1、43南通廣播電視大學畢 業 論 文課題名稱 基于UG萬向平口鉗造型及加工 姓 名 何賽健 學 號 0607020205 專 業 數控技術 班 級 06數控（2） 指導老師 季建華 2010年 12 月前 言Unigraphics Solutions 公司（簡稱UGS）是全球著名的MCAD供應商，主要為汽車與交通、航空航天、日用消費品、通用機械以及電子工業等領域通過其虛擬產品開發（VPD）的理念提供多級化的、繼承德、企業級的包括軟件產品與服務在內的完整的MCAD解決方案。其主要的CAD產品是Unigraphics（UG）。UnigraphicsNX融線框模型、曲面造型、實體造型為一體，是參數化和

2、特征化的CAD/CAM/CAE系統。系統建立在統一的富有關聯性的數據庫基礎上，提供了工程上的完全關聯性，使CAD/CAM/CAE各部分數據自由切換。以基本特征作為交互操作的基礎單位，利用特征技術，用戶可以在更高層次上進行產品設計、模具設計、數控加工編程和工程分析，實現并行工程CAD/CAPP/CAM的集成與聯動。這不僅有利于CAD/CAM系統之間交換信息，而且有利于信息的共享。應用好Unigrahpics NX提供的強大的數控加工編程功能，包括數控車削、銑削、線切割等編程模塊等，是提高企業數控加工技術應用水平的一個重要途徑。 Unigraphics NX基于Windows平臺，是集CAD/CA

3、E/CAM一體化的三維參數化軟件，是當今世界上最先進的計算機輔助設計、分析和制造軟件之一，廣泛應用于航空、汽車、造船、通用機械、模具、家電等領域。如：俄羅斯航空，北美汽油渦輪發動機, 美國通用汽車，普惠噴氣發動機, 波音, 以色列飛機公司，英國航空公司等都是Unigraphics軟件的重要用戶。自從1990年Unigraphics軟件進入中國以來，得到了越來越廣泛的應用，現已成為我國工業界主要使用的大型CAD/CAE/CAM軟件。目 錄前言- 2摘要- 4第一章 緒論-51.1 UG軟件的簡介 - 51.2 本論文研究的目的及意義- 6 第二章 UG軟件在機械行業中的地位及應用- 72.1 U

4、G軟件在機械行業中的地位- 72.2 UG軟件的應用- 8 第三章 萬向平口鉗各部件的設計造型- 113.1 鉗座的設計-113.2 球面座的設計- 123.3球頭桿的設計- 143.4固定鉗口的設計- 153.5 活動鉗口的設計- 173.6導桿及螺桿的設計- 183.7標準件螺栓、彈簧、鋼珠的選擇- 19第四章 萬向平口鉗機構的裝配 - 204.1萬向平口鉗的裝配示意- 204.2萬向平口鉗UG造型圖裝配展示-224.3 臺虎鉗的各部件裝配及原理- 23第五章 臺虎鉗各部件的加工 5.1 機床選擇- 245.2夾具的選擇- 255.3走刀路線的確定- 275.4工藝文件編制- 315.5

5、UG的自動編程及程序- 32畢業設計總結- 41參考文獻 致謝- 42摘要 本文主要介紹CAD/CAM在機械產品上的應用，其中包括UG,AUTOCAD。介紹了UG的發展歷史及其作用，機械部分設計包括：臺虎鉗工作原理；應用UG軟件對臺虎鉗的各部件進行設計、造型、虛擬裝配及加工仿真出程序等過程。關鍵詞: CAD/CAM； UG；臺虎鉗；造型、裝配；加工。Abstract:This paper mainly introduces the CAD/CAM application in the area of mechanical products, including UG, AUTOCAD. Int

6、roduces the development history of UG and function, mechanical design including: Fixture jaw vice principle of work, Using UG software components on Fixture jaw vice of design, modelling, virtual assembling and machining emulation produce procedure of process. Keywords: CAD/CAM, UG, Fixture jaw vice

7、, Modelling, assembling, Processing.第一章 緒論1.1 UG軟件的簡介Unigraphics Solutions公司(簡稱UGS)是全球著名的MCAD供應商,主要為汽車與交通、 航空航天、日用消費品、通用機械以及電子工業等領域通過其虛擬產品開發(VPD)的理念提供多級化的、集成的、企業級的包括軟件產品與服務在內的完整的MCAD解決方案。其主要的CAD產品是UG。UG具 有豐富的曲面建模工具。包括直紋面、掃描面、通過一組曲線的自由曲面、通過兩組類正交曲線的自由曲面、曲線廣義掃掠、標準二次曲線方法放樣、等半徑和變半 徑倒圓、廣義二次曲線倒圓、兩張及多張曲面間的光

