復(fù)雜零件的數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、復(fù)雜零件的數(shù)控加工工藝 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 復(fù)雜零件的數(shù)控加工工藝及程序設(shè)計(jì)complex parts of nc machining process and programming課題名稱：復(fù)雜零件數(shù)控加工工藝和程序設(shè)計(jì)課題性質(zhì)： 設(shè)計(jì)類 系 名 稱： 機(jī)械工程系 專業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造 班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 學(xué)生姓名： 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)課題名稱： 復(fù)雜零件數(shù)控加工工藝及程序編制課題性質(zhì)： 設(shè)計(jì) 系 名 稱： 機(jī)械工程系 專業(yè)： 班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 學(xué)生姓名： 一、課題名稱： 復(fù)雜零件數(shù)控加工工藝和程序設(shè)計(jì)二、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）主要內(nèi)容：本畢業(yè)設(shè)計(jì)針對(duì)一個(gè)復(fù)雜數(shù)控加工零件進(jìn)行

2、加工工藝設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)，利用所學(xué)知識(shí)對(duì)該零件的圖樣進(jìn)行分析，制定該產(chǎn)品零件的加工工藝方案，并針對(duì)該零件進(jìn)行加工程序設(shè)計(jì)，完成該零件比較完整的設(shè)計(jì)方案。1零件分析2. 零件造型3選用加工設(shè)備4零件加工工藝分析5加工程序設(shè)計(jì)三、計(jì)劃進(jìn)度：第 8 周 查閱資料、確定設(shè)計(jì)方案；第911 周 確定工藝方案以及零件的加工路線；第12 周 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)；第13 周 答辯。四、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）結(jié)束應(yīng)提交的材料： 1、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文；2、零件圖；3、零件造型圖4、ug生成的加工程序指導(dǎo)教師 教研室主任 2010年 10 月 18 日 年 月 日學(xué)生論文真實(shí)性承諾本人鄭重聲明：所提交的作品是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，

3、獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，內(nèi)容真實(shí)可靠，不存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。如被發(fā)現(xiàn)論文中存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為，本人愿承擔(dān)本聲明的法律責(zé)任和一切后果。畢業(yè)生簽名： 日 期： 指導(dǎo)教師關(guān)于學(xué)生論文真實(shí)性審核的聲明本人鄭重聲明：已經(jīng)對(duì)學(xué)生論文所涉及的內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格審核，確定其內(nèi)容均由學(xué)生在本人指導(dǎo)下取得，對(duì)他人論文及成果的引用已經(jīng)明確注明，不存在抄襲等學(xué)術(shù)不端行為。指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 目錄摘要1abstract2第一章 緒論31.1 數(shù)控機(jī)床的

4、產(chǎn)生與發(fā)展31.2 數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)31.3 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)41.4 數(shù)控機(jī)床的工作原理41.5 數(shù)控機(jī)床主要輔助設(shè)置41.5.1常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介41.5.2數(shù)控機(jī)床的主要輔助裝置51.6ug的簡(jiǎn)介61.6.1 ug概念61.6.2 ug的應(yīng)用8第二章 零件圖樣分析82.1 分析零件圖，確定定位基準(zhǔn)82.2毛坯、余量分析92.2.1毛坯的種類92.2.2加工余量102.3加工方法的確定及加工路線的確定112.3.1 加工方法的確定112.3.2 加工路線的選擇112.4 裝夾方案的確定112.5 數(shù)控機(jī)床的選定122.5.1技術(shù)參數(shù)13第三章 數(shù)控銑削加工工藝的分析143.1切削用量的選

5、擇143.1.1背吃刀量的選擇143.1.2進(jìn)給速度的確定153.1.3切削速度的選擇153.2 選擇刀具173.3 確定工件坐標(biāo)系183.4銑削加工路線的確定193.4.1 輪廓的加工路線193.4.2孔的加工路線203.5工序的劃分203.5.1 工序劃分的原則203.6 零件工藝卡213.7基點(diǎn)的確定23第四章 數(shù)控加工程序的編制254.1手工編程:254.2自動(dòng)編程:31總結(jié)38參考文獻(xiàn)39致謝40摘要本論文簡(jiǎn)單介紹數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生，發(fā)展及應(yīng)用，ug的介紹及應(yīng)用。結(jié)合本論文的復(fù)雜零件，詳細(xì)介紹了數(shù)控加工的工藝，包括加工路線，方案的選定，刀具的選定等等。熟悉機(jī)床的基本指令，進(jìn)行了零件的編程

6、及ug生成程序，通過(guò)二維及三維圖三維分析，深入了解零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，掌握cad繪圖技能，并運(yùn)用ug軟件在數(shù)控加工方面的功能進(jìn)行三維造型和自動(dòng)編程與加工，通過(guò)三維造型了解零件的工藝特點(diǎn)，通過(guò)加工模擬零件的加工過(guò)程，通過(guò)自動(dòng)編程以最簡(jiǎn)單、最快捷的方式生成了g代碼，并且達(dá)到了預(yù)期要求，更方便，快捷的完成工件的加工。理論與實(shí)際結(jié)合，最終完成復(fù)雜零件的加工與編程。關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù) 加工工藝 ug 編程 abstract. present paper simple introduction numerically-controlled machine tools production, developmen

