基于ug6.0平面凸轮零件数控cad.cam.doc

娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 毕毕 业业 设设 计计 基于基于 UGUG 的平面凸轮的平面凸轮 CAD/CAMCAD/CAM 设计设计 姓 名: 班 级： 系 部： 指导老师： 学 校： 日 期：2011.11.2012.20 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 摘摘 要要 UG 软件来自于美国 EDS 公司（PLM）软件，是集 CAD、CAM 为一体，2004 年被私 人集团收购了 UG，2008 年被西门子公司，全权买断，在现有的基础上增加许多新的 功能。易学易用，比较适用于，文化程度不高，而又想学习一门专业的技术的普通 人群，让每个人用起来有一个全新的感觉 数控加工需要输入加工程序，当零件过于复杂时，程序会很多，手动输入程 序会很繁杂，而用 UG 进行仿形加工，再自动生成程序，可减少不必要的时间浪 费，也可以了解加工过程中的易错之处，而UG 就提供一个数控加工模拟与仿 真的平台。 UG 具有实体造型、曲面造型、工程图的生成和拆模等功能。通过 UG 三维造型、仿形加工可以比手动绘图、手动编程来的简便、也可以提早发现 问题、降低错误几率。本论文主要利用UG 软件对型腔零件进行了三维造型， 同时制定了加工工艺路线，并进行了仿形加工。 关键词： UG；CAD/CAM；铣床加工；数控工艺；仿真加工 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） ABSTRACTABSTRACT Need to enter the machining program, when the part is too complicated, the program will be a lot of manual input process will be very complicated, but with the Profiling of UG, then automatically generated procedures, reduce unnecessary waste of time, our can also understand the processplace in the error-prone, while the UG to provide a simulation of NC machining and simulation platform.UG has a solid modeling, surface modeling, engineering drawing generation and form removal and other functions.By UG dimensional modeling, profiling than manual drawing process can be manually programmed to the simple, early detection of problems can reduce the error probability.In this thesis, using UG software parts of a three-dimensional shape of the cavity, while establishing a processing line, and had Profiling. KeywordsKeywords ：UG ；CAD/CAM；Turning；NC craft clamp；Simulation of machining 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 目目 录录 摘摘 要要I AbstractII 第第 1 章章 绪绪 论论1 1.1 数控加工技术的发展趋势1 1.1.1 继续向开放式、基于 PC 的第六代方向发展2 1.1.2 向高速化和高精度化发展2 1.1.3 向智能化方向发展3 1.2 UG 软件在行业中的应用3 1.2.1 CAD/CAM 的国内外发展3 1.2.2 UG 的优点4 第第 2 章章 零件分析与毛坯零件分析与毛坯选择选择及及 UG 造型造型4 2.1 读图和审图5 2.2 毛坯、余量分析6 2.2.1 