复杂零件的数控加工工艺分析及程序编制

1、州交通大学博文学院毕业设计（论文）论文题目：复杂零件的数控加工工艺分析及程序编制系专班学学指导教师:机电工程系机械设计制造及自动化机制1班nichousha大哥陈德道二零一七年六月兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）任务书姓名大哥学号nichousha专业机设班级机设1班指导老师陈德道职称副教授题目复杂零件的数控加工工艺分析及程序编制设本课题要求了解数控加工的原理、机床结构及机床操作方法；掌计握数控加工工艺分析方法，分析典型零件的加工参数，刀具选用及装任夹方法；掌握典型零件的数控加工程序编制方法。务零件图见附图要求1、完成给定零件的数控加工工艺过程分析，编制数控加工工艺卡；2、数控加工刀具选择

2、，编制刀具应用卡；3、数控加工工件装夹方式选择；4、编制加工程序编制；5、完成典型零件的数控加工仿真。经受文献1、数控工艺分析方面的资料。2、数控加工程序编制方面的资料。3、数控加工仿真方面的资料。进度安排2月29日一一3月6日资料准备。3月7日3月13日学习资料，分析设计要求，撰写开题报告。3月14-一一3月20日学习设计资料，修改开题报告，撰写设计提纲。3月21曰一一4月24日完成毕业设计第一稿。4月25曰一一5月8日修改第一稿，完成毕业设计第二稿。5月9日一一5月22日修改第二稿，完成毕业设计终稿。5月23日一一6月1日准备毕业答辩。指导教师意见日上指导教师叫猛传系主任同息签字陈缶道签章

3、兰州交通大学博文学院学生开题报告表课题名称复杂零件的数控加工工艺分析及程序编制课题来源导师指定课题类型AX导师陈德道学生姓名大哥学号nichousha专业机械设计制造及其自动化一、调研资料的准备1陈德道2张金敏3毕俊喜4陈明5关雄飞6赵婷主编数控技术及其应用.北京：国防工业出版社，2008.10主编单片机原理与应用系统设计.成都：西南交通大学出版社，2010.5主编数控系统及仿真技术.北京：机械工业出版社，2013.6主编机械制造工艺学.北京：机械工业出版社，2011.6主编数控加工工艺与编程.北京：机械工业出版社，2013.1主编数控加工仿真与自动编程技术.北京：机械工业出版社，2011.6

4、二、设计目的:了解数控加工的原理、机床结构及机床操作方法；掌握数控加工工艺分析方法，分析典型零件的加工参数，刀具选用及装夹方法；掌握典型零件的数控加工程序编制方法。三、设计要求：1、完成给定零件的数控加工工艺过程分析，编制数控加工工艺卡;2、数控加工刀具选择，编制刀具应用卡；3、数控加工工件装夹方式选择；4、编制加工程序编制；5、完成典型零件的数控加工仿真。四、思路与预期成果：1、复杂零件的数控加工工艺分析。2、逐步编写工艺卡、刀具应用卡及加工顺序3、完成零件的数控加工仿真。五、任务完成的阶段内容及时间安排:2月29日一一3月6日资料准备。7日3月13日14日3月20日21日4月24日学习资料

5、，分析设计要求，撰写开题报告。学习设计资料，修改开题报告，撰写设计提纲。完成毕业设计第一稿。4月25日一一5月8日5月9日5月22日5月23日一一6月1日修改第一稿，完成毕业设计第二稿修改第二稿，完成毕业设计终稿。准备毕业答辩。同意开题指导教师意见签名：陈德道2016年3月10课题类型和性质：（1）A工程设计；B技术开发；C一软件工程；D1理论研究；（2）X真实课题；Y模拟课题；Z虚拟课题（1）、（2）均要填，如AYBX等兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）学生自查表（中期教学检查用）学生姓名大哥专业机械设计制造及其自动化班级12机制（1）班指导教师姓名陈德道职称副教授课题名称复杂零件的数控加

6、工工艺分析及程序编制个人精力实际投入日平均工作时间8周平均工作时间40迄今缺席天数0出勤率%100%指导教师每周指导次数3次每周指导时间（小时）6学时备注随时答疑毕业设计（论文）工作进度（完成）内容及比重已完成主要内容%待完成主要内容%1、熟悉课题，收集借阅有关资料、粗拟开题人；2、对要加工的零件进行工艺分析；3、数控加工工艺的确定；60%1、对零件进行UG编程；2、论文格式的修改。40%存在问题1、对要加工的零件进行工艺分析较为简略；2、对零件进行UG编程还启缺陷。指导教师签字：陈德道2016年5月26日随着计算机技术的发展，数字控制技术已经广泛的应用于工业控制的各个领域，尤其在机械制造业中

