1、江西航空职业技术学院毕业论文 第 1 页 共 35 页目录前言.1一、UG4.0 的介绍.2二、使用数控机床加工的特点5三、零件结构和难点分析7四、支座工艺规程8五、4.0 建模13六、夹具的选择、工件装夹方法的确定.14七、刀具的选择及对刀点、换刀点的设置18八、切削用量的确定.19江西航空职业技术学院毕业论文 第 2 页 共 35 页九、支座加工(编程)过程.20致谢32参考文献 33前言随 着 计 算 机 技 术 的 发 展 ， 计 算 机 辅 助 设 计 /计 算 机 辅 助 制 造（ CAD/CAM） 技 术 在 工 程 设 计 、 制 造 等 领 域 中 具 有 重 要 影 响 的
2、 高 新 技 术 。CAD/CAM 技 术 自 动 加 工 的 实 现 对 社 会 产 生 了 巨 大 的 经 济 效 益 。在 20 世 纪 60 年 代 初 ， 麻 省 理 工 学 院 研 究 生 发 表 了 人 机 对 话 图 形 通 信 ， 推 出 了 二 维 SKETCHPAD 系 统 ， 系 统 允 许 设 计 者 在 图 形 显 示 器 前 操 作 光 笔 和键 盘 ， 同 时 可 以 在 显 示 器 上 显 示 图 形 ， 由 此 为 CAD/CAM 技 术 提 供 了 理 论 基 础 。20 世 纪 60 年 代 到 20 世 纪 70 年 代 中 期 是 CAD/CAM 技
3、 术 走 向 成 熟 的 阶 段 ， 随着 计 算 机 硬 件 的 发 展 ， 三 维 几 何 软 件 也 相 应 发 展 起 来 。 到 了 20 世 界 90 年 代 ，CAD/CAM 技 术 从 单 一 的 模 式 、 单 一 的 功 能 走 向 集 成 化 和 智 能 化 。 使 用CAD/CAM 各 子 系 统 之 间 进 行 数 据 交 换 ， 从 而 出 现 了 面 向 对 象 的 技 术 、 并 行 工程 的 思 想 、 人 工 智 能 技 术 等 。 我 国 CAD/CAM 技 术 从 20 世 纪 70 年 代 开 始 以 来 ，经 过 不 断 的 发 展 和 推 广 使
4、用 ， 取 得 了 良 好 的 经 济 效 益 和 社 会 效 益 ， 以Pro/Engineer、 Unigraphics、 Solidworks 为 代 表 的 CAD/CAM 软 件 技 术 是 目前 最 完 善 的 CAD/CAM 技 术 。江西航空职业技术学院毕业论文 第 3 页 共 35 页本文主要论述了该零件的数控加工技术，解决超薄壁零件的加工难题，以及如何提高这类件的生产效率的问题。从工艺方法、制造工装的设计、编程技术、加工刀具、高速切削等领域进行研究。由于形状复杂，难于加工，所以更能体现出数控技术在工业加工中的重要作用。由于我的水平有限，我只能从不多的几个方面讨论整体的数控编
5、程及加工，请老师加以批评和指导。一、UG4.0 的介绍Unigraphics（简称 UG）是美国 EDS公司推出的集 CAD/CAM/CAE于一体的软件系统，它的 NX系列是下一代数字化产品开发系统。其中融入了行业内最广泛的集成应用程序，并且涵盖了产品设计、工程和制造中的全套开发流程。从而使得用户在一个完全数字化的环境中，构思、设计、生产并验证其离散制造产品，并获取产品定义。本书以 UG NX 4.0的主要功能模块为主线，分为实体设计模块（CAD）、性能分析模块（CAE）、零件加工模块（CAM）和二次开发4个部分。从基础入手，以实例为引导，循序渐进地介绍了 UG NX 4.0的使用方法和用其设
6、计产品的过程及技巧。全书内容翔实、系统全面，可以满足读者实际应用的全面需求。本书全面分析了 UG NX 4.0在实体设计、性能分析、零件加工和二次开发方面的设计思想、基本功能和应用技巧等，书中每一章的最后部分还通过一个综合实例详细地演示本章所讲述的主要内容。使读者通过实际演练，更快更好地掌握所学知识。书中所列举的例子都具有代表性，是笔者在长期工作实工具。UG4.0软件提供了强大的高级曲面造型工具，能构造各种复杂的产品形状。江西航空职业技术学院毕业论文 第 4 页 共 35 页曲面造型不同于一般的实体模型，在模型的描述、定义、表示和生成等方面都更加复杂。曲面造型的方法主要有拉伸（Extrude）
