支座工藝規(guī)程及UG數(shù)控加工

目錄前言………………...………………1一、UG4.0的介紹………..……2二、使用數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)…………5三、零件結(jié)構(gòu)和難點(diǎn)分析…………………7四、支座工藝規(guī)程……………8五、ＵＧ4.0建?！?3六、夾具的選擇、工件裝夾方法確實(shí)定……………….……………14七、刀具的選擇及對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的設(shè)置…………18八、切削用量確實(shí)定……………………….………………19九、支座加工(編程)過(guò)程……………………...…………20致謝………………32參考文獻(xiàn)………………………33前言隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的開(kāi)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造〔CAD/CAM〕技術(shù)在工程設(shè)計(jì)、制造等領(lǐng)域中具有重要影響的高新技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)自動(dòng)加工的實(shí)現(xiàn)對(duì)社會(huì)產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。在20世紀(jì)60年代初，麻省理工學(xué)院研究生發(fā)表了《人機(jī)對(duì)話(huà)圖形通信》，推出了二維SKETCHPAD系統(tǒng)，系統(tǒng)允許設(shè)計(jì)者在圖形顯示器前操作光筆和鍵盤(pán)，同時(shí)可以在顯示器上顯示圖形，由此為CAD/CAM技術(shù)提供了理論根底。20世紀(jì)60年代到20世紀(jì)70年代中期是CAD/CAM技術(shù)走向成熟的階段，隨著計(jì)算機(jī)硬件的開(kāi)展，三維幾何軟件也相應(yīng)開(kāi)展起來(lái)。到了20世界90年代，CAD/CAM技術(shù)從單一的模式、單一的功能走向集成化和智能化。使用CAD/CAM各子系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而出現(xiàn)了面向?qū)ο蟮募夹g(shù)、并行工程的思想、人工智能技術(shù)等。我國(guó)CAD/CAM技術(shù)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始以來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷的開(kāi)展和推廣使用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，以Pro/Engineer、Unigraphics、Solidworks為代表的CAD/CAM軟件技術(shù)是目前最完善的CAD/CAM技術(shù)。本文主要論述了該零件的數(shù)控加工技術(shù)，解決超薄壁零件的加工難題，以及如何提高這類(lèi)件的生產(chǎn)效率的問(wèn)題。從工藝方法、制造工裝的設(shè)計(jì)、編程技術(shù)、加工刀具、高速切削等領(lǐng)域進(jìn)行研究。由于形狀復(fù)雜，難于加工，所以更能表達(dá)出數(shù)控技術(shù)在工業(yè)加工中的重要作用。由于我的水平有限，我只能從不多的幾個(gè)方面討論整體的數(shù)控編程及加工，請(qǐng)老師加以批評(píng)和指導(dǎo)。一、UG4.0的介紹Unigraphics〔簡(jiǎn)稱(chēng)UG〕是美國(guó)EDS公司推出的集CAD/CAM/CAE于一體的軟件系統(tǒng)，它的NX系列是下一代數(shù)字化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。其中融入了行業(yè)內(nèi)最廣泛的集成應(yīng)用程序，并且涵蓋了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程和制造中的全套開(kāi)發(fā)流程。從而使得用戶(hù)在一個(gè)完全數(shù)字化的環(huán)境中，構(gòu)思、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)并驗(yàn)證其離散制造產(chǎn)品，并獲取產(chǎn)品定義。本書(shū)以UGNX4.0的主要功能模塊為主線(xiàn)，分為實(shí)體設(shè)計(jì)模塊〔CAD〕、性能分析模塊〔CAE〕、零件加工模塊〔CAM〕和二次開(kāi)發(fā)4個(gè)局部。從根底入手，以實(shí)例為引導(dǎo)，循序漸進(jìn)地介紹了UGNX4.0的使用方法和用其設(shè)計(jì)產(chǎn)品的過(guò)程及技巧。全書(shū)內(nèi)容翔實(shí)、系統(tǒng)全面，可以滿(mǎn)足讀者實(shí)際應(yīng)用的全面需求。本書(shū)全面分析了UGNX4.0在實(shí)體設(shè)計(jì)、性能分析、零件加工和二次開(kāi)發(fā)方面的設(shè)計(jì)思想、根本功能和應(yīng)用技巧等，書(shū)中每一章的最后局部還通過(guò)一個(gè)綜合實(shí)例詳細(xì)地演示本章所講述的主要內(nèi)容。使讀者通過(guò)實(shí)際演練，更快更好地掌握所學(xué)知識(shí)。書(shū)中所列舉的例子都具有代表性，是筆者在長(zhǎng)期工作實(shí)工具。UG4.0軟件提供了強(qiáng)大的高級(jí)曲面造型工具，能構(gòu)造各種復(fù)雜的產(chǎn)品形狀。曲面造型不同于一般的實(shí)體模型，在模型的描述、定義、表示和生成等方面都更加復(fù)雜。曲面造型的方法主要有拉伸〔Extrude〕、回轉(zhuǎn)〔Rotate〕、掃描〔Sweep〕、放樣〔Loft〕、曲線(xiàn)網(wǎng)格〔MeshofCurves〕、空間點(diǎn)陣、曲面邊界〔SurfacebyBoundary〕等方法。在復(fù)雜曲面造型過(guò)程中也可以利用尺寸、幾何約束和變量化技術(shù)對(duì)曲面進(jìn)行靈活控制。并采用各種曲面編輯工具進(jìn)行曲面的編輯和修改。在曲面造型中還可以用各種曲面分析工具對(duì)曲面的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，如分析曲面上的任一處的曲率，高斯參線(xiàn)，切矢，法矢等，并檢查曲面的連接，拼合等。UG4.0采用了一些智能技術(shù)如：變量化，參數(shù)化技術(shù)及動(dòng)態(tài)引導(dǎo)技術(shù)，以更好地輔助設(shè)計(jì)過(guò)程。變量化、參數(shù)化技術(shù)簡(jiǎn)單的說(shuō)就是在不同的幾何元素和特征之間建立各種尺寸關(guān)聯(lián)和幾何約束關(guān)系，使設(shè)計(jì)者可以更好地表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，更加靈活方便地對(duì)模型進(jìn)行修改。動(dòng)態(tài)引導(dǎo)技術(shù)，舉例來(lái)說(shuō)就是如果要在三維模型上選取一定的點(diǎn)、線(xiàn)、面時(shí)，系統(tǒng)可以隨鼠標(biāo)的移動(dòng)自動(dòng)顯示當(dāng)前選中的幾何體。在繪制草圖時(shí)系統(tǒng)可以自動(dòng)提示圖形中的一些特殊位置，如：線(xiàn)段的中點(diǎn)，端點(diǎn)與其它特征點(diǎn)的對(duì)齊、等長(zhǎng)的特定位置。當(dāng)幾何圖形間形成一定的位置關(guān)系時(shí)，如：直線(xiàn)的水平、垂直位置，點(diǎn)在曲線(xiàn)上，直線(xiàn)與圓弧相切等，系統(tǒng)可以自動(dòng)參加幾何約束。利用動(dòng)態(tài)引導(dǎo)技術(shù)，使用者可以方便地找到特定位置，提高作圖效率。實(shí)踐中總結(jié)并提煉出來(lái)的精華。本書(shū)圖文并茂，講解深入淺出、通俗易懂，適合于UGNX4.0初學(xué)者和有一定根底的中高級(jí)用戶(hù)。并且可以作為大中專(zhuān)院校相關(guān)課程的教材，同時(shí)也可作為從事三維設(shè)計(jì)人員理想的參考二、使用數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)1、自動(dòng)化程度高可以減輕操作者的體力勞動(dòng)強(qiáng)度。數(shù)控加工過(guò)程是按輸入的程序自動(dòng)完成的，操作者只需起始對(duì)刀、裝卸工件、更換刀具，在加工過(guò)程中，主要是觀察和監(jiān)督機(jī)床運(yùn)行。但是，由于數(shù)控機(jī)床的技術(shù)含量高，操作者的腦力勞動(dòng)相應(yīng)提高。

