底座、底板零件数控铣加工工艺分析及自动编程含NX三维
底座、底板零件数控铣加工工艺分析及自动编程含NX三维,底座,底板,零件,数控,加工,工艺,分析,自动,编程,nx,三维
附录2 底板机械加工工艺过程卡(工厂)机械工艺过程卡产品型号零件图号侧镶件产品名称底板零件名称底板共 3 页第 1 页材料牌号LY12毛坯种类六面体毛坯外型尺寸245mm185mm70mm每毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时/min准终单件1备料备六面体,要求表面粗糙度为Ra1.6,尺寸为245mm185mm70mm备料车间2数铣下表面粗加工、半精加工、精加工上表面,保证尺寸精度与表面质量数铣车间KV650平口虎钳3数铣上表面粗加工、精加工下表面,保证尺寸精度与表面质量以及形位公差要求4钳去毛刺,倒钝钳工室平口虎钳锉刀5检验按图样检查各尺寸及精度游标卡尺、精度样板6入库油封、入库描图描校底图号设计(日期)(日期)审核(日期)会签(日期)标准化(日期)会签(日期)装订号标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期(工厂)数控加工工序卡产品型号零件图号产品名称底板零件名称底板共 3 页第 3 页车间工序号工序名称材料牌号数铣车间2铣六方LY12毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数六面体80mm70mm38mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数数控铣床KV6501夹具编号夹具名称切削液平口虎钳水溶液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步名称工艺装备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/min)背吃刀量(mm)进给次数工时机动单件描图1铣六方100面铣刀1000100401(以此加工6个表面,厚度方向留0.5mm余量,其余方向加工至尺寸,保证描校面与面之间的垂直度,保证加工粗糙度,尤其是已加工到尺寸的加工面)底图号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)装订号标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期附录3 底板数控加工工序卡(工厂)数控加工工序卡产品型号零件图号1产品名称底板零件名称底板共 3 页第 2 页车间工序号工序名称材料牌号数铣车间1数控铣削LY12毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数立方体245mm185mm70mm11设备名称设备型号设备编号同时加工件数加工中心KV65011夹具编号夹具名称切削液平口虎钳水溶液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步名称工艺装备主轴转速(r/min)切削速度(m/min)进给量(mm/min)背吃刀量(mm)进给次数工时机动单件描图1加工A面保证粗糙度为Ra3.2,保证总高度为68mm100面铣刀8001203001220mm铣刀进行一次开粗,去除大部分切削余量,留余量0.3mm20立铣刀1500100100238mm铣刀进行二次开粗,精加工侧壁及地面8立铣刀240015010000.3描校4使用3mm球头刀加工斜面及曲面3球头铣刀45001505000.15对各个圆角使用2mm球头刀清根加工2球头铣刀60001505000.05底图号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)装订号标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 摘 要 随着数控技术的不断发展和应用领域的日益扩大,数控加工技术对国计民生 的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用。由 于效率、质量是先进制造技术的主体,高速、高精地加工技术可极大地提高效率, 提高产品的质量和档次,并且能缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控 加工而言,无论.