8、順橋接、動態拉動調整曲面、等距或不等距偏置、曲面裁減、編輯、點云生成、曲面編輯。UG進入中國已經有九個年頭了，其在中國的業務有了很大的發展，中國已成為遠東區業務增長最快的國家。幾年來，UG在中國的用戶已超過800家，裝機量達到3500多臺套。UG特點: 建模的靈活性 （1）復合建模：無需草圖,需要時可進行全參數設計,無需定義和參數化線可直接利用實體邊緣。 幾何特征 ：具有凸墊、鍵槽、凸臺、斜角、挖殼等特征、用戶自定義特征 、引用模式 。光順倒圓: 業界最好的倒圓技術 ，可自適應于切口、陡峭邊緣及兩非鄰接面等幾何構形，變半徑倒圓的最小半徑值可退化至極限零。（2）協同化裝配建?？商峁┳皂斚蛳?、自底

9、向上兩種產品結構定義方式并可在上下文中設計編輯 ，高級的裝配導航工具 ，可圖示裝配樹結構，可方便快速的確定部件位置 ， 對裝配件的簡化表達，隱藏或關掉特定組件。局部著色 ，強大的零件間的相關性 ，配對條件，零件間的表達式（關系） ，協同化團隊工作 ，可方便的替換產品中任一零部件，刷新部件以取得最新的工作版本，團隊成員可并行設計產品中各子裝配或零件。（3）直觀的二維繪圖 對制圖員來講，簡單并富于邏輯性 ，剖視圖自動相關于模型和剖切線位置 ，正交視圖的計算和定位可簡便的由一次鼠標操作完成 ，自動隱藏線消除 ，自動尺寸排列不需要了解設計意圖 ，自動工程圖草圖尺寸標注。（4）被業界證實的數控加工軸銑

10、，車加工， 線切割， 鈑金件制造 ，刀軌仿真和驗證 ，刀具庫標準工藝數據庫功能 。（5）領先的鈑金件制造 可在成型或展開的情況下設計或修改產品結構 ，折彎工序可仿真工藝成型過程 ，鈑料展開幾何自動與產品設計相關 ，可在一幅工程圖中直接展示產品設計和鈑料展開幾何 。（6）集成的數字分析 機構運動學分析 ，硬干涉檢查和軟干涉檢查 ，運動仿真和分析 ，動畫過程中的動態干涉檢查 （7）廣泛的用戶開發工具用戶命令宏 ，高級編程語言 ，可自定義裁剪的用戶界面（8）內嵌的工程電子表格 可與其他表格軟件交換數據 ，可簡便定義零件系列 ，可方便修改表達式 ，可生成扇形圖、直方圖和曲線圖等 。 (9)照片真實效果

11、渲染利用基于數字的設計審視，加快產品上市時間 ，快速成型。1.2 本論文研究的目的意義UG是當今許多大型制造企業廣泛使用的CAD/CAM軟件，通過對CAD/CAM技術的發展，極大地改變了人們的設計手段和方法，更為重要的是CAD/CAM技術的廣泛應用顯著提高了設計的效率和質量，大大地降低了設計師的勞動強度，特別是三維CAD/CAM技術的日益廣泛應用使其體現得更為明顯。實踐證明，基于UG的產品結構設計和虛擬加工，不僅可以縮短研發周期，還可以進行應力分析、運動仿真和模擬裝配，從而優化產品的結構，為產品的最終加工奠定了堅實的基礎。 第二章UG在機械行業中的地位及應用 2.1 UG在機械行業中的地位UG

12、公司的產品主要有為機械制造企業提供包括從設計、分析到制造應用的Unigraphics軟件、基于Windows的設計與制圖產品Solid Edge、集團級產品數據管理系統iMAN、產品可視化技術ProductVision以及被業界廣泛使用的高精度邊界表示的實體建模核心Parasolid在內的全線產品。UG在航空航天、汽車、通用機械、工業設備、醫療器械以及其它高科技應用領域的機械設計和模具加工自動化的市場上得到了廣泛的應用。多年來，UGS一直在支持美國通用汽車公司實施目前全球最大的虛擬產品開發項目，同時Unigraphics也是日本著名汽車零部件制造商DENSO公司的計算機應用標準，并在全球汽車行

13、業得到了很大的應用，如Navistar、底特律柴油機廠、Winnebago和Robert Bosch AG 等。UG軟件在數控加工市場具有良好的口碑，占有大量的市場，尤其在高端多軸精密加工市場占有領先地位，但其設計軟件市場占有率不高，UG本身沒有良好的分析工具，因此其分析功能主要是借用第三方軟件，目前以美國公司的Nastran為主。典型用戶：東方汽輪機（高精尖發電機螺旋槳葉片加工）。另外，UGS公司在航空領域也有很好的的表現：在美國的航空業，安裝了超過10,000套UG軟件；在俄羅斯航空業，UG軟件具有90%以上的市場；在北美汽輪機市場，UG軟件占80%。UGS在噴氣發動機行業也占有領先地位，

