連桿零件的數(shù)控銑加工工藝及自動編程仿真設計含NX三維及CAD圖

連桿零件的數(shù)控銑加工工藝及自動編程仿真設計含NX三維及CAD圖,連桿,零件,數(shù)控,加工,工藝,自動,編程,仿真,設計,nx,三維,cad 摘 要 摘 要 本課題來源于生產(chǎn)，是對所學知識的應用，它包括了我們在校幾年所學的全部知識，在數(shù)控專業(yè)上具有代表性，而且提高了綜合運用各方面知識的能力。程序的編制到程序的調(diào)試，零件的加工運用到了所學的AutoCAD、UG軟件、機床操作、刀具的選擇、零件的工藝分析、工藝路線等一系列的內(nèi)容。這將所學到的理論知識充分運用到了實際加工中，切實做到了理論與實踐的有機結合，選擇正確的加工方法，設計合理的加工工藝過程，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的特點。本文主要對零件進行了,圖紙分析、毛坯的選擇、加工方法以及加工路線的選擇、對刀具機床進行確定，并且選定刀具參數(shù)規(guī)格，選定機床的型號。然后填寫工藝卡片，工序卡片。對零件進行自動編程。 關鍵詞: 數(shù)控編程；數(shù)控銑削；仿真加工；三維建模 III Abstract Abstract This subject comes from production, is the application of the knowledge we have learned, it includes all the knowledge we have learned in school for several years, and it is representative in numerical control specialty, and improves the ability of comprehensive application of all aspects of knowledge.Programming to the debugging of the program, parts processing applied to the AutoCAD UG software, machine tool operation, tool selection, part process analysis, process route and a series of contents.In this way, the theoretical knowledge learned is fully applied to the practical processing, the organic combination of theory and practice is achieved, the correct processing method is chosen, the reasonable processing process is designed, and the number is brought into full play. High quality, high efficiency and low cost of controlled processing.In this paper, the parts, drawing analysis, blank selection, machining method and machining route are selected, the tool machine tool is determined, and the tool parameter specification is selected, and the model of the machine tool is selected.Then fill in the process card, process card.Program the parts automatically. Keywords: NC programming, NC milling, simulation machining, 3D modeling 目錄 目 錄 摘 要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1.1 本課題的目的及意義 1 1.2 數(shù)控機床及數(shù)控技術的應用與發(fā)展 1 第二章 工藝性分析 3 2.1零件介紹 3 2.2零件加工工藝性分析 4 2.3零件的技術要求 4 第三章 零件加工工藝規(guī)程設計 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加工方法及工藝路線的確定 6 3.2.1加工方法的選擇 6 3.2.2工序的劃分 6 3.3選擇并確定工藝裝備 8 3.3.1數(shù)控機床的選擇 