毕业设计——UPSU Cooling rib零件的加工工艺分析

1、 UPSU Cooling rib零件的加工工艺分析 目录【摘要】1引言1一、UPSU Cooling rib零件的实体建模1（一）UPSU Cooling rib零件的图形分析1（二）NX软件的建模过程2二、UPSU Cooling rib零件的工艺分析5（一）工艺路线标准5（二）零件的材料选择与毛坯的制定6（三) 加工机床的介绍与选择6（四）定位基准的选择及原则7（五）夹具、刀具、量具的选择7（六）工序卡片拟定9三、UPSU Cooling rib零件的程序编制9总 结11参考文献12谢辞13【摘要】数控加工技术的发展是日新月异，论文研究了UPSU Cooling rib零件的数控加工工艺

2、，在UG中创建UPSU Cooling rib零件的三维模型，设计数控加工工序并编制加工程序。只有学会选择正确的加工方法和设计合理的工艺步骤才能保证能在最短的时间内用最少的具加工出最优良的产品，只有这样充分体现加工中心的优点，节省企业的资源以及提高企业的竞争力。【关键词】：UPSU Cooling rib零件；三维建模；加工工艺引言毕业论文是专业教学中所不可或缺的重要环节。毕业设计的目的是：通过论文的撰写，让我们学会如何综合的运用我们学到的基础以及专业的理论知识和学习到的相关软件知识，去剖析和解答本专业知识内的各类技术问题的能力，从而培养我们正确的建立产品的设计思路，懂得翻阅工具书，熟练运用数

3、控加工工艺的基本程序，方法和所需规范。 本次毕业论文选择的课题为UPSU Cooling rib零件的加工工艺分析。这次毕业论文让我进一步的了解了机械制图的基础知识，同时也为我们将来可能面对的制图工作做了一个良好的开端。也让我的实践能力得到了一个很好的练习机会，做到了学以致用。它是对我专业技能的重要训练和知识水平的一次全面认知，是学生毕业资格认定的不可或缺的依据，并为我以后步入工作岗位打下了坚固的理论基石和必要的实践体会。普通机床靠普通丝杠螺母和齿轮之间的传动，由于各运动副间存在无法避免缝隙，自动化程度不够高以及需要人力的操作，产品的加工精度有时候不得不取决于工人的作业水平，只适用于单件以及小

4、批量的生产。数控机床则是依靠步进电机来带动滚珠丝杠进行传动，因为滚珠丝杠能够有过盈量，传动不存在间隙，加工精度能够高出很多，加工方面更加可靠与稳定。而且通过使用编程软件，CAD/UG的方法能够给出精准、可信的刀具路径，可以在工件实体上进行直接加工。我的毕业课题取材来源于兴化星宇有限公司，本论文的重点在于介绍UPSU Cooling rib零件的三维建模与加工工艺分析。 一、UPSU Cooling rib零件的实体建模（一）UPSU Cooling rib零件的图形分析图1为UPSU Cooling rib零件的图纸，零件长130mm，宽40mm，高15mm。其中槽的尺寸要求较高，需要注意精度

5、。UPSU Cooling rib零件包括了铣槽、打孔以及攻螺纹等相对复杂的加工。 图1 UPSU Cooling rib零件的图纸（二）NX软件的建模过程1、由filenew,建立一个名为biyelunwen而单位为mm 的新文件，进入modeling 环境。2、进入草图工作环境，在XC-YC 平面上建立草图平面。绘图操作如下图2所示。图2 草图3、点击完成草图。将草图中的矩形拉伸，【起始】值为“0”【结束】值为“15”，如下图3所示。图3 草图拉伸效果图4、在原有的图形上创建新的草图如下图4所示。图4 型腔的草图5、按照第3步骤重复使用，将草图拉伸，【起始】值为“0”【结束】值分别为“-3

6、”、“-0.6”如下图5所示。图5 草图拉伸效果图6、打一个螺纹孔如图6所示。图6 螺纹孔 7、侧面创建草图，确认两个埋头孔的中心点位置，如图7所示。图7 埋头孔中心点8、打两个埋头孔，如图8、图9所示。图8 左埋头孔图9 右埋头孔 二、UPSU Cooling rib零件的工艺分析 （一）工艺路线标准1、应使零件上的各尺寸精度、位置精度、表面粗糙度、以及各项相关要求均能得到充分的保障，因此可行的加工方法要合理。2、制定工艺规程时要尽可能采用高效科学的加工技术来确保生产的高效化，如自动化机床，数控加工中心等。3、注意原材料的耗损以及工时的使用以此来确保优良的经济性，使用生产率较高的设备与工艺装

7、备时同时也要适应生产纲领。4、要尽量减轻工人的劳动强度，创造良好的文明劳动条件。5、要努力展现企业的价值，改善当前的生产布局，进一步削弱薄弱环节的影响。6、要缩短工艺装备的设计制造周期，使产品能尽量投产。（二）零件的材料选择与毛坯的制定零件材料根据图纸要求为铝6061-T6，考虑到加工的方便，我们选择140×50×20mm的料来做零件的毛坯。（三) 加工机床的介绍与选择1、加工中心(Machining Center）简称MC，主要用于加工形状相对较为复杂的产品以数控系统与机械设备组合而成的自动化机床。加工中心包含具有自动换刀功能的刀库从而可以对一次装夹的产品进行多工序加工。

