箱体类零件数控加工程序编制设计说明书

附赠CAD图纸和三维图纸、说明书,领取加Q 197216396 或 11970985摘要箱体类零件 零件是一个孔系箱体零件。箱体类零件的加工,不但包括多个加工部位， 而且还涉及许多种加工工艺，例如镗、铣、钻、铰以及攻丝等加工方法，并且对加工的 精度要求也比较高，但是数控加工中心是可以通过自动换刀装置从而实现一次装夹就完 成多道工序。因此，采用数控加工中心加工箱体类零件较适合。数控加工是一种运用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的加工方法，由预 先编制好的代码程序控制刀具运动。具体编程过程可以总结为：以分析零件图为基础， 制定零件的加工工艺，绘制刀具布置图以及选取每把刀的切削参数，并在计算机上利用 UG 数控编程软件完成零件的三维造型、刀具的选择和加工方式、填写切削参数、生成刀具轨迹、完成轨迹仿真，并通过后处理生成要求的最终 NC 代码。在此基础上，利用手工编程添加指令实现由三轴控制到四轴控制的操作。最后通过检查得到较为合理的箱体 类零件加工的数控程序。以此实现对 箱体类零件 箱体零件的数控加工。关键词：箱体类零件； 数控加工；数控编程IABSTRACTWXHC1702 parts are part of a box-type box parts, box parts of the processing, not only includes a number of processing sites, but also involves a variety of processing technology, such as boring, milling, drilling, hinge and tapping and other processing methods, The acacc-uracy requirements are relatively high, but the CNC machining center is through the automic tool changer to achieve a clamping to complete the multi-channel process. Therefore, the use of CNC machining center processing box parts are more suitable.CNC machining is a kind of digital information on the mechanical movement and processing of the control process, by the preparation of a good code program control tool movement. The specific programming process can be summarized as follows: to analyze the parts of the map as the basis for the development of parts processing technology, drawing tool layout and select the cutting parameters of each knife, and the use of computer UG CNC programming software to complete the three-dimensional modeling of parts, And processing methods, fill in the cutting parameters, generate tool path, complete the trajectory simulation, and through the post-processing to generate the required final NC code. On this basis, the use of manual programming to add instructions to achieve from the three-axis control to the four-axis control operation. And finally through the inspection to get a more reasonable box parts processing NC program.Key words: prismatic part; numerical control machining; numerical control