14、擁有如Pratt & Whitney和GE 噴氣發動機公司這樣的知名客戶。航空業的其它客戶還有：B/E航空公司、波音公司、 以色列飛機公司、英國航空公司、Northrop Grumman、伊爾飛機和Antonov。UGS公司的產品同時還遍布通用機械、醫療器械、電子、高技術以及日用消費品等行業，如：3M、Will-Pemco、Biomet、Zimmer、飛利浦公司、吉列公司、Timex、 Eureka 和Arctic Cat等。2.2 UG在機械行業中的應用UG軟件是當今世界最先進的計算機輔助設計、分析和制造軟件，廣泛應用于航空、航天、汽車、輪船、通用機械和電子等工業領域。Unigraphics

15、 CAD、CAM、CAE系統提供了一個基于過程的產品設計環境，使產品開發從設計到加工真正實現了數據的無縫集成，從而優化了企業的產品設計與制造。UG軟件面向過程驅動的技術是虛擬產品開發的關鍵技術，在面向過程驅動技術的環境中，用戶的全部產品以及精確的數據模型能夠在產品開發全過程的各個環節保持相關，從而有效地實現了并行工程。UG軟件不僅具有強大的實體造型、曲面造型、虛擬裝配和產生工程圖等設計功能，而且在設計過程中可進行有限元分析、機構運動分析、動力學分析和仿真模擬，提高了設計的可靠性；同時，可用建立的三維模型直接生成數控代碼，用于產品的加工，其后處理程序支持多種類型數控機床。另外它所提供的二次開發語

16、言UG/open GRIP、UG/open API簡單易學，實現功能多，便于用戶開發專用CAD系統。2.21實體建模模塊的應用UG是一種復合建模（Modeling）工具，它提供了多種建模方法。在建立零件模型時， 既可以用基本體素建立簡單的實體， 也可以通過對曲線、草圖的拉伸、旋轉建立各種掃描實體， 還可以用系統提供的特征創建各種特征體。臺虎鉗的零部件結構并不復雜，但在建模的時候要考慮采用哪種建模方法，因為不同建模方法所建立的實體模型，其編輯性能不同。例如：要創建臺虎鉗座的三維模型，對于這種階梯軸，可用基本體素圓柱體來逐段建立，也可逐段繪制圓再對其進行拉伸來建立，還可先建一個基本體素圓柱體，再用

17、凸臺特征來建立。在這3種建模方法中，第一種方法建立的軸編輯性不好，如果縮短中間某個臺階的長度，則會出現更新失效的提示，而第三種方法從建模的方便性和各參數的可編輯性來說都是最好的。因此，正確的建模方法對設計的順利進行至關重要。對于一個零件模型，雖然沒有一種固定的建模順序和建模方法， 但還是有一定規律可循的。一般應根據零部件的結構特點， 先建立一個基本體素或掃描特征作為零件的毛坯，再參照零件的粗加工過程逐步創建零件的孔、鍵槽、型腔、凸臺、凸墊及用戶定義等特征，最后參照零件的精加工過程創建倒圓、倒角、螺紋、修剪和陣列等特征。當然，在建模過程中，可根據建模的需要創建相關的參考特征，各特征的建立順序應盡

18、可能與零件的加工順序一致。由于圓柱、塊和錐等基本體素屬非關聯性特征，它們不與已建立的幾何對象關聯，因此，為保證模型的可修改性，在一個零件模型中創建的基本體素不要超過1個，而且基本體素一般作為第一個特征。因此，在對臺虎鉗零部件建模時，首先要選擇正確的建模方法，其次確定合理的建模順序，然后按照零部件的結構特點逐步建立模型。2.22虛擬裝配模塊的應用UG裝配（Assembly）模塊用于實現各零部件間的裝配關系。它把多個通過建模模塊建立的模型零件，依照Mating（配對）、Align（對齊）和Orient（方位）等關系組裝在一起，實現其空間位置的安排。通過裝配可以確定零件的空間位置，反映部件的裝配結構