7、t and application, ug introduction and application. the union present papers complex parts, introduced in detail the numerical control processings craft, including processes the route, the plan designation, cutting tools designation and so on. the familiar engine beds elementary instruction, has car

8、ried on the components programming and the ug generating routine, through two-dimensional and graphic model three dimensional analysis, the inquire deeply components unique feature, grasps cad the cartography skill, the ug processings operation, is more convenient, quick completes the work piece the

9、 processing. the theory and the actual union, complete the complex parts finally the processing and the programming.key word: numerical control technology processing craft ug programs第一章 緒論1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展數(shù)控控制（nc，numerical control簡(jiǎn)稱數(shù)控，是指利用數(shù)字化的代碼構(gòu)成的程序?qū)刂茖?duì)象的工作過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的一種方法。數(shù)控系統(tǒng)（ncs）是指利用數(shù)字控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。數(shù)

10、控系統(tǒng)中的控制信息是數(shù)字兩0和1，它與模擬控制相比較具有很多的優(yōu)點(diǎn)，如不同的字長(zhǎng)表示不同的精度，對(duì)數(shù)字化信息進(jìn)行邏輯的運(yùn)算、數(shù)字運(yùn)算等復(fù)雜的信息處理工作，特別是可用軟件來(lái)改變信息的處理方式或過(guò)程，具有很強(qiáng)的“柔性”。數(shù)控設(shè)備則是采用數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制的機(jī)械設(shè)備，其的操作命令是用數(shù)字或數(shù)字代碼的形式來(lái)描述，工作的過(guò)程是按照指定的程序自動(dòng)的進(jìn)行，裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床是數(shù)控系統(tǒng)的典型的代表；其他的數(shù)控設(shè)備也包括數(shù)控雕刻機(jī)、數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控測(cè)量機(jī)，數(shù)控描繪機(jī)數(shù)控插件機(jī)電腦繡花機(jī)、工業(yè)機(jī)器等數(shù)控系統(tǒng)的硬件的基礎(chǔ)是數(shù)字邏輯電路，最初的數(shù)控系統(tǒng)是由數(shù)控邏輯電路的構(gòu)成，因而稱之為硬件數(shù)

11、控系統(tǒng)，隨著微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，硬件數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)被淘汰，取而代之的是當(dāng)前廣泛應(yīng)用的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（cnc）。cnc系統(tǒng)的是由計(jì)算機(jī)承擔(dān)數(shù)控中的命令發(fā)生器和控制器，他采用存儲(chǔ)程序的方式實(shí)現(xiàn)部分或全部基本數(shù)控功能，從而具有了真正的柔性，并可以處理硬件落件電路難以處理的復(fù)雜信息，使數(shù)控系統(tǒng)的性能大大的提高。從1952年美國(guó)麻省理工學(xué)院研制出第一臺(tái)試驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過(guò)了半個(gè)世紀(jì)歷程。隨著電子技術(shù)和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)功能已經(jīng)非常強(qiáng)大，與此同時(shí)加工技術(shù)以及一些其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展和進(jìn)步提出了新的要求。1.2 數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)（1）自動(dòng)化程度高，具有很高的生產(chǎn)效率。除了

12、手工裝夾毛坯外，其余全部加工過(guò)程都可由數(shù)控機(jī)床自動(dòng)完成。若配有自動(dòng)裝卸手段，生產(chǎn)將進(jìn)入全自動(dòng)化。數(shù)控減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件，省去了劃線，多次裝夾等工序，有效的提高了生產(chǎn)效率。（2）對(duì)加工對(duì)象適應(yīng)性強(qiáng)。改變加工對(duì)象時(shí)，除了更換刀具和解決毛坯裝夾方式外，只需重新編程即可，不需要作其他任何復(fù)雜的調(diào)整，從而縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。（3）加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。能和美好的消除人為誤差，提高了批量零件尺寸的一致性，同時(shí)，精密控制的機(jī)床上還采用了位置監(jiān)測(cè)裝置，更加提高了數(shù)控加工的精度。（4）易于建立與計(jì)算機(jī)間的通信聯(lián)絡(luò)，容易實(shí)現(xiàn)群控。由于機(jī)床采用數(shù)字信息控制，易于與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)連接，形成cad/ca