programminII目录摘要IABSTRACTII1 绪论11.1 数控编程技术概念11.2 数控编程发展历程11.3 数控编程技术现状和趋势11.4 本文研究的目的及意义21.5 本文的内容安排22 分析零件和制定工序32.1 分析零件和三维造型32.1.1 分析零件图32.1.2 三维造型过程32.2 制定整个工序52.2.1 数控加工工序的划分原则与内容52.2.2 制定工序62.2.3 切削参数的确定和刀具的选择93 编制加工程序113.1 建立数控加工的坐标系（工件坐标系）113.1.1 工件坐标系建立的原则113.1.2 建立箱体零件的坐标系113.2 典型加工部位的编程过程的详细叙述143.2.1 T03 粗精铣前面的整个编程过程143.2.2 T14 钻前视图孔的整个编程过程213.2.3 T7 镗前视图孔的整个编程过程273.3 最终的数控加工程序304结论31参考文献32致谢33附录 1：外文翻译34附录 2：外文原文45I箱体类零件 零件数控加工程序编制1 绪论1.1 数控编程技术概括地说，数控编程的主要内容包括：分析零件的加工要求并且进行工艺设计，以 确定加工方案，选择合适的机床、刀具、夹具，确定合理的走刀路线以及切削用量等； 创建工件的几何模型、计算加工过程中刀具相对工件的运动轨迹或者是机床运动轨迹； 按照系统可接受的程序格式，生成零件的加工程序，并且对其进行验证和修改，直到得 到合格的加工程序。根据问题复杂程度的不同，数控编程可以分为手工编程和计算机自动编程。手工编 程是指编制零件的数控加工程序均由人工完成，只能解决几何形状不太复杂的零件的变 成问题。计算机自动编程即及计算机辅助编程，是借助与数控自动编程系统由计算机来 辅助生成零件的加工程序。运用自动数控编程，编程人员一般只需借助数控编程系统提 供的各种功能对加工对象、工艺参数以及加工过程进行简单的描述，便可由编程系统自 动完成编程的其余内容。1.2 发展历程20 世纪 50 年代，麻省理工学院（MIT）设计里一种专门用于机械零件的数控加工程序编制的语言 APT，紧接着又开发了 APT，以后又几经修改和充实，发展成为 APT 、APTAC 和 APT/SS。APT 能处理二维、三维铣削加工，但较难掌握。为此，在 APT 的基础上，各国发展了又具有专用性的 APT 衍生语言。1972 年，美国洛克西德加里福尼亚飞机公司首先研究成功采用图像仪辅助设计、绘图和编制数控加工程序的一体化系统 CADAM 系统，从此揭开了 CAD/CAM 一体化的序幕。目前，应用较为广泛的数控编程系统有 APT/SS、CADAM、CATIA、EUKLID、UG NX、INTERGRAPH、Pro/Engineering、MasterCAM 等，这些系统的数控编程功能都比较强， 且各有特色。1.3 数控编程技术现状和趋势现如今零件的几何形状越来越复杂，对加工精度的要求也变得越来越高，因此，面 向形状复杂的零件、多轴加工和加工过程优化对数控编程技术提出了越来越高的要求。 与此同时，为了适应高速加工、CIMS（计算机集成制造系统）、并行工程和敏捷制造等 先进制造技术的发展，缩短生产周期，数控编程技术呈现出进一步向集成化、智能化、 易使用化和面向车间编程的等发展的趋势。41对于三轴坐标加工，目前能较好的完成，有较高的稳定性。但是多轴加工在加工复 杂零件的能力、质量以及效率等方面都有较高优势，因此，多轴的数控编程就显得尤为 重要。可是，多轴编程通用性比较差，所以现在一般采取的是专用零件方式。对于加工方案和加工参数的选择极大地影响了数控机工的效率和质量。对于加工方 案与参数的自动选择与优化是数控编程走向智能化与自动化的重要标志和要解决的关 键问题，同时也是实现面向车间编程的重要前提。目前，对于加工方案与参数的自动选 择与优化已经开展了不少研究，但尚未达到系统实用的程度。集成化是指数控编程系统 与其他系统如计算机辅助设计系统、加工过程控制系统、质量控制系统等的集成。集成 化的目的是便于各系统间的信息反馈和并行处理，提高提高效率和质量。对应编程系统 和CAD 系统，目前应用较广的是以实体造型几何数据库为核心的集成方法，可直接从 CAD 数据库中提取所需要的几何信息及拓扑信息进行数控编程，但这种方式仍然需要较多的 人工干预。另一种是以产品模型数据库为核心的集成化方法。产品模型的建立采用新一 代的特征造型技术，包括了产品的完备信息，因此有利于根据模型所包含的几何与非几 何信息来自动确定加工方案、进给速度、主轴速度和切削深度等，是一种很理想的集成 化方法1.4 本文研究的目的及意义本文利用UG 实现了箱体类零件 零件加工的数控编程及加工仿真，其目的在于从数控编程角度出发，研究一种实现 箱体类零件 箱体零件高精度，高速度，高效率的加工方法。利用 UG 进行建模及数控编程，一方面可以方便的实现复杂零件的多坐标数控编程，生成高效、高精度的 NC 程序。