加工中心高级工TEST9数控加工
加工中心高级工TEST9数控加工[20200123185254]
【摘要】
在数控编程中，工艺分析和工艺设计是至关重要的，无论是手工编程还是自动编程，在加工前都要对所加工零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择加工设备、刀具、夹具，确定切削用量，安排加工顺序，制定走刀路线等。在编程过程中，还要对一些工艺问题（如对刀点，换刀点，刀具补偿等）做相应处理。因此程序编制中的工艺分析和工艺设计是一项十分重要的工作。
本设计为椭圆盘类零件，根据零件的图纸及技术要求，对零件进行了详细的数控加工工艺分析，依据分析的结果，确定了该零件的加工方法、定位基准、使用刀具、加工顺序安排、走刀路线和切削用量等，并编制了零件的数控加工工艺卡片和刀具卡片等，最后用UG仿真软件进行了仿真。
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关键字:】数控加工；工艺分析；UG；仿真
引言 1
一、Test09零件图分析 2
（一）零件的结构工艺性分析 2
（二）毛坯的确定 2
（三）零件的主要技术要求分析 3
二、Test09零件的特性分析 3
（一）零件加工面分析 3
（二）刀具特性分析 3
三、零件的加工工艺设计 7
（一）加工设备的选择 7
（二）装夹定位的选择 7
（三）加工方案的制定 8
四、Test09零件的仿真分析 9
（一）建模 9
（二）仿真 11
总结 15
谢辞 16
参考文献 17
附录 18
引言
随着机械行业的不断发展，近年来数控加工和数控设备的应用呈突飞猛进的趋势。包括以组合机床为主的大量生产方式的出现，机床都在向以数控设备为主的生产方式转变。社会上对掌握数控技术的人才需求量越来越大，在我们学院数控设备的更新速度也越来越快。为适应实际社会生产的能力和提高全面的数控加工能力，必要将自己学到的知识运用于实践当中，这样既可以巩固自己所学的知识，又可以提升自己的动手能力。数控加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。它的综合加工能力较强，工件一次装夹后能完成较多的加工内容，加工精度较高，就中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的5～10倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。
数控加工中心是一种功能较全的数控加工机床，它把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。加工中心设置有刀库，刀库中存放着不同数量的各种刀具 或检具，在加工过程中由程序自动选用和更换。这是它与数控铣床、数控镗床的主要区别。特别是对于必需采用工装和专机设备来保证产品质量和效率的工件，采用加工中心加工，可以省去工装和专机。这会为新产品的研制和改型换代节省大量的时间和费用，从而使企业具有较强的竞争能力。
一、Test09零件图分析
（一）零件的结构工艺性分析
图1-1 Test09零件图
从图1-1中可以看出，Test09零件为典型的椭圆盘零件，由孔、圆弧面、倒角等组成。根据零件图纸要求，该零件规定了孔、外圆表面的尺寸和表面粗超度值。这些技术要求必须在加工中给予保证。该椭圆盘零件的关键工序是长径120mm，短径100mm的椭圆面，Φ10mm的圆孔，以及Φ50mm、Φ36mm的圆柱表面等。该零件的整个加工过程包括铣平面、钻孔、倒角、M10螺纹孔的加工、圆弧与直线过度等。
（二）毛坯的确定
在制定工艺规程时，正确的选着毛坯有着重大的技术意义。毛坯种类的选着，不仅影响着毛坯制造的工艺、而且对零件的机械加工工艺、设备和工具的消耗以及工时定额也都有很大的影响。因此，正确选着毛坯，需要毛坯制造及机械加工零件方面的工艺人员紧密配合，以兼顾冷、热加工两方面的要求。
该椭圆盘零件材料为45钢，因其属于中、小形零件，并且各类尺寸相差不大，故选择125X110X25的45钢块作毛坯。45号钢为优质碳素结构钢，是中碳钢，硬度不高，易切削加工，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低，来源广，所以应用广泛。
（三）零件的主要技术要求分析
零件的技术要求主要是指尺寸精度、形状精度、位置要求、表面粗糙度及热处理等。这些要求在保证零件使用性能的前提下，应经济合理，过高的精度和表面粗糙度要求会使工艺过程复杂、加工困难、成本提高。