是手工编程还是自动编程,它们在编程前都要对所加工的零件进 行工艺分析,拟定加工方案,选择合适的刀具,确定切削用量,对一些工艺问题 (如对刀点、加工路线等)也需做一些处理,并在加工过程中掌握控制精度的方法,如 此才能加工出合格的产品。 本文着重介绍了运用 UG 软件对底座的三维造型设计和数控加工过程,在底 座的设计中要使设计的底座更加合理,要确定铣削方式、走刀方式等一系列设置, 通过粗加工、二次开粗、曲面和腔槽的精加工最终得出底座数控加工程序。 关键词:UG ;三维造型 ;数控加工 ;切削用量;铣削方式;走刀方式 目 录 绪 论 .1 第 1 章 零件的加工内容分析 .2 1.1 零件加工内容 .2 第 2 章 底座零件的建模 .3 2.1 底座零件基于 UGNX8.0 的三维实体建模 .3 2.1.1 下表面建模 .3 2.1.2 上表面的建模 .4 第 2 章 加工工艺分析 .5 2.1 零件尺寸分析 .5 3.2 各结构的加工方法 .5 3.3 毛坯分析与确定 .5 3.4 数控机床选择 .6 3.41 数控机床的选择的注意事项 .6 3.42 机床的具体型号确定 .6 3.5 制定加工方案 .7 3.6 零件加工顺序的确定 .8 3.6.1 切削加工工序的安排 .8 3.6.2 辅助工序的安排 .9 3.7 确定装夹方法 .9 数控铣床及加工中心常见的装夹方式如下: .9 3.8 刀具与切削用量选择 .10 3.9 切削用量的选择 .10 3.61 确定背吃刀量 .11 3.62 确定主轴转速 .11 3.63 确定进给速度 .11 3.9 拟订零件加工艺过程卡 .13 3.10 拟订零件加工工序卡 .13 第 4 章 基于 UGNX8.0 编程 .14 4.1 加工前的模型处理和加工准备 .14 4.1.1 模型处理 .14 4.1.2 加工准备 .14 4.2 零件加工编程 .17 4.2.1 创建操作加工下表面面 .17 4.2.2 创建操作加工上表面面 .20 第 5 章 产生 NC 程序 .33 5.1 仿真加工和仿真效果图 .33 5.2 产生 NC 程序 .33 结 论 .35 致谢 .36 参考文献 .37 附 录 .38 底板零件数控加工工艺分析及自动编程摘 要随着数控技术的不断发展和应用领域的日益扩大,数控加工技术对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用。由于效率、质量是先进制造技术的主体,高速、高精地加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,并且能缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工而言,无论.是手工编程还是自动编程,它们在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析,拟定加工方案,选择合适的刀具,确定切削用量,对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理,并在加工过程中掌握控制精度的方法,如此才能加工出合格的产品。本文着重介绍了运用UG软件对底座的三维造型设计和数控加工过程,在底座的设计中要使设计的底座更加合理,要确定铣削方式、走刀方式等一系列设置,通过粗加工、二次开粗、曲面和腔槽的精加工最终得出底座数控加工程序。关键词:UG ;三维造型 ;数控加工 ;切削用量;铣削方式;走刀方式目 录绪 论1第1章 零件的加工内容分析21.1 零件加工内容2第2章 底座零件的建模32.1 底座零件基于UGNX8.0的三维实体建模32.1.1 下表面建模32.1.2 上表面的建模4第2章 加工工艺分析52.1 零件尺寸分析53.2 各结构的加工方法53.3 毛坯分析与确定53.4 数控机床选择63.41数控机床的选择的注意事项63.42机床的具体型号确定63.5 制定加工方案73.6零件加工顺序的确定83.6.1 切削加工工序的安排83.6.2 辅助工序的安排93.7 确定装夹方法9数控铣床及加工中心常见的装夹方式如下:93.8 刀具与切削用量选择103.9 切削用量的选择103.61 确定背吃刀量113.62确定主轴转速113.63 确定进给速度113.9 拟订零件加工艺过程卡133.10 拟订零件加工工序卡13第4章 基于UGNX8.0编程144.1 加工前的模型处理和加工准备144.1.1 模型处理144.1.2 加工准备144.2 零件加工编程174.2.1 创建操作加工下表面面174.2.2创建操作加工上表面面20第5章产生NC程序335.1 仿真加工和仿真效果图335.2 产生NC程序33结 论35致谢36参考文献37附 录38第II页绪 论1.1 底座行业简介底座是工业生产的重要工艺装备,底座工业是国民经济各部门发展的重要基础。