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1、-毕业设计（论文）-动模型腔的数控加工工艺分析与仿真-第 11 页 动模型腔的数控加工工艺分析与仿真 【摘要】本文按照加工流程，完成对动模型腔的加工工艺分析和仿真加工，本论文主要分析了以下的内容：由动模型腔的图纸介绍，分析动模型腔的结构，该零件的结构较复杂，所以，先要分析材料的加工特性，零件的加工内容，选择合理的加工工艺路线，然后，根据所制定的加工工艺路线，完成机床的选择，刀具的选择，加工工艺的编制，UG建模，各加工内容的仿真加工，完成自动编程及后处理，指出了零件的装夹注意事项和装夹操作要点，还展示了零件的程序。【关键词】：动模型腔；加工工艺；仿真加工目录引言1一、图纸分析2（一）动模型腔图纸
2、2（二）加工内容分析3（三）加工中难点分析3二、制定加工工艺3（一）机床选择3（二）刀具和切削用量选择4三、装夹5四 工艺卡6（一）工序的划分规则6（二）制定加工工艺卡6五、UG仿真8（一）UG建模8（二）仿真加工8六、零件检测13总结14参考文献15谢辞16附录17引言当今世界，数控加工在工业发展中占有极其重要的作用，在工业的发展中也是不可缺少的。它的发展也很迅速，到20世纪中期，随着电子技术的发展，自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现，给自动化技术带来了新的概念，用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制，推动了机床自动化的发展。这个是极大的推动了机械加工的点。加工中心是一种带有刀库
3、和自动换刀装置的数控机床。它具有较好的加工一致性，并且能排除工艺过程中人为干扰，从而提高了加工精度和加工效率，缩短生产周期，达到批量生产。本课题主要是设计并加工动模型腔，来自昆山寅木森精密机械有限公司，通过查书籍和通过咨询相关的指导老师后，我们首先分析动模型腔的组成，然后对连接板的图纸进行工艺分析，包括加工时的切削量，刀具的选择，机床的选择然后完成加工。最后检测，和注意加工中出现的问题。最后是体验与感悟。其中有很多知识，例如数控加工工艺，它是数控编程与操作的基础，合理的工艺是保证加工的质量、很好的发挥机床的效能的前提条件。本工艺设计是从数控加工的实用角度出发，以数控加工的实际生产为基础，以掌握
4、数控加工工艺为目标。一、 图纸分析（一）动模型腔图纸动模型腔图纸（如图1-1所示）。图1-1动模型腔（二）加工内容分析如图1-1该零件为块状腔型类零件，主要加工平面、孔系及螺纹等，零件结构较复杂工序较多。毛坯为13010440零件。材料为45钢，45钢也叫油刚，它是加工用的比较普遍的材料，价格便宜，但是其材质较硬，难加工。但是45钢具有,耐蚀性、耐热性好及不易变形的特点。具体如下表1-2表2-1 加工内容列表内容要求零件整体外形符合图样孔加工3个5孔深度位于顶面的2个深度为115，位于侧面的为83；一个沉头孔位于底面半圆形槽孔径为4和6深度贯通；一个孔径为42（0.005/0.015）深度贯通
5、。3.5半圆孔位于侧面。螺纹孔加工位于侧面Rc1/8螺纹孔符合螺纹规要求深度为9；位于顶面的2xRc1/4螺纹孔符合螺纹规要求深度为12；位于上表面4xM6螺纹孔符合螺纹规要求深度为12。槽加工侧面半圆形槽一端向内延伸2另一端向外扩展5半径为1.5；底面下方中心处R4键槽和一条R1.9深度为3外口向外扩展10的半圆形槽；上表面封闭型轮廓轮廓深度为12（0.01/0.02）由各处圆角分别为一处R5.5，一处R29.5和2处R12.5构成，最底部距离中心25（0.01/0.02）。粗糙度42孔壁要求为Ra0.2总厚总厚35（0/0.01)圆角R1.R2外轮廓长为126（-0.02/-0.01)宽为
