数控铣削设计说明书

1、 .PAGE70 / NUMPAGES70 TOC o 1-3 h z u 1前言在当代信息化技术的推动和催化下，传统的制造业和制造技术也通过应用信息技术正向高效率，高精度，高自动化方向发展，数控机床，加工中心和柔性制造单元以与集成制造系统等得到了广泛应用。数控加工技术已广泛应用于机械加工制造业中，如数控铣削、镗削、车削、线切割、电火花加工等，其中数控铣削是复杂多变零件的主要加工方法。数控设备为精密复杂零件的加工提供了基本条件，但要达到预期的加工效果，编制高质量的数控程序是必不可少的，这是因为数控加工程序不仅包括零件的工艺过程，而且还包括刀具的形状和尺寸、切削用量、走刀路径等工艺信息。无论是手

2、工编程或计算机辅助编程，在编制加工程序时，选择合理的工艺参数，是编制高质量加工程序的前提。UG是Unigraphics的缩写，是Siemens PLM Software公司出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计与加工过程提供了数字化造型和验证手段。这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体与造型的建构和实体的加工。它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。因此，用UG作为CAD/CAM软件平台，进行的产品创新设计，不仅可以

3、运用机械方面的知识进行产品开发，也可以培养对本软件的操作能力。随着科学技术的发展，机械产品的形状和结构不断改进，对零件加工质量的要求也越来越高。随着社会多产品多样化需求的增强，产品品种增多，产品更新换代加快，这使得数控加工在生产中得到了广泛的应用，并不断地发展。尤其是随着FMS和CIMS的兴起和不断成熟，对机床数控系统提出了更高的要求，现代数控加工正在向高速化、高精度化、高可靠性、高柔性化、高一体化、网络化和智能化等方向发展。一般认为UG NX是业界中比较有代表性的数控软件。其中UG CAM即加工制造模块，是UG的重要模块之一，具有举足轻重的地位。其主要功能是承担交互式图形数控编程的任务，即针

4、对已有的CAD三维模型所包含的产品表面几何信息，进行数控加工刀位轨迹的自动计算，完成产品的加工制造，从而实现产品设计者的设计构想。UG CAM由五个模块组成，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。(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、零件等工艺参数。(2) 刀具轨迹生成模块UG/ToolpathGeneratorUG CAM最具特点的是其功能强大的刀具轨迹生成方法。包括车削、铣削、线切割等完善的加工方法。其中铣削主要有以下功能: Point to Point：完成各种孔加

5、工； Planar Mill：平面铣削。包括单向行切，双向行切，环切以与轮廓加工等； Fixed Contour：固定多轴投影加工。用投影方法控制刀具在单曲面上或多曲面上的移动，控制刀具移动的可以是已生成的刀具轨迹，一系列点或一组曲线； Variable Contour：可变轴投影加工； Parameter line：等参数线加工。可对单曲面或多曲面连续加工； Rough to Depth：粗加工。将毛坯粗加工到指定深度； Cavity Mill：多级深度型腔加工。特别适用于凸模和凹模的粗加工； Sequential Surface：曲面交加工。按照零件面、导动面和检查面的思路对刀具的移动提供

6、最大程度的控制。(3) 刀具轨迹编辑模块UG/Graphical Tool Path Editor刀具轨迹编辑器可用于观察刀具的运动轨迹，并提供延伸、缩短或修改刀具轨迹的功能。同时，能够通过控制图形的和文本的信息去编辑刀轨。因此，当要求对生成的刀具轨迹进行修改，或当要求显示刀具轨迹和使用动画功能显示时，都需要刀具轨迹编辑器。动画功能可选择显示刀具轨迹的特定段或整个刀具轨迹。附加的特征能够用图形方式修剪局部刀具轨迹，以避免刀具与定位件、压板等的干涉，并检查过切情况。刀具轨迹编辑器主要特点：显示对生成刀具轨迹的修改或修正；可进行对整个刀具轨迹或部分刀具轨迹的刀轨动画；可控制刀具轨迹动画速度和方向；

7、允许选择的刀具轨迹在线性或圆形方向延伸；能够通过已定义的边界来修剪刀具轨迹；提供运动围，并执行在曲面轮廓铣削加工中的过切检查。(4) 三维加工动态仿真模块UG/VerifyUG/Verify交互地仿真检验和显示NC刀具轨迹，它是一个无需利用机床，成本低，高效率的测试NC加工应用的方法。UG/Verify使用UG/CAM定义的BLANK作为初始的毛坯形状，显示NC刀轨的材料移去过程，检验包括错误如刀具和零件碰撞曲面切削或过切和过多材料。最后在显示屏幕上的建立一个完成零件的着色模型，用户可以把仿真切削后的零件与CAD的零件模型比较，因而他们可以方便地看到，什么地方出现了不正确的加工情况。(5) 后

8、置处理模块UG/PostprocessingUG/Postprocessing包括一个通用的后置处理器(GPM),使用户能够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：控制器和机床特征、线性和园弧插补、标准循环、卧式或立式车床、加工中心等等。这些易于使用的对话框允许为各种钻床、多轴铣床、车床、电火花线切割机床生成后置处理器。后置处理器的执行可以直接通过Unigraphics或通过操作系统来完成。此次设计的主要容是设计轴承座零件加工工艺与仿真加工。对于进行工艺工装设计有着实际性的作用和意义。另外对于机械专业