加入wto后,经济往来十分频繁,世界经济高速发展,人类消费逐渐增加,消费结构日趋复杂,消费增长带来了全球经济的快速发展,中国逐渐变成世界制造业中心。目前,底座在中国有更大的发展,但与先进国家相比有较大的差距。如:国内底座精度低、寿命短、制造周期长,成型设备是过时了,规格品种少,新型底座材料的研究和开发工作用不大,CAD / CAE / CAM应用水平仍然远远落后于发达国家。1.2 底座行业的前景底座的应用不断扩大,领域已应用到底座工业发展的更大和更高的要求来塑造快于其他制造行业的发展速度,已成为一个普遍规律,塑造世界市场的需求,近年来,市场总额已经在60065亿美元,而中国的出口并没有底座至8,“在”可以扩大这个比例,并随着经济全球化的发展趋势越来越明显,底座制造行业逐步中国和跨国公司转移底座我国已成为对外国和私人资本采购更为明显,继续支持中国的底座业,中国的底座业更大于挑战的机会,国际底座未来的市场前景,中国底座仍然很大的发展空间。 目前,中国正面临着发达国家的技术优势和发展中国家,价格优势的双重压力。工业国家中死去,其技术和业务优势,在高端底座的竞争优势,因为他们正逐渐进入该国,在中国底座行业成为一个巨大的挑战,印度,泰国和东欧国家在最近几年,工业底座发展十分迅速,其底座的价格也具有很强的竞争优势,中国的底座行业,成本和价格优势将逐渐减弱并最终消失。罗白回良玉说,中国必须死企业的技术,管理和人员培训工作,积极引进国外先进的底座制造技术,以提高高端产品的底座开发能力,调整产品结构,底座,底座产品,不断提高我国的国际竞争力。这样底座行业才能稳定发展。 第1章 零件的加工内容分析1.1 零件加工内容加工零件如图1-1、1-2所示, 图1-1上表面 图 1-2 下表面第2章 底座零件的建模2.1 底座零件基于UGNX8.0的三维实体建模2.1.1 下表面建模进入“草图”对话框图标,在创建草图中选择现有平面,如图2-1所示。点击“确定”,则可进行绘图。根据图1-1获得底座零件基本尺寸绘图,返回建模界面,点击“拉伸”命令图标,弹出“拉伸”命令对话框,如图2-2所示。 图2-1 草图编辑界面 图2-2 拉伸编辑界面2.1.2 上表面的建模 进入“草图”对话框图标根据图获得底座零件基本尺寸绘图,返回建模界面,点击“拉伸”命令图标,弹出“拉伸”命令对话框,绘制凸台布尔运算选择求和:凹槽的绘制:进入“草图”对话框图标,在创建草图中选择现有平面,如图2-1所示。点击“确定”,则可进行绘图。根据图1-1获得底座零件基本尺寸绘图,返回建模界面,点击“拉伸”命令图标,弹出“拉伸”命令对话框,绘制凹槽布尔运算选择求差,多次选择求差命令,获得各处凹槽。 第2章 加工工艺分析2.1 零件尺寸分析 该零件主要由平面、内轮廓、台阶、曲面组成,加工内容为:总高为66.6799mm;240mm180mm的外轮廓;R2.5mm2、R10mm的圆角、R2mm5的曲面以及许多不规则型腔组成。 零件的主要加工要求为:外轮廓的尺寸未注公差要求IT14级(查表所得偏差值);型腔公差分别为20H7(),形位公差分别为0.03mm、0.05mm、未注形位公差IT12级以及表面粗糙度要求较高为Ra3.2,其余未注表面质量为Ra6.3。3.2 各结构的加工方法使用盘铣刀铣削零件大面,使用较大的刀具对零件进行第一次开粗,去除大部分切削余量,留0.2-0.4mm余量,跟具具体情况观察是否对零件进行二次粗加工以减小精加工时的切削余量,从而达到保证精加工各要求,提高表面粗糙度,提高加工精度。3.3 毛坯分析与确定毛坯采用铝件在采用数控加工时其加工表面应有较充分的余量,根据图纸所规定的尺寸,选择毛坯尺寸为245mm185mm70mm的正六方体料,毛坯如图3-1所示。