心形板零件的數(shù)控加工設(shè)計

心形板零件的數(shù)控加工設(shè)計,心形板,零件,數(shù)控,加工,設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）中期報告 題目： 心形板零件的數(shù)控加工 1. 設(shè)計（論文）進(jìn)展?fàn)顩r 本設(shè)計已經(jīng)完成以下內(nèi)容： （1）對于在開題答辯中，老師對我總設(shè)計草圖，開題報告中提出的相關(guān)問題，我修改了三維立體和二維CAD圖，完善了開題報告的內(nèi)容和格式。 （2）在完成開題報告后，根據(jù)加工零件的外形和材料，我選用的機(jī)床是XK713A臥式銑床，重量為1200KG，主軸轉(zhuǎn)速范圍在2000-6000（rpm），加工尺寸范圍是700×400（mm），本機(jī)床的可以進(jìn)行銑，鍾，鉆等多種典型加工。本機(jī)床的主軸采用高性能變頻高速技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)可配置標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，因而機(jī)床可以進(jìn)入DNC系統(tǒng)，或進(jìn)入無人化車間自動運行。 （3）后期還確定了零件的定位和裝夾方式 工件裝夾情況的好壞，不僅直接影響工件加工精度，還關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量問題，而且工件裝夾的快慢還直接影響到生產(chǎn)效率以及工件成本。在實際的應(yīng)用中一般是先定位后夾緊，但是也有同時完成的，如三爪卡盤夾持工件。 該零件形狀比較復(fù)雜、局部尺寸精度要求較高，但輪廓尺寸要求不是很高，所以如圖可選用平口虎鉗，以底面和兩側(cè)面定位，零件先要加工上表面，因此以下平面為裝夾面，加工完所需要面后，翻轉(zhuǎn)夾持外輪廓，將夾持面銑掉。平口虎鉗如圖3-2所示： 圖3-2 工件裝夾示意圖 （4）定位基準(zhǔn)的選擇 （1）粗基準(zhǔn) 用毛坯上未加工過的毛坯面作為定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的選擇，一般情況下就是第一道工序定位基準(zhǔn)的選擇，往往是進(jìn)行后續(xù)工序加工的基準(zhǔn)。在選擇粗基準(zhǔn)時應(yīng)考慮盡量減少裝夾次數(shù)。粗基準(zhǔn)一般情況下只使用一次。 （2）精基準(zhǔn) 用已加工過的表面作為定位基準(zhǔn)，稱為精基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)選擇應(yīng)保證從零件精度出發(fā)，同時也要考慮裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)盡可能選擇零件設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，還應(yīng)采用同一組基準(zhǔn)定位加工零件上盡可能多的表面。如圖3-3以A面作為裝夾面，翻面夾持，在以B面作為精基準(zhǔn)，保證了一次裝夾完成所有面的加工減少了換刀次數(shù)，定位誤差，提高了加工精度，同時體現(xiàn)了基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 零件是以A面作為粗基準(zhǔn)。以B面作為精基準(zhǔn)的裝夾面。如圖3-3所示： 圖3-3 粗精基準(zhǔn)圖 （5）刀具的選擇 銑刀類型應(yīng)與被加工工件的尺寸與表面形狀相適合。加工較大的平面應(yīng)該選擇面銑刀;加工凸臺、凹槽及平面輪廓應(yīng)選擇立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔可選擇鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀；曲面加工常采用球頭銑刀；加工曲面較平坦的部位常采用環(huán)形銑刀；加工空間曲面、模具型腔或凸模成型表面多選用模具銑刀；加工封閉的鍵槽選擇鍵槽銑刀。 下面是我查找的幾種刀具的用途 1、球刀，一般是整體式結(jié)構(gòu)，新刀具的尺寸精確，可以加工一些狹小的凹陷區(qū)域。但是，無論轉(zhuǎn)速多高，球刀的中心點總是靜止的，當(dāng)該部分與工件接觸時不是銑削，而是在磨削，這也是我們經(jīng)常看到球刀的尖端特別容易磨損的原因。我們還會發(fā)現(xiàn)越是相對平坦的區(qū)域，用球刀加工出來的光潔度較差。 　　2、圓鼻刀，一般是鑲嵌式結(jié)構(gòu)，每次更換刀片都會使刀具尺寸發(fā)生細(xì)微變化，不存在靜止的切削刃，刀片的磨損也較小，刀間距也可加大。但是，由于刀具前端存在盲區(qū)，在一些狹小的凹陷區(qū)域可能會發(fā)生“頂?shù)丁爆F(xiàn)象。還有，由于現(xiàn)行加工軟件的自動清角功能都是依據(jù)球刀來偵察，就算你設(shè)定的參考刀具為圓鼻刀，但在實際計算過程中總是以同直徑的球刀來參考，如果后續(xù)直接使用自動清角加工的話，在一些的凹陷區(qū)域會加工不到位。 　　所以，要根據(jù)具體的工件形狀來選用合適的刀具。如果工件較大，曲面變化較小，狹小凹陷區(qū)域較少，相對平坦的區(qū)域較多，強(qiáng)烈建議用圓鼻刀加工，然后使用二次開粗方式查找需要后續(xù)加工的區(qū)域。如果工件較小，曲面變化較大，狹小凹陷區(qū)域較多，還是可以用球刀。 3、鉸刀具有一個或者多個刀齒，用以切除孔已加工表面薄金屬層的旋轉(zhuǎn)刀具。經(jīng)過鉸刀加工后的孔可以獲得精確的尺寸和形狀 鉸刀精度有D4，H7，H8，H9等精度等級。 （6）完成UG及mastercam的編程及加工、生成刀軌、完成NC代碼 2. 存在問題及解決措施 存在的問題：在本設(shè)計里設(shè)計到了許多以前沒有接觸過的一些操作，尤其是在用mastercam加工的過程中，發(fā)現(xiàn)自己還有很多不足，在加工的過程中我會認(rèn)真的參考資料積極的和同學(xué)討論，向老師請教。 解決措施：繼續(xù)完善計，從圖中改進(jìn)，從加工程序中改進(jìn)，優(yōu)化設(shè)計，以求更加準(zhǔn)確。 3. 后期工作安排 9-10周 夾具總圖設(shè)計，繪制夾具零件圖 11-12周 用CAD/CAM軟件進(jìn)行刀具路徑的建立及模擬，自動生成數(shù)控加工程序。 13-14周 編寫設(shè)計說明書，反復(fù)修改 15周 畢業(yè)答辯 指導(dǎo)教師簽字： 2014年03月18日 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 題目：心形板零件的數(shù)控加工 1. 畢業(yè)（論文）設(shè)計綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況） 1.1題目的背景和意義 隨著機(jī)械制造行業(yè)的迅猛發(fā)展，銑削加工已經(jīng)成為很多產(chǎn)品加工的方式，而此類產(chǎn)品加工的精度和質(zhì)量要求都比較高。因此產(chǎn)品的加工工藝的設(shè)計是保證產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要的環(huán)節(jié)選擇典型銑削零件的數(shù)控加工工藝，能基本展示數(shù)控銑床的基本功能，也是檢驗學(xué)習(xí)數(shù)控銑床的一個很好的途徑。 1.2國內(nèi)外相關(guān)研究情況 李艷芳在《基于UG的凸模零件加工仿真》中提到“利用UG CAM模塊，可以改善NC編程和加工過程，極大地減少浪費，大幅度提高生產(chǎn)力”。 李艷霞在《基于UG的數(shù)控銑削編程與仿真的應(yīng)用研究》中提到“通過模擬仿真，可以優(yōu)化加工軌跡，縮短了產(chǎn)品設(shè)計和制造周期，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量”。 金秀慧等人在《基于UG CAM的裝配加工技術(shù)及其在數(shù)控編程中的應(yīng)用》中提到“采用UG CAM對零件產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計和數(shù)控自動編程，可以大大提高產(chǎn)品的設(shè)計和制造效率”。 王小瓶在《基于產(chǎn)品特征的數(shù)控加工工藝的設(shè)計》中提出“在運用數(shù)控設(shè)備加工產(chǎn)品時，數(shù)控加工工序劃分贏遵循兩個原則：①保證精度的要求；②提高生產(chǎn)率的要求”。 2. 本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 2.1研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題： （1） 了解數(shù)控加工工藝的特點及內(nèi)容（包括擬定加工方案，確定加工路線和加工內(nèi)容，選擇合適的刀具和切削用量等）； （2） 明確數(shù)控編程中的加工工藝分析及設(shè)計（包括選擇合適的夾具及裝夾方法，以及對一些特殊的工藝問題）； （3） 了解數(shù)控銑床在零件加工中的運用； （4） 完成數(shù)控銑工藝性分析及編制數(shù)控加工工藝文件。 （5） 自動生成零件的數(shù)控加工程序。 2.2研究步驟、方法及措施： （1）對零件圖樣進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求； （2）具體設(shè)計數(shù)控加工工序，如工步的劃分、工件的定位、夾具的選擇、刀具的選擇、切削用量的確定等； （3）處理特殊的工藝問題，如對刀點、換刀點確定、加工路線確定、刀具補(bǔ)償?shù)龋? （4）編制數(shù)控加工工藝卡片和刀具卡片。 （5）自動生成數(shù)控加工程序，進(jìn)行試運行、刀具路徑模擬 2.3前期已開展工作 （1）明確設(shè)計要求，查閱文獻(xiàn)，收集相關(guān)資料，撰寫開題報告 （2）零件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求分析 （3）繪制零件二維圖 （4）繪制零件三維圖 3 本課題研究的重點及難點 （1）擬定加工方案，確定加工路線和加工內(nèi)容，選擇合適的刀具和切削用量等 （2）選擇合適的夾具及裝夾方法，以及對一些特殊的工藝問題的考慮 （3）數(shù)控銑工藝性分析及程序編制 （4）完成零件的三維建模，并用CAD/CAM軟件進(jìn)行刀具路徑的建立及模擬，自動生成數(shù)控加工程序。 4. 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃（按周次填寫） 1-2 周 翻譯；明確設(shè)計要求，查閱文獻(xiàn)，收集相關(guān)資料，撰寫開題報告 3-4周 零件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求分析，進(jìn)行零件圖和三維造型設(shè)計 5-6周 進(jìn)行工藝規(guī)程方案設(shè)計 7-8周 填寫工藝文件，完成中期答辯 9-10周 夾具總圖設(shè)計，繪制夾具零件圖 11-12周 CAD/CAM軟件進(jìn)行刀具路徑的建立及模擬，自動生成數(shù)控加工程序 13-14周 編寫設(shè)計說明書 總體修改 15周 畢業(yè)答辯 指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在系審查意見： 系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 參考文獻(xiàn) [1] 楊豐,黃登紅等.數(shù)控加工工藝與編程[M].北京：國防工業(yè)出版社 [2] 李艷芳主編.基于UG的凸模零件加工仿真[J].山東：濰坊工程職業(yè)學(xué)院 [3] 李艷霞主編.基于UG的數(shù)控銑削編程與仿真的應(yīng)用研究[J].南京：南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 [4] 金秀慧主編.基于UG CAM的裝配加工技術(shù)及其在數(shù)控編程中的應(yīng)用[J].山東：德州學(xué)院機(jī)電系 [5] 王志平主編.數(shù)控編程與操作[M].北京：高等教育出版社，2003 [6] 淑萍主編.機(jī)械加工工藝及設(shè)備[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [7] 趙長明.劉萬菊主編.數(shù)控加工工藝及設(shè)備[M].北京：高等教育出版社，2003 [8] 王小瓶主編.基于產(chǎn)品特征的數(shù)控加工工藝的設(shè)計[J].武漢:武漢電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 [9] 徐衡主編.FANUC系統(tǒng)數(shù)控銑床和加工中心培訓(xùn)教程[P].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006 [10] 徐宏海主編.數(shù)控機(jī)床刀具及其應(yīng)用[N].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 [11] 孫德茂主編.數(shù)控機(jī)床銑削加工直接編程技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [12] 楊志勇主編.數(shù)控編程與加工技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社出版，2004 [13] 唐應(yīng)謙主編.數(shù)控加工工藝學(xué)[J].中國勞動社會保障出版社，2000 [14] 劉長偉主編.數(shù)控加工工藝[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007 [15] S.Q. 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I本科畢業(yè)設(shè)計（論文）本科畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：題目：心形板零件的數(shù)控加工心形板零件的數(shù)控加工III心形板零件的數(shù)控加工心形板零件的數(shù)控加工 摘摘 要要此次畢業(yè)設(shè)計主要研究兩個典型零件心形板的數(shù)控銑削加工，該零件通過兩種不同的軟件進(jìn)行銑削加工。首先完成的內(nèi)容是對這兩個典型零件的零件圖繪制，分別對兩個零件通過UG建模和PRO/E建模并完成其三維圖的繪制，繼而用UG和MasterCAM分別進(jìn)行加工銑削，通過對零件圖結(jié)構(gòu)和工藝分析、加工設(shè)備選擇、定位基準(zhǔn)和裝夾方式確定、毛坯的確定、刀具選擇、背吃刀量的確定、進(jìn)給速度和切削速度的選擇、切削用量確定、加工順序及進(jìn)給路線的確定、數(shù)控加工工序確定以及程序的編制和后置處理等方面全面進(jìn)行了一個典型零件的數(shù)控加工工藝性的分析，最后綜合UG加工和MasterCAM的加工方式的不同，并對其這兩種方法的加工銑削性能進(jìn)行分析對比，最終得出UG與MasterCAM加工方法的區(qū)別和差距，完成該零件的工藝規(guī)程（包括工藝卡片、工序卡和數(shù)控刀具卡）的制作。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：UG 建模；數(shù)控加工；PRO/E 建模；IVHeart Shaped Plate Parts of NC MachiningAbstractThe graduation design mainly studies two typical parts of heart-shaped plate CNC milling, the parts in two different software for milling.Is the content of the first complete detail drawings of the two typical parts, respectively for the two parts by UG modeling and PRO/E modeling and complete the three dimensional figure drawing, and then using UG and MasterCAM for machining milling respectively, based on the detail drawing structure and process analysis, process equipment selection, positioning base and the clamping way to determine, the determination of blank, cutting tool selection, the determination of turning back, the choice of feed speed and cutting speed, cutting parameter determination, the determination of processing order and the feed line, determine nc machining process and program compiled and post processing and so on comprehensive technology of nc machining for a typical components of the analysis, the final comprehensive UG machining and MasterCAM way is different, and these two methods