7、应用十分的广泛。而中国作为一个制造业的大国，掌握先进的数控加工工艺和好的编程技术也是相当重要的。本文开篇主要介绍了数控技术的现状及其发展的趋势，紧接着对数控铳削加工工艺做了简要的介绍，使对数控铳削加工工艺有了一个总体的了解。接下来主要是对具体零件的加工工艺的分析，然后用软件指令进行数控编程加工，最终根据所编写的程序在数控机床上加工出对应的产品。关键词：数控，铳床，数控工艺，编程AbstractAsthedevelopmentofcomputertechnology,theNumericalControlTechnologyhasbeenwidelyappliedtovariousfieldso

8、findustialcontrol.especiallyinengineeringindustry.Andchinaisabigcountryinmanufacturing,somoreandmorechinesemasterthekonwledgeofnumericalcontrolprocessingandprogrammingtechnologyisveryimportant.Atfirst,thispapermainlyintroducesthestatusofNCandthedevelopmenttrend.Subsequently,theNCmillingprocesshasbee

9、nmadeabriefintroductionandmakepeoplemastertheknowledgeingeneral.Thenextpartisanalysistheprocessingofspecificofspecificparts,thenusetheCNCsimunationsoftwareinstructionsforprogramminganfsimulationprocessing.Finally,accrodingtotheprogram.machiningthecorrespondingproducts.Keywords：NCMillingmachine,NCPro

10、cessing,Programme1 .绪论1.1 数控技术的发展1.2 数控铳床的简介1.3 本课题研究的内容1.4 本课题研究的目的及意义2 .复杂零件的数控加工工艺分析2.1 复杂零件的零件图2.2 复杂零件的数控加工工艺分析与设计2.2.1 复杂零件的工艺分析2.2.2 零件毛坯的确定2.2.3 选择加工方法2.2.4 复杂零件的定位基准的确定2.2.5 复杂零件工艺路线的制定2.2.6 机床选择2.3 零件夹具的选择2.4 刀具选择2.5 切削用量的选择3 .复杂零件的加工工艺路线设计3.1 复杂零件切削用量的确定及工序卡片3.2 工序与工步的划分3.3 编程尺寸的确定3.4 对刀点

11、与换刀点的选择3.5 轮廓走刀路径4 .复杂零件加工程序编制4.1 编程简介4.2 UG编程简单介绍4.3 编程方法4.5 复杂零件数控加工程序总结致谢参考文献附录：1. 绪论1.1 数控技术的发展科学技术和社会生产的不断发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求，机械加工工艺的过程的自动化是实现上述要求的最重要的措施之一。它不仅仅能够提高产品的质量和生产系效率，降低生产成本，还能够大大改善工人的劳动强度。数控技术经过几十年的发展，还是有一大批高档数控系统的国产市场完全依靠进口，这样就会形成受益于人的局面。究其原因，国产中高端数控系统的差距主要表现在技术成熟度低、可靠性不高、质量不稳定

12、、精度不高，正因为如此，对于质量的保证才显得尤其重要。随着先进制造技术的发展，不仅要求机床具有优越的性能和高度的自动化功能，更要求具有性能与功能的维持性、可靠性、维修性和维修保障性，即要求机床具有可信性。数字控制(NumericalControl,NC,简称数控)机床就是在这样的背景下诞生与发展起来的。它极其有效地解决了上述一系列矛盾，为单件、小批生产精密复杂零件提供了自动化加工手段。我国数控系统研究起步于1958年，60、70年代研制了晶体管数控系统和集成电路数控系统，在这一段时间里，由于国外技术封锁和我国的基本条件限制，数控系统发展较慢。到70年代开始，数控技术在车、铳、钻、磨、齿轮加工、

13、电加工等领域全面展开，数控加一工一中心研制成功。我国在二十世纪八十年代初期通过引进、消化、吸收国外的先进技术，从美国、德国等国家引进了一些新技术，又在“七五”、“八五”、“九五”期间对伺服驱动技术进行重大科技项目攻关，取得了重大成果。代表我国当前数控机床水平的中华1型、航天1型数控系统已能够向国内各机床制造厂配套自身的数控系统所需的伺服系统，还应用于一些老设备的技术改造。1.2 数控铳床的简介数字控制(NumericalControl)技术，简称为数控技术，是一种自动控制技术，它用数字指令来控制机床的运动。数控铳床是在一般铳床的基础上发展起来的，两者的加工工艺基本相同，结构也有些相似，但数控铳

