數(shù)控銑削加工工藝分析與數(shù)控程序編制

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1、摘 要本文詳細的論述了導機凸模數(shù)控加工的加工工藝，通過分析加工零件的工藝，銑削的工裝，工藝卡的制訂以及編制程序時應(yīng)注意的問題，解決實際問題。通過運用數(shù)控技術(shù)加工出導機凸模零件，能使自己在數(shù)控技術(shù)運用方面得到一次較為系統(tǒng)的訓練，基本上達到了適應(yīng)工廠的要求。 主要介紹包括數(shù)控機床簡介，進給路線、加工余量、切削用量、機床夾具的選擇等內(nèi)容。最終完成零件的機械加工工藝過程卡片，數(shù)控加工工序卡片，工件的定位和夾緊方案草圖，數(shù)控刀具卡片，數(shù)控加工進給路線圖。關(guān)鍵詞 導機凸模、 數(shù)控加工技術(shù)加工工藝分析、編程、數(shù)控刀具、數(shù)控加工進給路線。目 錄摘 要1目錄2前 言3第一章 課題分析41.1 設(shè)計課題課題分析4

2、1.1.1 設(shè)計課題目的41.2 工件的結(jié)構(gòu)分析41.2.1 導機凸模加工要求41.2.2 導機凸模三維造型圖6第二章 數(shù)控銑削加工工藝分析72.1數(shù)控加工工序72.2 工藝工序安排723加工順序724裝夾方案和夾具的選擇825選擇刀具826 切削參數(shù)及刀具路徑827 確定切削用量19第三章 數(shù)控程序編制1931 Mastercam自動編程軟件進行加工19致謝21參考文獻22附錄23數(shù)控加工程序單23刀具卡片24程序25前 言數(shù)控技術(shù)在制造業(yè)的廣泛運用，使當今的制造業(yè)生產(chǎn)面貌渙然一新，在我國，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展也有相當大的進步。以pc平臺為基礎(chǔ)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)及柔性制造系統(tǒng)逐漸運用于生產(chǎn)實踐，

3、通過對數(shù)控技術(shù)的運用使我們更好的掌握所學的專業(yè)知識。隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控加工的需求也在增加，它的總的發(fā)展趨勢是：高精化、高速化、高效化、柔性化、智能化和集成化，并注重工藝適用性和經(jīng)濟性。而斜聯(lián)結(jié)管的加工充分的適應(yīng)了現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要.。數(shù)控加工技術(shù)已廣泛應(yīng)用于機械加工制造業(yè)中，如數(shù)控銑削、鏜削、車削、線切割、電火花加工等，其中數(shù)控銑削是復雜多變零件的主要加工方法。數(shù)控設(shè)備為精密復雜零件的加工提供了基本條件，但要達到預期的加工效果，編制高質(zhì)量的數(shù)控程序是必不可少的，這是因為數(shù)控加工程序不公包括零件的工藝過程，而且還包括刀具的形狀和尺寸、切削用量、走刀路徑等工藝信息。對于簡單的模具零件，通常采

4、用手工編程的方法，對于復雜的模具零件，往往需要借助于CAM軟件編制加工程序，如Pro/ENGINEER、UG、Cimatron、Mastercam等。無論是手工編程或計算機輔助編程，在編制加工程序時，選擇合理的工藝參數(shù)，是編制高質(zhì)量加工程序的前提。在這里我用UG造型、UG加工，充分的學習他們的優(yōu)點，用于導機凸模的加工。 第一章 課題分析1.1 設(shè)計課題課題分析設(shè)計任務(wù)分析：（1）計算機繪制零件圖和三維造型圖；（2）完成導機凸模的工藝過程卡；（3）選擇導機凸模數(shù)控加工的工裝設(shè)計；（4）編制導機凸模的數(shù)控加工程序，并進行模擬加工；（5）撰寫畢業(yè)設(shè)計計算說明書；（6）參加畢業(yè)設(shè)計答辯。1.1.1 設(shè)

