機械設(shè)計說明書-心形板零件的數(shù)控加工

II1緒論1.1數(shù)控加工機床的特點（1）自動化程度高，具有很高的生產(chǎn)效率。（2）對加工對象的適應(yīng)性強。（3）加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。（4）易于建立與計算機間的通信聯(lián)絡(luò)，容易實現(xiàn)群控。1.2數(shù)控機床的發(fā)展趨勢[3]隨著計算機、微電子、信息、自動控制、精密檢測及機械制造技術(shù)的高速發(fā)展，機床的數(shù)控技術(shù)有了長足的發(fā)展。近幾年一些相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，如刀具及新材料的發(fā)展，主軸伺服和進給系統(tǒng)、超高速切削等技術(shù)的發(fā)展。目前數(shù)控機床正朝著高速度、高精度、高工序集中度、高復(fù)合化和高可靠性等方向發(fā)展。世界數(shù)控技術(shù)及其裝備的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下的方面。（1）高速高效高精度（2）柔性化（3）工藝復(fù)合化和多軸化（4）實時智能化（5）結(jié)構(gòu)新型化（6）編程技術(shù)自動化（7）集成化（8）開放式閉環(huán)控制模式1.3論文概述本次畢業(yè)設(shè)計主要研究兩個類似典型零件的數(shù)控銑削加工，并通過UG建模和POR/E建模建立加工零件，通過UG和MasterCAM進行數(shù)控加工工藝分析和加工程序的編制完成本次畢業(yè)設(shè)計。章節(jié)主要內(nèi)容如下：（1）緒論（2）UG建模和POR/E建模（3）典型零件數(shù)控加工工藝分析（4）UG加工和MasterCAM加工（5）UG加工和MasterCAM加工的區(qū)別和差異2UG建模UG建模主要是通過草圖繪制，拉伸，求差以及求和等布爾操作命令，建立零件三維線框模型的過程；而Pro/E建模是通過草圖繪制、拉伸、倒角、孔、剪切等命令進行三維的建模過程的。典型零件的零件圖如圖1.1所示： 圖1.1零件圖2.1進入UGNX8.0界面[6]2.2新建部件文件（1）選擇菜單命令【文件】/【新建】，或者單擊新建按鈕，彈出【文件新建】對話框。（2）在【文件新建】對話框中選擇建模選項卡，并在“名稱”文本框中輸入“xinxingban”確定存放的路徑為“E：/biyesheji”單擊【確定】按鈕，新建文件進入建模模塊。2.3繪制草圖（1）選擇菜單命令【插入】/【草圖】按鈕，系統(tǒng)彈出【創(chuàng)建草圖】對話框。（2）接受系統(tǒng)默認(rèn)的設(shè)置，單擊【確定】按鈕，進入草圖繪制操作環(huán)境。（3）繪制草圖曲線并對其進行幾何約束和尺寸約束。草圖如圖2.1所示：圖2.1草圖2.4拉伸操作（1）選擇菜單命令【插入】/【設(shè)計特征】/【拉伸】，或者單擊拉伸按鈕，彈出【拉伸】對話框。圖2.2拉伸圖2.3底板（2）在【拉伸】對話框的下拉列表中選擇“相連曲線”。（3）在【拉伸】對話框的在“開始”和“終點”分別輸入“0”和“15”，單擊【應(yīng)用】按鈕，生成典型零件的底板。在【拉伸】對話框的在“開始”和“終點”分別輸入“0”和“19”，單擊【應(yīng)用】按鈕，生成圖形如圖2.4所示：圖2.4外輪廓分別在【拉伸】對話框的在“開始”和“終點”輸入“0”和“23”，“0”和“29”，“0”和“32”生成圖形如圖2.5所示：圖2.5三維模型選擇菜單命令【插入】/【組合體】/【求和】，或者單擊求和按鈕，彈出【求和】對話框。如圖2.6所示：圖2.6求和選擇求和的部件，單擊【確定】按鈕。分別在【拉伸】對話框的“開始”和“終點”輸入“21”和“23”，“18”和“21”，“27”和“32”，“29”和“32”，在【拉伸】對話框“布爾”下拉列表中選擇“求差”項，生成圖形如圖2.7所示：圖2.7心形槽、圓弧槽和內(nèi)槽的拉伸沉孔和通孔的拉伸，在【拉伸】對話框的“開始”和“終點”輸入“14”和“19”，“0”和“19”，“0”和“32”，生成圖形如圖2.8所示：圖2.8沉孔和通孔的拉伸（4）單擊【確定】按鈕，完成拉伸操作。2.5倒斜角創(chuàng)建選擇菜單命令【插入】/【細(xì)節(jié)特征】/【倒斜角】，彈出【倒斜角】對話框。選擇需要倒斜角的邊，在距離框中輸入“3”，單擊【確定】，完成倒斜角的創(chuàng)建。如圖2.9所示：圖2.9倒斜角心形板零件的建模完成，三維模型如圖2.10所示：圖2.10三維模型3Pro/E建模3.1進入Pro/E4.0界面3.2新建部件文件3.3繪制草圖選擇菜單命令【插入】/【拉伸】按鈕，進入草圖繪制操作環(huán)境，繪制草圖曲線并對其進行幾何約束和尺寸約束。如圖所示：圖3.1草圖圖3.2三維建模4典型零件數(shù)控加工工藝分析4.1零件圖工藝分析[8]該零件由平面、孔和凹槽等構(gòu)成，各凸臺的輪廓由直線和圓弧組成，各幾何元素之間關(guān)系明確，尺寸標(biāo)注完整、正確。其中對零件的外輪廓尺寸要求比較高（±0.02mm）；零件上表面的表面粗糙度Ra為1.6μm,要求也比較高。此零件整體輪廓有一定難度，但對零件加工工藝要求不是很高，各凸臺輪廓以及凹槽的尺寸沒有公差要求，鉆孔的表面粗糙度Ra=12.5μm，未注公差為IT12級，該零件對于幾何公差也沒有要求[13]。但從零件圖可以看出，該零件外輪廓復(fù)雜，橢圓凸臺、六邊形凸臺、圓弧槽和心形槽的工藝分析和數(shù)控編程有一定難度。