棒哥设计 编号 淮安信息职业技术学院 毕业论文 题 目双面型腔件的数控加工工艺的分析 学生姓名姜超强 学 号 23012126 系 部机电工程系 专 业数控技术 班 级230121 指导教师邹强 讲师 顾问教师 二〇一四年十一月 摘 要 本论文为双面型腔零件数控加工工艺设计，首先根据双面型腔零件的图纸及技术要求，对该零件进行了详细的数控加工工艺分析，然后针对分析的结果，对该零件进行了数控加工工艺设计，拟定了加工方案，其次选择了加工设备、加工刀具、夹具，确定了装夹方案、切削用量，制定了加工顺序，编制了零件的数控加工工序卡片和刀具卡片等。最后，综合运用手动编程和自动编程生成了该零件的数控加工程序。 关键词: 数控加工 工艺分析 工艺设计 手动编程 自动编程 Abstract This paper for the double cavity parts NC machining process design, first of all, according to the drawings and technical requirements of double cavity parts, the NC machining process of the part has carried on the detailed analysis, based on the results of analysis, has carried on the NC machining process design to the parts, and formulate the processing scheme, then choose the processing equipment, tooling, fixture, determine the clamping scheme, cutting dosage, formulated the processing order, compiled the parts of NC machining process card and card of tools, etc. Finally, the integrated use of manual programming and automatic programming to generate NC program of the parts. Keywords:CNC Technology analysis Process design Manual programming Automatic programming 目 录 摘 要I AbstractII 第一章 绪 论1 1.1课题来源1 1.2设计的目的与意义1 1.3论文所要完成的工作与要求1 第二章 双面型腔零件的数控加工工艺设计2 2.1双面型腔零件图（详见附图1）2 2.1.1双面型腔三维视图3 2.2双面型腔零件数控加工工艺分析与设计4 2.2.1双面型腔零件图分析4 2.2.2毛坯选择4 2.2.3定位基准选择5 2.2.4加工顺序设计6 2.2.5刀具选择6 2.2.6双面型腔零件刀具卡片制定8 2.2.7切削参数选择8 2.2.8加工设备的选用13 2.2.9夹具的选择与装夹方案的确定14 2.2.10工序与工步的划分15 2.2.11双面型腔零件工序卡片的设计18 第三章 双面型腔零件的数控加工程序编程28 3.1 双面型腔零件编程方法选择28 3.2双面型腔零件数控加工程序的手动编写28 3.2.1双面型腔零件上下表面A、F编程28 3.2.2零件上表面A各个图形的加工28 3.3 双面型腔零件数控加工程序的自动编程29 3.3.1创建程序30 3.3.2创建刀具30 3.3.3创建几何体31 3.3.4创建操作32 3.3.5指定切屑区域33 3.3.6刀轨生成33 3.3.7后处理35 3.4双面型腔零件A面精加工的自动编程35 3.4.1创建操作35 3.4.2指定切削区域36 3.4.3生成刀轨36 3.4.4后处理37 3.5 双面型腔零件F面型腔铣削的自动编程37 3.5.1创建操作37 3.5.2指定切屑区域38 3.5.3刀轨生成38 3.5.4后处理39 第四章 总结与展望40 4.1总结40 4.2展望40 致 谢42 参考文献43 附录144 第一章 绪 论 1.1课题来源 本设计课题为双面型腔零件数控加工工艺设计，选取的零件为自拟题目，课题的选取主要参照企业真实零件，并进行适当修改后确定。在课题内容的选取上，力求将数控专业要求具备的机械制图能力、数控加工工艺分析能力、数控加工工艺设计能力、工艺文件编写能力、数控加工程序编制能力和数控零件加工等能力融入其中。 1.2设计的目的与意义 毕业设计（论文）是高等职业学院培养面向生产、建设、管理和服务第一线的高等技术应用型人才的最后一个教学环节。是培养学生综合运用所学基础理论、基本知识、基本技能和专业知识的重要手段。通过完成某一课题，可以进一步检验学生处理实际问题的能力，使学生掌握基本的设计（科研）方法，受到初步的工程技术训练，并可综合衡量教学质量，以利于提高教学管理水平。 通过毕业设计旨在提高学生的资料与手册查阅能力、设计方案制定能力、分析与计算能力、撰写设计说明书或论文报告的能力、计算机应用能力、熟悉国家标准和规范的能力，以及语言表达、准确阐述观点和清楚回答问题的能力等。锻炼学生综合运用所学知识解决生产实际问题的能力，提高学生独立思考和分析解决问题的能力，为以后从事专业技术工作打下基础。 1.3论文所要完成的工作与要求 本设计要求学生针对双面型腔零件进行较为详细的工艺分析，根据分析的结果制定合理的、可行的零件数控加工工艺，并编写零件的工艺文件和数控加工程序，具体要求如下： 1．读懂零件图，运用绘图软件绘制完整的零件图，要求零件图纸表述正确、标注清晰，绘图规范； 2．对零件进行详细的工艺分析，审查零件图纸的完整性和结构合理性，分析零件的技术要求、尺寸精度要求、相互位置精度要求、形状精度要求和表面质量要求等； 3．制定零件的加工方案与工艺路线，合理划分并制定零件的加工工序、加工工步； 4．合理的选择加工设备、夹具（必要时需设计简单工装）、量具和加工刀具，并制定了装夹方案； 5．制定零件的工序卡片及刀具卡片； 6．运用手工编程和自动编程编写零件的数控加工程序。 第二章 双面型腔零件的数控加工工艺设计 2.1双面型腔零件图（详见附图1） 图2-1 双面型腔零件图 2.1.1双面型腔三维视图 图2-2双面型腔三维视图正面 图2-3双面型腔三维视图反面 2.2双面型腔零件数控加工工艺分析与设计 2.2.1双面型腔零件图分析 该零件正反两面主要是由多个型腔、外轮廓、六个孔、U型槽及一个半球组成。 通过零件的图纸可知其零件图尺寸标注完整、正确、符合数控加工要求，加工部位清楚明确。零件材料为45钢，加工切削性能较好，无热处理和硬度要求。分析图纸，可知正方形轮廓长和宽都有精度要求，因此加工零件的六个表面时需要进行粗精加工。正面外轮廓平面、反面平面和φ12孔的粗糙度为Ra1.6，半球的粗糙度为Ra6.3，其余部分粗糙度为Ra3.2，所以应分粗精加工两个阶段，以保证其尺寸精度和表面粗糙度要求。 2.2.2毛坯选择 根据双面型腔零件的零件图，零件的尺寸为120mm×100mm×28mm（长×宽×高），该零件材料为45钢，零件形状规则且切削余量均匀，由于零件各表面加工精度要求为3.2μm，故需安排粗、精加工需件长、宽、高应留取足够的加工余量，故毛坯选取尺寸为130mm×110mm×35mm（长×宽×高）的钢方。用来保证零件加工时留有合理的加工余量。 2.2.3定位基准选择 图2-4 毛坯示意图 1．粗基准的选择原则 粗基准：用未加工过的表面作为定位基准。 