7、 、回转（Rotate） 、扫描（Sweep） 、放样（Loft） 、曲线网格（Mesh of Curves） 、空间点阵、曲面边界（Surface by Boundary）等方法。在复杂曲面造型过程中也可以利用尺寸、几何约束和变量化技术对曲面进行灵活控制。并采用各种曲面编辑工具进行曲面的编辑和修改。在曲面造型中还可以用各种曲面分析工具对曲面的质量进行评价，如分析曲面上的任一处的曲率，高斯参线，切矢，法矢等，并检查曲面的连接，拼合等。UG4.0采用了一些智能技术如：变量化，参数化技术及动态引导技术，以更好地辅助设计过程。变量化、参数化技术简单的说就是在不同的几何元素和特征之间建立各种尺寸关联和
8、几何约束关系，使设计者可以更好地表达设计意图，更加灵活方便地对模型进行修改。动态引导技术，举例来说就是如果要在三维模型上选取一定的点、线、面时，系统可以随鼠标的移动自动显示当前选中的几何体。在绘制草图时系统可以自动提示图形中的一些特殊位置，如：线段的中点，端点与其它特征点的对齐、等长的特定位置。当几何图形间形成一定的位置关系时，如：直线的水平、垂直位置，点在曲线上，直线与圆弧相切等，系统可以自动加入几何约束。利用动态引导技术，使用者可以方便地找到特定位置，提高作图效率。实践中总结并提炼出来的精华。本书图文并茂，讲解深入浅出、通俗易懂，适合于 UG NX 4.0初学者和有一定基础的中高级用户。并
9、且可以作为大中专院校相关课程的教材，同时也可作为从事三维设计人员理想的参考江西航空职业技术学院毕业论文 第 5 页 共 35 页二、使用数控机床加工的特点1、自动化程度高可以减轻操作者的体力劳动强度。数控加工过程是按输入的程序自动完成的，操作者只需起始对刀、装卸工件、更换刀具，在加工过程中， 主要是观察和监督机床运行。但是，由于数控机床的技术含量高，操作者的脑力劳动相应提高。2、加工零件精度高、质量稳定。数控机床的定位精度和重复定位精度都很高，较容易保证一批零件尺寸的一致性，只要工艺设计和程序正确合理，加之精心操作，就可以保证零件获得较高的加工精度，也便于对加工过程实行质量控制。3、生产效率高
10、江西航空职业技术学院毕业论文 第 6 页 共 35 页数控机床加工是能再一次装夹中加工多个加工表面，一般只检测首件，所以可以省区普通机床加工时的不少中间工序，如划线、尺寸检测等，减少了辅助时间，而且由于数控加工出的零件质量稳定，为后续工序带来方便，其综合效率明显提高。4、加工精度高数控机床有较高的加工精度，一般在0.0050.1mm之间。数控机床的加工精度不受零件复杂程度的影响，机床传动链的反向齿轮间隙和丝杠的螺距误差等都可以通过数控装置自动进行补偿，其定位精度比较高，同时还可以利用数控软件进行精度校正和补偿。5、工序集中，一机多用数控机床特别是带自动换刀的数控加工中心，在一次装夹的情况下，几
11、乎可以完成零件的全部加工工序，一台数控机床可以代替数台普通机床。这样可以减少装夹误差，节约工序之间的运输、测量和装夹等辅助时间，还可以节省车间的占地面积，带来较高的经济效益。6、减轻劳动强度在输入程序并启动后，数控机床就自动地连续加工，直至零件加工完毕。这样就简化了工人的操作，使劳动强度大大降低。数控机床是一种高技术的设备，尽管机床价格较高，而且要求具有较高技术水平的人员来操作和维修，但是数控机床的优点很多，它有利于自动化生产和生产管理，使用数控机床的经济效益还是很高的。7、便于新产品研制和改型数控加工一般不需要很多复杂的工艺装备，通过编制加工程序就可把形状复杂和精度要求较高的零件加工出来，当
12、产品改型，更改设计时，只要改变程序，而不需要重新设计工装。所以，数控加工能大大缩短产品研制周期，为新产品的研制开发、产品的改进、改型提供了捷径。江西航空职业技术学院毕业论文 第 7 页 共 35 页三、零件结构和难点分析3.1、零件结构分析由于此零件是飞机某零件的支座，在保证其强度前提下，设计采用了自由锻 LD5材料。由于零件是需要加工两个面，两面对称精度高，另外，两面上的薄壁结构刚度差，在加工时尽量减少加工中的径向切削力和热变形。除此该零件还要较小的通孔，零件上的两个槽是共线及对称，在高速切削状态，随着切削速度的提高，切削力下降，加工表面质量提高；切削热大部分由切屑带走，工件基本保持冷态，工