對于凸臺、凹槽和孔的加工分粗、精加工兩個階段進行，以保證其尺寸精度和表面粗糙度要求。零件的材料為LC4，切削加工性能較好，無熱處理和硬度要求。4.2確定毛坯該零件，其材料為LC4，故選用鋁件毛坯，小批量生產(chǎn)，其毛坯的尺寸為185mm×135mm×35mm（139mm×99mm×25mm）。4.3定位基準(zhǔn)的選擇4.4選擇加工設(shè)備根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選用XK713A數(shù)控銑床，其系統(tǒng)為FANUCSeriesoiMate.MB。4.5刀具的選擇4.5.1銑刀類型的選擇銑刀類型應(yīng)與被加工工件的尺寸與表面形狀相適合。加工較大的平面應(yīng)該選擇面銑刀；加工凸臺、凹槽及平面輪廓應(yīng)選擇立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔可選擇鑲硬質(zhì)合金的玉米銑刀；曲面加工常采用球頭銑刀；加工曲面較平坦的部位常采用環(huán)形銑刀；加工空間曲面、模具型腔或凸模成型表面多選用模具銑刀；加工封閉的鍵槽選擇鍵槽銑刀[11]。4.5.2銑刀類參數(shù)的選擇a.面銑刀主要參數(shù)的選擇可轉(zhuǎn)位面銑刀的直徑為Φ16～Φ630mm。粗銑時，銑刀直徑應(yīng)小些，精銑時，銑刀直徑應(yīng)大些，盡量包容工件的整個加工寬度。因為銑削加工時沖擊力較大，所以刀具前角要小些，硬質(zhì)合金刀具的前角應(yīng)更小。銑削加工強度和硬度高的材料可選用負(fù)前角。面銑刀的磨損主要發(fā)生在后刀面上，因此后角選取應(yīng)加大。對于單次平面銑削，面銑刀的直徑可參照下式選擇D=（1.3～1.6）B(4.1)式中D...面銑刀直徑（mm）B...銑削寬度（mm）b.立銑刀主要參數(shù)的選擇根據(jù)工件的材料、刀具的加工性質(zhì)，立銑刀的參數(shù)與刀具角度的選取如表3.1所示。選取立銑刀可按推薦的下述經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行。刀具半徑r應(yīng)該小于零件內(nèi)腔輪廓面的最小曲率半徑ρ，一般取r=（0.8～0.9）ρ。1）零件的加工高度H≤（1/4～1/6）r，以保證刀具具有足夠的剛度。2）對盲孔（深槽），選取L=H+（5～10）mm（L為刀具切削部分長度，H為零件高度）。3）加工外形及通孔（槽），選取L=H+rε+（5～10）mm（rε為刀尖半徑）。4）加工肋時，刀具直徑D=（5～10）b(b為肋的厚度)。5）粗加工內(nèi)腔輪廓面時銑刀最大直徑Dmax按下式計算：(4.2)式中：D...輪廓的最小凹圓角直徑；δ...圓角鄰邊夾角等分線上的精加工余量；δ1...精加工余量；Φ...圓角兩鄰邊的最小夾角。4.5.3刀具的材料（1）高速鋼又稱白鋼，它含有W、Cr、Mo、V、Co等元素。它不僅可以用來制造鉆頭、銑刀，還可以用量制造齒輪刀具、成形銑刀等復(fù)雜刀具。但由于其允許的切削速度較低（50m/min），所以大多用于數(shù)控機床的低速加工。（2）硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是有硬度和熔點都很高的碳化物（WC、TiC等），用comoni做粘結(jié)劑制成的粉末冶金產(chǎn)品。在中速和大切削中發(fā)揮出優(yōu)良的切削性能。常用的硬質(zhì)合金有鎢鈷合金、鎢鈦合金等。（3）陶瓷材料陶瓷是含有金屬氧化物和氮化物的無機非金屬材料。陶瓷材料具有高硬度、高強度、耐磨性好、化學(xué)性能穩(wěn)定性好、摩擦因素低、價格低廉等優(yōu)點。（4）立方氮化硼（CBN）CBN是人工合成的高硬度材料，其硬度和耐磨性僅次于金剛石，有極好的高溫硬度，與陶瓷材料相比，其耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性稍差，但沖擊韌度和抗破壞性能較好。（5）聚晶金剛石（PCD）PCD作為最硬的刀具材料，硬度很高，具有很好的耐磨性，它能夠以高硬度和高精度加工軟的有色金屬材料，但它對沖擊敏感，容易破裂，而且對黑色金屬中的鐵的親和力強，容易引起化學(xué)反應(yīng)，一般只能用于加工非鐵零件。4.6切削用量的選擇銑削加工的切削參數(shù)包括切削速度、進給速度、背吃刀量和側(cè)吃刀量。背吃刀量ap為平行于銑刀軸線測量的切削層尺寸，單位為mm。端銑時，ap為切削層深度；而圓周銑時，ap為被加工表面的寬度。側(cè)吃刀量ae為垂直于銑刀軸線測量的切削層尺寸，單位為mm。端銑時，ae為被加工表面的寬度；而圓周銑時，ae為切削層深度。切削用量先擇的標(biāo)準(zhǔn)是：在保證零件加工精度和表面粗糙度的前提下，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具壽命并充分發(fā)揮機床的性能，最大限度的提高生產(chǎn)率，降低成本。從保證刀具壽命的角度出發(fā)，銑削切削用量的選擇方法是先選擇背吃刀量（或側(cè)吃刀量），其次確定進給速度，最后確定切削用量。4.6.1背吃刀量的選擇背吃刀量或側(cè)吃刀量的選取主要由加工余量和對表面質(zhì)量的要求決定。（1）粗銑時一般一次進給應(yīng)盡可能切除全部余量，在中等功率機床上，背吃刀量可達8～10mm。在工件表面粗糙度值Ra要求為12.5～25μm時，如果圓周銑的加工余量小于5mm，端銑的加工余量小于6mm，粗銑一次進給就可以達到要求。