of processing and milling performance analysis comparison, finally it is concluded that the difference between UG and MasterCAM machining method and the gap, to complete the parts of process planning (including process CARDS, process and nc tool).Key Words: UG modeling；CNC programming；PRO/E modeling；V目目 錄錄1 緒論緒論.11.1 數(shù)控機(jī)床的加工特點.1 1.2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢.1 1.3 論文概述.12 UG 建模建模.2 2.1 進(jìn)入 UG NX8.0 界面.3 2.2 新建部件文件.3 2.3 繪制草圖.3 2.4 拉伸操作.3 2.5 倒斜角創(chuàng)建.63 PRO/E 建模建模.7 3.1 進(jìn)入Pro/E4.0界面.7 3.2 新建部件文件.7 3.3 繪制草圖.74 典型零件數(shù)控加工工藝分析典型零件數(shù)控加工工藝分析.84.1 零件圖工藝分析.84.2 確定毛坯.84.3 定位基準(zhǔn)的選擇.84.4 選擇加工設(shè)備.84.5 刀具的選擇.84.5.1 銑刀類型的選擇.9 4.5.2 銑刀類參數(shù)的選擇.10 4.5.3 刀具材料.10 4.6 切削用量的選擇.10 4.6.1 背吃刀量的選擇.11 4.6.2 進(jìn)給速度的選擇.11 4.6.3 選擇切削速度.11 4.6.4 主軸轉(zhuǎn)速.12 4.6.5 切削用量的確定.12 4.7 切削液選擇.13 4.8 數(shù)控加工刀具卡.13 4.9 工序卡.13VI 4.10 數(shù)控加工走刀路線圖.195 加工程序的編制加工程序的編制.23 5.1 編程簡介.23 5.2 編程方法.23 5.3 加工程序.23 5.4 心形槽、圓弧槽和內(nèi)槽的自動編程.29 5.4.1 創(chuàng)建程序.29 5.4.2 創(chuàng)建刀具.29 5.4.3 創(chuàng)建幾何體.29 5.4.4 創(chuàng)建操作.30 5.4.5 指定切屑區(qū)域.31 5.4.6 刀軌生成.31 5.4.7 后置處理.32總總 結(jié)結(jié).37參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).38致致 謝謝.39畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明.40畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明.410 1 緒論緒論1.1 數(shù)控加工機(jī)床的特點數(shù)控加工機(jī)床的特點（1）自動化程度高，具有很高的生產(chǎn)效率。 （2）對加工對象的適應(yīng)性強(qiáng)。 （3）加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。 （4）易于建立與計算機(jī)間的通信聯(lián)絡(luò)，容易實現(xiàn)群控。1.2 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢3隨著計算機(jī)、微電子、信息、自動控制、精密檢測及機(jī)械制造技術(shù)的高速發(fā)展，機(jī)床的數(shù)控技術(shù)有了長足的發(fā)展。近幾年一些相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，如刀具及新材料的發(fā)展，主軸伺服和進(jìn)給系統(tǒng)、超高速切削等技術(shù)的發(fā)展。目前數(shù)控機(jī)床正朝著高速度、高精度、高工序集中度、高復(fù)合化和高可靠性等方向發(fā)展。世界數(shù)控技術(shù)及其裝備的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下的方面。（1）高速高效高精度（2）柔性化 （3）工藝復(fù)合化和多軸化（4）實時智能化（5）結(jié)構(gòu)新型化（6）編程技術(shù)自動化（7）集成化（8）開放式閉環(huán)控制模式1.3 論文概述論文概述本次畢業(yè)設(shè)計主要研究兩個類似典型零件的數(shù)控銑削加工，并通過 UG 建模和 POR/E 建模建立加工零件，通過 UG 和 MasterCAM 進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析和加工程序的編制完成本次畢業(yè)設(shè)計。章節(jié)主要內(nèi)容如下：（1）緒論 （2）UG 建模和 POR/E 建模（3）典型零件數(shù)控加工工藝分析 （4）UG 加工和 MasterCAM 加工 （5）UG 加工和 MasterCAM 加工的區(qū)別和差異12 UG 建模建模UG 建模主要是通過草圖繪制，拉伸，求差以及求和等布爾操作命令，建立零件三維線框模型的過程；而 Pro/E 建模是通過草圖繪制、拉伸、倒角、孔、剪切等命令進(jìn)行三維的建模過程的。典型零件的零件圖如圖 1.1 所示：圖 1.1 零件圖22.1 進(jìn)入進(jìn)入 UG NX8.0 界面界面62.2 新建部件文件新建部件文件（1）選擇菜單命令【文件】/【新建】 ，或者單擊新建按鈕，彈出【文件新建】對話框。（2）在【文件新建】對話框中選擇建模選項卡，并在“名稱”文本框中輸入“xinxingban”確定存放的路徑為“E：/biyesheji”單擊【確定】按鈕，新建文件進(jìn)入建模模塊。2.3 繪制草圖繪制草圖 （1）選擇菜單命令【插入】/【草圖】按鈕，系統(tǒng)彈出【創(chuàng)建草圖】對話框。 （2）接受系統(tǒng)默認(rèn)的設(shè)置，單擊【確定】按鈕，進(jìn)入草圖繪制操作環(huán)境。 （3）繪制草圖曲線并對其進(jìn)行幾何約束和尺寸約束。草圖如圖 2.1 所示： 圖 2.1 草圖2.4 拉伸操作拉伸操作3（1）選擇菜單命令【插入】/【設(shè)計特征】/【拉伸】 ，或者單擊拉伸按鈕，4彈出【拉伸】對話框。 圖 2.2 拉伸 圖 2.3 底板 （2）在【拉伸】對話框的下拉列表中選擇“相連曲線”。 （3）在【拉伸】對話框的在“開始”和“終點”分別輸入“0”和“15”，單擊【應(yīng)用】按鈕，生成典型零件的底板。在【拉伸】對話框的在“開始”和“終點”分別輸入“0”和“19” ，單擊【應(yīng)用】按鈕，生成圖形如圖 2.4 所示： 圖 2.4 外輪廓分別在【拉伸】對話框的在“開始”和“終點”輸入“0”和“23” ， “0”和“29” ， “0”和“32”生成圖形如圖 2.5 所示：5圖 2.5 三維模型選擇菜單命令【插入】/【組合體】/【求和】 ，或者單擊求和按鈕，彈出【求和】對話框。如圖 2.6 所示： 圖 2.6 求和選擇求和的部件，單擊【確定】按鈕。分別在【拉伸】對話框的“開始”和“終點”輸入“21”和“23” ， “18”和“21” ， “27”和“32” ， “29”和“32” ，在【拉伸】對話框“布爾”下拉列表中選擇“求差”項，生成圖形如圖 2.7 所示： 圖 2.7 心形槽、圓弧槽和內(nèi)槽的拉伸6沉孔和通孔的拉伸，在【拉伸】對話框的“開始”和“終點”輸入“14”和“19” ， “0”和“19” ， “0”和“32”，生成圖形如圖 2.8 所示： 圖 2.8 沉孔和通孔的拉伸（4）單擊【確定】按鈕，完成拉伸操作。2.5 倒斜角創(chuàng)建倒斜角創(chuàng)建選擇菜單命令【插入】/【細(xì)節(jié)特征】/【倒斜角】 ，彈出【倒斜角】對話框。選擇需要倒斜角的邊，在距離框中輸入“3” ，單擊【確定】 ，完成倒斜角的創(chuàng)建。如圖 2.9 所示：圖 2.9 倒斜角心形板零件的建模完成，三維模型如圖 2.10 所示：圖 2.10 三維模型7 3 Pro/E 建模建模3.1 進(jìn)入進(jìn)入 Pro/E4.0 界面界面3.2 新建部件文件新建部件文件3.3 繪制草圖繪制草圖 選擇菜單命令【插入】/【拉伸】按鈕，進(jìn)入草圖繪制操作環(huán)境，繪制草圖曲線并對其進(jìn)行幾何約束和尺寸約束。如圖所示： 圖 3.1 草圖 圖 3.2 三維建模 8 4 典型零件數(shù)控加工工藝分析典型零件數(shù)控加工工藝分析4.1 零件圖工藝分析零件圖工藝分析8該零件由平面、孔和凹槽等構(gòu)成，各凸臺的輪廓由直線和圓弧組成，各幾何元素之間關(guān)系明確，尺寸標(biāo)注完整、正確。其中對零件的外輪廓尺寸要求比較高（0.02mm） ；零件上表面的表面粗糙度 Ra 為 1.6m,要求也比較高。此零件整體輪廓有一定難度，但對零件加工工藝要求不是很高，各凸臺輪廓以及凹槽的尺寸沒有公差要求，鉆孔的表面粗糙度 Ra=12.5m，未注公差為 IT12 級，該零件對于幾何公差也沒有要求13。