1、 心形板零件数控加工工艺设计 【摘要】 在实际加工零件过程中，我们通常会遇到一些加工质量和精度方面的问题，本文通过实例，对心形板零件进行研究，分析工装、程序，并且通过 UG 建模 ,生成程序 ,解决生产实际中 的问题。由于数控车床效率高，精度高，所以我们可以在生产的时候，考虑到工艺方面的影响。另外我们还要考虑到装夹，程序及刀具选择等各方面的问题，做到这些，我们就可以保证零件的精度。 【关键词】 心形板零件：精度：编程 目录 引言 . 1 一、 图纸及 工艺分析 . 2 （一） 零件图 . 2 （二） 零件图的工艺分析 . 2 （三） 工件的装夹 . 3 （四） 定位基准的选择 . 4 （五）
2、刀具的选择 . 4 （六） 刀具材料 . 5 （七） 选择切削速度 Vc . 5 （八） 切削用量的确定 . 6 （九） 切削液选择 . 6 二、 数控加工工艺卡 . 7 （一） 数控加工刀具卡 . 7 （二） 工艺过程卡 . 7 （三） 工序卡 . 8 （四） 数控加工刀具轨迹 图 .16 三、 UG 的建模、仿真加工与数控程序 . 21 （一） UG 建模 .21 （二） 仿真设计 .22 （三） 粗精铣内槽和圆弧槽程序的自动编程 .26 （四） 凸台、倒角手动编程程序 .28 总结 . 34 参考文献 . 35 谢辞 . 错误 !未定义书签。 1 引言 经过 2 年对数控专业知识的学习，
3、我对一些简单的零件有了比较深刻的认识。我想要对一些零件的加工进行更加深入的了解，包括其功能、性能，以及加工方法。在现实加工过程中，有一部分零件因其具有一定的复杂性，由此我决定经过一些实践进行探究。 本文将心形板零件作为研究的对象，通过对其分析，确定其基本结构以及加工内容，从而进一步制 定零件的工艺路线。并且利用 UG 软件进行建模，通过仿真加工得到其 程序，从而实现自动编程。 1 2一、 图纸及 工艺分析 （一） 零件图 图 1-1 心形板零件的图纸 （二） 零件图的工艺分析 该零件包括上下表面，心形槽，凸台等。上表面 Ra=1.6 m,孔表面 Ra=12.5 m 。除了规定的尺寸要求，并没有
4、其他的特定要求。 1 3（三） 工件的装夹 机床夹具设计质量对零件的加工后的表面质量和精度与操作者的效率和劳动强度存在着一定的关系，因此，设计夹具，不需要使加工质量与劳动条件与 生产率达到统一，这其中最基本的要求就是保证加工质量。但是，根据实际情况，我们有时不得不关注一些问题，如加工位置精度高，此问题一般集中在如何保证零件的加工精度。同时，处理量大时，我们也应该关注如何提高夹具的工作效率。综上，我们在考虑上面所说的几方面要求时，可以根据具体的情况去处理好生产率与劳动力、生产率与经济性之间的不同关系，当然前提是要满足加工的要求。为了能够设计出质量较高、使用较方便的夹具，我们在设计夹具时必须要深入
5、生产实际去进行相关的调查和研究，以掌握现场的第一手较满意的资料，也可广泛的征求操作者的一些 意见或者吸收国内外有关的一些先进经验，从而在此基础上拟定出初步的设计方案，然后，在经过充分的论证之后设计出更加令人满意也就是说更加合理的方案。夹具的设计基本步骤基本如下： 1. 调查研究原始的资料，明确自己的设计任务。 首先应该分析工件的自身结构特点、材料的生产规模、工序加工中需要的技术要求及前工序和后工序之间的联系，从而明确设计任务；其次需要了解加工时需要用到的工具及其性能；然后需要了解车间的技术水平等其他方面。必要的时候我们还要了解相似类工件的加工中使用的方法和夹具的使用情况，以此作为设计参考。 2
6、. 绘制零件结构方案草图。 我们可以从以下几点来明确夹具的结构方案： 六点定位的原理来 定位。 明确引导元件及对刀装置。 明确工件夹紧方案，从而设计夹紧装置。 明确其他各种元件或装置的结构形式。 根据各装置的位置关系确定它们之间的总体结构。 3. 绘制夹具的总体布局图 夹具的总体布局图要遵循国家的标准绘制，其中图形的大小比例应该尽量为1： 1，但工件过大时可以使用 1： 2或者 1： 5 的比例，工件过小时可以使用 2：1的比例。布局图中的视图必须要能很清楚地反映夹具工作结构及原理。在主视图中，为考虑操作 者工作方便，应考虑其实际位置，以作为夹持组件的参考。 其次，绘制夹具布局图的顺序如下：第
