雙面型腔件三維造型、編程及加工-數(shù)控加工【三維UG】[CAD高清圖紙和文檔]
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目錄摘要IIAbstractIII第一章 緒論11.1 UG介紹1第二章 雙面型腔工藝分析與設(shè)計(jì)22.1計(jì)算零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型22.2零件圖的工藝分析22.2.1讀圖和審圖32.2.2數(shù)控加工內(nèi)容的選擇32.2.3零件結(jié)構(gòu)的工藝性32.2.4重要部位加工精度分析42.3毛坯42.3.1毛坯種類的選擇42.3.2加工余量42.4基準(zhǔn)的選擇52.5夾具的選擇52.6機(jī)床的選擇62.7刀具材料的選擇62.8工藝路線72.8.1 工序、工步的劃分72.8.2 加工順序的安排72.8.3 工藝路線72.9切削用量、刀具及切削液92.9.1粗銑基準(zhǔn)A、上表面92.9.2粗銑凸臺(tái)112.9.3鉆2-12通孔132.9.4切削液的選擇14第三章UG造型編程及加工163.1三維造型163.2數(shù)控加工編程193.2.1凸臺(tái)的數(shù)控加工編程193.2.2鉆2-12(H7)通孔的數(shù)控加工編程223.3加工24結(jié)論25參考文獻(xiàn)26致謝27外文翻譯28III摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是通過應(yīng)用UG軟件、機(jī)械設(shè)計(jì)資料和所學(xué)的知識(shí)對(duì)雙面型腔件進(jìn)行工藝分析、三維建模、數(shù)控加工編程及加工。工藝分析是設(shè)計(jì)產(chǎn)品重點(diǎn);三維建模、數(shù)控加工編程是UG軟件的重點(diǎn)所在,具有操作簡(jiǎn)單和修改方便等優(yōu)點(diǎn);加工是對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)。關(guān)鍵詞: UG軟件、工藝分析、建模、編程、加工無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(說明書)AbstractThe graduation project is through the application of UG software, mechanical design information and knowledge learned in the cavity of the double-sided documents for process analysis, three-dimensional modeling, NC programming and machining. Process analysis is to design product priorities; three-dimensional modeling, NC programming is the focus of UG software, is simple and easy and modified; processing of products is designed to detect.Keyword :UG software ,Process Analysis,Modeling ,Programming,Processing無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(說明書)第一章 緒論1.1 UG介紹Unigraphics(簡(jiǎn)稱UG)是西門子公司推出的集CAX(CAD/CAM/CAE的總稱)于一體的三維參數(shù)化軟件。UG軟件從20世紀(jì)70年代開發(fā)以來,經(jīng)歷了基于圖樣(1974年)、基于特征(1988年)、基于過程(1995年)和基于知識(shí)(2000年)的發(fā)展階段,功能不斷擴(kuò)展,在CAX等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)大。UG軟件包括CAD/CAE/CAM計(jì)算機(jī)鋪助工業(yè)設(shè)計(jì)、知識(shí)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化、數(shù)據(jù)交換和其他特殊應(yīng)用等功能。UG軟件在CAD方面的建模和造型分為兩個(gè)模塊實(shí)體造型和自由曲面造型。在造型功能方面,除其他軟件所具有的通用功能外,它還擁有靈活的復(fù)合建模、齊備的仿真照相、細(xì)膩的動(dòng)畫渲染和快速的原型工具,僅復(fù)合建模就可以讓用戶在實(shí)體建模、曲面建模、線框建模和基于特征的參數(shù)建模中任意選擇,使設(shè)計(jì)者可根據(jù)工程設(shè)計(jì)實(shí)際情況確定最佳建模方式,從而得到最佳設(shè)計(jì)效果。在加工功能方面,UG針對(duì)計(jì)算機(jī)鋪助制造的實(shí)用性,適應(yīng)性和效能性,通過覆蓋制造過程,實(shí)現(xiàn)制造的自動(dòng)化、集成化和用戶化,從而在產(chǎn)品制造周期、產(chǎn)品制造成本和產(chǎn)品制造質(zhì)量等方面提供了極大的效益。1第二章 雙面型腔工藝分析與設(shè)計(jì)2.1計(jì)算零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定生產(chǎn)類型 企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量和進(jìn)度計(jì)劃稱為生產(chǎn)綱領(lǐng)。企業(yè)(或車間、工段、班組、工作地)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類稱為生產(chǎn)類型。生產(chǎn)類型一般可分為單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、大量生產(chǎn)三種類型。