8 3.3.2刀具選擇 10 3.3.3刀具選擇 10 3.3.4量具的使用表 11 3.4背吃刀量的選擇 11 3.5進給速度的確定 12 3.6切削參數(shù)的確定 12 第四章 加工程序編制及仿真加工 14 4.1數(shù)控編程的分類 14 4.2數(shù)控編程 14 4.2.1設置加工環(huán)境 14 4.2.2創(chuàng)建刀具 15 4.2.3創(chuàng)建幾何體 15 4.2.4創(chuàng)建平面銑操作 18 4.2.5創(chuàng)建型腔銑操作 19 4.2.5曲面加工自動編程 22 4.3數(shù)控仿真加工 24 4.4程序的后處理 26 總結 27 致謝 28 參考文獻 29 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 第一章 緒論 1.1 本課題的目的及意義 目的：通過這次設計可以使我們學會對相關學科中的基本理論、基本知識進行綜合運用，同時對本專業(yè)有較完整的、系統(tǒng)的認識，從而達到鞏固、擴大、深化所學知識的目的，培養(yǎng)和提高綜合分析問題和解決問題的能力，以及培養(yǎng)科學的研究和創(chuàng)造能力。 意義：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對生活用品的要求也越來越高，企業(yè)生產(chǎn)效率也有相應的提高。數(shù)控機床的出現(xiàn)實現(xiàn)了廣大人們的這一愿望。數(shù)控車削加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設計、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)進行生產(chǎn)準備、計劃調(diào)度、加工操作、安全生產(chǎn)、技術檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)。也是企業(yè)對高品質(zhì)、高品種、高水平、加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術保證。這不但滿足廣大消費者的目的，即實現(xiàn)了產(chǎn)品多樣化、產(chǎn)品高質(zhì)量、更新速度快的要求，同時推動了企業(yè)的快速發(fā)展，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。 機械工藝是國民經(jīng)濟各部門的裝備軍，而數(shù)控加工在機械行業(yè)占有領頭羊的地位，因此國民經(jīng)濟各部門的生產(chǎn)技術水平和所取得的經(jīng)濟效益，在很大程度上取決于機械行業(yè)和數(shù)控行業(yè)中所能提供的機械裝備的技術性能、指令和可靠性。因此數(shù)控加工技術水平和生產(chǎn)規(guī)模是衡量一個國家科技水平和經(jīng)濟實力的重要標志。 數(shù)控工藝規(guī)程的編制是直接指導產(chǎn)品或零件制造工藝過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、競爭能力。本文通過對零件數(shù)控加工工藝的分析，對零件進行編程加工，給出了對于凸臺板零件的數(shù)控加工工藝分析的方法，對于提高制造質(zhì)量、實際生產(chǎn)具有一定的意義。 1.2 數(shù)控機床及數(shù)控技術的應用與發(fā)展 數(shù)控技術及數(shù)控機床在當今機械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國家基礎工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機械制造工業(yè)提升改造和實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標志。數(shù)控技術及數(shù)控機床的廣泛應用，給機械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結構、產(chǎn)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來了革命性的變化。數(shù)控機床是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備。它的發(fā)展是信息技術(1T)與制造技術(MT)結合發(fā)展的結果?，F(xiàn)代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技術，都是建立在數(shù)控技術之上的。