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1、全套图纸联系 QQ：1834186366 摘要 本文简单介绍了数控技术、数控的发展趋势、数控加工工艺、UG 在数控 方面的应用（三维造型与数控自动加工）及手工编程。主要运用所学知识对零 件图进行工艺分析、制定工艺路线、确定工艺方案，包括机床的选择、基准的 选择、确定装夹方式、刀具的介绍与选择、切削用量及切削液的选择，深入了 解了零件制造的全过程，加工完成后零件也达到了加工要求。并运用 UG 软件 在数控加工方面的功能进行三维造型和自动编程与加工，通过三维造型了解零 件的工艺特点，通过加工模拟零件的加工过程，通过自动编程以最简单、最快 捷的方式生成了 G 代码，并且达到了预期要求。 关键词关键词
2、：数控加工；加工工艺；编程； 全套图纸联系 QQ：1834186366 目录目录 引言引言.3 3 第一章第一章 绪论绪论.4 4 1.1 数控技术概述 .4 1.2 台锯概述 .5 第二章第二章 零件的三维造型设计零件的三维造型设计.7 7 2.1 三维造型设计软件概述 .7 2.2 零件的造型方法及步骤 .9 第三章第三章 手板制作工艺的数控加工工艺规程设计手板制作工艺的数控加工工艺规程设计.1111 3.1 MNJ-85 迷你台锯上机箱的技术要求分析.11 3.2 手板制作工艺的分析 .12 3.3 拟定工艺路线 .13 3.4 确定加工工艺夹具与刀具 .15 3.5 确定数控加工切削用
3、量 .16 第四章第四章 手板制作工艺的数控加工工艺编程手板制作工艺的数控加工工艺编程.2020 4.1 UNIGRAHICS NX/CAM 概述.20 4.2 利用三维设计软件自动生成程序 .24 总结总结.3636 参考文献参考文献.3737 全套图纸联系 QQ：1834186366 引言 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。 MNJ-85 迷你台锯的结构主要由上机箱、下机箱、手板及量规等零件组成， 本文着重分析了上机箱和手板制作工艺的工艺特点和技术要求，采用了当前国 际上流行的先进的高端三维
4、设计软件 UG NX 对零件进行三维建模，并利用 UG NX 的计算机辅助制造过程对手板制作工艺进行了数控加工工艺的编程。 UG NX 集设计、分析和制造等功能于一体, 为工程技术人员提供了丰富的 三维图形资源库,可以用于机械制造领域的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助 分析(CAE)、计算机辅助制造(CAM ) 等各个方面以及这些功能的结合。利用 UG NX 可以方便的实现虚拟产品开发、精确装配、加工仿真、运动仿真等过程。 从而实现机械设计和制造集成化, 大大缩短了产品的开发设计周期, 节省了大 量的材料、资金和人力, 给机械设计和加工带来了革命性的变革。本文对采用 UG NX 对光纤盒零
5、件的建模和 CAM 变成进行了较为详细的论述。 全套图纸联系 QQ：1834186366 第一章第一章 绪论绪论 1.1 数控技术概述数控技术概述 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。数控装备则是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业 的渗透而形成的机电一体化产品。数控技术是制造自动化的基础，是现代制造 装备的灵魂核心，是国家工业和国防工业
6、现代化的重要手段，关系到国家战略 地位，体现国家综合国力水平，其水平的高低和数控装备拥有量的多少是衡量 一个国家工业现代化的重要标志。 近年来，数控加工技术不断飞速发展，其发展趋势主要有以下几个方向： 1、继续向开放式、基于 PC 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。 2、向高速化和高精度化发展 这是适应机床向高
7、速和高精度方向发展的需要。 3、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,使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。在数控系统中引 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。在数 控系统中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。在数控系统中引入智能化数字伺服驱 动装置，通过自动识别负载，而自动调整参数，使驱动系统获得最佳
