時(shí)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)數(shù)控裝置和數(shù)控機(jī)械要求在理論和應(yīng)用方面有迅速的發(fā)展和提高。 27 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(jiàn)附件CAD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。本工件的最大外形尺寸為φ40×154.5mm。由圖可知，該零件主要由圓柱體、孔、六邊形、偏心軸組成，全部加工面集中在外表面。該零件形狀結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，主要有Φ20.18及Φ30.18的外圓柱面、寬度5mm的鍵槽、M8螺紋孔，φ28及φ40的偏心部分，其余特征詳細(xì)見(jiàn)零件圖。表面粗糙度外圓柱面要求為Ra3.2um，鍵槽要求為Ra6.3um，其余表面粗糙度為Ra6.3um。 2.3零件的技術(shù)要求 技術(shù)要求： 1.為注長(zhǎng)度尺寸偏差±0.1mm 2.為注倒角C0.5 3.去除毛刺飛邊 4.零件表面不應(yīng)有劃痕、擦傷等損壞零件表面的缺陷 3零件的工藝裝備的選擇 3.1 毛胚的選擇 3.1.1確定毛坯的類型 毛坯的金屬成形工藝類型多樣，且每一種毛坯有多種不同的制造方法。常用的毛坯主要有： （1）鑄件 鑄件常用于形狀較復(fù)雜的毛坯； （2）鍛件 鍛件常用于強(qiáng)度要求高、形狀較簡(jiǎn)單的毛坯； （3）型材 型材主要有板材、棒材、線材等。常用截面形狀有圓形、方形、六角形和特殊截面形狀。就其制造方法，又可分為熱軋和冷拉兩大類。 （4）焊接件 焊接件是將型材或板料焊接成所需毛坯，簡(jiǎn)單方便生產(chǎn)周期短。但需經(jīng)時(shí)效處理消除應(yīng)力才能進(jìn)行機(jī)械加工； （5）其它毛坯 選擇毛坯時(shí)應(yīng)全面考慮下列因素： （1）零件結(jié)構(gòu)形狀及尺寸； （2）零件材料及力學(xué)性能要求； （3）現(xiàn)有生產(chǎn)條件及能力； （4）生產(chǎn)綱領(lǐng)大??； （5）充分考慮利用新工藝、材料、技術(shù)的性能。 根據(jù)該零件的圖紙要求，由于零件并不是很長(zhǎng)，形狀為圓柱體，因此可以直接采用型材毛坯（棒材），能符合零件圖紙的要求。 3.1.2 確定毛坯的余量 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(wú)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(lái)愈來(lái)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(guò)機(jī)械加工達(dá)到零件的技術(shù)要求。毛坯尺寸選擇如下圖3.1 圖3.1毛坯圖 本工件的最大外形尺寸為φ40×155mm，因此可以給毛坯的直徑單邊留2.5mm余量，長(zhǎng)度單邊各留2.5mm余量。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工序的劃分原則 機(jī)加工工序的劃分方法在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序應(yīng)比較集中，在一次裝夾中應(yīng)盡可能完成大部分工序，首先應(yīng)根據(jù)零件圖樣，考慮被加工零件是否可以在一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上完成整個(gè)零件的加工工作。若不能，則應(yīng)選擇哪一部分零件表面需用數(shù)控機(jī)床加工，即對(duì)零件進(jìn)行工序劃分。一般工序劃分有以下幾種方式： l、按所用刀具劃分工序。即以同一把刀具完成的哪一部分工藝過(guò)程為一道工具。目的：減少安裝次數(shù)，提高加工精度；減少換刀次數(shù)，縮短輔助時(shí)間，提高加工效率。適用于工件的待加工表面較多，機(jī)床連續(xù)工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（如在一個(gè)工作班內(nèi)不能完成），加工程序的編制和檢查難度較大等情況。 2、按安裝次數(shù)劃分工序即以一次安裝完成的那一部分工藝過(guò)程為一道工序. 