立式铣床椭圆形模板的数控工艺分析及加工
引言 1
一、椭圆形模板的零件图分析 2
（一）分析零件图 3
（二）毛坯选用 4
二、椭圆形模板的加工工艺 5
（一）制定工艺路线 4
（二）加工设备的选用 4
（三）夹具选用 4
（四）刀具和切削参数确定 5
（五）制作工艺卡 5
（六）立铣加工分析和解决方案 7
三、椭圆形模板的数控编程与仿真加工 9
（一） CAD建模 9
（二） 利用UG CAD软件进行连接块的三维建模 9
（三） 编制加工顶面的NC程序 10
【参考文献】 18
谢辞 19
引言
椭圆形模板是苏州求精机械制造有限公司生产的产品。该零件主要选用数控铣削加工，完成这次课题的研究需要利用UG NX6.0 CAD/CA来建模和仿真。设计内容主要有对零件图的分析，加工工艺路线的分析，建模，然后选用适合的刀具，加工的方式方法，最后优化工艺，达到图纸的设计预期，从而为批量生产打下基础，从而为企业带来经济效益。
近年来，我国数控加工技术迅速发展，国产数控车床已完全能满足国内市场的需要。高性能的卧式车削中心和车铣复合中心，通过合资、引进技术和自主开发，某些产品已能满足部分国内高端用户要求。但是，卧式车铣复合加工中心、带Y轴或C轴的卧式车削中心、双主轴卧式车削中心和高精度卧式车削中心仍然主要依靠国外进口。
UG软件是美国一家公司的一个集CAD、CAE和CAM于一体的计算机辅助机械设计制造系统。UG软件的加工制造模块功能很强,它在模具制造业已有20多年成功应用实例,是其他应用软件没法比的。在UG软件中,对所设计的零件绘制几何图形及建模; *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
进行加工工艺分析,以合理的加工步骤得到刀具路径;通过程序的后处理生成数控加工程序,将得到的数控加工程序编辑调试后输入到数控机床即可进行加工。
采用UG软件能方便地建立零件几何模型,以刀具路径在屏幕上显示模拟,处理速度快,迅速生成数控代码,缩短编程人员的编程时间。数控程序编制,利用UG软件可大大提高程序的正确性和安全性,大幅度减少机床调整时间和机床试切时间, 提高工作效率,降低生产成本。
一、椭圆形模板的零件图分析
（一）分析零件图
该零件图如图1-1所示，结构较为简单，主要有平面、型腔、圆柱、孔（通孔）、圆角等特征组成。
零件的上平面为Z向基准，前端面为Y 向基准，左端面为X向基准，X向的对称轴和后端面对左端面的垂直度均为0.04；型腔深度为6mm，尺寸精度要求为0.018，精度要求较高，加工过程中要考虑可能引起的材料变形和过切问题，下文中会有明确的解决方案
图1-1 零件图
零件材料为美国牌号，对应的国内牌号为45＃钢，该材料的加工性能比较好。此零件的主要加工内容见表1-1。
表1-1 加工内容
内容
要求
备注
外形
零件的整体外形，尺寸为100x100，公差为（+0.054/-0.054）
型腔
两圆柱定位尺寸公差+0.046/-0.046，深度为6(+0.018/0)
圆柱
尺寸公差
4xΦ10孔
孔直径为10（），深度为贯通
零件上表面
零件总高
尺寸为26（+0.033/-0.033）
粗糙度
所有表面粗糙度3.2
此零件的主要加工难点为型腔和凸起的柱体见间隙很小,容易受到干涉而引起工件变形或过切，因此刀具的选择、切削参数的确定以及切削方式的选择至关重要
（二）毛坯选用
零件材为45＃钢，此材料为优质碳素结构钢，属于中碳钢，钢中珠光体含量增多，其强度和硬度较前提高，淬火后的硬度可显著增加。有较好的塑性和韧性，即综合性能优良。此材料在机械结构中用途最广，根据零件尺寸和机床的切削性能以及考虑到装夹要求，选用102x102x33的块料作为毛坯材料。
二、椭圆形模板的加工工艺
（一）制定工艺路线