掌握現(xiàn)代數(shù)控技術知識是現(xiàn)代機電類專業(yè)學生必不可少的。 因此我們要掌握好數(shù)控加工工藝與設計。數(shù)控加工工藝與設計的內(nèi)容包括選擇適合的機床、刀具、夾具、走刀路線及切削用量等，還要有合理的加工方法、工藝參數(shù)等。 畢業(yè)設計是我們教育教學計劃的重要組成部分，是加強理論與實際相結合的實踐性教學環(huán)節(jié)，是各專業(yè)的必修課程，本畢業(yè)設計內(nèi)容主要是詳敘如何對軸類進行工藝分析，大致包含了零件的分析、毛坯、工藝規(guī)程設計及加工程序的編制，另外還分了畢業(yè)設計小結、參考文獻等版塊。 幾年多來通過對數(shù)控專業(yè)的學習和一段時間的實習，對數(shù)控機床和編程和操作有一定程度的了解和掌握，已經(jīng)可以進行獨立的編程和操作，這時就需要一次來鍛煉自己，檢驗自己的掌握程度。這次設計就達到了這樣的目的，使自己更了解數(shù)控機床，對它的結構系統(tǒng)等有了一定更進一步的掌握，使自己的理論水平和實際操作水平更上一層樓。 29 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 第二章 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220×100×55mm。由圖可知，四個側(cè)面為不加工面，全部加工面集中在上表面。該零件形狀結構比較復雜，主要有上表面的圓弧凸臺、曲面輪廓、中間的凹槽，詳細見零件圖。表面粗糙度最高要求為Ra3.2um。擬將下表面作為主要定位基準，并在前道工序中加工出來，后用下表面作為基準，加工上表面。 2.3零件的技術要求 技術要求: 1.未注倒角R3mm 第三章 零件加工工藝規(guī)程設計 3.1 毛胚的選擇 3.1.1確定毛坯的類型 1.鑄件：對形狀較復雜的毛坯，一般可用鑄造方法制造。目前大多數(shù)鑄件采用砂型鑄造，對尺寸精度要求較高的小型鑄件，可采用特種鑄造（如金屬型制造、離心鑄造和壓力鑄造等）。 2.鍛件：鍛件毛坯由于經(jīng)鍛造后可得到連續(xù)和均勻的金屬纖維組織。因此鍛件的力學性能較好，常用于受力復雜的重要鋼質(zhì)零件。其中自由鍛件的精度和生產(chǎn)率較低，主要用于小批生產(chǎn)和大型鍛件的制造。模型鍛造件的尺寸精度和生產(chǎn)率較高，主要用于產(chǎn)量較大的中小型鍛件。 3.型材：機械制造中的型材按截面形狀可分為：圓鋼、方鋼、六角鋼、扁鋼、角鋼、槽鋼好其他特殊截面的型材。型材有熱軋和冷壓兩類，熱軋型材尺寸較大，精度較低。多用于一般零件的毛坯；冷拉型材尺寸較小，精度較高，多用于毛坯精度較高的中小型零件。易實現(xiàn)自動送料，適宜于自動加工。 4.組合毛坯：將鑄件、鍛件、型材或經(jīng)局部機械加工的半成品組合在一起，也可作為機械加工的毛坯，組合的方法一般是焊接。例如，有些形狀復雜的中小件，可用板材經(jīng)沖壓后焊成毛坯，一些大型機座先將板材或型材切下盾焊成毛坯；有些件先粗加工后再焊接成毛坯，如大型曲軸，先分段鍛出各曲拐，并將個曲拐年粗加工，然后將各個曲拐成粗加工，然后將各個曲拐按規(guī)定的分布角度連接成整體毛坯，在進行精加工。 根據(jù)該零件的圖紙要求，由于零件并不是很長，形狀為方形，因此可以直接采用型材毛坯（板材），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、結構、尺寸及加工余量等因素確定的，并盡量與零件相接近，以達到減少機械加工的勞動量，力求達到少或無切削加工。但是，由于現(xiàn)有毛坯制造技術及成本的限制，以及產(chǎn)品零件的加工精度和表面質(zhì)量要求愈來愈來高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通過機械加工達到零件的技術要求。 本工件的最大外形尺寸為220×100×55mm，因此可以給毛坯的長度單邊留2.5mm余量，寬度單邊各留2.5mm余量，厚度單邊各留2.5mm。最終選擇尺寸為225X105X60mm，以達到減少機械加工的勞動量的目的，減少加工成本。 3.2加工方法及工藝路線的確定 3.2.1加工方法的選擇 在數(shù)控加工編程中，應強化工藝規(guī)程，選擇合理的加工路線，優(yōu)化程序編制。在制定加工工藝路線中應關注以下事項: (1)在確定加工路線時，為縮短行程，應考慮盡量縮短刀具的空行程。通常合理選擇起刀點，合理安排回空路線都能使空行程縮短，提高生產(chǎn)效率。 (2)在安排加工工藝路線時，同時也要兼顧工序集中的原則。零件在一次裝夾中，盡可能使用同一把刀具完成較多的加工表面，以減少換刀次數(shù)，簡化加工路線，縮短輔助時間。，盡可能為下道工序作些預加工，如使用小鉆頭預鉆定位孔或劃位置痕.或者進行粗加工，然后再換刀進行精加工。 (3)要選擇工件在加工后變形小的加工路線。如對于橫截面積小的細長零件或薄板零件應采用分數(shù)次走刀至最終尺寸或應用對稱去除余量法安排加工。 (4)在選擇刀具時，粗車時，要選強度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求；精車時，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求；為減少換刀時間和方便對刀，應盡量采用機夾刀和機夾刀片。 （5）在選擇夾具時，盡量選用通用夾具裝夾工件，避免采用專用夾具；零件定位基準重合，以減少定位誤差。 3.2.2工序的劃分 1、工序集中原則 工序集中原則就是將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，每一道工序的加工內(nèi)容較多。工序集中有利于采用高效的專用設備和數(shù)控機床，減少機床數(shù)量、操作工人數(shù)和占地面積；一次裝夾后可加工較多表面，不僅保證了各個加工表面之間的相互位置精度，同時還減少了工序間的工件運輸量和裝夾工件的輔助時間。但數(shù)控機床、專用設備和工藝裝備投資大，尤其是專用設備和工藝裝備調(diào)整和維修比較麻煩，不利于轉(zhuǎn)產(chǎn)。 2、工序分散原則 工序分散就是將工件加工分散在較多的工序內(nèi)進行，每道加工的內(nèi)容很少。工序分散使設備和工藝裝備結構簡單，調(diào)整和維修方便，操作簡單，轉(zhuǎn)產(chǎn)容易；有利于合理選擇切削用量，減少機動時間。但工序分散工藝路線長，所需設備及工人人數(shù)多，占地面積大。 從另一方面分析，一個零件上往往有若干個表面需要進行加工，這些表面不僅本身有一定的精度要求，而且各個表面間還有一定的位置要求。為了達到精度要求，這些表面的加工順序就不能隨意安排，必須遵循一定的原則。這些原則包括基準的選擇和轉(zhuǎn)換，前工序為后繼工序準備好定位基準等內(nèi)容。所以工序的劃分還應該遵循如下原則。 A.先基準后其他。 作為定位基準的表面應在工藝過程一開始就加工。因為在后續(xù)工序中，都要把這個基準表面作為工件加工的定位基準來進行其他表面的加工。 B.先主后次。 定位基準加工好后，先進行精度要求較高的各主要表面的加工，然后在進行其他表面的加工。 C. 主要表面的精加工和光整加工一般放在加工的最后階段進行，以免受到其他工序的影響。次要表面的加工可穿插在主要表面加工工序之間進行。這就是“先粗后精”的原則。 3、常見的幾種數(shù)控加工工序的劃分方法 A.按安裝次數(shù)劃分工序。 從每一次裝夾作為一道工序，此種劃分工序的方法適用于加工內(nèi)容不多的零件。專用數(shù)控機床和加工中心常用此種方法。 B.按加工部位劃分工序。 按零件的結構特點分成幾個加工部分，每一部分作為一道工序。 C.按所用刀具劃分工序。 這種方法用于工件在切削過程中基本不變形，退刀空間足夠大的情況。此時可以著重考慮加工效率、減少換刀時間和盡可能縮短走刀路線，刀具集中分序法是按所用刀具劃分工序，即用一把刀具或一類刀具加工完成零件上所需要加工的部位，以達到節(jié)省時間、提高效率為目的。 D.按粗、精加工劃分。 對毛坯余量較大和加工精度要求較高的零件，應將粗加工和精加工分開，化成兩道或更多的工序。將粗車安排在精度較低、功率較大的數(shù)控機床上，精加工安排在精度較高的數(shù)控機床上。 根據(jù)上述分析，零件的加工路線安排如下 工序 加工內(nèi)容 1 下料 2 銑削零件6個表面至零件外形最大尺寸，表面粗糙度Ra3.2um 3 對零件凸臺輪廓進行加工 用φ20立銑刀對凸臺輪廓進行開粗加工，留有余量 用φ20立銑刀對凸臺及底面進行精加工 4 對零件凹槽及曲面輪廓進行加工 用φ4立銑刀對上表面凹槽進行粗加工 用φ4球頭刀對凹槽及曲面進行精加工 5 去毛刺、清洗 6 檢驗 3.3選擇并確定工藝裝備 3.3.1數(shù)控機床的選擇 數(shù)控銑床主要分為普通數(shù)控銑床和加工中心。普通數(shù)控銑床中最典型的是立式數(shù)控銑床。主軸帶動刀具旋轉(zhuǎn)，主軸箱可上下移動，工作臺可沿橫向和縱向移動。具有三軸聯(lián)動的功能，用于各類復雜的平面、曲面和殼體等類零件的加工。概括起來機床的選用要滿足一下要求： (1)保證加工零件的技術要求，能夠加工出合格產(chǎn)品； (2)有利于提高生產(chǎn)率； (3)有利于降低生產(chǎn)成本。 但由于機床工藝范圍、技術規(guī)格、加工精度、生產(chǎn)率及自動化程度各不相同。為了正確地為每一道工序選擇機床，除了充分了解機床的性能外，尚需考慮以下幾點： (1)機床的類型應與工序劃分的原則相適應。數(shù)控機床適用于工序集中的單件小批量生產(chǎn)；對于大批量生產(chǎn)，則應選擇高效自動化機床和多刀、多軸機床；工序較分散則應選擇結構簡單的專用機床。 (2)機床的主要規(guī)格尺寸應與工件的外形尺寸和加工表面的有關尺寸相適應。即小工件用小規(guī)格機床加工，大工件用大規(guī)格的機床加工。 (3)機床的精度與工序要求的加工精度相適應。粗加工工序，應選用精度低的機床；精度要求高的精加工工序，應選用精度高的機床；但機床精度不能過低，也不能過高；機床精度過低，不能保證加工精度；機床精度過高，會增加零件制造成本。應根據(jù)零件加工精度要求合理選擇機床。 采用發(fā)那科系統(tǒng)的數(shù)控銑床進行銑削加工。KV650立式數(shù)控機床其主要機床參數(shù)如表3.1。 表3.1 KV650數(shù)控銑床參數(shù)表 名 稱 單 位 數(shù) 值 工作臺面積（寬×長） mm 405×1370 工作臺縱向行程 mm 650 工作臺橫向行程 mm 450 主軸箱垂直向行程 mm 500 主軸端面至工作臺面距離 mm 100～600 主軸錐孔 ISO40 （BT40刀柄） 轉(zhuǎn)速范圍 r/min 60～6000 進給速度 mm/min 5～8000 快速移動速度 mm/min 10000 定位精度 mm 0.008 重復定位精度 mm 0.005 機床需氣源 MP 0.5～0.6 加工工件最大重量 Kg 700 3.3.2刀具選擇 該零件結構簡單，四個側(cè)面較光整加工面與不加工面之間的位置精度要求不高，但為了保證零件的其他精度要求，采用精密平口鉗（圖3.2）從側(cè)面夾緊，以底面和兩側(cè)面定位。 圖3.2精密平口鉗 本零件使用精密平口鉗，夾持工件左右端面，下面使用登高墊鐵支撐，防止在加工過程中，切削力過大，工件移動或掉落。 3.3.3刀具選擇 1號刀φ80面銑刀：對于該零件上下表面，加工面積較大，同時有較高的表面粗糙度要求，故選用φ50面銑刀進行加工，可以提高加工精度和效率，減小相鄰兩次進給之間的接刀痕跡和保證銑刀的使用壽命。 2號刀φ20立銑刀：毛坯尺寸余量比較大的原因，故選用φ20立銑刀即可滿足加工要求，后可對零件進行側(cè)壁精加工。 3號刀φ4立銑刀：對于凹槽孔尺寸原因，故選用φ4立銑刀即可滿足加工要求。 4號刀φ4球頭刀：由于零件有曲面輪廓，并且加工面積比較小故選用φ4球頭刀。 根據(jù)上文的刀具選擇制定該零件的刀具卡片: 表3.2 零件刀具卡片 產(chǎn)品名稱 零件名稱 序號 刀具號 刀具名稱 數(shù)量 刀具規(guī)格 備注 直徑/mm 刀柄 1 T01 面銑刀 1 Φ80 BT40 硬質(zhì)合金 2 T02 立銑刀 1 Φ20 BT40 硬質(zhì)合金 3 T03 立銑刀 1 Φ4 BT40 硬質(zhì)合金 4 T04 球頭刀 1 Φ4 BT40 硬質(zhì)合金 編制 審核 批準 共1頁 第1頁 3.3.4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量工具。采用千分尺和游標卡尺及直尺作為測量工件的量具。由于游標卡尺是一種通用量具使用方便的特點。對一般精度高的零件選用千分尺。如表3.3所示。 表3.3量具表 名稱 規(guī)格 分度值 用途 游標卡尺 0-300mm 0.02mm 主要用于測量內(nèi)、外尺寸和深度等 千分尺 0-25mm/25-55mm 0.001mm 用于零件厚度測量工具 直尺 0-300mm 0.1mm 用來測量毛坯等的長度 3.4背吃刀量的選擇 粗加工時，除留下精加工余量外，一次走刀盡可能切除全部余量。在加工余量過大、工藝系統(tǒng)剛性較低、機床功率不足、刀具強度不夠等情況下，可分多次走刀。當遇切削表面有“硬皮”的鑄鍛件時，應盡量使口。大于硬皮層的厚度，以保護刀刃。精加工的加工余量一般較小，可一次切除。在中等功率機床上，粗加工的背吃刀量可達8～10 mm；半精加工的背吃刀量取0.5～5 mm；精加工的背吃刀量取O.2～1.5mm。 在本次的加工中粗銑削時，留有0.5mm的余量。 3.5進給速度的確定 進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取，最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。 粗加工時，由于對工件的表面質(zhì)量沒有太高的要求，這時主要根據(jù)機床進給機構的強度和剛性、刀桿的強度和剛性、刀具材料、刀桿和工件的尺寸以及已選定的背吃刀量等因素來選取進給速度。 精加工時，則按表面粗糙度要求、刀具及工件材料等因素來選取進給速度。 3.6切削參數(shù)的確定 切削速度f可根據(jù)已經(jīng)選定的背吃刀量、進給量及刀具耐用度進行選取。實際加工過程中，也可根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和查表的方法來選取。 