19、以及發現其空間干涉情況等。在裝配中，部件的幾何體是被裝配引用，而不是復制到裝配中。不管如何編輯部件和在何處編輯部件，整個裝配部件都保持關聯性，如果某部件修改，則引用它的裝配部件自動更新，反應部件的最新變化。UG裝配模塊不僅能快速將零部件組合成為產品，而且在裝配中，可參照其他部件進行部件關聯設計，并可對裝配模型進行間隙分析、重量管理等操作。裝配模型生成后，可建立爆炸視圖，并可將其引入到裝配工程圖中；同時，在裝配工程圖中可自動產生裝配明細表，并能對視圖進行局部挖切。在萬向平口鉗的設計中，利用裝配模塊將在建模模塊中建立的模型零件按照一定的空間位置關系裝配起來，及時檢查裝配模型是否存在設計尺寸干涉，為

20、將來實際裝配的順利進行提供可靠保證。由此所產生的裝配信息可以方便地繪制裝配圖，并能快速生成裝配分解圖，節省繪制裝配圖和零件圖的時間和成本。2.23工程圖模塊的應用UG工程圖（Drafting）模塊提供了自動視圖布置、剖視圖、各向視圖、局部放大圖、局部剖視圖、自動（手工）尺寸標注、形位公差、粗糙度符合標注、支持GB、標準漢字輸入、視圖手工編輯、裝配圖剖視、爆炸圖、明細表自動生成等工具。將UG的建模模塊創建的臺虎鉗的各零件和裝配模型引用到UG的工程圖功能中，快速地生成二維工程圖。由于UG的工程圖功能是基于創建三維實體模型的二維投影所得到的二維工程圖，因此，工程圖與三維實體模型是完全關聯的，實體模型

21、的尺寸、形狀和位置的任何改變，都會引起二維工程圖作出實時變化。這樣便大大減少了二維圖更新所需的時間,可以從根本上杜絕傳統的二維工程圖設計中尺寸矛盾、丟線等常見錯誤，從而保證二維工程圖的正確無誤。將UG軟件應用于臺虎鉗的設計，所賦予的是一種全新的設計方式，它不僅突破了傳統二維設計的局限性，更好地體現、驗證、完善設計人員的設計意圖，而且可以簡化復雜產品的設計過程，降低產品成本，在產品投標報價之時，就能夠將未來產品的外觀、造型、技術性能及特點介紹給用戶，更快地將產品推向市場，使產品更具有競爭力。鑒于臺虎鉗的諸多特點以及UG三維設計軟件的優越性，可以預見，UG軟件在的臺虎鉗設計和制造領域將會有廣闊的應

22、用前景。第三章 臺虎鉗各部件的設計造型3.1 鉗座的設計根據鉗座的零件圖畫出三維實體圖，選取材料為45號鋼。 鉗座的零件圖（圖1）： 圖1鉗座的三維實體圖（圖2、圖 3）： 圖2圖33.2球面座的設計 根據球面座的零件圖畫出三維實體圖，選取材料為45號鋼。 球面座的零件圖（圖4） 圖4球面座的三維實體圖（圖5、圖6） 圖5右球面座 圖6 左球面座3.3球頭桿的設計根據球頭桿零件圖畫出三維實體圖，選取材料為45號鋼。 球頭桿的零件圖（圖7）：球頭桿的三維實體圖（圖8）：圖83.4 固定鉗口的設計根據固定鉗口零件圖畫出三維實體圖，選取材料為45號鋼。固定鉗口的零件圖（圖9）: 圖 9固定鉗口的三維

23、圖（圖10、圖11）: 圖10 圖113.5活動鉗口的設計根據活動鉗口的零件圖畫出三維實體圖，選取材料位45鋼?；顒鱼Q口的零件圖（圖12） 圖12活動鉗口的三維圖（圖13）： 圖 133.6導桿及螺桿的設計根據導桿及螺桿的零件圖畫出三維圖，材料選取45號鋼。導桿及螺桿的零件圖（圖14）： 圖14導桿及螺桿的三維圖（圖15、圖16）： 圖15 圖163.7標準件螺栓、彈簧、鋼珠的選擇標準件螺栓、彈簧、鋼珠的三維圖（圖17）： 圖17第四章 萬向平口鉗的機構裝配4.1 萬向平口鉗的裝配示意機用虎鉗是一種在機床工作臺用來加持工件，以便于對工件進行加工的夾具。機用臺虎鉗裝配采用了俯視圖、主視圖、三維立

24、體圖和表示單獨零件的爆炸視圖來表示，主視圖采用了全剖視圖，反映臺虎鉗的工作原理和零件間的裝配關系，俯視圖反映了固定鉗身的結構形狀。主視圖基本上反映了主要零件的裝配關系；是導向桿小頭插入活動鉗口并兩側用螺栓固定，然后將兩大端插入固定鉗口起到導向定位的作用，緊接著將螺桿通過活動鉗身旋入固定鉗身的螺孔，隨后將球頭桿與固定鉗身用螺栓連接固定再用球面座抱住球頭桿的球面同時放入鉗座，鉗座兩側用三螺栓鎖緊。如圖18 圖184.2萬向平口鉗UG造型圖裝配展示 萬向平口鉗的三維實體造型（圖19、圖20） 圖19 圖20萬向平口鉗的三維爆炸圖(圖21、圖22) 圖21 圖224.3萬向平口鉗的各部件裝配及工作原理

