毕业设计——方形螺母块的数控加工研究

方形螺母块的数控加工研究【摘要】机械加工行业发展如日中天，科技的发展不断的进步，对于零件加工的要求也越发的多。

一方面要求加工个更繁琐的形状，另一方面要低成本，高精度。

此次的论文是关于方形螺母块的加工工艺，我们以一个工艺员的身份着手工作，分析方形螺母块的零件图纸，明确加工内容和要求，对加工内容合理划分工序，确定加工路线，选用刀具夹具，制定加工工艺卡：运用UG制做加工程序和仿真加工，对加工的成品进行检测，并根据检测结果对加盖公章工艺和加工程序提出修改建议。

【关键词】：加工工艺；加工中心； UG 仿真；编程目录引言 (1)一、零件工艺设计 (2)（一）图纸分析 (2)（二）制定工艺路线 (3)（三）加工设备选择 (3)（四）毛胚选用 (3)（五）夹具选择 (4)（六）零件刀具的选择 (4)（七）制作工艺卡 (5)二、零件的加工过程 (6)（一）加工环境设置 (6)（二）加工上表面 (8)(三)加工对立面 (12)（四）仿真加工和后处理 (14)总结 (15)参考文献 (16)谢辞..................................................... 错误！未定义书签。

引言现代的机械化程度越发高涨，国内外无不如此。

伴随着国内对精密产品的需求不断的增长，国内的数控方面发展走势迅猛。

普通车床的应用将慢慢走下舞台，加工中心还在蒸蒸日上。

其中我所用到的是VMC850型号机床，工件只需要一次装夹后，机床在数控系统的控制下自动完成多工序的加工，自动选择和更换加工刀具，自动根据加工程序改变机床主轴转速、进给速度以及刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助功能，从而实现了钻、铣、镗、扩、铰、攻螺纹、切槽等多种加工功能，所以适合加工各类箱体、壳体、盘类、板类、模具等要求比较高的零件。

一、零件工艺设计（一）图纸分析本方形螺母块零件图样如图1-1所示，该方形螺母块结构比较简单，由一个螺纹孔、斜角、两边的槽等特征组成。

图1-1 方形螺母块零件图该零件多用在铝型材上面，用以连接各种配件使用的。

该零件的结构比较简单，零件加工的精度要求不低，尤其是用在高档的铝型材结构上尤为注意精度保证用户的体验。

零件上有斜面、螺纹孔等特征，粗糙度的要求比较高。

在编程与加工过程中要特别注意螺纹孔的尺寸精度，粗糙度和位置度。

零件加工内容如表1-1所示。

（二）制定工艺路线此方形螺母块需要两次装夹，分别加工正面和反面，毛胚需要留一定加工量，为保证正面位上相关特征置度，正面部分需在一次装夹下加工完成，然后反身装夹，把夹持部分铣掉，保证总高，并加工1个螺纹孔，在加工之前要先打中心孔。

1.备料：26*24*13的块状零件；2.铣上表面：机用台虎钳加持工件，铣削至表面见光为止；3.粗铣外形：粗铣零件外形，留0.5加工余量；4.精铣外形：精铣零件外形，加工至图纸尺寸；5.打中心孔：打一个中心孔；6.打孔：打1个Φ5.8孔，深度为贯通；7.攻螺纹：刀架转换螺纹刀做M6*1.0的螺纹孔；8.铣倒角：铣削出两边的5*45度倒角。

（三）加工设备选择VMC850加工中心为立式铣削加工中心，广泛应用于航天航空零件，汽车零部件，机械精密加工及模具制造领域，适应于各种零件的高精度与高效率的加工和钻、铣、攻、镗等工序的自动化加工，外形如表1-2所示表1-2 机床指数（四）毛胚选用方形螺母块的常用材料主要是铝合金、碳钢，这两种种材料各有优点，本次选用铝合金作为材料，完成零件的加工，用于制造方形螺母块得铝合金主要牌号是2A01、2A14，主要得已于他们的重量比较轻巧，硬度也不差。

也适合于加工此类零件，是做此工件的不二之选，零件加工余量如表1-3所示。

此次选用的毛坯规格为26*24*12。

（五）夹具选择零件分两次装夹，选用机用台虎钳装夹，如图1-2所示，零件的伸出量为8。

图1-2夹具（六）零件刀具的选择在实际的批量加工过程中，刀具的选择也是一个重中之重的问题，选择合适的刀具，不仅能够减少加工成本，还能提高生产效率，节约加工时间。

刀具选择应遵循三个原则：1.刀具的材料应尽量选择高性能、高效率、寿命长的材料来提高刀具的耐用度和可靠性。

2.应尽可能采用复合刀具来保证加工精度，提高加工效率，集中工序。

3.应尽量采用各种高效刀具。

根据企业实际情况和加工要求，该零件选用如表1-4所示刀具。

表1-4 刀具表（七）制作工艺卡用一次装夹作为一个加工工艺，如图1-3、1-4所示.图1-3 加工正面工艺卡图1-4 加工反面工艺卡二、零件的加工过程（一）加工环境设置1、打开NX6.0软件，点击开始、所有应用模块、加工按钮，弹出加工环境设置对话框，设置加工环境如图2-1所示，然后点击确定确定，进入加工模块。

图2-1加工环境设置2、在操作导航器空白地方，点击鼠标右键，选择几何视图按钮，更改WORKPIECE 和MCS_MILL的父子关系，复制MCS_MILL坐标系，然后黏贴，将MCS_MILL更名为MCS_MILL_1，将MCS_MILL_COPY更名为MCS_MILL_2，如图2-2所示。