但在余量較大，工藝系統(tǒng)剛性較差或機床動力不足時，應(yīng)分兩次進給完成。（2）半精銑時，端銑的背吃刀量或周銑的側(cè)吃刀量一般在0.5～2mm內(nèi)選取，加工工件的表面粗糙度Ra可達3.2～12.5μm。（3）精銑時，端銑的背吃刀量一般取0.3～1mm，周銑的側(cè)吃刀量一般取0.2～0.5mm，加工工件的表面粗糙度Ra可達0.8～3.2μm。4.6.2進給速度的選擇銑削加工的進給速度F是單位時間內(nèi)工件與銑刀沿進給方向的相對位移量，單位為mm/min；進給量是銑刀轉(zhuǎn)一周，工件與銑刀沿進給方向的相對位移量，單位mm/r。對于多齒刀具，其進給速度F、刀具轉(zhuǎn)速n、刀具齒數(shù)z、進給量f及每齒進給量fz的關(guān)系為：F=fn=fzzn4.6.3選擇切削速度銑削的切削速度Vc與刀具的壽命、每齒進給量、側(cè)吃刀量以及銑刀齒數(shù)成反比，而與銑刀直徑成正比。其原因是當(dāng)fz、ap、ae和z增大時，切削刃負(fù)荷增加，而且同時工作的齒數(shù)也增多，使切削熱增加，刀具磨損加快，從而限制了切削速度的提高。為提高刀具壽命允許使用較低的切削速度。但是加大銑刀直徑則可改善散熱條件，提高切削速度[9]。表4.1銑削加工的切削速度參考值工件材料硬度/HBW切削速度/(m/min)高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀鋼<22518~4266~150225~32512~3654~120325~4256~2136~75鑄鐵<19021~3666~150190~2609~1845~90160~3204.5~1021~30鋁70~120100~200200~4004.6.4主軸轉(zhuǎn)速數(shù)控銑床一般是以刀具旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)主運動，因此，按上述方法確定切削速度后，應(yīng)把切削速度轉(zhuǎn)換為主軸轉(zhuǎn)速，其轉(zhuǎn)換公式為n=1000（Vc/πD）(4.3)式中D...銑刀直徑（mm）。Vc...切削速度(mm/min)。計算出來的n值要進行圓整處理，如數(shù)控機床的主軸速度是分級變速的，則要選取最接近n值的速度檔位。4.6.5切削用量的選擇該零件材料切削性能較好，銑削平面、臺階面及輪廓時，留0.2mm精加工余量。選擇主軸轉(zhuǎn)速時，先查切削用量手冊，確定切削速度與每齒進給量，然后按式Vc=πdn/1000,和Vf=nZfz計算主軸轉(zhuǎn)速與進給速度。a.Φ80銑刀1）粗銑：銑削深度ap：ap=2.8mm。每齒進給量：查表4.3銑刀每齒進給量參考值，取。銑削速度：查表4.4銑削加工的切削速度參考值，取。機床主軸轉(zhuǎn)速：（4.5）取進給速度F：F=fn=160mm/min2）精銑：銑削深度：ap：ap=0.2mm。每齒進給量：查表4.3銑刀每齒進給量參考值，取。銑削速度：查表4.4銑削加工的切削速度參考值，取。機床主軸轉(zhuǎn)速：（4.6）取進給速度F：b.Φ20銑刀1）粗銑時取進給速度F：2）精銑時取進給速度F：4.7切削液的選擇常用的冷卻液主要有三種表4.2所示：表4.2常用冷卻液冷卻液名稱主要成份主要作用水溶液水、防銹添加劑冷卻乳化液水、油、乳化劑冷卻、潤滑、清洗切削油礦物油、動植物油、極壓添加劑或油性潤滑切削液應(yīng)根據(jù)工件材料，刀具材料，加工方法和技術(shù)要求等具體情況進行選用。下述幾條供參考：（1）高速的刀具紅硬性差，需采用切削液，硬質(zhì)合金刀具紅硬性好，一般不加切削液；若硬質(zhì)合金刀具使用切削液，必須連續(xù)、充分的澆注；不能間斷。（2）切削鑄鐵和鋁合金時，一般不用切削液。如要使用切削液，選用煤油為宜。（3）粗加工時，以冷卻為主，可選用水溶液或低濃度的乳化液，精加工時，主要以潤滑為主，可選用切削油或濃度高的乳化液。（4）低速加工時，可選用油性較好的切削油；重切削時，可選用極壓切削液。綜上所述：根據(jù)我選擇的材料鑄鐵我選擇乳化液為冷卻液。它的主要作用是：冷卻、潤滑、清洗而且還有一定的防銹作用。4.8數(shù)控加工刀具卡根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特點，銑削心形凹槽和圓弧凹槽，銑刀直徑受槽寬限制，同時考慮到鋁的材質(zhì)，因此對刀具的選用如表4.3所示：表4.3數(shù)控加工刀具卡片單位名稱工序號程序編號產(chǎn)品名稱零件名稱材料零件圖號心形板LC4序號刀具號刀具名稱刀具規(guī)格備注直徑/mm長度/mm1T01面銑刀Φ80實測硬質(zhì)合金2T02立銑刀Φ20實測高速鋼3T03鍵槽銑刀Φ8實測高速鋼4T04麻花鉆Φ24實測高速鋼5T05麻花鉆Φ8實測高速鋼6T06麻花鉆Φ5實測高速鋼編制審核批準(zhǔn)年月日共頁第頁4.9工序卡（1）Φ80的面銑刀粗精銑工件上平面，如表4.4所示表4.4工序卡1單位名稱產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號心形板工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間001O0001平口鉗數(shù)控銑床CNC工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)數(shù)/（r/min）進給速度/（mm/min）切削深度/mm1粗加工上平面T014001602.82精加工上平面T016