毕业设计（论文）-基于UG镗刀体的数控加工（全套图纸） .pdf

密级：密级： 学号：学号：109202030004 本 科 生 毕 业 论 文 （ 设 计 ）本 科 生 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 基于基于 ug 的镗刀体的数控加工的镗刀体的数控加工 学学 院：院： 江西科技学院江西科技学院 专专 业：业： 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 班班 级：级： 09 机设本一班机设本一班 学生姓名：学生姓名： 指导老师：指导老师： 完成日期：完成日期： 2013 年年 5 月月 10 日日 学士学位论文原创性申明学士学位论文原创性申明 本人郑重申明：所呈交的设计（论文）是本人在指导老师的指导下独立 进行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本设 计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全 意识到本申明的法律后果由本人承担。 学位论文作者签名（手写） ： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查 阅和借阅。 本人授权江西科技学院江西科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有 关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学 位论文。 本学位论文属于 保 密 ， 在 年解密后适用本授权书。 不保密 。 （请在以上相应方框内打“” ） 学位论文作者签名（手写） ： 指导老师签名（手写） ： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 基于 ug 的镗刀体的数控加工 i 摘要摘要 随着数控技术的发展，数控技术给传统制造业带来了革命性的变化，制造 业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对一 些重要行业的发展起着越来越重要的作用。随着科技的发展，数控技术也在不断 的发展更新，现在数控技术也称计算机数控技术，加工软件的更新快，cad/cam 的应用是一项实践性很强的技术。如像 ug , pro/e , master cam ,caxa 制造 工程师等。 数控技术是技术性极强的工作，尤其在机械加工领域应用最为广泛，所以这 要求从业人员具有很高的机械加工工艺知识，数控编程知识和数控操作技能。本 文主要通过对复杂零件的数控工艺分析与加工，综合所学的专业知识，全面考虑 可能影响铣削的因素，设计其加工工艺和编辑程序，完成要求。 关键词关键词: 铣削、cad/cam、ug、数控加工 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 基于 ug 的镗刀体的数控加工 ii abstract with the development of numerical control technology, numerical control technology for the traditional manufacturing industry has brought the revolutionary change, manufacturing has become the symbol of industrialization,and with the development of technology and application domain expansion. it is important to some of the development of industry that plays a more and more important role. with the development of science and technology, numerical control technology is in the development of updates. now, numerical control technology are called computer numerical control technology. the application of cad/cam is a practical technique, like ug, pro/e, master cam, caxa manufacturing engineers, etc. numerical control technology is highly technical work, especially in the mold domain. practitioners requires high machining technology knowledge, cnc programming knowledge and skills.this text based on the analysis of nc craft and machining, comprehensive knowledge