粗加工或工件材料的加工性能較差時，宜選用較低的切削速度。精加工或刀具材料、工件材料的切削性能較好時，宜選用較高的切削速度。切削速度Vc確定后，可根據(jù)刀具或工件直徑(D)按公式： 來確定主軸轉(zhuǎn)速n(r／min)。 在工廠的實際生產(chǎn)過程中，切削用量一般跟據(jù)經(jīng)驗并通過查表的方式來進行選取。 （1）φ80面銑刀 粗加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=90m/min，f=0.3mm/r，ap=1mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×90）/（3.14×80）]r/min=358.2r/min取360r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.3×360）mm/min=108mm/min 精加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=110m/min，f=0.2mm/r，ap=0.5mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×110）/（3.14×80）]r/min=437.8r/min取450r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.2×450）mm/min=90mm/min （2）φ20立銑刀 粗加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=70m/min，f=0.3mm/r，ap=1mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×70）/（3.14×20）]r/min=1114.6r/min取1100r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.3×1100）mm/min=330mm/min 精加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=90m/min，f=0.2mm/r，ap=0.5mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×90）/（3.14×20）]r/min=1433.1r/min取1400r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.2×1400）mm/min=280mm/min （3）φ4立銑刀 粗加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=45m/min，f=0.2mm/r，ap=0.5mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×45）/（3.14×4）]r/min=3582.8r/min取3600r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.2×3600）mm/min=720mm/min 精加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=55m/min，f=0.1mm/r，ap=0.3mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×55）/（3.14×4）]r/min=4378.9r/min取4400r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.1×4400）mm/min=440mm/min （4）φ4球頭刀 加工時根據(jù)查表及經(jīng)驗，選取Vc=50m/min，f=0.1mm/r，ap=0.3mm。 則：主軸轉(zhuǎn)速：n =1000Vc/πd ????????????????? ? ?=[（1000×40）/（3.14×4）]r/min=3980r/min取4000r/min ?????? ?進給速度：F =f×n =（0.1×4000）mm/min=400mm/min 第四章 加工程序編制及仿真加工 4.1數(shù)控編程的分類 數(shù)控編程主要分為手工編程與自動編程。 （1）手工編程 整個程序的編制過程是由人工完成的。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械加工工藝知識和數(shù)值計算能力。對于點位加工或幾何形狀不太復雜的零件，數(shù)控編程計算較簡單，程序段不多，手工編程即可實現(xiàn)。 （2）自動編程 用計算機把人們輸入的零件圖紙信息改寫成數(shù)控機床能執(zhí)行的數(shù)控加工程序，就是說數(shù)控編程的大部分工作有計算機來實現(xiàn)。 4.2數(shù)控編程 在建好模之后就是加工了， 加工就是對零件圖的幾何元素進行數(shù)據(jù)定義，根據(jù)工藝規(guī)程輸入各種參數(shù)，如：切削深度、每次切深、加工余量、刀具參數(shù)、起刀點、退刀點等各種切削用量和參數(shù)。 用自動化編程軟件UG在計算機上進行刀具位置軌跡 計算，選取控制元素和島嶼等，計算機生成刀位文件。動態(tài)顯示刀具軌跡，刀具軌跡可進行編修。 啟動軟件，進入加工頁面（圖4.1），準備加工零件打開零件圖，單擊開始圖標，選擇“加工”選項，如圖4.2 設置加工環(huán)境。 4.2.1設置加工環(huán)境 圖4.1加工頁面 圖 4.2 設置加工環(huán)境 4.2.2創(chuàng)建刀具 選擇創(chuàng)建刀具，彈出對話框（圖4.3）選中，輸入刀具體名稱（圖4.3）。點擊選擇進入對話框，輸入刀具參數(shù)（圖4.4）刀具直徑為20，長度為75mm，刀刃為2。后面的刀具以這種方法繼續(xù)創(chuàng)建球頭刀、立銑刀。 圖4.3刀具對話框 圖4.4刀具參數(shù)對話框 4.2.3創(chuàng)建幾何體 1.選擇創(chuàng)建幾何體，彈出對話框（圖4.5）。選中 ，輸入幾何體名稱。點擊確定，進入對話框（圖4.6），設置安全距離為10mm，點擊選擇自動判斷 選擇工件上表面，建立工件坐標系。（圖4.7） 圖4.5對話框 圖4.6MCS 圖4.7工件坐標系 2.選擇創(chuàng)建幾何體，彈出對話框（圖4.8）。選中，輸入幾何體名稱。點擊確定，進入對話框（圖4.9） 圖4.9幾何體 圖4.9對話框 3. 點擊指定部件，進入對話框，選擇部件幾何體（圖4.10），選中要加工的零件。點擊指定毛坯，進入對話框圖4.11 選中自動塊，毛坯創(chuàng)建完成。 圖4.10部件幾何體 圖4.11毛坯的設定 4.2.4創(chuàng)建平面銑操作 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”對話框。 2.在“創(chuàng)建操作”對話框中，選擇“類型”中選擇“mill-planar（面銑削）”，然后在“操作子類型”中，選擇面銑削模板圖標FACE_MILLING_AREA面銑削。 3.在“創(chuàng)建操作”對話框中設置其他參數(shù)：程序、刀具、幾何體、方法如下圖。 圖4.12參數(shù)設置 4.生成操作，如下圖所示。 圖4.13平面加工刀路 4.2.5創(chuàng)建型腔銑操作 1.點擊按鈕 出現(xiàn)選擇第二個型腔銑mill-contour 進入設置切削參數(shù)，選擇需要的銑刀及幾何體。 圖4.14創(chuàng)建操作 2.刀軌的設置選擇 跟隨部件的銑切削方式，刀具平面直徑為百分之70每刀深度為1mm，切削方式為深度優(yōu)先。如下圖（圖4.15）。 圖4.15參數(shù)的設定 3.單擊切削參數(shù)按鈕，在“余量”選項下，設置如圖 4.16。余量中將底 部余量設置為0.5mm，確定返回。單擊非切削移動按鈕，如下圖設置 圖4.16參數(shù)的設定 4.生成刀軌，并確認刀軌。 圖4.17凸臺粗加工刀路 依照以上加工方法，加工零件的其余輪廓形狀，如下圖4.18所示 圖4.18精加工刀路 圖4.19凹槽粗加工刀路 4.2.5曲面加工自動編程 1.單擊【插入】工具欄上的【創(chuàng)建操作】圖標，系統(tǒng)自動彈出“創(chuàng)建操作”對話框，選擇“類型”為“mlii-contour”，選擇“操作子類型”為“FIXED_CONTOUR”（固定輪廓銑），“程序”設置為“qumianjiagon”、“刀具”選擇“R2”、“幾何體”設置為“WORKPIECE1”，單擊對話框中的“確定”按鈕將打開如下圖所示的“創(chuàng)建操作”對話框。 圖4.20創(chuàng)建操作對話框 2.在“固定輪廓銑”對話框中單擊【指定切削區(qū)域】圖標，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“固定輪廓銑”對話框。如下圖所示。 圖4.21切削區(qū)域 3.選擇驅(qū)動方式為“區(qū)域銑削”，設置銑削驅(qū)動參數(shù)如下圖所示。 圖4.22區(qū)域銑削驅(qū)動參數(shù) 4.在“固定輪廓銑”對話框中指定了所有的參數(shù)后，單擊對話框底部操作的生成圖標，生成如下圖所示的固定輪廓銑精加工刀軌。 圖4.23曲面加工刀路 4.3數(shù)控仿真加工 單擊“深度加工輪廓”對話框底部操作組的【確認】圖標。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。