毛坯形状和尺寸的选择6 2.2.2 加工余量的选择6 2.3 UG 造型12 2.3.1 进入 UG14 2.3.2 草图的绘制10 2.3.3 零件的实体造型13 第第 3 章章 加工准加工准备备及工及工艺艺路路线选择线选择18 3.1 基准于工艺装备的选择14 3.2 确定进给路线（加工方法）16 第第 4 4 章章 UGUG 造型与仿形加工造型与仿形加工18 4.1.1 工艺参数设定23 4.1.2 创建刀具24 4.2 平面立铣操作27 4.2.2 平面立铣加工过程28 4.3 创建型腔铣操作30 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 4.3.1 型腔铣加工过程30 4.4 钻削33 4.5 后处理36 3.5.1 生成的刀轨37 3.5.2 生成部分程序37 参考文献参考文献34 结结 论论40 致致 谢谢42 附件附件 1 数控加工工序卡片数控加工工序卡片43 附件附件 2 生成的部分程序生成的部分程序44 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第第 1 1 章章 绪绪 论论 数控技术是用数字信息对机床运动和工作过程进行控制的技术，它是集传统的 机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通信技术和光机 电技术等于一体的现代制造业的基础技术，具有高精度、高效率、柔性自动化等特 点，对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。 如今制造业所面临的挑战是，通过产品开发的技术创新，在持续的成本缩减 以及收入和利润的逐渐增加的要求之间取得平衡。 机电产品的结构变得愈来愈 复杂、功能变得愈来愈繁多、研制时间变得愈来愈短促、更新换代变得愈来愈急 速，这些发展趋势都对机电产品的设计与制造提出新的要求。 NX 是 UGS PLM 新一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更来驱动 产品革新。 NX 独特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新 以创造出更大的利润。 UG 可以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认 每一设计决策。 UG 建立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验基础之上，这些解决方 案可以全面地改善设计过程的效率，削减成本，并缩短进入市场的时间。 在产品设计方面。 UG 具有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提 供了高性能和灵活性，以满足客户设计任何复杂产品的需要。 在仿真、确认和优化方面。 UG 允许制造商以数字化的方式仿真、确认和 优化产品及其开发过程。制造商可以改善产品质量，同时减少或消除对于物理样 机的昂贵耗时的设计、构建，以及对变更周期的依赖。 在机床上加工一个零件，需要输入加工程序，当零件过于复杂时，程序会 很多，手动输入程序会很繁杂，而用UG 进行仿形加工，再自动生成程序，可 减少不必要的时间浪费，也可以了解加工过程中的易错之处，我这次的毕业设计 就是型腔零件的数控加工，而UG 就提供一个模拟与仿真的平台，课题就是 “基于 UG 的型腔零件数控仿形加工 ”。本次毕业设计中我进行了充分的课题调 查并参考和借阅的大量的科技文献，给我的设计提供了大量的理论依据。 数控技术是现代制造技术的基础，它的广泛应用使普通机械被数控机械所代替， 使全球制造业发生了根本变化。数控技术的水准、拥有和普及程度已经成为衡量一 个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志之一。为适应这种形势，需要大量培 养数控专业技术人才。 随着计算机技术和机床制造业的不断发展，CAD/CAM 图形交互式的应用成为数控技术发 展的新趋势。数控编程在 CAD /CAM 系统在中最能明显发挥效益的环节之一，而 PDM 与 UG 的结合，让 CAD/CAM 的设计过程变得容易管理和控制，实现了时间的节约，大大的有助于实 现设计加工自动化，提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等。 