选择粗基准时，主要考虑的问题是如何使各道工序均有足够的加工余量以及工件安装的稳定性，其选择原则为： （1） 为了保证加工面与不加工面之间的位置要求，应选不加工面为粗基准； （2） 合理分配各加工表面的余量； （3） 尽量选用面积大而平整的表面为粗基准，以保证定位准确、夹紧可靠； （4） 粗基准一般不重复使用，同一尺寸方向的粗基准一般只能使用一次。 2．精基准的选择原则 精基准：用已加工过的表面作为定位基准。 选择精基准时，主要考虑的问题是如何保证零件的加工精度以及安装可靠，其选择原则为： （1） 基准重合原则； （2） 基准统一原则； （3） 自为基准原则； （4） 互为基准原则； （5） 保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则。 3．根据上文粗精基准的选择原则，选择该零件的粗精基准： （1） 粗基准 以毛坯的底面F为粗基准，装夹B面和D面加工上表面A。 （2） 精基准 以已铣上表面A为精基准，装夹B面和D面加工上表面F。 2.2.4加工顺序设计 在数控加工过程中，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化，加上材料不同，批量不同等多方面因素的影响，在对具体零件制订加工顺序时应该进行具体分析和区别对待，灵活处理，只有这样，才能使所制订的加工顺序合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。 零件的加工顺序安排原则一般遵守四个原则： （1）先粗后精的原则 一个零件的加工过程，总是先进行粗加工，再进行半精加工，最后是精加工和光整加工。这样做有利于加工误差和表面缺陷层的不断减小，从而逐步提高零件的加工精度与表面质量。 （2）先主后次的原则 零件的主要工作表面一般指加工精度和表面质量要求高的表面和装配基面，在加工中应首先加工出来。而键槽、孔等次要表面对加工过程的影响很小，位置有和主要表面相关，因此应在主要表面加工到一定程度之后，最终精加工之前完成。 （3）基准先行的原则 应先加工基准表面后加工其他表面。基准表面应该在工艺过程一开始就进行加工，以便为后工序提供精基准。如轴类零件的加工一般均先以外圆为粗基准加工中心孔，然后再以中心孔为基准加工其他表面。 （4）先面后孔的原则 对于箱体、支架类零件，应先加工平面，后加工平面上的孔，先加工平面方便孔加工时刀具的切入、零件的测量和尺寸调整等工作。对于轮廓尺寸大的片面，先加工出来可作为定位基准，使零件可靠的定位。 总之，上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑；先进行内形内腔加工工序，后进行外形加工工序；以相同定位、夹紧方式或同一把刀具加工的工序，最好接连进行，以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数；在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏较小的工序。 根据本次所要加工的零件按照先粗后精、先面后孔的原则，以及安装的先后顺序确定该零件的加工顺序为：φ80面铣刀铣零件上表面A→铣零件下表面F→铣零件侧面B→铣零件侧面C→铣零件侧面D→铣零件侧面E→φ2中心钻定位六个通孔→φ11.8麻花钻钻2×φ5的通孔→φ10的铰刀铰4×φ10通孔→φ6立铣刀铣轮廓的外侧→φ8键槽刀铣所有的型腔及粗加工半球→φ5键槽刀铣轮廓内的U型槽→φ6球刀加工半球。 2.2.5刀具选择 刀具的选择是数控加工工序设计的重要内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。 另外，数控加工主轴转速比普通机床高1－2倍，且主轴输出功率大，因此与传统加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、强度大、刚度大、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制造数控加工刀具，并合理选择刀具结构、几何参数。刀具的选择应考虑工件材质、加工轮廓类型、机床允许的切削用量和刚性以及刀具耐用等因素。一般情况下应优先选用标准刀具，必要时也可采用各种高生产率的复合刀具及其他一些专用刀具。刀具的类型、规格和精度等级应符合加工要求。 刀具的材料有很多种，目前常用的数控刀具材料有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼、金刚石等。这些刀具材料的性能和应用范围归类介绍对比，如表3.1所示 表2.1 切削材料的性能和应用范围 刀具材料优点缺点典型应用 高速钢抗冲击能力强、通用性好切速低，耐磨性差低速、小功率和断续切削 硬质合金通用性最好、抗冲击能力强切削速度有限大多数材料的粗、精加工，包括钢、铸铁、特殊材料和塑料 涂层硬质合金通用性很好、抗冲击能力强，中速切削性能好切削速度限制在中速范围除了速度比硬质合金高外，其他和硬质合金一样 金属陶瓷通用性很好，中速切削性能好抗冲击能力差，切削速度限制在中速范围钢、铸铁、不锈钢和铝合金 立方氮化硼高热硬性，高强度，高抗热冲击性能不能切削硬度低于45HRC的材料，有限制地应用，成本高切削硬度在45～70HRC之间的材料 金刚石高耐磨性，高速性能好抗冲击能力差，切削铁质金属化学稳定性差，有限的应用高速粗切和精切有色金属和非金属材料 当然根据该零件的材料以及其它方面的要求在这我选用的铣刀具材料为硬质合金刚，钻的材料为高速钢，其所选用的各种刀具型号如下 1号刀φ80面铣刀：对于该零件上下表面，加工面积较大，同时有较高的表面粗糙度要求，故选用φ80面铣刀进行加工，可以提高加工精度和效率，减小相邻两次进给之间的接刀痕迹和保证铣刀的使用寿命。 2号刀φ2中心钻：由于该零件对孔间距有一定的位置精度要求，故选用φ2中心钻定位后再用普通的麻花钻钻孔才能达到所要求的位置精度。 3号刀φ11.8麻花钻：由于2×φ12通孔的内表面粗糙度为1.6μm，为提高切削效率，故选用φ11.8麻花钻粗钻，再用铰刀铰2×φ12通孔，保证其表面粗糙度要求。 4号刀φ12铰刀：由于该零件的2个通孔孔面精度要求较高，故选用φ12铰刀铰孔才能达到所要求的精度。 5号刀φ10麻花钻：由于该零件的4个孔没有精度要求，可以一次头完成。 6号刀φ6立铣刀：根据零件图的尺寸要求，该零件需铣薄壁轮廓，加工轮廓外侧时先用φ6立铣刀。 7号刀φ8键槽刀：根据零件图的尺寸要求，该零件型腔有R4的圆弧，故选用φ8键槽刀。 8号刀φ5键槽刀：由于该零件的U型槽的宽为5，故选用φ5键槽刀。 9号刀φ6球刀：由于该零件对半球的表面粗糙度要求不高，可以先用键槽刀粗加工，再用球刀加工。 2.2.6双面型腔零件刀具卡片制定 根据上文的刀具选择制定该零件的刀具卡片: 表2.2双面型腔零件刀具卡片 产品名称零件名称双面型腔零件 序号刀具号刀具名称数量刀具规格备注 直径/mm长度/mm 1T01面铣刀1φ80实测硬质合金 2T02中心钻1Φ2实测硬质合金 3T03麻花钻1Φ6实测硬质合金 4T04铰刀1Φ12实测硬质合金 5T05麻花钻1Φ10实测硬质合金 6T06立铣刀1Φ6实测硬质合金 7T07键槽刀1Φ8实测硬质合金 8T08键槽刀1Φ5实测硬质合金 9T09球刀1Φ6实测硬质合金 编制魏明旭审核批准共1页第1页 2.2.7切削参数选择 切削用量包括主轴转速、背吃刀量、进给量。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量，并应编入程序单内。