b3型电极的制造工艺和编程
日期： 2016年3月20日 【摘要】随着社会的发展，技术的革新，数控技术已经在各个领域运用广泛。作为一个制造业大国，我国对数控技术的发展和数控人才的培养也是非常重视。我国每年都会举办各种级别的数控技能大赛，为国家选拔优秀的数控技术型人才，为我国的技术发展做出自己的贡献。数控技术（简称NC）是指用数字，文字和符号组成的数字指令来实现一台或数台机械设备动作控制的技术。数控编程分成自动编程和手动编程，自动编程指使用专门的计算机编程软件（如UG CAD/CAM)来编写零件的加工程序，即本论文所使用的编程方法。本论文主要论述B3型电极的编程工艺和加工工艺，本次加工的电机是窄深槽电机，我们需要现在UG CAD中完成三维建模，再使用UG CAM生成刀具路线和加工的顺序，我们需要根据毛坯材料、加工要求选择合理的刀具和加工装备，然后用三轴立式加工中心加工出零件，最后我们要分析加工过程中遇到的困难，找到解决的方法。
目录
引言 1
一、零件加工前的准备 2
（一）电极的简单介绍 2
（二）毛坯、夹具选择和介绍 2
二、零件的分析 3
（一）零件图纸分析 3
（二）加工难点介绍 4
（三）数控设备的选择和介绍 4
三、零件加工工艺分析 5
（一）加工工艺的分析 5
（二）刀具的选择 6
（三）切削三要素的选择和计算 6
（四）加工工艺工序 8
四、零件的自动编程 8
（一）零件的建模 8
（二）零件的自动编程 10
（三）零件的仿真 11
五、零件加工遇到的问题与解决方法 13
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
附录 17
引言
随着世界的发展，社会的进步，越来越多的新型技术的运用使得数控技术日益强大，越来越多的数控技术被运用到不同的领域中，使得技术性人才日益稀缺，我国为了培养更多有这专业性技术和创新型技术的人才，今年都会举办各种技能大
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赛，以选拔有创新性的技术性人才，这也大力的推动了我国的数控技术的发展与进步。
数控技术就是将加工零件的加工顺序，刀具运动的轨迹的尺寸数据，工艺参数（主运动和进给运动速度，切削深度）以及辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧、松开等）加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。
本论文介绍的是电极的加工，我们选择的是三轴立式加工中心进行加工，然而更多的是选择电火花加工。电火花加工属于特种加工的范畴，特种加工是指不属于传统加工工艺范畴的加工方法，它们不使用刀具或者磨具等进行毛坯的切除。电火花加工是利用工具电极与工件电极之间的脉冲性的火花放电，产生瞬时高温将金属蚀除。
一、零件加工前的准备
（一）电极的简单介绍
电极是电子或者电器装备的一个部件，用做导电的介质（如固体、气体、真空或者电解质溶液）中导出或者导入电流的两个端。导入电流的叫做正极（阳极），导出电流的叫做负极（阴极）。
电极的种类有很多种，有金属电极、电火花电极、氧化还原电极、难溶盐电极、气体电极等等。本篇论文论述的是金属电极，金属电极按材料成分的不同、成分比例的不同又分为很多不同的电极，它们的工作效能也大不相同。而本篇论文论述的就是金属电极中的铜电极如图11所示：
图11 铜电极
（二）毛坯、夹具的选择和介绍
1．该零件毛坯的材料为C1100P，尺寸为95×95×50，形状为方形。铜材料的导热性能好，可塑性强，切削热多，切削时易粘附刀口。
2．夹具使用通用夹具：平口钳（如图12所示）。平口钳的使用特性：结构简单、装夹简便，校正容易。选择原因：该零件是方形零件，符合平口钳的装夹要求。
图12 平口钳
二、零件的分析
（一）零件图纸分析