8、加工中心也是机电一体化的产物，数控系统能控制机床按不同工序自动更换刀具并自行对刀、对主轴转速、进给量等进行智能改变，可直接进行钻、铣、铰、攻丝等多种工序，对工件装夹、测量和机床调整等辅助工序时间进行了有效的缩短，在我们加工精度较高，形状复杂的工件时有着很好的经济性。2、考虑到加工条件和实施的方便性，我们决定采用型号为Hanland XH715D的加工中心，如图10所示。图10 Hanland XH715D的加工中心（四）定位基准的选择及原则定位基准的选择决定了零件的定位基面。通过选定基面是否加工来加以区分粗、精加工。在刚开始加工的时候，当定位基准只能取没有加工的表面时，称之为粗基准。相对应的如

9、果是取已加工过的工件表面的话，则称为精基准。1、粗基准的选择原则粗基准必须具备的基础条件有：各加工面的余量的分配的合理，加工面之间的位置必须得到确保以及能够为之后的工艺步骤提供相应的精基准。具体的选择原则可参照以下几条原则：（1）非加工表面原则：为了加工面、不加工面的位置要求得到确保，粗基准必须选择不加工面。（2）加工余量最小原则：为了确保各加工表面有充足的加工余量应该以其中余量最小的表面作为粗基准。（3）重要表面原则：为保证重要表面的加工余量均匀，粗基准应选择重要加工面以确保重要表面有着均匀的加工余量。（4）不重复使用原则：粗基准面没有加工的时候，其表面实非常粗糙的，当进行第二次装夹的时候，

10、可能产生定位误差，因为第二次装夹的时候其位置相对于第一次肯定发生了来了变化。（5）便于工件装夹原则：能够准确的定位且牢牢夹紧是作为粗基准的表面的基本要求，不应该存在缺口、飞边等缺陷。2、精基准的选择原则（1）基准重合原则：定位基准应选择加工表面的设计基准，因为这样可以相对简单的得到加工表面对设计基准的相对位置精度要求。（2）统一基准原则：当某组精基准定位对工件加工时，能够相对简单地加工其它表面时，应该考虑采取这组精基准定位用于多数的工序中。（3）互为基准原则：有时候我们加工的工件上存在着两个表面，它们间相互位置精度的要求非常高，则以两个表面，互相作为基准，进行反复地加工，从而确保位置精度要求。

11、（4）自为基准原则：当工件精加工或光整加工工序时，其余量的要求是尽量小、均匀，定位基准的选择应该是加工表面其本身。（5）便于装夹原则：精基准应该确保工件能够安装牢靠且夹具的操作应该尽可能的便宜。 鉴于我们的加工工序，SUPU Cooling rib零件的粗基准为毛坯的下端面，精基准为加工好的的上端面。（五）夹具、刀具、量具的选择1、夹具的选择夹具设计的是否合理是保证工件能否顺利完成的基本要素，为了能够方便的安装工件、确保达到加工精度的要求，合理设计的夹具是不可或缺的。所以，在设计夹具的时候，必须要考虑以下几个要点：（1）工件的定位基准和对夹紧的要求：因为加工中心是多工序集中加工，所以工件在一次

12、装夹中需要进行粗铣、粗镗、精铣、精镗等一系列的操作步骤，从而对于夹具的要求是不仅能承受较大的切削力度而且要让定位要精准。（2）刀具运动轨迹是在设计夹具的时候不能忽视的重点：夹具不能出现在各工序加工中心刀具的刀轨上。当我们使用端面铣刀加工零件时，在进刀、出刀轨迹设定上要非常注意，因为夹具的压紧螺栓和压板极有可能在刀轨之上，造成撞刀。（3）夹紧变形问题：粗加工零件时，因为粗加工切料量较多，零件受压较大从而要增加夹紧力的强度，力度的加大则极有可能导致工件被夹至形变，针对这个问题，我们必须尽可能的让夹紧点和支撑点在相近位置。（4）拆装的简易化：夹具有液压、气动和手动三种夹紧方式。如果零件的毛坯符合标准

13、的话，液压、气压这两类可以让我们更好的完成拆装工作。鉴于SUPU Cooling rib零件形状是比较规则的方块，所以就选择平口钳作为SUPU Cooling rib零件的夹具。2、刀具的选用根据SUPU Cooling rib零件的图形以及刀具的选择原则，选择刀具如表1所示。表1 加工中心刀具卡刀具号刀具材料刀柄型号刀具直径数量T01面铣刀硬质合金BT40 30T02立铣刀硬质合金BT40 20T03立铣刀硬质合金BT403T04麻花钻高速钢BT40 3.3T05麻花钻高速钢BT40 2.5T06丝锥高速钢BT404T07丝锥高速钢BT4033、量具的选用根据SUPU Cooling rib

