四键槽凸台的数控铣加工工艺分析及自动编程仿真设计.docx

摘要随着现代科学技术的不断增长，高科技产品的不断升级，机械制造业中对于所加工产品零件的各项技术要求也不断提升，产品的精度要求也越来越高，与此同时，强大的市场需求需要一种高效高速的生产力。为适应这种状况，数控加工技术应运而生，并以其高速、高效等优点迅速得以推广，并拥有广阔的发展空间及强劲的发展势头。本文以四键槽凸台零件为例，详细说明了该零件的工艺编制与数控加工过程。在开始编程前，先针对零件设计图纸和技术要求进行详细的数控加工工艺分析，以最终确定哪些是零件的技术关键，哪些是数控加工的难点，以及程序的编制难易程度；然后使用UGNX软件完成零件三维模型造型、二维零件图绘制及数控自动编程；最后在数控机床上完成零件加工，检验后，零件合格。关键词：数控加工，工艺分析，绘制图纸，自动编程AbstractWiththecontinuousgrowthofmodernscienceandtechnology,thecontinuousupgradingofhigh-techproducts,thetechnicalrequirementsfortheprocessedproductpartsinthemachinerymanufacturingindustryarealsoconstantlyimproving,andtheprecisionrequirementsofproductsarealsogettinghigherandhigher.Marketdemandrequiresanefficientandhigh-speedproductivity.Inordertoadapttothissituation,CNCmachiningtechnologyemergedasthetimesrequire,andhasbeenrapidlypromotedwithitsadvantagesofhighspeedandhighefficiency,andhasabroaddevelopmentspaceandstrongdevelopmentmomentum.Thispapertakesthefour-keywaybosspartasanexample,anddescribestheprocesspreparationandnumericalcontrolmachiningprocessofthepartindetail.Beforestartingprogramming,conductadetailedCNCmachiningprocessanalysisbasedonthepartdesigndrawingsandtechnicalrequirementstofinallydeterminewhicharethetechnicalkeysofthepart,whicharethedifficultiesofCNCmachining,andthedifficultyofprogramming;thenuseUGNXThesoftwarecompletesthe3Dmodelmodeling,2DpartdrawingandCNCautomaticprogramming;finally,thepartsareprocessedontheCNCmachinetool.Afterinspection,thepartsarequalified.Keywords:CNCmachining,processanalysis,drawing,automaticprogramming目录摘要IbStraCt1曰录TT第一章绪论11.1 数控技术11.2 CAD/CAM技术11.3 数控加工的特点2第二章零件分析32.1 零件工作场景32.2 零件图样分析32.2.1 加工表面尺寸精度32.2.2 形状及位置精度42.2.3 加工表面的粗糙度要求42.2.4 材料分析42.3 毛坯选择4第三章加工工艺方案设计53.1 工艺过程设计53.1.1 定位基准选择53.1.2 零件表面加工方法的选择73.1.3 加工顺序的安排73.1.4 机械加工工艺过程卡93.2 工序设计103.2.1 加工余量的确定103.2.2 机床的选择113.2.3 夹具的选择123.2.4 刀具的选择133.2.5 量具的选择133.2.6 切削用量的选择14第四章数粹编程与仿直164.1 零件数控自动编程164.1.1 进入UG加工模块164.1.2 创建程序174.1.3 创建刀具174.1.4 创建几何体184.1.5 下表面廓铳削编程194.2 数控仿真加工及后处理程序214.2.1 零件的数控仿真加工214.2.2 零件的程序后处理23菇诊2425二26第一章绪论1.1 数控技术进行数控加工时，数控机床受数控系统的指令，完成各种运动、实现各种加工要求。因此在编程加工之前，需要对影响加工过程的各种加工工艺因素，在大多数情况下，许多具体的问题是由操作工人依据自己的实践经验和习惯自行考虑和决定的。就是说，本来由操作工人在加工中灵活掌握可通过适时调整来处理的许多工艺问题，在数控加工时就转变为编程人员必须事先设计明确安排的内容山。在数控加工的工艺设计中必须注意加工过程中的每一个环节，做到万无一失。