13、m一體化系統(tǒng)，并且可以建立各機(jī)床的聯(lián)系，容易實(shí)現(xiàn)群控。1.3 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì) 1 高速、高效、高精度、高可靠性要提高加工效率，首先必須提高切削和進(jìn)給速度，同時(shí)，還要縮短加工時(shí)間；要確保加工質(zhì)量，必須提高機(jī)床部件運(yùn)動(dòng)軌跡的精度，而可靠性則是上述目標(biāo)的基本保證。為此，必須要有高性能的數(shù)控裝置作保證。2 模塊化、智能化、柔性化和集成化 模塊化、專門化與個(gè)性化機(jī)床結(jié)構(gòu)模塊化，數(shù)控功能專門化，機(jī)床性能價(jià)格比顯著提高并加快優(yōu)化。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床多品種、小批量的特點(diǎn)，機(jī)床結(jié)構(gòu)模塊化，數(shù)控功能專門化，機(jī)床性能價(jià)格比顯著提高并加快優(yōu)化。個(gè)性化是近幾年來(lái)特別明顯的發(fā)展趨勢(shì)。 智能化 柔性化和集成化數(shù)控機(jī)床向柔

14、性自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)是：從點(diǎn)（數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床）、線（fmc、fms、ftl、fml）向面（工段車間獨(dú)立制造島、fa）、體（cims、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng)）的方向發(fā)展，另一方面向注重應(yīng)用性和經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展。3 開(kāi)放性為適應(yīng)數(shù)控進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)、普及型個(gè)性化、多品種、小批量、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的要求，最重要的發(fā)展趨勢(shì)是體系結(jié)構(gòu)的開(kāi)放性，設(shè)計(jì)生產(chǎn)開(kāi)放式的數(shù)控系統(tǒng)，例如美國(guó)、歐共體及日本發(fā)展開(kāi)放式數(shù)控的計(jì)劃等。1.4 數(shù)控機(jī)床的工作原理用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，首先應(yīng)將加工零件的幾何信息和工藝信息編制成 加工程序，由輸入部分送入數(shù)控裝置，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的處理、運(yùn)算，按各坐標(biāo)系的分量送到

15、各軸的驅(qū)動(dòng)電路，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換放大去驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)各軸運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)行反饋控制，使刀具與工件及其他輔助裝置嚴(yán)格地按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)有條不紊地工作，從而加工出零件的全部輪廓。數(shù)控機(jī)床具有很好的柔性，當(dāng)加工對(duì)象變換時(shí)，只需重新編制加工程序即可，原來(lái)的加工程序可存儲(chǔ)備用，也不必像組合機(jī)床那樣需要針對(duì)新加工零件重新設(shè)計(jì)組合機(jī)床，致使生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。1.5 數(shù)控機(jī)床主要輔助設(shè)置1.5.1常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介數(shù)控車床可分為臥式和立式兩大類。臥式車床又有水平導(dǎo)軌和傾斜導(dǎo)軌兩種。檔次較高的數(shù)控臥車一般都采用傾斜導(dǎo)軌。按刀架數(shù)量分類，又可分為單刀架數(shù)控車床和雙刀架數(shù)控車，前者是兩坐標(biāo)控制，后者是4坐標(biāo)

16、控制。雙刀架臥車多數(shù)采用傾斜導(dǎo)軌。數(shù)控車床與普通車床一樣，也是用來(lái)加工零件旋轉(zhuǎn)表面的。一般能夠自動(dòng)完成外圓柱面、圓錐面、球面以及螺紋的加工，還能加工一些復(fù)雜的回轉(zhuǎn)面，如雙曲面等。車床和普通車床的工件安裝方式基本相同，為了提高加工效率，數(shù)控車床多采用液壓、氣動(dòng)和電動(dòng)卡盤(pán)。數(shù)控車床的外形與普通車床相似，即由床身、主軸箱、刀架、進(jìn)給系統(tǒng)壓系統(tǒng)、冷卻和潤(rùn)滑系統(tǒng)等部分組成。數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)與普通車床有質(zhì)的區(qū)別，傳統(tǒng)普通車床有進(jìn)給箱和交換齒輪架，而數(shù)控車床是直接用伺服電機(jī)通過(guò)滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)溜板和刀架實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，因而進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。數(shù)控車床品種繁多，規(guī)格不一，可按如下方法進(jìn)行分類。按車床主軸位置分

17、類1立式數(shù)控車床 立式數(shù)控車床簡(jiǎn)稱為數(shù)控立車，其車床主軸垂直于水平面，一個(gè)直徑很大的圓形工作臺(tái)，用來(lái)裝夾工件。這類機(jī)床主要用于加工徑向尺寸大、軸向尺寸相對(duì)較小的大型復(fù)雜零件。2臥式數(shù)控車床臥式數(shù)控車床又分為數(shù)控水平導(dǎo)軌臥式車床和數(shù)控傾斜導(dǎo)軌臥式車床。其傾斜導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)可以使車床具有更大的剛性，并易于排除切屑。按加工零件的基本類型分類1卡盤(pán)式數(shù)控車床 這類車床沒(méi)有尾座，適合車削盤(pán)類含短軸類零件。夾緊方式多為電動(dòng)或液動(dòng)控制，卡盤(pán)結(jié)構(gòu)多具有可調(diào)卡爪或不淬火卡爪即軟卡爪。2頂尖式數(shù)控車床這類車床配有普通尾座或數(shù)控尾座，適合車削較長(zhǎng)的零件及直徑不太大的盤(pán)類零件。按刀架數(shù)量分類1單刀架數(shù)控車床數(shù)控車床一般都配

