數(shù)控銑削加工工藝分析與數(shù)控程序編制

摘 要本文詳細(xì)的論述了導(dǎo)機(jī)凸模數(shù)控加工的加工工藝，通過(guò)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(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題，解決實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)運(yùn)用數(shù)控技術(shù)加工出導(dǎo)機(jī)凸模零件，能使自己在數(shù)控技術(shù)運(yùn)用方面得到一次較為系統(tǒng)的訓(xùn)練，基本上達(dá)到了適應(yīng)工廠的要求。 主要介紹包括數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介，進(jìn)給路線、加工余量、切削用量、機(jī)床夾具的選擇等內(nèi)容。最終完成零件的機(jī)械加工工藝過(guò)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(jìn)給路線圖。關(guān)鍵詞 導(dǎo)機(jī)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(jìn)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(jì)課題課題分析41.1.1 設(shè)計(jì)課題目的41.2 工件的結(jié)構(gòu)分析41.2.1 導(dǎo)機(jī)凸模加工要求41.2.2 導(dǎo)機(jī)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(dòng)編程軟件進(jìn)行加工19致謝21參考文獻(xiàn)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(yùn)用，使當(dāng)今的制造業(yè)生產(chǎn)面貌渙然一新，在我國(guó)，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展也有相當(dāng)大的進(jìn)步。以pc平臺(tái)為基礎(chǔ)的國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)及柔性制造系統(tǒng)逐漸運(yùn)用于生產(chǎn)實(shí)踐，通過(guò)對(duì)數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用使我們更好的掌握所學(xué)的專業(yè)知識(shí)。隨著我國(guó)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(shì)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(jì)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(jī)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(fù)雜多變零件的主要加工方法。數(shù)控設(shè)備為精密復(fù)雜零件的加工提供了基本條件，但要達(dá)到預(yù)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?yàn)閿?shù)控加工程序不公包括零件的工藝過(guò)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(duì)于簡(jiǎn)單的模具零件，通常采用手工編程的方法，對(duì)于復(fù)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(wú)論是手工編程或計(jì)算機(jī)輔助編程，在編制加工程序時(shí)，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(xué)習(xí)他們的優(yōu)點(diǎn)，用于導(dǎo)機(jī)凸模的加工。 第一章 課題分析1.1 設(shè)計(jì)課題課題分析設(shè)計(jì)任務(wù)分析：（1）計(jì)算機(jī)繪制零件圖和三維造型圖；（2）完成導(dǎo)機(jī)凸模的工藝過(guò)程卡；（3）選擇導(dǎo)機(jī)凸模數(shù)控加工的工裝設(shè)計(jì)；（4）編制導(dǎo)機(jī)凸模的數(shù)控加工程序，并進(jìn)行模擬加工；（5）撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)；（6）參加畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。1.1.1 設(shè)計(jì)課題目的本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是結(jié)合導(dǎo)機(jī)凸模零件進(jìn)行編寫(xiě)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(jī)床和加工的刀具，正確的填寫(xiě)數(shù)控加工程序單、加工工藝過(guò)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(jìn)給路線圖表。通過(guò)本次課題的完成，熟悉實(shí)際生產(chǎn)中加工工程圖的全貌和具體要求，其次熟悉實(shí)際生產(chǎn)中加工工藝設(shè)計(jì)的全部方法。通過(guò)本課題的完成，使學(xué)生達(dá)到以下目的：學(xué)會(huì)查閱有關(guān)資料，初步掌握編制機(jī)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(dòng)編程軟件，使學(xué)生感覺(jué)到合作配合工作的重要性，再次熟悉實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的程序設(shè)計(jì)過(guò)程及方法，最后學(xué)會(huì)獨(dú)立分析解決問(wèn)題、編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)以及查找參考資料的方法。1.2 工件的結(jié)構(gòu)分析1.2.1 導(dǎo)機(jī)凸模加工要求所加工零件為導(dǎo)機(jī)凸模，加工方式是單件生產(chǎn)。如圖1-1所示零件為導(dǎo)機(jī)凸模零件，結(jié)構(gòu)形狀復(fù)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(guò)程進(jìn)行分析。圖1-1 導(dǎo)機(jī)凸模a.