13、件热变形减小，能够满足零件加工的这些要求。由于在加工薄壁时，会有内应力存在，在必要时可放置48小时，再加工以保证零件在变形后，给予较真预防零件的报废。3.1.1难点分析1.零件有薄壁在加工应当注意，看加工时是否产生变形.江西航空职业技术学院毕业论文 第 8 页 共 35 页2.铣外表面，由于切削用量大，尽量使工件的表面粗遭度等级更高.3.由于该零件要加工两个面，需要装夹两次，在装夹时尽量保证工件的精度.4.由于该零件是以两销一面来定位的，所以需要两个孔的位置精度高。四 、支座工艺规程4.1 加工方法的确定确定加工方法时，一般先根据表面的加工精度和表面粗糙度要求，选定最终加工方法，然后在确定从毛
14、坯表面到最终成形表面的加工路线，即确定加工方案。由于获得同一精度和同一粗糙度的方案有好几种，在具体选择时，还应考虑工件的结构形状和尺寸、工件材料的性质、生产类型、生产率和经济性、生产条件等。任何一个表面加工中，影响选择加工方法的因素很多，每种加工方法在不同的工作条件下所能达到的精度和经济效果均不同。也就是说所有的加工方法能够获得的加工精度和表面粗糙度均有一个较大的范围。例如，选择较低的切削用量，精细地操作，就能达到较高精度。但是，这样会降低生产率，增加成本。反之，如增大切削用量，提高生产率，成本能够降低，但精度也降低了。所以在确定加工方法时，应根据工件的每个加工表面的技术要求来选择与经济江西航
15、空职业技术学院毕业论文 第 9 页 共 35 页精度相适应的加工方案，而这一经济精度指的是在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，合理的加工时间）所能达到的加工精度，相应的表面粗糙度称为经济表面粗糙度。工件的结构形状和尺寸，影响加工方法的选择。如小孔一般采用钻、扩、铰的方法；大孔常用镗削的加工方法；箱体上孔一般难以拉削或磨削而采用镗削或铰削；对于非圆的同孔，应优先考虑用拉削或批量较小时用插销加工；对于难磨削的小孔，则可采用研磨加工。经淬火的表面，一般应采用磨削加工；材料末淬硬的精密零件的配合表面，可采用刮研加工；对硬度低而韧性较大金属，如铜、铝、镁铝合金等非铁合
16、金，为避免磨削时砂轮的嵌塞，一般不采用磨削加工，而采用高速精车、精镗、精铣等加工方法。4.2 工艺路线的确定;4.2.1 加工方法的选择;零件各表面加工方法的选择,不但影响加工质量,而且也要影响生产率和制造成本. 同一表面的加工可以有不同的加工方法,这取决于表面形状尺寸,精度 粗糙度及零件整体构形电等因素.主要表面加工方法的选择; 1.板上的 10H8孔可供选用的加工方案见下表工艺方案 尺寸公差等级 表面粗糙度 Ra (um)钻拉 IT11 IT12 6.3钻扩铰 IT11 IT12 6.3钻-粗镗-半精 镗 -铰 IT11 IT12 6.3钻粗镗磨 IT11 IT12 6.32.因该零件两孔
17、间距离 160，且要求对称共线，如果选用镗削。镗刀刚性不足，影响加工质量。3.因该零件的夹具是两销一面，采用销定位，必然孔的精度高。因此，该板上10H8 的孔最终加工方案是：钻扩铰零件外形及行腔最终加工上方案供选择的有工艺方案 尺寸公差等级 表面粗糙度 Ra (um)江西航空职业技术学院毕业论文 第 10 页 共 35 页挖槽 IT11 IT12 6.3外形粗铣 IT11 IT12 6.3外形精铣 I11 IT12 6.34.3 基准的选择选择粗基准时，应从保证各加工表面有足够的余量和保证不加工表面的尺寸和位置符合图纸要求出发。粗基准的选择原则：1.合理分配各加工表面的加工余量；2.保证工件表
18、面对不加工表面有一定的精度要求，3.尽可能的选择整光洁的平面作为粗基准；4. 粗基准一般只有用一次。4.4 加工顺序的安排零件一般不可能在一个工序中加工完成，需要分几个阶段来进行加工。在加工方法确定以后，开始安排加工顺序，即确定那些结构先加工，那些结构后加工，以及热处理工序和辅助工序等。零件加工顺序的合理安排，能够提高加工质量和生产率，降低加工成本，获得较好的经济效益。4.4.1 加工阶段的划分1.粗加工阶段：主要切除各表面上的大部分加工余量，使毛坯形状和尺寸接近于成品，为后序加工创造条件。2.半精加工阶段：完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做准备3.精加工阶段；保证主要表面达到图样要求4.光整加工阶段：对表面粗糙及加工精度要求高的表面，还需进行光整（到达 IT12级以上和 Ra6.3）,提高表面层的物理力学性能。这个阶段一般不能用于提高零件的位置精度。