18、置有各種形式的單刀架，如四工位臥動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架或多工位轉(zhuǎn)塔式自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架。2雙刀架數(shù)控車床 這類車床的雙刀架配置平行分布，也可以是相互垂直分布。按功能分類（1）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和單片機(jī)對(duì)普通車床的進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行改造后形成的簡(jiǎn)易型數(shù)控車床，成本較低，但自動(dòng)化程度和功能都比較差，車削加工精度也不高，適用于要求不高的回轉(zhuǎn)類零件的車削加工。（2）普通數(shù)控車床根據(jù)車削加工要求在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行專門設(shè)計(jì)并配備通用數(shù)控系統(tǒng)而形成的數(shù)控車床，數(shù)控系統(tǒng)功能強(qiáng)，自動(dòng)化程度和加工精度也比較高，適用于一般回轉(zhuǎn)類零件的車削加工。這種數(shù)控車床可同時(shí)控制兩個(gè)坐標(biāo)軸，即x軸和z軸。（3）車削加工中心 在普通數(shù)控車床的基礎(chǔ)上，

19、增加了c軸和動(dòng)力頭，更高級(jí)的數(shù)控車床帶有刀庫(kù)，可控制x、z和c三個(gè)坐標(biāo)軸，聯(lián)動(dòng)控制軸可以是x、z、x、c或z、c。由于增加了c軸和銑削動(dòng)力頭，這種數(shù)控車床的加工功能大大增強(qiáng)，除可以進(jìn)行一般車削外可以進(jìn)行徑向和軸向銑削、曲面銑削、中心線不在零件回轉(zhuǎn)中心的孔和徑向孔的鉆削等加工。1.5.2數(shù)控機(jī)床的主要輔助裝置數(shù)控機(jī)床輔助裝置的作用是配合機(jī)床完成對(duì)零件的輔助加工。它通常也是一個(gè)完整的機(jī)器或裝置，如切削液或油液處理系統(tǒng)中的冷卻過(guò)濾裝置，油液分離裝置，吸塵吸霧裝置，潤(rùn)滑裝置及輔助主機(jī)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)和控制的氣、液動(dòng)裝置等，雖然在某些自動(dòng)化或非數(shù)控精密機(jī)床上已配備使用了這些裝置，但是數(shù)控機(jī)床要求配備的裝置的質(zhì)量

20、、性能更為優(yōu)化。例如從油質(zhì)、水質(zhì)、配方及元器件的挑選開(kāi)始，一直到過(guò)濾、降溫、動(dòng)作等各個(gè)環(huán)節(jié)均從嚴(yán)要求。對(duì)于數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，一般意義上的輔助裝置指的是除主軸之外（因?yàn)橹鬏S也是用m代碼來(lái)控制的）用m代碼來(lái)控制的裝置（或叫做系統(tǒng)）。主要有以下幾個(gè)系統(tǒng)（或叫做裝置） 1、自動(dòng)換刀系統(tǒng)（atc） 2、冷卻系統(tǒng)（外冷、內(nèi)冷、氣吹，冷卻液處理系統(tǒng)等） 3、排屑系統(tǒng) 4、夾具系統(tǒng) 5、加工中心的工作臺(tái)交換系統(tǒng)（apc）6、數(shù)控車床的自動(dòng)送料系統(tǒng)對(duì)于加工中心除上述部件外，有的還有雙工位自動(dòng)交換裝置。而對(duì)于柔性制造單元還帶有工位數(shù)較多的工件自動(dòng)交換裝置，有的甚至還配有用于上下料的工業(yè)機(jī)器人。隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)的不斷發(fā)

21、展，其輔助裝置也會(huì)逐步變化擴(kuò)展。1.6ug的簡(jiǎn)介1.6.1 ug概念 unigraphicsug是一套復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的最佳系統(tǒng)，從概念設(shè)計(jì)到生產(chǎn)產(chǎn)品，ug廣泛的運(yùn)用在汽機(jī)車業(yè)、航太業(yè)、模具加工及設(shè)計(jì)業(yè)、醫(yī)療器材產(chǎn)業(yè)等等，近年來(lái)更將觸角深及消費(fèi)性市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)中最復(fù)雜的領(lǐng)域?工業(yè)設(shè)計(jì)。運(yùn)用其功能強(qiáng)大的復(fù)合式建模工具，設(shè)計(jì)者可依工作的需求選擇最適合的建模方式；關(guān)聯(lián)性的單一資料庫(kù)，使大量零件的處理更加穩(wěn)定。除此之外，組立功能、2d出圖功能、模具加工功能及與pdm之間的緊密結(jié)合，使得ug在工業(yè)界成為一套無(wú)可匹敵的高階cad/cam系統(tǒng)。1.6.2 ug的應(yīng)用 隨著cad/cam軟件加工及快速成型等先進(jìn)制造