切削用量是否合理，对于能否充分发挥机床潜力和刀具切削性能，实现优质、高效、低成本和安全操作具有十分重要的作用。粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本。精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据铣床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。 精铣时，加工精度和表面粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀，因此选择精铣切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产率。因此精铣时应选用较小（但不太小）的背吃刀量ap和进给速度Vf，并选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高主轴转速v。 1．主轴转速的确定 查阅《刀具手册》，可知，加工中主轴转速计算公式如下： n=1000Vc/πd（公式2-1） 公式中： n—主轴转速，单位r/min Vc—切削速度，单位m/min d—铣刀直径，单位mm 主轴转速的选择主要考虑切削加工的经济性，必须保证刀具的经济寿命，原则是主轴转速要根据机床和刀具的进给速度来确定。 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。如表2.3所示： 表2.3铣削时切削速度 工件材料硬度/HBS切削速度/(m/min) 高速钢铣刀硬质合金铣刀 钢<22518~4266~150 225~32512~3654~120 325~4256~2136~32 铸铁<19021~3666~150 190~2609~1845~90 160~3204.5~1021~30 铝70~120100~200200~400 从理论上讲，切削速度Vc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，应综合考虑，加工中零件各部位切削速度Vc数值选取如下： 粗铣表面A、B、C、D、E及F面时Vc 选取100m/min； 精铣表面A、B、C、D、E及F面时Vc 选取150m/min； 粗铣A面轮廓外侧时Vc选取30m/min； 精铣A面轮廓外侧时Vc选取40m/min； 粗铣A面轮廓内侧、型腔、U型槽及半球时Vc选取55m/min； 精铣A面轮廓内侧、型腔时Vc选取60m/min； 精铣A面半球是Vc选取66m/min； 粗铣F面型腔时Vc选取55m/min； 精铣F面型腔时Vc选取60m/min； 根据各部位切削速度Vc的选取数值以及加工中选用的具体刀具，将Vc与刀具直径代入公式3-1(n=1000Vc/πD)得到零件各部位加工时的刀具转速如下： 粗铣表面A、B、C、D、E及F面时n粗=1000×100/3.14×80≈398.09=450r/min； 精铣表面A、B、C、D、E及F面时n精=1000×150/3.14×80≈597.13=600r/min； 粗铣A面轮廓外侧时: n粗=1000×30/3.14×6≈1591.55=1600r/min； 精铣A面轮廓外侧时: n精=1000×40/3.14×6≈2122.07=2100r/min； 粗铣A面轮廓内测、型腔、半球时: n粗=1000×55/3.14×8≈2188.38=2200r/min； 精铣A面轮廓内测、型腔时: n精=1000×60/3.14×8 ≈2387.32=2400r/min； 铣A面U型槽时: n粗=1000×55/3.14×5≈3501.41=3500r/min； 精铣A面半球时: n精=1000×66/3.14×6≈3501.41=3500r/min； 粗铣F面型腔时： n粗=1000×55/3.14×8≈2188.38=2200r/min； 精铣F面型腔时： n精=1000×60/3.14×8 ≈2387.32=2400r/min； 钻的材料又与铣刀的材料不同所以铣削参数也不同高速钢的钻削用量如下表 ： 表2.4 高速钢钻头切削用量表 工件材料牌号或硬度切削用量钻头直径 1~66~1212~22 钢35、45m/min8~25 mm/r0.05~0.10.1~0.20.2~0.5 钻的切削速度Vc数值选取如下： φ2中心钻Vc选取20m/min； φ11.8麻花钻Vc选取25m/min； φ12铰刀Vc选取10 m/min； φ10麻花钻Vc选取25m/min； 根据公式3-1计算钻的转速可得： φ2中心钻的转速n=1000×20/3.14×2≈3185=3200r/min； φ11.8麻花钻的转速n=1000×25/3.14×11.8≈674=700r/min； φ12铰刀的转速n=1000×10/3.14×12≈265=300r/min； φ10麻花钻的转速n=1000×25/3.14×10≈796=800r/min； 2．数控加工进给量的选择 对于铣刀等多齿刀具，通常规定每齿进给量fz(mm)，其含义是刀具每转过一个齿，刀具相对于工件在进给运动方向上的位移量。进给量与每齿进给量的关系为：F=fz·z·n (3-2)，每齿进给量fz的选取，主要依据工件材料的力学性能、刀具材料的力学性能、工件表面粗糙度等因素。工件材料强度和硬度越高，fz越小；反之则越大。硬质合金铣刀的每齿进给量，高于同类高速钢铣刀。工件刚性差或刀具强度低时，应取较小值。铣刀每齿进给量如表2.4所示，本设计中每个工部的具体进给速度依据上述公式计算，具体参见加工过程总表。 表2.5 铣刀每齿进给量 工件材料每齿进给量/（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 0.10~0.150.10~0.250.02~0.050.10~0.15 铸铁0.12~0.200.15~0.30 铝0.06~0.200.10~0.250.05~0.100.02~0.05 切削进给量F是切削时单位时间内工件与铣刀沿进方向的相对位移，单位为mm/min。它与铣刀转速n、铣刀齿数z及每齿进给量fz（mm/z）的关系为: F=fz·z·n（公式2-2） 公式中： z—铣刀齿数，单位mm/min fz—铣刀每齿工作台移动距离，即每齿进给量mm/z 在保证机床、刀具不超出工件精度允许的数值，表面粗糙度值不太大的前提下，尽量选择大的进给量，粗加工时限制进给量的主要是切削力，精加工时，限制进给量的主要是表面粗糙度。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。 粗铣A面轮廓外侧时: F粗=0.20×3×1600=960mm/min； 精铣A面轮廓外侧时: F精=0.10×3×2100=630mm/min； 粗铣A面型腔、半球时： F粗=0.20×2×2200=880mm/min； 精铣A面型腔时: F精=0.10×2×2400=480mm/min； 铣A面U型槽时: F粗=0.20×2×3500=1400mm/min； 精铣A面半球时: F粗=0.10×2×3500=700mm/min 粗铣F面型腔时: F粗=0.20×2×2200=880mm/min； 精铣F面型腔时: F精=0.10×2×2400=480mm/min； 面铣刀的进给速度是根据实际生产过程的经验而得到的。粗加工时，φ80面铣刀F =80mm/min ，精加工时，φ80面铣刀F =50mm/min。 