9、来说,本课题的设计可以让我们能充分全面地运用自己所学的知识，培养我们独立思考的能力，培养我们搞工艺工装设计的思维能力，培养我们的艺术灵感，为我们今后的发展打下坚实的基础等。2 轴承座的工艺性分析2.1零件作用设计题目给出的零件是轴承座，它的主要的作用是用来支承、固定的。它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时轴承座分出部分动力将运动传给箱体。轴承座中的主轴是机床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值也将大打折扣。2.2零件图样分析图2.1 轴承座零件图1）侧视图右侧面对基准

10、C（30mm轴线）的垂直度公差为0.03mm。2）俯视图上、下两侧面平行度公差为0.03mm。3）主视图上平面对基准C（30mm轴线）的平行度公差为0.03mm。4）主视图上平面平面度公差为0.008mm，只允许凹陷，不允许凸起。5）铸造后毛坯要进行时效处理。6）未注明倒角145。7）材料HT200。2.3零件工艺性分析轴承座共有3组主要加工表面。（1）以30mm/35mm孔为中心的加工表面。这组加工表面包括：30mm孔和35孔与倒角以与尺寸为38mm与30mm孔轴线垂直的两个端面。还有一个4mm的油孔。（2）以6mm孔为中心的加工表面。这组加工表面包括：6mm油孔，两个13mm沉孔，两个9m

11、m通孔，两个8mm配作孔，以与与30mm轴线之间尺寸为mm的6mm孔的外端面。（3）9mm孔的外端面，即为轴承座的上下平面。轴承座重要尺寸的检测（1）两个8mm定位销孔，与销要过渡配合，精度达到IT8，要先钻后铰才能达到要求。（2）侧视图右侧面对基准C（30mm轴线）的垂直度检查，可将工件用30mm心轴安装在偏摆仪上，再用百分表测工件右侧面，这时转动心轴，百分表最大与最小差值为垂直度偏差值。（3）主视图上平面对基准C（30mm轴线）的平行度检查，可将轴承座30mm孔穿入心轴，并用两块等高垫铁将主视图上平面垫起，这时用百分表分别测量心轴两端最高点，其差值即为平行度误差值。（4）俯视图两侧面平行度

12、与主视图上平面平面度的检查，可将工件放在平台上，用百分表测出。3零件毛坯的确定3.1零件材料零件材料为HT200，是中碳钢，其强度较高，塑性和韧性尚高，焊接性差。用于承受较大载荷的小截面调质件和应力较小的大型正火件，以与对心部要求不高的表面淬火件：曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。水淬时有形成裂纹的倾向，形状复杂的零件应在热水或油水中淬火。3.2毛坯的选择3.2.1确定毛坯的类型与制造方法由于零件的材料为HT200，零件的形状规则，同时由于零件属于中批生产，零件的轮廓尺寸不大，为了便于生产故选用模锻毛坯。模锻加工工艺的几点优势：（1）由于有模膛引导金属的流动，锻件的形状可以比较复杂。（2）锻

13、件部的锻造流线比较完整，从而提高了零件的机械性能和使用寿命。（3）锻件表面光洁，尺寸精度高，节约材料和切削加工工时；（4）生产率较高；（5）操作简单，易于实现机械化；（6）生产批量越大成本越低。从零件材料与力学性能要求，零件的结构形状与大小，生产类型，现有生产条件，充分利用新工艺、新材料等多方面综合考虑选择模锻加工工艺中的锤上模锻。3.2.2毛坯加工余量、工序尺寸与公差的确定根据毛坯的最大轮廓尺寸（82）和加工表面的基本尺寸（42），查机械制造工艺设计简明手册可得出，轴承座上下表面机械加工余量为3.5，其余为3。绘制毛坯简图，如图3.1所示。图3.1毛坯简图（1）确定轴承座底平面的加工余量与工

14、序尺寸 轴承座底平面的加工过程如图3.2所示。图3.2 轴承座底平面的加工余量 根据工序尺寸和公差等级，查平面加工方案1得出粗铣、精铣底面的工序偏差，按入体原则标注，考虑到高度方向上以下底面为尺寸基准，并要保证中心线到地面的高度为30mm。因此以轴承孔外圆面为粗基准先加工下底面，以加工后的平面为后面加工的精基准。底面的加工余量与工序尺寸见表3-1所示。表3-1轴承座底平面的工序尺寸表工序基本尺寸/mm工序单边余量/mm公差等级偏差/mm尺寸与公差/mm表面粗糙度/m毛坯21.53.5IT141.018.51.025粗铣192.5IT1212.5精铣181IT83.2（2) 确定轴承座上平面的加

15、工余量与工序尺寸 轴承座上平面的加工过程如图3.3所示。图3.3 轴承座上平面的加工余量 根据工序尺寸和公差等级，查平面加工方案得出粗铣、精铣上底面的工序偏差。方便铣削，并要间接保证尺寸15+0.05，以与平面度，侧以下底面为精基准加工两底面。两上底面的加工余量与工序尺寸见表3-2所示。表3-2轴承座上平面的工序尺寸表工序基本尺寸/mm工序单边余量/mm公差等级偏差/mm尺寸与公差/mm表面粗糙度/m毛坯183IT141.0181.025粗铣162IT1212.5精铣151IT83.2（3）确定轴承座左右两侧面的加工余量与工序尺寸 轴承座左右两侧平面的加工过程如图3.4所示。图3.4轴承座左右