適合于加工內(nèi)容不多的工件，加工完成后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。 3、以粗、精加工劃分工序即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。適用于加工變形大，需要粗、精加工分開(kāi)的零件，如薄壁件或毛坯為鑄件和鍛件，也適用于需要穿插熱處理的零件。 4、以加工部位劃分工序。即完成相同型面的那一部分工藝過(guò)程為一道工序。適用于加工表面多而復(fù)雜的零件，此時(shí)，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（如內(nèi)形、外形、曲面和平面）將加工劃為分幾個(gè)部分。 3.2.2加工順序的安排 工件的機(jī)械加工工藝路線中要經(jīng)過(guò)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。 3.2.3工藝路線安排 根據(jù)以上原則本零件的工藝路線如下： 工序1：下料φ45X155mm 工序2：車削加工左端外輪廓特征 工步1：用外圓車刀對(duì)零件的端面、φ20.18及φ30.18外圓柱面進(jìn)行粗加工，留有精加工余量 工步2：用外圓車刀對(duì)零件的端面、φ20.18及φ30.18外圓柱面進(jìn)行精加工，至圖紙尺寸要求。 工步3：切槽1.35Xφ19 工序3：車削加工右端外輪廓特征 工步1：用對(duì)零件的端面、φ20.18外圓面進(jìn)行粗加工，留有精加工余量 工步2：對(duì)零件的端面、φ20.18外圓面進(jìn)行精加工，至圖紙尺寸要求。 工序4：對(duì)φ28偏心部分進(jìn)行車削 工步1：對(duì)零件的端面、φ28偏心部分進(jìn)行粗加工，留有精加工余量 工步2：對(duì)零件的端面、φ28偏心部分進(jìn)行精加工，至圖紙尺寸要求。 工序5：對(duì)φ40偏心部分進(jìn)行車削 工步1：對(duì)零件的端面、φ40偏心部分進(jìn)行粗加工，留有精加工余量 工步2：對(duì)零件的端面、φ40偏心部分進(jìn)行精加工，至圖紙尺寸要求。 工序6：對(duì)41X5mm的鍵槽進(jìn)行加工 工序7：對(duì)六邊形進(jìn)行銑削加工 工序8：對(duì)零件底部M8孔進(jìn)行加工 工步1：對(duì)零件底部M8孔，先用麻花鉆鉆孔 工步2：對(duì)零件底部M8孔進(jìn)行攻牙。 工序9：去毛刺、清洗 工序10：檢驗(yàn) 3.3選擇并確定工藝裝備 3.3.1數(shù)控機(jī)床的選擇 一般來(lái)說(shuō)，上述這些加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后，在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率與綜合效益等方面都會(huì)得到明顯提高。相比之下，下列一些內(nèi)容不宜選擇采用數(shù)控加工： （1）占機(jī)調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)。如以毛坯的粗基準(zhǔn)定位加工第一個(gè)精基準(zhǔn)，需用專用工裝協(xié)調(diào)的內(nèi)容； （2）加工部位分散，需要多次安裝、設(shè)置原點(diǎn)。這時(shí)，采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機(jī)床補(bǔ)加工； （3）按某些特定的制造依據(jù)（如樣板等）加工的型面輪廓。主要原因是獲取數(shù)據(jù)困難，易于與檢驗(yàn)依據(jù)發(fā)生矛盾，增加了程序編制的難度。 此外，在選擇和決定加工內(nèi)容時(shí)，也要考慮生產(chǎn)批量、生產(chǎn)周期、工序間周轉(zhuǎn)情況等等。總之，要盡量做到合理，達(dá)到多、快、好、省的目的。要防止把數(shù)控機(jī)床降格為通用機(jī)床使用。 通過(guò)以上工藝路線的分析 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，本零件是回旋體零件，適合數(shù)控車床加工，但部分結(jié)構(gòu)特征需要使用數(shù)控銑床來(lái)加工，所以選擇數(shù)控車床和數(shù)控銑床為本次設(shè)計(jì)的加工機(jī)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機(jī)床。 