2、加工零件精度高、質(zhì)量穩(wěn)定。

數(shù)控機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度都很高，較容易保證一批零件尺寸的一致性，只要工藝設(shè)計(jì)和程序正確合理，加之精心操作，就可以保證零件獲得較高的加工精度，也便于對(duì)加工過(guò)程實(shí)行質(zhì)量控制。3、生產(chǎn)效率高數(shù)控機(jī)床加工是能再一次裝夾中加工多個(gè)加工外表，一般只檢測(cè)首件，所以可以省區(qū)普通機(jī)床加工時(shí)的不少中間工序，如劃線(xiàn)、尺寸檢測(cè)等，減少了輔助時(shí)間，而且由于數(shù)控加工出的零件質(zhì)量穩(wěn)定，為后續(xù)工序帶來(lái)方便，其綜合效率明顯提高。4、加工精度高

數(shù)控機(jī)床有較高的加工精度，一般在0.005～0.1mm之間。數(shù)控機(jī)床的加工精度不受零件復(fù)雜程度的影響，機(jī)床傳動(dòng)鏈的反向齒輪間隙和絲杠的螺距誤差等都可以通過(guò)數(shù)控裝置自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，其定位精度比擬高，同時(shí)還可以利用數(shù)控軟件進(jìn)行精度校正和補(bǔ)償。5、工序集中，一機(jī)多用

數(shù)控機(jī)床特別是帶自動(dòng)換刀的數(shù)控加工中心，在一次裝夾的情況下，幾乎可以完成零件的全部加工工序，一臺(tái)數(shù)控機(jī)床可以代替數(shù)臺(tái)普通機(jī)床。這樣可以減少裝夾誤差，節(jié)約工序之間的運(yùn)輸、測(cè)量和裝夾等輔助時(shí)間，還可以節(jié)省車(chē)間的占地面積，帶來(lái)較高的經(jīng)濟(jì)效益。