16、两侧平面的加工余量 根据工序尺寸和公差等级，查平面加工方案得出粗铣、精铣两侧面的工序偏差。为后面加工做基准，且加工后面工序装夹方便。两侧平面的加工余量与工序尺寸见表3-3所示。表3-3轴承座左右两侧平面的工序尺寸表工序基本尺寸/mm工序单边余量/mm公差等级偏差/mm尺寸与公差/mm表面粗糙度/m毛坯883IT141.0881.025粗铣842IT1212.5精铣821IT8823.2（4）确定轴承座前后两端面的加工余量与工序尺寸 轴承座前后端面的加工过程如图3.5所示。图3.5轴承座前后端面的加工余量 根据工序尺寸和公差等级，查平面加工方案得出粗铣、精铣前后两端面的工序偏差。因前端面是宽度方

17、向上的尺寸基准，并为加工孔30的一个精基准，因此在此道工序中以基准加工。下底面为两端面的加工余量与工序尺寸见表3-4所示。表3-4轴承座前后端面的工序尺寸表工序基本尺寸/mm工序单边余量/mm公差等级偏差/mm尺寸与公差/mm表面粗糙度/m毛坯443IT141.0441.025粗铣402IT1212.5精铣381IT83.2（5）确定轴承座轴承孔两侧面的加工余量与工序尺寸 轴承座轴承孔的两侧平面的加工过程如图3.6所示图3.6轴承座轴承孔两侧面的加工过程 根据工序尺寸和公差等级，查附表14平面加工方案得出粗、精铣上表面的工序偏差，为方便装夹。轴承孔两侧面的加工余量与工序尺寸见表3-5所示。表3

18、-5 轴承孔两侧面的工序尺寸表工序基本尺寸/mm工序单边余量/mm公差等级偏差/mm尺寸与公差/mm表面粗糙度/m毛坯462IT141461.025粗铣422IT1212.54工艺规程的设计4.1定位基准的选择（1）粗基准的选择对于加工表面较多的零件，按照粗基准的一般选取原则： 各表面有足够的加工余量。 对一些重要表面和表面，应尽量使加工余量分布均匀。 各加工表面上的总切削量最小。 尽量以不加工表面为粗基准。结合本零件的加工情况，选取9mm孔的外端面为粗基准。该表面位置要求较高，要求加工余量分布尽可能均匀。以此加工轴承底座底面以与其它表面，用平口钳夹持30mm两侧面可实现完全定位。（2）精基准

19、的选择根据零件图上标注的平行度，垂直度等位置要求，主要考虑互为基准和基准统一与基准重合原则，以粗加工后的底面（13孔外端面）为主要的定位精基准，即以轴承座的下底面为精基准。基准不重合时应该在下文专门进行尺寸换算，此处不再重复。4.2制定工艺路线（1）工艺路线方案一工序1 铸造毛坯;工序2 检验;工序3铣30端面,以轴承座底面（13孔外端面）为定位基准；工序4 掉头铣30端面；工序5铣轴承座底面（13孔外端面），以轴承座的底座的上表面（9外端面）为定位粗基准；工序5铣孔30侧面、8侧面；工序7掉头铣孔30侧面、8侧面；工序8车孔30、35与端面；工序9铣9外端面；工序10钻孔9、8、6，锪孔13

20、；工序11钻孔4；工序12去毛刺；工序13检查；(2) 工艺路线方案二工序1 铸造毛坯;工序2 检验;工序3夹轴承孔30两侧毛坯，铣轴承底面，铣82mm两侧面，照顾尺寸30mm和表面粗糙度，以轴承座的底座的上表面（9外端面）为定位粗基准；工序4以已加工底面定位基准，在轴承孔处压紧，铣轴承座两上表面，铣42mm两侧面；工序5铣30端面；工序6掉头铣30端面；工序7钻9孔和13孔，保证13孔深，和8+0.2 0mm；工序8以上下两平面为基准，夹紧前后两端面，钻6孔，并保证中心线到前端面的距离为13mm；工序9以后端面为基准，夹紧两侧面，钻4孔，并保证中心线到地面的距离为7mm；工序10以底平面和前

21、端面为基准，夹紧两侧面，车30和35两孔，并保证孔中心线到底平面的距离为30mm，间接保证上底面到30孔中心线的距离与其公差值15+0.05 0mm；工序11车145倒角；工序12去毛刺；工序13检查；（3）两个个工艺方案的比较与分析以上方案大致看上去都是合理的，但仔细考虑零件的要求与可能采取的加工手段分析可知方案一:在工序3先以轴承座底面（13孔外端面）为定位粗基准铣30端面,不符合粗基准选择的原则，即不了保证加工面与不加工面的位置要求时，应选择不加工面为粗基准。同时也不能保证端面与孔30轴线的位置要求。如果在工序7车孔30、35与端面，然后再铣其端面，这样可以保证其端面与孔30轴线的位置要

22、求。但增加了装夹时间和装夹次数，延长了加工时间，降低了生产效率。方案二相对来说，装夹次数少，可减少机床数量、操作人员数量和生产面积还可减少生产计划和生产组织工作并能生产率高。同时还能保证各个尺寸和位置度的要求，考虑工厂设备，能否借用工、夹、量具等具体条件，选择方案二。最后根据工序方案二制定出详细的工序划分如下所示：工序1 铸造毛坯；工序2 检查；毛坯为精铸件，清理后，退火处理，以消除铸件的应力与改善机械加工性能，在毛坯车间铣削去浇冒口，达到毛坯的技术要求，然后送到机械加工车间来加工。工序3夹轴承孔30两侧毛坯，铣轴承底面，铣82mm两侧面，照顾尺寸30mm和表面粗糙度，以轴承座的底座的上表面（