此零件分2次装夹加工完成，毛坯留有一定的夹持量，约6mm，正面一次加工完成，以保证位置度还有接刀问题，然后反身装夹，把夹持的部分铣削掉，直到达到尺寸要求 。由于选择了比较好的刀具系统，所以在打孔前不必预先打中心孔。
备料：45＃钢，102×102×30；
铣上表面：平口钳装夹零件，铣削上表面，铣约2mm厚度；
粗铣外形：粗铣零件外形 ，留0.3mm精加工余量；
精铣外形：精铣零件外形 ，保证零件的尺寸和粗糙度；
粗铣型腔：去掉多余部分，留0.2mm加工余量；
用直径9.8的钻头打4个直径为10的通孔，留0.2mm加工余量；
用直径10的铰刀铰孔；
精铣型腔：先精铣各个型腔的底面，再精铣型腔的侧壁，保证零件的尺寸和粗糙度；
铣反面：零件反身装夹，铣削反面多余部分，保证零件的总高。
（二）加工设备的选用
经过以上对图纸、毛坯及工艺路线的分析，决定选用杭州友佳集团生产的HV-40A立式铣削加工中心作为加工设备，此设备床身水平，采用机械手换刀，有较好的刚性，而且加工精度高，因此非常适用于小型零件的大批量生产。
（三）夹具选用
该零件需要两次装夹，加工顶面时，以毛坯作为基准，根据毛坯的外形特征选用平口钳作为夹具，零件左侧面与平口钳左侧面装夹对齐，使用定位块限制零件安放位置，并以此为定位基准批量生产，毛坯的高度方向伸出27mm。加工零件底面时，用已完成加工的外形作为定位基准，使用平口钳装夹，为保证已加工面不被夹具夹伤以及多个零件生产时的精度要求，为此要在平口钳的钳口安装厚度为1到2毫米的铜皮。而且要在每加工到一定数量的零件后换掉铜皮，确保零件不会因为铜皮的磨损或变形而影响到零件的精度。
加工顶面
T1D50
铣面
3200
2
1000
T2D30
粗铣外形
3500
1
1500
T5D15
精铣外形
5000
0.3
2000
工序内容
工位
页码：1
页数：3
一、椭圆形模板的零件图分析 2
（一）分析零件图 3
（二）毛坯选用 4
二、椭圆形模板的加工工艺 5
（一）制定工艺路线 4
（二）加工设备的选用 4
（三）夹具选用 4
（四）刀具和切削参数确定 5
（五）制作工艺卡 5
（六）立铣加工分析和解决方案 7
三、椭圆形模板的数控编程与仿真加工 9
（一） CAD建模 9
（二） 利用UG CAD软件进行连接块的三维建模 9
（三） 编制加工顶面的NC程序 10
【参考文献】 18
谢辞 19
引言
椭圆形模板是苏州求精机械制造有限公司生产的产品。该零件主要选用数控铣削加工，完成这次课题的研究需要利用UG NX6.0 CAD/CA来建模和仿真。设计内容主要有对零件图的分析，加工工艺路线的分析，建模，然后选用适合的刀具，加工的方式方法，最后优化工艺，达到图纸的设计预期，从而为批量生产打下基础，从而为企业带来经济效益。
近年来，我国数控加工技术迅速发展，国产数控车床已完全能满足国内市场的需要。高性能的卧式车削中心和车铣复合中心，通过合资、引进技术和自主开发，某些产品已能满足部分国内高端用户要求。但是，卧式车铣复合加工中心、带Y轴或C轴的卧式车削中心、双主轴卧式车削中心和高精度卧式车削中心仍然主要依靠国外进口。
UG软件是美国一家公司的一个集CAD、CAE和CAM于一体的计算机辅助机械设计制造系统。UG软件的加工制造模块功能很强,它在模具制造业已有20多年成功应用实例,是其他应用软件没法比的。在UG软件中,对所设计的零件绘制几何图形及建模; *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
进行加工工艺分析,以合理的加工步骤得到刀具路径;通过程序的后处理生成数控加工程序,将得到的数控加工程序编辑调试后输入到数控机床即可进行加工。
