板类零件的工艺分析及仿真加工
板类零件的工艺分析及仿真加工[20200123165714]
【摘要】
此次设计的板类零件是用国产立式加工中心进行加工的，设计内容介绍了数控加工对零件图的分析、加工工艺分析、自动编程以及仿真加工的一般步骤。并利用NX软件完成零件的三维造型，进行加工轨迹设计，实现加工仿真，通过后处理得到了零件的加工程序，实现了零件的自动化编程。最后进行程序调试和工艺的完善，使之达到图纸的设计要求和预期结果。
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关键字:】数控技术；NX软件；三维造型；仿真加工；自动编程
引言 1
一、 零件的分析 2
（一）零件的加工 2
（二）零件的工艺分析 2
（三）选择设备 2
二、 数控加工工艺设计 2
（一）选择加工方案 2
（二）确定加工顺序 3
（三）确定装夹方案和选择夹具 3
（四）刀具选择 3
（五）确定进给路线 4
（六）切削用量选择 4
（七）零件加工工艺卡片 5
三、UG的建模、仿真加工与数控程序 6
（一）UG的建模 6
（二）仿真加工 6
（三）数控程序 10
总结 13
参考文献 14
谢辞 15
引言
“数控”是数字化控制的简称，其英文解释为“Numerical Control”,缩写是“NC”,是指用数字指令来控制机械执行预定的动作，通常由硬件电路发出数字化信号。
“计算机数控”的英文解释为”Computerized Numerical Control”，缩写是“CNC”,主要采用存储程序的专用计算机来实现部分或全部基本数控功能。
数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。
随着社会化生产和科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂。特别是航空航天、军事、造船等领域所需要的产品和零件，精度要求越来越高，形状也越来越复杂，这些零件用普通机床是难以加工的。
学习了数控专业的相关知识后，我对于一些板类零件有了比较深刻的认识。于是我想要对一些板类零件的加工进行更深入的了解，了解零件的加工工艺过程。
这是我对于板类零件的机械加工工艺规程和分析。我先对我要加工的零件图做了分析，根据零件的结构，首先选择了零件的加工设备，确定了零件的毛坯和零件的装夹方式，接着通过查阅刀具手册，选用了刀具，制定了零件加工的刀具列表，然后制作了零件的加工工艺卡。最后利用NX软件完成零件的三维造型，进行加工轨迹设计，实现了加工仿真。
一、零件的分析
（一）零件的加工
1.零件材料为45钢
2.零件的几何尺寸、公差和表面粗糙度的要求 见图1-1。
图1-1 零件图的图纸
（二）零件的工艺分析
该零件的材料为45钢，毛坯为120mmX120mmX20mm。由图1-1可知，除零件的四个侧面为不加工面外，其余的孔、平面和螺纹都要加工，且加工内容集中在A、B面上。孔的最高精度为IT7级，最细的表面粗糙度值为0.7um。从工序集中和便于定面两个方面综合考虑，将A面作为主要定位基准，可先用普通机床加工好A面，然后在用加工中心加工B面。
（三）选择设备
选用立式加工中心，该零件加工内容有面，孔，圆弧等，根据其精度和表面粗糙度要求，经粗铣、半精铣、精铣、钻、扩、锪、铰及攻螺纹即可达到全部要求。工件一次装夹后可自动完成铣、钻、铰及攻螺纹等工步的加工。
二、数控加工工艺设计
（一）选择加工方案
B面用铣削方法加工，因其表面粗糙度值为6.3um，故采用粗铣→精铣方案；侧面的半圆弧以及腔的上下偏差值为0.03um，故采用粗铣→精铣方案；φ40H7的孔以铸出毛坯孔，为达到IT7级精度和0.7um的表面粗糙度，需经粗铣→半精铣→精铣三次铣削加工；φ12H8孔为防止偏钻和满足IT8级精度，需按钻中心孔→钻孔→扩孔→铰孔方案进行；φ16mm孔在加工φ12mm孔基础上锪至尺寸即可；M16mm螺纹孔按钻中心孔→钻底孔→倒角→攻螺纹方案加工。最后进行程序调试和工艺的完善，使之达到图纸的设计要求和预期结果。
（二）确定加工顺序