8、的运行状 全套图纸联系 QQ：1834186366 态。 1.2 台锯概述台锯概述 台锯是重要的木工机械，随着我国经济的发展，各类型的台锯广泛应用于 家具制造过程中用于将较大的木材切割为适用于家具中使用的材料。自从 1906 年德国人威尔海姆在设计制造自己的家具时发明了世界上第一台台锯以后，使 用台锯锯切木料变得快捷而精确，操作轻便省力，运行平稳，并扩大了锯机的 使用范围。从此，台锯迅速在全世界木工制造业中推广应用。随着技术的进步， 台锯逐渐朝着数控化的方向发展，台锯的结构越来越复杂化，而功能越来越多， 目前，台锯的主要机械结构包括滑动台，工作台面，横档尺，溜板座，主锯， 槽锯等部分。 目前，
9、实际应用中的台锯主要有以下几类： 1、手推圆锯 手推圆锯是目前结构最简单的台锯，一般操作者使用手工方法即可制作， 它由手推圆锯、倒装台面、马达等组成，手推圆锯的大小一般是八到十寸。其 特点是操作轻便，价格十分低廉，可应用于装地板、装阳台、搭建花园架等各 种场合，但精确度很低，特别是难于切割大型木料。手推圆锯一般采用炭刷马 达，振动噪音较大，使用时锯片一般不能倾斜使用。 2、小型桌上台锯 小型桌上台锯相比手推圆锯价格稍高，且大部分都不附带脚架，其特点是 价格低廉、使用轻便、外形小巧，锯片的高低倾斜调整较方便。但锯切木料的 精确度仍然较低，台面一般采用铝材或钢板制造，由于外形小巧，仍然难于锯 切大
10、块的木料，其马达一般也是炭刷马达。 3、大型桌上台锯 小型桌上台锯一般都有选配的脚架或直接附脚架，结构较坚固，使用仍然 较为轻便，台面一般采用铸铁制造，精密度较高，其重量一般可达 5-60 公斤。 4、包工型台锯 包工型台锯一般采用 1-1.5 匹马力的感应马达，台面一般也采用铸铁制造， 重量较重，无法轻易移动，坚固耐用。 5、混合式台锯 混合式台锯一般使用 1.5-2.75 匹马力的马达，常见的马达和台面联接固定 在一起，由于马达是和台面联接固定在一起的，因此，使用混合式台锯时调整 全套图纸联系 QQ：1834186366 锯片的平行度较困难。 6、标准台锯 标准台据一般采用 3-5 匹马力
11、的马达，价格较高，市场价格一般在 7000- 20000 元左右。具有锯切精度高、工作稳定性好、锯片倾斜度调节十分方便等 优点。但外形较笨重，价格昂贵。 全套图纸联系 QQ：1834186366 第二章第二章 零件的三维造型设计零件的三维造型设计 2.1 三维造型设计软件概述三维造型设计软件概述 UG（Unigraphics NX）是 Siemens PLM Software 公司出品的一个产品工程 解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。 Unigraphics NX 针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践 验证的解决方案。UG 同时也是用户指南（u
12、ser guide）和普遍语法 （Universal Grammer）的缩写。 UG 是 Unigraphics 的缩写，这是一个交互式 CAD/CAM(计算机辅助设计与计 算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。 它在诞生之初主要基于工作站，但随着 PC 硬件的发展和个人用户的迅速增长， 在 PC 上的应用取得了迅猛的增长，目前已经成为模具行业三维设计的一个主流 应用。 UG 的开发始于 1990 年 7 月，它是基于 C 语言开发实现的。UG NX 是一个在 二和三维空间无结构网格上使用自适应多重网格方法开发的一个灵活的数值求 解偏微分方程的软件工具。其设计思
13、想足够灵活地支持多种离散方案。因此软 件可对许多不同的应用再利用。 一个给定过程的有效模拟需要来自于应用领域(自然科学或工程)、数学(分 析和数值数学)及计算机科学的知识。然而，所有这些技术在复杂应用中的使用 并不是太容易。这是因为组合所有这些方法需要巨大的复杂性及交叉学科的知 识。最终软件的实现变得越来越复杂，以致于超出了一个人能够管理的范围。 一些非常成功的解偏微分方程的技术，特别是自适应网格加密（adaptive me shrefinement）和多重网格方法在过去的十年中已被数学家研究，同时随着计 算机技术的巨大进展，特别是大型并行计算机的开发带来了许多新的可能。 UG 的目标是用最新
14、的数学技术，即自适应局部网格加密、多重网格和并行 计算，为复杂应用问题的求解提供一个灵活的可再使用的软件基础。 UG NX 软件系统具有三个设计层次，即结构设计、子系统设计和组件设计。 至少在结构和子系统层次上，UG 是用模块方法设计的并且信息隐藏原则被广 泛地使用。所有陈述的信息被分布于各子系统之间。 来自 Siemens PLM 的 NX 使企业能够通过新一代数字化产品开发系统实现 全套图纸联系 QQ：1834186366 向产品全生命周期管理转型的目标。 NX 包含了企业中应用最广泛的集成应用 套件，用于产品设计、工程和制造全范围的开发过程。 如今制造业所面临的挑战是，通过产品开发的技术