表2.6 钻削时的进给量f（mm/r） 钻头直径d（mm）钢（MPa） ＜800800~1000＞1000 进给量f（mm/r） ≤20.05~0.060.04~0.050.03~0.04 ＞2~40.08~0.100.06~0.080.04~0.06 ＞4~60.14~0.180.10~0.120.08~0.10 ＞6~80.18~0.220.13~0.150.11~0.13 ＞8~100.22~0.280.17~0.210.13~0.17 ＞10~130.25~0.310.19~0.230.15~0.19 切削进给量F是切削时单位时间内工件与铣刀沿进方向的相对位移，单位为mm/min。它与主轴转速n的关系为： F= n·f（公式2-3） 公式中： n—主轴转速，单位r/min f—钻削时的进给量f ，单位mm/r 中心钻定位4×φ10、2×φ12的通孔时F=0.05×3200=160mm/min； 麻花钻钻2×φ12的通孔时F=0.12×700=84mm/min（取整100mm/min）； 铰刀铰2×φ10通孔时F=0.10×300=30mm/min； 麻花钻钻4×φ10的通孔时F=0.12×800=96mm/min（取整100mm/min） 3．背吃刀量的确定 背吃刀量主要受机床刚度的限制，在机床刀具和工件的刚度允许的情况下，尽可能选取较大的背吃刀量，以减少进给次数。粗加工（Ra10～80μm）时，一次进给尽可能切削全部余量。在中等功率机床上，背吃刀量可达8～10mm。半精加工（Ra1.25～10μm）时，背吃刀量取为0.5～2mm。精加工（Ra0.32～1.25μm）时，背吃刀量取为0.1～0.4mm。最好一次切净余量，以提高生产效率。 根据零件材料和我院刀具性能考虑，粗加工时：aP =2～5mm；精加工时：aP =0.5～1mm；上述参数的选取，即提高了生产效率，又可延长刀具使用寿命。 4．切削液的选择 合理的选择切削液可以改善工件与刀具间的摩擦状况降低切削力和切削温度，减轻刀具摩损减小工件的热变形，从而可以提高刀具耐用度提高加工效率和加工质量。切削液具有冷却、润滑、清洗、防锈的作用，因此在数控加工中使用切削液是一个必须的选择。 常用的冷却液主要有三种表2.7所示： 表2.7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 乳化液水、油、乳化剂冷却、润滑、清洗 切削油矿物油、动植物油、 极压添加剂或油性润滑 切削液应根据工件材料，刀具材料，加工方法和技术要求等具体情况进行选用。下述几条供参考： （1）高速的刀具红硬性差，需采用切削液，硬质合金刀具红硬性好，一般不加切削液；若硬质合金刀具使用切削液，必须连续、充分的浇注；不能间断。 （2）切削铸铁和铝合金时，一般不用切削液。如要使用切削液，选用煤油为宜。 （3）粗加工时，以冷却为主，可选用水溶液或低浓度的乳化液，精加工时，主要以润滑为主，可选用切削油或浓度高的乳化液。 （4）低速加工时，可选用油性较好的切削油；重切削时，可选用极压切削液。 综上所述：根据我选择的材料铸铁我选择乳化液为冷却液。它的主要作用是：冷却、润滑、清洗而且还有一定的防锈作用。 2.2.8加工设备的选用 根据零件图可知，该零件的主要加工内容由平面、凹槽、凸台以及通孔等构成，该零件为批量生产，为了达到图样上的精度要求，同时兼顾到加工效率与加工经济性，我们选择数控机床，根据实际情况选择装备FANUC 0i Mate-MB系统的XK713A数控铣床。本机床可以进行铣，钻等多种双面型腔零件的加工。它的常规配置是三轴三联动数控系统，也可配置四轴四联动数控系统(加装数控分度头)。故它的适用范围十分广泛，可以加工平面凸轮，空间曲面，加工各种异形零件及中小型模具，适用于各种批量的生产。XK713A数控铣床的具体参数如下： 1．主要规格尺寸 （1）工作台面积（长×宽） 800×350mm （2）工作台三向行程（X、Y、Z） 600×410×510mm （3）工作台最大承重 500kg （4）主轴转速 80-8000rpm（变频） （5）主轴锥度 7:24 （6）进给速度范围 1-5000mm/min （7）最大快进速度 15m/min （8）分辨率（最小设定单位） 0.001mm （9） 定位精度 X、Z轴：0.05mm Y轴：0.04mm （10）重复定位精度 0.002mm （11）机床外形尺寸 2500×2295×2550mm （12）机床净重 4500kg （13）数控系统 FANUC 0i Mate-MB 2．主轴系统 XK713A数控铣床主轴采用直流或交流伺服电动机驱动，可实现无级调速，具有很宽的调速范围（80-8000r/Min）和很高的回转精度，主轴本身刚度与抗振性比较好,对提高加工质量和各种小孔加工极为有利，另外主轴转速可以通过操作面板上的转速倍率开关进行调整。 3．进给系统 进给系统的主要技术参数包括：进给速度范围、快速(空行程)速度范围、运动分辨率(最小移动增量)、定位精度等，具体参数如下： （1）进给速度范围 1-5000mm/min （2）最大快进速度 15m/min （3）分辨率（最小移动增量） 0.001mm （4） 定位精度 X、Z轴：0.05mm Y轴：0.04mm （5）重复定位精度 0.002mm 2.2.9夹具的选择与装夹方案的确定 1．夹具的选择 由于夹具确定了零件在机床坐标系中的位置，即加工原点的位置，因而首先要求夹具能保证零件在机床坐标系中的正确坐标方向，同时协调零件与机床坐标系的尺寸。 考虑到该零件外轮廓为正方形,形状很规则，在外型上没有什么特殊要求，故夹具选用平口虎钳即可。考虑到本设计零件的外形尺寸和加工精度等因素，本设计选择的平口虎钳规格参数如下： 表2.8平口虎钳夹具参数 产品名称型号钳口宽度（mm）钳口高度(mm)螺栓直径（mm）钳口最大张开度（mm）定位键宽度（mm）外形尺寸（长×宽×高） 平口虎钳QB-30025064－27018400×340×210 2．装夹方案的确定 （1）以F面为粗基准加工A面； （2）以A面为精基准加工F面，再铣B面，然后再对B面打表加工C面， 然后依次加工D、E面，这样就保证了B、C、D、E面与F面的垂直度； （3）以F面为精基准加工A面轮廓、型腔、Ｕ型槽、半球、六个通孔。 （4）反面装夹加工F面型腔。 2.2.10工序与工步的划分 1、工序划分原则 工序的划分可以采用两种不同的原则：工序集中原则和工序分散原则。 工序集中的原则就是指每道工序包括可能多的加工内容。将工件的加工集中在少数几道工序内容内完成。工序集中一般使用结构复杂，机械化，自动化程度高的机床。因此工序集中的特点是：1）减少了设备的数量，减少了操作工人和生产面积。2）减少工序数目，减少运输工作量，简化了生产计划工作，缩短了生产周期。3）减少了工件的装夹次数，不仅有利于提高生产率，而且由于一次装夹下加工了许多的表面，也易于保证这些表面的加工精度。4） 工序分散原则就是将工件的加工分散在较多的工序内进行。每道工序的加工内容很少，最小时即每道工序仅完成一个简单的工步。其特点是：1）采用了比较简单的机床和工艺设备。2）对工人的技术要求低。3）生产设备工作量小，容易变换产品。4）设备数量少，工人数量多，生产面积大。 2、工序划分种类 （1）按所用的刀具划分。即在一次安装过程中尽可能用一把刀具加工出可能加工的所有部分，然后再换另一把刀加工其他的部位。即以同一把刀具完成的那一部分工艺过程为一道工序。 （2）按安装次数划分。即以每一次装夹完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种方法适应于加工内容不多的工件。 （3）按粗、精加工划分。即以粗加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序，精加工中完成的那一部分工艺过程为一道工序。