23、9外端面）为定位粗基准，选用X6132万能卧式铣床。工序4以已加工底面定位基准，在轴承孔处压紧，铣轴承座两上表面，铣42mm两侧面；选用X6132万能卧式铣床。工序5铣30端面；选用X6132万能卧式铣床。工序6掉头铣30端面；选用X6132万能卧式铣床。工序7钻9孔和13孔，保证13孔深，和8+0.2 0mm；选用Z3025钻床。工序8以上下两平面为基准，夹紧前后两端面，钻6孔；选用Z3025钻床。工序9以后端面为基准，夹紧两侧面，钻4孔，并保证中心线到地面的距离为7mm；选用Z3025钻床。工序10以底平面和前端面为基准，夹紧两侧面，车30和35两孔，并保证孔中心线到底平面的距离为30mm

24、，间接保证上底面到30孔中心线的距离与其公差值15+0.05 0mm；选用CA6140车床。工序11车145倒角；选用CA6140车床。工序12去毛刺；工序13检查；4.3机械加工余量、工序尺寸与公差的确定轴承座零件材料为HT200钢，硬度为HBS 230-250，生产类型为中批生产。加工轴承座的平面，根据毛坯余量为3mm，所以粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm。根据原始资料与加工工艺，分别确定各加工表面的工序尺寸、机械加工余量如下：4.3.1铣底平面、侧面与端面（1）粗铣底平面 底面由粗铣和精铣两次加工完成，采用三面刃圆盘铣刀（高速钢），铣刀的规格为120 x12

25、，机床的型号：X6132万能卧式铣床 刀具：YG6硬质合金端铣刀。由于铣刀在工作时，是断续切削，刀齿受很大的机械冲击，在选择几何角度时，应保证刀齿具有足够的强度。由金属切削原理与刀具可取-10 K=60=10。 加工要求:粗铣轴承座的下底面。确定加工余量由毛坯图可知：总加工余量为3mm，工艺设计简明手册表1.4-8和表2.3-21可知精加工余量为1mm。 确定每齿进给量，由切削加工简明实用手册表3.5，YG6硬质合金端铣刀所允许的进给量为f=0.14-0.24mm/z。但采用的不对称铣，f=0.14mm/z，ap =2mm。 计算切削用量由切削加工简明实用手册表3.16，当d=125mm时Z=

26、12, ap3.5mm,f0.24mm/z时，Vt=97m/min，nt =248r/min，Vft=333mm/min。各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmv=0.89 Ksv=Ksn=Ksv=1故：Vc=Vt0.891=86.33m/min n=nt0.891=220.7r/min Vf=Vft0.891=296.4mm/min由机床可得：n=235r/min Vf=375mm/min则 实际切削速度和进给量为：校核该机床功率（只需校核粗加工即可）。由切削简明手册表3.24得当174HBS207，ae100mm，ap2.0mm d=125mm，z=12，Vf=475mm/min 切削功率为P

27、=3.8kw4.5kw其所消耗量功率小于机床功率，故可用。 计算基本工时（2）精铣底平面 刀具和机床不变 由切削加工简明实用手册表3.5得，要使表面粗糙度达到Ra1.6时，f=0.4-0.6mm/z，ap =1mm 决定切削速度和进给量由切削加工简明实用手册表3.16，当d=125mm时，Z=12, ap 1.5mm,f0.1mm/z时，Vt=124m/min，nt =316r/min，Vft=304mm/min。各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmv=0.89 Ksv=Ksn=Ksv=1故：Vc=Vt0.891=110.4m/min n= nt0.891=281.2r/minVf=Vft0.8

28、91=270.6mm/min由机床X52K可得：n=300r/min Vf=300mm/min则 实际切削速度和进给量为： 计算基本工时 （3）粗铣两直角边 选择机床：由于采用的是对称铣，故选择专用卧式机床X6132 刀具：YG6硬质合金 d=125mm。由表3.7得：刀具寿命T=180min。 决定切削速度Vc和进给量f由切削简明手册表3.16当d=125mm，z=12，ap 3.5，fz0.14mm/z时，Vt=97m/min，nt =248r/min，Vft=333mm/min各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmv=0.89Ksv=Ksn=Ksv=1故：Vc=Vt0.891=86.33m/

29、min n=nt0.891=220.7r/min Vf=Vft0.891=296.4mm/min由机床X6132机床可得：n=255r/min，Vf=300mm/min则实际切削速度和进给量为：由切削简明手册表3.24得当174HBS207，ae42mm，ap2.0mm d=125mm，z=12，Vf=300mm/min 切削功率为P=1.1kw4.5kw其所消耗量功率远小于机床功率，故可用。 计算机工时（4）精铣两直角边 刀具和机床不变。 决定切削速度Vc和进给量f由切削简明手册表3.16当d=125mm，z=12，ap 1.5，fz0.1mm/z时，Vt=124m/min，nt=316r/

30、min，Vft=304mm/min各修正系数为：Kmv=Kmn=Kmv=0.89 Ksv=Ksn=Ksv=1故：Vc=Vt0.891=110.4m/min 决定机床转速和切削速度 n=nt0.891=281.2r/min Vf=Vft0.891=270.6mm/min由机床X6132机床可得：n=300r/min，Vf=300mm/min则实际切削速度和进给量为：计算基本工时(5) 加工端面 选择机床：由于采用的是对称铣，故选择专用卧式机床X6132 刀具：YG6硬质合金 d=125mm。刀具寿命T=180min由于所选择的刀具、机床与铣两直角边的刀具、机床完全一样，所以该工序中的参数大部分完