15、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。为了真正地支持革新，必 须评审更多的可选设计方案，而且在开发过程中必须根据以往经验中所获得的 知识更早地做出关键性的决策。 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。NX 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。 NX 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。通 过再一次将注意力集中于跨越
16、整个产品生命周期的技术创新，NX 的成功已经得 到了充分的证实。这些目标使得 NX 通过无可匹敌的全范围产品检验应用和过 程自动化工具，把产品制造早期的从概念到生产的过程都集成到一个实现数字 化管理和协同的框架中。 1990 年，Unigraphics 作为 McDonnell Douglas（现在的波音飞机公司） 的机械 CAD/CAE/CAM 的标准。 2009 年 10 月，西门子工业自动化业务部旗下机构、全球领先的产品生命 周期管理（PLM）软件与服务提供商 Siemens PLM Software 宣布推出其旗舰数 字化产品开发解决方案 NX 软件的最新版。NX 7.0 引入了“HD
17、3D” （三维精确 描述）功能，即一个开放、直观的可视化环境，有助于全球产品开发团队充分 发掘 PLM 信息的价值，并显著提升其制定卓有成效的产品决策的能力。此外， NX 7.0 还新增了同步建模技术的增强功能。修复了很多 6.0 所存在的漏洞，稳 定性方面较 6.0 有很大的提升。 建立在新的同步建模技术基础之上的 UG NX 6 在市场上产生了重大影响。 同步建模技术的发布标志着 NX 的一个重要里程碑，并且向 MCAD 市场展示 Siemens 的郑重承诺。NX6 将为我们的重要客户提供极大的生产力提高。UG 是 Unigraphics 的缩写，是一个商品名。这是一个交互式 CAD/CA
18、M(计算机辅助设 计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的 建构。它主要基于工作站。CAD 是计算机辅助设计的缩写，是行业通用名称。 全套图纸联系 QQ：1834186366 它不包括 CAM(计算机辅助制造)。可以实现 CAD 功能的软件有很多，UG 是其中 一个，还有 AutoCAD、Cimatron、Pro/ENGINEER、SOLIDWORKS、开目 CAD 等等。 而 AutoCAD 则是另外一个由欧特克(Autodesk)公司开发的主要基于 PC 机的 CAD 软件。 UG（Unigraphics NX）是 Siemens PLM Software 公
19、司出品的一个产品工程 解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。 Unigraphics NX 针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践 验证的解决方案。UG 同时也是用户指南（user guide）和普遍语法 （Universal Grammer）的缩写；在 DOTA 中也被称为幽鬼。UG 简介，应该民西 门子的 PLM 软件，UGCAD 也就是 NX，至于 UG 公司，现在已是西门子的 PLM 软 件公司了！UG 是当今较为流行的一种模具设计软件，主要是因为其功能强大。 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
20、的逐渐增加的要求之间取得平衡。为了真正地支持革新，必 须评审更多的可选设计方案，而且在开发过程中必须根据以往经验中所获得的 知识更早地做出关键性的决策。 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。NX 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。NX 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。通过再一次将注意力集中于跨越整个产品生命周期的技术创新，NX 的成