在实际中一个字符、一个小数点或一个逗号的差错都可能酿成重大的机床事故和质量事故。因为数控机床比其他机床价格要贵得多，其加工通常也是一些形状比较复杂、价格也较高的工件，所以万一损坏机床或工件报废就会造成较大的损失。根据大量加工实例分析，数控工艺考虑不周和计算编程时的粗心大意是造成数控加工失误的主要原因。因此，要求编程人员除必须具备较扎实的工艺基本知识和较丰富的实际工作经验外，还要必须具备耐心和严谨的工作作风川。一般来说，在普通机床上是根据机床的种类进行单工序加工，而在数控机床上往往是在一次装夹中完成钻、扩、较、铳、键等多工序加工。这种“多序和一”的现象也属于“工序集中”的范畴，极端情况下，在一台加工中心上可以完成加工的全部加工内容。1.2 CAD/CAM技术UG(UnigraphicsNX)其实是一个叫SiemenSPLMSOftWare公司出品的一种加工产品工程解决方案，它是为用户的产品设计以及加工的过程提供了高端的数字化造型和验证手段。UnigraPhiCSNX是针对用户开发的虚拟产品设计和工艺设计的需求，它向制造者提供了多种经过实践验证的解决方案。UG同时也是英文指南(USergUide)和普遍语法(UniVerSalGrammer)的缩写。其实这是一个交互式的CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它不仅功能强大，可以轻松的去实现各种比较复杂的实体及造型的结构建造。它在诞生的开始主要用于工作站，但是随着PC硬件和软件的发展和PC个人用户的迅速增长，在PC上的多种应用取得了非常迅猛的增长，这可能已经成为了模具行业中三维设计的一个非常主流的应用。1.3 数控加工的特点(1)自动化程度高，具有很高的生产效率。除手工装夹毛坯外，其余全部加工过程都可由数控机床自动完成。若配合自动装卸手段，则是无人控制工厂的基本组成环节。数控加工减轻了操作者的劳动强度，改善了劳动条件；省去了划线、多次装夹定位、检测等工序及其辅助操作，有效地提高了生产效率。(2)对加工对象的适应性强。改变加工对象时，除了更换刀具和解决毛坯装夹方式外，只需重新编程即可，不需要作其他任何复杂的调整，从而缩短了生产准备周期。(3)加工精度高，质量稳定。加工尺寸精度在0.0050.01mm之间，不受零件复杂程度的影响。由于大部分操作都由机器自动完成，因而消除了人为误差，提高了批量零件尺寸的一致性，同时精密控制的机床上还采用了位置检测装置，更加提高了数控加工的精度。(4)易于建立与计算机间的通信联络，容易实现群控。由于机床采用数字信息控制，易于与计算机辅助设计系统连接，形成CAD/CAM一体化系统，并且可以建立各机床间的联系，容易实现群控。第二章零件分析2.1 零件工作场景零件是工程机械上的一个四键槽凸台，起固定作用。学校缔醍怖5台牖代号A2三liFE=E图2.1零件图2.2 零件图样分析上表面的形状特征，包含有异形凸台、圆弧凹槽、椭圆凸台、通孔形状；尺寸标注完整，零件属于板类零件，是常见的铳削类型的零件。2.2.1 加工表面尺寸精度零件主要加工部位为平面和孔系，其结构复杂，精度要求较高，加工时应注意选择定位基准及夹紧方式。主要的加工尺寸有30?003mm孔、4-R39圆弧面、2-614H7通孔、40X26椭圆等，其他形状及定位尺寸只标注了基本尺寸，可按自由尺寸精度等级IT11-IT12处理。2.2.2 形状及位置精度四键槽凸台零件上的上表面平面与基准A面的平行度为0.03mmo2.2.3 加工表面的粗糙度要求零件4-R39表面及椭圆表面粗糙度要求较高为Ral.6um,30孔及上表面粗糙度要求为Ra3.2um,零件其他表面粗糙度要求为Ra6.3un2.2.4 材料分析材料为45钢，该钢冷塑性一般，退火、正火比调质时要稍好，具有较高的强度和较好的切削加工性，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性，材料来源方便。45号钢广泛应用于机械。用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件，以及对心部强度要求不高的表面淬火零件，如梢子，导柱，表针等部件。2.3 毛坯选择本次零件材料为45钢，零件整体外形方正，可选用型材毛坯当中的板材作为本次加工的毛坯，材料来源方便经济性好。零件最大尺寸为200X125X30mm,毛坯选择尺寸为205×130×35mmo第三章加工工艺方案设计3.1 工艺过程设计工艺过程设计包括定位基准选择、零件表面加工方法的选择、加工顺序的安排。3.1.1 定位基准选择在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。本节先建立一些有关基准和定位的概念，然后再着重讨论定位基准选择的原则。L精基准的选择重点考虑：如何较少误差，提高定位精度。(1)基准重合原则。利用设计基准作为定位基准，即为基准重合原则。(2)基准统一原则。在大多数工序中，都使用同一基准的原则。这样容易保证各加工表面的相互位置精度，避免基准变换所产生的误差。例如，加工轴类零件时，一般都采用两个顶尖孔作为统一精基准来加工轴类零件上的所有外圆表面和端面，这样可以保证各外圆表面间的同轴度和端