一、計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)本雙面型腔件是某產(chǎn)品,該產(chǎn)品年產(chǎn)量400臺(tái),備品率10%,機(jī)械加工廢品率大約2%,則零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為N=Qn(1+a%+b%) =4001(1+10%+2%) =448件/年二、確定生產(chǎn)類型 表2-3 生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型的關(guān)系生產(chǎn)類型零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)/件重型零件(100kg)中型零件(10100kg)輕型零件(10kg)單件生產(chǎn)5101000500050000該零件的年產(chǎn)量為448件,其質(zhì)量為2.64kg,根據(jù)表2-3,可以確定其生產(chǎn)類型為小批生產(chǎn)。2.2零件圖的工藝分析在數(shù)控銑削加上中,對(duì)零件圖的工藝分析的主要包括零件結(jié)構(gòu)工藝性分析、選擇數(shù)控銑削的加工內(nèi)容、零件毛坯的工藝性分析和加工方案分析。目的在于,一是審查零件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸精度、相互位置精度、表面粗糙度、材料及熱處理等的技術(shù)要求是否合理,是否便于加工;二是通過工藝分析,對(duì)零件的工藝要求有進(jìn)一步的了解,以便制訂出合理的工藝規(guī)程。2.2.1讀圖和審圖(1)該零件圖表達(dá)完整、清晰,尺寸、公差、表面粗糙度及有關(guān)技術(shù)要求齊全、明確。(2)該零件2-8.5和SR20表面粗糙度為Ra6.3um,38、20、上表面和底面表面粗糙度為Ra1.6um其余為Ra3.2um。參數(shù)合理,利于加工。(3)該零件的定位基準(zhǔn)為底面,必須先滿足該面的精度。(4)該零件選用的材料為45鋼,價(jià)格低廉,加工難度不大,能夠保證零件件的各方面要求。 零件的技術(shù)要求有未注尺寸公差為IT13。加工要素有平面、凸臺(tái)、曲線、曲面、型腔和孔類加工。主要加上內(nèi)容包括上下平面、內(nèi)外型腔、孔類加工。2.2.2數(shù)控加工內(nèi)容的選擇該零件加工內(nèi)容主要是平面、凸臺(tái)、曲線、曲面、型腔和孔類等的加工,如果采用普通機(jī)床,像曲面(球面)、曲線等,難加工,質(zhì)量難以保證,而且效率低,工人手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大,故將全部采用數(shù)控機(jī)床加工。2.2.3零件結(jié)構(gòu)的工藝性該零件的加工的各工藝性能良好,耗工不大。(零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前提下,制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。好的結(jié)構(gòu)工藝性會(huì)使零件易于加工,節(jié)省工時(shí)、材料;差的結(jié)構(gòu)工藝性會(huì)使零件加工困難、浪費(fèi)工時(shí)、材料,甚至無法加工。)2.2.4重要部位加工精度分析該零件結(jié)構(gòu)雖然看似復(fù)雜,但是卻易于加工。根據(jù)圖紙上的標(biāo)注,該零件的尺寸精度(尺寸精度:限制加工表面與其基準(zhǔn)間的尺寸誤差不超過一定的范圍)在IT79之間;位置精度(位置精度:限制加工表面與其基準(zhǔn)間的相互位置誤差,如平行度、垂直度、同軸度、位置度等)是要保證38、20、50與基準(zhǔn)A的垂直度,凸臺(tái)底面與基準(zhǔn)A的平行度。2.3毛坯2.3.1毛坯種類的選擇制造機(jī)械零件(或產(chǎn)品)所選用的毛坯有鑄件、鍛件、沖壓件、焊接件、型材等。該材料選用的是45鋼,故該零件力學(xué)性能要求較高。45鋼屬于中碳鋼,是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中應(yīng)用最廣泛的一類。該零件屬于小批量生產(chǎn)故采用自由鍛件(大量生產(chǎn)應(yīng)選精度和生產(chǎn)率都較高的毛坯制造方法。如鑄件應(yīng)采用金屬模機(jī)器造型或精密鑄造;鍛件應(yīng)采用模鍛或冷軋、冷拉型材等;單件小批量生產(chǎn)則用木模手工造型或自由鍛件)。2.3.2加工余量加工余量(加工余量是指加工過程中從加工表面切除的金屬層厚度)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(jī)械加工勞動(dòng)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。該零件采用查表修正法確定加工余量,余量如下:根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.3-25毛坯尺寸定為14510529(長(zhǎng)寬高)。表2.3-25 方塊類鍛件的機(jī)械加工余量及偏差 (mm)鍛件高度H鍛件截面邊長(zhǎng)A、B100101150abab5041415551100556262注:只截取部分工序余量:面(所有)加工:根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表13-27(第1050頁(yè)),當(dāng)加工面長(zhǎng)度小于等于300mm,加工面寬度小于等于100mm時(shí),精銑余量為0.5mm,那么粗銑余量為2mm??准庸ぃ?-12(H7)根據(jù)金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)表13-14(第1050頁(yè)),當(dāng)加工孔的直徑為12mm時(shí),鉆(工序尺寸為11mm,余量為1mm),擴(kuò)孔鉆(工序尺寸為11.85mm,余量為0.15mm),鉸至尺寸;2-8.5查機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.3-48(第495頁(yè)),當(dāng)加工孔的直徑為8.5mm時(shí),鉆(工序尺寸為8.4mm,余量為0.1mm),鉸至尺寸;2-15直接加工至尺寸。