5、計課題目的本次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容是結(jié)合導機凸模零件進行編寫數(shù)控加工工藝流程，根據(jù)材料，合理正確的選擇數(shù)控機床和加工的刀具，正確的填寫數(shù)控加工程序單、加工工藝過程卡片、數(shù)控加工工序卡、數(shù)控加工刀具卡片、數(shù)控加工進給路線圖表。通過本次課題的完成，熟悉實際生產(chǎn)中加工工程圖的全貌和具體要求，其次熟悉實際生產(chǎn)中加工工藝設(shè)計的全部方法。通過本課題的完成，使學生達到以下目的：學會查閱有關(guān)資料，初步掌握編制機械加工工藝規(guī)程的方法，能較好的編制數(shù)控加工工藝；掌握UG自動編程軟件，使學生感覺到合作配合工作的重要性，再次熟悉實際生產(chǎn)過程中的程序設(shè)計過程及方法，最后學會獨立分析解決問題、編寫畢業(yè)設(shè)計說明書以及查找參考

6、資料的方法。1.2 工件的結(jié)構(gòu)分析1.2.1 導機凸模加工要求所加工零件為導機凸模，加工方式是單件生產(chǎn)。如圖1-1所示零件為導機凸模零件，結(jié)構(gòu)形狀復雜，是適合數(shù)控銑削加工的一種典型零件。下面就該零件的工藝分析過程進行分析。圖1-1 導機凸模a.結(jié)構(gòu)分析如圖1-1所示零件由一凸臺,兩個型腔及三個通孔構(gòu)成，凸臺是由圓弧面和平面組成。b.精度分析上表面相對于輪廓面的平行度為0.05；輪廓面的平面度為0.05；2-10通孔的精度等級為H8；24通孔的的精度等級為H7。c.毛坯、余量分析毛坯的材料為A3,毛坯為120X100X25；各邊均有加工余量0.5mm。 d.結(jié)構(gòu)工藝性分析零件尺寸的標準較統(tǒng)一,且

7、無封閉尺寸；構(gòu)成該零件輪廓形狀的各幾何元素條件充分無相互矛盾之處，有利于編程。1.2.2 定位基準選擇加工外輪廓及型腔以下表面和四側(cè)面為定位基準。1.2.3 工藝方案擬定通過查閱機械手冊，根據(jù)導機凸模的結(jié)構(gòu)特點，得出各表面的加工方案如下：外形 線割上下表面 粗磨-精磨2-10的通孔 線割 點鉆絞24H7通孔線割 鉆 擴 鏜外輪廓 粗銑-精銑型腔 粗銑-精銑1.3 導機凸模三維造型圖 根據(jù)老師給我們的二維圖紙，設(shè)計我們所要繪制的三維圖，我用UG把圖用三維造出來，這樣看上去非常直觀，如圖1-2所示。圖1-2第二章 數(shù)控銑削加工工藝分析2.1數(shù)控加工工序第一道工序為：銑底部打開型腔第二道工序為：點鉆

8、絞孔 鉆 擴 鏜第三道工序為：銑外輪廓和型腔。22工藝工序安排1、對導機凸模進行工藝安排：下料磨削線割銑削去毛刺檢驗油封下料：線割120 x100 x25板塊，單邊0.2mm余量。磨削：磨外形尺寸達圖要求。線割：線割2-10和24H7的通孔。銑削；銑外輪廓及型腔。鉗工：去毛刺。檢：檢驗。油封：清理、油封、入庫。2.3加工順序（工步順序） 該工序的工步有六步：粗、精銑削加工打開型腔及外輪廓和型腔。根據(jù)基準先行，先面后孔，先主后次，先粗后精原則，工步1：粗銑打開型腔加工內(nèi)容是打開狀型腔，根據(jù)平面加工方案，以裝夾的上表面為基準。考慮到精加工，根據(jù)零件的材料和刀具的剛性留0.1mm的精加工余量。工步2

