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1、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2（三）加工设备选择3（
2、四）毛胚选用3（五）夹具选择3（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17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、
3、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。表1-1 加工内容内容要求外形零件整体外形和尺寸公差（
4、+0.25/-0.25）M6螺纹孔螺纹规格M6*1。有效深度6（+0.25/-0.25）斜角2个2*45度的斜角沟槽2个宽6长24 高3的槽零件总高零件的总高为6（0/-0.05）粗糙度所有的加工面粗糙度为Ra3.2位置度螺纹孔相对于AB面的位置度为0.1（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
5、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5.8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 主要技术参数机床外观X方向行程（mm）900Y方向行程（mm）500Z方向行程（mm）500主轴的最高转速（rpm）8000刀具的交换形式机械手
6、刀库容量24数控系统序号FANUC： MateC（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。表1-3 加工余量表加工表面加工余量（mm)尺寸偏差(um)上表面10mm+500/-500下表面10mm+500/-500左面10mm+500/-500右面10mm+500/-500前表面8mm+500/-500后表面8mm+
7、500/-500（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 刀具表工序刀号刀具规格加工内容转速（r/min）加工顶面T0150面铣刀铣面
8、800T0214立铣刀粗铣外形1200T0310立铣刀精铣外形2400T045.8麻花钻钻孔1200T05D6螺纹刀攻螺纹100T06D4 中心钻钻中心点80加工底面T0220立铣刀铣底面1800T03倒角刀倒角600（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WOR
9、KPIECE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
10、。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
11、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
12、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，
13、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