14、床是靠程序控制的自动加工机床，所以其结构也与普通铳床有很大区别。数控铳床是数控加工中一类重要的机床，它能够进行铳削、钻削、钱孔、忽孔、攻螺纹孔、切削螺纹等工艺过程；数控铳削加工中心则进一步具有刀库和自动换刀机构，在工件的一次装夹中，可以集铳、钻、链等加工为一体，对两个或两个以上的表面自动完成加工，生产效率高，加工质量好，适合箱体、立体曲面、型腔等非回转体的加工。数控铳削中心又有立式或卧式两种。数控铳床及其加工中心的编程有刀具半径自动补偿、刀具长度自动补偿和孔加工固定循环指令1.3 本课题研究的内容复杂零件的数控加工工艺分析及程序编制为本课题的研究内容，对此研究查阅的大量的资料，首先明白机械加工

15、工艺过程就是用切削的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质成为具有所需要的一定精度、粗糙度等的零件。1.4 本课题研究的目的及意义制造业是国民经济的命脉，机械制造业又是制造业中的支柱与核心。在现代社会生产领域中，计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助管理以及将它们有机地集成起来的计算机集成制造（CIM）已经成为现代企业科技进步和实现现代化的标志。用计算机辅助制造工程技术对我国传统产业进行改造，是我国制造业走向世界、走向现代化的必由之路。在国际竞争日益激烈的今天，作为计算机辅助制造工程技术基础的数控加工技术在机械制造业中的地位显得愈来愈重要。现在很多工业发达国家的数控化率可达30减上，

16、数控机床已成为机械制造业的主要设备。我国从1958年开始研制和使用数控机床，至今在数控机床的品种、数量和质量等方面得到了长足的发展。特别是在改革开放以来，我国数控机床的总拥有量有了显着的增加。数控加工技术的应用和普通机床的数控化改造已成为传统机械制造企业提高竞争力、摆脱困境的有效途径。数控机床是根据加工程序对工件进行自动加工的先进设备，工件的加工质量主要由机床的加工精度、工艺和加工程序的质量决定，基本上排除了机床操作人员手工操作技能的影响，但对操作者的综合素质提出了较高的要求。数控机床要按照数控加工程序自动进行零件的加工，必须由机床操作人员具体实施。可以说,数控加工工艺方案是通过机床操作人员在

17、数控机床上实现的，数控加工现场经验的积累又是提高数控加工工艺和数控加工程序质量的基础。从以上可以看出，本课题研究的目的在于设计比较经济的工艺规程，出合理的G代码程序，实现理论与实践的相结合，提高自己的素质和水平能够更加充分的利用数控机床加工。2. 复杂零件的数控加工工艺分析2.1 复杂零件的零件图图2-1零件图零件图纸工艺分析包括审查图纸、分析零件结构工艺性、吃寸精度、形位精度和表面粗糙度等零件图纸技术要求。该零件图纸的尺寸标注完整、正确，符合加工要求加工部位清楚明确。该加工材料钢，为结构对称的实心材料。加工内容有轮廓铳削、挖槽加工、钻孔等；加工内容设计随广但并不复杂，是典型的适合数控铳削类加

18、工的零件。该零件要求最高的粗糙度Ra为1.6医m要求较高；直径为45mnrfi勺凹槽垂直度为0.02mm,要求稍高；最高允许偏差为土0.1mm)2.2 复杂零件的数控加工工艺分析与设计加工工艺路线包括选择加工方法、划分加工阶段、划分工序、加工顺序的安排和确定进给加工路线等。根据该案例零件图纸的要求对厚度为1.57的薄壁和直径为45mm勺凹槽应该选择半精加工-精加工的加工方法，另外加工时为了不损坏薄壁而达到更高的精度，加工深度为8mnf口10mm勺凹槽时应留足够的精加工余量。根据加工方法该零件的加工工序划分按粗、半精、精加工分序法划分。加工顺序按先粗后精的的原则确定。根据零件工艺设计时，毛坯的选

19、择是指确定毛坯的种类、制造方法以及余量确定后的毛坯尺寸。零件材料为钢，根据技术要求，要求零件进行去毛刺的处理，即要求外形光洁且美观，根据零件的结构形状及外形尺寸以及生产纲领的大小可选择锻件。由零件凹模2-1图样尺寸分别为180x180x17,毛坯四面已铳好。而且零件毛坯材质是经过处理的钢具有较高的硬度，适合切削加工。该零件除了处理毛坯至图纸尺寸外其他的加工部位一次装夹可完成整个零件的加工。1、粗铳铳零件图的凹槽（型腔）：用中8立铳刀铳凹槽。将工件坐标系G54建立在工件的左下角上。在对凹槽铳削时，采用分层铳深方式进行，加工余量为0.3。再用6钻孔刀钻三个圆孔2、精铳用上述所说的加工工艺，同样用中