但從零件圖可以看出，該零件外輪廓復(fù)雜，橢圓凸臺、六邊形凸臺、圓弧槽和心形槽的工藝分析和數(shù)控編程有一定難度。對于凸臺、凹槽和孔的加工分粗、精加工兩個階段進(jìn)行，以保證其尺寸精度和表面粗糙度要求。零件的材料為 LC4，切削加工性能較好，無熱處理和硬度要求。 4.2 確定毛坯確定毛坯 該零件，其材料為 LC4，故選用鋁件毛坯，小批量生產(chǎn)，其毛坯的尺寸為185mm135mm35mm（139mm99mm25mm） 。4.3 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇4.4 選擇加工設(shè)備選擇加工設(shè)備根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選用 XK713A 數(shù)控銑床，其系統(tǒng)為FANUC Series oi Mate.MB。4.5 刀具的選擇刀具的選擇4.5.1 銑刀類型的選擇銑刀類型的選擇銑刀類型應(yīng)與被加工工件的尺寸與表面形狀相適合。加工較大的平面應(yīng)該選擇面銑刀；加工凸臺、凹槽及平面輪廓應(yīng)選擇立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔可選擇鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀；曲面加工常采用球頭銑刀；加工曲面較平坦的部位常采用環(huán)形銑刀；加工空間曲面、模具型腔或凸模成型表面多選用模具銑刀；加工封閉的鍵槽選擇鍵槽銑刀11。4.5.2 銑刀類參數(shù)的選擇銑刀類參數(shù)的選擇9a. 面銑刀主要參數(shù)的選擇面銑刀主要參數(shù)的選擇可轉(zhuǎn)位面銑刀的直徑為 16630mm。粗銑時，銑刀直徑應(yīng)小些，精銑時，銑刀直徑應(yīng)大些，盡量包容工件的整個加工寬度。因為銑削加工時沖擊力較大，所以刀具前角要小些，硬質(zhì)合金刀具的前角應(yīng)更小。銑削加工強(qiáng)度和硬度高的材料可選用負(fù)前角。面銑刀的磨損主要發(fā)生在后刀面上，因此后角選取應(yīng)加大。對于單次平面銑削，面銑刀的直徑可參照下式選擇D=（1.31.6）B (4.1)式中 D.面銑刀直徑（mm） B.銑削寬度（mm） b. 立銑刀主要參數(shù)的選擇立銑刀主要參數(shù)的選擇根據(jù)工件的材料、刀具的加工性質(zhì)，立銑刀的參數(shù)與刀具角度的選取如表3.1 所示。選取立銑刀可按推薦的下述經(jīng)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行。刀具半徑 r 應(yīng)該小于零件內(nèi)腔輪廓面的最小曲率半徑 ，一般取r=（0.80.9）。1）零件的加工高度 H（1/4 1/6）r，以保證刀具具有足夠的剛度。2）對盲孔（深槽） ，選取 L=H+（510）mm（L 為刀具切削部分長度，H為零件高度） 。3）加工外形及通孔（槽） ，選取 L=H + r+（510）mm（r 為刀尖半徑） 。4）加工肋時，刀具直徑 D=（510）b (b 為肋的厚度)。5）粗加工內(nèi)腔輪廓面時銑刀最大直徑 Dmax 按下式計算： (4.2)DD)2/sin(1)2/sin( 21max式中： D.輪廓的最小凹圓角直徑； .圓角鄰邊夾角等分線上的精加工余量； 1.精加工余量； .圓角兩鄰邊的最小夾角。4.5.3 刀具的材料刀具的材料（1）高速鋼 又稱白鋼，它含有 W、Cr、Mo、V、Co 等元素。它不僅可以用來制造鉆頭、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。 （2）硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金是有硬度和熔點都很高的碳化物（WC、TiC 等） ，10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。 （3）陶瓷材料 陶瓷是含有金屬氧化物和氮化物的無機(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、價格低廉等優(yōu)點。 （4）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)定性稍差，但沖擊韌度和抗破壞性能較好。 （5）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，但它對沖擊敏感，容易破裂，而且對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。4.6 切削用量的選擇切削用量的選擇銑削加工的切削參數(shù)包括切削速度、進(jìn)給速度、背吃刀量和側(cè)吃刀量。背吃刀量 ap 為平行于銑刀軸線測量的切削層尺寸，單位為 mm。端銑時，ap 為切削層深度；而圓周銑時，ap 為被加工表面的寬度。側(cè)吃刀量 ae 為垂直于銑刀軸線測量的切削層尺寸，單位為 mm。端銑時，ae 為被加工表面的寬度；而圓周銑時，ae 為切削層深度。切削用量先擇的標(biāo)準(zhǔn)是：在保證零件加工精度和表面粗糙度的前提下，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具壽命并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度的提高生產(chǎn)率，降低成本。從保證刀具壽命的角度出發(fā)，銑削切削用量的選擇方法是先選擇背吃刀量（或側(cè)吃刀量） ，其次確定進(jìn)給速度，最后確定切削用量。4.6.1 背吃刀量的選擇背吃刀量的選擇背吃刀量或側(cè)吃刀量的選取主要由加工余量和對表面質(zhì)量的要求決定。 （1）粗銑時一般一次進(jìn)給應(yīng)盡可能切除全部余量，在中等功率機(jī)床上，背吃刀量可達(dá) 810mm。在工件表面粗糙度值 Ra 要求為 12.525m 時，如果圓周銑的加工余量小于 5mm，端銑的加工余量小于 6mm，粗銑一次進(jìn)給就可以達(dá)到要求。但在余量較大，工藝系統(tǒng)剛性較差或機(jī)床動力不足時，應(yīng)分兩次進(jìn)給完成。 （2） 半精銑時，端銑的背吃刀量或周銑的側(cè)吃刀量一般在 0.52mm 內(nèi)選取，加工工件的表面粗糙度 Ra 可達(dá) 3.212.5m。 （3） 精銑時，端銑的背吃刀量一般取 0.31mm，周銑的側(cè)吃刀量一般取0.20.5mm，加工工件的表面粗糙度 Ra 可達(dá) 0.83.2m。114.6.2 進(jìn)給速度的選擇進(jìn)給速度的選擇 銑削加工的進(jìn)給速度 F 是單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對位移量，單位為 mm/min；進(jìn)給量是銑刀轉(zhuǎn)一周，工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對位移量，單位 mm/r。對于多齒刀具，其進(jìn)給速度 F、刀具轉(zhuǎn)速 n、刀具齒數(shù) z、進(jìn)給量 f及每齒進(jìn)給量 fz 的關(guān)系為：F=fn=fz z n4.6.3 選擇切削速度選擇切削速度銑削的切削速度 Vc 與刀具的壽命、每齒進(jìn)給量、側(cè)吃刀量以及銑刀齒數(shù)成反比，而與銑刀直徑成正比。其原因是當(dāng) fz、ap、ae 和 z 增大時，切削刃負(fù)荷增加，而且同時工作的齒數(shù)也增多，使切削熱增加，刀具磨損加快，從而限制了切削速度的提高。為提高刀具壽命允許使用較低的切削速度。但是加大銑刀直徑則可改善散熱條件，提高切削速度9。表 4.1 銑削加工的切削速度參考值切削速度切削速度/(m/min)cv工件材料工件材料硬度硬度/HBW 高速鋼銑刀高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀硬質(zhì)合金銑刀225184266150225325123654120 鋼鋼3254256213675190 2136661501902609184590鑄鐵鑄鐵1603204.5102130鋁鋁701201002002004004.6.4 主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速數(shù)控銑床一般是以刀具旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)主運動，因此，按上述方法確定切削速度后，應(yīng)把切削速度轉(zhuǎn)換為主軸轉(zhuǎn)速，其轉(zhuǎn)換公式為n=1000（Vc/D） (4.3)式中 D.銑刀直徑（mm） 。 Vc.切削速度(mm/min)。計算出來的 n 值要進(jìn)行圓整處理，如數(shù)控機(jī)床的主軸速度是分級變速的，則要選取最接近 n 值的速度檔位。4.6.5 切削用量的選擇切削用量的選擇該零件材料切削性能較好，銑削平面、臺階面及輪廓時，留 0.2mm 精加工12余量。選擇主軸轉(zhuǎn)速時，先查切削用量手冊，確定切削速度與每齒進(jìn)給量，然后按式 Vc=dn/1000,和 Vf=nZfz 計算主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度。