001200.2編制審核批準(zhǔn)共頁第頁（2）Φ20的立銑刀粗精銑外輪廓、橢圓、內(nèi)耳、圓和六邊形，如表4.5所示：表4.5工序卡2單位名稱產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號心形板工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間002O0002到06平口鉗數(shù)控銑床CNC工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)數(shù)/（r/min）進給速度/（mm/min）切削深度/mm1粗銑外輪廓T02150012082粗銑外輪廓T0215001208.83精銑外輪廓T022000800.24粗銑橢圓T0215001203.85精銑橢圓T022000800.26粗銑內(nèi)耳T0215001201.87精銑內(nèi)耳T022000800.28粗銑圓T0215001208.89精銑圓T022000800.210粗銑六邊形T0215001205.811精銑六邊形T022000800.2編制審核批準(zhǔn)共頁第頁（3）Φ8的鍵槽銑刀粗精銑圓弧槽和內(nèi)槽，如表4.6所示：表4.6工序卡3單位名稱產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號心形板工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間006O0007平口鉗數(shù)控銑床CNC工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)數(shù)/（r/min）進給速度/（mm/min）切削深度/mm1粗銑圓弧槽T03150012013.82精銑圓弧槽T032000800.23粗銑內(nèi)槽T0315001202.84精銑內(nèi)槽T032000800.2編制審核批準(zhǔn)共頁第頁（4）Φ22的麻花鉆鉆Φ24的通孔，Φ8的麻花鉆鉆Φ8的通孔和Φ6的麻花鉆鉆Φ6的通孔。如表4.7所示：表4.7工序卡4單位名稱產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號心形板工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間007O0009平口鉗數(shù)控銑床CNC工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)數(shù)/（r/min）進給速度/（mm/min）切削深度/mm1Φ24通孔T0430020352Φ8通孔T051000120353Φ6通孔T06100012035編制審核批準(zhǔn)共頁第頁（5）Φ8的鍵槽銑刀銑六邊形C3的倒角，如表4.8所示：表4.8工序卡8單位名稱產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號心形板工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間008O0008平口鉗數(shù)控銑床CNC工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉(zhuǎn)數(shù)/（r/min）進給速度/（mm/min）切削深度/mm1六邊形C3的倒角T0525002003編制審核批準(zhǔn)共頁第頁4.10數(shù)控加工走刀路線圖在數(shù)控加工中，常常要注意并防止刀具在運動中與夾具、工件等發(fā)生意外的碰撞，為此必須設(shè)法告訴操作者關(guān)于編程中的刀具路線，使操作者在加工前就有所了解，同時應(yīng)設(shè)計好夾緊位置并控制夾緊元件的高度，這樣可以減少事故的發(fā)生[10]。（1）銑上平面走刀路線如表4.9所示：表4.9走刀路線圖1數(shù)控加工走到路線圖工序號001機床型號XK713A程序號O0001加工內(nèi)容上平面符號含義抬刀下刀編程原點起刀點走刀方向（2）銑外輪廓走刀路線如表4.10所示：表4.10走刀路線圖2數(shù)控加工走到路線圖工序號002機床型號XK713A程序號O0002加工內(nèi)容外輪廓符號含義抬刀下刀編程原點起刀點走刀方向（3）銑外輪廓走刀路線如表4.11所示：表4.11走刀路線圖3控加工走到路線圖工序號003機床型號XK713A程序號O0003加工內(nèi)容橢圓符號含義抬刀下刀編程原點起刀點走刀方向（4）銑內(nèi)耳走刀路線如圖4.12所示：表4.12走刀路線圖4數(shù)控加工走到路線圖工序號004機床型號XK713A程序號O0004加工內(nèi)容內(nèi)耳符號含義抬刀下刀編程原點起刀點走刀方向（5）銑圓走刀路線如圖4.13所示：表4.13走刀路線圖5數(shù)控加工走到路線圖工序號005機床型號XK713A程序號O0005加工內(nèi)容圓符號含義抬刀下刀編程原點起刀點走刀方向（6）銑六邊形走刀路線如圖4.14所示：表4.14走刀路線圖6數(shù)控加工走到路線圖工序號006機床型號XK713A程序號O0006加工內(nèi)容六邊形符號含義抬刀下刀編程原點起刀點走刀方向（7）銑心形槽走刀路線如圖4.15所示：表4.15走刀路線圖7數(shù)控加工走到路線圖工序號007機床型號XK713A程序號O0007加工內(nèi)容心形槽符號含義抬刀下刀編程原點起刀點走刀方向5加工程序的編制5.1編程簡介數(shù)控編程分手工編程和自動編程。