按照先面后孔、先粗后精的原则。先粗、精加工B面，然后再加工其它的。确定其加工顺序为粗铣、精铣B面→粗、半精、精铣φ40H7孔→粗铣半圆弧、腔→精铣半圆弧、腔→钻各孔的中心孔→钻、扩、锪、铰φ12H8及φ16mm→M16mm螺纹孔钻底孔、倒角和攻螺纹，最后取下零件，用钳工去掉毛刺。具体加工过程见表2-1。
表2-1 零件的工序卡片
序号工序名称工序内容设备及工装
1铸造制作毛坯
2钳划全线，检查
3铣粗铣，精铣A面普通铣床
4数控加工粗铣B面留0.5mm余量，精铣B面，加工其它的立式加工中心
5钳去毛刺
6检验
（三）确定装夹方案和选择夹具
1．定位基准的选择：
除遵循定位基准的选择原则以为，最好选择不需数控铣削的平面或孔做定位基准。
2.夹具的选择：
为了保持板类零件安装位置与机床坐标系及编程坐标系的方向一致性，夹具应保持在机床上定向安装，同时要求能协调零件定位面和机床之间保持一定的坐标尺寸关系。
3.夹具的设计：
在夹具设计时，应尽量避免加工时更换加紧点，以免影响零件的定位精度。该板类零件形状简单，四个侧面光整不需加工，加工面与不加工面之间的位置精度要求不高，故可选用机用平口虎钳直接装夹，以底面A和相邻两侧面定位。
（四）刀具选择
B面粗铣所选铣刀直径应小些，以减少切削力矩，但又不能太小，以免影响加工效率，在精铣中为减少接刀痕迹，铣刀直径应大一些。由于B平面为120mm×120mm的正方形，尺寸不大，因此选择粗、精铣刀直径大于B平面的一半即可，例如取直径为φ80mm的面铣刀；铣φ40H7孔时，选用φ20mm的铣刀即可；粗加工半圆弧、腔,选择φ25mm的铣刀即可；加工2×φ12H8孔采用的是钻中心孔→钻→扩→铰的方案，故相应选φ6中心钻、φ10麻花钻、φ11.85扩孔钻和φ12H8铰刀；2×M16螺纹孔时，采用的是钻中心孔→钻底孔→倒角→攻螺纹的方法，所以应刀柄柄部根据主轴锥孔和拉紧机构选择。见表2-2。
表2-2 刀具卡片
产品名称 零件图号 程序编号
工序号 刀具号 刀具名称 刀具型号 刀具 刀尖半径（mm） 备注
直径/mm 长度
1 T01 面铣刀Φ80mm BT40-XM33-75 Φ80
2 T02 铣刀Φ20mm Φ20
【摘要】
此次设计的板类零件是用国产立式加工中心进行加工的，设计内容介绍了数控加工对零件图的分析、加工工艺分析、自动编程以及仿真加工的一般步骤。并利用NX软件完成零件的三维造型，进行加工轨迹设计，实现加工仿真，通过后处理得到了零件的加工程序，实现了零件的自动化编程。最后进行程序调试和工艺的完善，使之达到图纸的设计要求和预期结果。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】数控技术；NX软件；三维造型；仿真加工；自动编程
引言 1
一、 零件的分析 2
（一）零件的加工 2
（二）零件的工艺分析 2
（三）选择设备 2
二、 数控加工工艺设计 2
（一）选择加工方案 2
（二）确定加工顺序 3
（三）确定装夹方案和选择夹具 3
（四）刀具选择 3
（五）确定进给路线 4
（六）切削用量选择 4
（七）零件加工工艺卡片 5
三、UG的建模、仿真加工与数控程序 6
（一）UG的建模 6
（二）仿真加工 6
（三）数控程序 10
总结 13
参考文献 14
谢辞 15
引言
“数控”是数字化控制的简称，其英文解释为“Numerical Control”,缩写是“NC”,是指用数字指令来控制机械执行预定的动作，通常由硬件电路发出数字化信号。
“计算机数控”的英文解释为”Computerized Numerical Control”，缩写是“CNC”,主要采用存储程序的专用计算机来实现部分或全部基本数控功能。
数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。
随着社会化生产和科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂。特别是航空航天、军事、造船等领域所需要的产品和零件，精度要求越来越高，形状也越来越复杂，这些零件用普通机床是难以加工的。
学习了数控专业的相关知识后，我对于一些板类零件有了比较深刻的认识。于是我想要对一些板类零件的加工进行更深入的了解，了解零件的加工工艺过程。