of professional knowledge, comprehensive consideration the influence factors of milling process, design the craft and editing program, complete requirements. keywords: milling, cad/cam, ug, nc machining 基于 ug 的镗刀体的数控加工 iii 目目 录录 摘摘 要要 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 abstract 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 第第 1 章章 绪论绪论 1 1.1ug 软件平台介绍 . 1 1.2 选题背景 5 1.3 选题意义 6 第第 2 章章 零件加工工艺的分析零件加工工艺的分析 7 2.1 零件结构的分析 7 2.2 毛坯、加工余量分析 8 2.3 定位基准分析 8 2.4 加工阶段划分 8 2.5 ug 软件介绍 . 9 2.6 基于 ug 的零件的建模 10 第第 3 章章 零件加工工艺过程设计零件加工工艺过程设计 . 11 3.1 数控加工工艺的基本特点 . 13 3.2 数控加工工艺的主要内容 . 13 3.3 数控加工零件的合理选择 . 13 3.4 机床选择 . 13 3.5 夹具的选择 . 14 3.6 加工方法及方案的确定 . 15 3.7 加工走刀路线的确定 . 16 3.8 刀具的选择 201 3.9 切削用量的选择 . 23 3.10 切削液的选择 26 3.11 对刀点的选择 26 3.12 工艺文件编制 27 第第 4 章章 零件的数控加工编程零件的数控加工编程 . 28 4.1 初始参数设定 . 28 4.2 创建刀具 . 28 4.3 创建粗加工操作 . 30 4.4 创建半精加工操作 . 32 4.5 模拟刀轨及后处理 . 34 结结 论论 43 致致 谢谢 44 参考文献参考文献 45 基于 ug 的镗刀体的数控加工 1 第 1 章 绪论 1.1 ug 软件平台介绍 unigraphicsnx 融线框模型、曲面造型、实体造型为一体，是参数化和特 征化的 cad/cam/cae 系统。系统建立在统一的富有关联性的数据库基础上， 提供了工程上的完全关联性，使 cad/cam/cae 各部分数据自由切换。以基本 特征作为交互操作的基础单位，利用特征技术，用户可以在更高层次上进行产品 设计、模具设计、数控加工编程和工程分析，实现并行工程 cad/capp/cam 的 集成与联动。这不仅有利于 cad/cam 系统之间交换信息，而且有利于信息的 共享。应用好 unigrahpics nx 提供的强大的数控加工编程功能，包括数控车削、 铣削、 线切割等编程模块等， 是提高企业数控加工技术应用水平的一个重要途径。 unigrahics nx/cam 数控加工模块由以下重要组成部分：三维建模、刀具轨 迹设计、刀具轨迹编辑修改、加工仿真、后置处理、数控编程模板、切削参数库 设计和二次开发功能接口等。 【1】 数控编程模板 使用数控编程模板有利于利用已有的经验和专家知识，达到企业内部资源 共享的目的。系统提供了加工程式模板、刀具模板、加工对象模板和刀具轨迹模 板。在模板中不断注入数控编程员、加工工艺师和技术工人等的知识、经验和习 惯，建立起规范的数控加工工艺过程，为强化企业生产管理、提高产品的加工效 率和质量打下良好的工艺技术基础。cam 系统创建用户自己的模板可以将预先 的加工顺序、工艺参数和切削参数设置好。针对相似的零件加工对象，应用模板 可以大幅度提供数控编程的效率和质量， 尤其是在模具行业对形似的成组零件的 加工。 例如， 在制造模具时将加工凸模和凹模时的最佳工艺过程定义为加工模板， 在加工新的产品对象时，只需调用模板文件，选择所需的几何体，并起动这个流 程即可。用户通过加工向导非常容易地从模板中获得专家级的制造过程指导。通 过向导，预先定义的模板可以被激活，并通过简单的交互快速生成数控加工刀具 轨迹。 unigraphics nx 系统提供了基本的数控编程模板， 用户也可以根据本企业的 经验创建自己的程式、 粗精加工、 刀具、 产品等类型的编程模板。 利用模板之前， 需要对不同产品类的零件的不同加工方式的模板进行整理与收集。 在创建模板时 可按加工方式进行分类，对于系列化或相似的加工工艺，如凸凹模具类零件的加 工等， 则可以包含粗精加工方案、 刀具及工艺参数的选择等完整的加工流程模板。 模板的定义可根据产品加工要求与几何特征划分， 也可根据产品加工要求与材料 等多种方式进行划分。 【2】 刀具轨迹的生成 系统提供了钻孔循环、 攻丝和镗孔等点位加工编程模块， 具有多种轮廓加工、 等高环切、行切以及岛屿加工平面铣削等编程功能。其提供的 35 坐标复杂曲 面的固定轴与变轴加工编程功能，可以任意控制刀具轴的矢量方向，具有曲面轮 廓、等高分层、参数线加工、曲面流线、陡斜面和曲面清根等多种刀具轨迹控制 方式。 (1)ug/planar milling(ug 平面铣削) 基于 ug 的镗刀体的数控加工 2 ug 平面铣削模块功能，包括多次走刀轮廓铣、仿形内腔铣、z 字形走刀铣削， 规定避开夹具和进行内部移动的安全余量，提供型腔分层切削功能、凹腔底面小 岛加工功能，对边界和毛料几何形状的定义、显示未切削区域的边界，提供一些 操作机床辅助运动的指令，如冷却、刀具补偿和夹紧等。 (2)ug/core 同时在同等切削条件下，键槽铣刀 较立铣刀的每刃切削量大，因而刀刃的磨损也就较大，在人面积切削中的效 基于 ug 的镗刀体的数控加工 19 率较低。所以，采用键槽铣刀直接垂直下刀并进行切削的方式，通常只用于 小面积切削或被加工零件表面粗糙度要求不高的情况。 大面积切削和零件表面粗糙度要求较高的情况。 大面积的型腔一般采用加工时具有较高的平稳性和较长使用寿命的立 铣刀来加工，但由于立铣刀的底切削刃没有到刀具的中心，所以立铣刀在垂 直进刀时没有较大切深的能力， 因此一般先采用键槽铣刀(或钻头)垂直进刀 后，再换多刃立铣刀加工型腔。在利用 cam 软件进行编程的时候，一般都会 提供指定点下刀的选项。 2 螺旋下刀 螺旋下刀方式是现代数控加工应用较为广泛的下刀方式， 特别是模 具制造行业中应用最为常见。 刀片式合金模具铣刀可以进行高速切削， 但和 高速钢多刃立铣刀一样在垂直进刀时没有较大切深的能力。 但可以通过螺旋 下刃的方式(图 7 所示)， 通过刀片的侧刃和底刃的切削， 避开刀具中心无切 削刃部分与工件的干涉， 使刃具沿螺旋朝深度方向渐进， 从而达到进刀的目 的。这样，可以在切削的平稳性与切削效率之间取得一个较好的平衡点。 螺旋半径的大小一般情况下应大于刀具直径的 50%，但螺旋半径过大， 进刀的切削路程就越长，下刀耗费的时间也就越长，一般不超过刀具直径的 大小，螺距的数值要根据刀具的吃深能力而定，一般在 0.51 之间:第二层 进刀高度一般等于第一层下刀高度减去慢速下刀的距离即可。 螺旋下刀也有 其固有的弱点，比如切削路线较长、在比较狭窄的型腔加工中往往因为切削 范围过小无法实现螺旋下刀等， 所以有时需采用较大的下刀进给或钻下刀孔 等方法来弥补，所以选择螺旋下刀方式时要注意灵活运用。 3 斜线下刀 斜线下刀时刀具快速下至加工表面上一个距离后， 改为以一个与工 件表面成一角度的方向，以斜线的方式切入工件来达到 z 向进刀的目的，通 常用于因范围的限制而无法实现螺旋下刀时的长条形的型腔加工。 斜线下刀 主要的参数有:斜线下刀的起始高度切入斜线的长度、 切入和反向切入角度。 起始高度一般设在加工面上方 0.51mm 之间， 切入斜线的长度要视型腔空间 大小及铣削深度来确定，一般是斜线愈长，进刀的切削路程就越长，切入角 度选取得越小，斜线数增多，切削路程加长，角度太大，又会产生不好的端 刃切削的情况，选 530之间为宜。通常进刀切入角度和反向进刀切入 角度取相同的值。 基于 ug 的镗刀体的数控加工 20 图 10 切入和反向切入角度 综上所述，正确理解数控铣削加工中各种进刀方式的特点和适用范围， 同时在编程中设置合理的切削参数， 对提高加工效率及零件表面质量有着重 要的影响，如避免接刀痕、过切等现象的发生以及保护刀具等都有重要的意 义。 所以，根据上面提到的下刀方式，我具体的下刀方式采用如下：槽内轮 廓深度很深，区域比较大，采用螺旋下刀比较好一点，减少换用其他刀具的 时间；而其他平面开放区域就采用直线下刀。 3.8 刀具的选择刀具的选择 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般 应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要连接刀具并装在机床动 力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结 构可分为： 整体式； 镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不 转位和可转位两种； 特殊型式，如复合式刀具、减振式刀具等。根据制造刀 具所用的材料可分为： 高速钢刀具； 硬质合金刀具； 金刚石刀具； 其 他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、 稳定、易调、可换等要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上 达到整个数控刀具的 30%40%，金属切除量占总数的 80%90%。 平底刀：主要用于粗加工、平面精加工、外形精加工和清角加工。其缺点 是刀尖容易磨损，影响加工精度。 圆鼻刀：主要用于模胚的粗加工、平面精加工和侧面精加工，特别适用于 材料硬度高的模具加工，开粗时优先选择圆鼻刀。 球 刀：主要用于非平面的半精加工和精加工 对刀具的基本要求： 1. 刀刚性要好。铣刀刚性要好的目的有二：一是为提高生产效率而采用大 基于 ug 的镗刀体的数控加工 21 切削用量的需要；二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的 特点； 2. 铣刀的耐用度要高。尤其是当一把铣刀加工的内容很多时，如刀具不耐 用而磨损较快，不仅会影响零件的表面质量与加工精度，而且会增加换 刀引起的调刀与对刀次数，也会使工作表面留下因对刀误差而形成的接 刀台阶，从而降低了零件的表面质量。 3. 铣刀切削刃的几何角度参数的选择及排屑性能等也非常重要。