21、功已经得到了充分的证实。这些目标使得 NX 通过无可匹敌的全范围产品检验应 用和过程自动化工具，把产品制造早期的从概念到生产的过程都集成到一个实 现数字化管理和协同的框架中。 编辑本段 UG NX 主要功能工业设计和风格造型 NX 为那些培养创造性和产品技术革新的工业设计和风格提供了强有力的解决方 案。 2.2 零件的造型方法及步骤零件的造型方法及步骤 UG NX 建模模块基本上是一个建模系统, 它提供的功能可以帮助工程师快 速地进行概念设计和详细设计。可以通过定义设计中不同部件之间的数学关系 使用户的要求与设计约束结合起来。在建模这一模块里, 包含有实体建模、特 征建模、自由形式建模和用户自
22、定义特征等应用模块, 各个模块之间有各自的 全套图纸联系 QQ：1834186366 功能。其基本的建模方法包括体素法、扫描法、曲面建模、实体操作和形状特 征造型等。 手板制作工艺是一个典型的型腔类零件，整个零件体主要由底板、立柱、 腔体三大部分组成, 在 UG NX 的 Modeling 模块下对其进行三维建模。在这一 过程中,综合运用了 U G NX 建模方法中的体素法、扫描法、实体操作和形状特 征造型等方法, 完成这一型腔零件的三维建模。 零件最终三维建模结果如图所示： 图 2.1 上机箱零件三维模型 全套图纸联系 QQ：1834186366 第三章第三章 手板制作工艺的数控加工工艺规程
23、设计手板制作工艺的数控加工工艺规程设计 3.1 MNJ-85 迷你台锯上机箱的技术要求分析迷你台锯上机箱的技术要求分析 MNJ-85 迷你台锯属于小型桌上台锯，具有操作轻便，结构简单等特点。 MNJ-85 迷你台锯上机箱属于典型的型腔类零件，其在机器中主要起支承、轴向 定位及密封作用。广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件， 典型用途：代表用途包括航天固定装置、电器固定装置、通讯领域，也广泛应 用于自动化机械零件、精密加工、模具制造、电子及精密仪器、SMT、PC 板焊 锡载具等等。 MNJ-85 迷你台锯上机箱的技术要求有以下特点： 1、材料选用优质硬铝板 LY12，表面拉丝处理，
24、外形美观，坚固，使用方 便； 2、具有数个进料槽，进料槽布置为半圆形，设置在上机箱头部和尾部，以 方便木材材料的进给； 3、内部腔体容纳锯片、电机及减速机，表面安装由手板等操作件以及量规 等调节角度的装置； 4、上机箱零件毛坯尺寸为 33021550，需要加工。 5、上机箱上由于要安装电机、减速机、量规、扳手等装置，上机箱零件上 有多个加工特征，包括多个通孔、槽口、型腔、多个螺纹孔、曲面凸台。上机 箱上表面上需要安装调节手轮，扳手以及量规等，表面精度要求较高。在上机 箱内腔的中部，由于需要安装电机及减速机，为使电机运转时散热良好，因此， 在上机箱中后安装电机的位置处布置一系列散热孔。 6、上机
25、箱零件为型腔体，分为正反两面。正面内部为型腔，整个零件的厚 度为 50mm，型腔内深度为 47.5mm，型腔中有数个凸台特征。 7、迷你台锯的控制开关安装于上机箱与下机箱连接处面向操作者一侧，以 方便操作者进行操作，因此在上机箱设置出安装控制开关的缺口； 8、上机箱零件表面粗糙度内轮廓及通孔 Ra1.6um 和其余 Ra3.2um，参数合 理便于加工。 9、上机箱零件零件材料为 LY12 硬铝板，切削加工性能较好，具有较好的 抗腐蚀性及加工后不变形、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。 全套图纸联系 QQ：1834186366 10、为保证电机及减速机的安装强度，所有安装位置处的螺纹孔均使用螺
26、 柱的形式连接，并在螺柱周围设置加强筋板； 11、为使迷你台锯上、下机箱能够完全扣合，分别在上下机箱的边缘布置 凸起或凹入接合部，以便完全将迷你台锯内腔中的电机、减速机、锯片等零件 完全密闭，同时也提高了操作者操作的安全性能。 零件的工艺性是指所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和 经济性。它包括零件各个制造过程中的工艺性，如零件的铸造、锻造、冲压、 焊接、热处理和切削加工工艺性能等。好的工艺性会使零件加工容易，节省工 时，降低消耗；差的工艺性使零件加工困难，多耗工时，增大消耗。该复杂件 的加工各工艺性能良好，耗工不大。该上机箱零件结构复杂，但就加工来说， 还是易于加工的。 3.2
27、手板制作工艺的分析手板制作工艺的分析 工程上，通常对于新研发的产品零件需要制作手板，以便验证产品的可行 性，找出产品的缺陷、不足，为后期有针对性地对缺陷进行改善做好准备。至 此，有时还需要对新研发产品进行小批量的试生产。设计完成产品一般不能做 到很完美，甚至无法使用，直接生产一旦有缺陷将全部报废，大大浪费人力和 物力和时间；而手板一般情况是少数的样品，制作周期短，损耗人力物力少， 很快地找出产品设计的不足进而改善，为产品定型量产提供充足的依据。 根据手板的制作手段，手板可以分为手工手板和数控手板两大类。近年来， 随着数控技术的不断发展，数控手板的应用日益广泛，数控手板的主要工作量 均采用数控机