25、 萬向平口鉗是由：1螺桿、2活動鉗口、3鋼球、4壓縮彈簧、5開口螺釘、6固動鉗口、7球頭桿、8鉗座、9球面座a、10球面座b、11螺栓、12開口螺釘、13螺栓、14導桿等裝配而成。將14導桿小端插入2活動鉗口讓兩根導桿對齊并用螺栓將其鎖緊，然后將導桿的大頭插入6固定鉗口擺正將1螺桿穿過2活動鉗口的中間大孔旋入6固定鉗口中心螺孔，再將3鋼球、4彈簧放入固定鉗口上端孔中用5開口螺釘壓緊，緊接著用球面座9、10的內球面將7球頭桿的球頭部分抱住放入8鉗座內，鉗座兩側螺紋孔用11螺栓、12開口螺釘把球面座固定，最后將組裝好的固定鉗口放在球頭桿的另一端用13螺栓連接固定。 萬向平口鉗的工作原理是順時針擰動

26、1螺桿，此時螺桿和6固定鉗口的螺孔形成絲桿螺母副的工作原理，將螺桿的旋轉運動轉變為2活動鉗口的直線運動并在導桿的作用下平穩向前夾緊，而固定鉗座上端的開口螺釘可調節螺桿和螺孔的間隙，1鉗座兩側壁上的螺栓及開口螺釘擰松可使工件轉個角度加工可以減少工件的二次裝夾用起來比較方便。第五章 萬向平口鉗的加工5.1 機床選擇 數控機床的發展也越來越快，數控機床也正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發展。 高性能：隨著數控系統集成度的增強，數控機床也實現多臺集中控制，甚至遠距離遙控。 高精度：數控機床本身的精度和加工件的精度越來越高，而精度的保持性要好。 高速度：數控機床各軸運行的速度將大大加快

27、。高柔性：數控機床的柔性化將向自動化程度更高的方向發展，將管理、物流及各相應輔機集成柔性制造系統。 模塊化：數控機床要縮短周期和降低成本，就必然向模塊化方向發展，這既有利于制造商又有利于客戶。 數控機床使用范圍越來越大，國內國際市場容量也越來越大，但競爭也會加劇，我們只有緊跟先進技術進步的大方向，并不斷創新，才能趕超世界先進水平。不同類型的零件應在不同的數控機床上加工，要根據零件的設計要求選擇數控機床。數控車床適合于加工形狀比較復雜的軸類零件盒由復雜曲線回轉形成的模具內型腔。數控立式鏜銑床盒立式加工中心適于加工箱體、箱蓋、平面凸輪、樣板、形狀復雜平面或立體零件、泵體閥體、殼體等。多坐標聯動的臥

28、室加工中心還可用于加工各種復雜的曲線、曲面、葉輪、模具等?？傊煌愋偷牧慵x用相應的數控機床加工，易發揮數控機床的效率和特點。 數控銑床加工中心加工柔性比普通數控銑床優越，有一個自動換刀的伺服系統，對于工序復雜的零件需要多把刀加工，在換刀的時候可以減少很多輔助時間，很方便，而且能夠加工更加復雜的曲面等工件。因此，提高加工中心的效率便成為關鍵，而合理運用編程技巧，編制高效率的加工程序，對提高機床效率往往具有意想不到的效果。綜合以上因素，選擇XH714G加工中心，參數如下：工作臺面尺寸（長寬）4051307（mm）主軸錐孔/刀柄形式24ISO40 / BT40（MAS403）工作臺最大縱向行

29、程650mm主配控制系統FANUC 0iMate-MC工作臺最大橫向行程450mm換刀時間（s）6.5s主軸箱垂向行程500mm主軸轉速范圍606000( r/min)工作臺T型槽（槽數-寬度間距）5-1660mm快速移動速度10000（mm/min）主電動機功率5.5/7.5（kw）進給速度5800（mm/min）脈沖當量（mm/脈沖）0.001工作臺最大承載(kg)700kg機床外形尺寸(長寬高)(mm)2540mm2520mm2710mm機床重量(kg)4000kg5.2 夾具的選擇機械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置稱為夾具，又稱卡具。從廣義上說，