切削粘刀 形成积屑瘤在数控铣削中是十分忌讳的，总之，根据被加工工件材料的 热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好，耐用度高的铣刀，是 充分发挥数控铣床的生产效率和获得满意加工质量的前提。 结合零件图分析，该零件有平面和型腔内的圆弧、倒圆角的特点，加工工 序复杂。为减少换刀和对刀时间，减少换刀带来的误差，提高加工效率，粗、精 加工尽可能选用同一把刀具，保证良好精度要求。 结合实际情况， 刀具选用硬质合金刀具。 分别是 d20 和 d10 平底刀， d10r0.5 圆鼻刀。 平底刀： 圆鼻刀： 基于 ug 的镗刀体的数控加工 22 3.9 切削用量的选择切削用量的选择 对于高效率的数控加工机床加工来说，被加工材料、切削刀具、切削用量是 三大要素。这些条件决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济、有效的加工 方式，要求必须合理地选择切削条件。 编程人员在确定每道工序的切削用量时， 应根据刀具的耐用度和机床说明书 中的规定去选择。也可以结合实际经验用类比法确定切削用量。在选择切削用量 时要充分保证刀具能加工完一个零件，或保证刀具耐用度不低于一个工作班，最 少低于半个工作班的工作时间。 编程人员在确定切削用量时，要根据被加工工件材料、硬度、切削状态、背 吃刀量、进给量，刀具耐用度，最后选择合适的切削速度。 1. 背吃刀量的确定 背吃刀量主要受机床刚度的限制，在机床刚度允许的情况下，尽可能使 被吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高加工效率。 对于表面粗糙度和精度要求较高的零件，要留有足够的精加工余量，数控 加工的精加工余量可比通用机床加工的余量小一些，一般留 0.21mm。 结合本零件来选取，开粗时背吃刀量取 2mm，留 1mm 加工余量；半精铣 背吃刀量取 0.75mm,留 0.25mm 加工余量；精铣时背吃刀量取 0.25mm。 2. 主轴转速的确定 主要根据允许的切削速度 vc(m/min)选取： n= d vc 1000 其中 vc-切削速度 d-工件或刀具的直径（mm） 基于 ug 的镗刀体的数控加工 23 由于每把刀计算方式相同，现选取 10mm 立铣刀为例说明其计算过程。 根据切削原理可知，切削速度的高低主要取决于被加工零件的精度、 材料、刀具的材料和刀具耐用度等因素。 铣削时切削速度： 工件材料 硬度/hbs 切削速度 c v / (m/min) 高速钢铣刀 硬质合金铣刀 钢 225 1842 66150 225325 1236 54120 325425 621 3675 铸铁 190 2136 66150 190260 918 4590 160320 4.510 2130 铝 70120 100200 200400 黄铜 5356 2050 100180 从理论上讲， c v 的值越大越好，因为这不仅可以提高生产率，而且可 以避免生成积屑瘤的临界速度，获得较低的表面粗糙度值。但实际上由于机 床、刀具等的限制，综合考虑： 取粗铣时： c v =50m/min 精铣时 ： c v =70m/min 带入公式中： 粗 n =100050/（3.1410）=1592.3 r/min 精 n =100070/（3.1410）=2229.2 r/min 同理可得 20mm 刀具转速： 粗 n =100050/（3.1420）=796.1 r/min 计算的主轴转速 n 要根据机床有的或接近的转速选取 粗 n =1590 r/min 精 n =2230 r/min 同理计算20 立铣刀： 粗 n =800 r/min 3. 进给速度的确定 粗加工的时候一般尽量可能的最大每齿进给速度， 每齿进给速度的取 值主要考虑刀具的强度，对于立铣刀而言，直径越大，刀刃越多，其刀具 强度就越大，允许取的每齿进给速度也越大;在一定的每齿进给速度，切 削深度，切削宽度的取值过大，将会导致切削力过大，一方面可能会超出 基于 ug 的镗刀体的数控加工 24 机床的额定负荷或损坏刀具;另一方面，如果切削速度也较大，可能会超 出机床额定功率。通常如果切削深度必须取大值的时候，切削宽度就必须 取很小的值。曲面轮廓的精加工的每齿进给速度、切削深度、切削宽度一 般比较小，切削力很小，因此取很高的切削速度也不会超出机床的额定功 率。粗加工的时候，过高切削度主要引起温度和切削功率过大，精加工的 时候过高的切削速度主要爱温度的限制。通常，铣刀材料、工件材料、刀 具耐用度一定，允许的浓度就一定，因此极限切削线速度也一定。 切削进给速度 f 是切削时单位时间内工件与铣刀沿进给方向的相对 位移， 单位 mm/min。 它与铣刀的转速 n、 铣刀齿数 z 及每齿进给量 z f（mm/z） 的关系为: f= z f zn 每齿进给量 z f 的选取主要取决于工件材料的力学性能、刀具材料、工件 表面粗糙度值等因素。工件材料的强度和硬度越高， z f 越小，反之则越 大；工件表面粗糙度值越小， z f 就越小；硬质合金铣刀的每齿进给量高 于同类高速钢铣刀。 刀每齿进给量 z f 工件材料 每齿进给量 z f /（mm/z） 粗铣 精铣 高速钢铣刀 硬质合金铣刀 高速钢铣刀 硬质合金铣刀 钢 0.100.15 0.100.25 0.020.05 0.100.15 铸铁 0.120.20 0.150.30 铝 0.060.20 0.100.25 0.050.10 0.020.05 综合选取：粗铣 z f =0.15 mm/z 精铣 z f =0.1mm/z 铣刀齿数 z=2 上面计算出：10mm: 粗 n =1590 r/min 精 n =2230 r/min 20mm: 粗 n =800 r/min 将它们代入式子计算。 