3.3.2夾具的選擇 由于夾具確定了零件在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，即加工原點(diǎn)的位置，因而首先要求夾具能保證零件在機(jī)床坐標(biāo)系中的正確坐標(biāo)方向，同時(shí)協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。除此之外，主要考慮下列幾點(diǎn)：? 1.小批量或成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，但應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；2.夾具要開(kāi)敞，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀（如產(chǎn)生碰撞等）；3.裝卸零件要方便可靠，以縮短準(zhǔn)備時(shí)間，有條件時(shí)，批量較大的零件應(yīng)采用氣動(dòng)或液壓夾具、多工位夾具。? 綜合圖紙及工藝路線擬定。本次零件為軸類零件,形狀很規(guī)則，故夾具選用三爪自定心卡盤如圖3.2，三爪卡盤裝夾工件時(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。偏心部分需要使用專用夾具夾持，銑床加工部分也可以采用三爪卡盤。 圖3.2三爪卡盤 3.3.3量具的使用表 在數(shù)控銑削加工工件中，為了確保工件的尺寸精度，必須選擇正確的測(cè)量工具，量具種類很多，但不同的工件采用不同的量具作為測(cè)量工具。采用千分尺和游標(biāo)卡尺及直尺作為測(cè)量工件的量具。由于游標(biāo)卡尺是一種通用量具使用方便的特點(diǎn)。對(duì)一般精度高的零件選用千分尺。如表3.1所示。 表3.1量具表 名稱 規(guī)格 分度值 用途 游標(biāo)卡尺 0-150mm 0.02mm 主要用于測(cè)量?jī)?nèi)、外尺寸和深度等 千分尺 75-100mm 0.001mm 用于外徑測(cè)量工具 內(nèi)徑千分尺 50-75mm 0.001mm 用于內(nèi)徑測(cè)量工具 直尺 0-200mm 0.1mm 用來(lái)測(cè)量毛坯等的長(zhǎng)度 3.3.4刀具的選擇 在現(xiàn)代的數(shù)控加工中，數(shù)控刀具的材料主要有以下五種： 1）高速鋼（HSS） 高速鋼是指加入了較大的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。由于高速工具鋼熱處理技術(shù)（真空、保護(hù)氣熱處理）的進(jìn)步以及成形金切工藝（全磨制鉆頭、絲錐等）的更新，使得高速鋼刀具的紅硬性、耐磨性和表面層質(zhì)量都得到了很大的提高和改善。 其按用途分可分為：通用型和高性能型； 按制造工藝可分為：熔煉型和粉末冶金型。 2）硬質(zhì)合金 是指將鎢鈷類（Wc）、鎢鈦鈷類（Wc-TiC）、鎢鈦鉭（鈮）鈷類(Wc-TiC-TaC）等硬質(zhì)化合物以Co為結(jié)合劑燒結(jié)而成的物質(zhì)。 按ISO標(biāo)準(zhǔn)主要以硬質(zhì)合金的硬度、抗彎強(qiáng)度等指標(biāo)為依據(jù)，對(duì)一般切削工具所使用的硬質(zhì)合金分為： P類——適用于加工長(zhǎng)切削的黑色金屬； K類——適用于加工短切削的黑色金屬，有色金屬和非金屬材料； M類——成分和性能介于P與K類之間，適用于加工鋼件和鑄件。 涂層硬質(zhì)合金刀具是是在韌性較好的工具鋼表面涂上一層耐磨耐熱耐腐蝕的物質(zhì)，使得刀具在切削過(guò)程中不易破損有利于保證加工精度。涂層的方法有兩大類：物理涂層（PVD）、化學(xué)涂層（CVD）。涂層刀具的應(yīng)用范圍十分廣泛，非金屬、鋁合金到鑄鐵、鋼、高強(qiáng)度鋼、高硬度鋼、耐熱合金鋼、鈦合金等難加工的材料的切削都可以使用，而且普遍較硬質(zhì)合金的性能要好。 3）陶瓷 4）立方氮化硼 5）聚晶金剛石 本設(shè)計(jì)中，由于零件材料是45鋼，其硬度相對(duì)較低，塑性與韌性較好，可選硬質(zhì)合金刀。由上述分析結(jié)合本次設(shè)計(jì)所選的工件材料和學(xué)校的實(shí)際情況選擇P類材料（相當(dāng)于YT類）硬質(zhì)合金刀和高速鋼刀為本次設(shè)計(jì)切削加工刀具材料。 在本次所采用的刀具明細(xì)見(jiàn)表3.2。 