14、零件的图形分析，选择工、量具如表2所示。表2 SUPU Cooling rib零件的工、量具名称规格精度数量备注平口钳1带表游标卡尺0150mm0.01mm1内径千分尺0.01mm1深度尺0.02mm1外径千分尺100125mm0.01mm1外径千分尺50100mm0.01mm1（六）工序卡片拟定根据前面分析的各项内容，拟定的数控加工工艺卡片如表3所示。表3 SUPU Cooling rib零件的工艺卡片零件SUPU Cooling rib零件产品名称及代号零件名称零件图号SUPU Cooling rib零件SUPU Cooling rib零件39号工序号程序编号夹具名称使用设备车间平口钳加工

15、中心工步号工步内容刀具号主轴转速/（r·min-1）进给速度/（mm·min-1）背吃刀量/mm1铣外轮廓T0110002002备注2翻身铣下表面T0212002000.53粗铣槽T03120020014精铣槽T0312002000.55钻M4-7H孔至尺寸ø3T041001000.56丝锥锥孔至ø4T0610010017翻身钻M4-7H孔至尺寸ø3T041001000.58丝锥锥孔至ø4T0610010019钻M3-7H孔至尺寸ø2T051001000.510丝锥锥孔至ø3T071001001三、UPSU Coo

16、ling rib零件的程序编制之前已经做过了NX的三维建模，在建好模的基础上，可以对零件进行仿真加工，并通过后处理进行自动编程。因内容较多，下面表4、表5是零件的部分加工程序。 表4 矩形槽加工程序%(矩形槽）N0250 G2 X-2.5689 Y.1666 I0.0 J.0393N0010 G40 G17 G90 G70N0260 G1 Y.1169N0020 G91 G28 Z0.0N0270 G2 X-2.5591 Y.1181 I.0098 J-.0382N0030 T03 M06N0280 G1 X2.5591N0040 G0 G90 X2.6378 Y.1844 S0 M03N02

17、90 G2 X2.5689 Y.1169 I0.0 J-.0394N0050 G43 Z.3937 H03N0300 G1 X2.6378 Y.0991N0060 Z.0787N0310 Z.0394N0070 G1 Z-.0394 F9.8 M08N0320 G0 Z.3937N0080 X2.5689 Y.1666N0330 Y.1844N0090 G2 X2.5591 Y.1654 I-.0098 J.0381N0340 Z0.0N0100 G1 X-2.5591N0350 G1 Z-.1181N0110 G2 X-2.5689 Y.1666 I0.0 J.0393N0360 X2.56

18、89 Y.1666N0120 G1 Y.1169N0370 G2 X2.5591 Y.1654 I-.0098 J.0381N0130 G2 X-2.5591 Y.1181 I.0098 J-.0382N0380 G1 X-2.5591N0140 G1 X2.5591N0390 G2 X-2.5689 Y.1666 I0.0 J.0393N0150 G2 X2.5689 Y.1169 I0.0 J-.0394N0400 G1 Y.1169N0160 G1 X2.6378 Y.0991N0410 G2 X-2.5591 Y.1181 I.0098 J-.0382N0170 Z.0787N0420

19、 G1 X2.5591N0180 G0 Z.3937N0430 G2 X2.5689 Y.1169 I0.0 J-.0394N0190 Y.1844N0440 G1 X2.6378 Y.0991N0200 Z.0394N0450 Z0.0N0210 G1 Z-.0787N0460 G0 Z.3937N0220 X2.5689 Y.1666N0470 M02N0230 G2 X2.5591 Y.1654 I-.0098 J.0381%N0240 G1 X-2.5591 表5 U型槽加工程序%（U型槽）N0260 G1 X-.0984N0010 G40 G17 G90 G70N0270 Y.610

20、2N0020 G91 G28 Z0.0N0280 Z.2008N0030 T03 M06N0290 G0 Z.4882N0040 G0 G90 X-.0984 Y.6102 S0 M03N0300 Z.189N0050 G43 Z.4882 H03N0310 G1 Z.0709N0060 Z.2008N0320 Y.5709N0070 G1 Z.0827 F9.8 M08N0330 X1.0236N0080 Y.5709N0340 G2 Y.374 I0.0 J-.0985N0090 X1.0236N0350 G1 X-1.2205N0100 G2 Y.374 I0.0 J-.0985N036

21、0 G2 Y.5709 I0.0 J.0984N0110 G1 X-1.2205N0370 G1 X-.0984N0120 G2 Y.5709 I0.0 J.0984N0380 Y.5118N0130 G1 X-.0984N0390 X1.0236N0140 Y.5118N0400 G2 Y.4331 I0.0 J-.0394N0150 X1.0236N0410 G1 X-1.2205N0160 G2 Y.4331 I0.0 J-.0394N0420 G2 Y.5118 I0.0 J.0393N0170 G1 X-1.2205N0430 G1 X-.0984N0180 G2 Y.5118 I0.0 J.0393N0440 Y.4764N0190 G1 X-.0984N0450 X1.0236N0200 Y.4764N0460 G2 Y.4685 I0.0 J-.004N0210