a. 80 銑刀銑刀 1）粗銑：銑削深度 ap：ap =2.8mm。每齒進(jìn)給量：查表 4.3 銑刀每齒進(jìn)給量參考值，取。銑削zfzmmfz/1 . 0速度：查表 4.4 銑削加工的切削速度參考值，取。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)Vmin100mV 速：n min/09.3988014. 3100100010000rdVn（4.5） 取 min/400rn 進(jìn)給速度 F：F=fn=160mm/min 2）精銑：銑削深度：ap：ap =0.2mm。每齒進(jìn)給量：查表 4.3 銑刀每齒進(jìn)給量參考值，取。銑削zfrmmfz/05. 0速度：查表 4.4 銑削加工的切削速度參考值，取。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)Vmin/150mV 速：n （4.6）min/13.5978014. 3150100010000rdVn取min/600rn 進(jìn)給速度 F：min/120Fmmfn b. 20 銑刀銑刀 1）粗銑時取 進(jìn)給速度 F： min/1500rn min300Fmmnf 2）精銑時取 進(jìn)給速度 F： min/2000rn min200Fmmnf 4.7 切削液的選擇切削液的選擇常用的冷卻液主要有三種表 4.2 所示：表 4.2 常用冷卻液冷卻液名稱冷卻液名稱主要成份主要成份主要作用主要作用水溶液水溶液水、防銹添加劑冷卻乳化液乳化液水、油、乳化劑冷卻、潤滑、清洗切削油切削油礦物油、動植物油、極壓添加劑或油性潤滑13 切削液應(yīng)根據(jù)工件材料，刀具材料，加工方法和技術(shù)要求等具體情況進(jìn)行選用。下述幾條供參考：（1）高速的刀具紅硬性差，需采用切削液，硬質(zhì)合金刀具紅硬性好，一般不加切削液；若硬質(zhì)合金刀具使用切削液，必須連續(xù)、充分的澆注；不能間斷。（2）切削鑄鐵和鋁合金時，一般不用切削液。如要使用切削液，選用煤油為宜。（3）粗加工時，以冷卻為主，可選用水溶液或低濃度的乳化液，精加工時，主要以潤滑為主，可選用切削油或濃度高的乳化液。（4）低速加工時，可選用油性較好的切削油；重切削時，可選用極壓切削液。綜上所述：根據(jù)我選擇的材料鑄鐵我選擇乳化液為冷卻液。它的主要作用是：冷卻、潤滑、清洗而且還有一定的防銹作用。4.8 數(shù)控加工刀具卡數(shù)控加工刀具卡根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特點，銑削心形凹槽和圓弧凹槽，銑刀直徑受槽寬限制，同時考慮到鋁的材質(zhì)，因此對刀具的選用如表 4.3 所示：表 4.3 數(shù)控加工刀具卡片工序號程 序編 號 產(chǎn) 品名 稱零 件名 稱材料零 件圖 號單位名稱心形板LC4刀具規(guī)格序 號刀具號刀具名稱直徑/mm長度/mm備注1T01面銑刀80實測硬質(zhì)合金2T02立銑刀20實測高速鋼3T03鍵槽銑刀8實測高速鋼4T04麻花鉆24實測高速鋼5T05麻花鉆8實測高速鋼6T06麻花鉆5實測高速鋼編 制審 核批 準(zhǔn)年 月 日共 頁第 頁144.9 工序卡工序卡（1）80 的面銑刀粗精銑工件上平面，如表 4.4 所示表 4.4 工序卡 1單位名稱產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號心形板工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間001O0001平口鉗數(shù)控銑床CNC 工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)數(shù)/（r/min）進(jìn)給速度/（mm/min）切削深度/mm1粗加工T014001602.815上平面2精加工上平面T016001200.2編制審核批 準(zhǔn)共 頁第 頁（2）20 的立銑刀粗精銑外輪廓、橢圓、內(nèi)耳、圓和六邊形，如表 4.5 所示：表 4.5 工序卡 2單位名稱產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號心形板工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間002O0002 到 06平口鉗數(shù)控銑床CNC工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)數(shù)/（r/min）進(jìn)給速度/（mm/min）切削深度/mm1粗銑外輪廓T02150012082粗銑外輪廓T0215001208.83精銑外輪廓T022000800.24粗銑橢圓T0215001203.85精銑橢圓T022000800.26粗銑內(nèi)耳T0215001201.8167精銑內(nèi)耳T022000800.28粗銑圓T0215001208.89精銑圓T022000800.210粗銑六邊形T0215001205.811精銑六邊形T022000800.2編制審核批 準(zhǔn)共 頁第 頁（3）8 的鍵槽銑刀粗精銑圓弧槽和內(nèi)槽，如表 4.6 所示：表 4.6 工序卡 3單位名稱產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號心形板工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間006O0007平口鉗數(shù)控銑床CNC工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)數(shù)/（r/min）進(jìn)給速度/（mm/min）切削深度/mm1粗銑圓弧槽T03150012013.8172精銑圓弧槽T032000800.23粗銑內(nèi)槽T0315001202.84精銑內(nèi)槽T032000800.2編制審核批 準(zhǔn)共 頁第 頁（4）22 的麻花鉆鉆 24 的通孔，8 的麻花鉆鉆 8 的通孔和 6 的麻花鉆鉆 6 的通孔。如表 4.7 所示：表 4.7 工序卡 4單位名稱產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號心形板工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間007O0009平口鉗數(shù)控銑床CNC工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)數(shù)/（r/min）進(jìn)給速度/（mm/min）切削深度/mm124 通孔T0430020351828 通孔T0510001203536 通孔T06100012035編制審核批 準(zhǔn)共 頁第 頁 （5）8 的鍵槽銑刀銑六邊形 C3 的倒角，如表 4.8 所示：表 4.8 工序卡 8單位名稱產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號心形板工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間008O0008平口鉗數(shù)控銑床CNC工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)數(shù)/（r/min）進(jìn)給速度/（mm/min）切削深度/mm1六邊形 C3 的倒角T052500200319編制審核批 準(zhǔn)共 頁第 頁4.10 數(shù)控加工走刀路線圖數(shù)控加工走刀路線圖 在數(shù)控加工中，常常要注意并防止刀具在運動中與夾具、工件等發(fā)生意外的碰撞，為此必須設(shè)法告訴操作者關(guān)于編程中的刀具路線，使操作者在加工前就有所了解，同時應(yīng)設(shè)計好夾緊位置并控制夾緊元件的高度，這樣可以減少事故的發(fā)生10。（1）銑上平面走刀路線如表 4.9 所示：表 4.9 走刀路線圖 1數(shù)控加工走到路線圖工序號001機(jī)床型號XK713A程序號O0001加工內(nèi)容上平面符號含義抬刀下刀編程原點起刀點走刀方向 20（2）銑外輪廓走刀路線如表 4.10 所示：表 4.10 走刀路線圖 2數(shù)控加工走到路線圖工序號002機(jī)床型號XK713A程序號O0002加工內(nèi)容外輪廓符號含義抬刀下刀編程原點起刀點走刀方向（3）銑外輪廓走刀路線如表 4.11 所示：表 4.11 走刀路線圖 3控加工走到路線圖工序號003機(jī)床型號XK713A程序號O0003加工內(nèi)容橢圓21符號含義抬刀下刀編程原點起刀點走刀方向（4）銑內(nèi)耳走刀路線如圖 4.12 所示：表 4.12 走刀路線圖 4數(shù)控加工走到路線圖工序號004機(jī)床型號XK713A程序號O0004加工內(nèi)容內(nèi)耳符號含義抬刀下刀編程原點起刀點走刀方向（5）銑圓走刀路線如圖 4.13 所示：表 4.13 走刀路線圖 5數(shù)控加工走到路線圖工序號00522機(jī)床型號XK713A程序號O0005加工內(nèi)容圓符號含義抬刀下刀編程原點起刀點走刀方向（6）銑六邊形走刀路線如圖 4.14 所示：表 4.14 走刀路線圖 6數(shù)控加工走到路線圖工序號006機(jī)床型號XK713A程序號O0006加工內(nèi)容六邊形符號含義抬刀下刀編程原點起刀點走刀方向（7）銑心形槽走刀路線如圖 4.15 所示：表 4.15 走刀路線圖 7數(shù)控加工走到路線圖工序號00723機(jī)床型號XK713A程序號O0007加工內(nèi)容心形槽符號含義抬刀下刀編程原點起刀點走刀方向245 加工程序的編制加工程序的編制5.1 編程簡介編程簡介數(shù)控編程分手工編程和自動編程。