这种方法使用于加工后变形较大，需要粗、精加工分开的零件。 （4）按加工部位划分。即以完成相同型面的那一部分工艺过程为一道工序。对于加工表面多而复杂的零件，可以按结构特点分为几个加工部分，每一部分为一道工序。 本设计主要采用按装夹次数划分工序，根据上文制定的零件加工顺序和选用刀具设计出双面型腔零件的加工工序与工步如下： 工序1：铣零件上表面A （1）选用φ80的面铣刀粗铣A面； （2）选用φ80的面铣刀精铣A面； 工序2：铣零件下表面F （1）选用φ80的面铣刀粗铣F面； （2）选用φ80的面铣刀精铣F面； 工序3：铣零件侧面B （1）选用φ80的面铣刀粗铣B面； （2）选用φ80的面铣刀精铣B面； 工序4：铣零件侧面C （1）选用φ80的面铣刀粗铣C面； （2）选用φ80的面铣刀精铣C面； 工序5：铣零件侧面D （1）选用φ80的面铣刀粗铣D面； （2）选用φ80的面铣刀精铣D面； 工序6：铣零件侧面E （1）选用φ80的面铣刀粗铣E面； （2）选用φ80的面铣刀精铣E面； 工序7：铣零件A面的通孔、轮廓、型腔、槽以及半球 （1）选用φ2中心钻定位4×φ10通孔以及2×φ10通孔； （2）选用φ11.8麻花钻钻2×φ10孔通孔； （3）选用φ12的铰刀铰2×φ10通孔至规定尺寸； （4）选用φ10麻花钻钻4×φ10通孔； （5）选用φ6立铣刀粗铣轮廓； （6）选用φ6立铣刀精铣轮廓； （7）选用φ8键槽刀粗铣型腔半球； （8）选用φ8键槽刀精铣型腔； （9）选用φ5键槽刀铣Ｕ型槽； （10）选用φ6球刀精铣半球。 工序8：铣零件F面的型腔 （1）选用φ8键槽刀粗铣型腔； （2）选用φ8键槽刀精铣型腔； 根据上文的工序与工步划分，设计出本零件的加工过程总表如下： 表2.9双面型腔零件加工过程总表 单位 名称淮安信息职业技术学院产品名称或代号零件名称零件图号 双面型腔零件 序号加工内容刀具号主轴转速(r/min)进给量（mm/min）背吃刀量备注 1粗铣上表面AT01450800.5手动 续表（2.9） 2精铣上表面AT01600500.2手动 3粗铣下表面FT01450800.5手动 4精铣下表面FT01600500.2手动 5粗铣B表面T01450800.5手动 6精铣B表面T01600500.2手动 7粗铣C表面T01450800.5手动 8精铣C表面T01600500.2手动 9粗铣D表面T01450800.5手动 10精铣D表面T01600500.2手动 11粗铣E表面T01450800.5手动 12精铣E表面T01600500.2手动 13中心钻定位T0232001600.5自动 14钻2×φ12通孔T037001000.2自动 15铰2×φ12通孔T04300300.2自动 16钻4×φ10通孔T058001000.2自动 17粗铣外轮廓T0616009604.8自动 18精铣外轮廓T0621006300.2自动 19粗铣内轮廓T0722008803.8自动 20精铣内轮廓T0724004800.2自动 21粗铣A面型腔T0722008803.8自动 续表（2.9） 22精铣A面型腔T0724004800.2自动 23铣A面U型槽T08350014001.2自动 24粗铣A面半球T0722008803.8自动 25精铣A面半球T0935007000.2自动 26粗铣F面型腔T0722008803.8自动 27精铣F面型腔T0724004800.2自动 2.2.11双面型腔零件工序卡片的设计 根据表2.9双面型腔零件加工过程总表内容，制定出零件各加工工序卡片如下： 工序1：铣零件上表面A 铣零件上表面A时，以未铣削的F面为粗基准。 表2.10铣零件上表面A工序卡片 工 厂数控加工 工序卡产品名称或代号零件名称材 料零件图号 双面型腔零件45钢A4 工序号程序编号夹具名称设备名称车 间 1平口虎钳XK713A数控加工车间 工步号工步内容刀具号主轴转速(r/min)进给速度（mm/min）背吃刀量/mm备注 1粗铣零件上表面AT01450800.5手动 2精铣零件上表面AT01600500.2手动 编制魏明旭审核批准共8页第1页 工序2：铣零件上表面F 铣零件下表面F时，以A面为精基准。 表2.11铣零件上表面F工序卡片 工 厂数控加工 工序卡产品名称或代号零件名称材 料零件图号 双面型腔零件45钢A4 工序号程序编号夹具名称设备名称车 间 2平口虎钳XK713A数控加工车间 工步号工步内容刀具号主轴转速(r/min)进给速度（mm/min）背吃刀量/mm备注 1粗铣零件上表面AT01450800.5手动 2精铣零件上表面AT01600500.2手动 编制魏明旭审核批准共8页第2页 工序3：铣零件侧面B 铣零件侧面B时，装夹上表面A和下表面F，以A面为精基准。 表2.12铣零件侧面B工序卡片 工 厂数控加工 工序卡产品名称或代号零件名称材 料零件图号 双面型腔零件45钢A4 工序号程序编号夹具名称设备名称车 间 3平口虎钳XK713A数控加工车间 工步号工步内容刀具号主轴转速(r/min)进给速度（mm/min）背吃刀量/mm备注 1粗铣零件侧面BT01450800.5手动 2精铣零件侧面BT01600500.2手动 编制魏明旭审核批准共8页第3页 工序4：铣零件侧面C 铣零件侧面C时，以A面为定位基准，装夹A面和F面，使B面处于竖直状态，用百分表对B面打表，保证该面与水平面的垂直度在1丝内。 表2.13铣零件侧面C工序卡片 工 厂数控加工 工序卡产品名称或代号零件名称材 料零件图号 双面型腔零件45钢A4 工序号程序编号夹具名称设备名称车 间 4平口虎钳XK713A数控加工车间 工步号工步内容刀具号主轴转速(r/min)进给速度（mm/min）背吃刀量/mm备注 1粗铣零件侧面CT01450800.5手动 2精铣零件侧面CT01600500.2手动 编制魏明旭审核批准共8页第4页 工序5：铣零件侧面D 铣零件侧面D时，要求保证B、D面尺寸为180±0.10。 表2.14铣零件侧面D工序卡片 工 厂数控加工 工序卡产品名称或代号零件名称材 料零件图号 双面型腔零件45钢A4 工序号程序编号夹具名称设备名称车 间 5平口虎钳XK713A数控加工车间 工步号工步内容刀具号主轴转速(r/min)进给速度（mm/min）背吃刀量/mm备注 1粗铣零件侧面DT01450800.5手动 2精铣零件侧面DT01600500.2手动 编制魏明旭审核批准共8页第5页 工序6：铣零件侧面E 铣零件侧面E时，要求保证C、E面尺寸为180±0.10。 表2.15铣零件侧面E工序卡片 工 厂数控加工 工序卡产品名称或代号零件名称材 料零件图号 双面型腔零件45钢A4 工序号程序编号夹具名称设备名称车 间 6平口虎钳XK713A数控加工车间 工步号工步内容刀具号主轴转速(r/min)进给速度（mm/min）背吃刀量/mm备注 1粗铣零件侧面ET01450800.5手动 2精铣零件侧面ET01600500.2手动 编制魏明旭审核批准共8页第6页 工序7：铣零件A面的轮廓、型腔、Ｕ型槽、半球等 表2.16铣零件A面的轮廓、型腔、U型槽、半球工序卡片 工 厂数控加工 工序卡产品名称或代号零件名称材 料零件图号 双面型腔零件45钢A4 工序号程序编号夹具名称设备名称车 间 7平口虎钳XK713A数控加工车间 工步号工步内容刀具号主轴转速(r/min)进给速度（mm/min）背吃刀量/mm备注 1中心钻定位T01450800.5手动 2钻2×φ12通孔T037001000.2手动 3铰孔2×φ12通孔T04300300.2自动 4钻孔4×φ10通孔T058001000.2自动 5粗铣外轮廓T061600960 4.8自动 6精铣外轮廓T0621006300.2自动 