另一方面，可以通过刀轨检查来校验刀具轨迹的质量，可以及时的发现刀具和零件之间的过切和欠切。此外，通过虚拟加工过程仿真能够提前发 现机床各运动部件、夹具、刀具和零件之间的干涉和碰撞，确定发生碰撞的位置和相应 的NC 程序段，便与修改，从而大大的提高实际加工的效率，进而缩短加工周期。1.5 本文的内容安排本文的主要研究内容如下：分析零件图。在UG 环境下对箱体类零件 箱体零件进行三维建模。在 UG 环境下的数控加工编程。包括加工工艺参数优化，刀具及刀具参数的合理选择，生成刀轨并检查等。基于 UG 的后置处理。涉及通用后处理器及用户事件的创建方法，机床运动参数的设置等UG 环境下的数控加工仿真。2. 分析零件和制定工序2.1 分析零件和三维造型2.1.1 分析零件图参照绘制的箱体类零件 的箱体零件图，可以得到该零件图由主视图、俯视图、左视图、后视图、右视图、两个主剖视图（A-A 和B-B）、八个局部剖视图(C-C、D-D、E-E、F-F、 G-G、H-H、M-M、N-N)和六个局部放大图（X、Y、Z、U、V、W）组成。通过分析该零件 图，可以确定整个零件的具体结构（主要包括平面、凸台、螺纹孔、轴孔、肋板和方槽等），明确所需加工的面、孔、槽的部位，各表面的粗糙度、形状位置公差等要求。为后来的三维建模、工序安排、数控编程等奠定了基础。2.1.2 三维造型过程(1) 先按零件图的尺寸做出箱体的块。如图 2.1 所示。图 2.1箱体的整体块(2) 应用拉伸的布尔效果求差做出前视图上各主要孔。如图 2.2 所示。图 2.2 拉伸中布尔求差的图形(3) 做出后视图上的各孔。如图 2.3 所示。图 2.3 后视图中的孔(4) 做出各视图上的槽。如图 2.4 所示。图 2.4 后视图的主要造型(5) 给各面、槽、孔钻孔。如图 2.5 所示。图 2.5钻孔(6) 最后边倒圆、面倒圆、倒斜角，并得到最终的三维图。如图 2.6 所示。图 2.6最终三维图2.2 制定整个工序2.2.1 数控加工工序的划分原则以及内容数控加工工艺过程和普通加工工艺相比，既有相同之处，也存在差异。在数控加工 过程中，对要加工的箱体零件进行工艺分析，拟定工艺方案，都涉及到一些工艺问题的 处理，数控加工工艺规划是否合理对实现高效、优质、经济的数控加工具有极其重要的 意义。其内容主要包括：仔细分析箱体零件图的数控加工工艺性；数控加工的工艺路线的设计（其包括：工序的划分以及工序内容、加工工序顺序的安排等）；数控加工工序设计（主要包括：根据箱体零件的数控加工内容从而选择合适的数控机床、进给路线、工步、刀具、主轴转速、切削速度和进给速度以及切削用量）；编写数控加工技术文件等。数控加工工序划分原则工序集中原则。一般情况下，数控加工的工序内容会比普通机床加工更为复杂繁 琐，并且加工的零件应尽可能安排复杂的工序内容，以便减少装夹的次数。先粗后精原则。根据箱体零件的形状、尺寸公差、表面粗糙度、零件的刚度以及 变形等因素，可按粗、精加工的准则来划分工序，先进行粗加工，再进行精加工。同时 考虑到粗加工时，零件产生的变形需要一定的时间才可以恢复，所以尽可能粗加工之后 不要紧接着就进行精加工。但是当数控机床的精度可以满足该零件的设计要求时，可以 考虑粗、精加工一次完成。基准先行原则。在工序安排过程当中，应该首先进行零件粗、精加工时定位基准面的加工。被加工零件的基准面或基准孔可以考虑在普通机床上预先加工，但是也一定 要保证精度要求。先面后孔原则。在零件上如果面和孔都存在的时候，应该采取先加工面，后加工 孔的工序划分原则，从而孔的加工精度可以提高。数控加工工序的划分方法数控加工工序的划分应遵循以上原则，在实行具体的数控工序划分时，可以按照下 列方法进行划分：以一次装夹、加工作为一道工序加工。适合于加工内容相比较少的零件。以同一把刀具要加工的内容划分工序。有些零件虽然可以一次装夹就可以加工多 个待加工面，但程序就会太长，可能受到一些限制，例如受到系统的限制（主要就是内存容量的限制），以及机床的连续工作时间的限制等。此外程序如果太长，在查错和检索时会变得极为不容易。由此程序一定不要太长，每道工序的内容不要太多。以加工部位划分工序。对于某些零件需要很多加工内容，可以通过结构特点将零 件的加工部位分成不同部分，例如平面、曲面、外形、内形、孔系等。通常先加工定位 平面，后加工孔；一般几何形状简单的先加工，再对几何形状复杂的进行加工；还有对 精度要求相对低的部位先加工，对精度要求相对高的部位后加工。以粗、精加工划分工序。对易发生变形的零件，为了缩小加工以后的变形，通常 先进行粗加工，再进行精加工，并且需要将粗、精加工分开来。综上所述，在划分工序的时候，一定要根据零件的工艺性，机床的功能性，数控加 工的内容多少，装夹的次数来确定。根据具体的情况，依据上述方法对工序进行综合合 理的安排。2.2.2 制定工序依照上述工序划分的原则以及方法，并且针对箱体零件 箱体类零件 的具体加工的要求，制定了以下的工艺过程。