手工編程是由人工完成刀具軌跡計算及加工程序的編制工作。當(dāng)零件形狀不十分復(fù)雜或加工程序不太長時，采用手工編程方便、經(jīng)濟(jì)。自動編程是利用計算機(jī)通過自動編程軟件完成對刀具運動軌跡的計算、加工程序的生成及刀具加工軌跡的動態(tài)顯示等。對于加工零件形狀復(fù)雜，特別是涉及三維立體形狀或刀具運動軌跡計算繁瑣時，常采用自動編程。本文中所設(shè)計的心形板零件難度適中，局部加工工藝繁瑣，所需的程序多，因此選擇用手工和自動編程編制。5.2 編程方法編程方法（1）手工編程手工編程就是指數(shù)控編程內(nèi)容的工作全部由人工完成。對加工形狀較簡單的工件，其計算量小，程序短，手工編程快捷、簡單。對形狀復(fù)雜的工件采用手工編程有一定的難度，有時甚至無法實現(xiàn)。一般來說，由直線和圓弧組成的工件輪廓采用手工編程，非圓曲線、列表曲線組成的輪廓采用自動編程。（2）自動編程自動編程就是利用計算機(jī)專用軟件完成數(shù)控機(jī)床程序編制工作。常用的自動編程軟件有 Mastercam，UG，Pro/E，Cimatron，CAXA 等。程序編制人員只需根據(jù)零件圖樣的要求使用數(shù)控語言，由計算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計算和工藝參數(shù)處理，再通過通信方式傳入數(shù)控機(jī)床12。 25 5.3 加工程序加工程序（1）銑外輪廓程序如表 5.1 所示：表 5.1 銑外輪廓程序加工程序程序注釋O0002主程序名（20 立銑刀銑外輪廓）N10 G54 G94 G90 G40 G69 G15 M03 S1500設(shè)定工件坐標(biāo)系N20 G00 X.85 Y.100快速移動點定位N30 G00 Z20快速下降至 Z20mmN40 G01 Z.9.9 F120下降至 Z.9.9mmN50G01G41X.95Y.75D01F120(D01=10.2)建立刀具半徑左補(bǔ)償，D01=10.2N60 M98 P0003調(diào)用外輪廓子程序N70 G40 G00 X.85 Y.100回起刀點N80 G01 Z.19.8 F120N90G01G41X.95Y.75D01F120(D01=10.2)N100 M98 P0003N110 G40 G00 X.85 Y.100N120 M03 S2000N130 G01 Z.20 F80N140 G01G41X.95Y.75D01F120(D02=10)N150 M98 P0003N160 G00 Z150N170 G40 X0 Y0取消刀具半徑補(bǔ)償N180 M05N190 M30O0021子程序名（20 立銑刀銑外輪廓）N10 Y60，R15N20 X65N30 X85 Y40N40 Y.60, R15N50 X.65N60 G03 X.85 Y.40 R20逆時針圓弧插補(bǔ)銑削N70 Y.15N80 G00 Z2026根據(jù)程序 O0002 加工出心形板外輪廓如圖 5.1 所示：圖 5.1 （2）銑橢圓程序如表 5.2 所示：用 20 立銑刀粗精銑長軸為 150，短軸為 110 的橢圓。粗銑程序，刀具補(bǔ)償 D03=35mm，D01=10.2mm，第一次下刀 Z=.6.4mm，第二次下刀Z=.12.8mm。精銑程序，刀具補(bǔ)償 D02=10mm，Z=.13mm。每層銑削調(diào)用橢圓子程序，需要調(diào)用子程序 6 次。如表 5.2 所示：表 5.2 銑橢圓程序加工程序程序注釋O0003主程序名（20 立銑刀銑橢圓）N10 G54G94G90G40G69G15M03S1500N20 G00 X.75 Y.100 Z50N30 G01 Z.6.4 F500N40 G01G41X.75Y.60D01F120(D03=35)建立刀具半徑左補(bǔ)償，D01=35N50 G01 Y0N60 G65 P0005調(diào)用橢圓外輪廓子程序N70 G00 G40 X0 Y0N80 M05N90 M30O0031子程序名（20 立銑刀銑橢圓）N10 #1=180設(shè)置變量#1N20 WHILE#1GE.180DO1#1 變量大于等于.180時執(zhí)行循環(huán)N30 #2=75*COS#1設(shè)置變量#2N40 #3=55*SIN#1設(shè)置變量#3N50 G01 X#2 Y#3直線插補(bǔ)切削N60 #1=#1.0.5每次切削變量遞減 0.5N70 END1循環(huán)結(jié)束N80 G01 Y5Y 軸直線插補(bǔ)進(jìn)給N90 G00 Z50Z 軸抬刀N100 M99子程序結(jié)束，返回到主程序27根據(jù)程序 O0003 加工出心形板橢圓輪廓如圖 5.2 所示：圖 5.2 橢圓（3）銑內(nèi)耳程序如表 5.3 所示：用 20 立銑刀粗精銑內(nèi)耳。粗銑內(nèi)耳刀補(bǔ) D01=10.2mm。精銑內(nèi)耳刀補(bǔ)D01=10mm，轉(zhuǎn)速 S=2000r/min。表 5.3 銑內(nèi)耳程序加工程序程序注釋O0004主程序名（20 立銑刀銑內(nèi)耳）N10 G54G94G90G69G15G40M03S1500N20 G00 X.65 Y.92.5N30 G00 Z20N40 G01 Z.10.8 F120N50 G01G41X.55Y.60D01(D01=10.2)建立刀具半徑左補(bǔ)償，D01=10.2N60 Y72.5N70 G00 X65N80 Y72.5N90 G00 G40 X.65 Y.92.5取消刀具半徑補(bǔ)償N100 G00 Z100N110 G41 X0 Y0N120 M05;N130 M30根據(jù)程序 O0004 加工出心形板內(nèi)耳如圖 5.3 所示：圖 5.3 內(nèi)耳28（4）銑削六邊形凸臺程序如表 5.4 所示：表 5.4 六邊形凸臺程序加工程序程序注釋O0006主程序名（銑六邊形凸臺）N10 G54G90G94G15G40M03S1500N20 G00 X50 Y.80N30 Z20N40 G01 Z.5.8 F120N50 G42X50Y.70D01(D01=10.2)N60 M98 P0009N70 G15 G40 G00 X50 Y.80N80 G01 Z.6 F80N90 G42X50Y.70D02(D02=10)N100 M98 P0009N110 G00 Z150 N120 G15 G40 X0 Y0N130 M05N140 M30O0061子程序名（銑六邊形凸臺）N10 G16 G01 X50 Y0N20 Y60N30 Y120N40 Y180N50 Y240N60 Y300N70 Y0N80 G00 Z20N90 M99根據(jù)程序 O0006 加工出心形板六邊形凸臺如圖 5.4 所示：圖 5.4 六邊形凸臺29（5）8 鍵槽銑刀銑削 C3 倒角程序如表 5.5 所示：表 5.5 銑 C3 倒角程序加工程序程序注釋O0008主程序名（銑削 C3 倒角）N10 G54G94G90G40G69G15M03S2500N20 G00 X50 Y0N30 Z20N40 G01 Z0 F200N50 G65 P0011N60 G00 Z150N70 X0 Y0N80 M05N90 M30O0009子程序名（銑削 C3 倒角）N10 #1=0設(shè)置變量#1N20 WHILE#1LE4DO1#1 變量小于等于 4mm,并開始執(zhí)行 1N30 #2=42.38+#1*1.155設(shè)置變量#2N40 G16極坐標(biāo)指令N50 G01 Z.#1 X#2 Y0 F100直線插補(bǔ)切削N60 Y.60 F2000N70 Y.120N80 Y180N90 Y120N100 Y60N110 Y0N120 #1=#1+0.05每次切削變量增加 0.05mmN130 G15極坐標(biāo)指令取消N140 END1結(jié)束執(zhí)行N150 M99子程序結(jié)束，返回到主程序根據(jù)程序 O0003 加工出心形板 C3 倒角如圖 5.2 所示：圖 5.4 C3 倒角305.4心形槽、圓弧槽和內(nèi)槽的自動編程心形槽、圓弧槽和內(nèi)槽的自動編程5.4.1創(chuàng)建程序創(chuàng)建程序在【插入】工具欄上單擊【創(chuàng)建程序】圖標(biāo)，系統(tǒng)將彈出的“創(chuàng)建程序”對話框，單擊“確定”按鈕。