9、：精銑削打開狀型腔加工內(nèi)容是打開狀型腔，根據(jù)平面加工方案，以裝夾的上表面為基準。為保證零件的精度和粗造度，提高主軸轉(zhuǎn)速和切削速度。工步3：粗銑削外輪廓加工內(nèi)容是：銑削外輪廓，以下表面為基準確定平面高度，銑削加工外輪廓?？紤]到精加工，根據(jù)零件的材料和刀具的剛性留0.1mm的精加工余量。工步4：精銑削外輪廓加工內(nèi)容是：銑削加工外輪廓，以下表面為基準確定平面高度，銑削加工平面，為保證零件的精度和粗造度，提高主軸轉(zhuǎn)速和切削速度。工步5： 粗銑削型腔加工內(nèi)容型腔，以底面為基準確定各側(cè)面的垂直度，進行粗加工，為保證精加工的余量及粗造度要求，表面留0.1mm的精加工余量。工步6： 精銑削加工型腔加工內(nèi)容型腔

10、，以底面為基準確定各側(cè)面的位置精度，進行精加工，為保證加工粗造度要求，提高主軸轉(zhuǎn)速。2.4 裝夾方案和夾具的選擇 根據(jù)工件的加工要求，可以看出關(guān)鍵只有厚度、平面度和垂直度要求，并不需要限制工件的全部自由度，只要限制X，Y方向的旋轉(zhuǎn)和Z軸的移動，所以我們選擇不完全定位原理。綜上所述，夾具我選擇平口鉗。2.5 選擇刀具在上述分析的基礎(chǔ)上編寫相應(yīng)的機械加工工藝過程卡片，具體見附表1。2.6切削參數(shù)及刀具路徑2.6.1 以下是底部打開狀型腔的切削加工：以平面銑加工底部型腔，調(diào)出圖形文件：底部型腔粗精加工圖3。圖2-1 底部型腔精加工選擇“創(chuàng)建操作PLANAR_MILL加工（如圖所示、圖4）加工”命令，

11、并設(shè) 圖4置參數(shù)，選擇加工刀具，進給速度選擇加工部位，并生成刀軌，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速。如圖所示4、5所示： 圖5底部型腔加工部位選擇選取12.0的平刀除去毛坯材料。在彈出的加工界面視窗口，設(shè)置部件余量和底面余量為0.1 。單擊“生成”。系統(tǒng)計算出刀具加工軌跡，如圖6所示?？梢钥闯鲩_始刀具從定義的切削范圍外下刀，然后在等Z值高度一層層加工，每層間下降的距離不大于設(shè)定的最大Z軸進給量0.1。圖6底面型腔粗加工刀具路徑 圖7、實體仿真 底部型腔精加工 底部型腔精加工，分為光底和光側(cè)兩部分，可以沿著型腔輪廓生成光滑和流線型的刀具路徑，平滑的刀具路徑。 選擇“創(chuàng)建操作加工”命令。選擇“PLANAR_MILL”

12、，選取12.0的平面銑刀，在“PLANAR_MILL”菜單中，參數(shù)設(shè)置如圖8、9所示。 圖8、光整底部與側(cè)面的加工參數(shù) 刀具路徑如圖9所示： 圖9、底部型腔精加工路徑2.6.2 以下是外輪廓和型腔的粗精加工參數(shù)及路徑：以面銑及平面銑加工外輪廓和型腔型腔，調(diào)出圖形文件：外輪廓及型腔粗精加工圖10。圖10選擇“創(chuàng)建操作FACE_MILL加工（如圖所示、圖11）加工”命令并設(shè) 置各項加工參數(shù) 圖11外輪廓及型腔粗加工參數(shù)設(shè)置 圖12外輪廓及型腔加工部位選擇選取12.0的平刀除去毛坯材料。在彈出的加工界面視窗口，設(shè)置部件余量和底面余量為0.1 。單擊“生成”。系統(tǒng)計算出刀具加工軌跡，如圖6所示?？梢钥?/p>