通过对图1-1的分析可知该零件在精加工后需保证椭圆外轮廓和Φ25孔的内壁表面粗糙度为Ra1.6μm其余Ra6.3μm、通孔Φ10的公差是0.018mm、螺纹孔M10的螺纹公差等级是7、Φ25孔的公差为0.021mm、Φ36孔的公差为0.1mm、表面凸台的矩形宽度误差为0.03mm、中心圆柱凸台倒角为45°以及零件加工完后去毛刺等。
二、Test09零件的特性分析
（一）零件加工面分析
图2-1 Test09三维图
分析图2-1可以得出，该零件是由两个直径为10mm的螺纹孔和通孔、中心是Φ25的通孔、凸台等组成。加工时可以先对上表面及凸台进行粗加工，精加工，然后加工两个通孔和两个螺纹孔，这样可以保证零件达到最好的质量和表面粗糙度的要求。
（二）刀具特性分析
1．刀具的选择
刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，选择的好坏不仅影响机床的加工效率，而且还直接影响加工质量。
根据零件材料的切削性能选择刀具，如车或铣高强度钢、钛合金、不锈钢零件，建议选择耐磨性较好的可转位硬质合金刀具。根据零件的加工阶段选择刀具，即粗加工阶段以去除余量为主，应选择刚性较好、精度较低的刀具；半精加工、精加工阶段以保证零件的加工精度和产品质量为主，应选择耐用度高、精度较高的刀具；粗加工阶段所用刀具的精度最低、而精加工阶段所用刀具的精度最高。
如果粗、精加工选择相同的刀具，建议粗加工时选用精加工淘汰下来的刀具，因为精加工淘汰的刀具磨损情况大多为刃部轻微磨损，涂层磨损修光，继续使用会影响精加工的加工质量，但对粗加工的影响较小。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。
生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。
在加工中心上，所有刀具全都预先装在刀库里，通过数控程序的选刀和换刀指令进行相应的换刀动作，必须选用适合机床刀具系统规格的相应标准刀柄，以便数控加工用刀具能够迅速、准确地安装到机床主轴上或返回刀库。编程人员应能够了解机床所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围等方面的内容，以保证在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸，合理安排刀具的排列顺序。
切削刀具材料应具备的性能如表2-1所示。
表2-1 刀具卡片
产品名 TEST12 零件名称 零件图号 12 程序号
工步号 刀具号 刀具名称 刀柄型号 刀具直径 刀具长度 补偿值 备注
1 T01 面铣刀Ф50 BT40 50 50 0 硬质合金
2 T02 立铣刀Ф20 BT40 20 75 0 高速钢
【摘要】
在数控编程中，工艺分析和工艺设计是至关重要的，无论是手工编程还是自动编程，在加工前都要对所加工零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择加工设备、刀具、夹具，确定切削用量，安排加工顺序，制定走刀路线等。在编程过程中，还要对一些工艺问题（如对刀点，换刀点，刀具补偿等）做相应处理。因此程序编制中的工艺分析和工艺设计是一项十分重要的工作。
本设计为椭圆盘类零件，根据零件的图纸及技术要求，对零件进行了详细的数控加工工艺分析，依据分析的结果，确定了该零件的加工方法、定位基准、使用刀具、加工顺序安排、走刀路线和切削用量等，并编制了零件的数控加工工艺卡片和刀具卡片等，最后用UG仿真软件进行了仿真。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】数控加工；工艺分析；UG；仿真
引言 1
一、Test09零件图分析 2
（一）零件的结构工艺性分析 2
（二）毛坯的确定 2
（三）零件的主要技术要求分析 3
二、Test09零件的特性分析 3
（一）零件加工面分析 3
（二）刀具特性分析 3
三、零件的加工工艺设计 7
（一）加工设备的选择 7
（二）装夹定位的选择 7
（三）加工方案的制定 8
四、Test09零件的仿真分析 9
（一）建模 9
（二）仿真 11
总结 15
谢辞 16
参考文献 17
附录 18
引言
随着机械行业的不断发展，近年来数控加工和数控设备的应用呈突飞猛进的趋势。包括以组合机床为主的大量生产方式的出现，机床都在向以数控设备为主的生产方式转变。社会上对掌握数控技术的人才需求量越来越大，在我们学院数控设备的更新速度也越来越快。为适应实际社会生产的能力和提高全面的数控加工能力，必要将自己学到的知识运用于实践当中，这样既可以巩固自己所学的知识，又可以提升自己的动手能力。数控加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床