1.11.1 数控加工技术的发展趋势数控加工技术的发展趋势 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 2 页 共 37 页 1.1.11.1.1 继续向开放式、基于继续向开放式、基于 PCPC 的第六代方向发展的第六代方向发展 基于 PC 所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生 产厂家会走上这条道路。至少采用 PC 机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等 问题，由原有的系统承担数控的任务。PC 机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系 统。远程通讯，远程诊断和维修将更加普遍。 1.1.2 向高速化和高精度化发展向高速化和高精度化发展 这是适应机床向高速和高精度方向发展的需要。 1.1.31.1.3 向智能化方向发展向智能化方向发展 随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度将不断提高。 应用自适应控制技术 数控系统能在运行过程中检测一些重要信息，并自动调整系统的有关参数，达 到改进系统运行状态的目的。 引入专家系统指导加工 将熟练工人和专家的经验，加工的一般规律和特殊规律存入系统中，以工艺参 数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。 引入故障诊断专家系统 在设备故障诊断系统中借助多种数学原理和系统理论，形成了多种不同的诊断 方法。 智能化数字伺服驱动装置 可以通过自动识别负载，而自动调整参数，使驱动系统获得最佳的运行状态。 1.21.2 UGUG 软件在行业中的应用软件在行业中的应用 1.2.11.2.1 CAD/CAMCAD/CAM 的国内外发展的国内外发展 随着我国改革开放步伐的进一步加快，中国正逐步成为全球制造业的基地，作 为制造业基础的模具行业近年来得到了迅速发展。模具是工业生产的基础工艺装备， 在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都依 靠模具成型。国民经济的五大支柱产业，都要求模具工业的发展与之相适应。模具 是“效益放大器”,模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上 百倍。模具生产水平的高低，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开 发能力。因此，我国要成为一个制造业强国，必须要振兴和发展我国的模具工业， 提高模具工业的整体技术水平。 随着 CAD/CAM 软件加工及快速成型等先进制造技术的不断发展，以及这些技 术在模具行业中的普及应用，模具设计与制造领域正发生着一场深刻的技术革命。 在这场技术革命中，逐步掌握三 CAD/CAM 软件的使用，并用于模具的数字化设计 与制造是其中的关键。 我国模具工业发展前景非常广阔。国内外模具及模具加工设 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 3 页 共 37 页 备厂商己普遍看好中国市场。随着对模具设计质量与制造要求的不断提高，以及 CAD/CAM 技术在模具制造业中的大规模推广应用，急需大批熟悉 CAD/CAM 技术 应用的模具设计与制造的技术人才。 1.2.21.2.2 UGUG 的优点的优点 UG 具有以下优点： 具有统一的数据库，真正实现了CAD/CAE/CAM 等各模块之间的无数据 交换的自由切换，可施行并行工程。 采用复合建模技术，可将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建 模与参数化建模融为一体。 基于特征（如：孔、凸台、型腔、沟槽、倒角等）的建模和编辑方法作 为实体造型的基础，形象直观，类似于工程师传统的设计方法，并能用参数驱动。 曲线设计采用非均匀有理 B 样线条作为基础，可用多样方法生成复杂的曲面 造型，特别适合于汽车、飞机、船舶、汽轮机叶片外形设计等外形复杂的曲面造 型。 出图功能强，可以十分方便地从三维实体模型直接生成二维工程图。能 按 ISO 标准标注名义尺寸、尺寸公差、形位公差汉字说明等，并能直接对实体进 行局部剖、旋转剖、阶梯剖和轴测图挖切生成各种剖视图，增强了绘图功能的实 用性。 