手工編程是由人工完成刀具軌跡計算及加工程序的編制工作。當(dāng)零件形狀不十分復(fù)雜或加工程序不太長時，采用手工編程方便、經(jīng)濟。自動編程是利用計算機通過自動編程軟件完成對刀具運動軌跡的計算、加工程序的生成及刀具加工軌跡的動態(tài)顯示等。對于加工零件形狀復(fù)雜，特別是涉及三維立體形狀或刀具運動軌跡計算繁瑣時，常采用自動編程。本文中所設(shè)計的心形板零件難度適中，局部加工工藝繁瑣，所需的程序多，因此選擇用手工和自動編程編制。5.2編程方法（1）手工編程手工編程就是指數(shù)控編程內(nèi)容的工作全部由人工完成。對加工形狀較簡單的工件，其計算量小，程序短，手工編程快捷、簡單。對形狀復(fù)雜的工件采用手工編程有一定的難度，有時甚至無法實現(xiàn)。一般來說，由直線和圓弧組成的工件輪廓采用手工編程，非圓曲線、列表曲線組成的輪廓采用自動編程。（2）自動編程自動編程就是利用計算機專用軟件完成數(shù)控機床程序編制工作。常用的自動編程軟件有Mastercam，UG，Pro/E，Cimatron，CAXA等。程序編制人員只需根據(jù)零件圖樣的要求使用數(shù)控語言，由計算機進行數(shù)值計算和工藝參數(shù)處理，再通過通信方式傳入數(shù)控機床[12]。5.3加工程序（1）銑外輪廓程序如表5.1所示：表5.1銑外輪廓程序加工程序程序注釋O0002主程序名（Φ20立銑刀銑外輪廓）N10G54G94G90G40G69G15M03S1500設(shè)定工件坐標(biāo)系N20G00X.85Y.100快速移動點定位N30G00Z20快速下降至Z20mmN40G01Z.9.9F120下降至Z.9.9mmN50G01G41X.95Y.75D01F120(D01=10.2)建立刀具半徑左補償，D01=10.2N60M98P0003調(diào)用外輪廓子程序N70G40G00X.85Y.100回起刀點N80G01Z.19.8F120N90G01G41X.95Y.75D01F120(D01=10.2)N100M98P0003N110G40G00X.85Y.100N120M03S2000N130G01Z.20F80N140G01G41X.95Y.75D01F120(D02=10)N150M98P0003N160G00Z150N170G40X0Y0取消刀具半徑補償N180M05N190M30O0021子程序名（Φ20立銑刀銑外輪廓）N10Y60，R15N20X65N30X85Y40N40Y.60,R15N50X.65N60G03X.85Y.40R20逆時針圓弧插補銑削N70Y.15N80G00Z20根據(jù)程序O0002加工出心形板外輪廓如圖5.1所示：圖5.1（2）銑橢圓程序如表5.2所示：用Φ20立銑刀粗精銑長軸為150，短軸為110的橢圓。粗銑程序，刀具補償D03=35mm，D01=10.2mm，第一次下刀Z=.6.4mm，第二次下刀Z=.12.8mm。精銑程序，刀具補償D02=10mm，Z=.13mm。每層銑削調(diào)用橢圓子程序，需要調(diào)用子程序6次。如表5.2所示：表5.2銑橢圓程序加工程序程序注釋O0003主程序名（Φ20立銑刀銑橢圓）N10G54G94G90G40G69G15M03S1500N20G00X.75Y.100Z50N30G01Z.6.4F500N40G01G41X.75Y.60D01F120(D03=35)建立刀具半徑左補償，D01=35N50G01Y0N60G65P0005調(diào)用橢圓外輪廓子程序N70G00G40X0Y0N80M05N90M30O0031子程序名（Φ20立銑刀銑橢圓）N10#1=180設(shè)置變量#1N20WHILE[#1GE.180]DO1#1變量大于等于.180°時執(zhí)行循環(huán)N30#2=75*COS[#1]設(shè)置變量#2N40#3=55*SIN[#1]設(shè)置變量#3N50G01X[#2]Y[#3]直線插補切削N60#1=#1.0.5每次切削變量遞減0.5°N70END1循環(huán)結(jié)束N80G01Y5Y軸直線插補進給N90G00Z50Z軸抬刀N100M99子程序結(jié)束，返回到主程序根據(jù)程序O0003加工出心形板橢圓輪廓如圖5.2所示：圖5.2橢圓（3）銑內(nèi)耳程序如表5.3所示：用Φ20立銑刀粗精銑內(nèi)耳。粗銑內(nèi)耳刀補D01=10.2mm。精銑內(nèi)耳刀補D01=10mm，轉(zhuǎn)速S=2000r/min。表5.3銑內(nèi)耳程序加工程序程序注釋O0004主程序名（Φ20立銑刀銑內(nèi)耳）N10G54G94G90G69G15G40M03S1500N20G00X.65Y.92.5N30G00Z20N40G01Z.10.8F120N50G01G41X.55Y.60D01(D01=10.2)建立刀具半徑左補償，D01=10.2N60Y72.5N70G00X65N80Y—72.5N90G00G40X.65Y.92.5取消刀具半徑補償N100G00Z100N110G41X0Y0N120M05;N130M30根據(jù)程序O0004加工出心形板內(nèi)耳如圖5.3所示：圖5.3內(nèi)耳（4）銑削六邊形凸臺程序如表5.4所示：表5.4六邊形凸臺程序加工程序程序注釋O0006主程序名（銑六邊形凸臺）N10G54G90G94G15G40M03S1500N20G00X50Y.80N30Z20N40G01Z.5.8F120N50G42X50Y.70D01(D01=10.2)N60M98P0009N70G15G40G00X50Y.80