6、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度

在輸入程序并啟動(dòng)后，數(shù)控機(jī)床就自動(dòng)地連續(xù)加工，直至零件加工完畢。這樣就簡(jiǎn)化了工人的操作，使勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。數(shù)控機(jī)床是一種高技術(shù)的設(shè)備，盡管機(jī)床價(jià)格較高，而且要求具有較高技術(shù)水平的人員來(lái)操作和維修，但是數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)很多，它有利于自動(dòng)化生產(chǎn)和生產(chǎn)管理，使用數(shù)控機(jī)床的經(jīng)濟(jì)效益還是很高的。7、便于新產(chǎn)品研制和改型數(shù)控加工一般不需要很多復(fù)雜的工藝裝備，通過(guò)編制加工程序就可把形狀復(fù)雜和精度要求較高的零件加工出來(lái)，當(dāng)產(chǎn)品改型，更改設(shè)計(jì)時(shí)，只要改變程序，而不需要重新設(shè)計(jì)工裝。所以，數(shù)控加工能大大縮短產(chǎn)品研制周期，為新產(chǎn)品的研制開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品的改良、改型提供了捷徑。

三、零件結(jié)構(gòu)和難點(diǎn)分析3.1、零件結(jié)構(gòu)分析由于此零件是飛機(jī)某零件的支座，在保證其強(qiáng)度前提下，設(shè)計(jì)采用了自由鍛LD5材料。由于零件是需要加工兩個(gè)面，兩面對(duì)稱(chēng)精度高，另外，兩面上的薄壁結(jié)構(gòu)剛度差，在加工時(shí)盡量減少加工中的徑向切削力和熱變形。除此該零件還要較小的通孔，零件上的兩個(gè)槽是共線(xiàn)及對(duì)稱(chēng)，在高速切削狀態(tài)，隨著切削速度的提高，切削力下降，加工外表質(zhì)量提高；切削熱大局部由切屑帶走，工件根本保持冷態(tài)，工件熱變形減小，能夠滿(mǎn)足零件加工的這些要求。由于在加工薄壁時(shí)，會(huì)有內(nèi)應(yīng)力存在，在必要時(shí)可放置48小時(shí)，再加工以保證零件在變形后，給予較真預(yù)防零件的報(bào)廢。難點(diǎn)分析1.零件有薄壁在加工應(yīng)當(dāng)注意，看加工時(shí)是否產(chǎn)生變形.2.銑外外表，由于切削用量大，盡量使工件的外表粗遭度等級(jí)更高.3.由于該零件要加工兩個(gè)面，需要裝夾兩次，在裝夾時(shí)盡量保證工件的精度.4.由于該零件是以?xún)射N(xiāo)一面來(lái)定位的，所以需要兩個(gè)孔的位置精度高。四、支座工藝規(guī)程4.1加工方法確實(shí)定確定加工方法時(shí)，一般先根據(jù)外表的加工精度和外表粗糙度要求，選定最終加工方法，然后在確定從毛坯外表到最終成形外表的加工路線(xiàn)，即確定加工方案。由于獲得同一精度和同一粗糙度的方案有好幾種，在具體選擇時(shí)，還應(yīng)考慮工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸、工件材料的性質(zhì)、生產(chǎn)類(lèi)型、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性、生產(chǎn)條件等。任何一個(gè)外表加工中，影響選擇加工方法的因素很多，每種加工方法在不同的工作條件下所能到達(dá)的精度和經(jīng)濟(jì)效果均不同。也就是說(shuō)所有的加工方法能夠獲得的加工精度和外表粗糙度均有一個(gè)較大的范圍。例如，選擇較低的切削用量，精細(xì)地操作，就能到達(dá)較高精度。但是，這樣會(huì)降低生產(chǎn)率，增加本錢(qián)。反之，如增大切削用量，提高生產(chǎn)率，本錢(qián)能夠降低，但精度也降低了。所以在確定加工方法時(shí)，應(yīng)根據(jù)工件的每個(gè)加工外表的技術(shù)要求來(lái)選擇與經(jīng)濟(jì)精度相適應(yīng)的加工方案，而這一經(jīng)濟(jì)精度指的是在正常加工條件下〔采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備、工藝裝備和標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級(jí)的工人，合理的加工時(shí)間〕所能到達(dá)的加工精度，相應(yīng)的外表粗糙度稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)外表粗糙度。工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，影響加工方法的選擇。如小孔一般采用鉆、擴(kuò)、鉸的方法；大孔常用鏜削的加工方法；箱體上孔一般難以拉削或磨削而采用鏜削或鉸削；對(duì)于非圓的同孔，應(yīng)優(yōu)先考慮用拉削或批量較小時(shí)用插銷(xiāo)加工；對(duì)于難磨削的小孔，那么可采用研磨加工。經(jīng)淬火的外表，一般應(yīng)采用磨削加工；材料末淬硬的精密零件的配合外表，可采用刮研加工；對(duì)硬度低而韌性較大金屬，如銅、鋁、鎂鋁合金等非鐵合金，為防止磨削時(shí)砂輪的嵌塞，一般不采用磨削加工，而采用高速精車(chē)、精鏜、精銑等加工方法。