粗铣时：f=0.152800 =240mm/min 半精铣：f=0.121590 基于 ug 的镗刀体的数控加工 25 =318mm/min 精铣时：f=0.122230 =446mm/min 切削进给速度也可由机床操作者根据被加工工件表面的具体情况进 行手动调整，以获得最佳切削状态。根据实际加工的经验，粗铣取 200mm/min，半精铣取 300mm/min，精铣取 400mm/min 总之， 切削用量的具体数值应根据机床性能、 相关的手册并结合实际经 验用类比方法确定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适 应，以形成最佳切削用量。 3.10 切削液的选择切削液的选择 由于在切削加工过程中，被切削层金属的变形、切屑与刀具前面的摩擦和 工件与刀具后面的摩擦要产生大量的热切削热。大量的切削热被工件吸收 9%30%、切屑吸收 50%80%、刀具吸收 4%10%，其余由周围介质传出，而在 钻削时切削热有 52%传入麻花钻。 由于热胀冷缩的原理，工件和刀具吸收了一部分的热量，工件和刀具产生 变形最终影响加工精度。如果大量的切削热传入刀具，容易使刀具损坏造成 “烧刀”的现象。为了提高加工零件的精度和刀具的耐用度及使用寿命，在切削 加工过程中必须使用冷却液对工件和刀具进行冷却，以避免造成“烧刀”的现象 和零件精度的影响。而且对不同的加工材料要使用的冷却液不尽相同。 通过查询资料知道常用的冷却液主要有以下三种： 表 4-1 常用冷却液 冷却液名称 主要成份 主要作用 水溶液 水、防锈添加剂 冷却、清洗 乳化液 水、油、乳化剂 冷却、润滑、清洗、防锈 切削油 矿物油、动植物油、 极压添加剂或油性 润滑、防锈 从工件材料考虑，考虑到冷却液作用和价格，选择乳化液可以满足要求。 从刀具材料考虑，硬质合金刀具一般采用乳化液作为冷却液，其冷却效果很 好。 综合以上的种种分析，采用乳化液作为冷却液效果很好。它的主要作用： 冷却、润滑、清洗而且还有一定的防锈作用。 3.11 对刀点的选择对刀点的选择 基于 ug 的镗刀体的数控加工 26 对刀点是刀具相对工件运动的起点，程序就是从这一点开始的，故又叫程序 原点或程序起点（起刀点） ，其选择原则是： 应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上，如以孔定位的零件，应以孔中 心作为对刀点。 对刀点应选在对刀方便的位置，便于观察和检测。 应便于坐标值的计算。如绝对坐标系的原点或已知坐标值的点上。 使加工程序中刀具引入（或返回）路线短并便于换刀。 对刀点可选在零件上，也可选在夹具或机床上，若选在夹具或机床上，则必 须与工件的定位基准有一定的尺寸联系。如图 1 所示。 图图 1 对刀点和换刀点的确定对刀点和换刀点的确定 3)对刀时，应使“刀位点”与“对刀点”重合，对刀的准确程度直接影响加工精 度，不同刀具的刀位点是不同的，如图 2 所示。 图图 2 不同刀具的刀位点不同刀具的刀位点 4)对数控车床、镗铣床、加工中心等多刀加工数控机床，因加工过程中要进 行换刀，故编程时应考虑不同工序间的换刀位置，设置换刀点。为避免换刀时刀 具与工件及夹具发生干涉，换刀点应设在工件外合适的位置，如图 1 所示 由于需要加工的零件类似轴类零件，定位用中心孔定位，为了编程的简便 和程序的简单，所以设置对刀点为工件中心孔，利用 g54 等坐标系设置为编程零 基于 ug 的镗刀体的数控加工 27 点。 3.12 工艺文件编制工艺文件编制 1.工序卡片 单位 产品名称或代 号 零件名称 零件图号 名称 / 镗刀体 1 工序 号 程序编号 夹具名称 使用设备 车间 / / 平口虎钳 kvc650 加工中心 / 工步 号 工步内容 刀具 号 刀具规 格 主轴转 速 进给速 度 背吃刀 量 备注 mm r/min mm/min mm 1 装夹铣上平面 t01 d20 800 200 3 / 2 铣孔的上下两平面 t02 d10 1590 300 1 / 3 装夹铣下平面 t01 d20 1590 300 0.5 / 4 铣孔的上下两平面 t02 d10 2230 400 0.1 / 5 铣 r6r20 所在平面 t03 d10r0.5 2230 400 0.1 / 6 铣镗刀位 t04 d4r0.5 2230 400 0.1 编制 审核 批准 共 1 页 第 1 页 2.刀具卡片 产品名称或代 号 / 零件名 称 拨叉凹模 零件图 号 1 序号 刀具号 刀具规格名 称 直径 长 度 刀具材料 加工部 位 备注 1 t01 d20 端面铣刀 20 166 硬质合金 / / 2 t02 d10 端面铣刀 10 150 硬质合金 / / 3 t03 d10r0.5 圆鼻 刀 10 125 硬质合金 / / 4 t04 d4r0.5 圆鼻 刀 4 130 硬质合金 / / 编制 审核 批 准 共 1 页 第 1 页 基于 ug 的镗刀体的数控加工 28 第 4 章 零件的数控加工编程 4.1 初始参数设定初始参数设定 1.准备毛坯：通过普通铣床机加工，将毛坯去除余量并用车床车26 外圆 到标准尺寸并钻中心孔。 