2.4基準(zhǔn)的選擇所謂基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面。 該零件的表面全部都需要加工,加工該零件的上平面、凸臺(tái)、孔、球面、內(nèi)圓時(shí)以基準(zhǔn)A為定位基準(zhǔn),加工底面、型腔時(shí),以上平面為定位基準(zhǔn)。該零件既遵循了“基準(zhǔn)重合”原則(為了較容易地獲得加工表面對(duì)其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的相對(duì)位置精度要求,應(yīng)選擇加工表面的設(shè)計(jì)為其定位基準(zhǔn)。這一原則稱為基準(zhǔn)重合原則),“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則(當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以比較方便地加工其他表面時(shí),應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用此精基準(zhǔn)定位,這就是“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則),又遵循了“互為基準(zhǔn)”原則(為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度,可采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的原則)2.5夾具的選擇本零件采用銑床用平口虎鉗裝夾工件,型號(hào)為QH160參數(shù)如下:名稱型號(hào)鉗口寬度鉗口最大張開量鉗口高度定位鍵寬度銑床用平口虎鉗(mm)QH1601601255018 2.6機(jī)床的選擇機(jī)床的選擇:(1)機(jī)床規(guī)格應(yīng)與工件的外形尺寸相適應(yīng),及大件用大機(jī)床,小件用小機(jī)床。(2)機(jī)床精度應(yīng)與工件加工精度要求相適應(yīng)。 本零件選擇加工選用XD-40數(shù)控立銑床 ,參數(shù)如下:1、工作臺(tái)工作臺(tái)規(guī)格 長(zhǎng)寬(mm) 800400T型槽尺寸 槽寬(mm)18H71303(中央T型)工作臺(tái)最大載重(kg)3002、坐標(biāo)范圍X坐標(biāo)(mm) 600Y坐標(biāo)(mm) 400Z坐標(biāo)(mm) 540主軸中心線距Z向?qū)к壝婢嚯x(mm) 460主軸斷面距工作臺(tái)上平面距離(mm)150-6903、進(jìn)給X、Y、Z向切削進(jìn)給速度(mm/min) 15000X、Y、Z向快速進(jìn)給速度(m/min)20(X、Y) 15(Z)主軸最高轉(zhuǎn)速(r/min) 5000(8000可選)4、主軸系統(tǒng)主軸功率(kW)7.5主軸錐孔7:24主軸前支承直徑(mm)70主軸軸承潤(rùn)滑方式油脂潤(rùn)滑5、精度定位精度(mm) (國(guó)標(biāo)) X、Z:0.020 Y:0.016重復(fù)定位精度(mm) (國(guó)標(biāo)) X、Z:0.008 Y:0.0062.7刀具材料的選擇刀具材料選用硬質(zhì)合金,鉆頭、鍵槽刀、擴(kuò)孔刀和鉸刀選用高速鋼。硬質(zhì)合金的切削速度比高速鋼高410倍,切削力強(qiáng),但其沖擊韌性與抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)比高速鋼差,成本高。2.8工藝路線2.8.1 工序、工步的劃分加工該零件按加工部位劃分工序(對(duì)于加工內(nèi)容很多的零件,可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部位分成幾個(gè)部位,如內(nèi)腔、外形、曲面或平面)。加工該零件,構(gòu)成工步的任一要素(加工表面、刀具及加工連續(xù)性)改變后,都將視為另一個(gè)工步。2.8.2 加工順序的安排 總的原則是前面的工序?yàn)楹罄m(xù)工序創(chuàng)造條件,作為基準(zhǔn)的準(zhǔn)備。具體原則如下:(1)先粗后精(2)先主后次(3)先面后孔(4)先基準(zhǔn)后其他2.8.3 工藝路線 根據(jù)以上本零件的工藝路線如下: 工藝路線方案一: 鍛熱(調(diào)質(zhì)處理)銑(上、下平面)銑(四周邊)銑(粗精銑凸臺(tái))銑(粗精銑內(nèi)圓)銑(粗精銑孔)銑(粗精銑球面)鉆(鉆、擴(kuò)、鉸)銑(粗精銑型腔)銑(粗精銑孔)鉗(清洗、去毛刺)檢(檢驗(yàn)入庫(kù)) 工藝路線方案二:鍛熱(調(diào)質(zhì)處理)銑(上、下平面)銑(四周邊)銑(粗精銑凸臺(tái))銑(粗精銑內(nèi)圓)銑(粗精銑球面)銑(粗精銑孔)銑(粗精銑型腔)銑(粗精銑孔)鉗(清洗、去毛刺)檢(檢驗(yàn)入庫(kù))上述兩個(gè)工藝方案特點(diǎn)在于:方案一的孔是采用鉆、擴(kuò)、鉸加工,方案二所有的孔采用銑加工。如果采用方案二,孔小選擇的刀具直徑也小,很容易斷刀,切削效率也不高,所以方案一比較合理。工藝過程方案:010鍛1鍛造成形020熱1去應(yīng)力退火030銑1粗銑底面,留余量0.5mm2精銑底面至尺寸3調(diào)面,粗銑上平面,留余量0.5mm040銑1粗銑10024兩端面,留余量0.5mm2精銑10024兩端面至尺寸3粗銑14024兩端面,留余量0.5mm4精銑14024兩端面至尺寸050銑1粗銑凸臺(tái),單邊留余量0.5mm2精銑上平面至尺寸3精銑凸臺(tái)至尺寸060銑1粗銑50內(nèi)圓,留余量0.5mm2粗銑20mm、深度為10mm的內(nèi)圓,留余量0.5mm3精銑50內(nèi)圓至尺寸4精銑20mm、深度為10mm的內(nèi)圓至尺寸070銑1粗銑26通孔,留余量0.5mm2精銑 26孔至尺寸080銑1粗銑球面,留余量0.5mm2精銑球面、R3圓弧至尺寸090鉆1鉆2-12(H7)通孔,留余量1mm2鉆2-8.5通孔,留余量0.1mm3擴(kuò)2-12(H7)通孔,留余量0.15mm4鉸2-12(H7)通孔至尺寸5鉸2-8.5通孔至尺寸6加工2-15mm、深度為8.5mm的沉孔至尺寸100銑1粗銑型腔,留余量0.5mm2精銑型腔至尺寸110銑1粗銑38mm、深度為15mm的孔,留余量0.5mm2精銑38mm、深度為15mm的孔至尺寸120鉗1去除毛刺,銳邊2清洗130檢1檢驗(yàn)入庫(kù)2.9切削用量、刀具及切削液2.9.1粗銑基準(zhǔn)A、上表面 1. 