6、100（-0.02/-0.01）（三）加工中难点分析1图1-1中有形位公差要求，由于这个轴的同心度不能大于0.005mm。2孔的定位精度很高。3材料是45钢较难加工，需要保证它的表面粗糙度和平面度。4. 零件的上表面有个封闭型轮廓，其中有很多的圆角。5. 螺纹较多。二、制定加工工艺（一）机床选择连接板的加工设备选用3轴普通机床，三轴普通机床整体布局紧凑合理，占地面积小，安装、维修方便。该系列机床工作台采用十字滑台运动，单立柱结构配备高速主轴，强力刀具冷却及冲屑功能，提供洁净的工作空间。该系列机床采用封闭式防护结构，提高生产安全性并减少对生产作业环境的污染。该系列机床关键的外购件采用进口组件，使
7、整机具有很高的可靠性和耐用度。性能参数见表2-1。机床图见图2-1。表2-1三菱1060L立式加工中心的主要参数项目单位规格工作台mm1200X510T型槽尺寸mm5-18X100主轴转速r/min8000切削进给（X-Y-Z）mm/min1-8000快速移动（X-Y-Z）mm/min24000主轴电机功率kw9三轴电机功率kw3定位精度mm0.01外型尺寸mm3100X2200X3100机床净重kg7000 图2-1动模型腔的加工设备（二）刀具和切削用量选择 刀具和切削用量选择见表2-2。表2-2刀具和切削用量选择刀具清单主轴转速进给速度T010150面铣刀硬质合金刀30000.1T0202
8、20立铣刀硬质合金刀30000.8T030315立铣刀硬质合金刀30000.5T04043立铣刀硬质合金刀25000.1T05052立铣刀硬质合金刀30000.8T06063.2钻头直柄麻花钻1000.1T07075钻头直柄麻花钻1000.1T08085螺纹刀硬质合金12000.6T09094螺纹刀硬质合金10000.4T10103 球头刀硬质合金刀30000.8T11111立铣刀硬质合金刀30000.1T1212Rc1/4螺纹刀硬质合金10000.2T1313Rc1/8螺纹刀硬质合金8000.2三、装夹在机械加工里，为了便于加工，为了确保工件的加工精度，使工件定位是尤其重要的部分，在加工中用
9、于装夹工件的装置，我们称之为机床夹具。对于一般的零件，常用通用夹具，列如平口钳。装夹该动模型腔零件，只需要通用数控通用夹具，其作用是将工件定位，便于加工。如图3-1。图3-1 工件装夹四 工艺卡（一）工序的划分规则首先遵循基面先行、先粗后精、先主后次和先面后孔的工艺原则外还应考虑；然后减少换刀次数，节省辅助时间；接着每道工序尽量减少刀具的空行程，按最短路线安排表面的加工顺序；接着在每一次装夹定位中，尽可能完成能够加工的所有面；最后加工完成所有的面。工艺卡的制定是辅助加工的一道非常重要的工序，可以说没有工艺卡后期加工没法完成。（二）制定加工工艺卡动模型腔的具体工艺如下详细说明：上表面加工如表4-
10、1，侧面加工如表4-2，下表面加工见表4-3。表4-1上表面加工工艺卡表4-2侧面加工工艺卡表4-3下表面加工工艺卡五、UG仿真（一）UG建模 用UG建模如图5-1所示。图5-1 UG建模（二）仿真加工1取数控夹具定位确定基准，完成面铣削，如图5-2。图5-2 面铣削仿真加工2加工外轮廓，如图5-3。 图5-3 外轮廓仿真加工3铣型腔，如图5-4。图5-4型腔铣仿真加工4铣槽，如图5-5，分粗铣和精铣，先用3粗铣，再用2精铣。再铣型腔，如图5-6。图5-5铣槽仿真加工 图5-6铣型腔仿真加工5铣半圆形槽，如图5-7。图5-7铣半圆形槽仿真加工 6打孔，如图5-8所示。图5-8钻孔仿真加工9扩孔
11、，如图5-9所示。图5-9扩孔仿真加工10半精铣型腔，如图5-10。 图5-10半精铣型腔仿真加工11精铣型腔，如图5-11。图5-11精铣型腔仿真加工12钻头打孔，如图5-12所示。 图5-12打孔仿真加工六、零件检测 完成零件的检测表，见表6-1。表6-1 检测表总结本论文重要介绍了动模型腔的数控加工，其中涉及到很多方面的知识。从零件的图纸要求分析，加工内容及要求确定，机床的选择，确定工艺路线，夹具的设计以及选择，刀具切削用量的选择，零件的检测等方面介绍了动模型腔的数控加工。从图纸上得出零件的加工内容，加工要求，精度要求等进行系统的分析列成加工内容表，然后根据图纸的要求确定加工工艺路线，此