7粗铣内轮廓T0722008803.8自动 8精铣内轮廓T0724004800.2自动 （续表2.16） 9粗铣型腔T0722008803.8自动 10精铣型腔T0724004800.2自动 11铣U型槽T08350014001.2自动 12粗铣半球T0722008803.8自动 13精铣半球T0935007000.2自动 编制魏明旭审核批准共8页第7页 工序8：铣零件F面的型腔 表2.17铣零件F面的型腔 工 厂数控加工 工序卡产品名称或代号零件名称材 料零件图号 双面型腔零件45钢A4 工序号程序编号夹具名称设备名称车 间 8平口虎钳XK713A数控加工车间 工步号工步内容刀具号主轴转速(r/min)进给速度（mm/min）背吃刀量/mm备注 1粗铣型腔T0722008803.8自动 2精铣型腔T0724004800.2自动 编制魏明旭审核批准共8页第8页 第三章 双面型腔零件的数控加工程序编程 3.1 双面型腔零件编程方法选择 数控程序（数控加工程序）是数控机床加工中不可缺少的一部分，数控机床之所以能加工出各种形状、不同尺寸和精度的零件，就是因为编程人员为它编制了不同的加工程序。编写数控加工程序的过程就是将加工零件的工艺过程、工艺参数（进给速度、主轴转速和背吃刀量等）、位移数据（几何数据和几何尺寸等）及开关命令（换刀、切削液开/关和工件装卸等）等信息用数控系统规定的功能代码和格式按加工顺序编写成加工程序单，并记录在信息载体上，再通过信息载体将数控加工程序输入机床数控装置，从而指挥数控机床按数控程序的内容加工出合格的零件。数控程序编写的如何，直接影响零件加工质量。 数控编程分手工编程和自动编程。手工编程是由人工完成刀具轨迹计算及加工程序的编制工作。当零件形状不十分复杂或加工程序不太长时，采用手工编程方便、经济。自动编程是利用计算机通过自动编程软件完成对刀具运动轨迹的计算、加工程序的生成及刀具加工轨迹的动态显示等。对于加工零件形状复杂，特别是涉及三维立体形状或刀具运动轨迹计算繁琐时，常采用自动编程。 根据次我所选择加工的零件形状特点我选择的是手动编程和自动编程来完成本次的零件。 3.2双面型腔零件数控加工程序的手动编写 3.2.1双面型腔零件上下表面A、F编程 该零件上下表面A、F的加工面积较大，且有较高的表面粗糙度要求，为保证零件的加工精度，提高加工效率，铣零件上下表面A、F时采用φ80面铣刀手动粗加工，精加工用机器自动加工。其精加工程序如下表3.1所示： 表3.1 铣平面的程序编制 O0001(φ80面铣刀精铣面) N10G54 G90 G15 G40 G69 M03 S600; N20G00 Z100; N30X-130 Y20 Z10 ; N40G01 Z-0.2 F50; N50X130; N60Y-20; N70X-130; N80G00 Z100; N90M05; N100M30; 3.2.2零件上表面A各个图形的加工 1．φ2中心钻定位4×φ10、2×φ12的通孔以及φ12、φ10麻花钻钻孔 该零件下表面F有4×φ10、2×φ12的通孔，先用φ2中心钻定位，然后再用麻花钻粗钻，程序如下表3.2所示。 表3.2中心钻定位的程序编制 O0002(φ2中心钻定位孔) N10G54 G90 G40 G69 G15 G80 M03 S3200; N20G99 G83 X45 Y6 Z-0.5 R5 F160; N30X-45; N40Y-44; N50X45; N60X17.5 Y37; N70G98 Y-37; N80M05; N90M30; O0003 (φ11.8麻花钻钻孔) N10G54 G90 G40 G69 G15 G80 M03 S700; N20G99 G83 X17.5 Y37 Z-32 R5 F100; N30G98 Y-37; N40M05; N50M30; O0004 (φ10麻花钻钻孔) N10G54 G90 G40 G69 G15 G80 M03 S800; N20G99 G83 X45 Y44 Z-32 R5 F100; N30X-45; N40Y-44; N50G98 X45; N60M05; N70M30; 2．φ12铰刀铰2×φ12通孔至规定尺寸 因为2×φ12通孔内表面有较高的表面粗糙度要求，故选用φ12铰刀铰2×φ11.8至规定尺寸，程序如下表3.3所示。 表3.3 铰刀铰孔的程序编制 O0005(φ10的铰刀铰孔) N10G54 G90 G15 G40 G69 G80 M03 S300; N20G99 G85 X17.5 Y37 R5 Z-32 F30; N30G98 Y-37; N40M05; N50M30; 3.3 双面型腔零件数控加工程序的自动编程 进入加工模块的步骤如下： 1.启动NX6.0。点击UG NX6.0的图标，进入UG NX6.0界面。 2.打开模型文件。在主菜单中选择【文件】/【打开】命令，在系统自动弹出的“打开”对话框中选择正确的路径和文件名，单击“OK”按钮，打开零件模型。 3.工作坐标系原点的确认。使用“视图”工具条上的“顶部”（俯视图）和“前视图”（主视图）按钮来观察和确认工作坐标系原点在毛坯的顶面正中位置上。如果工作坐标系原点不符合要求，可以对零件模型进行移动。 4.进入加工模块。使用快捷键（Ctrl+alt+m）进入UG NX6.0 CAM模块，系统自动弹出如图所示的“加工环境”对话框，如图3-1所示。进行加工环境的初始化设置，选择“mill-contour（轮廓铣）”，单击对话框中的“确定”按钮进入加工模块。 图 3-1 加工环境 图 3-2 创建程序 3.3.1创建程序 在操作导航器的空白处单击鼠标右键，系统弹出快捷菜单，在该快捷菜单中选择“程序顺序视图”命令。在【插入】工具栏上单击【创建程序】图标系统将弹出的“创建程序”对话框，如图4-2，单击“确定”按钮，则在“NC_PROGRAM”目录下创建了一个程序“PROGRAM_1”。 3.3.2创建刀具 在操作导航器的空白处单击鼠标右键，系统弹出快捷菜单，在该快捷菜单中选择“机床视图”命令。在【插入】工具栏上单击【创建刀具】按钮，系统弹出如图3-3所示的“创建刀具”对话框， 图 3-3 创建刀具 图3-4 铣刀参数 选择“类型”为“mill-contour”（轮廓铣），在“刀具子类型”下选择“MILL”（铣刀），在“名称”文本框中输入“D6”，单击对话框中的“确定”按钮，系统弹出如图所示的“3-4”对话框，在“直径”文本框中输入“6”，在“长度”文本框中输入“75”，在“刀刃长度”文本框中输入“50”,在“刀刃”文本框中输入“3”。以同样方法创建“D8”和“D5” 的键槽刀具和“D6R3”的球刀。 3.3.3创建几何体 在操作导航器的空白处单击鼠标右键，系统弹出快捷菜单，在该快捷菜单中选择“几何视图”命令。在操作导航器中出现图标，用鼠标左键双击图标，系统弹出如图3-5所示的“Mill orient”对话框。 图3-5 Mill Orient 图 3-6 CSYS 在对话框中的“安全设置选项”选择“自动”、“安全距离”文本框内输入“20”。在“Mill orient”对话框中单击“CSYS”按钮，系统弹出如图3-6所示的“CSYS”对话框，在该对话框中的“参考”下拉列表框中选择“WCS”选项，使工作坐标系与工件坐标系重合。分别单击两个对话框中的“确定”按钮。 在【插入】工具栏上单击【创建几何体】按钮，系统弹出如图3-7所示的“创建几何体”对话框，输入名称，单击“确定”按钮，系统弹出“工件”对话框： 图 3-7 创建几何体 图 3-8 工件 （1）指定部件。