確認刀軌正確后，單擊對話框中的“確定”按鈕關閉對話框，完成仿真加工操作的創(chuàng)建如下圖。 圖4.24開粗仿真加工 圖4.25凸臺精加工仿真加工 圖4.26凹槽催加工仿真加工 圖4.27曲面加工仿真 4.4程序的后處理 點擊文件按鈕,后選擇需要的系統(tǒng)后處理文件，設定文件名字，點擊確定 即可生成G代碼。如下圖。本次設計部分程序如下，詳細加工程序見附件。 圖4.28程序后處理 總結 本畢業(yè)設計是我們在走上各工作崗位之前對大學所學課程的一次深入綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，這次畢業(yè)設計是對我們幾年的大學學習一次考驗。 通過本次畢業(yè)設計，得到了以下各方面的鍛煉： 1.能熟練運用機械制造工藝設計中的基本理論以及在生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，正確地解決一個零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排等問題，保證零件的加工質(zhì)量。 2.提高了結構設計的能力。通過對零件加工工藝的分析，使我能夠根據(jù)被加工零件的加工要求，分析它的高效、省力、經(jīng)濟合理而且能保證加工質(zhì)量的工藝路線。 3.學會了使用手冊及圖表資料。了解了與本設計有關的各種資料的名稱、出處、并能夠做到熟練運用。 就我個人而言，通過這次設計，基本上掌握了零件機械加工工藝的規(guī)程，并學會了使用和查閱各種設計資料、手冊和國家標準等。最重要的是綜合運用所學理論知識，解決現(xiàn)代實際工藝分析問題，鞏固和加深了所學到的各門專業(yè)知識。并在設計過程中，請教了很多具有多年加工經(jīng)驗的專業(yè)教師。學到了很多課堂上不能學到的東西。 在本次設計過程中，由于對零件加工所用到的設備的基本性能和加工范圍缺乏全面的了解，缺乏實際的生產(chǎn)經(jīng)驗，導致在設計中碰到了許多的問題。但我通過請教導師和翻閱相關資料、查工具書，解決了一個又一個的問題。在這個過程中，使我對所學的知識有了進一步的鞏固和加深，而且也懂得了一些設計工具書的用途和查閱方法，與此同時鍛煉了我自己的動手能力。在以后的學習生活中，我將繼續(xù)刻苦努力，不段提高自己的技能。 本說明書主要是對零件的建模分析、工藝分析及編程，由于我自己的能力水平有限，分析中難免存在錯誤和不足之處，懇請各位老師給予指正，謝謝！ 致謝 歷時近一個半月，從論文選題到搜集資料，從寫初稿到反復修改，期間經(jīng)歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，在寫作論文的過程中心情是如此復雜。如今，伴隨著這篇畢業(yè)論文的最終成稿，復雜的心情煙消云散，自己甚至還有一點成就感。大學生活即將結束,我們也將迎接的最后一次考驗和競爭就是畢業(yè)設計。畢業(yè)設計是高等職業(yè)教育教學計劃的重要組成部分，是加強理論與實際相結合的實踐性教學環(huán)節(jié)，是各專業(yè)的必修課程。 這次畢業(yè)設計中，由于設計的需要，我仔細研究了零件圖，但在設計過程中，因自己經(jīng)驗不足，遇到了很多實際問題，例如選題、設計、資料收集以及最后定稿等。但這些問題都在老師的指導下得到了很好的解決，同時受到老師優(yōu)良工作品質(zhì)的影響，培養(yǎng)出了我緩中求穩(wěn)、虛心求教、實事求是、一絲不茍的工作學習作風，并樹立了明確的人生觀、價值觀與世界觀，為馬上開始的工作打下了良好的基礎。 盡管畢業(yè)設計的路是漫長的，過程是曲折的，但是，成果是甜美的。這次畢業(yè)設計，提高了我的繪圖、編寫技術文件、編寫數(shù)控程序、正確使用技術資料、標準、手冊等工具書的獨立工作能力，更培養(yǎng)了我勇于創(chuàng)新的精神及嚴謹?shù)膶W風及工作作風。 由于本人能力有限，缺少設計經(jīng)驗，設計中漏誤在所難免，敬請各位老師指正批評，以使我對自己的不足得到及時的發(fā)現(xiàn)并修改，也使我在今后的學習、工作中避免再次出現(xiàn)。 最后，我要向在百忙之中抽時間對本文進行審閱、評議和參加本人論文答辯的各位老師和領導表示感謝！ 參考文獻 參考文獻 [1] 劉長偉.數(shù)控加工工藝.西安電子科技大學出版社，2017 [2] 蔡蘭 王霄.數(shù)控加工工藝學.化學工業(yè)出版社，2015 [3] 裴炳文.數(shù)控加工工藝與編程.機械工業(yè)出版社，2015 [4] 唐應謙.數(shù)控加工工藝學.中國勞動社會保障出版社，2010 [5] 趙長旭.數(shù)控加工工藝學.西安電子科技大學出版社，2016 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