20、8立铳刀铳零件图的凹槽和6三个圆孔。去毛刺、清洗、检验、入库。选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合图纸要求，因此，粗基准选择毛坯的平面即可。根据凹台的加工，孔的加工的要求，定位基准选择底板的底面。选择粗基准时，主要考虑的是如何保证各加工表面有足够的余量，使之不加工。根据凹台的加工，孔的加工的要求，定位基准选择上压板板的底面。不同类型的零件应在不同的数控机床上加工，要根据零件的设计要求选择机床，数控车床适于加工形状比较复杂的轴类零件和由复杂曲线回转形成的模具内型腔。数控立式链、铳床和立式加工中心适于加工箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状

21、复杂平面或立体零件以及模具的内外型腔。数控卧式链、铳床和卧式加工中心适于加工各种复杂的箱体零件、泵体、阀体、壳体等。多坐标联动的卧式加工中心还可用于加工各种复杂曲线、曲面、叶轮、模具等。该课题零件尺寸不大加工也不是很难，因为需要换约4把刀来加工，而机床自动换刀可提高加工效率，再加上学校的实习资源有限，所以选用FANUC&口工中心。2.3 零件夹具的选择图2-3平口虎钳选用的是平口虎钳平口虎钳的特点：产品特点：1、耐用铸铁钳身，提供高强度夹持力。2、夹持稳定。3、镀铭涂层，有效防蚀。平口虎钳在钳台上安装时，必须使固定钳身的工作面处于钳台边缘以外，以保证夹持长条形工件时，工件的下端不受钳台

22、边缘的阻碍。即肘放在台虎钳最高点半握拳，拳刚好抵下颗，钳桌的长度和宽度则随工作而定。该零件只是单批生产，且加工工件的宽度尺寸自己有160mm在平口台虎钳的夹持范围之内，所以可以选用平口台虎钳找平口虎钳后进行工件装夹加工。2.4 刀具选择刀具选择主要根据加工零件余量的大小、结构特点、材质、热处理硬度、加工部位、尺寸精度、形位精度和表面粗糙度等零件图纸技术要求，结合刀具材料正确合理地选择刀具。该案例零件加工部位有外轮廓、挖槽加工、钻空、圆弧等,立铳刀（硬质合金）可以加工深度为10mm/20mml槽，槽底的精度Ra为3.2m容易达到；孔内精度Ra为1.6m要求较高难以保证，需要粗加工留有足够的加工余

23、量的同时要一半精加工一精加工；直径为45的圆槽垂直度为0.02mm要求稍高最后还需半精加工-精加工即可。其他的部位只需粗加工一半精加工一精加工，不会存在铳削平面接力痕迹问题，零件图纸要求的尺寸精度、形位精度和表面粗糙度也容易保证。表2-4复杂零件数控加工刀具卡片产品名称或代号零件名称零件图号序号刀具号规格名称数量加工表面备注1T0120mmS质合金面铳刀1毛坯、2T0212mniM质合金立铳刀1挖槽、两角平台、内型腔3T036硬质合金球头铳刀1倒角4T04mm6iM质合金中心钻1点孔5T0514mniM质合金钻头1钻孔6T0612mniM质合金1精像孔镶刀2.5 切削用量的选择(1)主轴转速的

24、确定主要根据允许的切削速度Vc(m/min)选取：1000VCn=一二D其中Vc-切削速度D-工件或刀具的直径(mm由于每把刀计算方式相同，现选取20mm的面铳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。铳削时切削速度查询实用数控加工手册得到下表。表2-5钢铳削时切削速度表工件材料硬度(HBSVc(m/min)高速钢铳刀硬质合金铳刀钢<22518-4266-150225-32512-3654-120325-4256-2136-75从理论上讲，咒的值越大越好，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

25、，获得较低的表面粗糙度值。但实际上由于花辐机、刀具等的限制，综合考虑：取粗铳时：Vc=28m/min精铳时：vc=35m/minC代入公式得到：n粗=450r/minn精=589r/min计算的主轴转速n要根据铳床有的或接近的转速选取取n粗=450r/minn精=589r/min同理计算412立铳刀：取n粗=350r/minn精=500r/min同理计算46求头铳刀：取n精=450r/min(2)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，对于立铳刀而言，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，

26、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，可能会超出铳床额定功率。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铳床的额定功率。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，铳刀材料、工件材料、刀具耐用度一定，允许的速度就一定，因此极限切削线速度也一定。切削进给速度F时切削时单位时间内工件与铳刀沿进给方向的相对位移，单位mm/min。它与铳刀的

27、转速n、铳刀齿数z及每齿进给量fZ(mm/zO的关系为:F=fzZN每齿进给量fz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，fz越小，反之则越大；工件表面粗糙度值越小，fz就越小；硬质合金铳刀的每齿进给量高于同类高速钢铳刀。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。刀每齿进给量fz选取：粗铳fz=0.11mm/z精铳fz=0.03mm/z铳刀齿数z=3上面计算出：n粗=450r/minn精=600r/min将它们代入式子计算。粗铳时：F=0.11X3X450=150mm/min精铳时：F=0.