28、床完成，一般可分为激光快速成形手板和加工中心手板两类。 激光快速成形手板的优点主要表现在它的快速性上，但是它主要是通过 堆 积技术成型，因而 RP 手板一般相对粗糙，而且对产品的壁厚有一定要求，比如 说壁厚太薄便不能生产。 数控手板的优点则体现在它能非常精确的反映图纸所表达信息，而且数控 手板表面质量高，尤其在其完成表面喷涂和丝印后，甚至比开模具后生产出来 的产品还要光彩照人。 因此，数控手板制造愈来愈成为手板制造业的主流。 根据所制作的手板材料的不同，手板又分为塑胶手板、硅胶手板、金属手 板、油泥手板等几类，其中在机械制造工业中，金属手板的应用比例较高，金 属手板的原材料一般采用铝镁合金等金
29、属材料。根据前述分析，本文选择制作 迷你台锯上机箱的数控手板，其材料为铝合金； 全套图纸联系 QQ：1834186366 由于上机箱手板的材料为铝合金，LY12 是一种高强度硬铝，可进行热处理 强化，在退火和刚淬火状态下塑性中等，点焊焊接性良好，用气焊和氩弧焊时 有形成晶间裂纹的倾向；合金在淬火和冷作硬化后其可切削性能尚好，退火后 可切削性低；抗蚀性不高，常采用阳极氧化处理与涂漆方法或表面加包铝层以 提高其抗腐蚀能力。该零件结构复杂，但就加工来说，还是易于加工的。 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，
30、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。 该零件的加工余量如下：粗加工上下平面余量 0.1mm ，半精加工内轮廓单 边留 0.3mm 余量，半精加工外轮廓单边留 0.3mm 余量。 3.3 拟定工艺路线拟定工艺路线 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
31、选择等。机械加工工序的安排所需遵循的原则有： 先基准后其他、先粗加工后精加工、先加工主要表面后加工次要表面、先加工 面后加工孔等。 在数控机床上加工零件与普通机加工相比，工序可以比较集中。根据数控 加工的特点，数控加工工序的划分有几种方法。 加工该零件按粗、精加工划分工序，根据工件的加工精度要求、刚度和变 形等因素，将零件的粗、精加工分开，先粗加工，后精加工。 划分工步主要是从加工精度和效率方面考虑。合理的工艺不仅要保证加工 出符合图样要求的工件，同时应使机床的功能得到充分发挥。因此，在一个工 序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对工件的不同表面进行加工。对于 比较复杂的工序，为了便于分析和
32、描述，常在工序内又细分工步。就本工件的 加工而言，划分时应注意一下几点原则： （1）同一加工表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，还是全部加工 表面都先粗加工后精加工分开进行，主要要依据零件的精度要求考虑。 （2）对于既要加工平面又要加工孔的地方，可以采用“先面后孔“原则划 全套图纸联系 QQ：1834186366 分工步。先加工面可提高孔的加工精度，因为铣平面时切削力较大，工件易发 生变形，而先铣平面后镗孔，则可使其变形有一段时间恢复，减少由于变形引 起的对孔的精度的影响。反之，如先镗孔后铣面，则铣削平面时极易在孔口产 生飞边、毛刺，进而破坏孔的精度。 （3）按所用刀具划分工步。某些机床工
33、作台回转时间比换刀时间短，可采 用刀具集中的方法划分工步，以减少换刀次数，缩短辅助时间，提高加工效率。 （4）在一次装夹中，尽可能完成所有能加工的表面，有利于保证表面相互 位置精度的要求。 加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，结合定位和夹紧的需要一 起考虑，重点应保证工件的刚性不被破坏，尽量减少变形。并且尽可能减少工 件的安装次数，以相同定位、夹紧方式安装的工序，最好接连进行，以减少重 复定位次数、换刀和夹紧次数。 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
34、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： （1）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。 （2）寻求最短的进给路线，以提高加工效率。 （3）切入和切出的路线应考虑外延，以保证加工的表面质量。 （4）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