12、零件的加工难点在于，此零件形状不规则，多面加工精度要求高，零件的槽加工较多，中间有个看似很规则但加工非常复杂的封闭型轮廓，普通三轴加工局限性大，等。这次作业完全可以说对我们产生了极大的作用，对我们以后工作也有很好的促进作用，虽然平时上课也完成过很多类似的任务，但是并没有过如此的重视，也没有如此的系统，像这样的给我们一张图纸，从头至尾的独自一人完成零件的建模、分析、工具的选择、数据的计算、资料的查找、加工程序的导出、零件的完成。让我们更加系统的、更加深度的了解的零件的数控加工虽然此零件很复杂，但是通过数控加工，加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用CAD/CAM及自动
13、编程系统进行编制。整个制造过程中数控加工辅助着完成，使得加工复杂零件变得简单，系统，可以批量生产，所以大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。参考文献1 李立.机械工程基础.机械工业出版社.2005年9月第一版2 熊光华.数控机床. 机械工业出版社.2007年7月第一版3 顾京/数控机床加工程序编制.机械工业出版社.2007年2月第三版4 赵长旭.数控加工工艺.西安电子科技大学出版社.2006年1月第一版5 李春雷.数控机床控制技术与系统.机械工业出版社.2006年6月第一版6 苏建修.机械制造基础.机械工业出版社.2006年3月第二
14、版7 李杨 公差配合与技术测量 2010年1月第一版8 孔晓玲.公差与测量技术.北京大学出版社.2009年第一版9 李培根.机械工程基础.机械工业出版社.2007年第二版谢辞 首先感谢我的指导老师，没有她的帮助我完成不了，各个方面都有老师的提醒和指导。在此，我还要感谢和我在一起愉快的度过三年学习生活的各位同学和老师，正是由于你们的支持和帮助，才可以使得我克服了一个又一个的困难，直到本篇论文的顺利完成，还要感谢我的各位专业课的老师们，对于这篇论文的完结给予了我很多的帮助。在此我还要感谢昆山寅木森精密机械有限公司，提供我实习的平台。还有我的师傅吴方荣和葛晓华师傅，在他们的指导与帮助下，我利用了我大
15、学三年里所学的知识来顺利的完成了这篇论文，在请接受我的谢意，谢谢你们。在论文即将完成之际，我依然无法平静下来，有很多的师长、同学、朋友给予我很大的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！祝愿你们以后生活越来越好。最后，还要感谢将我含辛茹苦培养大的父母，谢谢你们！最后我想说的是，这次作业是在校的最好一次作业了。这个三年很快的过去了，我理应要拿出自己最好的状态和足够的精力来完成这次作业。话虽能说但是总感觉自己做的还不够。在此我深深的感谢帮助我的同学和老师，没有你们的帮忙我是完成不了的，起码不能很好的完成，或许也会浪费自己很多空余的时间，由于本人第一次写论文，还希望各位多给予批评和意见，我会感激不尽。附录程
16、序由于程序较多我只抽选了其中最具有代表性的的一个程序中的一段。信息清单创建者： Administrator日期 ： 2015/4/13 13:02:12当前工作部件 ： D:DocumentsTencent Files418818278FileRecv1234.prt节点名 ： lbdz-20120615bgN0010 G40 G17 G90 G70N0020 G91 G28 Z0.0:0030 T00 M06N0040 G0 G90 X.2021 Y.2742 S0 M03N0050 G43 Z-1.7717 H00N0060 Z-1.4961N0070 G2 X.7248 Y-.0376
17、Z-1.2999 I.1684 J-.3118 K-.0949 F9.8N0080 G1 X.3705 M08N0090 G2 I0.0 J.0376N0100 G1 Y-.3919N0110 G2 I0.0 J.3919N0120 G1 Y.0018N0130 Z-1.418N0140 G0 Z-1.7717N0150 X.2021 Y.2742N0160 Z-1.418N0170 G2 X.7248 Y-.0376 Z-1.2219 I.1684 J-.3118 K-.0949N0180 G1 X.3705N0190 G2 I0.0 J.0376N0200 G1 Y-.3919N0210