22、技術(shù)的不斷發(fā)展，以及這些技術(shù)在模具行業(yè)中的普及應(yīng)用，模具設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域正發(fā)生著一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)及模擬量加工方式正逐步被基于產(chǎn)品三維數(shù)字化定義的數(shù)字化制造方式所取代。在這場(chǎng)技術(shù)革命中，逐步掌握三cad/cam軟件的使用，并用于模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造是其中的關(guān)鍵。 我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展前景非常廣闊。國(guó)內(nèi)外模具及模具加工設(shè)備廠商己普遍看好中國(guó)市場(chǎng)。隨著對(duì)模具設(shè)計(jì)質(zhì)量與制造要求的不斷提高，以及cad/cam技術(shù)在模具制造業(yè)中的大規(guī)模推廣應(yīng)用，急需大批熟悉cad/cam技術(shù)應(yīng)用的模具設(shè)計(jì)與制造的技術(shù)人才。這是企業(yè)最為寶貴的財(cái)富，也是企業(yè)走向世界、提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力最根本的基礎(chǔ)。而目前這方面的專

23、業(yè)人才非常缺乏。隨著電子技術(shù)在制造業(yè)的推廣及應(yīng)用, 傳統(tǒng)機(jī)械加工方法正逐漸被先進(jìn)的 cad /cam 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造 所取代。應(yīng)用傳統(tǒng)的加工方法, 不僅生產(chǎn)率低, 且精度得不到保證, cad /cam軟件在機(jī)械加工中的應(yīng)用, 為我們開(kāi)辟了一種新的設(shè)計(jì)、加工途徑, 并使機(jī)械制造能力上了一個(gè)新的臺(tái)階。針對(duì)加工零件, 我們運(yùn)用 ug軟件的建模和加工模塊, 完成了零件模型建立?加工過(guò)程的設(shè)計(jì)?加工過(guò)程的仿真?加工參數(shù)修正?數(shù)控機(jī)床后置處理轉(zhuǎn)換? 生成數(shù)控程序?數(shù)控加工, 從而滿足各項(xiàng)要求。采用這種方法不僅減少了編程人員的計(jì)算量, 還在一定程度上提高了產(chǎn)品的制造質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 第二章 零件圖樣分

24、析2.1 分析零件圖，確定定位基準(zhǔn)本設(shè)計(jì)對(duì)一個(gè)零件進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析，制定工藝方案，編寫(xiě)工藝過(guò)程，完成加工程序的編制和檢驗(yàn)。該零件主要由凸臺(tái)、內(nèi)輪廓、凹槽、外輪廓、定位孔、基準(zhǔn)孔組成。組成輪廓的各幾何元素清楚，條件充分，所需要基點(diǎn)坐標(biāo)容易求得。零件毛坯為148mm118mm30mm的板材。材料為45號(hào)鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，具有良好的工藝性，零件精度要求較高。零件圖如下圖2-1所示：圖2-1 零件圖零件的三維造型圖如圖2-2所示：圖2-2 零件三維造型圖先以四周為基準(zhǔn)，加工出上表面，然后以上下表面為基準(zhǔn)，加工四周輪廓。2.2毛坯、余量分析2.2.1毛坯的種類常用毛坯的種類有鑄件、鍛件壓制件、沖壓件

25、、焊接件、型材和板材等。 （1）鑄件：適用于形狀復(fù)雜的毛坯。薄壁零件不可用砂型鑄造；尺寸大的鑄件宜用砂型鑄造；中、小型零件可用較先進(jìn)的鑄造方法。（2）鍛件：適用于零件強(qiáng)度較高、形狀較簡(jiǎn)單的零件。尺寸大的零件因受設(shè)備限制，故一般用自由鍛；中、小型零件可選用模鍛；形狀復(fù)雜的零件不宜用自由鍛。（3）型材：熱軋型材的尺寸較大，精度低，多用作一般零件的毛坯;冷軋型材尺寸較小，精度較高，多用于毛坯精度要求較高的中、小零件，適用于自動(dòng)機(jī)床加工。（4）焊接件：對(duì)于大件來(lái)說(shuō)，焊接件簡(jiǎn)單、方便，特別是單件、小批量的生產(chǎn)可大大縮短生產(chǎn)周期;但焊接后變形大，需經(jīng)時(shí)效處理。（5）冷壓件：適用于形狀復(fù)雜的板料零件，多用于