以 Parasolid 为实体建模核心，实体造型功能处于领先地位。目前著名 的 CAD/CAE/CAM 软件均以此作为实体造型的基础。 提供了界面良好的二次开发工具GRIP(GRAPHICAL INTERACTIVE PROGRAMING)和 UFUNC(USER FUNCTION)，并能通过高级语言接口，使UG 的图 形功能与高级语言的计算机功能紧密结合起来。 具有良好的用户界面，绝大多数功能都可以通过图标实现，进行对象操 作时，具有自动推理功能，同时在每个步骤中，都有相应的信息提示，便于用户 作出正确的选择。 2.12.1 读图和审图读图和审图 在数控铣削加工中，对零件图进行工艺分析的主要内容包括零件结构工艺性分 析、选择数控铣削的加工内容、零件毛坯的工艺性分析和加工方案分析。 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 4 页 共 37 页 图 1-1 零件三视图及局部剖视图 图 1-2 零件 在数控铣削加工中，对零件图进行工艺分析的主要内容包括零件结构工艺性分 析、选择数控铣削的加工内容、零件毛坯的工艺性分析和加工方案分析。 首先要认真分析与研究整台产品的用途、性能和工作条件，了解零件在产品中的位 置、装配关系及其作用，弄清各项技术要求对装配质量和使用性能的影响，找出主 要的和关键的技术要求，然后对零件图样进行分析。 该零件视图表达完整、清晰，尺寸及有关技术要求齐全、明确。 该组合件突起部位侧面的表面粗糙度为 Ra1.6m，其余加工表面粗糙度为 Ra3.2m，参数合理，便于加工。 该组合件的定位基准为底面，尺寸偏差在0.1mm。 该组合件选用的材料为 45 锻件，价格低廉，加工难度不大，能够保证零件 的各方面要求。 2.2.12.2.1 毛坯形状和尺寸的选择毛坯形状和尺寸的选择 选择毛坯形状和尺寸总的要求是：减少“肥头大耳” ，实现少屑或无屑加工。因 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 5 页 共 37 页 此，毛坯形状要力求接近成品形状，以减少机械加工的劳动量。但也有以下四种情 况。 采用锻件，铸造毛坯时，因锻模时的欠压量与允许的错模量不等，铸造时也 会因砂型误差、收缩量及金属液体的流动性差不能充满型腔等造成余量的不等，此 外，锻造、铸造后，毛坯的挠曲与扭曲变形量的不同也会造成加工余量不充分、不 稳定，所以，除板料外，不论是锻件、铸件还是型材，只要准备采用数控加工，其 加工表面均应有较充分的余量。 尺寸小或薄的零件，为便于装夹并减少夹头，可将多个工件连在一起，由一 个毛坯制出。 装配后形成同一工作表面的两个相关零件，为保证加工质量并使加工方便， 常把两件合为一个整体毛坯，加工到一定阶段后再切开。 对于不便装夹的毛坯，可考虑在毛坯上另外增加装夹余量或工艺凸台、工艺 凸耳等辅助基准。 由于该零件力学性能要求较高，故材料选用 45 锻件。45 锻件即既具有较高的强度、硬度， 又具有较好的塑性、韧性，所以该零件的毛坯尺寸可定为 28628640（长宽高） 。 2.2.22.2.2 加工余量加工余量的选择的选择 加工余量是指加工过程中所切去的金属层厚度，加工余量有工序余量和加工总 余量（毛坯余量）之分。 （1） 工序余量 工序余量是指某一表面在一道工序中切除的金属层厚度。 工序余量的计算 工序余量等于相邻两工序的工序尺寸之差。 对于外表面（见图 3-3a） z=a-b 对于内表面（见图 3-3b） z=b-a 式中 z本工序的工序余量（ mm ）； a前工序的工序尺寸（ mm ）； b本工序的工序尺寸（ mm ）。 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 6 页 共 37 页 图 1-3 加工余量 上述加工余量均为非对称的单边余量，旋转表面的加工余量为双边对称余量。 对于轴（图 3-3c） Z=- a d b d 对于孔（图 3-3d） Z=- b d a d 式中 Z直径上的加工余量（ mm ）； 前工序的加工直径（ mm ）； a d 本工序的加工直径（ mm ）。 b d 当加工某个表面的工序是分几个工步时，则相邻两工步尺寸之差就是工步余量。 它是某工步在加工表面上切除的金属层厚度。 工序基本余量、最大余量、最小余量及余量公差 由于毛坯制造和各个工序尺寸都存在着误差，加工余量也是个变动值。