選擇刀具(1) 根據(jù)表1.2(在切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第56頁(yè)),選擇YT15硬質(zhì)合金刀片。根據(jù)表3.1(在切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第84頁(yè)),銑削深度p4mm時(shí),端銑刀直徑d0為80mm,e為60mm。但已知銑削寬度100mm,故應(yīng)根據(jù)銑削寬度e120mm,選擇d0=200mm。由于選擇標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金端銑刀,故齒數(shù)z=8(表3.15,在切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第9596頁(yè))。(2) 銑刀幾何形狀(表3.2,在切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第8486頁(yè)):由于b 650MPa,故選擇kr=20,kr=5,a0=8,a0=9,s=-10,0=5。2.選擇切削用量(1) 決定銑削深度p 由于加工余量不大,故可在一次走刀內(nèi)完成,則 p =h=2mm (2) 決定每齒進(jìn)給量fz 采用不對(duì)稱端銑以提高進(jìn)給量。根據(jù)表3.5(在切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第88頁(yè)),當(dāng)使用YT15,銑床功率為7.5KW(XD-40立式銑床)時(shí),fz=0.090.18mm/z 但因采用不對(duì)稱端銑,故取fz=0.18mm/z(3) 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)表3.7(在切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第8889頁(yè)),銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.2mm,由于銑刀直經(jīng)d0=200mm,故刀具壽命T=240min(表3.8,在切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第89頁(yè))(4) 決定切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vf 切削速度vc可根據(jù)公式計(jì)算,也可以直接由表中查出。根據(jù)表3.15(在切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第9596頁(yè)),當(dāng)d0=200mm,z=8,p 5mm,fz0.18mm/z時(shí),vt=129m/min,nt=206r/min,vft=263mm/min。各修正系數(shù)為:kmv=kmn=kmvf=1.13 ksv=ksn=ksvf=0.8故 vc=vtkv=1291.130.8=116.616m/min117m/min n=ntkn=2061.130.8=186.224r/min187r/min vf=vftkvf=2631.130.8=237.752mm/min238mm/min(5)校檢機(jī)床功率 根據(jù)表3.23(在切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第104頁(yè)) ,當(dāng)b 5601000MPa,e100mm,p 2mm,d0=200mm,z=8, vf=238mm/min,近似為Pcc=3.2kw XD-40立式數(shù)控銑床,機(jī)床主軸允許的功率為 Pcm=7.5kw 故PccPcm,因此所選的切削用量可以采用。(6)計(jì)算基本工時(shí) tm=L/vf 式中,L=l+y+,l=140mm,根據(jù)表3.26(在切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第106頁(yè)),不對(duì)稱安裝銑刀,入切量及超切量y+=60mm,則L=l+y+=140+60=200mm,故tm=200/238min0.84min精銑基準(zhǔn)A、精銑上表面、粗精四周邊與上相似得到的切削用量如下:粗銑上表面:p=2mm,n=187r/min,f=1.27mm/r,vc=117m/min,tm0.84min精銑基準(zhǔn)A、上表面:p=0.5mm,n=275r/min,f=0.5mm/r,vc=173m/min,tm1.5min粗銑10024端面:用80硬質(zhì)合金面銑刀加工,p=2mm, n=393r/minf=0.8mm/r,vc=123m/min,tm0.3min精銑10024端面:用80硬質(zhì)合金面銑刀加工,p=0.5mm,n=498r/min,f=0.45mm/r,vc=157m/min,tm0.47min粗銑14024端面:用80硬質(zhì)合金面銑刀加工,p=2mm,n=393r/min,f=0.8mm/r,vc=123m/min,tm0.46min精銑14024端面:用80硬質(zhì)合金面銑刀加工,p=0.5mm,n=498r/min,f=0.45mm/r,vc=157m/min,tm0.65min刀具歸結(jié)如下:刀具名稱刀具號(hào)200硬質(zhì)合金面銑刀TO180硬質(zhì)合金面銑刀TO22.9.2粗銑凸臺(tái)1選擇刀具(1) 根據(jù)表10.102(在金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)第835頁(yè)),選擇YT15硬質(zhì)合金刀。根據(jù)圖選擇d0=16mm的立銑刀,齒數(shù)z=6(表10-130,在金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)第864頁(yè))。