工序一和二在普通铣床上加工，从工序三开始在加工中心上进行加工。 工序一：下平面的各加工部位和切削余量T41（40 机夹立铣刀）：以上表面为基准铣下表面，粗铣 3mm，精铣 0.3mm；扩、铰26H7 的定位销，T42（25 麻花钻）：钻孔 12.5mm,T43（25.9 铰刀）：粗铰孔 0.45mm，T44（26 铰刀）精铰孔 0.05mm；工序二：上平面的各加工部位和切削余量 T45（80 两刃面铣刀）：以下表面为基准铣上表面，粗铣 3mm，精铣 0.3mm；钻上表面 3NPT1/4 圆锥管螺纹孔，T46(11.5 麻花钻)：钻孔 5mm，T47（M13.616丝锥）：攻丝 1.808mm； T48（20 可转位机夹立铣刀）:铣 160120 的窗口，粗铣 3mm，精铣 0.3mm；钻孔 8M4 螺纹孔，T49（3.5 麻花钻）：钻孔 1.75mm，T50（M4 丝锥）攻丝 0.25mm；工序三：T3（80 两刃面铣刀）的各加工部位和切削余量。铣削箱体零件前面（B 面），粗铣 3mm，精铣 0.3mm；铣削箱体零件右面凸台平面，粗铣 3mm，精铣 0.3mm；铣削一个凸台平面，切削用量为 1mm；铣削箱体零件后面（H 面），粗铣 3mm，精铣 0.3mm；铣削箱体零件左面凸台平面，粗铣 3mm，精铣 0.3mm；铣削左平面的 3 个凸台平面，切削用量为 1mm。工序四：T4（20 整体硬质合金立铣刀）的各加工部位和切削余量。铣左面平面的 16060 的窗口，粗铣 3mm，精铣 0.3mm；铣削后面平面的开口槽，粗铣 3mm。工序五：T5（20 可转位机夹立铣刀）的各加工部位和切削余量。铣削右面的 3205 细长面；铣后面72 的孔。粗铣底面切削用量 3mm，精铣 0.3mm；铣左面 5320 细长面。工序六： T6（40 机夹立铣刀）的各加工部位和切削余量。铣前面167 孔，一次成型；铣前面180 孔至172，单边留余量 4mm，孔底留余量 0.2mm；铣前面210 孔至202，单边留余量 4mm，孔底留余量 0.2mm；铣后面180 孔至172，单边留余量 4mm，孔底留余量 0.2mm。铣X、Y、V、U、W、Z 局部剖视图中所示的退刀槽。工序七：T7（134.5 两刃镗刀）粗镗前视图中孔直径135mm（镗到134.5mm，深度 23.5mm）。工序八：T8（179.5 两刃镗刀）的各加工部位和切削余量。粗镗前视图中的180mm 孔至179.5mm，长度为 20.3mm；粗镗K 视图（后视图）180mm 孔至179.5mm，长度为 35.85mm。工序九：T9（209.5 两刃镗刀）粗镗前视图中的210mm 孔至209.5mm，长度为48.8mm。工序十：T10（20 两刃镗刀）粗镗 K 向视图20mm 的孔。工序十一：T11（25 两刃镗刀）镗K 向视图中的25mm 孔，长度为 26mm 。工序十二：T12（28.7 两刃镗刀）镗K 向视图中的29mm 孔至28.7mm，长度为20.8mm 。工序十三：T13（10 麻花钻）的各加工部位和切削余量。钻孔，前视图中分布在150mm 圆上的 8 个孔的中心孔；钻孔，前视图中分布在230mm 圆上的 24 个孔的中心孔；钻孔，前视图中分布在280mm 圆上的 10 个孔的中心孔；钻右视图30mm 孔的中心孔；钻K 向视图中的分布在72mm 圆上的 3 个孔的中心孔；钻K 向视图中的分布在负 81 平面上的 13 个孔的中心孔；钻K 向视图中的分布在 0 平面上的 10-M8 螺纹孔的中心孔；钻左视图中分布在负 27 平面上的 3-30 孔的中心孔。工序十四：T14（9,8 麻花钻）钻孔，前视图中的 3-10H7 通孔至9.8mm，长度为 23.5mm。工序十五：T15（7.8 麻花钻）钻孔，前视图中的一个8H7 通孔至7.8mm，长度为 23.5mm。工序十六：T16(14.6 麻花钻)钻孔，前视图 2-15 的通孔至14.6mm，长度为20mm。工序十七：T17（6.7 麻花钻）钻孔，K 向视图中的 10-M8 螺纹孔至6.7mm，长度为 25mm。工序十八：T18（5 麻花钻）钻孔，K 向视图中的F-F，G-G 局部剖视图中M12 螺纹孔位置上的5mm 通孔，长度为 25mm 。钻孔，后视图中方槽内平面上 6M66H 螺纹孔钻至5mm，长度为 16mm。工序十九：T19（9 麻花钻）钻孔，K 向视图中的 F-F，G-G 局部剖视图中 M12 螺纹孔位置上的 9mm 的通孔，长度为 67mm 。工序二十：T20（4.5 麻花钻）钻孔，K 向视图中的F-F，G-G 局部剖视图中M12 螺纹孔位置上的5mm 的通孔至4.5mm，长度为 161mm。钻孔，后视图中59 圆上的 3M56H 螺纹孔钻至4.5mm，长度为 16mm。工序二十一: T21（10.2 麻花钻）钻孔，K 向视图中的 F-F，G-G 局部剖视图中M12 螺纹孔位置上的10.2mm 的孔。