31、全一样，只有最后的基本工时不一样。故基本工时计算为：铣轴承孔两侧的面：=铣轴承孔前后端面：=4.3.2钻9孔与锪13的沉头孔本工序加工由钻孔和锪孔两次加工完成，机床为摇臂钻床，型号：Z3025钻床。 （1）钻9孔 确定加工余量刀具采用直柄麻花钻（硬质合金），麻花钻规格为d=9mm 查机械制造工艺设计简明手册（以下简称简明手册）表2.3-8可得，精加工（铰）的加工余量为0.2mm。 确定进给量a. 按加工要求决定进给量根据切削用量简明手册表2.7，知当加工要求为HT12精度等级，材料为HT200、d0=9mm时f=0.470.57mm/r由于l/d=38/9=4.1=5 故修正系数为0.9则f=

32、（0.470.57）0.9=0.4230.513mm/rb. 按钻头强度决定进给量根据表2.8，当材料为HT200，时，得钻头强度允许的进给f=1.0mm/rc. 按机床进给机构强度决定进给量根据表2.9，当HBS=200，d10.2mm，F=78488330得机床进给量f=1.6mm/r故综合所述：进给量f=0.41mm/rd. 轴向力校核可由表2.19可查出钻孔时当f=0.41mm/r、d12mm时，轴向力的修正系数均为0.85故根据Z3025钻床机床进给机构强度允许的最大轴向力F=7848N。故f=0.41mm/r可用。e. 确定钻头磨钝标准与寿命由表2.12可得，当d20mm时钻头后刀

33、面最大磨损量取为0.8mm，寿命T=35minf. 确定切削速度由表2.14，HBS=200，加工属性四类由表2.13得，f=0.36mm/r 标准 时V=19m/min切削速度的修正系数为见表2.31根据机床取Nc=630r/min 基本工时计算（2）锪13孔 保证孔的深度为8刀具的选择：硬质合金带导柱直柄平底锪钻 d=2.5由于刀具材料和机床与钻孔时完全一样，则切削速度和进给量与钻孔一致。只有基本工时不同： 选择机床：由于采用的是对称铣，故选择专用卧式机床X6132 刀具：YG6硬质合金 d=125mm。刀具寿命T=180min由于所选择的刀具、机床与铣两直角边的刀具、机床完全一样，所以该

34、工序中的参数大部分完全一样，只有最后的基本工时不一样。故基本工时计算为：铣轴承孔两侧的边：铣轴承孔前后的边：4.3.3钻（铰）8销孔销孔加工由钻和铰两次加工完成，机床为摇臂钻床，型号:Z3025。 加工要求:钻、铰8销孔，表面粗糙度为Ra1.6。(1) 钻8销孔 确定加工余量刀具采用直柄麻花钻（硬质合金），麻花钻规格为d=7.8 L=109 l=69。查机械制造工艺设计简明手册（以下简称简明手册）表2.3-8可得，精加工（铰）的加工余量为0.2mm。 确定进给量a. 按加工要求决定进给量根据切削用量简明手册表2.7，知当加工要求为HT12精度等级，材料为HT200、d0=7.8时f=0.36-

35、0.44mm/r由于l/d=15/7.8=1.9 故f=0.36-0.44mm/rb. 按钻头强度决定进给量根据表2.8，当材料为HT200，d0=7.8mm时，f=0.86mm/rc. 按机床进给机构强度决定进给量根据表2.9，当HBS=200，d=10.2mm，F=78488330得机床进给量f=1.6mm/r可由表2.19可查出钻孔时当f=0.36mm/r、d10.5mm时F=3000N，轴向力的修正系数均为0.85故F=2550N根据Z3025钻床机床进给机构强度允许的最大轴向力F=7848N。故f=0.36mm/r可用。d. 确定钻头磨钝标准与寿命由表2.12可得，当d20mm时钻头

36、后刀面最大磨损量取为0.8mm，寿命T=35mine. 确定切削速度由表2.14，HBS=200，加工属性四类由表2.13得，f=0.36mm/r 标准 d0=9.6mm时V=14m/min切削速度的修正系数为K=1.0 K=1.0 K=0.85见表2.31V= VK=14x1.0 x1.0 x0.85x1.0=11.9m/min根据机床取Nc=500r/min 基本工时计算(2) 铰8销孔至尺寸 确定进给量刀具选择硬质合金铰刀，d0=8由表2.25可得：a=0.060.09mm f=0.20.3mm/r Vc=812m/min 切削液：无 f=0.25mm/r 确定主轴转速查表2.30得：C

37、=15.6, Z=0.2, X=0, Y=0.5 T=45 d0=8 a=0.08利用公式Vc= K=8.7m/min选取Nc=400r/min 计算基本工时T= =0.2min4.3.4钻6油孔和钻4油孔至尺寸(1) 钻6油孔 机床为摇臂钻床，型号：Z3025。 确定加工余量刀具采用高速钢麻花钻（硬质合金），麻花钻规格为d=6mm 查机械制造工艺设计简明手册（以下简称简明手册）表2.3-8可得，精加工（铰）的加工余量为0mm。 确定进给量a. 按加工要求决定进给量根据切削用量简明手册表2.7，知当材料为HT200、d0=6时f=0.360.44mm/r由于l/d=15/6=2.5 故f=0.

38、36-0.44mm/rb. 按钻头强度决定进给量根据表2.8，当材料为HT200，d0=6mm时，f=0.50mm/rc按机床进给机构强度决定进给量根据表2.9，当HBS=200，d=10.2mm，F=78488330得机床进给量f=1.6mm/r可由表2.19可查出钻孔时当f=0.36mm/r、d10.5mm时F=3000N，轴向力的修正系数均为0.85故F=2550N根据Z3025钻床机床进给机构强度允许的最大轴向力F=7848N。故f=0.36mm/r可用。 确定钻头磨钝标准与寿命由表2.12可得，当d20mm时钻头后刀面最大磨损量取为0.8mm，寿命T=20min 确定切削速度由表2.