28、06X3X600=120mm/min同理即可得出：球头铳刀进给速度：门精=750r/min铳刀齿数z=3F=240mm/min()12铳刀进给速度：门粗=350r/min门精=500r/min铳刀齿数Z=3F=115mm/minF=90mm/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。背吃刀量：背吃刀量是根据数控铳床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下,应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，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般留0.20.5mni总之，切削用量的具体数值应根据数控铳床性能、

29、相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。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. 复杂零件的加工工艺路线设计3.1 复杂零件切削用量的确定及工序卡片表3-1复杂零件数控加工工序如下表所示工序号程序编号夹具名称加工设备平口虎钳数控铳床车间工步号工步内容刀具号刀具规格(mm)1铳零件上表面T0132mm立铳刀主轴转速(r/min)进给速度(mm/min)背吃刀量(mm备注2中心钻钻孔T085mm钻头4501503预钻中16mml勺孔至11mmT0211mm钻头6001204预钻花瓶轮4-R8廓的拐角处T0511mm钻头3501155粗铳左右R45mm曲线轮廓T0320

30、mm立铳刀500906粗铳花瓶中100曲线内轮廓T0720mm立铳刀287114,7扩铳4-R8mm拐角处轮廓T412mm立铳刀500908粗铳花瓶曲线内轮廓T0812mm立铳刀8002649扩3-O16mnfL至15.9mmT0912mm立铳刀30013010精铳花瓶曲线内轮廓T1112mm立铳刀50011011精铳左右R45mm曲线轮廓T1012mm立铳750240刀3.2 工序与工步的划分(1)工序的划分在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。一般工序划分有以下几种方式：1)按零件装卡定位方式划分工序2)粗、精加工划分工序该零件挖槽加工时用先粗后精

31、的工序法划分(2)工步的划分工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工。为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序内又细分为工步。总之，工序与工步的划分要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。3.3编程尺寸的确定图3-3零件坐标图计算各节点所得坐标尺寸1(x-3.5,y7)9.(x-20.54,y-14.25)17.(x17.33,y-45)2(x-32.16,y12.1)10.(x-24.65,y-12.1)18.(x13.93,y-39.13)3x-24.65,y12.1)11.(x-32.16,y-12.1)19.(

32、x6.9,y-36.42)4(x-20.54,y14.25)12.(x-35,y-7)20.(x-6.9,y-36.42)5(x19.69,y15.4)13.(x29.17,y16.28)21.(x-13.93,y-39.13)6(x46.46,y5.8)14.(x38.73,y13.39)22.(x-17.33,y-45)7(x46.46,y-5.8)15.(x29.17,y-16.28)23.(x-17.33,y45)8(x19.69,y-15.41)16.(x38.73,y-13.39)24.(x-13.93,y39.13)25(x-6.9,y36.42)26.(x6.9,y36.42)

33、27.(x13.93,y39.13)28(x17.33,y45)3.4 对刀点与换刀点的选择对刀点“对刀点”就是在数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。由于程序段从该点开始执行，所以对刀点也叫“程序起点”或“起刀点”，所以我们将对刀点选在原点上50mn#o选择对刀点的原则是：1、要便于数学处理和简化程序编制2、在机床上找正容易；3、加工过程中检查方便；4、引起的加工误差小；对刀点可选在工件上，也可选在工件外面。必须与零件的定位基准有一定的尺寸联系。这样才能确定机床坐标系和工件坐标系的关系。换刀点加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”是指换刀的位置。我们设在原点上方50mm

34、£右处。刀具走刀线路设计对于数控铳床，刀具走刀线路又是指刀具运动的轨迹和方向，合理的选择走刀线路不但可以提高切削效率还可以提高零件的表面粗糙度。确定走刀路径应考虑以下几个方面：1、尽量减少进退的时间和其他辅助时间。2、洗削零件轮廓时，尽量采用顺铳方式，以提高表面精度。3、进退刀位置应选在不太重要的位置，刀具沿工件的切线进退刀，以免产生刀痕。4、走刀线路先铳外轮廓，再铳上平面，最后打孔。3.5 轮廓走刀路径定义：数控加工过程中刀具相对于被加工工件的运动轨迹。根据零件图样，确定走刀路线（即加工工时最短，又能保证质量），下面确定该走刀路线：表3-4复杂零件数控加工走到路线如下表所示数控加工