18、G2 I0.0 J.3919N0220 G1 Y.0018N0230 Z-1.34N0240 G0 Z-1.7717N0250 X.2021 Y.2742N0260 Z-1.34N0270 G2 X.7248 Y-.0376 Z-1.1439 I.1684 J-.3118 K-.0949N0280 G1 X.3705N0290 G2 I0.0 J.0376N0300 G1 Y-.3919N0310 G2 I0.0 J.3919N0320 G1 Y.0018N0330 Z-1.262N0340 G0 Z-1.7717N0350 X.2021 Y.2742N0360 Z-1.262N0370 G2
19、 X.7248 Y-.0376 Z-1.0659 I.1684 J-.3118 K-.0949N0380 G1 X.3705N0390 G2 I0.0 J.0376N0400 G1 Y-.3919N0410 G2 I0.0 J.3919N0420 G1 Y.0018N0430 Z-1.184N0440 G0 Z-1.7717N0450 X.2021 Y.2742N0460 Z-1.184N0470 G2 X.7248 Y-.0376 Z-.9878 I.1684 J-.3118 K-.0949N0480 G1 X.3705N0490 G2 I0.0 J.0376N0500 G1 Y-.3919
20、N0510 G2 I0.0 J.3919N0520 G1 Y.0018N0530 Z-1.1059N0540 G0 Z-1.7717N0550 X.2021 Y.2742N0560 Z-1.1059N0570 G2 X.7248 Y-.0376 Z-.9098 I.1684 J-.3118 K-.0949N0580 G1 X.3705N0590 G2 I0.0 J.0376N0600 G1 Y-.3919N0610 G2 I0.0 J.3919N0620 G1 Y.0018N0630 Z-1.0279N0640 G0 Z-1.7717N0650 X.2021 Y.2742N0660 Z-1.0
21、279N0670 G2 X.7248 Y-.0376 Z-.8318 I.1684 J-.3118 K-.0949N0680 G1 X.3705N0690 G2 I0.0 J.0376N0700 G1 Y-.3919N0710 G2 I0.0 J.3919N0720 G1 Y.0018N0730 Z-.9499N0740 G0 Z-1.7717N0750 X.2021 Y.2742N0760 Z-.9499N0770 G2 X.7248 Y-.0376 Z-.7538 I.1684 J-.3118 K-.0949N0780 G1 X.3705N0790 G2 I0.0 J.0376N0800
22、G1 Y-.3919N0810 G2 I0.0 J.3919N0820 G1 Y.0018N0830 Z-.8719N0840 G0 Z-1.7717N0850 X.2021 Y.2742N0860 Z-.8719N0870 G2 X.7248 Y-.0376 Z-.6757 I.1684 J-.3118 K-.0949N0880 G1 X.3705N0890 G2 I0.0 J.0376N0900 G1 Y-.3919N0910 G2 I0.0 J.3919N0920 G1 Y.0018N0930 Z-.7938N0940 G0 Z-1.7717N0950 X.2021 Y.2742N096
23、0 Z-.7938N0970 G2 X.7248 Y-.0376 Z-.5977 I.1684 J-.3118 K-.0949N0980 G1 X.3705N0990 G2 I0.0 J.0376N1000 G1 Y-.3919N1010 G2 I0.0 J.3919N1020 G1 Y.0018N1030 Z-.7158N1040 G0 Z-1.7717N1050 X.2021 Y.2742N1060 Z-.7158N1070 G2 X.7248 Y-.0376 Z-.5197 I.1684 J-.3118 K-.0949N1080 G1 X.3705N1090 G2 I0.0 J.0376