(2)銑刀幾何形狀(表10-104,在金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)第837838頁(yè)):由于采用套齒圈的銑刀,故選擇a0=20,a01=6,a00=30,0=-5,01=-30=25。2選擇切削用量(1)決定銑削深度p 側(cè)吃刀量e p =h=2mm ,e=5mm (2)決定每齒進(jìn)給量fz 根據(jù)表10-131(在金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)第865頁(yè)),當(dāng)采用套齒圈的銑刀,d0=16mm,z=6,p 5mmfz=0.040.06mm/z但因粗銑,故取fz=0.06mm/z(3)選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)表10-107(在金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)第843頁(yè)),銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.3mm,由于銑刀直經(jīng)d0=16mm,故刀具壽命T=120min(表10-130,在金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)第864頁(yè))(4)決定切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vf 切削速度vc可根據(jù)公式計(jì)算,也可以直接由表中查出。根據(jù)表10-130(在金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)第864頁(yè)),當(dāng)d0=16mm,z=6,p 5mm,e10mm,fz0.075mm/z時(shí),vt=78m/min,Pcc=1.8kw各修正系數(shù)(表10-152,在金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)第885頁(yè))為:kcv=0.87, kcp=1.04故 vc=vtkv=780.87=67.86m/min68m/min Pc=Pcckcp=1.81.04=1.872kw(5)校檢機(jī)床功率 XD-40立式數(shù)控銑床,機(jī)床主軸允許的功率為 Pcm=7.5kw故Pcc1013mm,b 570680MPa,d0=11mm時(shí)f=0.650.78mm/r從以上進(jìn)給量比較可以看出,受限制的進(jìn)給量是工藝要求,其值為f=0.1250.155mm/r,取f=0.155mm/r。(二)決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由表2.12(在切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第54頁(yè)),當(dāng)d0=11mm時(shí),鉆頭后刀面最大磨損量取為0.5mm,壽命T=45min。(三)決定切削速度 由表2.14(在切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第5556頁(yè)),b =600MPa的45鋼加工性屬5類。由表2.13(在切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第55頁(yè)),當(dāng)加工性為第5類,切削速度近似為vt=19m/min。切削速度的修正系數(shù)為(見表2.31):ktv=1.0,kcv=1.0,kiv=1.0,kxv=0.87因此vc=vtkv=191.01.01.00.87=16.53m/min17m/min n=470.8r/min471r/min(四)校檢機(jī)床功率 根據(jù)表2.22(在切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第63頁(yè)),機(jī)床功率近似為Pcc=1.1kwXD-40立式數(shù)控銑床,機(jī)床主軸允許的功率為 Pcm=7.5kw故PccPcm,因此所選的切削用量可以采用。 (五)計(jì)算基本工時(shí) tm=L/nf 式中,L=l+y+,l=19mm,根據(jù)表2.29(在切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)第68頁(yè)),入切量及超切量y+=5mm,則L=l+y+=19+5=24mm,故tm=24/(4710.155)min0.3min其他孔的加工與上相似切削用量如下:鉸2-12通孔:用12H7鉸刀, n=213r/min,f=0.7mm/r,vc=8m/min,tm0.2min鉆2-8.5通孔:8.4高速鋼麻花鉆頭,n=836r/min,f=0.11mm/r,vc=21m/min,tm0.3min擴(kuò)2-12通孔:用11.85擴(kuò)孔刀,a0=8,=20,2=118,T=30min,n=524r/min,f=0.7mm/r,vc=19.5m/min,tm0.2min鉸2-8.5通孔:用8.5鉸刀,n=375r/min,f=0.6mm/r,vc=10m/min,tm0.1min加工2-15mm、深度為8.5mm的沉孔:用15高速鋼鍵槽銑刀,n=800r/min,f=0.013mm/r,vc=36m/min,tm1.2min刀具歸結(jié)如下:刀具名稱刀具號(hào)11.5高速鋼麻花鉆頭T078.4高速鋼麻花鉆頭T0812H7鉸刀T098.5鉸刀T1015高速鋼鍵槽銑刀T1111.85擴(kuò)孔刀T122.9.4切削液的選擇切削液有水溶液、切削油和乳化液三種。其起到冷卻、潤(rùn)滑、清洗、防銹等作用。切削該工件時(shí)使用的硬質(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;使用的高速鋼刀具選用水溶液作為切削液。15無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(說明書)第三章UG造型編程及加工3.1三維造型先建立新文件,文件名只能是英文和數(shù)字組成。在主菜單中依次單擊“起始”“建?!