当工序 尺寸用基本尺寸计算时，所得到的加工余量称为基本余量或公称余量。 最小余量是保证该工序加工表面的精度和质量所需切除的金属层最小厚度。 min 最大余量是该工序余量的最大值。下面以图 3-4 所示的外圆为例来计算，其它 max 各类表面的情况与此相类似。 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 7 页 共 37 页 图 1-4 加工余量及其公差 当尺寸 a、b 均为工序基本尺寸时，基本余量为 Z=a-b 则最小余量=- min min a max b 而最大余量=- max max b min b 图 3-3 表示了工序尺寸公差与加工余量间的关系。余量公差是加工余量间的变 动范围，其值为 =- =(-)+(-)=+ z max min max a min a max b min b a b 式中本工序余量公差（ mm ）； z 前工序的工序尺寸公差（ mm ）； a 本工序的工序尺寸公差（ mm ）。 b 所以，余量公差为前工序与本工序尺寸公差之和。 工序尺寸公差带的分布，一般采用“单向入体原则”。即对于被包面（轴类）， 基本尺寸取公差带上限，下偏差取负值，工序基本尺寸即为最大尺寸；对于包容面 （孔类），基本尺寸为公差带下限，上偏差取正值，工序尺寸即为最小尺寸但孔中 心距及毛坯尺寸公差采用双向对称布置。 （2） 加工总余量 毛坯尺寸与零件图样的设计尺寸之差称为加工总余量。它是从毛坯到成品时从 某一表面切除的金属层总厚度，也等于该表面各工序余量之和，即 式中第 i 道工序的工序余量（ mm ）； i n该表面总加工的工序数。 加工总余量也是个变动值，其值及公差一般可从有关手册中查得或凭经验确定。 如图 3-5 表示了内孔和外圆表面经多次加工时，加工总余量、工序余量与加工尺寸 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 8 页 共 37 页 的分布图。 图 1-5 加工余量和加工尺寸分布 （3）影响加工余量的因素 影响加工余量的因素如下： a）前工序的表面质量（包括表面粗糙度和表面破坏层深度）； a a S b）前工序的工序尺寸公差； a c）前工序的位置误差，如工件表面在空间的弯曲、偏斜以及空间误差等； a d）本工序的安装误差。 a 所以本工序的加工余量必须满足下式 ： 用于对称余量时 用于单边余量时 （4）确定加工余量 加工余量大小，直接影响零件的加工质量和生产率。加工余量过大，不仅增加 机械加工劳动量，降低生产率，而且增加材料、工具和电力的消耗，增加成本。但 若加工余量过小，又不能消除前工序的各种误差和表面缺陷，甚至产生废品。因此， 必须合理地确定加工余量。其确定的方法有：经验估算法、查表修正法、分析计算 法。首先根据工艺人员的经验来确定加工余量。为避免产生废品，所确定的加工余 量一般偏大。要准确余量则需要根据有关手册，查得加工余量的数值，然后根据实 际情况进行适当修正。 因此该零件的加工余量如下：粗加工外表面的加工余量选择 0.5mm，半精加工 的加工余量 0.1mm，接着做完精加工。粗加工凹槽余量 0.1mm ，精加工 0.05mm。铣 直径 26 孔的粗加工余量 0.2mm，接着做精加工。 2.32.3 UGUG 造型造型 首先我们要建立新文件，文件名只能是英文和数字组成。建好新文件后，分别对件一和件 二进行线架造型。 2.3.12.3.1 进入进入 UGUG 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 9 页 共 37 页 首先点击 UG 进入 UG 界面。如图 3-1 所示 图 3-1 UG 界面 3.2.2 新建新建模型模型 点击新建右上角先创建一个模型，并输入文件名 liuiusheji，记住， 文件名不允许出现中文件了。我们暂且先命名为文，因为建成中文名以后 UG 就打不 开这。在应用栏中点击模型按钮。如图 3-2 所示。 图 3-2 新建模型 2.3.3 草图的绘制草图的绘制 点击草绘按钮，创建草图。如图 3-3 所示。 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 10 页 共 37 页 图 3-3 进入草图按钮 点击 配置按钮分别画圆弧 R60，R90，R73,R93，按图约束，得到 3-4 图所示。 图 3-4 进入草图 先点击配置按钮和 圆形按钮，画如下图的图形，做约束，得到如图 3-5 所示。 