工序二十二：T22（5 铰刀）铰 K 向视图中 F-F，G-G 局部剖视图 M12 螺纹孔位置上5H9 通孔，长度 161mm 。工序二十三：T23（10 铰刀）的各加工部位和切削余量。铰孔，K 向视图中的 F-F，G-G 局部剖视图中 M12 螺纹孔位置上的10H7 通孔， 长度为 40mm；铰孔，前视图中的 3-10H7 通孔，长度为 23.5mm 。工序二十四：T24（8 铰刀）铰孔，前视图中的一个8H7 的通孔，长度为 23.5mm 。工序二十五：T25（丝锥M8）攻丝，K 向视图中的 10-M8 螺纹孔，长度为 20mm 。工序二十六：T26（丝锥M12）攻丝，K 向视图中的 2-M12 螺纹孔，长度为 21mm 。工序二十七：T27 (11.5 麻花钻)钻左面凸台平面上的 3NPT1/4 圆锥管螺纹孔以及右面平面一个凸台的 NPT1/4 圆锥管螺纹孔。工序二十八：T28（M13.616 丝锥）左右平面凸台孔攻丝 1.808mm。工序二十九：T29（M5 丝锥）攻丝，后视图中59 圆上的 3M56H 螺纹孔长度为16mm。工序三十：T30（M6 丝锥）攻丝，后视图中方槽内平面上的 6M66H 螺纹孔，深度为 12mm。工序三十一：T31（29 镗刀）精镗后视图中的72mm 的直径为29mm 的底孔，长度为 16mm。工序三十二：T32（135 镗刀）精镗前视图中直径为135mm 的通孔，长度为23.5mm 。工序三十三：T33（180 镗刀）的各加工部位和切削余量。精镗，前视图中的直径为179.5mm 的孔至180mm，长度为 20.5mm；精镗，K 向视图中直径为179.5mm 的孔至180mm，长度为 36mm 。工序三十四： T34（210 镗刀）精镗前视图中直径为210mm 孔，长度为 49mm 。工序三十五：T35（22 倒角刀）铣削K 向视图 2-29,D24 的孔的 145倒角。工序三十六：T36（12 倒角刀）倒前视图中135、180、210 的 130倒角2.2.3 确定切削参数以及刀具的选择切削参数主要包括主轴转速、切削速度、进给量、进给速度、切削深度等。对于铣 削平面、镗孔、钻孔、攻丝等，会选择不同的切削参数。按照数控机床说明书的要求和 规定选择具体的数值，同时还要依据刀具的耐用度、工件的材料去选择和计算，以及参 照切削用量手册并与实际经验相结合。保持稳定的切削状态并且达到要求的加工精度是 确定切削参数的主要目标。具体讲，应注意如下三点：在机床、工件和刀具刚度允许的 状态下，应尽可能加大 ap(切削深度)；应该依照零件的加工精度以及表面粗糙度的要求和工件与刀具材料来选取适合的进给速度；按照刀具耐用度，来确定切削速度。机床的选择箱体类零件 箱体零件的上面和下面的加工选择 XK714B 立式铣床。箱体类零件 箱体零件的前面、后面、左面以及右面的加工选取 0KK HM80 型卧式加工中心。该机床是一种能够绕 Y 轴旋转加工的卧式加工中心（四轴），其优点包括：可以用在复杂箱体类零件的多工作面的铣、钻、扩、铰、镗、攻丝等工序的加工，具有一次装夹可以完成零件的平 面、曲面、孔系及槽等工序的粗、精加工的能力，并且能够满足有色金属、黑色金属以 及非金属等多种牌号材料的高强度、高精密加工要求。整体具备良好的系统刚性、高可 靠性、高强度以及使用寿命长。具体的技术参数如表 2.1 所示。表 2.1OKK HM80 型卧式加工中心技术参数刀具的选择并且绘制刀具布置图根据加工的部位（包括面、螺纹孔、轴孔、槽等）、切削用量、工件的材料等选择 适合的刀具，并绘制刀具布置图。从刀具布置图可以得出，每把刀都是由刀柄（一端和 主轴连接，一端和刀具连接）、刀杆还有刀头等部分组成。同时要明确每把刀的刀号、 切削速度、主轴转速、切削用量、进给量、进给速度等技术参数。操作人员要把刀具装 在加工中心机床上之前，可根据刀具图中给定的刀具参数（图中已经考虑了是否需要加秸秆以防止发生干涉），在机外预调装置中调整所需要的尺寸。3. 编制加工程序3.1 建立数控加工的坐标系（工件坐标系）3.1.1 工件坐标系建立原则机床坐标系建立原则国际标准规定：数控机床的坐标系，是由右手定则的笛卡尔坐标系确定，笛卡尔坐 标系中中指为Z 轴方向，大拇指为 X 轴方向，食指为 Y 轴方向。与此同时假设工件不动， 而刀具相对工件运动。数控机床的坐标轴及方向的规定如下：Z 轴。规定 Z 轴是与机床主轴轴线平行的坐标轴，刀具远离工件的方向即为 Z 轴的正向。X 轴。X 轴是刀具在定位平面的主要运动轴，X 轴垂直于Z 轴，并平行于工件装夹表面。Y 轴。在Z、X 轴确定之后，由右手定则可以确定 Y 轴。回转轴。绕X 轴旋转的为A 回转轴，绕Y 轴旋转的为 B 回转轴，绕 Z 轴旋转的为C 回转轴。工件坐标系的建立通过机床坐标系来保证刀具的正确运动。