26、中、小尺寸零件的大批量加工。該零力選用45鋼，45鋼屬于中碳鋼，這類鋼調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué)性能，即既具有較高的強(qiáng)度、硬度，又具有較好的塑性、韌性，是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中應(yīng)用最廣泛的一類。由上述所講，零件材料為45剛即可，成本低，效率高，易于加工，而且符合圖紙的要求。2.2.2加工余量加工余量大小，直接影響零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。加工余量過(guò)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(guò)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。因此，必須合理地確定加工余量。其確定的方法有：經(jīng)驗(yàn)估算法、查表修正法、分析計(jì)算法。首先根據(jù)工藝人員的經(jīng)驗(yàn)

27、來(lái)確定加工余量。為避免產(chǎn)生廢品，所確定的加工余量一般偏大。要準(zhǔn)確余量則需要根據(jù)有關(guān)手冊(cè)，查得加工余量的數(shù)值，然后根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)修正。表2-1矩形鍛鑄類零件加工余量寬度（mm）厚度（mm）工件長(zhǎng)度l（mm）100101-250251-400404-630200180.30.419-300.30.40.4531-500.40.40.450.5500.40.40.450.5200180.30.419-300.350.40.4531-500.40.40.450.55500.40.450.450.6表2-2孔加工余量加工孔的直徑（mm）材料輕合金巴氏合金青銅及鑄鐵合金剛件細(xì)鉸前加工精度為1級(jí)加工性

28、質(zhì)粗加工精加工粗加工精加工粗加工精加工粗加工精加工直徑余量（mm）300.20.10.30.10.20.10.20.10.04531-500.30.10.40.10.30.10.20.10.0551-800.40.10.50.10.30.10.20.10.0680-1200.40.10.50.10.30.10.30.10.07121-1800.50.10.60.20.40.10.30.10.08181-2600.50.10.60.20.40.10.30.10.09261-3600.50.10.60.20.40.10.30.10.1該零件的加工余量如下：（1）外輪廓，工件寬度小于200mm，厚度

29、為8mm，工件長(zhǎng)度為148mm，所以精加工余量留0.4mm。（2）內(nèi)輪廓，對(duì)于有兩個(gè)直徑為12通孔的內(nèi)輪廓。留0.4mm精加工余量，有一個(gè)直徑為12的通孔的內(nèi)輪廓，留0.3mm精加工余量。（3）直徑為12的通孔，選用巴氏合金刀，粗加工留0.3mm余量，精加工留0.1mm。4）直徑為50的通孔，選用巴氏合金刀，粗加工留0.3mm余量，精加工留0.1mm余量。（5）零件四周的輪廓，留0.4mm精加工余量。（6）對(duì)于80mmx5mm凹槽，留0.3mm精加工余量。2.3加工方法的確定及加工路線的確定2.3.1 加工方法的確定一般地，立式數(shù)控車床適于加工平面凸輪、樣板、形狀復(fù)雜的平面或立體零件，以及模具

30、的內(nèi)外型腔等。加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實(shí)際選擇中，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等全面考慮。由圖紙可知，零件的內(nèi)外輪廓精度要求不高，可采用粗精銑就可以達(dá)到要求，直徑為12的定位孔及直徑為50的基準(zhǔn)孔，精度要求較高，一般的鉆孔無(wú)法達(dá)到要求，要先進(jìn)行鉆削，然后進(jìn)行鉸削，這樣才能達(dá)到要求的h7級(jí)的要求，對(duì)于零件的四周，尺寸公差在0.05-0.08mm之間，精度要求高，要先進(jìn)行粗銑削，然后進(jìn)行精銑削。對(duì)于90mmx5mm的凹槽，尺寸精度要求同樣很高，也先進(jìn)行粗銑削，在進(jìn)行精銑削。2.3.2 加工路線的

31、選擇由于圖形四周輪廓精度要求較高的影響，必須先加工上輪廓及內(nèi)輪廓，孔。尺寸要求都是很高，所以，采用 硬質(zhì)合金刀可以達(dá)到，接著加工四周輪廓及槽，這個(gè)就要換成質(zhì)量較好的硬質(zhì)合金刀。基本加工路線如下：外輪廓-內(nèi)輪廓（有一個(gè)直徑為12的通孔的內(nèi)輪廓及有兩個(gè)直徑為12的通孔的內(nèi)輪廓）-直徑為12的通孔及直徑為50的通孔-零件四周輪廓-凹槽。2.4 裝夾方案的確定（1）機(jī)床夾具的種類很多，按使用的機(jī)床類型分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具等。而按專門化程度劃分來(lái)說(shuō)，該零件使用的是立式數(shù)控銑床。零件又屬于平面類零件，應(yīng)使用通用夾具，通用夾具是已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、無(wú)需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來(lái)裝夾