5.4.2創(chuàng)建刀具創(chuàng)建刀具在【插入】工具欄上單擊【創(chuàng)建刀具】按鈕，系統(tǒng)彈出如圖附.3 所示的“創(chuàng)建刀具”對話框，選擇“類型”為“mill.contour”（輪廓銑） ，在“刀具子類型”下選擇“MILL”（銑刀） ，在“名稱”文本框中輸入“D20”，單擊對話框中的“確定”按鈕，系統(tǒng)彈出如圖所示的“銑刀.5 參數(shù)”對話框，在“直徑”文本框中輸入“20”，在“底圓角半徑”文本框中輸入“0”，在“長度”文本框中輸入“75”，在“刀刃長度”文本框中輸入“50”。如圖 5.5 所示。圖 5.5 創(chuàng)建刀具5.4.3創(chuàng)建幾何體創(chuàng)建幾何體在操作導(dǎo)航器的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，系統(tǒng)彈出快捷菜單，在該快捷菜單中選擇“幾何視圖”命令，在操作導(dǎo)航器中出現(xiàn)圖標(biāo)，用鼠標(biāo)左鍵雙擊該圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出對話框。在對話框中的“安全設(shè)置選項”選擇“自動”、 “安全距離”文本框內(nèi)輸入“20”。在“Mill orient”對話框中單擊“CSYS 對話框”按鈕，系統(tǒng)彈出如圖 4.4 所示的“CSYS”對話框，在該對話框中的“參考”下拉列表框中選擇“WCS”選項，使加工坐標(biāo)系與工作坐標(biāo)系重合。分別單擊兩個對話框中的“確定”按鈕。31 圖 5.6 Mill Orient 圖 5.7 銑削幾何體在操作導(dǎo)航器中雙擊圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出如圖 4.5 所示的“銑削幾何體”對話框。（1）在該對話框中單擊“指定部件”按鈕，系統(tǒng)彈出“部件幾何體”對話框，在該對話框中選中“幾何體”單選按鈕，在“過濾方法”下拉列表框中選擇“體”選項，單擊“全選”按鈕，選擇圖形區(qū)所有可見的零件幾何體模型，單擊鼠標(biāo)中鍵，返回“銑削幾何體”對話框。（2）指定毛坯。在如圖 4.5 所示的“銑削幾何體”對話框中單擊“指定毛坯”鈕，系統(tǒng)彈出如圖所示的“毛坯幾何體”對話框，在該對話框選中“自動塊”單選按鈕，單擊鼠標(biāo)中鍵，返回“銑削幾何體”對話框，單擊鼠標(biāo)中鍵，結(jié)束幾何體的選擇。 5.4.4創(chuàng)建操作創(chuàng)建操作在操作導(dǎo)航器的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，系統(tǒng)彈出快捷菜單，在該快捷菜單中選擇“加工方法視圖”命令，用鼠標(biāo)左鍵雙擊圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出如圖所示的“銑削方法”對話框，設(shè)置“部件余量”為 0.5mm、 “內(nèi)公差”為 0.05mm、 “外公差”為0.12mm：用鼠標(biāo)左鍵雙擊圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“銑削方法”對話框，設(shè)置“部件余量”為 0mm、 “內(nèi)公差”為 0.01mm、 “外公差”為 0.01mm。如圖 4.6 所示。單擊【插入】工具欄上的【創(chuàng)建操作】圖標(biāo)，系統(tǒng)自動彈出如圖 4.7 所示的“創(chuàng)建操作”對話框，選擇“類型”為“mlii.contour”，選擇“操作子類型”為“CAVITY.MILL”（型腔銑） ， “程序”、 “刀具”、 “幾何體”、 “方法”和名稱分別設(shè)置為“PROGRAM”、 “D20”、 “WORKPIECE”、 “MILL.ROUGH”、 “CU”，單擊對話框中的“確定”按鈕將打開如圖所示的“型腔銑”對話框。32 圖 5.8 銑削方法 圖 5.9 創(chuàng)建操作5.4.5指定切屑區(qū)域指定切屑區(qū)域在“型腔銑”對話框中單擊【指定切削區(qū)域】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“切削區(qū)域”對話框，選擇切削區(qū)域，單擊確定鍵，返回“型腔銑”對話框。如圖 4.8 所示。圖 5.10 指定切削區(qū)域5.4.6刀軌生成刀軌生成（1）切削模式。在“切削模式”下拉列表中選擇“跟隨周邊”。（2）歩距。在“歩距”下拉列表選擇“%刀具平直”。（3）全局每刀深度。在“全局每刀深度”文本輸入框中輸入“4.8”。（4）切削參數(shù)。在“型腔銑”對話框中單擊【切削參數(shù)】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“切削參數(shù)”對話框， “策略”選項卡參數(shù)如圖所示，設(shè)置“切削方向”為“逆銑”、 “切削順序”為“層優(yōu)先”、 “圖樣方向”為“向外”、 “壁清理”為“自動”，并選中“島清理”， “余量”33選項卡參數(shù)如圖所示，選中使用“底部面和側(cè)壁余量一直”，部件側(cè)面余量采用繼承自 MILL.ROUGH 為“0.5”， “內(nèi)公差”為“0”。（5）非切削移動。在“型腔銑”對話框中單擊【非切削移動】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“非切削移動”對話框，傾斜角度設(shè)為“5”。 .（6）進(jìn)給和速度。在“型腔銑”對話框中單擊【進(jìn)給和速度】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出如圖所示的“進(jìn)給和速度”對話框，設(shè)置主軸速度（rpm）為“1000”、 “進(jìn)給率”的“切削”為“120mmpr”。單擊鼠標(biāo)中鍵，返回“型腔銑”對話框。（7）在“型腔銑”對話框中指定了所有的參數(shù)后，單擊對話框底部操作組的【生成】圖標(biāo)，生成如圖 4.9 所示的型腔銑粗加工刀軌。圖 5.11 粗加工刀軌 圖 5.12 粗加工效果圖單擊“型腔銑”對話框底部操作組的【確認(rèn)】圖標(biāo)。系統(tǒng)彈出“刀軌可視化”對話框，選擇“2D 動態(tài)”，單擊播放按鈕，型腔銑粗加工效果如圖 4.10 所示。確認(rèn)刀軌正確后，單擊對話框中的“確定”按鈕關(guān)閉對話框，完成型腔銑操作的創(chuàng)建。5.4.7后處理后處理在操作導(dǎo)航器中選擇，再單擊加工【操作】工具欄上的【后處理】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“后處理”對話框。 圖 5.13 后處理 圖 5.14 程序34 在對話框的“后處理器”下選擇“Fanuc_0i_mate”，在“輸出文件”下設(shè)置好文件的存放路徑和文件名，在“單位”下拉菜單中選擇“公制/部件”，選中“列出輸出”單選項，單擊對話框中的“確定”按鈕，在文件的存放目錄下找到產(chǎn)生的 NC 程序文件，用記事本打開如圖 4.12 所示的心形槽粗加工的 NC 程序。精銑心形槽程序的自動編程在操作導(dǎo)航器中選擇下的“MILL_ROUGH”下的“CU”，單擊鼠標(biāo)右鍵，在系統(tǒng)彈出的快捷菜單中選擇“復(fù)制”命令。在“MILL_FINISH”下粘貼。全局每刀深度為“5”。（1）切削參數(shù)。在“輪廓區(qū)域”對話框中單擊【切削參數(shù)】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“切削參數(shù)”對話框， “策略”選項卡下的“切削方向”選擇“順銑”、 “圖樣方向”選擇“外向”，余量設(shè)為“0”其余參數(shù)不變。（2）非切削移動。傾斜角度設(shè)為“5”。（3）進(jìn)給和速度。在“輪廓區(qū)域”對話框中單擊【進(jìn)給和速度】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出如圖所示的“進(jìn)給和速度”對話框，設(shè)置主軸速度（rpm）為“1200”、 “進(jìn)給率”的“切削”為“80mmpr”。單擊鼠標(biāo)中鍵，返回“輪廓區(qū)域”對話框。 生成刀軌在“輪廓區(qū)域”對話框中指定了所有的參數(shù)后，單擊對話框底部操作組的【生成】圖標(biāo) 生成如圖 5.15 所示的型腔精加工刀軌。圖 5.15 精加工刀軌檢驗刀軌單擊“輪廓區(qū)域”對話框底部操作組的【確認(rèn)】圖標(biāo)。系統(tǒng)彈出“刀軌可視化”對話框，選擇“2D 動態(tài)”，單擊播放按鈕。 確認(rèn)刀軌正確后，單擊對話框中的“確定”按鈕關(guān)閉對話框，完成輪廓區(qū)域操作的創(chuàng)建。35 圖 5.16 精加工效果圖 圖 5.17 程序后處理在操作導(dǎo)航器中選擇 ，再單擊加工【操作】工具欄上的【后處理】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“后處理”對話框，在對話框的“后處理器”下選擇“Fanuc_0i_mate”，在“輸出文件”下設(shè)置好文件的存放路徑和文件名，在“單位”下拉菜單中選擇“公制/部件”，選中“列出輸出”單選項，單擊對話框中的“確定”按鈕，在文件的存放目錄下找到產(chǎn)生的 NC 程序文件，用記事本打開如圖 4.15 所示的心形槽精加工的NC 程序。 