39、14，HBS=200，加工属性四类由表2.13得，f=0.36mm/r 标准 d0=9.6mm时V=14m/min切削速度的修正系数为KTV=1.0 KCV=1.0 KLV=0.85见表2.31V= VK=14x1.0 x1.0 x0.85x1.0=11.9m/min根据机床取Nc=500r/min 基本工时计算（2）钻4油孔至尺寸 确定进给量刀具选择硬质合金铰刀，d=4由表2.25可得：a=0.030.06mm f=0.20.3mm/r V=812m/min 切削液：无 f=0.25mm/r 确定主轴转速查表2.30得：C=6.6 Z=0.4, X=0, Y=0.5 T=45 d=4 a=0

40、.04利用公式V= 11.9 m/min K=4.7m/min选取Nc=500r/min 计算基本工时T= =0.16min4.3.5粗、精车30，35圆面（1）粗车30圆面 确定被吃刀量：ap=0.9 mm 确定进给量：根据工艺手册表8-5确定，选用f=0.3 2mm/r计算切削速度：根据工艺手册表8-6，选用v=1.667m/s=100 m/min 确定主轴主轴转速：n=931r/min根据工艺手册表10-7与931r/min相近的机床转速为700r/min与1000 r/min，现选1000r/min，实际切削速度v=107 m/min。计算基本时间：按工艺手册表8-32，l=12 mm

41、，=2 mm，=0 mmt=0.043 min（2）半精车30圆面 确定被吃刀量：ap=0.9 mm 确定进给量：根据工艺手册表8-5确定，选用f=0.3 2mm/r 计算切削速度：根据工艺手册表8-6，选用v=1.667m/s=100 m/min 确定主轴主轴转速：n=931r/min根据工艺手册表10-7与931r/min相近的机床转速为700r/min与1000 r/min，现选1000r/min，实际切削速度v=107 m/min。 计算基本时间：按工艺手册表8-32，l=12 mm，=2 mm，=0 mmt=0.043 min（3）精车30+0.023 +0圆 确定被吃刀量：ap=0

42、.1 mm 确定进给量：根据工艺手册表8-5确定，选用f=0.200.30mm/r，所以选用f=0.25mm/r计算切削速度：根据工艺手册表8-6，选用v=1.667m/s2.170m/s,所以选用 v=2m/s=120m/min 确定主轴主轴转速：n=1117r/min根据工艺手册表10-7与1117r/min相近的机床转速为1000r/min与2000 r/min，现选1000r/min，实际切削速度v=107 m/min。计算基本时间：按工艺手册表8-32，l=12 mm，=2 mm，=0 mmt=0.05 min（4）精车35圆面 确定被吃刀量：ap=0.1 mm确定进给量：根据工艺手

43、册表8-5确定，选用f=0.200.30mm/r，所以选用f=0.25mm/r计算切削速度：根据工艺手册表8-6，选用v=1.667m/s2.170m/s,所以选用 v=2m/s=120m/min 确定主轴主轴转速：n=1117r/min根据工艺手册表10-7与1117r/min相近的机床转速为1000r/min与2000 r/min，现选1000r/min，实际切削速度v=107 m/min。计算基本时间：按工艺手册表8-32，l=12 mm，=2 mm，=0 mmt=0.05 min 5 轴承座CAM编程UG软件在现代制造业中的流程为：三维造型（CAD）虚拟装配（Assembly）分析（C

44、AE）工程图（Drafting）加工（CAM）。本文所采用的加工软件是UG NX6.0，UG NX加工基础模块提供联接UG所有加工模块的基础框架，它为UG NX所有加工模块提供一个一样的、界面友好的图形化窗口环境，用户可以在图形方式下观测刀具沿轨迹运动的情况并可对其进行图形化修改：如对刀具轨迹进行延伸、缩短或修改等。该模块同时提供通用的点位加工编程功能，可用于钻孔、攻丝和镗孔等加工编程。该模块交互界面可按用户需求进行灵活的用户化修改和剪裁，并可定义标准化刀具库、加工工艺参数样板库使初加工、半精加工、精加工等操作常用参数标准化，以减少使用培训时间并优化加工工艺。UG软件所有模块都可在实体模型上直

45、接生成加工程序，并保持与实体模型全相关。 UG/CAM提供了一整套从钻孔、线切割到5轴铣削的单一加工解决方案。在加工过程中的模型、加工工艺、优化和刀具管理上，都可以与主模型设计相联接，始终保持最高的生产效率。把UG扩展的客户化定制的能力和过程捕捉的能力相结合，您就可以一次性地得到正确的加工方案。UG CAM不仅可以直接利用产品主模型编程，更重要的是可以利用装配模型编程。首先，在产品主模型建立后，可以实现UG的并行工作方式，使编程工作与工程图、有限元分析、优化设计等工作由不同的专业人员分别同时进行，互不干扰，其优势是与其显著的。其次，利用装配模型编程还可以将夹具考虑进去，避免刀具与夹具之间的干涉

46、；同时可以将几个装配在一起的组件一起加工。UG CAM数据与模型一起直接保存在部件文件中，随时可以修改CAM数据或根据主模型的变化随时地更新CAM数据，实现协同工作功能。UG CAM的一般操作步骤：在UG CAM中，自动车削编程、铣削自动编程和线切割自动编程的具体操作有所区别，但从零件设计图开始，到最终加工程序的产生，可以用以下的框图描述，如图5.1.1所示。零件方案图、概念图利用UG Modeling建立主模型工艺路线、走刀路线分析机床、刀具、工艺参数确定UG CAM环境初始化创建刀具创建几何组创建加工方法创建程序组组组创建具体工序操作，输入工艺操作参数自动产生刀具加工轨迹刀轨检查、切削动态