30、在工藝過程中的任何工序，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。例如焊接夾具、檢驗夾具、裝配夾具、機床夾具等。在機床上加工工件時，為使工件的表面能達到圖紙規定的尺寸、幾何形狀以及與其他表面的相互位置精度等技術要求 ，加工前必須將工件裝好（定位）、夾牢（夾緊）。 夾具通常由定位元件（確定工件在夾具中的正確位置）、夾緊裝置 、對刀引導元件(確定刀具與工件的相對位置或導引刀具方向)、分度裝置（ 使工件在一次安裝中能完成數個工位的加工，有回轉分度裝置和直線移動分度裝置兩類）、連接元件以及夾具體（夾具底座）等組成。 夾具種類按使用特點可分為：萬能通用夾具。如機用虎鉗、卡盤、分度頭和回轉工作臺

31、等，有很大的通用性，能較好地適應加工工序和加工對象的變換，其結構已定型，尺寸、規格已系列化，其中大多數已成為機床的一種標準附件。專用性夾具。為某種產品零件在某道工序上的裝夾需要而專門設計制造，服務對象專一，針對性很強，一般由產品制造廠自行設計。常用的有車床夾具、銑床夾具、鉆模(引導刀具在工件上鉆孔或鉸孔用的機床夾具)、鏜模(引導鏜刀桿在工件上鏜孔用的機床夾具)和隨行夾具（用于組合機床自動線上的移動式夾具）?？烧{夾具?？梢愿鼡Q或調整元件的專用夾具。組合夾具。由不同形狀、規格和用途的標準化元件組成的夾具，適用于新產品試制和產品經常更換的單件、小批生產以及臨時任務。2. 裝夾方案的選擇在確定裝夾方案

32、時，只需根據已選定的加工表面和定位基準定工件的定位夾緊方式，并選擇合適的夾具。在選用夾具時，在能用普通夾具裝夾加工的盡可能的選用普通夾具，在經濟效應上可以減少成本的開支。數控機床上用的夾具應滿足安裝調整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求，所以我根據零件的形狀考慮選擇平口鉗。此時，主要考慮以下幾點：1 夾緊機構或其它元件不得影響進給，加工部位要敞開；2 必須保證最小的夾緊變形；3 裝卸方便，輔助時間應盡量短；4 對小型零件或工序時間不長的零件，可以考慮在工作臺上同時裝夾幾件進行加工，以提高加工效率；5 夾具結構應力求簡單；6 夾具應便于與機床工作臺及工件定位表面間的定位元件連接。 根據零件圖1

33、將120X54毛坯一端銑扁,銑下去深20mm寬5mm如圖23圖23然后用通用夾具臺虎鉗夾持銑扁部分先做底部八邊形、內腔等。5.3 走刀路線的確定走刀路線就是刀具在整個加工工序中的運動軌跡，合理安排走刀路線不但可以提高切削效率，還可以提高零件的表面精度。對于數控銑床，還應考慮幾個方面：能保證零件的加工精度和表面粗制度的要求；使走刀路線最短，既可以簡化程序段，又可以減少刀具空行程時間，提高加工效率；應使數值的計算簡單，程序段數量少，以減少編程工作量。A、尋求最短加工路線 如加工圖3-17(a)所示零件上的孔系。3-17（b）圖的走刀路線為加工完外圓孔后，再加工內圓孔。若改用3-17（c）圖的走刀路

34、線，減少空刀時間，則可節省定位時間近一倍，提高了加工效率。B、最終輪廓一次走刀完成 為保證工件輪廓表面加工后的粗糙度要求，最終輪廓應安排在最后一次走刀中連續加工出來。如圖（a）為用行切方式加工內腔的走刀路線，這種走刀能切除內腔中的全部余量，不留死角，不傷輪廓。但行切法將在兩次走刀的起點和終點間留下殘留高度，而達不到要求的表面粗糙度。所以如采用（b）的走刀路線，先用行切法，最后沿周向環切一刀，光整輪廓表面，能獲得較好的效果。圖(c)也是一種較好的走刀路線方式。C、選擇切入切出方向 考慮刀具的進、退到（切入、切出）路線時，刀具的切出或切入點應在沿零件輪廓的切線上，以保證工件輪廓光滑；應避免在工件輪

35、廓面上垂直上、下刀而劃傷工件表面；盡量減少在輪廓加工切削過程中的暫停（切削力突然變化造成彈性變形），以免留下刀痕。D、選擇使工件在加工后變形小的路線 對橫截面積小的細小零件或薄板零件應采用分幾次走刀加工到最后尺寸或對稱余量法安排走刀路線。安排工步時，應先安排對工件剛性破壞較小的工步。下刀方式：（1） 輪廓加工中的進刀方式輪廓加工進刀方式一般有兩種:法線進刀和切線進刀，如（a）所示。由于法線進刀容易 產生刀痕，因此一般只用于粗加工或者表面質量要求不高的工件。法線進刀的路線較切線進刀短，因而切削時間也就相應較短。 法線進刀與切線進刀方式 在一些表面質量要求較高的輪廓加工中，通常采用加一條進刀引線再

