智能制造生产管理与控制（中级）课件 项目二　 零件设计与加工

零件设计与加工零件设计基本要求零件设计基本要求零件指机械中不可分拆的单个制件，是机器的基本组成要素，也是机械制造过程中的基本单元机器是由各种金属和非金属部件组装成的装置，要使所设计的机器满足基本使用要求，就必须使组成机器零件满足以下要求。零件设计基本要求强度

刚度

寿命

工艺性

经济性零件设计基本要求强度：零件在工作时不发生断裂或者不产生超过容许限度的塑性变形的能力零件设计基本要求刚度：零件工作时不产生超过规定的弹性变形的能力零件设计基本要求寿命：零件在预期的工作期间保持正常工作而不致报废零件设计基本要求工艺性：在给定的工艺条件和生产水平下，能用较少的成本和劳动量把零件制造出来零件设计基本要求经济性：用较低的成本和较少的工时制造出满足技术要求的零件零件设计基本要求零件的常规设计方法模型实验设计

经验设计理论设计零件设计基本要求零件设计的步骤（1）拟定零件的设计简图（2）确定载荷的大小及位置（3）选择材料（4）根据失效形式选用判定条件，设计出零件的主要参数（5）绘制零件工作图零件设计与加工三维模型设计三维模型设计三维模型是物体的多边形表示，通常用计算机或者其它视频设备进行显示。显示的物体可以是现实世界的实体，也可以是虚构的物体。任何物理自然界存在的东西都可以用三维模型表示。三维模型设计

建模是面向整个设计、制造过程的，不仅支持CAD系统、CAPP系统、CAM系统，还要支持绘制工程图、数控编程、仿真等，因此必须能够完整地全面地描述零件生成过程的各个环节信息，以及这些信息之间的关系。CADCAM三维模型设计NX是一个由西门子PLM软件开发，集CAD/CAE/CAM于一体的数字化产品开发系统。NX支持产品开发的整个过程，从概念（CAID），到设计（CAD），到分析（CAE），到制造（CAM）的完整流程三维模型设计新建文件创建基准创建模型建模步骤三维模型设计拉伸三维模型设计合并三维模型设计减去三维模型设计旋转三维模型设计孔三维模型设计脱模三维模型设计抽壳三维模型设计建模步骤（1）建模顺序考虑（2）部件要求认证审查（3）三维实体建模与生成二维图两过程相结合（4）建模过程应尽量避免产生“无参数”的实体（5）及时检查参数（6）及时存档Thanks!感谢聆听零件设计与加工（中级）

识读装配图识读装配图

装配图是表达机器或部件的工作原理、运动方式、零件间的连接及其装配关系的图样，它是生产中的主要技术文件之一。识读装配图1.三视图，包括零件编号、主视图、俯视图、左视图和轴测视图。2.技术要求，包括表面粗糙度、表面处理、热处理、尺寸公差、几何公差等技术要求。3.明细栏，包括零件编号、名称、数量、材料、重量等。4.标题栏，包括零件名称、数量、材料、图纸比例、图号、所属公司等。1234识读装配图序号零件信息1名称关节组件2数量63图纸比例1：24页数1标题栏识读装配图序号零部件材料1基座尼龙2法兰尼龙3减速器尼龙4电机尼龙5RFID电子标签外购件主视图（全剖视图）俯视图轴测视图零件设计与加工

装配约束装配约束

装配是指将零件按规定的技术要求组装起来，并经过调试、检验使之成为合格产品的过程，装配始于装配图纸的设计。产品都是由若干个零件和部件组成的。按照规定的技术要求，将若干个零件接合成部件或将若干个零件和部件接合成产品的劳动过程，称为装配。前者称为部件装配，后者称为总装配。它一般包括装配、调整、检验和试验、涂装、包装等工作。装配约束装配约束应遵循以下基本规则（1）根据配合结构的特点分析判断需要约束的几何要素（2）选择恰当的约束方式施加约束（3）选择两个装配对象的几何要素时。首先选择目标件的几何要素，在选择相应的几何要素。装配约束图标约束名称接触对齐同心距离固定平行垂直对齐/锁定等尺寸配对胶合中心角度装配约束接触对齐同心装配约束距离固定装配约束平行垂直装配约束对齐/锁定等尺寸配对装配约束中心角度Thanks!感谢聆听零件设计与加工NX后处理构造器NX后处理构造器

NX后处理构造器是为特定机床和数控系统定制后置处理器的一种工具。应用后处理构造器模块，通过设置一些特定的参数和定义一些特定的语句，可以编写出合适使用者要求的特定后处理器。NX后处理构造器刀路轨迹后处理器刀轨文件刀轨文件必须被修改成适合于不同机床/控制器的特点参数，这种修改就是所谓的后处理NX后处理构造器