7、一把工件看成透明的，第二用双点画线画出工件形状，第三绘制夹具体。 4. 尺寸以及夹具 方面的要求 1 4应在夹具图上标注出具体的外形尺寸、装配、检验尺寸和公差要求，制定出主要的元件和装置间的位置精度要求及装配调整方面的要求等等。 此工件装夹如下图所示： 图 1-2 （四） 定位基准的选择 粗基准：用毛坯上未加工过的毛坯面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准。此时应尽量减少加工次数。 精基准：是以已加工的表面作为基准。此时应减少换刀次数， 同时需要体现基准统一原则。 A为粗基准， B 为精基准。如图 1-3所示： 图 1-3 粗精基准图 （五） 刀具的选择 铣刀的参数及 刀具角度 ， 如表 1-
8、1 所示。 工件材料 前角 铣刀直径 后角 1 5钢 20 小于 10mm 25 铸铁 15 10-20mm 20 铸铁 15 大于 20mm 16 表 1-1 立铣刀前角后角的选择 （六） 刀具材料 刀具材料 切削速度 耐磨性 硬度 硬度随温度变化 高速钢 最低 最差 最低 最大 硬质合金 低 差 低 大 陶瓷刀片 中 中 中 中 金 刚石 高 好 高 小 表 1-2 常用刀具材料的性能比较 工件材料 每齿进给量 Zf 粗铣 精铣 高速钢铣刀 硬质合金铣刀 高速钢铣刀 硬质合金铣刀 钢 0.10.15 0.10.25 0.020.05 0.10.15 铸铁 0.120.2 0.150.3 铝
9、 0.060.2 0.10.25 0.050.1 0.020.05 表 1-3 每齿进给量参考表 （七） 选择切削速度 Vc 工件材料 硬度 /HBW 切削速度 cv 高速钢铣刀 硬质合金铣刀 钢 低于 225 20 100 300 30 100 300 18 40 铸铁 低于 190 22 100 200 15 80 300 8 25 1 6铝 100 150 280 表 1-4 切削速度参考表 （八） 切削用量的确定 1 80 面 铣刀 1) 粗铣：铣削深度 ap： ap =2.8mm。 机床主轴转速 n ： m in/09.3988014.3 1001 0 0 01 0 0 00 rd
10、Vn ， 取 min/400rn 进给 速度 F： F=fn=160mm/min 2) 精铣：铣削深度： ap： ap =0.2mm。 机床主轴转速 n ： m in/13.5 9 78014.3 1 5 01 0 0 01 0 0 00 rd Vn ， 取 min/600rn 进给 速度 F： m in/120F mmfn 2 20 立 铣刀 同 1可计算出 1) 粗铣时取 min/1500rn min300F mmnf 2) 精铣时取 min/2000 rn min200F mmnf （九） 切削液选择 常用的冷却液主要有三种，如表 1-5 所示： 冷却液名称 主要成份 主要作用 水溶液
11、水、防锈添加剂 冷却 乳化液 水、油、乳化剂 冷却、润滑、清洗 切削油 矿物油、动植物油、 极压添加剂或油性 润滑 表 1-5 常用冷却液 1 7二、 数控加工工艺卡 （一） 数控加工刀具卡 对刀具的选用如表 2-1 所示： 单位 工序号 程 序 号 产 品 名 称 零 件 名 称 材 料 零件图 心形板 LC4 序 号 刀具号 刀具名称 刀具规格 备注 直径 /mm 长度 /mm 1 T01 面铣刀 80 实测 硬质合金 2 T02 立铣刀 20 实测 高速钢 3 T03 键槽铣刀 8 实测 高速钢 4 T04 麻花钻 22 实测 高速钢 5 T05 麻花钻 8 实测 高速钢 编 制 审 核 批 准 年 月 日 共 页 第 页 表 2-1 数控加工刀具卡片 （二） 工艺过程卡 工艺过程卡片如表 2-2 所示 机械加工工艺过程卡 产品名称 零件名称 材料 心形板 LC4 工序名称 工序内容 设备