4.2工藝路線(xiàn)確實(shí)定;4.2.1加工方法的選擇;零件各外表加工方法的選擇,不但影響加工質(zhì)量,而且也要影響生產(chǎn)率和制造本錢(qián).同一外表的加工可以有不同的加工方法,這取決于外表形狀尺寸,精度粗糙度及零件整體構(gòu)形電等因素.主要外表加工方法的選擇;1.板上的10H8孔可供選用的加工方案見(jiàn)下表工藝方案尺寸公差等級(jí)外表粗糙度Ra(um)鉆—拉IT11~IT126.3鉆—擴(kuò)—鉸IT11~IT126.3鉆--粗鏜--半精鏜--鉸IT11~IT126.3鉆—粗鏜—磨IT11~IT126.32.因該零件兩孔間距離160，且要求對(duì)稱(chēng)共線(xiàn)，如果選用鏜削。鏜刀剛性缺乏，影響加工質(zhì)量。3.因該零件的夾具是兩銷(xiāo)一面，采用銷(xiāo)定位，必然孔的精度高。因此，該板上10H8的孔最終加工方案是：鉆—擴(kuò)—鉸零件外形及行腔最終加工上方案供選擇的有工藝方案尺寸公差等級(jí)外表粗糙度Ra(um)挖槽IT11~IT126.3外形粗銑IT11~IT126.3外形精銑I11~IT126.34.3基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)從保證各加工外表有足夠的余量和保證不加工外表的尺寸和位置符合圖紙要求出發(fā)。粗基準(zhǔn)的選擇原那么：1.合理分配各加工外表的加工余量；2.保證工件外表對(duì)不加工外表有一定的精度要求，3.盡可能的選擇整光潔的平面作為粗基準(zhǔn)；4.粗基準(zhǔn)一般只有用一次。4.4加工順序的安排零件一般不可能在一個(gè)工序中加工完成，需要分幾個(gè)階段來(lái)進(jìn)行加工。在加工方法確定以后，開(kāi)始安排加工順序，即確定那些結(jié)構(gòu)先加工，那些結(jié)構(gòu)后加工，以及熱處理工序和輔助工序等。零件加工順序的合理安排，能夠提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)率，降低加工本錢(qián)，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。加工階段的劃分1.粗加工階段：主要切除各外表上的大局部加工余量，使毛坯形狀和尺寸接近于成品，為后序加工創(chuàng)造條件。2.半精加工階段：完成次要外表的加工，并為主要外表的精加工做準(zhǔn)備3.精加工階段；保證主要外表到達(dá)圖樣要求4.光整加工階段：對(duì)外表粗糙及加工精度要求高的外表，還需進(jìn)行光整〔到達(dá)IT12級(jí)以上和Ra6.3〕,提高外表層的物理力學(xué)性能。這個(gè)階段一般不能用于提高零件的位置精度。5.有些毛坯的加工余量大，外表極其粗糙，應(yīng)進(jìn)行荒加工階段〔即去皮加工階段〕，通常在毛坯準(zhǔn)備車(chē)間進(jìn)行。對(duì)有些重型零件或加工余量小、精度不高的零件，那么可以在一次裝夾后完成外表的粗精加工機(jī)械加工工序的安排1.基面先行。先以粗基準(zhǔn)定位加工出精基準(zhǔn)，以便盡快為后續(xù)工序提供基準(zhǔn)，如基準(zhǔn)不統(tǒng)一，那么應(yīng)按基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換順序逐步提高精度的原那么安排基準(zhǔn)面加工。2.先粗后精。先粗加工，其次半精加工，最后安排精加工和光整加工。3.先主后次。先考慮主要外表〔裝配基面、工作外表等〕的加工，后考慮次要外表〔鍵槽、螺孔、光孔等〕的加工。主要外表加工容易產(chǎn)生廢品，應(yīng)放在前階段進(jìn)行，以減少工時(shí)的浪費(fèi)。由于次要外表加工量較少，而且又和主要外表有位置精度要求，因此，一般應(yīng)放在主要外表半精加工或光整加工之前完成。4.先面后孔。對(duì)于箱體、支架、連桿等類(lèi)零件〔其結(jié)構(gòu)主要由平面和孔所組成〕，由于平面的輪廓尺寸較大，且外表平整，用以定位比擬穩(wěn)定可靠，故一般是以平面為基準(zhǔn)來(lái)加工孔，能夠確?？着c平面的位置精度，加工孔時(shí)也比擬方便，所以應(yīng)先加工平面，后加工孔。5.就近不就遠(yuǎn)。在安排加工順序時(shí)，還要考慮車(chē)間的機(jī)床的布置情況，當(dāng)類(lèi)似機(jī)床布置同一區(qū)域時(shí)，應(yīng)盡量把類(lèi)似工種的加工工序就近布置，以防止工作在車(chē)間內(nèi)往返搬運(yùn)。4.5擬訂工藝路線(xiàn)擬訂工藝路線(xiàn)是指擬訂零件加工所經(jīng)過(guò)的有關(guān)部門(mén)和工序的先后順序。工藝路線(xiàn)的擬訂是工藝規(guī)程制定過(guò)程中的關(guān)鍵階段，是工藝規(guī)程制定的總體設(shè)計(jì)，其主要任務(wù)包括加工方法確實(shí)定、加工順序的安排、工序集中分散等內(nèi)容。工藝路線(xiàn)擬訂的合理與否，不僅影響加工質(zhì)量和生產(chǎn)率，而且影響工人、設(shè)備、工藝裝備及生產(chǎn)場(chǎng)地等的合理利用，從而影響生產(chǎn)本錢(qián)。它與零件的加工要求、生產(chǎn)批量及生產(chǎn)條件等諸多因素有關(guān)。擬訂時(shí)一般應(yīng)提出幾種方案，結(jié)合實(shí)際情況分析比擬，確定較為合理里的工藝路線(xiàn)。4.6刀具選取要保證生產(chǎn)連續(xù)高效，必須要有剛性好，耐磨，有良好的動(dòng)平衡、排削性能，好的刀具，并且刀具的選擇要科學(xué)合理。