35、走刀路线图零件图号工序号工步号程序号0100机床型号程序段号加工内容铳轮廓周边共1页第1页编程校对审批符号含义抬刀下刀编程原点起刀点走刀方向走刀线相交爬斜坡较孔行切4.复杂零件加工程序编制4.1 编程简介数控编程分自动编程和手工编程。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。本文中所设计的空压机吸气阀盖头零件的凸台轮廓较复杂，加工工

36、艺繁琐，所需的程序多，因此选择用手工和自动编程编制4.2 UG编程简单介绍UG编程是指采用西门子公司研发的专业3D软件NXUG进行数控机床的数字程序的编制。是当前世界最先进、面向先进制造行业、紧密集成的CAID/CAD/CAE/CAlMC件系统，提供了从产品设计、分析、仿真、数控程序生成等一整套解决方案。UGCAM是整个UG系统的一部分，它以三维主模型为基础，具有强大可靠的刀具轨迹生成方法，可以完成铳削（2.5轴5轴）、车削、线切割等的编程。UGCAMb模具数控行业最具代表性的数控编程软件，其最大的特点就是生成的刀具轨迹合理、切削负载均匀、适合高速加工。另外，在加工过程中的模型、加工工艺和刀具

37、管理，均与主模型相关联，主模型更改设计后，编程只需重新计算即可，所以UG编程的效率非常高。UGCAME要由5个模块组成，即交互工艺参数输入模块、刀具轨迹生成模块、刀具轨迹编辑模块、三维加工动态仿真模块和后置处理模块，下面对这5个模块作简单的介绍。1）交互工艺参数输入模块：通过人机交互的方式，用对话框和过程向导的形式输入刀具、夹具、编程原点、毛坯和零件等工艺参数。2）刀具轨迹生成模块：具有非常丰富的刀具轨迹生成方法，主要包括铳削（2.5轴5轴）、车削、线切割等加工方法。本书主要讲解2.5轴和3轴数控铳加工。3）刀具轨迹编辑模块：刀具轨迹编辑器可用于观察刀具的运动轨迹，并提供延伸、缩短和修改刀具轨

38、迹的功能。同时，能够通过控制图形和文本的信息编辑刀轨。4）三维加工动态仿真模块：是一个无须利用机床、成本低、高效率的测试NC加工的方法。可以检验刀具与零件和夹具是否发生碰撞、是否过切以及加工余量分布等情况，以便在编程过程中及时解决。5）后处理模块：包括一个通用的后置处理器（GPM,用户可以方便地建立用户定制的后置处理。通过使用加工数据文件生成器（MDFG,一系列交互选项提示用户选择定义特定机床和控制器特性的参数，包括控制器和机床规格与类型、插补方式、标准循环等。UG编刀路这块相对来说比较不错，虽然参数有点多，但是很多可以设置模板，甚至简单的工件还可以自动编程。4.3 编程方法(1)手工编程手工

39、编程就是指数控编程内容的工作全部由人工完成。对加工形状较简单的工件，其计算量小，程序短，手工编程快捷、简单。对形状复杂的工件采用手工编程有一定的难度，有时甚至无法实现。一般来说，由直线和圆弧组成的工件轮廓采用手工编程，非圆曲线、列表曲线组成的轮廓采用自动编程。(2)自动编程自动编程(AutomaticPrograming),即：计算机辅助编程(ComputerAidedPrograming)。使用计算机进行数控机床程序编制工作，即由计算机自动地进行数值计算，编写零件加工程序单，自动地打印输出加工程序单，并将程序记录到穿孔纸带上或其他的数控介质上。4.4 复杂零件的自动编程粗铳内外轮廓(1)启动

40、NX6.0。双击UGNX6.0勺图标，进入UGNX6.CW面。(2)打开模型文件。在主菜单中选择【文件】一【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)进入加工模块。点击【开始】一【加工】命令，然后在【加工环境】中的“要创建的CAMS置”中选择“mill_contour”，点击“确定”，进入加工模块。工件原点坐标系的设置点击屏幕右下角【几何视图】，屏幕会弹出【操作导航器-几何】对话框，双击MCSMILL,对话框”按钮，系统弹出如图4-1所示的“CSYS对话框，在【机床坐标系】中的下拉菜单中选择“自动判断”，鼠标单击工件凸台上表面。在【