2.cnc 加工：按照“粗半精精-清根加工”的一般顺序进行加工。 3.进入加工模块，初始化加工环境，选择“mill_contour”进入加工环境。 4.选择“加工导航器”中的“几何视图”在左侧“操作导航器”栏选择坐 标系设置“mcs_mill” ，指定坐标系原点为工件中心孔，在间隙设置里指定安全 平面，选择工件上表面，设定偏置为 15。如图所示： 5.选择“workpiece”打开，指定部件为加工几何体，指定毛坯为毛坯几何 体，指定材料为 carbon steel，单击显示图标。如图所示： 4.2 创建刀具创建刀具 1.在插入工具条中点创建刀具按钮，在刀具类型中选择第一个立铣刀 图标， 输入刀具名称 “d20” ， 在铣刀参数中选择 “5-参数” ， 直径设置为 20mm， 长度设置为 166mm，刀刃长度设置为 100mm，刀刃数为 2，刀具号设置为 1。如 图所示： 基于 ug 的镗刀体的数控加工 29 同理，创建其余刀具：分别是 d10、d10r0.5、d4r0.55。 d10 刀具参数：直径 10mm，长度 150mm，刀刃长度 100mm，刀刃数 3，刀具 号为 2 d10r0.5 刀具参数：直径 10mm，长度 125mm，刀刃长度 55mm，刀刃数 2， 刀具号为 3 d4r0.5 刀具参数：直径 4mm，长度 130mm，刀刃长度 11mm，刀刃数 2，刀 具号为 4 4.3 创建粗加工操作创建粗加工操作 在加工导航器中切换到 “加工方法视图” ， 在操作导航器中选择 mill_rough, 右键弹出菜单，选择插入操作，在类型中选择 mill_contour，在操作子类型 中选择第一个型腔铣 cavity_mill，程序设置 program，刀具设置 d20，几何体 设置 workpiece，方法 mill_rough，确定进入型腔铣对话框。 在刀轨设置里切削模式选择“跟随周边” ，步距恒定，距离为 5mm，全局每 刀深度 3mm。如图所示： 编程编程基基本参数本参数表表 参 数 参 数 值 参 数 参 数 值 刀具材料 硬质合金 进给速度 200 刀具类型 端面铣刀 主轴转速 800 刀具刃数 2 公 差 0.03 基于 ug 的镗刀体的数控加工 30 刀具直径 20 切削步距 5 刀具半径 10 切削深度 3 圆角半径 / 加工 余量 侧壁 1 快进速度 5000 底面 0 打开“切削参数”按钮，在“策略”选项卡里选择“切削方向”为顺铣， “切削顺序”为深度优先， “图样方向”向内；在“余量”选项卡里设置部件侧 面余量 1mm，部件底部面余量 0,内外公差为 0.03mm；在“连接”选项卡中设置 区域排序为优化，勾选区域连接；其余参数默认设置。如图所示： 打开“非切削移动”按钮，在进刀选项卡封闭区域中设置进刀类型为螺旋， 直径为刀具直径的 90%，倾斜角度 15；在开放区域中设置进刀类型为线性， 长度为 50%。 在传递/快速选项卡中设置安全设置为平面，指定平面为工件上表面偏置 15mm 传递类型为间隙。其余设置为默认设置，如图所示： 基于 ug 的镗刀体的数控加工 31 在进给和速度选项里，设置主轴转速为 800，切削为 200，其余参数如图： 4.4 创建精加工操作创建精加工操作 在加工导航器中切换到“加工方法视图” ，在操作导航器中选择 mill_semi_finish, 右 键 弹 出 菜 单 ， 选 择 插 入 操 作 ， 在 类 型 中 选 择 mill_contour，在操作子类型中选择第一个型腔铣 cavity_mill，程序设置 program，刀具设置 d10，几何体设置 workpiece，方法 mill_semi_finish，确 定进入型腔铣对话框。 在刀轨设置里切削模式选择“配置文件” ，步距为刀具直径的 50%，全局每 刀深度 1mm。 基于 ug 的镗刀体的数控加工 32 编程基本参数表编程基本参数表 参 数 参 数 值 参 数 参 数 值 刀具材料 硬质合金 进给速度 300 刀具类型 端面铣刀 主轴转速 1590 刀具刃数 2 公 差 0.03 刀具直径 10 切削步距 刀具直径 50% 刀具半径 5 切削深度 3 圆角半径 / 加工 余量 侧壁 0.25 快进速度 5000 底面 0.25 打开“切削参数”按钮，在“策略”选项卡里选择“切削方向”为顺铣， “切削顺序”为层优先；在“余量”选项卡里设置部件侧面余量 0.25mm，部件 底部面余量 0.25,内外公差为 0.03mm；在“连接”选项卡中设置区域排序为优 化，勾选区域连接， “开放刀路”为保持切削方向；其余参数默认设置。 打开“非切削移动”按钮，在进刀选项卡封闭区域中设置进刀类型为螺旋， 直径为刀具直径的 90%，倾斜角度 15；在开放区域中设置进刀类型为线性， 长度为 50%。 在传递/快速选项卡中设置安全设置为平面，指定平面为工件上表面偏置 15mm 传递类型为间隙。其余设置为默认设置 在进给和速度选项里，设置主轴转速为 1590，切削为 300。 参 数 参 数 值 参 数 参 数 值 刀具材料 硬质合金 进给速度 300 刀具类型 圆鼻铣刀 主轴转速 1590 刀具刃数 2 公 差 0.03 刀具直径 10 最小深度 0.2 刀具半径 5 切削深度 0.3 圆角半径 0.5 加工 余量 侧壁 0 快进速度 5000 底面 0.1 基于 ug 的镗刀体的数控加工 33 4.5 模拟刀轨及后处理模拟刀轨及后处理 在加工导航器中切换到 “程序顺序视图” ， 在 “操作导航器” 中选择 program， 右键弹出菜单，选择刀轨确认，弹出模拟加工对话框。