采用UG软件能方便地建立零件几何模型,以刀具路径在屏幕上显示模拟,处理速度快,迅速生成数控代码,缩短编程人员的编程时间。数控程序编制,利用UG软件可大大提高程序的正确性和安全性,大幅度减少机床调整时间和机床试切时间, 提高工作效率,降低生产成本。
一、椭圆形模板的零件图分析
（一）分析零件图
该零件图如图1-1所示，结构较为简单，主要有平面、型腔、圆柱、孔（通孔）、圆角等特征组成。
零件的上平面为Z向基准，前端面为Y 向基准，左端面为X向基准，X向的对称轴和后端面对左端面的垂直度均为0.04；型腔深度为6mm，尺寸精度要求为0.018，精度要求较高，加工过程中要考虑可能引起的材料变形和过切问题，下文中会有明确的解决方案
图1-1 零件图
零件材料为美国牌号，对应的国内牌号为45＃钢，该材料的加工性能比较好。此零件的主要加工内容见表1-1。
表1-1 加工内容
内容
要求
备注
外形
零件的整体外形，尺寸为100x100，公差为（+0.054/-0.054）
型腔
两圆柱定位尺寸公差+0.046/-0.046，深度为6(+0.018/0)
圆柱
尺寸公差
4xΦ10孔
孔直径为10（），深度为贯通
零件上表面
零件总高
尺寸为26（+0.033/-0.033）
粗糙度
所有表面粗糙度3.2
此零件的主要加工难点为型腔和凸起的柱体见间隙很小,容易受到干涉而引起工件变形或过切，因此刀具的选择、切削参数的确定以及切削方式的选择至关重要
（二）毛坯选用
零件材为45＃钢，此材料为优质碳素结构钢，属于中碳钢，钢中珠光体含量增多，其强度和硬度较前提高，淬火后的硬度可显著增加。有较好的塑性和韧性，即综合性能优良。此材料在机械结构中用途最广，根据零件尺寸和机床的切削性能以及考虑到装夹要求，选用102x102x33的块料作为毛坯材料。
二、椭圆形模板的加工工艺
（一）制定工艺路线
此零件分2次装夹加工完成，毛坯留有一定的夹持量，约6mm，正面一次加工完成，以保证位置度还有接刀问题，然后反身装夹，把夹持的部分铣削掉，直到达到尺寸要求 。由于选择了比较好的刀具系统，所以在打孔前不必预先打中心孔。
备料：45＃钢，102×102×30；
铣上表面：平口钳装夹零件，铣削上表面，铣约2mm厚度；
粗铣外形：粗铣零件外形 ，留0.3mm精加工余量；
精铣外形：精铣零件外形 ，保证零件的尺寸和粗糙度；
粗铣型腔：去掉多余部分，留0.2mm加工余量；
用直径9.8的钻头打4个直径为10的通孔，留0.2mm加工余量；
用直径10的铰刀铰孔；
精铣型腔：先精铣各个型腔的底面，再精铣型腔的侧壁，保证零件的尺寸和粗糙度；
铣反面：零件反身装夹，铣削反面多余部分，保证零件的总高。
（二）加工设备的选用
经过以上对图纸、毛坯及工艺路线的分析，决定选用杭州友佳集团生产的HV-40A立式铣削加工中心作为加工设备，此设备床身水平，采用机械手换刀，有较好的刚性，而且加工精度高，因此非常适用于小型零件的大批量生产。
（三）夹具选用
该零件需要两次装夹，加工顶面时，以毛坯作为基准，根据毛坯的外形特征选用平口钳作为夹具，零件左侧面与平口钳左侧面装夹对齐，使用定位块限制零件安放位置，并以此为定位基准批量生产，毛坯的高度方向伸出27mm。加工零件底面时，用已完成加工的外形作为定位基准，使用平口钳装夹，为保证已加工面不被夹具夹伤以及多个零件生产时的精度要求，为此要在平口钳的钳口安装厚度为1到2毫米的铜皮。而且要在每加工到一定数量的零件后换掉铜皮，确保零件不会因为铜皮的磨损或变形而影响到零件的精度。
加工顶面
T1D50
铣面
3200
2
1000
T2D30
粗铣外形
3500
1
1500
T5D15
精铣外形
5000
0.3
2000
工序内容
工位
页码：1
页数：3
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/mjsk/1778.html