結(jié)構(gòu)分析如圖1-1所示零件由一凸臺(tái),兩個(gè)型腔及三個(gè)通孔構(gòu)成，凸臺(tái)是由圓弧面和平面組成。b.精度分析上表面相對(duì)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(jí)為H8；24通孔的的精度等級(jí)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(biāo)準(zhǔn)較統(tǒng)一,且無(wú)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(wú)相互矛盾之處，有利于編程。1.2.2 定位基準(zhǔn)選擇加工外輪廓及型腔以下表面和四側(cè)面為定位基準(zhǔn)。1.2.3 工藝方案擬定通過(guò)查閱機(jī)械手冊(cè)，根據(jù)導(dǎo)機(jī)凸模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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(diǎn)鉆絞24H7通孔線割 鉆 擴(kuò) 鏜外輪廓 粗銑-精銑型腔 粗銑-精銑1.3 導(dǎo)機(jī)凸模三維造型圖 根據(jù)老師給我們的二維圖紙，設(shè)計(jì)我們所要繪制的三維圖，我用UG把圖用三維造出來(lái)，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?yàn)椋恒姷撞看蜷_(kāi)型腔第二道工序?yàn)椋狐c(diǎn)鉆絞孔 鉆 擴(kuò) 鏜第三道工序?yàn)椋恒娡廨喞托颓弧?2工藝工序安排1、對(duì)導(dǎo)機(jī)凸模進(jìn)行工藝安排：下料磨削線割銑削去毛刺檢驗(yàn)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(dá)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(yàn)。油封：清理、油封、入庫(kù)。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(kāi)型腔及外輪廓和型腔。根據(jù)基準(zhǔn)先行，先面后孔，先主后次，先粗后精原則，工步1：粗銑打開(kāi)型腔加工內(nèi)容是打開(kāi)狀型腔，根據(jù)平面加工方案，以裝夾的上表面為基準(zhǔn)?？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2：精銑削打開(kāi)狀型腔加工內(nèi)容是打開(kāi)狀型腔，根據(jù)平面加工方案，以裝夾的上表面為基準(zhǔn)。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(zhǔn)確定平面高度，銑削加工外輪廓。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(zhǔn)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(zhǔn)確定各側(cè)面的垂直度，進(jìn)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，以底面為基準(zhǔn)確定各側(cè)面的位置精度，進(jìn)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(dòng)，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(xiě)相應(yīng)的機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片，具體見(jiàn)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(kāi)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，并設(shè) 圖4置參數(shù)，選擇加工刀具，進(jìn)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(jì)算出刀具加工軌跡，如圖6所示?？梢钥闯鲩_(kāi)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(jìn)給量0.1。圖6底面型腔粗加工刀具路徑 圖7、實(shí)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”，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(xiàng)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(jì)算出刀具加工軌跡，如圖6所示?？梢钥闯鲩_(kāi)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(jìn)給量0.1。 圖13外輪廓及型腔加工路徑 圖14實(shí)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(kāi)狀型腔的加工（1）粗銑型腔所用刀具為T(mén)01，四刃平刀，刀具直徑為12，加工深度為 10 mm。 因?yàn)榧庸ち枯^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(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊(cè)書(shū)上表查得：V=30m/min. （2）精加工型腔所用刀具為T(mén)02，12四刃平面銑刀，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(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊(cè)書(shū)上表2.1查得，V=40m/min.2.7.2粗、精銑外輪廓及形腔 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?yàn)闉槠降琢姷躲娖矫?，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(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊(cè)書(shū)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(jī)械加工切削數(shù)據(jù)手冊(cè)書(shū)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(dòng)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(guò)程、數(shù)值計(jì)算、編寫(xiě)零件加工程序單、制作控制介質(zhì)到程序校驗(yàn)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(shí)和數(shù)值計(jì)算能力。