35、是型腔类零件，结构较为复杂，根据上述加工路线按照上面的原则， 首先拟定上机箱手板制作工艺的加工工艺路线: (1)铣平面：粗精铣下端面翻转工件粗精铣上平面。 （80 盘铣刀） (2)铣外轮廓：粗精铣上机箱手板的外轮廓（12 平底铣刀） (3)铣内轮廓：粗精铣上机箱手板的内轮廓（12 平底铣刀） 全套图纸联系 QQ：1834186366 (4)铣内腔：粗精铣上机箱手板的内腔（8 平底铣刀） (4)钻：4-6 销孔、4-3.5 螺纹底孔以及 2-2.5 螺纹底孔； （6、3.5、2.5 钻头） (3)铣平面：粗铣销孔台阶面半精铣销孔台阶面精铣销孔台阶面。 （16 平底铣刀） (4)半精铣内轮廓：半精
36、铣内轮廓至尺寸，单边留余量 0.3mm。 （6 立铣刀） (5)精铣内轮廓：精铣内轮廓至尺寸。 （6 立铣刀） (6)铣筋板及凸台面至尺寸要求。 （6 立铣刀） (7)铣手散热孔：铣上机箱手板散热孔。 （4 立铣刀） (8)半精铣外轮廓：半精铣外轮廓至尺寸，单边留余量 0.3mm。 （8 立铣刀） (9)精铣外轮廓：精铣外轮廓至尺寸。 （8 立铣刀） （10)倒角：R5 的圆弧倒角。 3.4 确定加工工艺夹具与刀具确定加工工艺夹具与刀具 对于某个零件而言，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成，而 往往只是其中的一部分适合于数控加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺 分析，选择那些最适合、
37、最需要进行数控加工的内容和工序。在选择时，应考 虑各方面因素，充分发挥数控加工的优势。选择时应考虑以下因素： （1）通用机床无法加工的内容。 （2）通用机床难加工、质量也难以保证的内容应作为重点选择的内容。 （3）通用机床效率低、工人劳动强度大的内容。 从精度和效率两方面对数复杂零件的加工艺进行分析，加工精度必须达到 图纸的要求，同时又能充分合理地发挥机床的功能，提高生产效率。根据以上 条件可选择两轴半以上的数控铣床。本零件选用大连机床厂 XD-40A 型数控铣 床，采用 FANUC0i-MB 系统。XD-40A 铣床的基本技术参数如下： 表表 3-13-1 XD-40AXD-40A 型数控铣
38、床基本参数型数控铣床基本参数 序号序号参数名称参数名称技术参数技术参数 1 名称数控铣床 2 型号 XD-40A 3 重量 4400kg 4 最大荷载 500kg 5 工作台尺寸 800mm400mm 全套图纸联系 QQ：1834186366 6 加工范围 600mm420mm520mm 7 最大钻孔直径 22mm 8 主轴最大转速 8000r/min 9 主轴功率 7.5/11kW 10 进给速度 0-10000mm/min 11 电源三相 380V 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
39、数控铣床。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。 所以这里我们使用的是精密平口钳。 刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行。应根据机床的加工能力、 工件材料的性能、加工工序、切削用量，以及其他相关因素正确选用刀具及刀 柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足 加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工时的刚性。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
40、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。 标准可转位面铣刀的直径为 16-630 mm。粗铣时，铣刀直径要小些，因为 粗铣切削力大，选小直径铣刀可减小切削扭距。精铣时，铣刀直径要选大些， 尽量包容工件整个加工宽度，以提高加工精度和效率，并减小相邻两次进给之 间的接刀痕迹。 由于数控机床要求铣刀能快速自动装卸，而立铣刀刀柄部结构有很大不同。 一般由专业厂家按照一定的规范制造成统一形式、尺寸的刀柄。直径大于 40160mm 立铣刀可做成套式结构。立铣刀的有关尺寸参数，推荐用下述经验 数据选取： 刀具半径 R 应小于零件内轮廓面的最小曲率半径，R 一般取 R=(0.