图3-1 毛坯图3.4 数控机床选择3.41数控机床的选择的注意事项通过以上对零件的工艺分析,可知加工此零件需要的设备主要为加工中心,对于设备的型号的选择主要考虑一下几个方面:1) 机床的加工范围:例如机床的回转直径或者加工行程是否能够满足零件的机构需求。2) 机床的加工精度:所选择的机床的加工精度必须大于零件的加工精度,这样才能够保证零件加工的可靠性3) 机床的切削速度范围:主要体现在机床的主轴转速,一般来说较大的回转直径的设备,转速都比较低,而较小的回转直径的设备转速较高,从切削速度的角度来看,较大的设备是不适合加工较小尺寸的零件。4) 机床的切削功率:机床所提供的切削力必须保证零件的顺利加工,也就是说机床提供的切削力必须大于零件的切削抗力。5) 机床的刚性6) 机床的经济性:在满足上述条件的情况下,竟可能选择成本较低的设备,这样可以大大降低生产成本。3.42机床的具体型号确定根据上述各点,为此零件选择一台数控加工中心,加工中心是从数控加工中心发展而来的。与数控加工中心的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力,通过在刀库上安装不同用途的刀具,可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具,实现多种加工功能。具体型号参数如下:表3-1 加工中心主要参数加工中心是高效、高精度数控机床,工件在一次装夹中便可完成多道工序的加工,同时还备有刀具库,并且有自动换刀功能。加工中心所具有的这些丰富的功能,决定了加工中心程序编制的复杂性。能实现三轴或三轴以上的联动控制,以保证刀具进行复杂表面的加工。加工中心除具有直线插补和圆弧插补功能外,还具有各种加工固定循环、刀具半径自动补偿、刀具长度自动补偿、加工过程图形显示、人机对话、故障自动诊断、离线编程等功能。3.5 制定加工方案 加工方案又称工艺方案,数控机床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路线等内容。在数控机床加工过程中,由于加工对象复杂多样,特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化,加上材料不同、批量不同等多方面因素的影响,在对具体零件制定加工方案时,应该进行具体分析和区别对待,灵活处理。只有这样,才能使所制定的加工方案合理,从而达到质量优、效率高和成本低的目的,零件的加工方案确定如下:1.备料245mm185mm70mm的正六方铝件;2.粗、精铣削下表面, 此面将作为基准加工上表面。3.粗、精铣削上表面,式切削测量,铣内腔、台阶、曲面。4.去毛刺;5.终检。6.终检。上述方案,以下表面作为精加工定位基准,减少加工时间,提高加工效率,能有效的完成底座零件的加工。3.6零件加工顺序的确定在安排加工顺序时一般应遵循以下原则:1) 先基准面后其它 应首先安排被选作精基准的表面的加工,再以加工出的精基准为定位基准,安排其它表面的加工。该原则还有另外一层意思,是指精加工前应先修一下精基准。2) 先粗后精 这是指先安排各表面粗加工,后安排精加工。3) 先主后次 主要表面一般指零件上的设计基准面和重要工作面。这些表面是决定零件质量的主要因素,对其进行加工是工艺过程的主要内容,因而在确定加工顺序时,要首先考虑加工主要表面的工序安排,以保证主要表面的加工精度。在安排好主要表面加工顺序后,常常从加工的方便与经济角度出发,安排次要表面的加工。此外,次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求,常常要求在主要表面加工后,以主要表面定位进行加工。4) 先面后孔 这主要是指箱体和支架类零件的加工而言。一般这类零件上既有平面,又有孔或孔系,这时应先将平面(通常是装配基准)加工出来,再以平面为基准加工孔或孔系。此外,在毛坯面上钻孔或镗孔,容易使钻头引偏或打刀。此时也应先加工面,再加工孔,以避免上述情况的发生。3.6.1 切削加工工序的安排根据上述工序的安排原则:一般适合数控铣削加工零件的大致加工顺序是:1. 粗加工精基准。2. 粗加工主要表面。3. 加工次要表面。4. 安排热处理工序。5. 精加工主要表面。6. 最终检查。根据以上规则我所安排的加工工序为:(1)铣削下表面,使用盘铣刀加工大面,保证粗糙度Ra1.6,此面在后续作为下一工序的精基准,加工上表面。