数控加工中心是一种功能较全的数控加工机床，它把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。加工中心设置有刀库
一、Test09零件图分析
（一）零件的结构工艺性分析
图1-1 Test09零件图
从图1-1中可以看出，Test09零件为典型的椭圆盘零件，由孔、圆弧面、倒角等组成。根据零件图纸要求，该零件规定了孔、外圆表面的尺寸和表面粗超度值。这些技术要求必须在加工中给予保证。该椭圆盘零件的关键工序是长径120mm，短径100mm的椭圆面，Φ10mm的圆孔，以及Φ50mm、Φ36mm的圆柱表面等。该零件的整个加工过程包括铣平面、钻孔、倒角、M10螺纹孔的加工、圆弧与直线过度等。
（二）毛坯的确定
在制定工艺规程时，正确的选着毛坯有着重大的技术意义。毛坯种类的选着，不仅影响着毛坯制造的工艺、而且对零件的机械加工工艺、设备和工具的消耗以及工时定额也都有很大的影响。因此，正确选着毛坯，需要毛坯制造及机械加工零件方面的工艺人员紧密配合，以兼顾冷、热加工两方面的要求。
该椭圆盘零件材料为45钢，因其属于中、小形零件，并且各类尺寸相差不大，故选择125X110X25的45钢块作毛坯。45号钢为优质碳素结构钢，是中碳钢，硬度不高，易切削加工，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低，来源广，所以应用广泛。
（三）零件的主要技术要求分析
零件的技术要求主要是指尺寸精度、形状精度、位置要求、表面粗糙度及热处理等。这些要求在保证零件使用性能的前提下，应经济合理，过高的精度和表面粗糙度要求会使工艺过程复杂、加工困难、成本提高。
通过对图1-1的分析可知该零件在精加工后需保证椭圆外轮廓和Φ25孔的内壁表面粗糙度为Ra1.6μm其余Ra6.3μm、通孔Φ10的公差是0.018mm、螺纹孔M10的螺纹公差等级是7、Φ25孔的公差为0.021mm、Φ36孔的公差为0.1mm、表面凸台的矩形宽度误差为0.03mm、中心圆柱凸台倒角为45°以及零件加工完后去毛刺等。
二、Test09零件的特性分析
（一）零件加工面分析
图2-1 Test09三维图
分析图2-1可以得出，该零件是由两个直径为10mm的螺纹孔和通孔、中心是Φ25的通孔、凸台等组成。加工时可以先对上表面及凸台进行粗加工，精加工，然后加工两个通孔和两个螺纹孔，这样可以保证零件达到最好的质量和表面粗糙度的要求。
（二）刀具特性分析
1．刀具的选择
刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，选择的好坏不仅影响机床的加工效率，而且还直接影响加工质量。
根据零件材料的切削性能选择刀具，如车或铣高强度钢、钛合金、不锈钢零件，建议选择耐磨性较好的可转位硬质合金刀具。根据零件的加工阶段选择刀具，即粗加工阶段以去除余量为主，应选择刚性较好、精度较低的刀具；半精加工、精加工阶段以保证零件的加工精度和产品质量为主，应选择耐用度高、精度较高的刀具；粗加工阶段所用刀具的精度最低、而精加工阶段所用刀具的精度最高。
如果粗、精加工选择相同的刀具，建议粗加工时选用精加工淘汰下来的刀具，因为精加工淘汰的刀具磨损情况大多为刃部轻微磨损，涂层磨损修光，继续使用会影响精加工的加工质量，但对粗加工的影响较小。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。
生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。
在加工中心上，所有刀具全都预先装在刀库里，通过数控程序的选刀和换刀指令进行相应的换刀动作，必须选用适合机床刀具系统规格的相应标准刀柄，以便数控加工用刀具能够迅速、准确地安装到机床主轴上或返回刀库。编程人员应能够了解机床所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围等方面的内容，以保证在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸，合理安排刀具的排列顺序。
切削刀具材料应具备的性能如表2-1所示。
表2-1 刀具卡片
产品名 TEST12 零件名称 零件图号 12 程序号
工步号 刀具号 刀具名称 刀柄型号 刀具直径 刀具长度 补偿值 备注
1 T01 面铣刀Ф50 BT40 50 50 0 硬质合金
2 T02 立铣刀Ф20 BT40 20 75 0 高速钢
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