32、不同工件的夾具。這里我們使用的是精密平口虎鉗，適用于銑床、立式加工中心。（2）但是四周的精度較高，所以必須進(jìn)行精加工，先夾緊毛坯，粗精加工出上輪廓，在用芯棒分別出入直徑為12及50的通孔，上下墊上墊片，用螺母夾緊，芯棒的下端鎖緊在梯形槽里，使工件懸在空中，保證刀具不會(huì)碰到平口鉗端面，且保證工件夾緊，進(jìn)行加工四周。凹槽的加工要將工件豎起來(lái)夾持，前后放上墊片，下端用墊塊墊起，夾緊進(jìn)行凹槽的加工。 2.5 數(shù)控機(jī)床的選定一、數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床的區(qū)別 數(shù)控機(jī)床對(duì)零件的加工過(guò)程，是嚴(yán)格按照加工程序所規(guī)定的參數(shù)及動(dòng)作執(zhí)行的。它是一種高效能自動(dòng)或半自動(dòng)機(jī)床，與普通機(jī)床相比，具有以下明顯特點(diǎn)： 1、適合于復(fù)雜

33、異形零件的加工數(shù)控機(jī)床可以完成普通機(jī)床難以完成或根本不能加工的復(fù)雜零件的加工，因此在宇航、造船、模具等加工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。2、加工精度高3、加工穩(wěn)定可靠實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，排除人為誤差，零件的加工一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。4、高柔性加工對(duì)象改變時(shí)，一般只需要更改數(shù)控程序，體現(xiàn)出很好的適應(yīng)性，可大大節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。在數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上，可以組成具有更高柔性的自動(dòng)化制造系統(tǒng)?fms。5、高生產(chǎn)率數(shù)控機(jī)床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高，一般為普通機(jī)床的 35 倍，對(duì)某些復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)效率可以提高十幾倍甚至幾十倍。6、勞動(dòng)條件好機(jī)床自動(dòng)化程度高，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，工作環(huán)

34、境較好。7、有利于管理現(xiàn)代化采用數(shù)控機(jī)床有利于向計(jì)算機(jī)控制與管理生產(chǎn)方面發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化創(chuàng)造了條件。8、投資大，使用費(fèi)用高9、生產(chǎn)準(zhǔn)備工作復(fù)雜由于整個(gè)加工過(guò)程采用程序控制，數(shù)控加工的前期準(zhǔn)備工作較為復(fù)雜，包含工藝確定、程序編制等。10、維修困難數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，技術(shù)含量高，對(duì)維修人員的技術(shù)要求很高。二、數(shù)控機(jī)床的適用范圍由于數(shù)控機(jī)床的上述特點(diǎn)，適用于數(shù)控加工的零件有：1、批量小而又多次重復(fù)生產(chǎn)的零件；2、幾何形狀復(fù)雜的零件；3、貴重零件加工；4、需要全部檢驗(yàn)的零件；5、試制件三由上述分析及結(jié)合零件本身，一般的機(jī)床無(wú)法加工出圖紙要求的零件，零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且尺寸要求高，故

35、選用數(shù)控銑床。選擇數(shù)控機(jī)床，首先應(yīng)考慮的是零件的外形尺寸和質(zhì)量，使其在機(jī)床的允許范圍內(nèi)，其次考慮數(shù)控機(jī)床的精度是否能滿足零件的精度要求。根據(jù)以上條件可選擇兩軸半以上的數(shù)控銑床。本零件選用大連機(jī)床廠xd-40a型數(shù)控銑床，采用fanuc0i-mb系統(tǒng)。該銑床的功能參數(shù)如下：2.5.1技術(shù)參數(shù)表2-3 xd-40a型數(shù)控銑床基本參數(shù)機(jī)床重4400kg最大載重500kg工作臺(tái)800mm長(zhǎng)400mm寬坐標(biāo)范圍x600mmy420mmz520mm軸承錐孔no.407:24最大鉆孔直徑22最大鏜孔直徑100主軸最高轉(zhuǎn)速8000rmin主軸功率7.5/11kwx、y、z向切削進(jìn)給速度0-10000 mmmi

36、n快速進(jìn)給速度x24 mminy24 mminz20 mmin工作電源380v第三章 數(shù)控銑削加工工藝的分析3.1切削用量的選擇 合理的選擇切削用量，對(duì)于零件的表面質(zhì)量、精度、加工效率影響很大。數(shù)控銑床的切削用量包括切削速度vc、進(jìn)給速度?、背吃刀量和側(cè)吃刀量。切削用量的選擇方法是考慮刀具的耐用度，先選取背吃刀量或側(cè)吃刀量，其次確定進(jìn)給速度，最后確定切削速度。3.1.1背吃刀量的選擇如圖3-1所示，背吃刀量為平行于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸，單位為mm，端銑時(shí)為切削層深度，圓周銑削時(shí)為被加工表面的寬度。側(cè)吃刀量為垂直于銑刀軸線測(cè)量的切削層尺寸，單位為mm，端銑時(shí)為被加工表面寬度，圓周銑削時(shí)為切削