在如图3-8所示的“工件”对话框中单击“指定部件”按钮，系统弹出如图3-9所示的“部件几何体”对话框，在该对话框中选中“几何体”单选按钮，在“过滤方法”下拉列表框中选择“体”选项，单击“全选”按钮，选择图形区所有可见的零件几何体模型，单击鼠标中键，返回“铣削几何体”对话框。 （2）指定毛坯。在如图3-8所示的“工件”对话框中单击“指定毛坯”，系统弹出如图3-10所示的“毛坯几何体”对话框，在该对话框选中“自动块”，点击确定，返回“铣削几何体”对话框，单击鼠标中键，结束几何体的选择。 图 3-9 部件几何体 图 3-10 毛坯几何体 3.3.4创建操作 在操作导航器的空白处单击鼠标右键，系统弹出快捷菜单，在该快捷菜单中选择“加工方法视图”命令，双击“MILL_ROUGH”图标，系统弹出如图3-11所示的“铣削方法”对话框，设置“部件余量”为0.3mm、“内公差”为0.2mm、“外公差”为0.2mm。 图 3-11 铣削方法 图 3-12 创建操作 单击【插入】工具栏上的【创建操作】图标，系统自动弹出如图3-12所示的“创建操作”对话框，选择“类型”为“mill-contour”，选择“操作子类型”为“CAVITY-MILL”（型腔铣），“程序”、“刀具”、“几何体”、“方法”和名称分别设置为“PROGRAM”、“D6”、“WORKPIECE”、“MILL-ROUGH”、“KAICU”，单击对话框中的“确定”按钮将打开如图3-13所示的“型腔铣”对话框。 3.3.5指定切屑区域 在“型腔铣”对话框中单击【指定切削区域】图标，系统弹出“切削区域”对话框，选择切削区域如图3-14所示。单击确定键，返回“型腔铣”对话框。 图3-13 型腔铣 图3-14 指定切削区域 3.3.6刀轨生成 （1）切削模式。在“切削模式”下拉列表中选择“跟随周边”。 （2）歩距。在“歩距”下拉列表选择“%刀具平直”。 （3）平面直径百分比。在“平面直径百分比”文本输入框中输入“65”。 （4）全局每刀深度。在“全局每刀深度”文本输入框中输入“0.2”。 （5）切削参数。在“型腔铣”对话框中点击【切削参数】图标，系统弹出“切削参数”对话框，“策略”选项卡参数如图3-15所示，设置“切削方向”为“顺铣”、“切削顺序”为“深度优先”、“图样方向”为“向内”、“壁清理”为“自动”，并选中“岛清理”，“余量”选项卡参数如图3-16所示，不使用“底部面和侧壁余量一致”，部件侧面余量采用“0”，部件底部面余量采用“0.3”，“内公差”为“0.2”，“外公差”为“0.2”。 图3-15 策略图 图3-16 余量图 （6）非切削移动。在“型腔铣”对话框中单击【非切削移动】图标，系统弹出“非切削移动”对话框，在开放区域设置进刀类型为“圆弧”。 . （7）进给和速度。在“型腔铣”对话框中单击【进给和速度】图标，系统弹出“进给和速度”对话框，设置“主轴速度（rpm）”为“1600”、“进给率（mmpm）”的“切削”为“960”，在更多中设置“进刀”为“800”，单击鼠标中键，返回“型腔铣”对话框。 （8）在“型腔铣”对话框中指定了所有的参数后，单击对话框底部操作组的【生成】图标，生成如图3-17所示的型腔铣粗加工刀轨。 图3-17 粗加工刀轨 图3-18 粗加工效果图 单击“型腔铣”对话框底部操作组的【确认】图标。系统弹出“刀轨可视化”对话框，选择“2D动态”，单击播放按钮，型腔铣粗加工效果如图3-18所示。确认刀轨正确后，单击对话框中的“确定”按钮关闭对话框，完成型腔铣操作的创建。 3.3.7后处理 在操作导航器中选择“KAICU”，再单击【操作】工具栏上的【后处理】图标，系统弹出如图3-19所示的“后处理”对话框， 图3-19 后处理 图3-20 程序 在对话框的“后处理器”下选择“Fanuc_0i_mate”，在“输出文件”下设置好文件的存放路径和文件名，在“单位”下拉菜单中选择“公制/部件”，选中“列出输出”单选项，单击对话框中的“确定”按钮，在文件的存放目录下产生的NC程序文件如图3-20所示，单击“文件”将粗加工的NC程序保存为文本文档格式。 3.4双面型腔零件A面精加工的自动编程 3.4.1创建操作 单击【插入】工具栏上的【创建操作】图标，系统弹出如图3-21所示的“创建操作”对话框，选择“类型”为“mill-contour”，在操作子类型中选择“等高轮廓铣”，在刀具中选择“D6”、“D6R3”，在几何体中选择“WORKPIECE”，在方法中选择“MILL_FINISH”,在名称栏中输入“JINGJIAGONG”。 图3-21创建操作 3.4.2指定切削区域 系统弹出“深度加工轮廓”对话框，单击【指定切削区域】图标，系统弹出“切削区域”对话框，选择切削区域如图3-23所示，单击确定键，返回“深度加工轮廓”对话框如图3-22所示。 图3-22 深度工轮廓 图3-23指定切削区域图 3.4.3生成刀轨 （1）全局每刀深度。在“深度加工轮廓”对话框中找到全局每刀深度对话框输入“0.2”，在最小切削深度对话框输入“0.1”。 （2）切削参数。在“深度加工轮廓”对话框中点击【切削参数】图标，系统弹出“切削参数”对话框，“余量”选项卡，部件侧面余量为“0”，底面余量为“0”,内公差为“0”，外公差为“0.035”。 （3）非切削移动。在“深度加工轮廓”对话框中单击【非切削移动】图标，系统弹出“非切削移动”对话框，选择“进刀”，在开放区域的下拉菜单中选择“圆弧”，其他不变。 （4）进给和速度。在“深度加工轮廓”对话框中单击【进给和速度】图标，系统弹出“进给和速度”对话框，设置“主轴速度（rpm）”为“3000”、“进给率（mmpm）”的“切削”为“600”，在更多中设置中进刀设为“200”，其余不变，单击鼠标中键，返回“深度加工轮廓”对话框。 （5）在“深度加工轮廓”对话框中指定了所有的参数后，单击对话框底部操作的【生成】图标，生成如图3-24所示的倒角加工刀轨。 图3-24精加工刀轨 图3-25 精加工效果图 单击“深度加工轮廓”对话框底部操作组的【确认】图标。系统弹出“刀轨可视化”对话框，选择“2D动态”，单击播放按钮，倒角加工效果如图3-25所示。确认刀轨正确后，单击对话框中的“确定”按钮关闭对话框，完成深度加工轮廓的创建。 3.4.4后处理 在操作导航器中选择“JINGJIAGONG”，再单击【操作】工具栏上的【后处理】图标，系统弹出“后处理”对话框，在对话框的“后处理器”下选择“Fanuc_0i_mate”，在“输出文件”下设置好文件的存放路径和文件名，在“单位”下拉菜单中选择“公制/部件”，选中“列出输出”选项，单击对话框中的“确定”按钮，在文件的存放目录下产生的NC程序文件如图3-26所示，单击“文件”将加工倒角的NC程序保存为文本文档格式。 图3-26程序 3.5 双面型腔零件F面型腔铣削的自动编程 3.5.1创建操作 单击【插入】工具栏上的【创建操作】图标，系统弹出如图所示的“创建操作”对话框，选择“类型”为“mill-contour”，选择“操作子类型”为“CAVITY-MILL”（型腔铣），在程序的下拉菜单中选择“PROGRAM”，在刀具中选择“D7”，在几何体中选择“WORKPIECE”，在方法中选择“MILL-ROUGH”,在名称栏中输入“JINGJIAGONG2”，如图3-27所示， 图3-27 创建操作 3.5.2指定切屑区域 在如图3-28所示的“型腔铣”对话框中单击【指定切削区域】图标，系统弹出“切削区域”对话框，选择切削区域如图3-29所示，单击确定键，返回“型腔铣”对话框。 图 3-29 指定切削区域 图 3-28型腔铣 3.5.3刀轨生成 （1）切削模式。在“切削模式”下拉列表中选择“跟随周边”。 （2）歩距。在“歩距”下拉列表选择“%刀具平直”。 （3）平面直径百分比。在“平面直径百分比”文本输入框中输入“65”。 （4）全局每刀深度。在“全局每刀深度”文本输入框中输入“0.2”。 （5）切削参数。在“型腔铣”对话框中点击【切削参数】图标，系统弹出“切削参数”对话框，单击“策略”选项卡，设置“切削方向”为“顺铣”、“切削顺序”为“深度优先”、“图样方向”为“向内”、“壁清理”为“自动”；单击“余量”选项卡，不使用“底部面和侧壁余量一致”，部件侧面余量采用“0”，部件底部面余量采用“0.3”，“内公差”为“0.2”，“外公差”为“0.2”。 （6）非切削移动。在“型腔铣”对话框中单击【非切削移动】图标，系统弹出“非切削移动”对话框，在封闭区域设置进刀类型为“螺旋”，倾斜角度设置为“9”。 （7）进给和速度。在“型腔铣”对话框中单击【进给和速度】图标，系统弹出“进给和速度”对话框，设置“主轴速度（rpm）”为“2000”、“进给率（mmpm）”的“切削”为“400”，在更多中设置“进刀”为“200”，单击鼠标中键，返回“型腔铣”对话框。 （8）在“型腔铣”对话框中指定了所有的参数后，单击对话框底部操作组的【生成】图标，生成如图3-30所示的型腔铣削加工刀轨。 图 3-30铣削工刀轨 图 3-31 铣削工效果图 单击“型腔铣”对话框底部操作组的【确认】图标。系统弹出“刀轨可视化”对话框，选择“2D动态”，单击播放按钮，型腔铣粗加工效果如图3-31所示。确认刀轨正确后，单击对话框中的“确定”按钮关闭对话框，完成型腔铣操作的创建。 3.5.4后处理 在操作导航器中选择“KAICU2”，再单击【操作】工具栏上的【后处理】图标，系统弹出“后处理”对话框，在对话框的“后处理器”下选择“Fanuc_0i_mate”，在“输出文件”下设置好文件的存放路径和文件名，在“单位”下拉菜单中选择“公制/部件”，选中“列出输出”选项，单击对话框中的“确定”按钮，在文件的存放目录下产生的NC程序文件如图3-32所示，单击“文件”将铣削加工的NC程序保存为文本文档格式。 图 图 3-32 程序 第四章 总结与展望 4.1总结 时至今日，毕业设计终于画上了圆满的句号。毕业设计的整个过程，有苦也有甜，不过乐趣也尽在其中！ 通过做这次毕业设计，使我对大学三年的学习有了更进一步的认识，也更加系统的考核了我对所学专业知识的掌握程度及运用能力。首先从零件工艺分析入手，审查零件图，明确零件各部分的尺寸和精度要求，根据数控加工工艺性，正确选择加工方法、加工路线，合理选择刀具和切削用量，按照加工工艺步骤编写数控加工程序。 对于本次的毕业设计主要完成了以下工作： 本课题设计的双面型腔零件属于凹槽类零件,设计主要完成了以下工作： （1）介绍了数控加工工艺基础知识； （2）用CAD软件绘制了完整的零件图； （3）用UG软件绘制了完整的实体图； （4）对零件的数控工艺进行了详细的分析，审查了零件图的完整性和结构合理性，分析了零件的技术要求，包括加工表面的尺寸精度要求、相互位置精度要求和表面质量要求,同时还分析了零件的材料,包括所选择的毛坯材质本身的机械性能和热处理状态,目的是为了判断其加工的难易程度,为选择刀具材料和切削用量提供依据； （5）根据零件图选择毛坯,由于该零件的切削余量小且均匀,故选45钢方； （6）定位基准的选择； （7）查阅相关书籍,结合零件本身计算切削三要素； （8）制定了零件的加工路线，划分了零件的加工工序、加工工步； （9）合理的选择了加工设备、加工刀具和夹具，制定装夹方案； （10）制定了零件的工序卡片及刀具卡片； （11）运用手工编程编写该零件数控加工程序； 4.2展望 为了保证上下表面的平行度要求，装夹时工件和平口虎钳接触面及等高垫块之间不能有碎削，装夹前应用气枪吹干净。不然会影响到端面的平整。必要时，需用百分表找平。开槽的铣刀直径较大，进刀速度不能过快慢，防止粘刀。加工侧面时，为保证侧面与上下表面的垂直度要求，工件装夹时要放平，同时需对侧面打表，使侧面的垂直度在正负2μm之内。 在加工过程中有一段时间零件的表面精度总是达不到要求，这个问题一直困扰着我，我查了很多资料想了很多方法都无效，请教了孙老师之后才发现我的思路就是不对的，老师给了我很多建议又帮我找了几本有关资料，最后发现是刀具的选择、主轴转速与进给速度的参数选择不合理，在试切中经反复调试之后，最终解决了这一问题。还有一个很重要的问题，这是加工过程中的关键。就是在加工时装夹要正确，因为在装夹时没有其他定位装置，只有平口虎钳，因而在第一次装夹时毛坯件所加工的余量要保证足够。 虽然在做毕业论文的过程中遇到很多问题，但是我通过查阅书籍和询问老师解决了这些问题。在我徜徉书海查找资料的日子里，面对无数书本的罗列，最难忘的是每次找到所需要的资料时的激动和兴奋。为了论文我曾赶稿到深夜，但看着亲手打出的一字一句，心里满满的只有喜悦，毫无疲惫。这段旅程看似荆棘密布，实则蕴藏着无尽的宝藏。我从资料的收集中，掌握了很多知识，让我对我所学过的知识有所巩固和提高，并且让我对当今数控最新发展技术有所了解。在整个过程中，我学到了新知识，增长了见识。在今后的日子里，我仍然要不断地充实自己，争取在所学领域有所作为。 脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我想这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来的学习和工作有很大的帮助。 在未来我将不会忘记曾经帮助过我的老师、同学和朋友，我会继续努力，脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习，为社会做出自己的一点贡献，不辜负老师对我的栽培。 致 谢 在论文完成之际，我首先向关心帮助和指导我的邹强导师表示衷心的感谢！ 在论文工作中，遇到了关于毕业设计论文的选题审题以及论文的编写问题，一直得到邹老师的亲切关怀和悉心指导，使我找到了论文编写的前进方向，为我的论文的编写铺下了坚实的道路。邹老师以其严谨的治学态度和敬业精神深深的感染了我对我的工作学习产生了深渊的影响，我将终生难忘。再一次向他表示衷心的感谢，感谢他为学生营造的浓郁学术氛围，以及学习、生活上的无私帮助! 值此论文完成之际，谨向邹强老师致以最崇高的谢意! 这三年来感谢淮安信息职业技术学院机电系的老师对我专业思维及专业技能的培养，他们在学业上的心细指导为我工作和继续学习打下了良好的基础，在这里我要像诸位老师深深的鞠上一躬！在我即将完成学业之际，我深深地感谢我的家人给予我的全力支持！ 即将结束在此学习的生活，相信等待我的是一片充满机遇、风险与快乐的土地；也相信我和同仁们的事业必将如涅磐之凤、浴火之凰；更加相信，不朽的民族精神终将引领我们创造新的奇迹！ “风雨不改凌云志，振衣濯足展襟怀。行方智圆煅内蕴，海阔天空铸宏图。” 参考文献 1. 刘鹏主编.数控铣床编程100例[M].北京:机械工业出版社,2012.27-50 2. 王明红主编.数控技术[M].北京:清华大学出版社,2009.70-135 3. 张明建，杨世成主编.数控加工工艺规划[M].北京:清华大学出版社，2009.21-55 4. 赵生超，李锡江主编.中文版UGNX6经典学习手册[M].北京:兵器工业出版社,2009.168-203 5. 刘永利主编.数控加工工艺[M].北京:机械工业出版社,2011.6-42 6. 朱立义主编.AutoCAD项目化教程[M].苏州:苏州大学出版社,2010.58-83 7.关雄飞主编.数控加工工艺与编程[M].北京:机械工业出版社,2011.120-136 8. 游贤容.数控铣床编程时刀具半径补偿指令及运用[J] .《考试周刊》2009年第06期.7-9 附录1 零件图 QQ 29467473 | 
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