泵?,進(jìn)入實(shí)體建模環(huán)境。單擊工具欄中的“長(zhǎng)方體”按鈕,彈出“長(zhǎng)方體”對(duì)話框,按照默認(rèn)的構(gòu)建模式,在“長(zhǎng)度”內(nèi)輸入“140”、在“寬度”內(nèi)輸入“100”、“高度”內(nèi)輸入“19”,如圖3-1所示,單擊“確定”按鈕,構(gòu)建了一個(gè)長(zhǎng)方體實(shí)體建模。圖3-1以長(zhǎng)方體上平面為繪制平面,進(jìn)入草圖繪制圖3-2,完成草圖后,向上拉伸5mm,并求和。圖3-2以圖3-2繪制好的實(shí)體的上表面為繪制平面,進(jìn)入草圖分別繪制圖3-3、圖3-4,完成草圖后,分別向下拉伸求差6mm、10mm。圖3-3圖3-4以XZ為繪制平面,進(jìn)入草圖繪制圖3-5,完成草圖后,回轉(zhuǎn)360并求差。圖3-5以長(zhǎng)方體上表面為繪制平面,進(jìn)入草圖繪制圖3-6,完成草圖后,向下拉伸4mm,并求差。圖3-6以長(zhǎng)方體上表面為繪制平面,單擊工具欄中的“孔”按鈕,分別完成兩個(gè)通孔和兩個(gè)沉頭孔的繪制,對(duì)話框如圖3-7、3-8 。圖3-7圖3-8以長(zhǎng)方體的底面為繪制平面,繪制雙面型腔件的底面,與上相似,具體步驟省略。完成所有造型后,所生成的模型如圖3-9 。 圖3-93.2數(shù)控加工編程銑六面一次走刀完成,可以直接手動(dòng)編程,這里不做詳訴。3.2.1凸臺(tái)的數(shù)控加工編程在標(biāo)準(zhǔn)工具條中選擇“開始”“加工”,系統(tǒng)將彈出“加工環(huán)境”對(duì)話框,在CAM設(shè)置選擇欄中選擇“mill-contour”模板,單擊“初始化”按鈕,系統(tǒng)將進(jìn)入型腔銑加工環(huán)境。(一)創(chuàng)建幾何體 在操作導(dǎo)航器的幾何視圖中,設(shè)置加工坐標(biāo)系、零件和毛坯,為創(chuàng)建操作做準(zhǔn)備。(1)設(shè)置加工坐標(biāo)系。 先將操作導(dǎo)航器轉(zhuǎn)換到幾何體視圖。 在“操作導(dǎo)航器-幾何體”中選擇“MCS-MILL”,單擊右鍵,在其快捷菜單中選擇“編輯”命令。 在彈出對(duì)話框中的“機(jī)床坐標(biāo)系”中的“指定MCS”欄中,單擊“自動(dòng)判斷”圖標(biāo),然后在圖形區(qū)域選擇毛坯的頂面,之后單擊“確定”,系統(tǒng)將自動(dòng)在毛坯的頂面中心位置創(chuàng)建加工坐標(biāo)系,如圖3-10所示。圖3-10(2)設(shè)置幾何體 在“操作導(dǎo)航器-幾何體”中,雙擊“WORKPIECE”圖標(biāo),將彈出“幾何體”對(duì)話框。 指定部件幾何體。在“幾何體”對(duì)話框中,單擊“指定部件”按鈕,將彈出“部件幾何體”對(duì)話框,在圖形區(qū)域選擇零件, 點(diǎn)擊“確認(rèn)”返回“幾何體”對(duì)話框,如圖3-11所示。圖3-11 指定毛坯幾何體,在“幾何體”對(duì)話框中,單擊“指定毛坯”圖標(biāo)按鈕,將彈出“毛坯幾何體”對(duì)話框,選擇“自動(dòng)塊”,單擊“確定”后,返回“幾何體”對(duì)話框,如圖3-12所示。圖3-12 在“幾何體”對(duì)話框中單擊“確認(rèn)”,結(jié)束幾何體的設(shè)置操作。(二)創(chuàng)建刀具(1)在“創(chuàng)建操作”工具條中選擇“創(chuàng)建刀具”命令,進(jìn)入“創(chuàng)建刀具”對(duì)話框。(2)先在“創(chuàng)建刀具”對(duì)話框中的類型選擇項(xiàng)內(nèi)選擇“mill-contour(銑型腔)”,然后在“刀具子類型”選項(xiàng)欄中選擇“立銑刀(MILL)”圖標(biāo),并輸入刀具名稱LIXIDAO16,然后單擊“應(yīng)用”,進(jìn)入“刀具參數(shù)”對(duì)話框,設(shè)置參數(shù)后單擊“確定”,完成刀具的創(chuàng)建。(三)創(chuàng)建操作(1) 在加工創(chuàng)建工具條中,單擊“創(chuàng)建操作”命令,系統(tǒng)將彈出“創(chuàng)建操作”對(duì)話框。(2) 在“創(chuàng)建操作”對(duì)話框中,選擇“類型”中選擇“mill-contour(銑型腔)”,然后在“操作子類型”中,選擇型腔銑模板圖標(biāo)CAVITY-MILL銑型腔。(3) 在“創(chuàng)建操作”對(duì)話框中設(shè)置其他參數(shù):程序、刀具、幾何體、方法、名稱。(4) 在“創(chuàng)建操作”對(duì)話框中單擊“確定”,選擇切削區(qū)域、設(shè)置切削層、進(jìn)給率。(5) 生成操作,如圖3-13所示。圖3-13(6) 加工仿真。例如,圖3-14。圖3-14(四)后處理先在操作導(dǎo)航器中選中各銑削圖標(biāo),然后在“加工操作”工具條中單擊“后處理”按鈕,在“后處理”對(duì)話框中,后處理選擇“MILL-3-AXIS”,單位選擇“公制/部件” ,單擊“確定”后,系統(tǒng)就會(huì)生成型腔銑操作的NC加工代碼。例如,圖3-15 。 圖3-153.2.2鉆2-12(H7)通孔的數(shù)控加工編程(一)創(chuàng)建刀具(1)在“創(chuàng)建操作”工具條中選擇“創(chuàng)建刀具”命令,進(jìn)入“創(chuàng)建刀具”對(duì)話框。(2)先在“創(chuàng)建刀具”對(duì)話框中的類型選擇項(xiàng)內(nèi)選擇“drill”,然后在“刀具子類型”選項(xiàng)欄中選擇“麻花鉆頭(DRILLING-TOOL)”圖標(biāo),并輸入刀具名稱DRILLING-TOOLD11,然后單擊“應(yīng)用”,進(jìn)入“刀具參數(shù)”對(duì)話框,設(shè)置參數(shù)后單擊“確定”,完成刀具的創(chuàng)建。(二)創(chuàng)建操作(1)在加工創(chuàng)建工具條中,單擊“創(chuàng)建操作”命令,系統(tǒng)將彈出“創(chuàng)建操作”對(duì)話框。(2)在“創(chuàng)建操作”對(duì)話框中,選擇“類型”中選擇“drill”,然后在“操作子類型”中,選擇型腔銑模板圖標(biāo)PECK-DRILLING啄鉆。