粗精銑內(nèi)槽和圓弧槽程序的自動編程在操作導(dǎo)航器中選擇下的“MILL_ROUGH”下的“CU”，單擊鼠標(biāo)右鍵，在系統(tǒng)彈出的快捷菜單中選擇“復(fù)制”命令。在“MILL_ROUGH”和在“MILL_FINISH”下粘貼。a. 指定切削區(qū)域指定切削區(qū)域在“型腔銑”對話框中單擊【指定切削區(qū)域】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“切削區(qū)域”對話框，選擇切削區(qū)域，單擊確定鍵，返回“型腔銑”對話框。如圖 5.18 所示。圖 5.18 指定切削區(qū)域在“切削模式”下拉列表中選擇“跟隨周邊”。粗銑全局每刀深度為“2”，精銑全局每刀深度為“3”。 36 （1）打開面銑削區(qū)域?qū)υ捒?，在“面銑削區(qū)域”對話框的“刀具”選項下選擇刀具為“D8”。 （2）切削參數(shù)。在“輪廓區(qū)域”對話框中單擊【切削參數(shù)】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“切削參數(shù)”對話框，粗加工“策略”選項卡下的“切削方向”選擇“逆銑”、 “圖樣方向”選擇“外向”，余量設(shè)為“0.2”其余參數(shù)不變。精加工“策略”選項卡下的“切削方向”選擇“順銑”、 “圖樣方向”選擇“外向”，余量設(shè)為“0”其余參數(shù)不變。單擊鼠標(biāo)中鍵，返回“輪回區(qū)域”對話框。（3）非切削移動。傾斜角度設(shè)為“5”。 （4）進(jìn)給和速度。在“輪廓區(qū)域”對話框中單擊【進(jìn)給和速度】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出如圖所示的“進(jìn)給和速度”對話框，設(shè)置主軸速度（rpm）粗加工為“1000”，精加工為“1200”、 “進(jìn)給率”的“切削”粗加工為“120mmpr”，精加工為“80mmpr”。單擊鼠標(biāo)中鍵，返回“輪廓區(qū)域”對話框。 b. 生成刀軌生成刀軌在“輪廓區(qū)域”對話框中指定了所有的參數(shù)后，單擊對話框底部操作組的【生成】圖標(biāo) 生成如圖 4.17 所示的圓弧槽和內(nèi)槽的加工刀軌。 圖 5.19 加工刀軌 圖 5.20 加工效果圖c. 檢驗刀軌檢驗刀軌單擊“輪廓區(qū)域”對話框底部操作組的【確認(rèn)】圖標(biāo)。系統(tǒng)彈出“刀軌可視化”對話框，選擇“2D 動態(tài)”，單擊播放按鈕。如圖 4.18 所示。 確認(rèn)刀軌正確后，單擊對話框中的“確定”按鈕關(guān)閉對話框，完成輪廓區(qū)域操作的創(chuàng)建。d. 后處理后處理在操作導(dǎo)航器中選擇，再單擊加工【操作】工具欄上的【后處理】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“后處理”對話框，在對話框的“后處理器”下選擇“Fanuc_0i_mate”，在“輸出文件”下設(shè)置好文件的存放路徑和文件名，在“單位”下拉菜單中選擇“公制/部件”，選中“列出輸出”單選項，單擊對話框中的“確定”按鈕，在文件的存放目37錄下找到產(chǎn)生的 NC 程序文件，用記事本打開如圖 4.19 和圖 4.20 所示的粗精加工的 NC 程序。Mastercam 和 UG 的區(qū)別如下: 圖 5.21 粗加工程序 圖 5.22 精加工程序Unigraphics( 簡稱 UG)同樣是當(dāng)今世界上最先進(jìn)、面向制造行業(yè)的高端軟件 CAD/CAE/CAM。UG 軟件被當(dāng)今許多世界領(lǐng)先的制造商用來從事工業(yè)設(shè)計、詳細(xì)的機(jī)械設(shè)計以及工程制造等各個領(lǐng)域。如今 UG 在全球已擁有 17000 多個客戶。UG 自 90 年進(jìn)入中國市場以來，發(fā)展迅速，已經(jīng)成為汽車、機(jī)械、計算機(jī)及家用電器、模具設(shè)計等領(lǐng)域的首選軟件。 這兩者軟件相比較下來的話：UG 還是比較好用的，就是上手要有點耐心。MasterCAM 之前也只是用在模具設(shè)計上（與現(xiàn)在 UG 也是沒有辦法去相比，用過的人也都知道，做出來的造型等等一些都與 UG 不可比擬！）而且它能做到的，UG 肯定能做到，精確曲面用 UG 是很好的。說白了，工多手熟。用 MasterCAM 覺得沒有太大的必要，因為兩個軟件可以相互轉(zhuǎn)檔，雖然世上沒有完美的轉(zhuǎn)檔，但是也不會有太大的問題。如果用 UG 來做模具，它絕對是一款非常好的軟件，今后模具軟件的發(fā)展方向肯定被 UG 取代，這是由軟件本體決定的，別的不說，光它的坐標(biāo)優(yōu)勢是其它軟件沒有的，綜合能力很強(qiáng)大，做模具使用 UG 和AUTOCAD 就夠了?？偨Y(jié)38 總總 結(jié)結(jié)經(jīng)過 3 個月的時間，畢業(yè)設(shè)計的工作已經(jīng)完成。通過對典型零件的數(shù)控加工課題的認(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。畢業(yè)設(shè)計前期，通過對數(shù)控銑加工工藝和編程知識的儲備，學(xué)習(xí)到了關(guān)于數(shù)控銑發(fā)展的方向及其特點，并且通過對加工工藝的學(xué)習(xí)，較好的掌握了數(shù)控銑加工工藝的特點，及其在編寫加工工藝時，應(yīng)該注意那些問題等等。而且通過對數(shù)控銑編程指令的熟悉和簡單的應(yīng)用，掌握了一些常用的編程指令。在畢業(yè)設(shè)計的中期，通過對 FANUC 系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步的掌握了數(shù)控編程的方法和編程指令，畢業(yè)設(shè)計的后期，通過對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。 在本次畢業(yè)設(shè)計的過程中，也遇到了很多的困難，充分體會到了理論必須與實際相結(jié)合。雖然在畢業(yè)設(shè)計的前期和設(shè)計過程中，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際不同的困難。許多問題在書本上都是這樣，而在實際運用中卻是那樣，但幸運的是通過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。在畢業(yè)設(shè)計的過程中，要邊學(xué)習(xí)，邊實踐，每當(dāng)遇到新的問題時，就要不斷的努力和探索，切忌心浮氣躁。39參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 劉俊,徐四紅.畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)與案例分析M. 北京：理工大學(xué)出版社，2009.8 2 張海波.AutoCAD 制圖快捷命令速查通M. 北京：人民郵電出版社，2010.83 徐建高,易玉珍.FANUC 系統(tǒng)數(shù)控銑床（加工中心）編程與操作實用教程M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.7.4 楊豐，宋宏明.數(shù)控加工工藝M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.45 朱立義.AutoCAD 項目化教程M. 蘇州：蘇州大學(xué)出版社，2010.16 胡仁喜，康士廷，劉昌麗.UG NX 6.0 中文版入門與提高M(jìn). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.97 高鳳英.數(shù)控機(jī)床編程與操作切削技術(shù)M.南京：東南大學(xué)出版社，2005.18 中國機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會組編.數(shù)控加工工藝及編程M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.69 李艷芳主編.基于 UG 的凸模零件加工仿真J.山東：濰坊工程職業(yè)學(xué)院.10 金秀慧主編.基于 UG CAM 的裝配加工技術(shù)及其在數(shù)控編程中的應(yīng)用J.山東：德州 學(xué)院機(jī)電系.11 淑萍主編.機(jī)械加工工藝及設(shè)備M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.12 孫德茂主編.數(shù)控機(jī)床銑削加工直接編程技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.13 唐應(yīng)謙主編.數(shù)控加工工藝學(xué)J.中國勞動社會保障出版社，2000.14 S.Q. Liu a, S