这是我对于板类零件的机械加工工艺规程和分析。我先对我要加工的零件图做了分析，根据零件的结构，首先选择了零件的加工设备，确定了零件的毛坯和零件的装夹方式，接着通过查阅刀具手册，选用了刀具，制定了零件加工的刀具列表，然后制作了零件的加工工艺卡。最后利用NX软件完成零件的三维造型，进行加工轨迹设计，实现了加工仿真。
一、零件的分析
（一）零件的加工
1.零件材料为45钢
2.零件的几何尺寸、公差和表面粗糙度的要求 见图1-1。
图1-1 零件图的图纸
（二）零件的工艺分析
该零件的材料为45钢，毛坯为120mmX120mmX20mm。由图1-1可知，除零件的四个侧面为不加工面外，其余的孔、平面和螺纹都要加工，且加工内容集中在A、B面上。孔的最高精度为IT7级，最细的表面粗糙度值为0.7um。从工序集中和便于定面两个方面综合考虑，将A面作为主要定位基准，可先用普通机床加工好A面，然后在用加工中心加工B面。
（三）选择设备
选用立式加工中心，该零件加工内容有面，孔，圆弧等，根据其精度和表面粗糙度要求，经粗铣、半精铣、精铣、钻、扩、锪、铰及攻螺纹即可达到全部要求。工件一次装夹后可自动完成铣、钻、铰及攻螺纹等工步的加工。
二、数控加工工艺设计
（一）选择加工方案
B面用铣削方法加工，因其表面粗糙度值为6.3um，故采用粗铣→精铣方案；侧面的半圆弧以及腔的上下偏差值为0.03um，故采用粗铣→精铣方案；φ40H7的孔以铸出毛坯孔，为达到IT7级精度和0.7um的表面粗糙度，需经粗铣→半精铣→精铣三次铣削加工；φ12H8孔为防止偏钻和满足IT8级精度，需按钻中心孔→钻孔→扩孔→铰孔方案进行；φ16mm孔在加工φ12mm孔基础上锪至尺寸即可；M16mm螺纹孔按钻中心孔→钻底孔→倒角→攻螺纹方案加工。最后进行程序调试和工艺的完善，使之达到图纸的设计要求和预期结果。
（二）确定加工顺序
按照先面后孔、先粗后精的原则。先粗、精加工B面，然后再加工其它的。确定其加工顺序为粗铣、精铣B面→粗、半精、精铣φ40H7孔→粗铣半圆弧、腔→精铣半圆弧、腔→钻各孔的中心孔→钻、扩、锪、铰φ12H8及φ16mm→M16mm螺纹孔钻底孔、倒角和攻螺纹，最后取下零件，用钳工去掉毛刺。具体加工过程见表2-1。
表2-1 零件的工序卡片
序号工序名称工序内容设备及工装
1铸造制作毛坯
2钳划全线，检查
3铣粗铣，精铣A面普通铣床
4数控加工粗铣B面留0.5mm余量，精铣B面，加工其它的立式加工中心
5钳去毛刺
6检验
（三）确定装夹方案和选择夹具
1．定位基准的选择：
除遵循定位基准的选择原则以为，最好选择不需数控铣削的平面或孔做定位基准。
2.夹具的选择：
为了保持板类零件安装位置与机床坐标系及编程坐标系的方向一致性，夹具应保持在机床上定向安装，同时要求能协调零件定位面和机床之间保持一定的坐标尺寸关系。
3.夹具的设计：
在夹具设计时，应尽量避免加工时更换加紧点，以免影响零件的定位精度。该板类零件形状简单，四个侧面光整不需加工，加工面与不加工面之间的位置精度要求不高，故可选用机用平口虎钳直接装夹，以底面A和相邻两侧面定位。
（四）刀具选择
B面粗铣所选铣刀直径应小些，以减少切削力矩，但又不能太小，以免影响加工效率，在精铣中为减少接刀痕迹，铣刀直径应大一些。由于B平面为120mm×120mm的正方形，尺寸不大，因此选择粗、精铣刀直径大于B平面的一半即可，例如取直径为φ80mm的面铣刀；铣φ40H7孔时，选用φ20mm的铣刀即可；粗加工半圆弧、腔,选择φ25mm的铣刀即可；加工2×φ12H8孔采用的是钻中心孔→钻→扩→铰的方案，故相应选φ6中心钻、φ10麻花钻、φ11.85扩孔钻和φ12H8铰刀；2×M16螺纹孔时，采用的是钻中心孔→钻底孔→倒角→攻螺纹的方法，所以应刀柄柄部根据主轴锥孔和拉紧机构选择。见表2-2。
表2-2 刀具卡片
产品名称 零件图号 程序编号
工序号 刀具号 刀具名称 刀具型号 刀具 刀尖半径（mm） 备注
直径/mm 长度
1 T01 面铣刀Φ80mm BT40-XM33-75 Φ80
2 T02 铣刀Φ20mm Φ20
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