毕业设计之（基于UG下的型腔零件数控仿形加工） - 图文(6)

XXX大学机电工程系毕业设计说明书（论文）

4 加工准备及工艺路线选择

在对零件进行加工前要对零件进行许多分析，如装夹方式、基准选择、确定坐标零点、刀具选择及机床选择等。

4.1基准的选择

基准就是确定生产对象上的某些点、线、面的位置所依据的那些点、线、面。 4.1.1定位基准的选择

正确选择定位基准是制订机械加工工艺规程和进行夹具设计的关键。定位基准分为精基准和粗基准。

此零件上平面为基准加工下平面，工件重新装夹后，已加工的下平面为基准加工上平面。

4.2 工艺装备的选择

4.2.1夹具的选择

机床夹具的种类很多，按使用的机床类型分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、加工中心夹具等。而按专门化程度划分来说，该零件使用的是立式加工中心。零件又属于平面类零件，应使用通用夹具，通用夹具是已经标准化、无需调整或稍加调整就可以用来装夹不同工件的夹具。 4.2.2刀具选择

选择合适的刀具和参数，对于金属切削加工，能起到事半功倍的效果。刀具材料选用硬质合金，钻头和铰刀选用高速钢。且切削速度比高速钢高4~10倍，但其冲击韧性与抗拉强度远比高速钢差。而铣刀种类繁多，在使用时要根据加工部位、表面粗糙度、精度等来选用，根据图形的精度和加工部位来看，所选刀具卡见附录。

φ12整体合金刀具为精加工用刀具，一般情况下不做粗加工，如果加工中出现尖叫，或者是连续冲击声，这种现象表明切削参数选用不合理，充分冷却在整个过程中是必不可少的。

φ32的立铣刀应采用侧固刀柄，φ25内螺纹孔单刃镗刀应采用侧固刀柄或强力弹簧夹套刀柄；φ20的立铣刀应采用强力弹簧夹套刀柄；φ16H的铰刀应采用弹簧夹套刀柄；φ8整体硬质合金立铣刀和φ8球头刀可采用热装刀柄。

对于刀具使用，要兼顾粗、精加工分开原则，防止精加工刀具尽早磨损。机夹立铣刀，由于有螺旋升角，铣刀侧刃直线性不好，不适合精加工。整体硬质合金刀侧刃直线性好，精度高，适合精加工使用，粗加工阶段，应尽可能不用φ12的整体硬质

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合金铣刀，以备精加工使用。

φ32立铣刀，用于平面粗、精加工，外轮廓粗加工。 φ20立铣刀，用于内外轮廓、腔槽半精加工。 φ8球头刀（球头直径2），用于圆弧面加工。

φ8整体硬质合金立铣刀，用于内外轮廓精加工，φ26的孔。 Φ11.8、φ12钻头用来钻Φ11.8、φ12的孔。

4.3确定进给路线（加工方法）

在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为进给路线。进给路线不仅包括切削加工时的进给路线，还包括刀具到位、对刀、退刀和换刀等一系列过程的刀具运动路线。进给路线不仅反映了几个内容，也说明了加工顺序。

确定进给路线。主要是确定粗加工及空行程的进给路线，因为精加工的进给路线基本上是按零件的轮廓进行的。在确定时还要注意一些问题：

① 选择工件刚性破坏小的路线，以减少加工变形对加工精度的影响。 ② 寻求最短的进给路线，以提高加工效率。

③ 切入和切出的路线应考虑外延，以保证加工的表面质量。 ④ 完工时的最后一刀应一次走刀连续加工，以免产生刀痕等缺陷。

此外，确定进给路线时，还要考虑工件的形状与刚度、加工余量大小、机床与刀具的刚度等情况，确定是一次进给还是多次进给来完成加工，确定刀具的切入与切出方向以及在铣削加工中试采用顺铣还是逆铣的铣削方式等。