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 11 页 共 37 页 图 3-5 约束好的矩形 点击偏置按钮，偏置外轮廓线。分别为 14 和-14。将原来的线转为参照。再以坐标 原点为圆心画直径为 280 的圆。得到如 3-6 图所示。 图 3-6 偏置轮廓 3.3.4 零件的实体造型 拉伸外轮廓圆，由图纸得拉伸 18，得到 3-7 图 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 12 页 共 37 页 图 3-7 拉伸圆弧 拉伸凸台 17。做布尔求和操作，合并两个组件，如图 3-8 图 3-8 布尔操作 接下来拉伸凸轮槽 14，布尔求差，去除材料，得到如图 3-9 所示。 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 13 页 共 37 页 图 3-9 画出圆角长方形与外部长方形 接着开始钻孔，在圆形凸台上，和草图圆弧 64.72 圆心上分别钻 35 和 12 的常规孔 得到图 3-10 所示。 图 3-10 钻孔后的样图 最终完成的实体图，如 3-11 所示。 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 14 页 共 37 页 图 3-11 完成的零件图 在 UG 中可以在任何实体表面绘制另外一个草图，如果要修改此图可以在零件的 表面草绘进行操作。 创建毛坯，画出零件的毛坯，尺寸为 16012040（长宽高） ，如图 3-12 所示。 图 3-12 创建毛坯 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 15 页 共 37 页 第第 3 3 章章 加工准备及工艺路线选择加工准备及工艺路线选择 在对零件进行加工前要对零件进行许多分析，如装夹方式、基准选择、确定坐标零点、刀 具选择及机床选择等。 3.13.1 基准于工艺装备的选择基准于工艺装备的选择 基准就是确定生产对象上的某些点、线、面的位置所依据的那些点、线、面。 正确选择定位基准是制订机械加工工艺规程和进行夹具设计的关键。定位基准分 为精基准和粗基准。 此零件上平面为基准加工下平面，工件重新装夹后，已加工的下平面为基准加工上平面。 机床夹具的种类很多，按使用的机床类型分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗 床夹具、加工中心夹具等。而按专门化程度划分来说，该零件使用的是立式加工中 心。零件又属于平面类零件，应使用通用夹具，通用夹具是已经标准化、无需调整 或稍加调整就可以用来装夹不同工件的夹具。 选择合适的刀具和参数，对于金属切削加工，能起到事半功倍的效果。刀具材料 选用硬质合金，钻头和铰刀选用高速钢。且切削速度比高速钢高 410 倍，但其冲击 韧性与抗拉强度远比高速钢差。而铣刀种类繁多，在使用时要根据加工部位、表面 粗糙度、精度等来选用，根据图形的精度和加工部位来看，所选刀具卡见附录。 12 整体合金刀具为精加工用刀具，一般情况下不做粗加工，如果加工中出现 尖叫，或者是连续冲击声，这种现象表明切削参数选用不合理，充分冷却在整个过 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 16 页 共 37 页 程中是必不可少的。 32 的立铣刀应采用侧固刀柄，25 内螺纹孔单刃镗刀应采用侧固刀柄或强力弹簧 夹套刀柄；20 的立铣刀应采用强力弹簧夹套刀柄；16H 的铰刀应采用弹簧夹套 刀柄；8 整体硬质合金立铣刀和 8 球头刀可采用热装刀柄。 对于刀具使用，要兼顾粗、精加工分开原则，防止精加工刀具尽早磨损。机夹立 铣刀，由于有螺旋升角，铣刀侧刃直线性不好，不适合精加工。整体硬质合金刀侧 刃直线性好，精度高，适合精加工使用，粗加工阶段，应尽可能不用 12 的整体硬 质合金铣刀，以备精加工使用。 32 立铣刀，用于平面粗、精加工，外轮廓粗加工。 20 立铣刀，用于内外轮廓、腔槽半精加工。 20 整体硬质合金立铣刀，用于内外轮廓精加工，26 的孔。 12 钻头用来钻 12 的孔。 3.23.2 确定进给路线（加工方法）确定进给路线（加工方法） 在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为进给路线。