【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 削工藝方法、主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給速度的數(shù)據(jù)，定義標(biāo)準(zhǔn)化刀具庫、加工工藝參數(shù)樣板庫，使粗加工、半精加工、精加工等操作常用參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，以減少使用培訓(xùn)時(shí)間并優(yōu)化加工工藝，提供儲(chǔ)存刀具及切削參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)刀具指令數(shù)據(jù)庫。用戶通過修改庫中的數(shù)據(jù)，使其滿足本企業(yè)的需要。 CAM 二次開發(fā)功能接口使用系統(tǒng)提供了二次開發(fā)接口，用戶可以 C 語言，利用 Visual(C++)為集成開發(fā)環(huán)境，開發(fā)專業(yè)的數(shù)控編程功能程序，以進(jìn)一步提高編程的效率和簡(jiǎn)化操作。其提供的 C 語言頭函數(shù)位于 UG OPEN 目錄下，包括 、 、 等頭文件。下面位幾個(gè)重要頭文件的主要內(nèi)容。 1) 　　 主要定義系統(tǒng)加工的一些信息，如枚舉、結(jié)構(gòu)體和系統(tǒng)起動(dòng)入口設(shè)置，對(duì)用戶應(yīng)用程序完成初始化設(shè)置加載應(yīng)用程序，訪問系統(tǒng)機(jī)床、刀具、加工對(duì)象等數(shù)據(jù)庫的方法函數(shù)。 (2) 　　 定義系統(tǒng)編程加工涉及的平面數(shù)據(jù)信息，如定義、編輯、訪問平面的原點(diǎn)和法線，設(shè)置和訪問平面的狀態(tài)信息等內(nèi)容的屬性方法等。 (3) 　　 用于定義設(shè)置、獲取邊界信息。 (4) 　　 包含用于定義設(shè)置和獲取 NC 加工的幾何對(duì)象的屬性和方法。 UG NX/CAM 數(shù)控編程流程UG NX/CAM 用于產(chǎn)品零件的數(shù)控加工，其流程一般如下。 首先是調(diào)用產(chǎn)品零件加載毛坯，調(diào)用系統(tǒng)的模板或用戶自定義的模板；然后分別創(chuàng)建加工的程式，定義工序加工的對(duì)象，設(shè)計(jì)刀具，定義加工的方式并生成該相應(yīng)的加工程式；用戶依據(jù)加工程式的內(nèi)容，如加工對(duì)象的具體內(nèi)容、刀具的導(dǎo)動(dòng)方式、切削步距、主軸轉(zhuǎn)江西冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院 08 級(jí)自考畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9速、進(jìn)給量、切削角度、進(jìn)退刀點(diǎn)、干涉面及安全平面等詳細(xì)內(nèi)容來確立刀具軌跡的生成方式；仿真加工后對(duì)刀具軌跡進(jìn)行相應(yīng)的編輯修改、拷貝等；待所有的刀具軌跡設(shè)計(jì)合格后，進(jìn)行后處理生成相應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)的加工代碼進(jìn)行 DNC 傳輸與數(shù)控加工。UG NX/CAM 系統(tǒng)提供了多種加工對(duì)象的定義方式，刀具軸的導(dǎo)動(dòng)方式和刀具軌跡的多樣化設(shè)計(jì)。第二章 零件圖紙的工藝分析在數(shù)控銑削加工中，對(duì)零件圖進(jìn)行工藝分析的主要內(nèi)容包括零件結(jié)構(gòu)工藝性分析、選擇數(shù)控銑削的加工內(nèi)容、零件毛坯的工藝性分析和加工方案分析。 零件圖分析 讀圖和審圖如零件圖圖 2及圖 22 三維造型圖所示零件：江西冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院 08 級(jí)自考畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10 圖 21 零件圖江西冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院 08 級(jí)自考畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11 圖 22 三維造型圖（1）該零件毛坯尺寸為 160x120x30，且不需要加工。（2）在零件上有多個(gè)加工特征，包括兩個(gè)通孔、鍵槽、型腔、四個(gè)螺紋孔、曲面凸臺(tái)，尺寸標(biāo)注完整。（3）該零件表面粗糙度內(nèi)輪廓及通孔 和其余 ，參數(shù)合理便于加工。（4）零件材料為 45 鋼，切削加工性能較好，無熱處理和硬度要求。該復(fù)雜零件技術(shù)要求有：177。；177。；除毛刺。加工要素有平面、曲線、腔槽、孔類和孔螺紋加工。主要加工項(xiàng)目有上下平面、主視圖中對(duì)稱腔槽60176。槽寬 、槽深 mm、螺孔4M孔φ 、?? ?φ10H177。、位置尺寸136177。、圓弧倒角R圓弧曲面R2以及內(nèi)輪廓的尺寸。 零件結(jié)構(gòu)的工藝性零件的工藝性是指所設(shè)計(jì)的零件在滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟(jì)性。它包括零件各個(gè)制造過程中的工藝性，如零件的鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理和切削加工工藝性能等。好的工藝性會(huì)使零件加工容易，節(jié)省工時(shí)，降低消耗；差的工藝性使零件加工困難，多耗工時(shí)，增大消耗。該復(fù)雜件的加工各工藝性能良好，耗工不大。該零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但就加工來說，還是易于加工的。在加工時(shí)要特別注意圓弧曲面的加工，4M10 螺紋孔的加工以及內(nèi)輪廓和島嶼的加工。 毛坯、余量分析 毛坯的種類常用毛坯的種類有鑄件、鍛件壓制件、沖壓件、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)于大件來說，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。