表3.3數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代號(hào) 凸輪軸零件 零件名稱 凸輪軸 零件圖號(hào) 1 序號(hào) 刀具號(hào) 刀具名稱及規(guī)格 刀具參數(shù) 規(guī)格 刀桿規(guī)格 材料 備注 1 T01 外圓車刀 90°刀尖 YT15 自動(dòng) 2 T02 切槽刀 1mm YT15 自動(dòng) 3 T03 立銑刀 Φ2 硬質(zhì)合金 自動(dòng) 4 T04 立銑刀 Φ4 BT40 硬質(zhì)合金 5 T05 麻花鉆 Φ7 BT40 高速鋼 自動(dòng) 6 T06 絲錐 M8 BT40 高速鋼 編制 審核 批準(zhǔn) 共 1 頁(yè) 第1 頁(yè) 4 工藝參數(shù)選擇 4.1切削用量的選擇原則 所謂合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和機(jī)床性能，在保證加工質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。 不同的加工性質(zhì)，對(duì)切削加制訂切削用量，就是要在已經(jīng)選擇好刀具材料和幾何角度的基礎(chǔ)上，合理地確定切削深度ap、進(jìn)給量f和切削速度υc。 所謂合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和機(jī)床性能，在保證加工質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。 不同的加工性質(zhì)，對(duì)切削加工的要求是不一樣的。因此，在選擇切削用量時(shí)，考慮的側(cè)重點(diǎn)也應(yīng)有所區(qū)別。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，故一般優(yōu)先選擇盡可能大的切削深度ap，其次選擇較大的進(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。精加工時(shí)，首先應(yīng)保證工件的加工精度和表面質(zhì)量要求，故一般選用較小的進(jìn)給量f和切削深度ap，而盡可能選用較高的切削速度υc。 切削深度ap的選擇 切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量來(lái)確定。粗加工時(shí)，除留下精加工余量外，一次走刀應(yīng)盡可能切除全部余量。當(dāng)加工余量過(guò)大，工藝系統(tǒng)剛度較低，機(jī)床功率不足，刀具強(qiáng)度不夠 或斷續(xù)切削的沖擊振動(dòng)較大時(shí)，可分多次走刀。切削表面層有硬皮的鑄鍛件時(shí)，應(yīng)盡量使ap大于硬皮層的厚度，以保護(hù)刀尖。 半精加工和精加工的加工余量一般較小時(shí)，可一次切除，但有時(shí)為了保證工件的加工精度和表面質(zhì)量，也可采用二次走刀。 多次走刀時(shí)，應(yīng)盡量將第一次走刀的切削深度取大些，一般為總加工余量的2/3~3/4。 在中等功率的機(jī)床上、粗加工時(shí)的切削深度可達(dá)8~10mm，半徑加工（表面粗糙度為Ra6.3~3.2μm）時(shí)，切削深度取為0.5~2mm，精加工（表面粗糙度為Ra1.6~0.8μm）時(shí)，切削深度取為0.1~0.4mm。 進(jìn)給量f的選擇 切削深度選定后，接著就應(yīng)盡可能選用較大的進(jìn)給量f。粗加工時(shí)，由于作用在工藝系統(tǒng)上的切削力較大，進(jìn)給量的選取受到下列因素限制；機(jī)床—刀具—工件系統(tǒng)的剛度，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度，機(jī)床有效功率與轉(zhuǎn)矩，以及斷續(xù)切削時(shí)刀片的強(qiáng)度。 半精加工和精加工時(shí)，最大進(jìn)給量主要受工件加工表面粗糙度的限制。? 4.2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(guò)程中不可缺少的一部分，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及查表計(jì)算確定該零件在數(shù)控加工過(guò)程中的切削用量。 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來(lái)確定。 