13、出開始刀具從定義的切削范圍外下刀，然后在等Z值高度一層層加工，每層間下降的距離不大于設(shè)定的最大Z軸進給量0.1。 圖13外輪廓及型腔加工路徑 圖14實體仿真外輪廓及型腔精加工 外輪廓及型腔精加工，分為光底和光側(cè)兩部分，可以沿著型腔輪廓生成平滑的刀具路徑。 選擇“創(chuàng)建操作加工”命令。選擇“FACE_MILL”，選取12.0的平面銑刀，在“FACE_MILL”菜單中，參數(shù)設(shè)置如圖15所示。 圖15光整底面參數(shù)設(shè)置選擇“創(chuàng)建操作加工”命令。選擇“PLANAR_MILL”，選取12.0的平面銑刀，在“PLANAR_MILL”菜單中，參數(shù)設(shè)置如圖16所示 圖16光整側(cè)面參數(shù)設(shè)置外輪廓及型腔精加工路徑如圖

14、17所示： 圖17外輪廓及型腔精加工路徑2.7 確定切削用量2.7.1.打開狀型腔的加工（1）粗銑型腔所用刀具為T01，四刃平刀，刀具直徑為12，加工深度為 10 mm。 因為加工量較大，所以采用螺旋下刀切除全部余量，背吃刀量為10,平面銑刀銑平面，選擇刀具重合度為80%,則側(cè)吃刀量為14mm。根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊書上表查得：V=30m/min. （2）精加工型腔所用刀具為T02，12四刃平面銑刀，刀具直徑為12， 加工深度為10mm。平面銑刀銑平面，選擇刀具重合度為80%,則側(cè)吃刀量為14mm。根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊書上表2.1查得，V=40m/min.2.7.2粗、精銑外輪廓及形腔

15、所用刀具T01和T02，平底立銑刀，刀具直徑均為12。粗加工深度為10mm，因為為平底立銑刀銑平面，選擇刀具重合度為80%,則側(cè)吃刀量為14mm，即行距為16mm。根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊書上表2.5（P2-122）查得：V取17m/min因此根據(jù)公式：Dn=1000V求得轉(zhuǎn)速n=600r/min.精加工深度為10mm,根據(jù)機械加工切削數(shù)據(jù)手冊書上表2.5（P2-122）查得：V取20m/min.同理可得： n=800r/min. 第三章 數(shù)控程序編制數(shù)控編程一般分為手工編程和自動編程兩種。1手工編程手工編程就是從分析零件圖樣、確定加工工藝過程、數(shù)值計算、編寫零件加工程序單、制作控制介質(zhì)到程序

16、校驗都是人工完成。它要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控指令及編程規(guī)則，而且還要具備數(shù)控加工工藝知識和數(shù)值計算能力。對于加工形狀簡單、計算量小、程序段數(shù)不多的零件，采用手工編程較容易，而且經(jīng)濟、及時。因此，在點位加工或直線與圓弧組成的輪廓加工中，手工編程仍廣泛應(yīng)用。對于形狀復雜的零件，特別是具有非圓曲線、列表曲線及曲面組成的零件，用手工編程就有一定困難，出錯的概率增大，有時甚至無法編出程序，必須用自動編程的方法編制程序。2自動編程自動編程是利用計算機專用軟件來編制數(shù)控加工程序。編程人員只需根據(jù)零件圖樣的要求，使用數(shù)控語言，由計算機自動地進行數(shù)值計算及后置處理，編寫出零件加工程序單，加工程序通過直接通信的

17、方式送入數(shù)控機床，指揮機床工作。自動編程使得一些計算繁瑣、手工編程困難或無法編出的程序能夠順利地完成。31采用UG自動編程軟件進行加工，加工程序如下：%O0001(Sun Apr 18 17:52:41 2010)(D12)G40 G17 G49 G80 G90G28 G91 Z0.0S3000 M03G54G03 X29.9 Y-12.5 I0.0 J8.X26. Y-8.6 I-3.9 J0.0 F2200.G01 X-26.G03 X-29.9 Y-12.5 I0.0 J-3.9X-21.9 Y-20.5 I8. J0.0G00 Z-2.956X21.9Z-3.153X26. Y-8.6