該零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但就加工來說，還是易于加工的。 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)來確定加工余量。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。江西冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院 08 級(jí)自考畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12該零件的加工余量如下：粗加工上下平面余量 ，半精加工內(nèi)輪廓單邊留 余量，半精加工外輪廓單邊留 余量。第三章 加工準(zhǔn)備及工藝路線的確定在對(duì)零件進(jìn)行加工前要對(duì)零件進(jìn)行許多分析，如裝夾方式、基準(zhǔn)選擇、確定坐標(biāo)零點(diǎn)、刀具選擇及機(jī)床選擇等。 機(jī)床及工藝裝備的選擇對(duì)于某個(gè)零件而言，并非全部加工工藝過程都適合在數(shù)控機(jī)床上完成，而往往只是其中的一部分適合于數(shù)控加工。這就需要對(duì)零件圖樣進(jìn)行仔細(xì)的工藝分析，選擇那些最適合、最需要進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容和工序。在選擇時(shí)，應(yīng)考慮各方面因素，充分發(fā)揮數(shù)控加工的優(yōu)勢(shì)。選擇時(shí)應(yīng)考慮以下因素： （1）通用機(jī)床無法加工的內(nèi)容。 （2）通用機(jī)床難加工、質(zhì)量也難以保證的內(nèi)容應(yīng)作為重點(diǎn)選擇的內(nèi)容。 （3）通用機(jī)床效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大的內(nèi)容。從精度和效率兩方面對(duì)數(shù)復(fù)雜零件的加工藝進(jìn)行分析，加工精度必須達(dá)到圖紙的要求，同時(shí)又能充分合理地發(fā)揮機(jī)床的功能，提高生產(chǎn)效率。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 XD40A 型數(shù)控銑床，采用 FANUC0iMB 系統(tǒng)。該銑床的功能參數(shù)如表 31 下。表 31 XD40A 型數(shù)控銑床基本參數(shù)機(jī)床重 4400Kg最大載重 500kg800mm 長(zhǎng)工作臺(tái)400mm 寬X600mmY420mm坐標(biāo)范圍Z520mm軸承錐孔 (7:24)最大鉆孔直徑 φ22最大鏜孔直徑 φ100主軸最高轉(zhuǎn)速 8000r\min主軸功率 江西冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院 08 級(jí)自考畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13X、Y、Z 向切削進(jìn)給速度 010000 mm\minX24 m\minY24 m\min快速進(jìn)給速度Z20 m\min工作電源 380V 夾具的選擇機(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說，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、無需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來裝夾不同工件的夾具。所以這里我們使用的是精密平口鉗。 刀具選擇刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機(jī)交互狀態(tài)下進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)機(jī)床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量，以及其他相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整方便，剛性好，耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工時(shí)的剛性。選擇合適的刀具和參數(shù)，對(duì)于金屬切削加工，能起到事半功倍的效果。刀具材料選用硬質(zhì)合金，鉆頭和鉸刀選用高速鋼。且切削速度比高速鋼高 4~10 倍，但其沖擊韌性與抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)比高速鋼差。而銑刀種類繁多，在使用時(shí)要根據(jù)加工部位、表面粗糙度、精度等來選用。標(biāo)準(zhǔn)可轉(zhuǎn)位面銑刀的直徑為 16630 mm。粗銑時(shí)，銑刀直徑要小些，因?yàn)榇帚娗邢髁Υ?，選小直徑銑刀可減小切削扭距。精銑時(shí)，銑刀直徑要選大些，盡量包容工件整個(gè)加工寬度，以提高加工精度和效率，并減小相鄰兩次進(jìn)給之間的接刀痕跡。由于數(shù)控機(jī)床要求銑刀能快速自動(dòng)裝卸，而立銑刀刀柄部結(jié)構(gòu)有很大不同。一般由專業(yè)廠家按照一定的規(guī)范制造成統(tǒng)一形式、尺寸的刀柄。直徑大于 Φ 40~160mm 立銑刀可做成套式結(jié)構(gòu)。立銑刀的有關(guān)尺寸參數(shù)，推薦用下述經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。? ①刀具半徑 R 應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑， R 一般取 R=(~)R。 ②零件的加工高度 H≤(1/4~1/6) R，以保證刀具有足夠的剛度。 ③對(duì)于深槽，選取 l=H+(5~10)mm(l 為刀具切削部分長(zhǎng)度)。④加工肋時(shí)，刀具直徑為 D=(5~10)b(b 為肋的厚度)。選擇的刀具如下：φ80 盤銑刀，用于外輪廓粗、精加工。