但由于加工编程过程中通常根据零件图而 进行的，为了方便于尺寸的计算以及检查，加工程序的坐标原点一般与零件图样的尺寸 基准都相一致。所以，可以按照零件图样建立工件坐标系。数控机床上，通常可以建立 多个坐标系，并可以同时存在，在加工过程中可以利用不同的指令来选择工件坐标系。 建立工件坐标系的时候，通过面板操作，在机床坐标系中的位置来设置工件坐标系的原 点，进而设定 G54、G55、G56、G57 工件坐标系的原点。在建立时还需要综合考虑工件的形状、加工的难易程度等因素。3.1.2 建立箱体类零件 箱体零件的坐标系根据箱体类零件 零件形状以和加工工艺要求，建立了如图 3.1、3.2、3.3、3.4 所示的 4 个坐标系，并分别地命名为 G54、G55、G56、G57 坐标系。图 3.5 加工指导书，当中可以清楚地了解各个坐标系建立的位置。详细的加工指导书见附录 CAD 图。图 3.1G54 坐标系图 3.2 G55 坐标系图 3.3G56 坐标系图 3.4G57 坐标系图 3.5加工指示图3.2 典型加工部位的编程过程的详细叙述3.2.1 T03 粗铣前平面的整个编程过程 T03 的加工部位和切削余量：铣削前面，粗铣 3mm，精铣 0.3mm粗加工编制程序时的各参数如图 3.6、3.7、3.8、3.9、3.10 所示，分别对应了进给率参数、切削参数策略以及切削参数余量、非切削移动参数、铣刀参数。图中各参数 的含义以及选用原则见图下。进给率和速度：参数由工艺规程过程中根据刀具、工件材料、进给量、切削速度等 查表计算得来。表面速度：用于设置表面速度。表面速度即刀具在旋转切削时与工件的相对运动速 度，与机床的主轴速度和刀具直径相关。每齿进给量：刀具的每个切削齿所切除材料量的度量。图 3.6 进给率和速度参数菜单“策略”中包括： 切削方式：顺铣：沿刀轴向下看，主轴的旋转方向和运动方向一致。逆铣：沿刀轴向下看，主轴的旋转方向和运动方向相反。切削区域：毛坯距离：确定了需要移除材料的总厚度，通过沿刀轴方向的测量而得来。延伸到部件轮廓：用于设置刀路轨迹是否根据部件的整体的外部轮廓来生成。合并距离：用于设置加工多个等高的平面区域时，相邻刀路轨迹之间的合并距离值。 简化形状：用于设计刀具的走刀路线相对于加工区域轮廓的简化形状，系统提供了三种走刀路线。刀具延展量：用于设置刀具延展到毛坯边界外的距离，该距离可以是一个固定值， 也可以是刀具直径百分比。图 3.7切削参数策略余量：部件余量：当前平面的铣削结束时，在零件周壁上留下的余量。通常在粗加工和半 精加工时会留有一定的部件余量用于精加工。壁余量：用于创建零件侧壁面上剩余的材料，该余量是在每个切削层上沿垂直于刀 轴的方向测量，应用于所有能够进行水平测量的部件的表面上。最终底面余量：用于创建当前加工操作后保留在腔体和岛屿顶部的余量。 毛坯余量：指刀具的定位点和毛坯几何体之间的距离。检查余量：用于创建刀具与已创建的检查边界之间的余量。内公差：用于创建切削零件时允许刀具切入零件的最大偏距。外公差：用于创建切削零件时允许刀具离开零件的最大偏距。图 3.8切削参数余量非切削移动：封闭区域：设置在部件或毛坯边界之内区域的进刀方式。进刀类型：用于设置刀具在封闭区域中进刀时切入工件的类型。此加工步骤选择“螺旋”，此加工进刀方式可以减少切削时对刀具的冲击力。高度：刀具沿形状斜进刀或螺旋进刀时的进刀点与切削点的垂直距离，即进刀点与 部件表面的垂直距离。开放区域：设置在部件或毛坯边界之外区域，刀具靠近工件时的进刀方向。进刀类型：用于设置刀具在开放区域中进刀时切入工件的类型。此加工步骤选择的 是“线性”。注意：在选择不同进刀类型过程中，“进刀”这一选项卡，参数设置会有不同，需要由加工零件的具体形状来选择合理的进刀类型，进而对各参数的设置。图 3.9非切削移动参数刀具的选择：与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅 需要冈牲好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断和排性能坛同时要求安装调整 方便，这样来满足数控机床高效率的要求。图 3.11 为T03（80 面铣刀）具体尺寸数值，其他工序所用刀具图见附录 CAD 图。为了提高效率，尽可能选取端铣刀，因为相同的参数，经球头刀加工后会留下相对 大的残留高度。在刀刃长度及刀杆长度的选择时，需要考虑机床以及零件的尺寸是否会 发生干涉。在情况允许时，尽量选取短一些的，可以使刀具的刚度有所提高。注意:在加工过程中如果需要使用多把刀具，相对合理的方法是一次性创建所有需 要的刀具，这样在后面的加工中，可以直接选取刀具，方便后续加工的快速完成。图 3.10铣刀参数图 3.11T03（80 面铣刀）具体尺寸数值刀具轨迹填写上述各参数以后，单击生成轨迹按钮，可生成如图 3.12 所示的粗加工轨迹，以同样的方法可以得到精加工轨迹也如图 3.12 所示。