N80G01Z.6F80N90G42X50Y.70D02(D02=10)N100M98P0009N110G00Z150N120G15G40X0Y0N130M05N140M30O0061子程序名（銑六邊形凸臺）N10G16G01X50Y0N20Y60N30Y120N40Y180N50Y240N60Y300N70Y0N80G00Z20N90M99根據(jù)程序O0006加工出心形板六邊形凸臺如圖5.4所示：圖5.4六邊形凸臺（5）Φ8鍵槽銑刀銑削C3倒角程序如表5.5所示：表5.5銑C3倒角程序加工程序程序注釋O0008主程序名（銑削C3倒角）N10G54G94G90G40G69G15M03S2500N20G00X50Y0N30Z20N40G01Z0F200N50G65P0011N60G00Z150N70X0Y0N80M05N90M30O0009子程序名（銑削C3倒角）N10#1=0設(shè)置變量#1N20WHILE[#1LE4]DO1#1變量小于等于4mm,并開始執(zhí)行1N30#2=42.38+#1*1.155設(shè)置變量#2N40G16極坐標(biāo)指令N50G01Z.[#1]X[#2]Y0F100直線插補切削N60Y.60F2000N70Y.120N80Y180N90Y120N100Y60N110Y0N120#1=#1+0.05每次切削變量增加0.05mmN130G15極坐標(biāo)指令取消N140END1結(jié)束執(zhí)行N150M99子程序結(jié)束，返回到主程序根據(jù)程序O0003加工出心形板C3倒角如圖5.2所示：圖5.4C3倒角5.4心形槽、圓弧槽和內(nèi)槽的自動編程5.4.1創(chuàng)建程序在【插入】工具欄上單擊【創(chuàng)建程序】圖標(biāo)，系統(tǒng)將彈出的“創(chuàng)建程序”對話框，單擊“確定”按鈕。5.4.2創(chuàng)建刀具在【插入】工具欄上單擊【創(chuàng)建刀具】按鈕，系統(tǒng)彈出如圖附.3所示的“創(chuàng)建刀具”對話框，選擇“類型”為“mill.contour”（輪廓銑），在“刀具子類型”下選擇“MILL”（銑刀），在“名稱”文本框中輸入“D20”，單擊對話框中的“確定”按鈕，系統(tǒng)彈出如圖所示的“銑刀.5參數(shù)”對話框，在“直徑”文本框中輸入“20”，在“底圓角半徑”文本框中輸入“0”，在“長度”文本框中輸入“75”，在“刀刃長度”文本框中輸入“50”。如圖5.5所示。圖5.5創(chuàng)建刀具5.4.3創(chuàng)建幾何體在操作導(dǎo)航器的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，系統(tǒng)彈出快捷菜單，在該快捷菜單中選擇“幾何視圖”命令，在操作導(dǎo)航器中出現(xiàn)圖標(biāo)，用鼠標(biāo)左鍵雙擊該圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出對話框。在對話框中的“安全設(shè)置選項”選擇“自動”、“安全距離”文本框內(nèi)輸入“20”。在“Millorient”對話框中單擊“CSYS對話框”按鈕，系統(tǒng)彈出如圖4.4所示的“CSYS”對話框，在該對話框中的“參考”下拉列表框中選擇“WCS”選項，使加工坐標(biāo)系與工作坐標(biāo)系重合。分別單擊兩個對話框中的“確定”按鈕。圖5.6MillOrient圖5.7銑削幾何體在操作導(dǎo)航器中雙擊圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出如圖4.5所示的“銑削幾何體”對話框。（1）在該對話框中單擊“指定部件”按鈕，系統(tǒng)彈出“部件幾何體”對話框，在該對話框中選中“幾何體”單選按鈕，在“過濾方法”下拉列表框中選擇“體”選項，單擊“全選”按鈕，選擇圖形區(qū)所有可見的零件幾何體模型，單擊鼠標(biāo)中鍵，返回“銑削幾何體”對話框。（2）指定毛坯。在如圖4.5所示的“銑削幾何體”對話框中單擊“指定毛坯”鈕，系統(tǒng)彈出如圖所示的“毛坯幾何體”對話框，在該對話框選中“自動塊”單選按鈕，單擊鼠標(biāo)中鍵，返回“銑削幾何體”對話框，單擊鼠標(biāo)中鍵，結(jié)束幾何體的選擇。5.4.4創(chuàng)建操作在操作導(dǎo)航器的空白處單擊鼠標(biāo)右鍵，系統(tǒng)彈出快捷菜單，在該快捷菜單中選擇“加工方法視圖”命令，用鼠標(biāo)左鍵雙擊圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出如圖所示的“銑削方法”對話框，設(shè)置“部件余量”為0.5mm、“內(nèi)公差”為0.05mm、“外公差”為0.12mm：用鼠標(biāo)左鍵雙擊圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“銑削方法”對話框，設(shè)置“部件余量”為0mm、“內(nèi)公差”為0.01mm、“外公差”為0.01mm。如圖4.6所示。單擊【插入】工具欄上的【創(chuàng)建操作】圖標(biāo)，系統(tǒng)自動彈出如圖4.7所示的“創(chuàng)建操作”對話框，選擇“類型”為“mlii.contour”，選擇“操作子類型”為“CAVITY.MILL”（型腔銑），“程序”、“刀具”、“幾何體”、“方法”和名稱分別設(shè)置為“PROGRAM”、“D20”、“WORKPIECE”、“MILL.ROUGH”、“CU”，單擊對話框中的“確定”按鈕將打開如圖所示的“型腔銑”對話框。