36、圓弧切入的方式，使圓弧與加工的第一條輪廓線相切，能有效地避免因法線進刀而產生刀痕，如圖1（b）所示。而且在切削毛坯余量較大時離開工件輪廓一段距離下刀再切入，很好地起到了保護立銑刀的作用。需要說明的是:在手工編寫輪廓銑削程序時為了編程的方便，或者為了彌補刀具的磨損，常常采用刀補方式進行編程，即在編程時可以不考慮刀具的半徑，直接按圖樣尺寸編程，再在加工時輸入刀具的半徑(或補償量)至指定的地址進行加工。但要注意切入圓弧的R值需大于所使用的刀具半徑r，否則無法建立補償而出現報警。至于進刀引線的長短則要根據實際情況計算，但要注意減少空刀的行程。（2）、挖槽和型腔加工中的進刀方式 對于封閉型腔零件的加工，

37、下刀方式主要有垂直下刀、螺旋下刀和斜線以下刀三種，下面就如何選擇各下刀方式進行說明。5.31 垂直下刀1 小面積切削和零件表面粗糙度要求不高的情況；使用鍵槽銑刀直接垂直下刀并進行切削。雖然鍵槽銑刀其端部刀刃通過銑刀中心，有垂直吃刀的能力，但由于鍵槽銑刀只有兩刃切削，加工時的平穩性也就較差，因而表面粗糙度較低;同時在同等切削條件下，鍵槽銑刀較立銑刀的每刃切削量大，因而刀刃的磨損也就較大，在人面積切削中的效率較低。所以，采用鍵槽銑刀直接垂直下刀并進行切削的方式，通常只用于小面積切削或被加工零件表面粗糙度要求不高的情況。2 大面積切削和零件表面粗糙度要求較高的情況。大面積的型腔一般采用加工時具有較高

38、的平穩性和較長使用壽命的立銑刀來加工，但由于立銑刀的底切削刃沒有到刀具的中心，所以立銑刀在垂直進刀時沒有較大切深的能力，因此一般先采用鍵槽銑刀(或鉆頭)垂直進刀后，再換多刃立銑刀加工型腔。在利用CAM軟件進行編程的時候，一般都會提供指定點下刀的選項。5.32 螺旋下刀 螺旋下刀方式是現代數控加工應用較為廣泛的下刀方式，特別是模具制造行業中應用最為常見。刀片式合金模具銑刀可以進行高速切削，但和高速鋼多刃立銑刀一樣在垂直進刀時沒有較大切深的能力。但可以通過螺旋下刃的方式(圖7所示)，通過刀片的側刃和底刃的切削，避開刀具中心無切削刃部分與工件的干涉，使刃具沿螺旋朝深度方向漸進，從而達到進刀的目的。這

39、樣，可以在切削的平穩性與切削效率之間取得一個較好的平衡點。螺旋半徑的大小一般情況下應大于刀具直徑的50%，但螺旋半徑過大，進刀的切削路程就越長，下刀耗費的時間也就越長，一般不超過刀具直徑的大小，螺距的數值要根據刀具的吃深能力而定，一般在0.51之間:第二層進刀高度一般等于第一層下刀高度減去慢速下刀的距離即可。螺旋下刀也有其固有的弱點，比如切削路線較長、在比較狹窄的型腔加工中往往因為切削范圍過小無法實現螺旋下刀等，所以有時需采用較大的下刀進給或鉆下刀孔等方法來彌補，所以選擇螺旋下刀方式時要注意靈活運用。5.33 斜線下刀 斜線下刀時刀具快速下至加工表面上一個距離后，改為以一個與工件表面成一角度的

40、方向，以斜線的方式切入工件來達到Z向進刀的目的，通常用于因范圍的限制而無法實現螺旋下刀時的長條形的型腔加工。斜線下刀主要的參數有:斜線下刀的起始高度切入斜線的長度、切入和反向切入角度。起始高度一般設在加工面上方0.51mm之間，切入斜線的長度要視型腔空間大小及銑削深度來確定，一般是斜線愈長，進刀的切削路程就越長，切入角度選取得越小，斜線數增多，切削路程加長，角度太大，又會產生不好的端刃切削的情況，選530之間為宜。通常進刀切入角度和反向進刀切入角度取相同的值。圖10 切入和反向切入角度綜上所述，正確理解數控銑削加工中各種進刀方式的特點和適用范圍，同時在編程中設置合理的切削參數，對提高加工效率及