图3.12 T03粗加工轨迹后置设置根据不同的要求，可以对系统的指令进行修改，如修改程序的头、尾、换刀等代码 格式，UG 的指令如表 3.2 所示。表 3.2UG 软件指令表系统规定的刀具号TOOL_NO主轴速度S_快速移动G00直线插补G01顺圆插补G02逆圆插补G03XY 平面定义G17XZ 平面定义G18YZ 平面定义G19绝对指令G90相对指令G91刀具半径补偿取消G40刀具半径左补偿G41刀具半径右补偿G42刀具长度补偿G43主轴正转M03主轴反转M04主轴停M02冷却液开M08冷却液关M09程序停止M30固定循环注销G80钻孔循环G81深孔钻孔循环G83攻螺纹循环G84粗镗循环G85镗孔循环G86精镗循环G76坐标设置：在该零件的加工过程中用到了 6 个坐标系。当加工箱体零件不同部位时， 根据该部位所在的坐标系，对此进行修改。比如在 T03 粗、精铣前视图的平面时应修为G54；T03 粗、精铣后视图平面时应将此改为 G56。轨迹仿真单击面铣参数设置底部的“确认”进行轨迹仿真，选择 “3D 动态”选项，调节仿真速度，便可得到如图 3.13 的轨迹仿真图。图 3.13T03 粗加工前视图面的轨迹仿真加工生成NC 代码进入后处理设置，如图 3.14，选择加工机床是三轴、四轴、五轴等，选择输出文件的路径，后处理便可得到 NC 代码，并保存。该零件由于用到了多把刀，所以相应地生成了每个加工部位的 NC 代码以便检查是否正确，同时生成了整个的加工程序。图 3.14T03 精加工前视图面的轨迹仿真生成工序单单击主菜单中的“GC 工具单”菜单“CAM 加工工具”“加工工单”，然后拾取需要生成工序单的程序，并保存。T03 粗精加工前视图平面的工序单如表 3.3 所示。表 3.3 粗精铣前视图平面加工工单NC 档案名加工程序切削模式直径(D)半径(R)转速(S)速度(F)D80FACE_MILLINGMILL_ROUGH80.000.00597385FACE_MILLING_1MILL_FINISH80.000.00597385刀具号补偿寄存器步距切削深度预留量最短刀长刃长3360.00002.70000.3000.050.03360.00000.30000.0000.050.0检查将仿真过程和生成的 NC 代码比照，检查两者是否一致，并检查切削参数、进退刀方式以及刀具等是否都符合要求。3.2.2 T15 钻前视图孔的整个编程过程 T15 的加工部位以及切削余量：钻前视图分布在230 圆上的 24 个中心孔以及280 的四个中心孔，钻孔切削深度为 3.90 mm。编程时的各参数设置如图 3.15、3.16、3.17、3.18 所示，分别对应了进给率和速度参数、点到点几何体设置进给率和速度参数、Cycle 参数、钻头参数。图中各参数的含义以及选用原则见图下。图 3.15进给率和速度参数选择：用于选择实体或曲面中的孔、点、圆弧和椭圆，所选择的几何对象将成为 加工对象，系统默认这些几何对象的中心为加工位置点。优化：利用此选项，系统将根据用户的设定计算各孔的加工顺序，自动生成最短 刀轨，缩短加工时间。避让：用于设定孔加工时刀具避让的动作，即避开夹具、工作台或其他障碍的距 离。需要设定避让的开始点、结束点及安全距离三个选项。Rapto：用于设置刀具的快速移动位置偏置距离，可以为每个选定的对象设定一个 偏置值。图 3.16点到点几何体Depth-模型深度：用于设置钻孔加工的深度，即刀具退刀前零件表面与刀尖的距离。 模型深度：点击此按钮，系统设置模型中孔的深度为钻孔的加工深度。刀尖深度：设置退刀前刀具刀尖沿刀轴方向与零件表面的距离。Dwell-关：可以设置刀具到达指定深度后的暂停参数。Option-关：激活使用机床的特有加工特征。CAM-无：可以指定一个预设的 CAM 停止位置时使用的数字。Rtrcto-无：用于设置退刀距离。有“距离”、“自动”、“设置为空”三个选项。 距离：可以设置退刀距离。自动：设置刀具沿刀轴方向退回到当前循环之前的退刀位置。图 3.17Cycle 参数图 3.18 钻头参数刀具轨迹填完上述各个参数表之后，单击 “生成轨迹”按钮，则可生成如图 3.19 所示的钻孔的加工轨迹。后处理后处理设置的问题可参照以上 T03 粗精铣前视图面的后处理。轨迹仿真单击面铣参数设置底部的“确认”进行轨迹仿真，选择 “3D 动态”选项，调节仿真速度，便可得到如图 3.20 的轨迹仿真图。图 3.20T14 钻前视图分布在230、280 圆上的 28 个中心孔的轨迹仿真加工生成NC 代码根据后处理设置，设置好各选项。生成 NC 代码，然后拾取需要生成代码的程序， 最后保存。以下是钻孔的程序并加以解释。