切削學(xué)速度除了計(jì)算和查表選取外，還可以根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。 主要根據(jù)允許的切削速度Vc(m/min)選取由公式n=來(lái)進(jìn)行計(jì)算。 式中Vc為切削速度； D為工件或刀具的直徑（mm） 現(xiàn)選取工件的外徑中間尺寸為?25的直徑為例說(shuō)明其計(jì)算過(guò)程。 1、車外輪廓 （1）粗車右端外輪廓留0.5mm作為精加工余量，取粗加工背吃刀量ap=1mm。 由文獻(xiàn)查得進(jìn)給量f=0.2~0.3mm/r，初步確定f=0.2mm/r。 選擇切削速度由文獻(xiàn)查得=1.5~1.83m/s，取=1.5m/s=90m/min。 計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速s==m/min=1146r/min 取s=1100r/min。 計(jì)算進(jìn)給速度計(jì)算進(jìn)給速度F=Sf=220㎜/min。 （2）精車右端外輪廓，保證其加工精度及表面粗糙度，取ap=0.5mm。 由文獻(xiàn)查得進(jìn)給量f=0.1~0.2mm/r，初步確定f=0.1mm/r。 選擇切削速度由文獻(xiàn)查得=1.5~1.83m/s.取=100m/min。 計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速s==m/min=1273r/min取1200r/min。 計(jì)算進(jìn)給速度F=Sf=120㎜/min。 2、銑刀的參數(shù)計(jì)算φ4硬質(zhì)合金立銑刀 刀具材質(zhì)為涂層高速鋼刀具齒數(shù)為3。 查《手冊(cè)》，可知v的取值范圍為，精銑時(shí)取，粗銑時(shí)取。 由公式： 可得主軸轉(zhuǎn)速為 粗銑： 精銑： 查《手冊(cè)》，銑刀每齒進(jìn)給量取值范圍為，取 精銑: ; 粗銑: ; 由公式可得： 粗銑： 精銑： 3、直柄麻花鉆 刀具材質(zhì)為高速鋼，齒數(shù)為2。 查《手冊(cè)》，可知v取值范圍為，本次設(shè)計(jì)取；銑刀每齒進(jìn)給量取值范圍為，本次取。 由公式： 可得主軸轉(zhuǎn)速為 由公式可得： 5 加工工藝文件制定 5.1制定工藝文件 詳細(xì)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡件附件A 5.2工序卡 詳細(xì)機(jī)械加工工序卡件附件A 6 加工程序編制 6.1數(shù)控編程的分類 數(shù)控編程主要分為手工編程與自動(dòng)編程。 （1）手工編程 整個(gè)程序的編制過(guò)程是由人工完成的。這要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控代碼及編程規(guī)則，而且還必須具備有機(jī)械加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力。對(duì)于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，數(shù)控編程計(jì)算較簡(jiǎn)單，程序段不多，手工編程即可實(shí)現(xiàn)。 （2）自動(dòng)編程 用計(jì)算機(jī)把人們輸入的零件圖紙信息改寫成數(shù)控機(jī)床能執(zhí)行的數(shù)控加工程序，就是說(shuō)數(shù)控編程的大部分工作有計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 6.2數(shù)控編程 6.2.1基于UG數(shù)控車的編程 （1）創(chuàng)建刀具 單擊，在彈出對(duì)話框中從刀具子類型中選擇“OD_80_L_1”外圓刀，創(chuàng)建其名稱為OD_80_L_1(菱形刀片機(jī)夾車刀，用于車外圓) 。單擊確定后，對(duì)于刀具設(shè)置為：選擇ISO刀片形狀為【E菱形80】，在“尺寸”欄中設(shè)置【刀尖半徑】為0，【方向角度】為5，【刀具號(hào)】設(shè)置為1，其余保持默認(rèn)；切換到【夾持器】視圖，在【使用車刀夾持器】處打鉤，選擇【樣式】為“J樣式”，【視圖】為“右視圖”，【夾持器角度】設(shè)置為“90”，其余保持默認(rèn)，單擊“確定”。具體操作如圖6.1所示。 