φ10 立銑刀，用于外輪廓粗精加工。φ16 立銑刀，用于內(nèi)輪廓粗精加工。A2 中心鉆，用于 φ32mm、φ10H4M10 的中心孔。Φ20 鉆頭，用于預(yù)鉆 φ32mm 孔。Φ32 精鏜刀，精鏜 φ32mm 通孔至尺寸要求。 鉆頭，用于 4M10 鉆孔。 鉆頭，用于 φ10H7 鉆孔。φ10H7 鉸刀，用于鉸 φ10H7 孔。R5 球頭刀，用于圓弧面加工。M10 絲錐，用于螺紋加工。江西冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院 08 級(jí)自考畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14 基準(zhǔn)的選擇（1）基準(zhǔn)重合原則以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，避免基準(zhǔn)不重合誤差，調(diào)整法加工零件時(shí)，如果基準(zhǔn)不重合將出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合誤差。所謂調(diào)整法，是在預(yù)先調(diào)整好刀具與機(jī)床的相對(duì)位置，并在一批零件的加工過程中保持這種相對(duì)位置的加工方法。與之相對(duì)應(yīng)的是試切法加工，即試切一測(cè)量一調(diào)整一再試切，循環(huán)反復(fù)直到零件達(dá)到尺寸要求為止。試切法適用于單件小批生產(chǎn)下的逐個(gè)零件加工。 （2）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)來加工工件上的各個(gè)加工表面。以避免基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換帶來的誤差，利于保證各表面的位置精度,簡(jiǎn)化工藝規(guī)程,夾具設(shè)計(jì)和制造縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。典型的基準(zhǔn)統(tǒng)一原則是軸類零件、盤類零件和箱體類零件。軸的精基準(zhǔn)為軸兩端的中心孔，齒輪是典型的盤類零件，常以中心孔及—個(gè)端面為精加工基準(zhǔn)，而箱體類常以一個(gè)平面及平面上的兩個(gè)定位用工藝孔為精基準(zhǔn)。（3）自為基準(zhǔn)原則當(dāng)某些精加工表面要求加工余量小而均勻時(shí)，可選擇該加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，以搞高加工面本身的精度和表面質(zhì)量。（4）互為基準(zhǔn)原則能夠提高重要表面間的相互位置精度，或使加工余量小而均勻。（5）裝夾方便原則所選定位基準(zhǔn)應(yīng)能使工件定位穩(wěn)定，夾緊可靠，操作方便，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。該零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在毛坯料右下角。根據(jù)上述原則，將工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)設(shè)定在毛坯上表面，島嶼對(duì)角線焦點(diǎn)位置。為使數(shù)控編程方便，將圖紙轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)。 切削用量及切削液的選擇 吃刀量如圖 31 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pa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pa ca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) 為切削層深c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）工件表面粗糙度要求為 ～，分粗銑和半精銑兩步銑削加工，粗銑后留半精銑余量 ～ 。 江西冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院 08 級(jí)自考畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15圖 31 銑刀銑削用量（2）工件表面粗糙度要求為 ～，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 ～2mm，精銑時(shí)圓周銑側(cè)吃刀量取～，端銑背吃刀量取 ～1mm。該工件的表面粗糙度為 ，孔及型腔粗糙度為 ，其余為 。應(yīng)采用半精銑、精銑， 半精銑吃刀量 2mm，精銑吃刀量 1mm。 進(jìn)給速度進(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)。zf進(jìn)給速度的計(jì)算公式： = Z n （31）fvz式中: 每齒進(jìn)給量 的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z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表 32。zf表 32 銑刀每齒進(jìn)給量 參考表zf每 齒 進(jìn) 給 量 (mm/z)z粗銑 精銑工件材料高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀 高速鋼銑刀 硬質(zhì)合金銑刀鋼 ～ ～鑄鐵 ～ ～ ～ ～ 切削速度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zfpaea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zpe江西冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院 08 級(jí)自考畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16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度的提高。表 34 列出了銑削切削速度 的參考值。cV而