进给路线不仅 包括切削加工时的进给路线，还包括刀具到位、对刀、退刀和换刀等一系列过程的 刀具运动路线。进给路线不仅反映了几个内容，也说明了加工顺序。 确定进给路线。主要是确定粗加工及空行程的进给路线，因为精加工的进给路线基 本上是按零件的轮廓进行的。在确定时还要注意一些问题： 选择工件刚性破坏小的路线，以减少加工变形对加工精度的影响。 寻求最短的进给路线，以提高加工效率。 切入和切出的路线应考虑外延，以保证加工的表面质量。 完工时的最后一刀应一次走刀连续加工，以免产生刀痕等缺陷。 此外，确定进给路线时，还要考虑工件的形状与刚度、加工余量大小、机床与 刀具的刚度等情况，确定是一次进给还是多次进给来完成加工，确定刀具的切入与 切出方向以及在铣削加工中试采用顺铣还是逆铣的铣削方式等。 该零件的进给路线路线如下： 铣端面：铣上端面及外轮廓至尺寸。 （32 立铣刀） 半精铣：半精铣外轮廓，单边留余量 0.3mm粗铣内腔槽，单边留余量 2mm。 （20 立铣刀） 精铣：铣外轮廓至尺寸高速精铣内腔槽至尺寸。 （20 合金立铣刀） 铣孔：2-35 孔。 （20 合金立铣刀） 钻孔：-12 孔。 （12 合金立铣刀） 在一定切削条件下，合理选择切削用量是提高切削效率、保证刀具耐用度和加工 质量的主要手段。 3.33.3 切削参数对机械加工的影响切削参数对机械加工的影响 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 17 页 共 37 页 （1）对加工质量的影响 切削速度的影响。因为切削速度对切削温度影响最大。随着切削速度的增加， 温度上升，工件的温升变形和刀具磨损加快，使误差加大。同时，工件表面层的热 应力。金相组织也发生变化，使工件表面质量下降。 进给速度的影响。在中等以上进给速度时，降低进给速度可降低表面粗糙度 值;但当低速切削（0.050.15mm/r）时，由于存在塑性变形故可使 Ra 增大。 背吃刀量的影响。随着背吃刀量的增大，切削力成正比的增加，工艺系统发 生变形、振动等，使加工精度和表面粗糙度下降。 （2）对刀具使用寿命的影响 刀具耐用度与刀具总刃磨次数的乘积称为刀具寿命。它是一把刀从开始到完全 报废所经过的切削时间。对刀具寿命的影响主要从耐用度的影响来分析。 因此，贵重、精密的刀具是不宜采用高速切削和大进给量切削的。 （3）对生产效率的影响 在一定的切削条件下，合理选择切削用量是提高切削效率、保证刀具耐用度和 加工质量的主要手段。 3.43.4 加工工序卡片加工工序卡片 确定加工工序后，根据加工要求，编写数控加工工序卡片。具体的加工工序卡片 如下表所示。 表 4-1 数控加工工序卡片 零件名 称 型腔零件零件图号 （工厂） 数控加工工序卡 片 高速轴45#钢 工序号 程序编 号 夹具名 称 使用设备车间 10 三爪卡 盘 立式加工中心 工 步 号 工步内容 刀具 号 刀具规 矩/mm 主轴 转速 /rm in-1 进给速 度 /mmm in-1 背 吃 刀 量 /m m 备注 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 18 页 共 37 页 1 外轮廓粗加工 T0125300702.0 2 内外轮廓、腔槽半精 加工 T0220600701.0 4 内外轮廓 精加工 T04 20 硬 质合金 立铣刀 1000500.2 5 精铣 35 孔 T04 20 硬 质合金 立铣刀 1000500.2 7 钻 12 孔 T06 12 钻 头 80070 0.2 5 第第 4 4 章章 UGUG 造型与仿形加工造型与仿形加工 UG 是一种功能强大的软件，在这个型腔零件的造型中我们用到的是 UG 的草图建模和仿形 加工模块。 4.14.1 加工并生成程序加工并生成程序 通过草图拉伸对毛坯进行设定，同时要确定毛坯中心在系统坐标系（绘图坐标 系）中的坐标值。因为该例绘图原点在图形的底平面上，所以毛坯中心的坐标值设 定值为（0,0,0） 。注意对刀时，刀具找正毛坯中心后，要按该坐标值设定毛坯中心。 然后进入 UG 加工模块，首先设定加工坐标系、工件加工的安全平面，对工件进行加 工。 4.1.14.1.1 工艺参数设定工艺参数设定 首先我们先建立基准坐标系，点击几何视图按钮，然后双击操作工具栏的 MCS，选择工件上的坐标系。 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 19 页 共 37 页 图 5-1 坐标系的建立 双击右边导航器里的 WORKPIECE，进行设置加工工件与加工毛坯，如图 5-2 所示。 