47、模拟仿真后置处理生成NC程序由通讯口输入数控机床生成车间工艺文件图5.1.1 UG CAM自动编程的流程图5.1零件建模本设计零件的建模步骤如下：1 在前视基准面上草绘出零件的外部尺寸，然后拉伸出实体模型。2 依前视基准面为基础，建立一个与之平行距离为10mm的基准面，以便绘制35mm孔的模型。3 在上视基准面上绘制零件的各个孔系列。具体操作步骤如下：打开UG，单击“新建”按钮，建立如图5.1.2所示文件，单位：毫米，名称：zhouchengzuo.prt，保存目录默认，单击确定进入建模状态。图5.1.2新建文件单击“草图”按钮，进入草图状态，绘制如图5.1.3所示草图，单击“完成草图”回到建

48、模状态。图5.1.3草图1单击“拉伸”按钮，参数设置如图5.1.4所示，单击确定，建立如图5.1.5所示实体。图5.1.4 拉伸对话框图5.1.5 拉伸实体1零件的外部模型就建好了。同理，继续上面的方法和步骤完成整个零件的三维实体建模如图5.1.6所示实体图5.1.6轴承座模型三维图至此，零件的整个建模过程就完成了，接下来应用CAM模块对该零件进行的加工操作的创建。5.2加工步骤的创建5.2.1选择加工环境（1） 加工模块单击，选择加工命令，进入加工模块弹出如图5.2.1所示对话框。图5.2.1（2）选择加工环境单击mill planar进入加工环境。5.2.2创建程序父节点（1）单击“操作导

49、航器”工具栏中的“程序顺序视图”，切换至程序视图，如图5.2.2所示。（2）单击“加工创建”工具栏中的“创建程序”，弹出创建程序对话框如图5.2.3所示。图5.2.2 程序顺序图图5.2.3 创建程序（3） 在该 “创建程序”对话框中，默认“父本组”的下拉列表框“NC_PROGRAM”，默认程序名称为“PROGRAM_01”，现在改写为“zhouchengzuo”，单击“确定”按钮，即完成本工件加工程序节点的创建,如图5.2.4所示。图5.2.4 新建程序（4）单击确定，创建的程序父节点组如图5.2.5所示。图5.2.5查看新建程序5.2.3创建刀具父节点创建刀具节点的步骤如下： 在工具条快捷

50、图标中，单击“创建刀具”图标。 打开“创建刀具”对话框中，在“子类型”区域中选择“mill”图标，在“位置下在位置下拉列表框中默认选择“GENERIC_MACHINE”，在“名称”文本框中输入创建的第一把刀具命名为“T1D16”，单击“应用”按钮。在出现的“MillingTool-5Parameters”对话框，输入直径为16mm平底立铣刀的相关尺寸参数、刀具补偿号、刀具号等，单击“确定”退出，创建了第一把刀具。如图5.2.6。图5.2.6创建刀具对话框1 按照同样的方法，创建其他3把立铣刀或者球头铣刀。 在“创建刀具”对话框中，把“类型”切换到“drill”图标，在其“子类型”区域中选择“S

51、POTDRILL_TOOL”图标，在“位置”下拉列表中默认选择“GENERIC_MACHINE”，在“名称”文本框中输入创建第一把中心钻名称，命名为“SDRILL-T5D10”，单击“应用”按钮。在出现的“钻刀”对话框，输入直径为10mm和其他相关尺寸参数、刀具补偿号、刀具号等，单击“确定”退出，创建了第一把钻头。如图5.2.7所示图5.2.7 创建刀具对话框2按照同样的方法，创建其他2把麻花钻或者锪孔钻。创建好刀具后，可以切换到视图窗口，在“机床（刀具）视图”选项下，观察和检查创建好的各把刀具。如图5.2.8所示图5.2.8机床（刀具）视图选项卡还可以在“创建刀具”对话框中，单击“Retri

52、eveTool”图标，在出现的“库类选择”对话框中，依次从现有的刀具库中选择符合加工要求的刀具。如果在刀具库中选择不到相应的刀具规格，可以在刀具库中添加自己。5.2.4创建加工几何体完成刀具的创建后，下一步就是加工几何体的创建，加工几何体的创建在整个加工创建操作过程中，是一个非常重要的环节，不同的加工部位，所创建的加工几何体是各不一样，下面重点介绍加工几何体的创建过程。创建加工几何体的操作有两种途径，一是从单击工具条快捷图标“创建几何体”进入相应的操作；二是从导航器窗口进入，一般后一种的操作相对方便。由于本零件需要加工多个平面，需要多个加工坐标系，方法一样，所以只详细第一次的创建几何父节点组，

53、其它的类似（1）建立加工坐标系在操作导航器窗口中，单击“几何视图”，在下面窗口找到“MCS_MILL”图标并双击，在出现的“MILL_ORINET”对话框下，如图5.2.9所示，单击“MCS”选项下的“原点”图标，进入“点构造器”对话框，创建加工作坐标系到毛坯顶端的左下角顶点位置，检查XC、YX、ZC的坐标值均为0即可，如图5.2.10所示，单击“确定”，返回到“MILL_ORINET”对话框，并调整工件坐标系到该顶点位置在，视图窗口可以发现动态加工坐标系和工作坐标系重合了，再次单击“确定”，保证加工坐标系原点在毛坯顶端的左下角顶点位置上，和工件安装在工作台上的对刀点一致。图5.2.9 MCS