41、间隙】对话框的【安全设置选项】下拉菜单中选择“平面”，点击“指定平面”图标，鼠标点击工件凸台上表面，在“偏置”中输入10,点击“确定”。图4-1"CSYS对话框设置几何体(1)指定部件。在操作导航器中双击图标“WORKPIECE系统弹出如图4-2所示的“铳削几何体”对话框，在该对话框中单击“指定部件”按钮，系统弹出“部件几何体”对话框，在该对话框中选中“几何体”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“确定”，返回“铳削几何体”对话框。(2)指定毛坯。在如图4-2所示的“铳削几何体”对话框中单击“指定毛坯”，系统弹出“毛坯几何体”对话框，在该对话框选中“自动块

42、”选项，单击“确定”，返回“铳削几何体”对话框，单击鼠标中键，结束几何体的选择。(3)在屏幕右下角点击【加工方法试图】系统弹出如图所示的【加工方法】对话框，分别双击粗铳和精铳，设置粗铳“部件余量”为0.5mm“内公差”为0.05mm“外公差”为0.12mm精铳“部件余量”为0mm“内公差”为0.01mm“外公差”为0.01mm图4-2"铳削几何体”对话框创建刀具在屏幕右上角单击【创建刀具】按钮，系统弹出如图4-3所示的“创建刀具”对话框，选择“类型”为“mill-contour"(轮廓铳)，在“刀具子类型”下选择“MILL”(铳刀)，在“名称”文本框中输入“D12'

43、,单击对话框中的“确定”按钮，系统弹出如图4-4所示的“铳刀-5参数”对话框，在“直径”文本框中输入“12”，在“底圆角半径”文本框中输入“0”，在“长度”文本框中输入“75”，在“刀刃长度”文本框中输入“50”，在“刀具号”文本框中输入“1”，单击对话框中的“确定”按钮。图4-3“创建刀具”对话框图4-4"铳刀-5参数”对话框创建型腔铳及操作单击【创建操作】，系统自动弹出如图4-5所示的“创建操作”对话框，图4-5“创建操作”对话框图4-6“型腔铳”对话框选择“类型”为“mlii-contour”，选择“操作子类型”为“CAVITYMILL”(型腔铳)，“程序”、“刀具”、“几何体

44、”、“方法”和名称分别设置为“PROGRAM'D12'、“WORKPIECE“MILL-ROUGH"AA1'，单击对话框中的“确定”按钮将打开如图4-6所示的“型腔铳”对话框。指定切屑区域在“型腔铳”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，选择工件的内外轮廓侧壁以及内外轮廓的底面作为切削区域，单击确定键，返回“型腔铳”对话框。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)步距：在“步距”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”对话框中输入“60”。(4)全局每刀深度：在“全局每刀深度”

45、文本输入框中输入“0.5”。(5)切削参数。在“型腔铳”对话框中单击【切削参数】图标，系统弹出“切削参数”对话框，“策略”选项卡中，设置“切削方向”为“逆铳”、“切削顺序”为“深度优先”、“图样方向”为“向内”、“壁清理”选择“岛清理”；“余量”选项卡参数中，选中使用“底部面和侧壁余量一直”，部件侧面余量采用“继承自：MILL-ROUGH为0.5,“内公差”为0.”(6)非切削移动。在“型腔铳”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，“进刀”选项卡参数设置中，倾斜角度设置为5o。其余参数采用系统默认。单击鼠标中键，返回“型腔铳”对话框。(7)进给和速度。在“型腔铳”对话框

46、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”的“切削”为“640mmpm在进给率对话框中，“进刀”选项输入“500”。单击鼠标中键，返回”型腔铳”对话框。(8)在“型腔铳”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4-7所示的型腔铳粗加工刀轨。图4-7型腔铳粗加工刀轨单击“型腔铳”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”，“生成IPW选项选择“粗糙”，单击播放按钮，型腔铳粗加工效果。确认刀轨正确后，单击对话框中的“确定”按钮关闭对话框，完成型腔铳操作的创建。后处理

47、在操作导航器中选择，再单击加工【操作】工具栏上的【后处理】图标，系统弹出“后处理”对话框，如图4-8图4-8“后处理”对话框在对话框的“后处理器”下选择“Fanuc_0i_mate.def”，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找到产生的NC®序文件，用记事本打开所示的型腔铳粗加工的NC程序。精铳内外轮廓底面创建面铳削及操作：修改加工方法在打开AA2的“型腔铳”对话框中，“刀轨设置”中的“方法”下拉菜单中选择“MILL-FINISH”(精铳)。指定切屑区域，设置驱动