41、80.9) R。 零件的加工高度 H(1/41/6)R，以保证刀具有足够的刚度。 对于深槽，选取 l=H+(510)mm(l 为刀具切削部分长度)。 加工肋时，刀具直径为 D=(510)b(b 为肋的厚度)。 选择的刀具如下表： 全套图纸联系 QQ：1834186366 表表 3-23-2 零件加工刀具清单零件加工刀具清单 序号名称规格数量用途 1 面铣刀80mm 1 外轮廓粗、精加工 2 平底铣刀6mm 1 台阶面粗、精加工 3 平底铣刀8mm 1 台阶面粗、精加工 4 平底铣刀12mm 1 台阶面粗、精加工 5 立铣刀4mm 2 散热孔以及内轮廓精加工 6 立铣刀6mm 2 外轮廓粗精加工
42、 7 球头铣刀 R5mm1 圆弧面加工 8 立铣刀10mm 2 内轮廓粗精加工 9 立铣刀8mm 1 内轮廓粗精加工 10 钻头 2.5mm 1 钻 2-2.5 螺纹底孔 11 钻头 3.2mm 1 钻 4-3.5 螺纹底孔 11 钻头 6mm 1 钻 4-6 销孔 3.5 确定数控加工切削用量确定数控加工切削用量 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。 数控铣床的切削用量包括切削速度 Vc、进给速度 、背吃刀量和侧吃 f v p a 刀量。切削用量的选择方法是考虑刀具的耐用度，先选取背吃刀量或侧吃刀 c a 量，其次确定进给速度，最后确定切削
43、速度。 如图 3-1 所示，背吃刀量为平行于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为 p a mm，端铣时为切削层深度，圆周铣削时为被加工表面的宽度。侧吃刀量 p a p a 为垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸，单位为 mm，端铣时为被加工表面宽 c a c a 度，圆周铣削时为切削层深度。端铣背吃刀量和圆周铣侧吃刀量的选取主要 c a 由加工余量和对表面质量要求决定。 全套图纸联系 QQ：1834186366 （1）工件表面粗糙度要求为 Ra3.212.5m，分粗铣和半精铣两步铣削加 工，粗铣后留半精铣余量 0.5 1.0mm。 图图 3-1 铣刀铣削用量铣刀铣削用量 （2）工件表面粗糙度要求为 Ra
44、0.83.2m，可分粗铣、半精铣、精铣三 步铣削加工。半精铣时端铣背吃刀量或圆周铣削侧吃刀量取 1.52mm，精铣时 圆周铣侧吃刀量取 0.30.5mm，端铣背吃刀量取 0.51mm。 该工件的表面粗糙度为 Ra3.2，孔及型腔粗糙度为 Ra1.6，其余为 Ra3.2。 应采用半精铣、精铣， 半精铣吃刀量 2mm，精铣吃刀量 1mm。 进给速度指单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对位移，单位为 mm/min。它与铣刀转速 n、铣刀齿数 Z 及每齿进给量 (单位为 mm/z)有关。 z f 进給速度的计算公式： =Z n f v z f 式中: 每齿进给量的选用主要取决于工件材料和刀具材料的机械
45、性能、 z f 工件表面粗糙度等因素。当工件材料的强度和硬度高，工件表面粗糙度的要求 高，工件刚性差或刀具强度低，值取小值,每齿进给量的选用参考表见表 3- z f 2。 表表 3-33-3 铣刀每齿进给量铣刀每齿进给量参考表参考表 z f 每 齿 进 给 量 (mm/z) z f 工件材料 高速钢铣刀硬质合金铣刀 铝合金0.150.200.150.38 铣削的切削速度与刀具耐用度 T、每齿进给量、背吃刀量、侧吃刀量 z f p a 以及铣刀齿数 Z 成反比，与铣刀直径 d 成正比。其原因是、Z e a z f p a e a 全套图纸联系 QQ：1834186366 增大时，使同时工作齿数增
46、多，刀刃负荷和切削热增加，加快刀具磨损，因此 刀具耐用度限制了切削速度的提高。表 3-4 列出了铣削切削速度的参考值。 c V 表表 3-43-4 铣削时的切削速度参考表铣削时的切削速度参考表 切削速度 Vc (m/min) 工件材料 高速钢铣刀硬质合金刀具 铝合金180300360600 而具体选用公式为=/1000 c Vnd 例举10 的立铣刀计算过程： 10 的立铣刀选择的切削速度=180mm/min，每齿进给量=0.15mm/z。 c V z f 可计算得： 主轴转速：n=1000/=1000180/3.1410=5732r/min c Vd 进给速度：=Z n =0.1525732=1720mm/min f v z f 选用的参数如表 3-4。 表表 3-43-4