對(duì)于加工形狀簡(jiǎn)單、計(jì)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(jì)、及時(shí)。因此，在點(diǎn)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(duì)于形狀復(fù)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(cuò)的概率增大，有時(shí)甚至無(wú)法編出程序，必須用自動(dòng)編程的方法編制程序。2自動(dòng)編程自動(dòng)編程是利用計(jì)算機(jī)專用軟件來(lái)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(yǔ)言，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算及后置處理，編寫(xiě)出零件加工程序單，加工程序通過(guò)直接通信的方式送入數(shù)控機(jī)床，指揮機(jī)床工作。自動(dòng)編程使得一些計(jì)算繁瑣、手工編程困難或無(wú)法編出的程序能夠順利地完成。31采用UG自動(dòng)編程軟件進(jìn)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 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(jiàn)NC代碼，與實(shí)體加工）謝 辭短暫二個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)在匆匆忙忙中過(guò)去了，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我受益非淺，學(xué)到了很多新的東西，比如工藝設(shè)計(jì)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(guò)這次的實(shí)習(xí)才知道真正設(shè)計(jì)的時(shí)候都是要通過(guò)查閱相關(guān)的手冊(cè)得來(lái)的。在三個(gè)月的時(shí)間中，我們學(xué)習(xí)了零件的工藝分析、數(shù)控機(jī)床的選用，零件工藝方案設(shè)計(jì)，包括進(jìn)給路線、加工余量、切削用量、機(jī)床夾具的選擇等內(nèi)容。在學(xué)習(xí)以上知識(shí)的同時(shí)也練習(xí)了CAD、UG、數(shù)控仿真加工、數(shù)控機(jī)床加工等知識(shí)，既完成了課程，又對(duì)以往學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行了完整的復(fù)習(xí)，可以說(shuō)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(jì)的程序、方法與技術(shù)規(guī)范，提高工程設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制、編寫(xiě)技術(shù)文件的能力；培養(yǎng)我們掌握實(shí)驗(yàn)、測(cè)試等科學(xué)研究的基本方法；鍛煉我們分析與解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。使我們樹(shù)立了正確的設(shè)計(jì)思想和培養(yǎng)了我們嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度以及嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)。我們即將正式步入工作崗位，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)正好為我們的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，讓我們能夠更好的適應(yīng)工作環(huán)境，同時(shí)也鍛煉了我們堅(jiān)韌不拔，迎難而上的精神。鍛煉了我們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。使我們的專業(yè)知識(shí)和水平更加的完善。我們要發(fā)揚(yáng)實(shí)習(xí)期間的能力和精神，成為社會(huì)有用的人才，為自己開(kāi)創(chuàng)美好的未來(lái)。在我設(shè)計(jì)的過(guò)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(jì)，怎么樣去完成一個(gè)工件的全部工藝流程，通過(guò)查手冊(cè)，找數(shù)據(jù)，給設(shè)計(jì)過(guò)程中的所有數(shù)據(jù)都能有一個(gè)詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)，這是我的最終學(xué)習(xí)目的，現(xiàn)在的學(xué)習(xí)為的就是以后在工作當(dāng)中的熟練運(yùn)用，在幾個(gè)月的實(shí)習(xí)中我的確學(xué)到了很多東西。 參考文獻(xiàn)1機(jī)械制造基礎(chǔ) 主編 陳茂貞 上海交通大學(xué) 2機(jī)械加工技術(shù) 主編 孫學(xué)強(qiáng) 高等職業(yè)技術(shù)教育機(jī)電類專業(yè)教材編委會(huì)3簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) 主編 胡家秀 機(jī)械工業(yè)出版社4互換性與測(cè)量技術(shù) 主編 鄭建中 浙江大學(xué)出版社6UG數(shù)控編程使用教程 主編 王衛(wèi)兵 清華大學(xué)出版社7. 數(shù)控加工中心中級(jí)工強(qiáng)化認(rèn)證培訓(xùn) 主編王榮興 高等教育出版社8.機(jī)械加工工藝及編程 趙長(zhǎng)明 機(jī)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(biāo)明MCS位置）零件名稱導(dǎo)機(jī)凸模零件代號(hào)SK工序號(hào)100工序名稱零件的加工編程人程序編號(hào)文件目錄序號(hào)程序段號(hào)加工內(nèi)容保留余量刀 具 參 數(shù)刀具號(hào)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(hào)刀具號(hào)刀具名稱刀具型號(hào)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(jì)，房產(chǎn)，策劃，方案等工作范文，希望你用得上，不足之處請(qǐng)指正