图2-2几何视图选择3、双击操作导航器中的WORKPIECE，弹出WORKPIECE设置对话框，如图2-3所示。

图2-3 WORKPIECE设置4、点击【指定部件】，弹出部件选择对话框，选择如图2-4所示为部件，点击【确定】，完成指定部件。

图2-4 指定部件设置5、创建刀具1。

在加工操作导航器空白处，点击鼠标右键，选择【机床视图】，点击菜单条【插入】，点击【刀具】，弹出创建刀具对话框，如图2-5所示。

图2-5 创建刀具刀具创建的方法是基本一致的，此处就列举这一个刀具的创建。

下面主要讲加工的过程。

（二）加工上表面1.点击【程序顺序视图】，右击program，选择插入操作，会弹出如图2-6所示对话框，选择mill-planar，然后选择程序-刀具-几何体-方法，如图2-7所示。

图2-6创建操作图2-7 程序设置2.点击确定之后会弹出如图2-8所示对话框，设置部件及切削区域后，进行刀轨设置。

图2-8 面铣削设置3.指定切削面为最上面一层，保留0.5的加工余量。

如图2-9、图2-10、图2-11所示。

图2-9 选择上表面进行粗加工图2-10 切削参数图2-11 加工刀路4．粗加工方形螺母块的外形。

点击菜单条【插入】，点击【操作】，弹出创建操作对话框，类型为MILL_CONTOUR,子类型为CAVITY_MILL,程序为PROGRAM，刀具为T2D14，几何体为MSC_MILL_1，方法为MILL_ROUGH,名称为MILL_ROUGH,如图2-12所示，点击确定，弹出对话框如图2-13所示。

图2-12 创建操作图2-13刀轨设置5．全局每刀深度设置为2，设置出部件的余量为0.3，如图2-14所示。

图2-14 切削余量设置6．点击切削层，设置切削层为上半部分，切削深度为6，如图2-15所示。

图2-15 切削层的参数设置7．点击进给和速度，弹出对话框，设置主轴的转速为1200，设置进给速度为400。

如图2-16所示。

点击确定后，点击生成刀轨，可以看到刀路图如图2-17所示。

图2-16 进给参数设置图2-17 切削刀路8．复制型腔铣程序，然后粘贴在程序表下如图2-18，然后将名字改成CAVITY_MILL_FIN，将刀具改成T3D10，将加工的方法该成精加工如图2-19,图2-20所示。

图2-18 复制程序图2-19换成T3D10刀具图2-20 方法改精加工9．切削深度每刀改为1，用仿真加工做出刀路如图2-21，2-22所示。

图2-21 加工刀路图2-22 仿真结果(三)加工对立面1．翻身装夹，坐标旋转加工对立面，如图2-23所示。

图2-23 反身装夹2．先创建操作，面铣削加工，通过粗加工和精加工的方式将对面铣削到位。

然后用型腔铣的方式将四边的余料清理到位。

如图2-24所示。

图2-24 翻身加工面及轮廓3．由于工件的尺寸并不大，可以通过倒角刀多次切削将两边的5倒角做到位，如图2-25所示。

图2-25 两边倒角4．用中心钻点中心孔，用钻孔刀打直径为5.8的通孔，如图2-26所示。

然后用螺纹刀攻丝，即可完成方形螺母块得加工，如图2-27所示。

图2-26 钻孔图2-27 攻丝（四）仿真加工和后处理后处理器选择MILL_3_AXIS,指定合适的文件路径和文件名，单位设置设置为公制，勾选列表，如图2-28所示，点击确定完成后处理，得到加工的NC程序，如图2-29所示。

图2-28 后处理操作图2-29 后处理程序总结两年的时光转瞬即逝，大学生活已悄然走进尾声了。

我们从高中各门功课的学习中走出来，来这边即学习理论又有实践相结合的学习方式中去。

回顾这两年的的发展的了历程，我们学到了机械加工的知识，学会了机床的操作。

也学到了很多和机械加工有关的辅助知识，例如CAD UG等绘图仿真软件。

这些将使我们在将来的工作中得到很好的用场，为我们的升职加薪的发展之路打下了坚实而又良好的基础。

知识的积累不是一朝一夕就能完成的，需要很多的时间久积奠和酝酿的，我们从机械加工上的小白到能够独挡一面的技术手，少不了老师们的教导，同学们的帮助，和自己的努力。

多方面的知识拓展，让我们不局限于普通的机械加工中，多位一体的教学，使我们的发展方向更为宽广。

大家可以根据个人的性格爱好选择走操作编程路线，也可以选择设计仿真路线。

和同学们的相处是一件很有意思的事情。

大家从陌生到相识到相知到信任，这一路走来经历着或有喜悦或有忧伤的事情。

彼此照应，互相帮助，时不时的小资一下出去聚餐。

这些相处之道也会应用到我们将来的工作和生活中。

总的来说，在这段短暂的大学生活里，我收获了学业上的成果，生活上的伙伴，也提高了个人的素养，体质上也得到了些许锻炼。

这一切会在我的人生道路上发挥出应有的作用，为我的生命散发出光和热，丰富的实践也给面向社会的我们奠定了基础。

参考文献[1] 关雄风.数控机床与编程技术.北京：清华大学出版社，2006[2] 王兵.数控车床加工工艺与编程操作. 北京:机械工业出版社,2009[3] 王凡.实用机械制造工艺设计手册.机械工业出版社，2008[4] 周麟彦.数控铣床加工工艺与编程操作.北京: 机械工业出版社,2000[5] 耿国卿.数控车削编程与加工。

北京：清华大学出版社，2011。