24、N1100 G1 Y-.3919N1110 G2 I0.0 J.3919N1120 G1 Y.0018N1130 Z-.6378N1140 G0 Z-1.7717N1150 X.7103 Y.1241N1160 Z-.6378N1170 G2 X.3003 Y-.3088 Z-.4454 I-.3332 J-.095 K-.0928N1180 G1 X.3621 Y-.0368N1190 G2 I.0084 J.0368N1200 G1 X.2836 Y-.3823N1210 G2 I.0869 J.3823N1220 G1 X.3708 Y.0016N1230 Z-.5636N1240 G0
25、 Z-1.7717N1250 X.2807 Y.3081N1260 Z-.5636N1270 G2 X.7077 Y-.1152 Z-.3712 I.0814 J-.3449 K-.0949N1280 G1 X.3621 Y-.0368N1290 G2 I.0084 J.0368N1300 G1 X.2836 Y-.3823N1310 G2 I.0869 J.3823N1320 G1 X.3708 Y.0016N1330 Z-.4893N1340 G0 Z-1.7717N1350 X.2807 Y.3081N1360 Z-.4893N1370 G2 X.7077 Y-.1152 Z-.297
26、I.0814 J-.3449 K-.0949N1380 G1 X.3621 Y-.0368N1390 G2 I.0084 J.0368N1400 G1 X.2836 Y-.3823N1410 G2 I.0869 J.3823N1420 G1 X.3708 Y.0016N1430 Z-.4151N1440 G0 Z-1.7717N1450 X.2807 Y.3081N1460 Z-.4151N1470 G2 X.7077 Y-.1152 Z-.2227 I.0814 J-.3449 K-.0949N1480 G1 X.3621 Y-.0368N1490 G2 I.0084 J.0368N1500
27、 G1 X.2836 Y-.3823N1510 G2 I.0869 J.3823N1520 G1 X.3708 Y.0016N1530 Z-.3408N1540 G0 Z-1.7717N1550 X.2807 Y.3081N1560 Z-.3408N1570 G2 X.7077 Y-.1152 Z-.1485 I.0814 J-.3449 K-.0949N1580 G1 X.3621 Y-.0368N1590 G2 I.0084 J.0368N1600 G1 X.2836 Y-.3823N1610 G2 I.0869 J.3823N1620 G1 X.3708 Y.0016N1630 Z-.2
28、666N1640 G0 Z-1.7717N1650 X.2807 Y.3081N1660 Z-.2666N1670 G2 X.7077 Y-.1152 Z-.0742 I.0814 J-.3449 K-.0949N1680 G1 X.3621 Y-.0368N1690 G2 I.0084 J.0368N1700 G1 X.2836 Y-.3823N1710 G2 I.0869 J.3823N1720 G1 X.3708 Y.0016N1730 Z-.1924N1740 G0 Z-1.7717N1750 X.2807 Y.3081N1760 Z-.1924N1770 G2 X.7077 Y-.1152 Z0.0 I.0814 J-.3449 K-.0949N1780 G1 X.3621 Y-.0368N1790 G2 I.0084 J.0368N1800 G1 X.2836 Y-.3823N1810 G2 I.0869 J.3823N1820 G1 X.3708 Y.0016N1830 Z-.1181N1840 G0 Z-1.7717N1850 M02