(2)反面装夹、精铣上表面,按照先面后孔的原则,使用盘铣刀铣削零件大面,保证总高尺寸66.6799mm,保证上下两面平行度公差范围内以及达到粗糙度为Ra1.6,使用较大的刀具对零件进行第一次开粗,去除大部分切削余量,留0.2-0.4mm余量,跟具具体情况观察是否对零件进行二次粗加工以减小精加工时的切削余量,从而达到保证精加工各要求,提高表面粗糙度,提高加工精度。3.6.2 辅助工序的安排辅助工序主要包括:检验、清洗、去毛刺、去磁、倒棱边、手工攻螺纹、涂防锈油等。我所选用的辅助工序有:检验、倒棱边、去毛刺。3.7 确定装夹方法数控铣床及加工中心常见的装夹方式如下:1) 平口钳装夹:一般适合板类零件;2) 卡盘装夹:一般适用于轴类零件;3) 压板装夹:适用于异形零件,使用范围较大,但是不宜操作,生产效率较低;4) 专用夹具装夹:试用产品单一,生产效率高。5) V形铁装夹:适用于轴类零件。 此零件毛坯属于底座类,可以使用平口钳装夹,此种装夹方案一般在铣床上使用较多。操作方便,夹紧迅速,夹紧力可靠。3.8 刀具与切削用量选择 刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一,不仅影响机床的加工效率,而且直接影响零件的加工质量,应考虑以下方面:1、根据零件材料的切削性能选择刀具。如车或铣高强度钢、钛合金、不锈钢零件,建议选择耐磨性较好的可转位硬质合金刀具。 2、根据零件的加工阶段选择刀具。即粗加工阶段以去除余量为主,应选择刚性较好、精度较低的刀具,半精加工、精加工阶段以保证零件的加工精度和产品质量为主,应选择耐用度高、精度较高的刀具,粗加工阶段所用刀具的精度最低、而精加工阶段所用刀具的精度最高。如果粗、精加工选择相同的刀具,建议粗加工时选用精加工淘汰下来的刀具,因为精加工淘汰的刀具磨损情况大多为刃部轻微磨损,涂层磨损修光,继续使用会影响精加工的加工质量,但对粗加工的影响较小。3、 根据加工区域的特点选择刀具和几何参数。在零件结构允许的情况下应选用大直径、长径比值小的刀具;切削薄壁、超薄壁零件的过中心铣刀端刃应有足够的向心角,以减少刀具和切削部位的切削力。加工铝、铜等较软材料零件时应选择前角稍大一些的立铣刀,齿数也不要超过4齿。综上所述,选择数控加工刀具见表3-2所示。表3-2 刀具选用表序号刀具号刀具名称规格/mm加工内容备注1T01100铣平面硬质合金2T0220平底立铣刀粗铣上表面内外轮廓高速钢3T038合金铣刀精铣上表面内外轮廓合金4T042球刀加工曲面,及清根合金上述卡片和零件图是编制数控加工程序的主要依据。3.9 切削用量的选择 切削用量包括主轴转速(切削速度)、背吃刀量(切削深度)、进给量(进给速度)。对于不同的加工方法,需要选择不同的切削用量,并编入程序单内。3.61 确定背吃刀量背吃刀量ap()ap是指平行于铣刀轴线方向测量的切削层尺寸, 主要根据机床、夹具、刀具和工件的刚度来决定。由于零件精度要求不高,从“切削用量简明手册”可查得,可以一次净加工余量,即ap等于加工余量,即粗铣时ap=1mm。3.62确定主轴转速b)切削速度c(m/min),c是指铣刀旋转时的切削速度n=1000c/d0根据切削原理可知,切削速度的高低主要取决于被加工零件的精度、材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素,可见表5-1选取参数2:表5-1 铣削时切削速度工件材料硬度/HBS切削速度VC/ (m/min)高速钢铣刀硬质合金铣刀钢225184266150225325123654120325425621 3675续表5-1工件材料硬度/HBS切削速度VC/ (m/min)高速钢铣刀硬质合金铣刀铸铁19021366615019026091845901603204.5102130铝70120100200200400从理论上讲,VC的值越大越好,因为这不仅可以提高生产率,而且可以避免生成积屑瘤的临界速度,获得较低的表面粗糙度值。但实际上由于机床、刀具等的限制。3.63 确定进给速度进给量(进给速度)f(mm/min或mm/r) 是数控机床切削用量中的重要参数,主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。当加工精度,表面粗糙度要求高时,进给量数值应选小些,一般在2050mm/min5范围内选取。最大进给量则受机床刚度和进给系统的性能限制,并与脉冲当量有关。 = 式中: 切削时单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移,单位mm/minfz铣刀每齿工作台的移动距离,即每齿进给量(mm/z)铣刀的转速铣刀齿数每齿进给量fz的选取主要取决于工件材料的力学性能、刀具材料、工件表面粗糙度值等因素。工件材料的强度和硬度越高,fz越小,反之则越大;工件表面粗糙度值越小,就fz越小;硬质合金铣刀的每齿进给量高于同类高速钢铣刀,可参考表选取: 铣刀每齿进给量fz工件材料每齿进给量fz/(mm/z)粗铣精铣高速钢铣刀硬质合金铣刀高速钢铣刀硬质合金铣刀钢0.100.150.100.250.020.050.100.15铸铁0.120.200.150.30铝0.060.200.100.250.050.100.020.05参数、都由实验确定,也可参考有关切削用量手册选用。综上可以得出(机床有的或较接近的转速取百位近似值)详见表。 切削参数表刀具格式铣削背吃刀量mm进给速度m/min主轴转速r/min100盘铣刀精铣0.340080020键槽铣刀粗铣215015008合金铣刀精铣0.330030003球头刀精铣曲面0.130050002球头刀清根0.13006500 切削进给速度也可由机床操作者根据被加工工件表面的具体情况进行手调整,以获得最佳切削状态。3.9 拟订零件加工艺过程卡根据上述分析,制定出该零件的工艺过程卡见附录所示。3.10 拟订零件加工工序卡 根据上述分析,制定出该零件数铣工序的加工工序卡见附录所示。第 16 页第4章 基于UGNX8.0编程4.1 加工前的模型处理和加工准备4.1.1 模型处理为了便于保证尺寸公差要求,零件的几何尺寸取中间值,结合UGNX8.0数控加工编程的特点,使零件各部分尺寸达到第一章二维工程图要求。如以下图4-1所示,获得加工前的模型。图4-1 模型处理图4.1.2 加工准备(1)进入加工模块:选择起始加工,在经过初始化进入加工环境。操作步骤如图4-2,图4-3所示。 图4-2 加工选项 图4-3 加工环境(2)建立加工坐标系,设置工件坐标系,这里设置工件的几何中心为零件的坐标系原点,设置安全平面,选择工件最高处的平面作为安全平面,防止刀具在快速移动的过程中产生刀具干涉,在工件上的效果如图4-5所示。图4-4 安全平面设置 图4-5 工件坐标(3)设置部件几何体,毛坯等参数,这里直接选择零件的三维模型作为部件几何体,毛坯选择包容块作为毛坯,毛坯应在各个切削方向上留一定的余量。 图4-6 几何体设置 图4-7 毛坯设置(4) 创建刀具参数,零件的加工所需要的刀具参数在这里设置,包括刀具的直径,刀具的长度,刀在程序中输出的刀具号及补偿号,包括刀具的半径补偿及长度补偿。 图4-11 1号刀 图4-12 2号刀 图4-14 3号刀 图4-15 4号刀4.2 零件加工编程4.2.1 创建操作加工下表面面参考工序卡片,编程基本面铣参数确定如表4-1所示。以下所有数值单位均为mm、mm/min制。表4-1 编程基本参数表参数参数值参数参数值工件材料硬铝下切速度/刀具材料硬质合金切削速度200刀具类型盘铣刀主轴转速800刀具刃数5公差0.03刀具直径80切削深度0.5刀具半径40切削步距80%圆角半径0.5加工余量侧壁0快进速度/底面0(1)创建平面铣操作对零件进行表面加工首先创建,进入创建操作菜单后设定使用几何体为WORKPLECE,选用刀具为D50的平底铣刀,单击确定后,设置其余参数。a) 创建操作步骤如图4-16,图4-17所示。 图4-16 平面铣 图4-17 参数设置b) 选择主界面中的切削参数,设置的参数如图4-18所示。图4-18 切削参数c) 选择主界面中的非切削移动,设置的参数如图4-19(a、b)所示。a 进刀方式 b 传递方式 图4-19 非切削参数d) 选择主界面中的进给和切削速度,设置的参数如图4-20所示;e) 成的刀路轨迹如图4-21所示。 图4-20 进给和切削速度 图4-21 刀路轨迹4.2.2创建操作加工上表面面(1)创建形腔铣操作对零件进行粗加工编程基本形腔铣参数确定如表4-2所示。以下所有数值单位均为mm、mm/min制。表4-2 粗加工编程基本参数表参数参数值参数参数值工件材料硬铝下切速度/刀具材料高速钢切削速度150刀具类型平底立铣刀主轴转速1500刀具刃数2公差0.03刀具直径20切削深度2刀具半径10切削步距80%圆角半径0.3加工余量侧壁0.5快进速度/底面0.5首先创建,进入创建操作菜单后设定使用几何体为WORKPLECE,选用刀具为D20的平底立铣刀,单击确定后,设置其余参数。