在“創(chuàng)建操作”對(duì)話框中設(shè)置其他參數(shù):程序、刀具、幾何體、方法、名稱。在“創(chuàng)建操作”對(duì)話框中單擊“確定”,指定孔、指定部件表面、指定底面、指定循環(huán)方式、進(jìn)給和速度,如圖3-16所示。圖3-16(3)生成操作,如圖3-17所示。圖3-17 (4)加工仿真,如圖3-18所示。圖3-18(三)后處理先在操作導(dǎo)航器中選中各銑削圖標(biāo),然后在“加工操作”工具條中單擊“后處理”按鈕,在“后處理”對(duì)話框中,后處理選擇“MILL-3-AXIS”,單位選擇“公制/部件” ,單擊“確定”后,系統(tǒng)就會(huì)生成型腔銑操作的NC加工代碼,如圖3-19所示 。圖3-19該零件其他的數(shù)控加工編程與上相似,這里不作詳述。3.3加工(1)開機(jī)檢查主軸運(yùn)轉(zhuǎn)、各功能是否正常,然后將各坐標(biāo)軸回到機(jī)床零點(diǎn)。(2)裝工件、對(duì)刀建立坐標(biāo)系。(3)將程序輸入機(jī)床后進(jìn)行相應(yīng)修改,再將機(jī)床處于單段運(yùn)行狀態(tài),檢驗(yàn)刀具在機(jī)床中運(yùn)行的位置是否正確,主要是Z軸,當(dāng)位置確定后釋放單段運(yùn)行狀態(tài),自動(dòng)運(yùn)行。43結(jié)論本論文通過對(duì)零件圖形的結(jié)構(gòu)分析,擬定出工藝方案。在加工時(shí)要特別注意位置精度。刀具直徑的選擇要注意根據(jù)零件圖選擇,特別是立銑刀不要選擇夠大,否則會(huì)過切,影響加工精度。利用UG軟件對(duì)零件進(jìn)行三維造型及數(shù)控加工編程,減少了煩瑣的計(jì)算過程,大大縮短了編程的時(shí)間。參考文獻(xiàn)1 李洪主編 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 北京出版社 2 趙如福主編 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè) 上海科學(xué)技術(shù)出版社 3 焦建民主編 切削用量 電子工業(yè)出版社 4 吳國(guó)梁主編 銑工 江蘇科學(xué)技術(shù)出版社5 過小容 李坤 編著 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 UG三維造型與數(shù)控加工編程 6 倪森壽主編 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)械技術(shù)基礎(chǔ)7 倪森壽主編 化學(xué)工業(yè)出版社 機(jī)械制造工藝與裝配8 李錦標(biāo) 鐘平福 等編著 機(jī)械工業(yè)出版社 UG NX 從數(shù)控加工編程到CNC加工實(shí)戰(zhàn)致謝通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多知識(shí)、所學(xué)的知識(shí)都得到了應(yīng)用,提高了綜合應(yīng)用能力。王自建老師,給予了精心的指導(dǎo),提出了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。感謝王自建老師給予的支持和幫助。同時(shí)要感謝在百忙之中來參加我畢業(yè)答辯的評(píng)審老師。外文翻譯(一)Production and meaning of CNC machine toolsTraditional mechanical manufacturing industry, manufacturers of what kind of machine tool equipment, depending on its type of production. For mass production, the use of special machine tools, machine tool, production line and the corresponding tooling. This mode of production, investment, and product is not easy replacement cycle is long. For single and in small batch production type, using a common universal machine and copying machine, and this mode of production need to make adjustments by mold and machine tools, spend a lot of manual labor hours, and require workers with high technical level, Also need a longer preparation period of production, processing, accuracy is also difficult to meet higher demand.The current world has entered the information age, technological advances. Production areas and high-tech field of increased competition, product and technological progress, accelerating the pace of upgrading. Now single and small batch production machining of parts have been accounted for more than 80% of the total, and with the requirements of parts of higher quality, higher accuracy, the shape are becoming increasingly complex, which is placed in front of the machine tool industry, a problem. In order to solve