圖6.1 創(chuàng)建外圓車刀 同理，可以設(shè)置第二把刀具內(nèi)孔鏜刀，可以按照6.2圖片參數(shù)設(shè)置即可： 圖6.2 創(chuàng)建內(nèi)孔鏜刀 （2） 創(chuàng)建加工坐標(biāo)系（根據(jù)實(shí)際機(jī)床操作，對(duì)刀點(diǎn)為零件前端面，故將工件坐標(biāo)系MCS_SPINDLE設(shè)置到模擬毛坯前端面）單擊“操作導(dǎo)航器”按鈕，切換到“幾何視圖”，雙擊按鈕，在彈出窗口中單擊，再?gòu)棾鰧?duì)話框中設(shè)置“類型”為，選擇【原點(diǎn)】為“坐標(biāo)原點(diǎn)”，單擊鼠標(biāo)中鍵，選擇【Z軸】為“工作坐標(biāo)系”的“X軸”，選擇【X軸】為“工作坐標(biāo)系”的“Y軸”，并單擊反向圖標(biāo)。操作過(guò)程如圖6.3所示。 圖6.3創(chuàng)建加工坐標(biāo)系 （3） 創(chuàng)建車加工橫截面 單擊【工具】→【車加工橫截面】，在彈出對(duì)話框中單擊，選擇整個(gè)目標(biāo)實(shí)體，單擊，選擇“確定”，出現(xiàn)如圖6.4所示的“虛線三角形”： 圖6.4加工橫截面 （4） 創(chuàng)建部件邊界 打開(kāi)“操作導(dǎo)航器”，鼠標(biāo)雙擊，再單擊“指定部件”，選擇【全選】按鈕，單擊“確定”。然后單擊“指定毛坯”，選擇【自動(dòng)塊】，單擊“確定”，單擊【確定】。 （5） 創(chuàng)建毛坯邊界 雙擊圖標(biāo)，單擊【指定毛坯邊界】按鈕，單擊【桿材】圖標(biāo)，單擊【安裝位置】中的“選擇”，用鼠標(biāo)選中零件最左邊的點(diǎn)，單擊“確定”。在【長(zhǎng)度】和【直徑】處輸入150和121，單擊“確定”。再單擊“確定”。 （6） 創(chuàng)建加工操作 單擊圖標(biāo)，在“操作子類型”中選擇“ROUGH_TURN_OD”（粗車）；【程序】設(shè)置為：GONGBU01；【刀具】設(shè)置為“OD_55_R_GONGXU01”；【幾何體】設(shè)置為：“TURNING_WORKPIECE”；【方法】設(shè)置為：“LATHE_ROUGH”；【名稱】設(shè)置為：“ROUGH_TURN_OD_GONGXU01”，單擊“確定”。對(duì)進(jìn)給參數(shù)等進(jìn)行設(shè)計(jì)，最終獲得刀路軌跡圖，如下圖6.5。 圖6.5左端外圓加工刀路軌跡圖 圖6.6切槽加工刀路軌跡圖 圖6.7右端內(nèi)孔加工刀路軌跡圖 圖6.8偏心部分加工刀路軌跡圖 （7） 加工仿真 打開(kāi)“操作”頁(yè)面，單擊圖標(biāo)，完成GONGBU1操作的創(chuàng)建。單擊圖標(biāo)，彈出模擬界面，切換到“3D動(dòng)態(tài)”，“動(dòng)畫(huà)速度”調(diào)整為2，單擊按鈕。最終仿真圖如下所示。 圖6.9加工仿真 6.2.1基于UG數(shù)控銑床的編程 1. 選擇創(chuàng)建刀具，彈出對(duì)話框（圖6.10）選中，輸入刀具體名稱（圖6.10）。點(diǎn)擊選擇進(jìn)入對(duì)話框，輸入刀具參數(shù)（圖6.11）刀具直徑為4，長(zhǎng)度為75mm，刀刃為2。后面的刀具以這種方法繼續(xù)創(chuàng)建刀具。 圖6.10刀具對(duì)話框 圖6.11刀具參數(shù)對(duì)話框 2. 選擇創(chuàng)建幾何體，彈出對(duì)話框（圖6.12）。選中 ，輸入幾何體名稱。點(diǎn)擊確定，進(jìn)入對(duì)話框（圖6.13），設(shè)置安全距離為10mm，點(diǎn)擊選擇動(dòng)態(tài) 選擇工件上表面，建立工件坐標(biāo)系。（圖6.14） 圖6.12對(duì)話框 圖6.13MCS 圖6.14工件坐標(biāo)系 3.選擇創(chuàng)建幾何體，彈出對(duì)話框。選中，輸入幾何體名稱。點(diǎn)擊確定，進(jìn)入對(duì)話框（圖6.15） 圖6.15幾何體對(duì)話框 點(diǎn)擊指定部件，進(jìn)入對(duì)話框，選擇幾何體，選中要加工的零件。點(diǎn)擊指定毛坯，進(jìn)入對(duì)話框選中建立好的毛坯，毛坯創(chuàng)建完成。 3.點(diǎn)擊按鈕 出現(xiàn)選擇第二個(gè) 型腔銑mill-contour 進(jìn)入設(shè)置切削參數(shù)，選擇需要的銑刀。刀軌的設(shè)置選擇 跟隨部件的銑切削方式，刀具平面直徑為百分之60每刀深度為1mm，切削方式為層優(yōu)先。如下圖。 圖6.16銑孔加工刀路 依照以上加工方法，精加工零件的輪廓形狀，如下圖6.16所示 圖6.17銑六邊形加工刀路 4.