我們加工時(shí)刀具采用了整體硬質(zhì)合金刀具。1、選用齒數(shù)以2~3齒為宜，因?yàn)辇X數(shù)多，同時(shí)參與切削的時(shí)機(jī)增加，進(jìn)而切削力增大，導(dǎo)致較大的變形。2、粗加工時(shí)大面積去除大余量，為提高加工效率，可選擇大直徑刀具，留有的加工余量要均勻合理。精加工時(shí)使用小一點(diǎn)的刀具以減小切削阻力，減少零件變形。3、選擇精加工內(nèi)形輪廓刀具的尺寸，要小于零件形腔最小轉(zhuǎn)角半徑，有利于在轉(zhuǎn)角處形成圓滑的過(guò)渡曲線(xiàn)，防止切削力在轉(zhuǎn)角處突然增大，使刀具折斷。4、必須考慮高速加工刀具幾何結(jié)構(gòu)的特殊性，即有效切削局部往往小于加工深度，而切削刃的直徑要大于刀柄直徑1mm，不要讓刀柄和零件發(fā)生碰撞。因?yàn)樵摿慵桥可a(chǎn)的，需要進(jìn)行屢次反復(fù)的正反裝夾，在加工兩面上的薄壁體，薄壁之間的對(duì)稱(chēng)要求很高，不能產(chǎn)生太大的錯(cuò)位。4.7工藝問(wèn)題在程序安排時(shí)就應(yīng)考慮到工藝問(wèn)題，例如：裝夾、定位、坐標(biāo)系選擇、刀具選擇等，工工藝路線(xiàn)安排：正面〔有筋面〕粗加工－翻面－反面〔無(wú)筋面〕粗加工－反面〔無(wú)筋面〕精加工－翻面－正面〔有筋面〕精加工先進(jìn)行正反兩面粗加工，可以有效釋放應(yīng)力，控制零件整體變形。另外，由于高速加工技術(shù)的特性，不再需要普通數(shù)控加工方案中半精加工、校正、時(shí)效等中間工序，從而大大縮短了生產(chǎn)周期。五、UG4.0建模5.1、ＵＧ建模首先在UG4.0中新建一個(gè)文件，利用建?！睲odeling〕模塊中的草圖〔SKETCH〕功能，建立零件的平面圖，然后利用拉伸〔EXTRUDE〕功能，生成零件的三維模型圖。見(jiàn)〔圖一〕〔圖一〕在完成草圖的前提下進(jìn)入建模界面然后利用拉伸〔EXTRUDE〕功能選者矩形的邊框?qū)⑵淅斐鰜?lái)，選者限制出示值為-7.5結(jié)束值7.5。見(jiàn)〔圖二〕利用建?！睲odeling〕模塊中的拉伸〔EXTRUDE〕使用最開(kāi)始建立的平面的草圖，使用拉伸〔EXTRUDE〕，選者限制出示值為-17.5結(jié)束值17.5然后利用布爾交〔INTERSECT〕將其結(jié)合成一體?！矆D三〕〔圖三〕 利用建模〔Modeling〕模塊中的拉伸〔EXTRUDE〕選中草圖中畫(huà)的兩個(gè)直徑為10mm的小孔在建立實(shí)體的然后利用布爾減功能將其去除見(jiàn)〔圖四〕〔圖四〕利用建?！睲odeling〕模塊中的拉伸〔EXTRUDE〕選中草圖中畫(huà)的兩個(gè)橢圓槽在建立實(shí)體的然后利用布爾減功能將其去除見(jiàn)〔圖五〕〔圖五〕利用建?！睲odeling〕模塊中的拉伸〔EXTRUDE〕使用最開(kāi)始建立的平面的草圖，選者“八字”線(xiàn)框使用拉伸〔EXTRUDE〕，選者限制出示值為-22.5結(jié)束值22.5見(jiàn)(圖六)〔圖六〕在開(kāi)始建立的平面的草圖中，薄壁線(xiàn)框的偏置線(xiàn)框使用拉伸〔EXTRUDE〕，限制值自定，然后利用布爾減功能將其去除最終零件見(jiàn)〔圖七〕?！矆D七〕六、夾具的選擇、工件裝夾方法確實(shí)定6.1確定裝夾方案和選用夾具、定位原理我們采用兩點(diǎn)定位原理進(jìn)行工件的定位，要使工件沿某個(gè)方向的位置確定，即要限制該方向上的自由度，當(dāng)工件的六個(gè)自由度被夾具限制即確定了工件的正確位置。、裝夾方式由于加工零件的要求我們選擇專(zhuān)用夾具，它是由夾具上的定位元件來(lái)確定工件的位置，由夾具上的定位銷(xiāo)進(jìn)行夾緊定位。夾具安裝在機(jī)床上，并用夾緊元件進(jìn)行夾緊。這樣易于保證加工精度要求，操作簡(jiǎn)單方便，效率高，應(yīng)用十分廣泛。由于數(shù)控加工的要求，我們對(duì)夾具的要求很多，比方精度要求、定位要求、空間要求、快速重調(diào)要求。在本設(shè)計(jì)中有現(xiàn)成的夾具。我們采用壓板裝夾工件，原因是：在加工中心上，由工藝分析得到我們的加工內(nèi)容，銑出的平面平行于工作臺(tái)，所以只要把基準(zhǔn)安裝得與工作臺(tái)平行和貼合，就能銑出準(zhǔn)確度較高的平面，尤其是垂直進(jìn)給時(shí)，由于工作臺(tái)的“零位”準(zhǔn)確度的影響，其精度更高，從而防止了夾具本身精度的影響。6.1.3、選用材料準(zhǔn)備材料有壓板、墊鐵、T形螺栓〔或T形螺母〕等。使用壓板時(shí)應(yīng)注意：1.壓板的位置要安排得適當(dāng)，要壓在工件剛性最好的地方，夾緊力的大小也應(yīng)該適當(dāng)，不然剛性差的零件容易產(chǎn)生變形2.墊鐵必須正確地放在壓板下，高度要與工件相同或略高于工件，否那么會(huì)降低壓緊效果。3.壓板螺栓必須盡量靠近工件，并且螺栓到工件的距離應(yīng)小于螺栓到墊鐵的距離，這樣就能增大壓緊力。4.螺栓要擰緊，否那么會(huì)應(yīng)壓力不夠而使工件運(yùn)動(dòng)，以免損壞工件、機(jī)床和刀具。5.在工件的光潔外表與壓板之間，必須安置墊片，這樣可以防止光潔外表因受壓而損傷。6.防止出現(xiàn)欠定位6.2工件裝夾夾具設(shè)計(jì)數(shù)控銑床上的夾具，一般安裝在工作臺(tái)上，其形式根據(jù)被加工工件的特點(diǎn)可多種多樣。如：通用臺(tái)虎鉗、數(shù)控分度轉(zhuǎn)臺(tái)等。