complex, sophisticated, single and small batch and the changing shape of the parts processing problems, a new type of machine - digital control machine tool production is inevitable. In 1952, the United States and the Massachusetts Institute of Technology Parsons the first company successfully developed the worlds first CNC machine tools.Numerical control of machines referred to as CNC machine tools, is a kind of digital information as a form of instruction, through a dedicated or general-purpose electronic computer-controlled machine tools. It can be said, CNC machine tools is under the control of the CNC system, accurate process by pre-arranged, and automate the processing requirements of machine tool movements.(二)The choice of locating datumPositioning reference base with coarse and fine of reference points. Starting in the processing processes, can only be used on rough surfaces not processed as a positioning reference, the surface is called rough benchmark. The surface has been processed using a locating datum, is called precision benchmark.Select benchmark crude, the main consider two questions: First, do not guarantee processing surface and machined surface accuracy of mutual location: the second is a reasonable allocation of the allowance of the machined surface. Reference to the following principles when specific choices.1.For both the surface of the machined surface and non-processing parts, in order to ensure processing between the surface and not the location of the machined surface accuracy, surface finish should be chosen not as a rough benchmark. If there are multiple parts are not machined surface, places where the surface of each location and processing high precision surface as a rough benchmark.2.For a more finished surface of the workpiece .select the coarse reference should be considered a reasonable allocation of the allowance of the machined surface. Rational allocation of allowances refer to the following two points.a. should ensure that all of the major surface has a sufficient allowance. To meet this requirement, should choose the smallest margin rough surface as a rough benchmark.b. For certain important on the surface of the workpiece (such as rail and important holes, etc.), uniform allowance to as much as possible to the surface, the surface should be chosen as an important benchmark crude.3.Rough benchmarks should avoid repeated use. Direction in the same size, the crude base is usually used only once to avoid large position error.4.Chosen as the benchmark crude should be flat plane, or the flash is not casting defects such as riser for positioning and reliable.Reference should be fine selection of departure to ensure precision parts, taking into account the clamping convenient, simple fixture. Precision refer
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