选择 2d 动态，点击播 放，模拟加工。最终效果如图： 最后在 program 上右键弹出菜单，选择“后处理”选项，弹出后处理器， 在其中选择后处理文件。 这里选择已经编辑设置好的 fanuc 0i mc 系统后处理文件，如下图所示的 “fanuc_0m”文件，指定存放位置，确认输出，生成 g 代码，至此，加工完成。 如图： 基于 ug 的镗刀体的数控加工 34 部分代码： % o0000(1) (date=dd-mm-yy - 15-04-13 time=hh:mm - 20:55) (mcx file - c:documents and settings123桌面t.mcx) (nc file - c:documents and settings123桌面1.nc) (material - aluminum mm - 2024) ( t1 | | h1 ) n100 g21 n102 g0 g17 g40 g49 g80 g90 n104 t1 m6 n106 g0 g90 g54 x-17.581 y-12.998 a0. s3000 m3 n108 g43 h1 z10. n110 z5. n112 g1 z1. f1500. n114 x-10.5 z.629 n116 x-22.5 z0. n118 x-23.5 y-14. f3000. n120 x23.5 n122 y-7. n124 x-23.5 n126 y0. 基于 ug 的镗刀体的数控加工 35 n128 x23.5 n130 y7. n132 x-23.5 n134 y14. n136 x23.5 n138 x26. y16.5 n140 f1500. n142 x-26. f3000. n144 y-16.5 n146 x26. n148 y16.5 n150 g0 z10. n152 x-34.838 y0. n154 z5. n156 g1 z2. f1500. n158 x-37. z1.887 n160 x-25. z1.258 n162 x-37. z.629 n164 x-25. z0. n166 x-15.904 y-1.656 f3000. n168 g2 x-5.404 y8.246 i15.882 j-6.323 n170 x.005 y9.123 i5.409 j-16.233 n172 x9.343 y6.35 i0. j-17.11 n174 x15.703 y-1.173 i-9.337 j-14.344 n176 g3 x12.417 y3.794 i-15.152 j-6.455 n178 x-.004 y9.13 i-12.421 j-11.79 n180 x-17.13 y-7.996 i0. j-17.126 n182 x-10.123 y-21.813 i17.126 j0. n184 x-1.41 y-25.066 i10.05 j13.622 n186 x.003 y-25.124 i1.413 j17.049 n188 x10.51 y-21.517 i0. j17.107 n190 x12.998 y-19.151 i-9.215 j12.179 n192 x17.122 y-8. i-13.013 j11.151 n194 x12.417 y3.794 i-17.137 j0. n196 x-.004 y9.13 i-12.421 j-11.79 n198 x-9.099 y6.514 i0. j-17.126 n200 g1 x-23.123 y14.1 n202 x23.119 n204 x25.519 y-7.5 n206 g2 x25.525 y-8.007 i-22.507 j-.507 n208 x25.387 y-10.5 i-22.513 j0. n210 x24.445 y-15.3 i-22.546 j1.93 n212 x22.791 y-19.5 i-23.319 j6.759 n214 g1 x22.472 y-20.1 基于 ug 的镗刀体的数控加工 36 n216 x19.471 y-21.9 n218 x30.2 y-20.7 n220 x29.6 y-18.9 n222 y18.9 n224 x30.2 y20.7 n226 x-30.2 n228 x-29.6 y18.9 n230 y-18.3 n232 x-30.2 y-20.7 n234 x-19.465 y-21.9 n236 x-22.464 y-20.1 n238 g2 x-24.258 y-15.9 i19.711 j10.904 n240 x-25.449 y-9.9 i22.691 j7.621 n242 x-25.53 y-7.996 i22.445 j1.904 n244 x-25.412 y-5.7 i22.526 j0. n246 x-24.132 y.3 i23.844 j-1.951 n248 x-22.242 y4.5 i21.379 j-7.096 n250 x-20.287 y7.5 i21.253 j-11.71 n252 x-18.162 y9.9 i17.883 