我們所加工支座零件，外圍通常較薄，需使普通銑夾，由于在加工外形時(shí)裝夾時(shí)有可能銑到夾具。通常我們就專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)個(gè)夾具，專(zhuān)用夾具，有著裝夾快，生產(chǎn)效率搞，簡(jiǎn)單容易加工等。下面是設(shè)計(jì)出的兩空定位夾具，主要有兩個(gè)定位銷(xiāo)同時(shí)在螺母的扭緊力下進(jìn)行定位。夾具簡(jiǎn)單的用壓板固定在機(jī)床上。〔圖十一〕〔圖十一〕零件的安裝數(shù)控機(jī)床上零件的安裝方法與普通機(jī)床一樣，要合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案，注意以下兩點(diǎn)：力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣有利于編程時(shí)數(shù)值計(jì)算的簡(jiǎn)便性和精確性。盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工外表裝夾后見(jiàn)〔圖十二〕〔圖十二〕下面是裝夾后的形狀在加工另外一面的時(shí)候可采用墊塊，把矩形四角遍墊起以防止壓壞以加工好的薄壁件見(jiàn)〔圖十〕〔圖十〕七、刀具的選擇及對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的設(shè)置7.1刀具的選擇與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅需要?jiǎng)傂院?、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷屑和排屑性能好；同時(shí)要求安裝調(diào)整方便，這樣來(lái)滿(mǎn)足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料〔如高速鋼、超細(xì)粒度硬質(zhì)合金〕并使用可轉(zhuǎn)位刀片。