18、 I-3.9 J0.0 F2200.G01 X-26.G03 X-29.9 Y-12.5 I0.0 J-3.9X-21.9 Y-20.5 I8. J0.0G00 Z10.Z50.X0.0 Y0.0(LSJKK)G28 G91 Z0.0M05M09M30%（詳見NC代碼，與實體加工）謝 辭短暫二個月的畢業(yè)設(shè)計在匆匆忙忙中過去了，這次的畢業(yè)設(shè)計讓我受益非淺，學到了很多新的東西，比如工藝設(shè)計的流程，加工的方案，加工的順序，刀柄刀具的選擇，切削用量的選擇，以前這些數(shù)據(jù)都是隨便定的，通過這次的實習才知道真正設(shè)計的時候都是要通過查閱相關(guān)的手冊得來的。在三個月的時間中，我們學習了零件的工藝分析、數(shù)控機床的選

19、用，零件工藝方案設(shè)計，包括進給路線、加工余量、切削用量、機床夾具的選擇等內(nèi)容。在學習以上知識的同時也練習了CAD、UG、數(shù)控仿真加工、數(shù)控機床加工等知識，既完成了課程，又對以往學習的知識進行了完整的復習，可以說是一舉多得。大大提高了我們的專業(yè)水平，使我們掌握有關(guān)工程設(shè)計的程序、方法與技術(shù)規(guī)范，提高工程設(shè)計計算、圖紙繪制、編寫技術(shù)文件的能力；培養(yǎng)我們掌握實驗、測試等科學研究的基本方法；鍛煉我們分析與解決工程實際問題的能力。使我們樹立了正確的設(shè)計思想和培養(yǎng)了我們嚴肅認真的科學態(tài)度以及嚴謹求實的工作作風。我們即將正式步入工作崗位，這次的畢業(yè)設(shè)計正好為我們的工作打下堅實的基礎(chǔ)，讓我們能夠更好的適應(yīng)工作

20、環(huán)境，同時也鍛煉了我們堅韌不拔，迎難而上的精神。鍛煉了我們發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力。使我們的專業(yè)知識和水平更加的完善。我們要發(fā)揚實習期間的能力和精神，成為社會有用的人才，為自己開創(chuàng)美好的未來。在我設(shè)計的過程中，付春梅老師給了我很大的幫助，我了解到了什么叫工藝設(shè)計，怎么樣去完成一個工件的全部工藝流程，通過查手冊，找數(shù)據(jù)，給設(shè)計過程中的所有數(shù)據(jù)都能有一個詳細的標準，這是我的最終學習目的，現(xiàn)在的學習為的就是以后在工作當中的熟練運用，在幾個月的實習中我的確學到了很多東西。 參考文獻1機械制造基礎(chǔ) 主編 陳茂貞 上海交通大學 2機械加工技術(shù) 主編 孫學強 高等職業(yè)技術(shù)教育機電類專業(yè)教材編委會3簡明機械零

21、件設(shè)計實用手冊 主編 胡家秀 機械工業(yè)出版社4互換性與測量技術(shù) 主編 鄭建中 浙江大學出版社6UG數(shù)控編程使用教程 主編 王衛(wèi)兵 清華大學出版社7. 數(shù)控加工中心中級工強化認證培訓 主編王榮興 高等教育出版社8.機械加工工藝及編程 趙長明 機械工業(yè)出版社附 錄附表1：數(shù)控加工程序單數(shù)控加工程序單工件安裝示意圖：（標明MCS位置）零件名稱導機凸模零件代號SK工序號100工序名稱零件的加工編程人程序編號文件目錄序號程序段號加工內(nèi)容保留余量刀 具 參 數(shù)刀具號刀具類型刀具直徑底角半徑1N0001粗加工下型腔0.1T01立銑刀1202N0002精銑下型腔底面0T02立銑刀1203N0003精銑下型腔側(cè)邊0T02立銑刀1204N0004粗加工外輪廓及型腔0.1T01立銑刀1205N0005精銑外輪廓及型腔底面0.5T03立銑刀1206N0006精銑輪廓及型腔側(cè)邊0T03立銑刀160數(shù)控加工刀具卡片序號刀具號刀具名稱刀具型號刀具規(guī)格1T0112的立銑刀122T0212的立銑刀12 2019整理的各行業(yè)企管，經(jīng)濟，房產(chǎn)，策劃，方案等工作范文，希望你用得上，不足之處請指正