机床参数界面NX后处理构造器

NX后处理构造器

NX后处理构造器

NX后处理构造器程序框NX后处理构造器G代码M代码Thanks!感谢聆听零件设计与加工

后处理制作流程后处理流程制作NX后处理制作流程后处理流程制作在FANUC系统中，M代码需要通过译码来说实现，然后将每一个M代码与一个中间变量对应译码指令功能指令号25译码起始地址M代码起始地址M代码功能说明M78夹具打开M79夹具关闭M32门开M33门关M72主轴吹气M73主轴关气M30运行完成PMC代码M代码后处理流程制作PMC的信息交换是以PMC为中心，在CNC、PMC和MT三者之间进行信息交互。后处理流程制作FANUC机床G代码G代码组号功能G代码组号功能G代码组号功能G代码组号功能G0001快速运动G2900从参考点返回G6000单一方向定位G8609镗/铰孔循环，孔底主轴停止G0101直线插补运动G3000返回2、3、4参考点G6115模态准确停止G8709背镗循环G0201顺圆插补运动G3100跳转G6415取消G61G8809镗孔循环，孔底暂停后，主轴停G0301逆圆插补运动G3301螺纹切削G6500调用宏程序G8909镗孔循环，孔底暂停，主轴不停G0400暂停G4007取消刀具补偿G6816旋转G9003绝对编程方式G1000可编程数据输入G4107刀具左补偿G6916取消G68G9103增量编程方式G1100可编程数据输入取消G4207刀具右补偿G7309高速深孔钻循环G9200设定工件坐标系G1517极坐标编程取消G4308刀具长度补偿+G7409左旋攻丝循环G9405每分进给G1617极坐标编程G4408刀具长度补偿-G7609精镗循环G9505每转进给G1702XY平面选择G4908取消G43/G44G8009取消固定循环G9613恒线速度切削G1802ZX平面选择G5011取消G51G8109钻孔循环G9713恒线速度切削取消G1902YZ平面选择G5111比例缩放G8209钻孔循环，孔底暂停G9810返回初始点平面G2006选择英制G5200设定局部坐标系G8309普通深孔钻循环G9910返回R点平面G2106选择公制G5300非模态机床坐标系选择G8409攻丝循环G2800返回参考点G54-G5914设定工件坐标系1-6G8509镗孔循环后处理流程制作坐标系后处理流程制作程序开始确定后处理流程制作程序结尾确定后处理流程制作NX后处理文件PUI:后处理构造器主文件DEF：后处理时指令文件TCL：后处理时执行文件Thanks!感谢聆听零件设计与加工CAM编程流程CAM编程流程CAM是指利用计算机辅助完成从生产准备到产品制造整个过程的活动CAM编程流程CAD模型建模加工工艺分析规划参数设置刀轨计算检查校验后处理加工对象设置刀具及机械参数设置加工方式设置加工程序参数设置CAM编程流程CAM编程流程CAD模型是 NC程序编程的前提和基础，任何CAM的程序编制必须有CAD模型为加工对象进行编程。CAD模型建模CAM编程流程（1）加工对象的确定。（2）加工区域规划。（3）加工工艺路线规划。（4）加工工艺和加工方式确定。加工工艺分析规划CAM编程流程在完成参数设置后，即可将设置结果提交CAD/CAM系统进行刀轨的计算。这一过程是由CAD/CAM软件自动完成的。参数设置CAM编程流程为确保程序的安全性，必须对生成的刀轨进行检查校验，检查有无过切或者加工不到位，同时检查是否会发生与工件及夹具的干涉刀轨计算CAM编程流程后处理实际上是一个文本编辑处理过程，其作用是将计算出的刀轨（刀位运动轨迹）以规定的标准格式转化为NC代码并输出保存。后处理Thanks!感谢聆听零件设计与加工刀具选择刀具选择常用刀具类型刀具选择应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：适用、安全、经济。立铣刀面铣刀T型刀刀具选择常用刀具类型立铣刀：用于铣削台阶面、侧面、沟槽凹面、工件上各种形状的孔及内外曲线表面等零件加工轮廓。刀具选择常用刀具类型倒角刀：用于铣削各种零件的加工轮廓倒角。刀具选择常用刀具类型T形刀：用于加工各种机械台面或其它构体上的T形槽。刀具选择常用刀具类型球面铣刀：用于铣削各种曲面、圆弧沟槽的刀具。刀具选择选择刀具时应考虑的因素（1）被加工工件的材料类别（2）工件毛坯的成形方法（3）切削加工工艺方法（4）工件的结构与几何形状，精度，加工余量以及刀具能承受的切削用量等因素（5）其他因素包括生产条件和生产类型刀具选择序号刀具名称类型直径1D10铣刀10mm2T6.4T型铣刀直径6mm，刀刃长度4mm3D2铣刀2mm4D2DJ倒角刀2mmThanks!感谢聆听零件设计与加工加工工序设计加工工序设计按加工内容划分工序内腔外腔加工工序设计从加工精度和效率两方面考虑粗加工半精加工精加工加工工序设计按所用刀具划分工序减少换刀次数，压缩空行程和减少换刀时间，减少换刀误差加工工序设计按粗、精加工划分工序粗加工精加工成品加工工序设计加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位安装与夹进的需要来考虑，重点是工件的刚性不被破坏。1）定位与夹紧2）先内腔，后外