在整體支座的加工中，粗加工時(shí)大面積去除大余量，為提高加工效率，可選擇大直徑刀具，留置的加工余量要均勻合理。精加工時(shí)使用小一點(diǎn)的刀具以減小切削阻力，減少零件變形，可使用剛性好，精度高，耐用的整體合金刀。我在整體支座的加工中考慮到以上一些因素，粗加工時(shí)我用的是直徑為３０、底齒半徑為１.５的立銑刀，而在精加工的行切中選用了直徑為２０、底齒半徑為５，直徑為１６、底齒半徑為３，直徑為８、齒半徑為０.５的立銑刀。以確保得到好的加工效果及外表質(zhì)量。此外，對(duì)所選擇的刀具，在使用前都需對(duì)刀具尺寸進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)量以獲得精確數(shù)據(jù)，并由操作者將這些數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)系統(tǒng)，經(jīng)程序調(diào)用而完成加工過(guò)程，從而加工出合格的工件。7.2對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的設(shè)置

工件裝夾方式在機(jī)床確定后，通過(guò)確定工件原點(diǎn)來(lái)確定了工件坐標(biāo)系，加工程序中的各運(yùn)動(dòng)軸代碼控制刀具作相對(duì)位移。例如：某程序開(kāi)始第一個(gè)程序段為N0100G90G00X100Z20，是指刀具快速移動(dòng)到工件坐標(biāo)下X=100mmZ=50mm處。究竟刀具從什么位置開(kāi)始移動(dòng)到上述位置呢？所以在程序執(zhí)行的一開(kāi)始，必須確定刀具在工件坐標(biāo)系下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時(shí)刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，所以稱(chēng)程序起始點(diǎn)或起刀點(diǎn)。此起始點(diǎn)一般通過(guò)對(duì)刀來(lái)確定，所以，該點(diǎn)又稱(chēng)對(duì)刀點(diǎn)。

在編制程序時(shí)，要正確選擇對(duì)刀點(diǎn)的位置。對(duì)刀點(diǎn)設(shè)置原那么是：１〕便于數(shù)值處理和簡(jiǎn)化程序編制。

２〕易于找正并在加工過(guò)程中便于檢查。

３〕引起的加工誤差小。

對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上或機(jī)床上，為了提高零件的加工精度，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。實(shí)際操作機(jī)床時(shí)，可通過(guò)手工對(duì)刀操作把刀具的刀位點(diǎn)放到對(duì)刀點(diǎn)上，即“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”的重合。所謂“刀位點(diǎn)”是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)，平底立銑刀是刀具軸線(xiàn)與刀具底面的交點(diǎn)；球頭銑刀是球頭的球心，鉆頭是鉆尖等。用手動(dòng)對(duì)刀操作，對(duì)刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學(xué)對(duì)刀鏡、對(duì)刀儀、自動(dòng)對(duì)刀裝置等，以減少對(duì)刀時(shí)間，提高對(duì)刀精度。

加工過(guò)程中需要換刀時(shí)，應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所謂“換刀點(diǎn)”是指刀架轉(zhuǎn)動(dòng)換刀時(shí)的位置，換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以換刀時(shí)不碰工件及其它部件為準(zhǔn)。7.3切削用量確實(shí)定數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫(xiě)入程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原那么是：保證零件加工精度和外表粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度；并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低本錢(qián)。

主軸轉(zhuǎn)速確實(shí)定

主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件〔或刀具〕直徑來(lái)選擇。其計(jì)算公式為：n=1000v/πD式中

v----切削速度，單位為m/min，由刀具的耐用度決定；

n---主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min；

D----工件直徑或刀具直徑，單位為mm。

計(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速n最后要根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)選取機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。

進(jìn)給速度確實(shí)定

進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和外表粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。

確定進(jìn)給速度的原那么：

1〕當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在100～200mm/min范圍內(nèi)選取。

2〕在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)給速度，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取。

3〕當(dāng)加工精度，外表粗糙度要求高時(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在20～50mm/min范圍內(nèi)選取。

4〕刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時(shí)，可以設(shè)定該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進(jìn)給速度。

3．背吃刀量確定

背吃刀量根據(jù)機(jī)床、工件和刀具的剛度來(lái)決定，在剛度允許的條件下，應(yīng)盡可能使背吃刀量等于工件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。為了保證加工外表質(zhì)量，可留少量精加工余量，一般0.2～0.5mm。