54、 对话框图5.2.10 CSYS 对话框（2）分别指定工件几何体和毛坯几何体 单击“MCS_MILL”节点前的加号，展开“MCS_MILL”节点的子项，选择节点“WORKPIECE”,双击“WORKPIECE”图标，出现“MILL_GEOM”对话框。如图5.2.11所示图5.2.11 MILL_GEOM对话框 在对话框的“铣削几何体”选项中单击“指定部件”几何图标，然后单击“确定”按钮，打开“工件几何体”对话框，在视图窗口中选中工件主模型，然后单击“确定”按钮，即可完成工件几何体的指定。如图5.2.12所示。图5.2.12 部件几何体的设定 再次在“MCS_MILL”对话框，在“几何体”选项中

55、单击“隐藏（毛坯）”几何图标然后单击“选择按钮”，打开“毛坯几何体”对话框。 在视图窗口中，选择毛坯实模型，然后单击“确定”按钮，即可完成毛坯几何体的指定，点击“显示”进行毛坯检查，单击“确定”按钮，即完成了轴承座模型加工的几何体创建过程。如图5.2.13所示。图5.2.13 毛坯几何体的设定5.2.5创建加工方法（1） 单击“加工方法视图”图标，弹出如图5.2.14所示对话框，在该对话框中的“METHOD”下拉子项中选中“MILL-ROUGH”弹出对话框，并对相应的项进行设置如图5.2.15所示。图5.2.14 创建方法对话框（2）同理，在图5.2.14所示对话框中的“METHOD” 下拉子

56、项中选中“MILL-FINISH”弹出对话框，并对相应的项进行设置如图5.2.16所示。图5.2.15 粗加工余量设定 图5.2.16 精加工余量设定5.3创建加工操作5.3.1轴承座上底面和侧面的加工（1） 轴承座上底面和侧面的粗加工由于工件加工余量大，型面复杂，第一步是选用一种型腔加工类型，第二步是根据本工件型面的机会特点，可以选用型腔铣中的子类型“（CAVITY-MILL）”作为加工模板较为合适。创建操作步骤如下：点击工具条快捷图标“创建操作”,在弹出的 “创建操作”对话框中，类型选择“mill_contour”，在“子类型”中选择“CAVITY-MILL”图标，在对话框中设置参数如图5

57、.3.1所示，点击确定。弹出如图5.3.2所示对话框 图5.3.1 参数设置图5.3.2 型腔铣对话框由于几何体选项全部创建好了，其他操作参数设置的步骤如下：“切削模式”选用“跟随部件”，即系统默认方式。“步进”设置为刀具直径的50%。“每一刀的全局深度”输入为2。 单击“切削层”图标，进入“切削层对话框”发现系统判断从顶层测量，总切削为深度为37mm，而整个毛坯高度为52mm，但是希望粗加工能够切削到工件模型的上座面，如图4-3所示，用轴承座选中工件模型的上座面，该面高亮度显示，系统自动判断出“围深度”的文本框中已变成37mm，如图5.3.3所示，然后单击“确定”，回到如图5.3.3所示的对

58、话框。 在“进给和速度”选项中依次设置好主轴转速和刀具各个运动的进给速度。其他切削参数均按照系统默认值，在此不再做修改和调整。图5.3.3切削层设置对话框单击“型腔铣”操作对话框下面的“生成刀轨”按钮，会出现“显示参数”对话框，利用该对话框，可以观察一层一层的刀轨的生成过程，还可以去掉该对话框中3个选项前面的勾，让全部加工的刀轨全部生成，由于不同颜色的线条代表不同运动形式的刀具运动，这样可以判断各个运动情况，当然线条比较多，可以通过局部刀轨放大等显示方式来观察。在刀轨中重点检查刀具开始切入工件材料的刀轨运动，一般情况下刀具从工件外侧螺旋或者斜线切入比较安全，不能从材料中间垂直切入，否则刀具容易

59、发生嘣刃。一旦发现这样的刀轨类型，一定要手工指定刀具进刀和切入工件的位置。该型腔加工生成的刀轨如图5.3.4所示，检查无误后，单击“型腔铣”操作对话框下面的“刀轨确认”按钮，进入“可视化刀轨轨迹”对话框，选择“2D动态”仿真对话框，切削仿真后工件的形貌如图5.3.5所示图5.3.4 粗加工刀轨图图5.3.5 粗加工切削仿真模型图（2）轴承座上底面和侧面精加工精加工上底平面和侧面的加工类型、切削参数和操作过程与精加工顶盖平面一样。其中图5.3.6为精加工的刀轨。图5.3.7为切削仿真后的模型图。图5.3.6 精加工刀轨图图5.3.7 精加工切削仿真模型图（3）轴承座外圆表面的精加工此处加工选择直

60、径为8mm的球头刀为加工刀具。加工类型操作与上基本一样，其精加工刀轨如图5.3.8所示，切削仿真后如图5.3.9所示。图5.3.8外球面精加工刀轨图图5.3.9 外球面切削仿真模型图5.3.2轴承座端面上孔的加工（1）端面30mm孔的加工由于加工面的改变，所以该加工面的加工几何体和加工坐标系也随之改变，其加工几何体和加工坐标系的设置方法如5.2.4节方法一样。点击工具条快捷图标“创建操作”，类型选择“mill_contour”，在“子类型”中选择“CAVITY-MILL”图标，各个选项的设置如下： 程序。选择前面创建好的程序节点名称，即“ZHOUCHENGZUO”。 几何体。选择前面创建好的几