%程序起始符N0010 G40 G17 G94 G90 G70取消刀具补偿，XY 坐标N0020 G91 G28 Z0.0回参考点:0030 T15 M06换 15 号刀N0040 G0 G90 X9.2638 Y.4044 B0.0 S1911 M03快速移动以 1911 速度主轴正转N0050 G43 Z1.1819 H15建立刀长补偿，并快速到起始高度N0060 G81 X9.2638 Y9.2638 Z-.9835 R.1976 F7.5以钻孔速度在X9.2638Y9.2638 位置钻孔N0070 X8.3661 Y1.0003 Z-.9823 R.1988以钻孔速度在X8.3661Y1.0003 的位置钻孔N0080 X7.2742 Y.548 Z-.9832 R.1979N0090 X6.1024 Y.3937 Z-.9835 R.1976以钻孔速度在X7.2742 Y.548 的位置钻孔N0100 X4.9305 Y.548 Z-.9832 R.1979以钻孔速度在X6.1024 Y.3937 的位置钻孔以钻孔速度在X4.9305 Y.548 的位置钻孔N0110 X3.8386 Y1.0003 Z-.9823 R.1988以钻孔速度在X3.8386 Y1.0003 的位置钻孔N0120 X2.9409 Y.4062 Z-.9835 R.1976以钻孔速度在X2.9409 Y.4062 的位置钻孔N0130 X2.9009 Y1.7198 Z-.981 R.2001以钻孔速度在X2.9009 Y1.7198 的位置钻孔N0140 X2.1814 Y2.6575 Z-.9792 R.2019以钻孔速度在X2.1814 Y2.6575 的位置钻孔N0150 X1.7291 Y3.7494 Z-.9771 R.204以钻孔速度在X1.7291 Y3.7494 的位置钻孔N0160 X.6743 Y3.9641 Z-.9767 R.2044以钻孔速度在X.6743 Y3.9641 的位置钻孔N0170 X1.5748 Y4.9213 Z-.9749 R.2062以钻孔速度在X1.5748 Y4.9213 的位置钻孔N0180 X1.7291 Y6.0931 Z-.9727 R.2084以钻孔速度在X1.7291 Y6.0931 的位置钻孔N0190 X2.1814 Y7.185 Z-.9706 R.2105以钻孔速度在X X2.1814 Y7.185 的位置钻孔N0200 X2.9009 Y8.1227 Z-.9688 R.2123以钻孔速度在X2.9009 Y8.1227 的位置钻孔N0210 X2.5594 Y9.1435 Z-.9669 R.2143以钻孔速度在X2.5594 Y9.1435 的位置钻孔N0220 X3.8386 Y8.8422 Z-.9674 R.2137以钻孔速度在X3.8386 Y8.8422 的位置钻孔N0230 X4.9305 Y9.2945 Z-.9666 R.2145以钻孔速度在X4.9305 Y9.2945 的位置钻孔N0240 X6.1024 Y9.4488 Z-.9663 R.2148以钻孔速度在X6.1024 Y9.4488 的位置钻孔N0250 X7.2742 Y9.2945 Z-.9666 R.2145以钻孔速度在X7.2742 Y9.2945 的位置钻孔N0260 X8.3661 Y8.8422 Z-.9674 R.2137以钻孔速度在X8.3661 Y8.8422 的位置钻孔N0270 X9.6453 Y9.1435 Z-.9669 R.2143以钻孔速度在X9.6453 Y9.1435 的位置钻孔N0280 X9.3038 Y8.1227 Z-.9688 R.2123以钻孔速度在X9.3038 Y8.1227 的位置钻孔N0290 X10.0233 Y7.185 Z-.9706 R.2105以钻孔速度在X10.0233 Y7.185 的位置钻孔N0300 X10.4756 Y6.0931 Z-.9727 R.2084以钻孔速度在X10.4756 Y6.0931 的位置钻孔N0310 X10.6299 Y4.9213 Z-.9749 R.2062以钻孔速度在X10.6299 Y4.9213 位置钻孔N0320 X11.5304 Y3.9641 Z-.9767 R.2044以钻孔速度在X11.5304 Y3.9641 的位置钻孔N0330 X10.4756 Y3.7494 Z-.9771 R.204以钻孔速度在X10.4756 Y3.7494 的位置钻孔N0340 X10.0233 Y2.6575 Z-.9792 R.2019以钻孔速度在X10.0233 Y2.6575 的位置钻孔N0350 X9.3038 Y1.7198 Z-.981 R.2001以钻孔速度在X9.3038 Y1.7198 的位置钻孔N0360 G80取消固定循环N0370 G0 Z1.1844快速移动到安全高度N0380 Y1.7178移动Y 轴N0390 M02程序暂停%程序结束符生成工序单单击主菜单中的“GC 工具单”