總之，切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊(cè)并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類(lèi)比方法確定。同時(shí)，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最正確切削用量。九、支座加工(編程)過(guò)程9.1零件原始數(shù)據(jù)采集原始數(shù)據(jù)的來(lái)源及準(zhǔn)確性是關(guān)鍵的第一步，根據(jù)零件藍(lán)圖及零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制定零件加工方法，設(shè)計(jì)工裝，編制加工程序，編寫(xiě)加工工藝單，確定出正確的數(shù)據(jù)量，根據(jù)修正后的數(shù)據(jù)建立三維展開(kāi)后的零件模型〔實(shí)體〕，最后根據(jù)三維實(shí)體模型編制零件的數(shù)控加工程序。9.2編程過(guò)程要想編制出高質(zhì)量的高速加工程序，適合高速加工的數(shù)控編程軟件必不可少，在編程時(shí)要充分利用軟件功能，將高速加工理念貫徹到加工程序里。我們利用UGNX4.0版軟件，從以下幾方面實(shí)現(xiàn)了高速加工編程。1、在UG加工模式，采用分層銑削編程方法，設(shè)置每層最大切深，分層加工。以減少變形和提高刀具耐用度。粗加工時(shí)，盡量采用等高加工，因?yàn)樗浞掷昧松形辞邢骶植孔鳛榱慵钣欣闹危⑶铱梢詼p少零件的變形。2、切入和切出盡量采用切向進(jìn)刀。刀具進(jìn)入材料時(shí)，采用斜線(xiàn)進(jìn)刀或螺旋下刀，以保證恒定的切削條件。3、原那么上均采用順銑方式。4、在UG加工模式，可以設(shè)置在轉(zhuǎn)角之前降低進(jìn)給速度。使加工平穩(wěn)，單位時(shí)間內(nèi)的切削量保持恒定。防止在行切時(shí)，型腔的拐角處由于主軸的慣性作用，容易出現(xiàn)過(guò)切現(xiàn)象。6、在UG加工模式，可以設(shè)置拐角強(qiáng)制圓弧過(guò)渡〔R給0.5～1〕，因?yàn)楦咚偌庸さ奶厥庑?，要求走刀路徑不能存在直角和銳角。參加了拐角強(qiáng)制圓弧過(guò)渡功能。這樣可以保證刀具切削過(guò)程的連續(xù)性和平穩(wěn)性。7、刀位路線(xiàn)為行切，不充許采用環(huán)切，不充許有重復(fù)的刀具路徑。這樣加工出的零件才不變形不煽動(dòng)，具有良好的外表光潔度以100工序1工步程序?yàn)槔紫冗M(jìn)入加工模塊。利用加工模塊里的創(chuàng)立操作〔CreateOperation〕進(jìn)行選擇加工的子類(lèi)型為固定軸銑〔Fix_Contour〕。見(jiàn)〔圖十一〕〔圖十一〕1.進(jìn)入到加工設(shè)置中去見(jiàn)〔圖十二〕在幾何體中選中加工坐標(biāo)系的原點(diǎn)。2.在刀具〔Tools〕中選擇我們要用的刀具M(jìn)ILL_20R10。3.在部件〔Part〕里選擇整個(gè)整體，表示我們要加工的部位在這個(gè)零件上。4.設(shè)置驅(qū)動(dòng)方式〔DriceMethod〕見(jiàn)〔圖十三〕里選擇區(qū)域銑削，并且在里面定義切削區(qū)域〔被加工面〕，設(shè)置區(qū)域銑削驅(qū)動(dòng)方式里的切削類(lèi)型改為“”形，并把步進(jìn)的距離選為恒定的0.8mm。5.設(shè)置非切削〔Non-cutting〕里的進(jìn)退刀方式為刀軸方向；平安平面高度為Z=100；設(shè)置主軸轉(zhuǎn)數(shù)為S=800，進(jìn)給速度為F=600。〔圖十二〕〔圖十三〕6.點(diǎn)擊生成刀軌，確認(rèn)刀軌正確無(wú)誤。見(jiàn)〔圖十四〕〔圖十四〕7.輸出刀具軌跡文件下面是D20WXCJG-1.CLS文件的一局部：TOOLPATH/FINISH_130_1J,TOOL,MILL_20R10TLDATA/MILL,20.0000,10.0000,75.0000,0.0000,0.0000MSYS/32.0000,135.1000,38.0000,-1.0000000,0.0000000,0.0000000,0.0000000,0.0000000,-1.0000000PAINT/PATHPAINT/SPEED,10PAINT/COLOR,4RAPIDGOTO/97.5000,21.5892,150.0000,0.0000000,0.0000000,1.0000000PAINT/COLOR,1RAPIDGOTO/97.5000,21.5892,-3.7031PAINT/COLOR,6FEDRAT/MMPM,1000.0000GOTO/97.5408,21.5892,-23.7031PAINT/COLOR,3GOTO/66.6471,21.5892,-23.7031PAINT/COLOR,2GOTO/62.3642,21.5828,-23.6984GOTO/62.2096,20.9500,-23.2387GOTO/62.1738,20.7971,-23.1276··GOTO/39.5399,-21.1855,27.3745PAINT/COLOR,1

····GOTO/120.5030,-20.3934,6.7990PAINT/COLOR,2GOTO/120.4828,-20.4345,6.8289GOTO/120.4179,-20.8712,7.1462GOTO/120.4601,-21.1855,7.3745PAINT/COLOR,3GOTO/39.5399,-21.1855,7.3745PAINT/COLOR,7再調(diào)用TH5680機(jī)床西門(mén)子系統(tǒng)專(zhuān)用后置處理程序進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，生成D20WXCJG-1.mpf文件。操作方法見(jiàn)〔圖十五〕〔圖十五〕下面%_N_ITP_MPF是D20WXCJG-1.mpf文件的一局部：N1;$PATH=/_N_MPF_DIRN2ROTN3TRANSN4;WORKPIECE_ZERO_OFFSET_G54N5$P_UIFR[1,X,TR]=0;CAORSEN6$P_UIFR[1,Y,TR]=0N7$P_UIFR[1,Z,TR]=0N8STOPREN9$P_UIFR[1,X,FI]=0;FINEN10$P_UIFR[1,Y,FI]=0N11$P_UIFR[1,Z,FI]=0N12STOPREN13G00G17G54G64G90X0Y0N14M03S1000N16Z-3.703N18X66.647N22X97.832N24X61.988N26X98.195N29X61.618N31X98.563N33X61.255N40X99.295.....N159X120.503N163X39.540N164Z27.375N165G0Z1