圖5.8銑削方法圖5.9創(chuàng)建操作5.4.5指定切屑區(qū)域在“型腔銑”對話框中單擊【指定切削區(qū)域】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“切削區(qū)域”對話框，選擇切削區(qū)域，單擊確定鍵，返回“型腔銑”對話框。如圖4.8所示。圖5.10指定切削區(qū)域5.4.6刀軌生成（1）切削模式。在“切削模式”下拉列表中選擇“跟隨周邊”。（2）歩距。在“歩距”下拉列表選擇“%刀具平直”。（3）全局每刀深度。在“全局每刀深度”文本輸入框中輸入“4.8”。（4）切削參數(shù)。在“型腔銑”對話框中單擊【切削參數(shù)】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“切削參數(shù)”對話框，“策略”選項卡參數(shù)如圖所示，設(shè)置“切削方向”為“逆銑”、“切削順序”為“層優(yōu)先”、“圖樣方向”為“向外”、“壁清理”為“自動”，并選中“島清理”，“余量”選項卡參數(shù)如圖所示，選中使用“底部面和側(cè)壁余量一直”，部件側(cè)面余量采用繼承自MILL.ROUGH為“0.5”，“內(nèi)公差”為“0”。（5）非切削移動。在“型腔銑”對話框中單擊【非切削移動】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“非切削移動”對話框，傾斜角度設(shè)為“5”。.（6）進給和速度。在“型腔銑”對話框中單擊【進給和速度】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出如圖所示的“進給和速度”對話框，設(shè)置主軸速度（rpm）為“1000”、“進給率”的“切削”為“120mmpr”。單擊鼠標(biāo)中鍵，返回“型腔銑”對話框。（7）在“型腔銑”對話框中指定了所有的參數(shù)后，單擊對話框底部操作組的【生成】圖標(biāo)，生成如圖4.9所示的型腔銑粗加工刀軌。圖5.11粗加工刀軌圖5.12粗加工效果圖單擊“型腔銑”對話框底部操作組的【確認(rèn)】圖標(biāo)。系統(tǒng)彈出“刀軌可視化”對話框，選擇“2D動態(tài)”，單擊播放按鈕，型腔銑粗加工效果如圖4.10所示。確認(rèn)刀軌正確后，單擊對話框中的“確定”按鈕關(guān)閉對話框，完成型腔銑操作的創(chuàng)建。5.4.7后處理在操作導(dǎo)航器中選擇，再單擊加工【操作】工具欄上的【后處理】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“后處理”對話框。圖5.13后處理圖5.14程序在對話框的“后處理器”下選擇“Fanuc_0i_mate”，在“輸出文件”下設(shè)置好文件的存放路徑和文件名，在“單位”下拉菜單中選擇“公制/部件”，選中“列出輸出”單選項，單擊對話框中的“確定”按鈕，在文件的存放目錄下找到產(chǎn)生的NC程序文件，用記事本打開如圖4.12所示的心形槽粗加工的NC程序。精銑心形槽程序的自動編程在操作導(dǎo)航器中選擇下的“MILL_ROUGH”下的“CU”，單擊鼠標(biāo)右鍵，在系統(tǒng)彈出的快捷菜單中選擇“復(fù)制”命令。在“MILL_FINISH”下粘貼。全局每刀深度為“5”。（1）切削參數(shù)。在“輪廓區(qū)域”對話框中單擊【切削參數(shù)】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“切削參數(shù)”對話框，“策略”選項卡下的“切削方向”選擇“順銑”、“圖樣方向”選擇“外向”，余量設(shè)為“0”其余參數(shù)不變。（2）非切削移動。傾斜角度設(shè)為“5”。（3）進給和速度。在“輪廓區(qū)域”對話框中單擊【進給和速度】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出如圖所示的“進給和速度”對話框，設(shè)置主軸速度（rpm）為“1200”、“進給率”的“切削”為“80mmpr”。單擊鼠標(biāo)中鍵，返回“輪廓區(qū)域”對話框。生成刀軌在“輪廓區(qū)域”對話框中指定了所有的參數(shù)后，單擊對話框底部操作組的【生成】圖標(biāo)生成如圖5.15所示的型腔精加工刀軌。圖5.15精加工刀軌檢驗刀軌單擊“輪廓區(qū)域”對話框底部操作組的【確認(rèn)】圖標(biāo)。系統(tǒng)彈出“刀軌可視化”對話框，選擇“2D動態(tài)”，單擊播放按鈕。確認(rèn)刀軌正確后，單擊對話框中的“確定”按鈕關(guān)閉對話框，完成輪廓區(qū)域操作的創(chuàng)建。圖5.16精加工效果圖圖5.17程序后處理在操作導(dǎo)航器中選擇，再單擊加工【操作】工具欄上的【后處理】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“后處理”對話框，在對話框的“后處理器”下選擇“Fanuc_0i_mate”，在“輸出文件”下設(shè)置好文件的存放路徑和文件名，在“單位”下拉菜單中選擇“公制/部件”，選中“列出輸出”單選項，單擊對話框中的“確定”按鈕，在文件的存放目錄下找到產(chǎn)生的NC程序文件，用記事本打開如圖4.15所示的心形槽精加工的NC程序。粗精銑內(nèi)槽和圓弧槽程序的自動編程在操作導(dǎo)航器中選擇下的“MILL_ROUGH”下的“CU”，單擊鼠標(biāo)右鍵，在系統(tǒng)彈出的快捷菜單中選擇“復(fù)制”命令。