根据零件图纸的分许，我们通过UG先建模，然后进入制图模式绘制了零件的尺寸图（如图21所示），从而确定零件的加工内容，尺寸要求，进而确定加工的步骤和方法。该零件名为B3型电极，根据图纸可知它的结构较为简单，整个零件由底座、台阶、窄深槽、大斜角和一些圆角组成。底座为正方体，去掉一个斜角。台阶是位置在底座的中央正方形，窄深槽则在台阶上面。
由图纸我们可以知道该零件总长90mm，总宽90mm，总高40mm。底座的尺寸为90×90×5mm，上下偏差均为0.02。底座的斜角尺寸为8x45°，上下偏差均为0.02。台阶尺寸为70×70×35mm，上下偏差均为0.02。台阶四周的圆角尺寸为R6。窄深槽的尺寸为5×5×30mm，上下偏差均为0.02。未注圆角为R2。
图21 零件图纸
（二）加工难点介绍
根据该零件的图纸要求和火花位的要求，需要保证R角、、槽深度、表面粗糙度等。由于零件的结构不复杂而且加工的需要多把刀具，线切割的加工效果好但是效率较慢，所以我们选择带有刀库的加工中心，来提高我们的加工效率。本次零件的槽深度过大(如图22所示），而标准的刀具只有25mm(如图23所示），所以使用标准的刀具无法加工到窄深槽的下面，果然强行加工会导致刀具的损坏和工件加工的失败，所以我们需要使用加长10mm的刀具来加工该零件。由于本次零件的窄深槽的宽较小、深度较大，所以使用加长刀具也会加大发生弹刀、断刀、过切、让刀的可能性。所以这次的槽加工是本次加工最大的难点。
图22 深槽剖视图
图23 普通刀具长度 图24 加长刀具长度
（三）数控设备的选择和介绍
根据零件的加工要求，由于零件的结构不是很复杂，相对的线切割加工的加工效率比较低，且窄深槽铜电极的精度要求较高上下偏差为0.02，加工需要多把刀具的使用，所以我们选择3轴联动的立式加工中心。加工中心是由机械设备和数控系统组成的使用于复杂零件的加工的自动化机床，它是零件一次装夹后进行多工序加工的数控机床。加工中心是由计算机数控系统（CNC）、伺服系统、机械主体、液压系统等组成。由于零件的结构不是很复杂，而且相对于线切割加工的加工速度较慢，加工中心拥有数控铣床没有的自动换刀功能，这大大的提高了我们的加工效率。本次加工我们使用的是配有FANUE系统的立式加工中心。如图25所示
图25 加工中心
三、零件加工工艺分析
（一）加工工艺的分析
1.备料：由于该零件结构和尺寸的要求，我们选择95×95×50mm，材料为C1100P的正方形毛坯。
2.装夹：装夹前需要先调试平口钳的水平度，以减少装夹的误差。一次装夹，留出高度为43mm。
目录
引言 1
一、零件加工前的准备 2
（一）电极的简单介绍 2
（二）毛坯、夹具选择和介绍 2
二、零件的分析 3
（一）零件图纸分析 3
（二）加工难点介绍 4
（三）数控设备的选择和介绍 4
三、零件加工工艺分析 5
（一）加工工艺的分析 5
（二）刀具的选择 6
（三）切削三要素的选择和计算 6
（四）加工工艺工序 8
四、零件的自动编程 8
（一）零件的建模 8
（二）零件的自动编程 10
（三）零件的仿真 11
五、零件加工遇到的问题与解决方法 13
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
附录 17
引言
随着世界的发展，社会的进步，越来越多的新型技术的运用使得数控技术日益强大，越来越多的数控技术被运用到不同的领域中，使得技术性人才日益稀缺，我国为了培养更多有这专业性技术和创新型技术的人才，今年都会举办各种技能大
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
赛，以选拔有创新性的技术性人才，这也大力的推动了我国的数控技术的发展与进步。
数控技术就是将加工零件的加工顺序，刀具运动的轨迹的尺寸数据，工艺参数（主运动和进给运动速度，切削深度）以及辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧、松开等）加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。