创建操作步骤如图4-22,图4-23所示。 图4-22 形腔铣 图4-23 刀轨设置选择主界面中的切削参数,设置的余量为0.5mm,其余参数如图4-24(a、b)所示。 a 开放刀路设置 b 使用基于层图4-24 形腔参数设置选择主界面中的非切削移动,其余取默认值。设置的参数如图4-25(a、b、)所示。a 进刀设置 b 传递最小安全值图4-25 非切削参数设置选择主界面中的进给和切削速度,设置的参数如图4-26所示;生成的刀路轨迹如图4-27所示。 图4-26 进给和切削速度 图4-27 刀路轨迹(2)创建深度轮廓铣操作对零件侧壁进行精加工编程基本深度轮廓铣参数确定如表4-2所示。以下所有数值单位均为mm、mm/min制。表4-2 粗加工编程基本参数表参数参数值参数参数值工件材料硬铝下切速度/刀具材料高速钢切削速度300刀具类型平底立铣刀主轴转速3000刀具刃数2公差0.03刀具直径8切削深度2刀具半径4切削步距80%圆角半径0.3加工余量侧壁0.5快进速度/底面0.5首先创建,进入创建操作菜单后设定使用几何体为WORKPLECE,选用刀具为D20的平底立铣刀,单击确定后,设置其余参数。创建操作步骤如图4-22,图4-23所示。 图4-22 深度轮廓铣 图4-23 刀轨设置选择主界面中的切削参数,设置的余量为0mm,其余参数如图4-24(a、b)所示。 a 开放刀路设置 b 使用基于层图4-24 形腔参数设置选择主界面中的非切削移动,其余取默认值。设置的参数如图4-25(a、b、)所示。a 进刀设置 b 传递最小安全值图4-25 非切削参数设置选择主界面中的进给和切削速度,设置的参数如图4-26所示;生成的刀路轨迹如图4-27所示。 图4-26 进给和切削速度 图4-27 刀路轨迹(3) 创建剩余铣操作对零件剩余的内腔底面进行精加工编程基本剩余铣参数确定如表所示。以下所有数值单位均为mm、mm/min制。表4-3 粗加工编程基本参数表参数参数值参数参数值工件材料硬铝下切速度/刀具材料高速钢切削速度300刀具类型平底立铣刀主轴转速3000刀具刃数2公差0.03刀具直径8切削深度0.3刀具半径4切削步距80%圆角半径0.3加工余量侧壁0.5快进速度/底面0.5创建操作步骤、平面铣界面与参数设置顺序如图4-33(a、b、c)所示;生成的刀路轨迹如图4-34所示。 图4-33 参数设置图 图 4-34 刀路轨迹 (5) 创建固定轮廓铣操作对零件进行曲面加工编程基本剩余铣参数确定如表4-2所示。以下所有数值单位均为mm、mm/min制。表4-2 粗加工编程基本参数表参数参数值参数参数值工件材料硬铝下切速度/刀具材料高速钢切削速度300刀具类型球刀铣刀主轴转速5000刀具刃数2公差0.03刀具直径6切削深度0.3刀具半径3切削步距80%圆角半径0.3加工余量侧壁0.5快进速度/底面0.5首先创建,进入创建操作菜单后设定使用几何体为WORKPLECE,选用刀具为R1.5球头铣刀。创建固定轮廓操作步骤如下图4-35,图4-36所示。 图4-35 创建操作 图4-36 轮廓区域铣削驱动精加工曲面参数需改动加工余量,保证表面质量将驱动中距离适当减小如图4-44,在设置中务必指定切削区域以及方向的改动(最好与半精加工路线垂直)。选择主界面中半精加工和精加工的进给和切削速度,分别设置的参数如图4-45(a、b)所示。生成的刀路轨迹如图4-46所示。 图4-43 精加工余量设置 图4-44 区域铣削驱动设置 a 半精加工切削参数 b 精加工切削参数 图4-45 切削参数图4-46 曲面精加工刀路轨迹(5)创建固定轮廓铣操作对零件进行清根加工参考工序卡片,编程基本轮廓铣参数确定如表所示。以下所有数值单位均为mm、mm/min制。参数参数值参数参数值工件材料硬铝下切速度/刀具材料高速钢切削速度300刀具类型平底立铣刀主轴转速6500刀具刃数2公差0.04刀具直径2切削深度0.1刀具半径1切削步距50%圆角半径0.5加工余量侧壁0.5快进速度/底面0.5首先创建,进入创建操作菜单后设定使用几何体为WORKPLECE,选用刀具为D2球头铣刀,单击确定后,设置其余参数。创建操作步骤如图4-22,图4-23所示。 