j-13.696 n254 g1 x-16.925 y11.1 n256 g2 x-10.215 y15.3 i15.121 j-16.696 n258 g1 x-8.535 y15.9 n260 x-6.181 y16.5 % o0000(2) (date=dd-mm-yy - 15-04-13 time=hh:mm - 20:55) (mcx file - c:documents and settings123桌面t.mcx) (nc file - c:documents and settings123桌面2.nc) (material - aluminum mm - 2024) ( t1 | | h1 ) n100 g21 n102 g0 g17 g40 g49 g80 g90 n104 t1 m6 n106 g0 g90 g54 x-34.5 y-13. a0. s3000 m3 n108 g43 h1 z10. n110 z5. n112 g1 z-34.5 f1500. n114 x-29.5 f3000. n116 g3 x-24.5 y-8. i0. j5. n118 g2 x0. y16.5 i24.5 j0. n120 x24.5 y-8. i0. j-24.5 n122 x0. y-32.5 i-24.5 j0. n124 x-24.5 y-8. i0. j24.5 基于 ug 的镗刀体的数控加工 37 n126 g3 x-29.5 y-3. i-5. j0. n128 g1 x-34.5 n130 g0 z10. n132 x-29.5 y-13. n134 z5. n136 g1 z-34.5 f1500. n138 x-24.5 f3000. n140 g3 x-19.5 y-8. i0. j5. n142 g2 x0. y11.5 i19.5 j0. n144 x19.5 y-8. i0. j-19.5 n146 x0. y-27.5 i-19.5 j0. n148 x-19.5 y-8. i0. j19.5 n150 g3 x-24.5 y-3. i-5. j0. n152 g1 x-29.5 n154 g0 z10. n156 x-29. y-13. n158 z5. n160 g1 z-34.5 f1500. n162 x-24. f3000. n164 g3 x-19. y-8. i0. j5. n166 g2 x0. y11. i19. j0. n168 x19. y-8. i0. j-19. n170 x0. y-27. i-19. j0. n172 x-19. y-8. i0. j19. n174 g3 x-24. y-3. i-5. j0. n176 g1 x-29. n178 g0 z10. n180 x-39.5 y-6.972 n182 z5. n184 g1 z-56. f1500. n186 x-34.5 f3000. n188 g3 x-29.5 y-1.972 i0. j5. n190 g1 y18.557 n192 g2 x-22.131 y31.182 i14.5 j0. n194 x0. y37. i22.131 j-39.182 n196 x19.74 y32.439 i0. j-45. n198 x27.879 y19.409 i-6.361 j-13.03 n200 g1 y-22.5 n202 g2 x13.379 y-37. i-14.5 j0. n204 g1 x-15. n206 g2 x-29.5 y-22.5 i0. j14.5 n208 g1 y-1.972 n210 g3 x-34.5 y3.028 i-5. j0. n212 g1 x-39.5 基于 ug 的镗刀体的数控加工 38 n214 x-31.5 y-6.972 n216 x-26.5 n218 g3 x-21.5 y-1.972 i0. j5. n220 g1 y18.557 n222 g2 x-18.197 y24.216 i6.5 j0. n224 x0. y29. i18.197 j-32.216 n226 x16.23 y25.25 i0. j-37. n228 x19.879 y19.409 i-2.851 j-5.841 n230 g1 y-22.5 n232 g2 x13.379 y-29. i-6.5 j0. n234 g1 x-15. n236 g2 x-21.5 y-22.5 i0. j6.5 n238 g1 y-1.972 n240 g3 x-26.5 y3.028 i-5. j0. n242 g1 x-31.5 n244 x-31. y-6.972 n246 x-26. n248 g3 x-21. y-1.972 i0. j5. n250 g1 y18.557 n252 g2 x-17.951 y23.781 i6. j0. n254 x0. y28.5 i17.951 j-31.781 n256 x16.011 y24.801 i0. j-36.5 n258 x19.379 y19.409 i-2.632 j-5.392 n260 g1 y-22.5 % o0000(2) (date=dd-mm-yy - 15-04-13 time=hh:mm - 20:55) (mcx file - c:documents and settings123桌面t.m