本论文介绍的是电极的加工，我们选择的是三轴立式加工中心进行加工，然而更多的是选择电火花加工。电火花加工属于特种加工的范畴，特种加工是指不属于传统加工工艺范畴的加工方法，它们不使用刀具或者磨具等进行毛坯的切除。电火花加工是利用工具电极与工件电极之间的脉冲性的火花放电，产生瞬时高温将金属蚀除。
一、零件加工前的准备
（一）电极的简单介绍
电极是电子或者电器装备的一个部件，用做导电的介质（如固体、气体、真空或者电解质溶液）中导出或者导入电流的两个端。导入电流的叫做正极（阳极），导出电流的叫做负极（阴极）。
电极的种类有很多种，有金属电极、电火花电极、氧化还原电极、难溶盐电极、气体电极等等。本篇论文论述的是金属电极，金属电极按材料成分的不同、成分比例的不同又分为很多不同的电极，它们的工作效能也大不相同。而本篇论文论述的就是金属电极中的铜电极如图11所示：
图11 铜电极
（二）毛坯、夹具的选择和介绍
1．该零件毛坯的材料为C1100P，尺寸为95×95×50，形状为方形。铜材料的导热性能好，可塑性强，切削热多，切削时易粘附刀口。
2．夹具使用通用夹具：平口钳（如图12所示）。平口钳的使用特性：结构简单、装夹简便，校正容易。选择原因：该零件是方形零件，符合平口钳的装夹要求。
图12 平口钳
二、零件的分析
（一）零件图纸分析
根据零件图纸的分许，我们通过UG先建模，然后进入制图模式绘制了零件的尺寸图（如图21所示），从而确定零件的加工内容，尺寸要求，进而确定加工的步骤和方法。该零件名为B3型电极，根据图纸可知它的结构较为简单，整个零件由底座、台阶、窄深槽、大斜角和一些圆角组成。底座为正方体，去掉一个斜角。台阶是位置在底座的中央正方形，窄深槽则在台阶上面。
由图纸我们可以知道该零件总长90mm，总宽90mm，总高40mm。底座的尺寸为90×90×5mm，上下偏差均为0.02。底座的斜角尺寸为8x45°，上下偏差均为0.02。台阶尺寸为70×70×35mm，上下偏差均为0.02。台阶四周的圆角尺寸为R6。窄深槽的尺寸为5×5×30mm，上下偏差均为0.02。未注圆角为R2。
图21 零件图纸
（二）加工难点介绍
根据该零件的图纸要求和火花位的要求，需要保证R角、、槽深度、表面粗糙度等。由于零件的结构不复杂而且加工的需要多把刀具，线切割的加工效果好但是效率较慢，所以我们选择带有刀库的加工中心，来提高我们的加工效率。本次零件的槽深度过大(如图22所示），而标准的刀具只有25mm(如图23所示），所以使用标准的刀具无法加工到窄深槽的下面，果然强行加工会导致刀具的损坏和工件加工的失败，所以我们需要使用加长10mm的刀具来加工该零件。由于本次零件的窄深槽的宽较小、深度较大，所以使用加长刀具也会加大发生弹刀、断刀、过切、让刀的可能性。所以这次的槽加工是本次加工最大的难点。
图22 深槽剖视图
图23 普通刀具长度 图24 加长刀具长度
（三）数控设备的选择和介绍
根据零件的加工要求，由于零件的结构不是很复杂，相对的线切割加工的加工效率比较低，且窄深槽铜电极的精度要求较高上下偏差为0.02，加工需要多把刀具的使用，所以我们选择3轴联动的立式加工中心。加工中心是由机械设备和数控系统组成的使用于复杂零件的加工的自动化机床，它是零件一次装夹后进行多工序加工的数控机床。加工中心是由计算机数控系统（CNC）、伺服系统、机械主体、液压系统等组成。由于零件的结构不是很复杂，而且相对于线切割加工的加工速度较慢，加工中心拥有数控铣床没有的自动换刀功能，这大大的提高了我们的加工效率。本次加工我们使用的是配有FANUE系统的立式加工中心。如图25所示
图25 加工中心
三、零件加工工艺分析
（一）加工工艺的分析
1.备料：由于该零件结构和尺寸的要求，我们选择95×95×50mm，材料为C1100P的正方形毛坯。
2.装夹：装夹前需要先调试平口钳的水平度，以减少装夹的误差。一次装夹，留出高度为43mm。
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