37、層深度。端銑背吃刀量和圓周銑側(cè)吃刀量的選取主要由加工余量和對(duì)表面質(zhì)量要求決定。（1）工件表面分粗銑和半精銑兩步銑削加工，粗銑后留半精銑余量0.5?1.0mm。 圖3-1 銑刀銑削用量（2）工件外輪廓可分粗銑、半精銑、精銑三步銑削加工。半精銑時(shí)端銑背吃刀量或圓周銑削側(cè)吃刀量取1.52mm，精銑時(shí)圓周銑側(cè)吃刀量取0.30.5mm，端銑背吃刀量取0.51mm。孔及四周輪廓、凹槽精加工留0.51mm。（3）工件的內(nèi)輪廓可分為粗銑、精銑兩步進(jìn)行加工。粗銑每刀進(jìn)1-2mm，留0.5-1mm精加工余留，精加工每次進(jìn)0.30.5mm。（4）工件孔可分為粗鉆、半精鉆、精鉸三步銑削加工。半精銑時(shí)，每刀進(jìn)給1.52

38、mm，精鉸時(shí)，每刀進(jìn)給0.30.5mm。精加工時(shí)留0.51mm。（5）四周輪廓可分為粗銑、半精銑、精銑三步進(jìn)行加工。粗銑每刀進(jìn)1-2mm，留0.5-1mm精加工余留，半精銑時(shí)每刀進(jìn)給1.52mm，精加工每次進(jìn)0.30.5mm。（6）凹槽可分為粗銑、半精銑、精銑三步進(jìn)行加工。粗銑每刀進(jìn)1-2mm，留0.5-1mm精加工余留，半精銑時(shí)每刀進(jìn)給1.52mm，精加工每次進(jìn)0.30.5mm。3.1.2進(jìn)給速度的確定進(jìn)給速度指單位時(shí)間內(nèi)工件與銑刀沿進(jìn)給方向的相對(duì)位移，單位為mm/min。它與銑刀轉(zhuǎn)速n、銑刀齒數(shù)z及每齒進(jìn)給量 單位為mm/z有關(guān)。進(jìn)?速度的計(jì)算公式：?z n （3-1）式中:?每齒進(jìn)給量的

39、選用主要取決于工件材料和刀具材料的機(jī)械性能、工件表面粗糙度等因素。當(dāng)工件材料的強(qiáng)度和硬度高，工件表面粗糙度的要求高，工件剛性差或刀具強(qiáng)度低，值取小值,每齒進(jìn)給量的選用參考表見(jiàn)表3-1。表3-1銑刀每齒進(jìn)給量參考表工件材料每?齒?進(jìn)?給?量 mm/z粗銑精銑高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀鋼0.100.150.100.250.020.050.100.15鑄鐵0.120.200.150.30各刀具的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量根據(jù)表查得如表3-2。表3-2銑刀每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f刀具名稱80面銑刀20立銑刀25內(nèi)螺紋孔單刃鏜刀12鉆頭每轉(zhuǎn)進(jìn)給量fmm/r0.090.150.070.0350.10.2刀具名稱20

40、立銑刀（擴(kuò)孔）16h7鉸刀12整體合金立銑刀8球頭刀每轉(zhuǎn)進(jìn)給量fmm/r0.080.160.050.053.1.3切削速度的選擇表3-3?銑削時(shí)的切削速度參考表工件材料硬度（hbs）切削速度vc m/min高速鋼銑刀硬質(zhì)合金刀具鋼225184266150225325123654120鑄鐵325425621367519021366615019026091845901603204.5102130 銑削的切削速度與刀具耐用度t、每齒進(jìn)給量、背吃刀量、側(cè)吃刀量以及銑刀齒數(shù)z成反比，與銑刀直徑d成正比。其原因是、z增大時(shí)，使同時(shí)工作齒數(shù)增多，刀刃負(fù)荷和切削熱增加，加快刀具磨損，因此刀具耐用度限制了切削速

41、度的提高。表3-3列出了銑削切削速度的參考值。而具體選用公式為/1000 （3-2）例舉10、16的立銑刀計(jì)算過(guò)程：10的立銑刀選擇的切削速度100m/min，每齒進(jìn)給量0.2mm/z。根據(jù)公式（3-1）、（3-2）可得：主軸轉(zhuǎn)速：n1000/1000x100/3.14x103184r/min進(jìn)給速度：z n 0.2x2x31841273mm/min 16的立銑刀選擇的切削速度100m/min，每齒進(jìn)給量0.2mm/z。根據(jù)公式（3-1）、（3-2）可得：主軸轉(zhuǎn)速：n1000/1000x100/3.14x161990r/min進(jìn)給速度：z n 0.2x2x1990796mm/min 選用的參數(shù)如表3-4。表3-4切削用量的選擇工序工序內(nèi)容切削用量（mm）工藝裝備及編號(hào)吃刀量主軸轉(zhuǎn)速r/min進(jìn)給速度mm/min刀具量具夾具1銑表面13981348