48、参数在“型腔铳”对话框中单击【指定切削区域】图标，系统弹出如图4-9所示的“切削区域”对话框，图4-9“切削区域”对话框单击“全重选”按钮，系统弹出“重新选择”窗口，单击“确定”按钮，单击“视图”工具条上的【顶部】图标，将模型切换成俯视图，选择内外轮廓的侧壁为切削区域，单击鼠标中键，返回“轮廓区域”对话框。在“切削模式”下拉列表中选择“配置文件”；“全局每刀深度”设置为“0.2工刀轨设置(1)切削参数。在“轮廓区域”对话框中单击【切削参数】图标，系统弹出“切削参数”对话框，“策略”选项卡下的“切削方向”选择“顺铳”、“图样方向”选择“内向”。其余参数不变。单击鼠标中键，返回“型腔铳”对话框。(

49、2)进给和速度。在“型腔铳”对话框中单击【进给和速度】图标，系统弹出如图所示的“进给和速度”对话框，设置“主轴速度(rpm)”为“3000”、“进给率”的“切削”为“900mmp'm；“进刀”选项输入“500”。单击鼠标中键，返回“型腔铳”对话框。生成刀轨在“型腔铳”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】图标生成型腔精加工刀轨。检验刀轨单击“型腔铳”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”，“生成IPW选项选择“精细”，单击播放按钮，确认刀轨正确后，单击对话框中的“确定”按钮关闭对话框，完成轮廓区域操作的创建。图4-10面铳削区

50、域精加工刀轨后处理在操作导航器中选择，再单击加工【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.def,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找到产生的NCS序文件，用记事本打开型腔铳粗加工的NC程序。创建面铳削及操作单击【创建操作】，系统自动弹出如图4-11所示的“创建操作”对话框，选择“类型”为“mlii-planar”，选择“操作子类型”为“FACE_MILLING_AREA面铳削区域)，“程序”、“刀

51、具”、“几何体”、“方法”和名称分别设置为“PROGRAM'D12'、"WORKPIECE“MILL-FINISH”、“AA3',单击对话框中的“确定”按钮将打开如图4-12所示的“型腔铳”对话框。指定切屑区域在“面铳削区域”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，选择工件的内外轮廓的底面作为切削区域，单击确定键，返回“面铳削区域”对话框。图4-11“创建操作”对话框图4-12“型腔铳”对话框刀轨生成(1)切削模式：在“切削模式”下拉列表中选择“跟随周边”。(2)步距：在“步距”下拉列表选择“刀具平直”。(3)平面直径百分比：在“平面直径

52、百分比”对话框中输入“75”。(4)切削参数。在“面铳削区域”对话框中单击【切削参数】图标，系统弹出“切削参数”对话框，“策略”选项卡中，设置“切削方向”为“顺铳”、“图样方向”为“向内”、“壁清理”选择“岛清理”；“余量”选项卡参数中，选中使用“底部面和侧壁余量一直”，部件侧面余量采用“继承自：MILL-FINISH”为“0”，“内公差”为“0”。(5)非切削移动。在“面铳削区域”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，“进刀”选项卡参数设置中，倾斜角度设置为5o。其余参数采用系统默认。单击鼠标中键，返回“面铳削区域”对话框。(6)进给和速度。在“面铳削区域”对话框中单

53、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”的“切削”为“900mmpm在进给率对话框中，“进刀”选项输入“500”。单击鼠标中键，返回“面铳削区域”对话框。(7)在“面铳削区域”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4-13所示的面铳削区域精加工刀轨。图4-13面铳削区域精加工刀轨单击“面铳削区域”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”，“生成IPW选项选择“粗糙”，单击播放按钮，型腔铳粗加工效果如图4-14所示。确认刀轨正确后，单击对话框中的“确定”按钮关闭

54、对话框，完成面铳削区域操作的创建。图4-14型腔铳粗加工效果图后处理在操作导航器中选择，再单击加工【操作】工具栏上的【后处理】图标，系统弹出“后处理”对话框，如图4-15图4-15“后处理”对话框在对话框的“后处理器”下选择“Fanuc_0i_mate.def: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找到产生的NC®序文件，用记事本打开型腔铳粗加工的NC程序。4.5 复杂零件数控加工程序O0001N1G90G80G49G40G17;N2G54G00X0Y0;N3T01M06;N4M03S1592;N5G43Z100H01;N6G00X-110.0Y-84.0Z41;N7G01X110.0F160;N8G00Y-56.0;N9G01X-110.0;N10G00Y-28.0;N11G01X110.0;N12G00Y0;N13G01X-110.0;（部分程序见