41、零件表面質量有著重要的影響，如避免接刀痕、過切等現象的發生以及保護刀具等都有重要的意義。5.4 工藝文件編制1.工序卡片單位南通廣播電視大學產品名稱或代號零件名稱零件圖號名稱/鉗座1工序號程序編號夾具名稱使用設備車間/萬向平口虎鉗KVC650加工中心/工步號工步內容刀具號刀具規格主軸轉速進給速度背吃刀量備注mmr/minmm/minmm1銑平面2銑外形粗加工T2168003003/3銑外形精加工T312175025010/4銑內腔粗加工T4825003002/5銑內腔精加工T5430002501/編制審核批準共1頁第1頁2.刀具卡片產品名稱或代號/零件名稱鉗座零件圖號

42、1序號刀具號刀具規格名稱直徑長度刀具材料加工部位備注1T0180面銑刀80150硬質合金/2T0216立銑刀16150硬質合金/3T0312立銑刀12120硬質合金/4T048球頭銑刀8120硬質合金/5T054球頭銑刀4100硬質合金編制審核批準共1頁第1頁5.5 UG的自動編程及程序5.51銑平面加工 鉗座下表面的加工選用80面銑刀：刀具參數 直徑80mm，刀刃長度10mm，刀刃數8個，刀具號T1。 根據零件圖1及上面的條件進行編程設置如圖所示：5.52 外形加工鉗座底面八邊形的粗加工選用16立銑刀：刀具參數 直徑16mm，刀刃長度35mm，刀刃數4個，刀具號T2。精加工選用12立銑刀：刀

43、具參數 直徑12mm，刀刃長度30mm，刀刃數4個，刀具號T3。根據零件圖1及上面的條件進行編程設置如圖所示：外形粗加工外形精加工553 內腔加工鉗座底部內腔的粗加工選用8球頭銑刀：刀具參數 直徑8mm，刀刃長度30，刀刃數2個，刀具號T4。精加工選用4球頭銑刀：刀具參數 直徑4mm，刀刃長度25mm，刀刃數2個，刀具號T5。根據零件圖1及上面的條件進行編程設置如圖所示：粗加工精加工加工程序O0001 銑平面程序N0010 G40 G17 G90 G70N0020 G91 G28 Z0.0N0030 T01N0040 G0 G90 X134.2712 Y57.2597 S1500 M03N00

44、50 G43 Z100 H00N0060 Z5N0070 G1 Z-2 F150. M08N0080 X77.7027N0090 X-77.7027N0100 X-95.4328 Y39.5295N0110 Y19.0866N0120 X95.4328N0130 Y-19.0866N0140 X-95.4328N0150 Y-39.5295N0160 X-77.7027 Y-57.2597N0170 X77.7027N0180 X134.2712N0190 Z5.N0200 G0 Z100.N0210 M02O0002 外形粗銑程序N0010 G40 G17 G54 G90 G70N0020

45、G91 G28 Z0.0N0030 T02 M06N0040 G0 G90 X-78.3293 Y-22.7401 S800 M03N0050 G43 Z50 H00N0060 Z5.N0070 G2 X-63.9328 Y-22.961 Z-3 I7.1965 J-.224 K-1.9292 F300.N0080 G3 X-61.4432 Y-28.9714 I8.5 J0.0N0090 G1 X-28.9714 Y-61.4432 M08.N1120 G3 X-28.9714 Y61.4432 I0.0 J-8.5N1130 G1 X-61.4432 Y28.9714N1140 G3 X-

46、63.9328 Y22.961 I6.0104 J-6.0104N1150 G1 Y-22.961N1160 G2 X-76.7328 Y-35.761 I-12.8 J0.0N1170 G1 X-78.0637N1180 Z7.N1190 G0 Z100N1200 M02O0003 外形精銑程序N0010 G40 G17 G54 G90 G70N0020 G91 G28 Z0.0N0030 T00 M03N0040 G0 G90 X-61.4757 Y-23.6407 S800 M03N0050 G43 Z10 H00N0060 Z5N0070 G2 X-61.4757 Y-23.6407

47、Z-6.0913 I-5.3571 J.6797 K-1.4469 F300.N0260 G1 X-75.2277N0270 Z9N0280 G0 Z100N0290 M02O0004 內腔粗加工程序N0010 G40 G17 G54 G90 G70N0020 G91 G28 Z0.0N0030 T04 M06N0040 G0 G90 X.8763 Y-3.5717 S2500 M03N0050 G43 Z50 H00N0060 Z5N0070 G3 X-2.2732 Y0.0 Z-1.6667 I1.4505 J3.5717 K1.9646 F300.N1240 G3 X-3. Y0.0 Z-12. I7.7569 J3.5195 K0.9646N1250 I3. J0.0N1260 G1 X-7.9