图 5-2 设置加工工件与毛坯 4.1.2 创建刀具创建刀具 UG 课程的时候，老师说过做 UG 仿形加工有三个步骤：用什么刀具加工； 确定对零件件加工方法；选择零件加工的操作命令。我现在创建操作平面立铣外 轮廓，选择 25 的立铣刀，去除外部毛坯材料。 先创建外轮廓粗加工 25 粗加工立铣刀。如图 5-3 所示。 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 20 页 共 37 页 图 5-3 创建粗加工立铣刀 然后创建刀具内外轮廓 精加工 20 的立铣刀。如图 5-5 所示。 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 21 页 共 37 页 图 5-4 创建精加工立铣刀 再创建 12 的麻花钻，如图 5-6 所示。 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 22 页 共 37 页 图 5-5 创建麻花钻 4.2.34.2.3 平面立铣操作平面立铣操作 创建平面立铣操作 如图 5-6 所示 图 5-6 创建平面立铣操作 4.1.24.1.2 平面立铣平面立铣加工过程加工过程 选择加工所至的表面，选择圆盘外面的外轮廓线作为加工边界，选择圆盘底面 作为加工底面，如图 5-7 所示选择。 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 23 页 共 37 页 图 5-7 选择加工表面 设置好切削用量、每一刀的进给量、切削方式，外面毛坯的距离，进刀方式和 安全距离，切削速度和进给。留 1 个 mm 的加工余量。然后生成刀轨，准备进行粗加 如 图 5-8 所示。 图 5-8 生成刀轨 粗加工完成，接着要进行确定保存，如图 5-9 所示。 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 24 页 共 37 页 图 5-9 粗加工完成 然后进行精加工，如图 5-10 将 ROUGH 改为 MILL-FINISH。选择 20 的立铣刀 确定刀轨，加工。 图 5-10 精加工刀轨 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 25 页 共 37 页 图 5-11 精加工完成 4.24.2 创建型腔铣操作创建型腔铣操作 外轮廓精加工完成，接着进行粗铣腔铣，先创建创建操作 mill-contuor 型腔 铣。选择 25 的立铣刀。如图 5-12 所示。 5-12 创建型腔铣操作 选择加工表面如 5-13 所示 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 26 页 共 37 页 图 5-13 选择加工面 设置好切削用量、每一刀的进给量、切削方式，外面毛坯的距离，进刀方式和 安全距离，切削速度和进给。留 1mm 加工余量,然后生成刀轨，准备进行粗加工，如 图 5-14 所示。 图 5-11 生成刀轨 粗加工完成，接着要进行确定保存，如图 5-14 所示。 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 27 页 共 37 页 图 5-15 粗加工腔体 然后进行精加工，如图 5-16 将 ROUGH 改为 MILL-FINISH。确定刀轨，加工。 图 5-16 生成刀轨 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 28 页 共 37 页 图 5-17 精加工完成 4.44.4 钻削钻削 进行 12 孔的钻削，选择钻削操作，如图 5-17 所示。 图 5-17 钻削 选择在 X 轴上圆弧 R74 的圆心上钻 12 的通孔。 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文） 第 29 页 共 37 页 图 5-18 孔 12 的加工完成 孔 12 加工完成，如图 5-19。 图 5-19 孔的加工 最终加工完成的零件如图 5-20 所示。 娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说明书（论文）娄底职业技术学院机电工程系毕业设计说