图4-22 深度轮廓铣 图4-23 刀轨设置选择主界面中的切削参数,设置的余量为0mm,其余参数如图4-24(a、b)所示。 a 开放刀路设置 b 使用基于层图4-24 形腔参数设置选择主界面中的非切削移动,其余取默认值。设置的参数如图4-25(a、b、)所示。a 进刀设置 b 传递最小安全值图4-25 非切削参数设置选择主界面中的进给和切削速度,设置的参数;生成的刀路轨迹如图4-27所示。 图4-27 清根刀路轨迹第5章产生NC程序5.1 仿真加工和仿真效果图 20mm铣刀开粗 8mm侧面精加工图 8mm底面精加工图 球刀曲面加工及清根加工图5-2 b面加工5.2 产生NC程序(1)单击父级组PROGRAM,在单击后处理图标,进入后处理文件窗口图5-4,单击确定后得到程序。操作导航器中显示所有加工路径如图5-5所示。 图5-4 后处理文件 图5-5加工路径(2)产生NC程序(部分程序)结 论 使用UG进行底座设计和数控加工是具有先进性意义的。本论文讨论了运动UG的不同命令来进行三维造型的具体应用。UG是CAD/CAM集成软件,在进行三维造型设计和数控加工编程以及动态仿真方面有着很强大的功能。通过使用这些集成软件,不但可以第一时间直观看到物件的三维实体,还可以在后期加工中通过仿真模拟来实现对铣削方式、使用刀头、走刀方式、加工步骤等最合理的选择,这样使实际生产上的返工率和物件报废率大大降低,也很大程度的提高了加工效率和精度。因此,应用好UG的三维设计和数控加工编程功能是提高企业生产效率和物件精确度的重要途径。在进行设计时,充分运用UG的的功能来做出想要得到的造型。一般完成一个造型设计可以有不同的方式,这就需要根据自己的需求来选择最熟练的,但是应该将每一种方法都熟记于心,要对UG软件进行不断的熟悉,作为一个专业软件,这是将来赖以生存的工具,要有不断钻研专业知识的精神,不断提高自己处理能力,增强自己的综合竞争力。在进行数控加工时,也得到了很多收获,数控加工过程中涉及加工方式的选择、一些参数的选择、刀具的选择、刀轨路径的选择等,这些专业性很强的知识很值得钻研下去,完全熟练化的掌握。致谢为期将近4个月的毕业设计结束了,在指导老师的耐心指导下我不仅顺利地完成了毕业设计任务,同时也学到了很多知识与技巧,收获非常大,这将近4个月的学习使我的专业水平上升了一个台阶,还锻炼了我们独立思考的能力。作为学生的我很多时候自己会遇到不能解决的问题,老师的教育方式是点拨式,让我们发挥了主人翁意识,做到真正意义上的自主学习与实践。老师不仅为我们提供专业支持,更教会我们积极的心态与思想。设计期间,老师悉心为我们指导每个疑问,在查阅我的草稿和论文时,仔细严谨,一丝不苟,是我们学习的榜样,在此,我要向黄老师表示诚挚的感谢。另外,在此次设计中,也需要感谢的是和我同组的同学们,他们对于我的问题也给予了有建设性的意见。大家在一起共同奋斗,互相讨论,对我的毕业设计有很大帮助,并且,我们在一起共同营造了一个融洽的学习生活环境,建立了良好的友谊。没有所有的这些帮助,就没有我本次毕业设计保质保量的完成。最后,感谢老师为我们提供课题。参考文献1 张武军等.UGNGINEER中文野火版4.0数控加工实例精解M.北京:机械工业出版社,20082黄圣杰,王俊祥.UGNGINEER 基础及应用教程M.北京:电子工业出版社,20013 丁玉兰.人机工程学M.北京:北京理工大学出版社,19924严扬.人机工程学设计应用M.北京:中国轻工业出版社,20005王雁,刘苏.手持产品的人体工学设计J.人类工效学,2011年2月:52-556张峻霞、王新亭.人机工程学与设计应用M.北京:国防工业出版社,20017杨君顺.普通人机工程学M.咸阳:陕西科技大学,20018牛宝林.UGNGINEER Wildfire5.0中文版底座设计实例教程M.北京:清华大学 出版社,20079徐海军.UGNGINEER5.0中文版数控加工实例精解M.北京:机械工业出版社,200810俞国燕,何真.基于人机一体的混合智能创新设计J.计算机工程与应用,2003年7月39期:43-4511吴晓莉.人机手控操纵原理在底座设计中的应用J.机械设计与研究,2009年8月12吴明友.数控加工自动编程M.北京:清华大学出版社,200813吴明友.数控加工工艺M.北京:清华大学出版社,2004附 录附录1 底座零件图1张附录2 底座机械加工工艺过程卡片1张附录3 底座数控加工工序卡片2张45
收藏