该零件的进给路线路线如下：

铣端面：铣上端面及外轮廓至尺寸。（φ32立铣刀）

半精铣：半精铣外轮廓，单边留余量0.3mm→粗铣内腔槽，单边留余量2mm。（φ20立铣刀）

精铣：铣外轮廓至尺寸→高速精铣内腔槽至尺寸。（φ8合金立铣刀）

铣球面：铣球面（Φ8的球头刀） 铣孔：2-φ26孔。（φ8合金立铣刀）

钻孔：-φ12孔→φ11.8孔。（φ8合金立铣刀）

4.4切削用量

在一定切削条件下，合理选择切削用量是提高切削效率、保证刀具耐用度和加工质量的主要手段。

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4.4.1 切削参数对机械加工的影响

（1）对加工质量的影响

①切削速度的影响。因为切削速度对切削温度影响最大。随着切削速度的增加，温度上升，工件的温升变形和刀具磨损加快，使误差加大。同时，工件表面层的热应力。金相组织也发生变化，使工件表面质量下降。

②进给速度的影响。在中等以上进给速度时，降低进给速度可降低表面粗糙度值;但当低速切削（0.05～0.15mm/r）时，由于存在塑性变形故可使Ra增大。

③背吃刀量的影响。随着背吃刀量的增大，切削力成正比的增加，工艺系统发生变形、振动等，使加工精度和表面粗糙度下降。

（2）对刀具使用寿命的影响

刀具耐用度与刀具总刃磨次数的乘积称为刀具寿命。它是一把刀从开始到完全报废所经过的切削时间。对刀具寿命的影响主要从耐用度的影响来分析。

因此，贵重、精密的刀具是不宜采用高速切削和大进给量切削的。 （3）对生产效率的影响

在一定的切削条件下，合理选择切削用量是提高切削效率、保证刀具耐用度和加工质量的主要手段。

4.5 加工工序卡片

确定加工工序后，根据加工要求，编写数控加工工序卡片。具体的加工工序卡片如下表所示。

表4-1 数控加工工序卡片 零件名称 （工厂） 数控加工工序卡片 高速轴 工序号 10 工步号 1 2 3 程序编号 夹具名称 三抓卡盘 45#钢 使用设备 立式加工中心 主轴转速/r·mi-1n 300 600 1000 进给速度/mm·mi-1n 70 70 50 背吃刀量/mm 2.0 1.0 0.5 车间 型腔零件 零件图号 工步内容 刀具号 刀具规矩/mm 备注 外轮廓粗加工 内外轮廓、腔槽半精加工 精铣圆弧面 T01 Φ32 T02 Φ20 T03 Φ8球头 第 28 页 共 46 页

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4 内外轮廓精加工 T04 5 6 7 精铣Φ26孔 钻Φ11.8孔 钻Φ12孔 T04 T05 T06 Φ8硬质合金立铣刀 Φ8硬质合金立铣刀 Φ11.8钻头 Φ12钻头 1000 50 0.2 1000 800 800 50 70 70 0.2 0.25 0.25

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5 UG造型与仿形加工

UG是一种功能强大的软件，在这个型腔零件的造型中我们用到的是UG的草图建模和仿形加工模块。

5.1加工并生成程序

通过草图拉伸对毛坯进行设定，同时要确定毛坯中心在系统坐标系（绘图坐标系）中的坐标值。因为该例绘图原点在图形的底平面上，所以毛坯中心的坐标值设定值为（0,0,0）。注意对刀时，刀具找正毛坯中心后，要按该坐标值设定毛坯中心。然后进入UG加工模块，首先设定加工坐标系、工件加工的安全平面，对工件进行加工。 5.1.1工艺参数设定

首先我们定义刀具参数，根据列出的刀具清单。例如φ32立铣刀参数及图形如图5-1所示，其它刀具按照各自参数设定。

图5-1 刀具的设置

最后建成直径32、20、8的铣刀，直径为8的球头刀，直径分别为12、26、11.8的钻头，来进行加工，如图5-2。

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