在“MILL_ROUGH”和在“MILL_FINISH”下粘貼。a.指定切削區(qū)域在“型腔銑”對話框中單擊【指定切削區(qū)域】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“切削區(qū)域”對話框，選擇切削區(qū)域，單擊確定鍵，返回“型腔銑”對話框。如圖5.18所示。圖5.18指定切削區(qū)域在“切削模式”下拉列表中選擇“跟隨周邊”。粗銑全局每刀深度為“2”，精銑全局每刀深度為“3”。（1）打開面銑削區(qū)域?qū)υ捒?，在“面銑削區(qū)域”對話框的“刀具”選項下選擇刀具為“D8”。（2）切削參數(shù)。在“輪廓區(qū)域”對話框中單擊【切削參數(shù)】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“切削參數(shù)”對話框，粗加工“策略”選項卡下的“切削方向”選擇“逆銑”、“圖樣方向”選擇“外向”，余量設(shè)為“0.2”其余參數(shù)不變。精加工“策略”選項卡下的“切削方向”選擇“順銑”、“圖樣方向”選擇“外向”，余量設(shè)為“0”其余參數(shù)不變。單擊鼠標(biāo)中鍵，返回“輪回區(qū)域”對話框。（3）非切削移動。傾斜角度設(shè)為“5”。（4）進給和速度。在“輪廓區(qū)域”對話框中單擊【進給和速度】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出如圖所示的“進給和速度”對話框，設(shè)置主軸速度（rpm）粗加工為“1000”，精加工為“1200”、“進給率”的“切削”粗加工為“120mmpr”，精加工為“80mmpr”。單擊鼠標(biāo)中鍵，返回“輪廓區(qū)域”對話框。b.生成刀軌在“輪廓區(qū)域”對話框中指定了所有的參數(shù)后，單擊對話框底部操作組的【生成】圖標(biāo)生成如圖4.17所示的圓弧槽和內(nèi)槽的加工刀軌。圖5.19加工刀軌圖5.20加工效果圖c.檢驗刀軌單擊“輪廓區(qū)域”對話框底部操作組的【確認(rèn)】圖標(biāo)。系統(tǒng)彈出“刀軌可視化”對話框，選擇“2D動態(tài)”，單擊播放按鈕。如圖4.18所示。確認(rèn)刀軌正確后，單擊對話框中的“確定”按鈕關(guān)閉對話框，完成輪廓區(qū)域操作的創(chuàng)建。d.后處理在操作導(dǎo)航器中選擇，再單擊加工【操作】工具欄上的【后處理】圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“后處理”對話框，在對話框的“后處理器”下選擇“Fanuc_0i_mate”，在“輸出文件”下設(shè)置好文件的存放路徑和文件名，在“單位”下拉菜單中選擇“公制/部件”，選中“列出輸出”單選項，單擊對話框中的“確定”按鈕，在文件的存放目錄下找到產(chǎn)生的NC程序文件，用記事本打開如圖4.19和圖4.20所示的粗精加工的NC程序。Mastercam和UG的區(qū)別如下:圖5.21粗加工程序圖5.22精加工程序Unigraphics(簡稱UG)同樣是當(dāng)今世界上最先進、面向制造行業(yè)的高端軟件CAD/CAE/CAM。UG軟件被當(dāng)今許多世界領(lǐng)先的制造商用來從事工業(yè)設(shè)計、詳細(xì)的機械設(shè)計以及工程制造等各個領(lǐng)域。如今UG在全球已擁有17000多個客戶。UG自90年進入中國市場以來，發(fā)展迅速，已經(jīng)成為汽車、機械、計算機及家用電器、模具設(shè)計等領(lǐng)域的首選軟件。這兩者軟件相比較下來的話：UG還是比較好用的，就是上手要有點耐心。MasterCAM之前也只是用在模具設(shè)計上（與現(xiàn)在UG也是沒有辦法去相比，用過的人也都知道，做出來的造型等等一些都與UG不可比擬！）而且它能做到的，UG肯定能做到，精確曲面用UG是很好的。說白了，工多手熟。用MasterCAM覺得沒有太大的必要，因為兩個軟件可以相互轉(zhuǎn)檔，雖然世上沒有完美的轉(zhuǎn)檔，但是也不會有太大的問題。如果用UG來做模具，它絕對是一款非常好的軟件，今后模具軟件的發(fā)展方向肯定被UG取代，這是由軟件本體決定的，別的不說，光它的坐標(biāo)優(yōu)勢是其它軟件沒有的，綜合能力很強大，做模具使用UG和AUTOCAD就夠了?？偨Y(jié)總結(jié)經(jīng)過3個月的時間，畢業(yè)設(shè)計的工作已經(jīng)完成。通過對典型零件的數(shù)控加工課題的認(rèn)真學(xué)習(xí)和研究，基本掌握了零件數(shù)控銑加工工藝分析的方法和編程的技巧。畢業(yè)設(shè)計前期，通過對數(shù)控銑加工工藝和編程知識的儲備，學(xué)習(xí)到了關(guān)于數(shù)控銑發(fā)展的方向及其特點，并且通過對加工工藝的學(xué)習(xí)，較好的掌握了數(shù)控銑加工工藝的特點，及其在編寫加工工藝時，應(yīng)該注意那些問題等等。而且通過對數(shù)控銑編程指令的熟悉和簡單的應(yīng)用，掌握了一些常用的編程指令。在畢業(yè)設(shè)計的中期，通過對FANUC系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，進一步的掌握了數(shù)控編程的方法和編程指令，畢業(yè)設(shè)計的后期，通過對具體零件的分析和編程，更進一步的掌握了數(shù)控加工工藝和編程的特點