仿真加工 圖6.18加工仿真 6.3程序的后處理 加工完之后輸出CLS刀具軌跡源文件然后生成機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)所能接受的數(shù)控代碼。生成G代碼的過(guò)程：加工完成后就要生成G代碼了如下 點(diǎn)擊文件按鈕,后選擇需要的系統(tǒng)后處理文件，設(shè)定文件名字，點(diǎn)擊確定 即可生成G代碼，如下圖所示。 圖6.19程序后處理 總結(jié) 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于做好了。通過(guò)對(duì)鼠標(biāo)凸模的數(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。 通過(guò)對(duì)數(shù)控銑加工工藝和編程知識(shí)的了解，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。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)。并且在此次設(shè)計(jì)，使我對(duì)UG軟件有了更一步的提高，能夠運(yùn)用該軟件進(jìn)行中等難度零件的三維造型、數(shù)控編程、后處理設(shè)置以及仿真加工操作等功能，在以后的工作中更好的運(yùn)用這些知識(shí)去創(chuàng)造更多的價(jià)值。 致謝 在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我得到了指導(dǎo)老師的熱心指導(dǎo)和幫助，在老師悉心的指導(dǎo)和親切的關(guān)心下，使我能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 我不會(huì)忘記在本次的設(shè)計(jì)中所學(xué)到的東西，在本次的設(shè)計(jì)中也使我們同學(xué)的關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂得大家一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝我的同學(xué)。 再次更感謝我的導(dǎo)師和專業(yè)老師，是你們的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷，使能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，淵博的知識(shí)、無(wú)私奉獻(xiàn)的精神使我深受啟發(fā)。從導(dǎo)師的身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到做人的道理。 在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意。 ????? 參考文獻(xiàn) [1] 肖慶和，吳軍．?dāng)?shù)控技術(shù). 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2011． [2] 曹井新．?dāng)?shù)控加工工藝與編程. 北京：電子工業(yè)出版社，2009． [3] 李道軍.UGNX數(shù)控編程[M]. 北京：中國(guó)鐵道出版社，2012 [4] 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 [5] 田萍.數(shù)控機(jī)床加工工藝及設(shè)備北[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2005 [6] 陳洪濤.數(shù)控加工工藝與編程. 北京：高等教育出版社，2003 [7]時(shí)建.數(shù)控銑床操作與編程[M].水利水電出版社.2010 [8]余英良.數(shù)控機(jī)床加工技術(shù).高等教育出版社[M].2007 [9]余英良.數(shù)控加工編程及操作.高等教育出版社[M].2005 [10]周曉萍.機(jī)械識(shí)圖與CAD.安徽教育出版社[M].2007 [11]徐冬元、朱和軍.數(shù)控加工工藝與編程實(shí)例[M].電子工業(yè)出版社.2007 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