橢圓凸臺的數控仿真加工

徐運芳

（湖南科技職業學院，湖南長沙410119）

橢圓凸臺的數控仿真加工

徐運芳

（湖南科技職業學院，湖南長沙410119）

對橢圓凸臺的數控仿真加工進行了分析和研究，選用了刀具和加工的方法，編制了零件的加工程序，采用UG繪圖自動編程，優化了加工程序，加工中可以節省加工時間，提高生產效率。

數控加工；加工程序；自動編程

隨著人們生活水平的提高，用戶對各類產品的質量及更換速度提出了越來越高的要求。傳統的制造方法難以適應這種多樣化、柔性化與復雜化的高效、高質量的加工要求。因此，近十幾年來，能有效解決復雜、精密、小批多變零件加工問題的數控（NC）加工技術得到了迅速發展和廣泛應用，使制造技術發生了根本性的變化。計算機輔助設計（CAD）和計算機輔助制造（CAM）就是滿足這種新的要求而產生的一種新的制造方法［1］。本文針對橢圓凸臺的數控仿真加工進行了分析和研究，采用UG軟件的CAM模塊繪圖、編程，優化加工程序，加工中可以節省加工時間，提高生產效率。

1　零件圖紙分析

零件圖如圖1所示，該零件為橢圓凸臺，材料為45#鋼，毛坯尺寸為200 mm×200 mm×29 mm.

圖1　橢圓凸臺零件圖

該零件主要由弧形外輪廓、橢圓凸臺加工為主，此外，該零件還有2個通孔。零件的形狀尺寸要求：弧形外輪廓尺寸有mm；凸臺尺寸有弧形外輪廓和內輪廓的薄壁尺寸公差為孔2*Φ16H7，內輪廓側面粗糙度為Ra1.6，底面粗糙度Ra3.2，其余表面粗糙度為Ra6.3.為了保證零件的加工尺寸，加工時先進行粗加工，再精加工，測量尺寸后，如果還未達到公差要求，再通過刀具補償進行修正。

2　零件的加工工藝分析

工藝分析是決定工藝路線的重要依據，良好的工藝分析會簡化工藝路線，節省切削時間，并有效保證工件加工質量，提高加工效率。

該零件的加工路線安排如下：先加工弧形外輪廓，然后加工弧形內輪廓和橢圓凸臺，再鉆中心孔，分別鉆Φ16、Φ12的孔，再銑中間Φ40的孔，然后攻絲M40，鉸孔Φ16、Φ12.

3　確定零件的裝夾方案

零件的毛坯表面已經加工過，在選擇裝夾方式時，選用平口虎鉗來進行裝夾，這樣就可以即方便又準確地裝夾工件。工件定位時，主要以底面和兩側面為定位面，為了保證工件的基準面有效地與定位基準面貼合，在裝夾工件時，用銅棒來輕敲工件表面，使基準面更好地貼合，以此來保證基準面更好地定位。在一次裝夾中，完成零件的加工，避免二次裝夾。

4　選用加工刀具

切削加工最優的技術經濟效果，就是在可能的條件下，以最低的成本高效率的加工出質量合格的零件［2］。

在加工工件時，根據加工需要，盡可能選擇直徑大的刀具或選擇不同類型的刀具，進行一次性加工來提高加工效率。

根據圖紙輪廓要求，綜合考慮以上技術要求，刀具選擇如下：（1）先用Φ20立銑刀進行弧形外輪廓、弧形內輪廓和橢圓凸臺的粗加工，加工弧形內輪廓下刀時，采用螺旋式下刀；（2）選用Φ10的立銑刀進行弧形外輪廓、弧形內輪廓和橢圓凸臺的的精加工；（3）選用A3中心鉆鉆中心定位孔；（4）用Φ16、Φ12的麻花鉆鉆通孔；（5）選用Φ16、Φ12鉸刀來進行孔的精加工；（6）鏜Φ40的孔，加工螺紋M40.

5　數控加工程序編制及仿真加工

5.1走刀路線及程序

根據零件圖紙，確定工件零點為工件上表面的對稱中心，并通過對刀設定零點偏置G54工件坐標系。在編寫加工程序時，要求走刀路線要短，效率要高，程序要簡化。

（1）弧形外輪廓走刀路線及程序走刀路線如圖2所示，外輪廓仿真加工效果如圖3所示。

圖2　外輪廓走刀路線圖

圖3　外輪廓仿真加工效果圖

加工程序如下:

O0001

G0G17G40G49G80G64G90

T1M6

G0G64G90G54X-116.3675Y-122.0746S1000M3

G43H1Z50.M7

Z3.

G1Z-4.F200.

X-116.014Y-121.7211F300.

G3Y-121.014R.5

…………

Z-9.F500.

G0Z50.

M5

G90G0Z260.M8

G0Y160.

M30

（2）弧形內輪廓及橢圓凸臺走刀路線及程序如圖4和圖5所示。

圖4　內輪廓走刀路線圖

圖5　內輪廓仿真加工效果圖

加工程序如下：

O0002

G0G17G40G49G80G64G90

T1M6

G0G64G90G54X-122.Y-99.9999S500M3

G43H1Z50.M7

Z3.

G1Z-2.F200.

X112.F300.

G3Y-85.7142R7.1429

G1X-112.

……

G80

M5

G90G0Z260.

G0Y160.

M30

（3）Φ16 mm孔走刀路線及程序如圖6、圖7所示。

圖6　Φ16 mm孔走刀路線圖

圖7　Φ16 mm孔仿真加工效果圖

鉆孔，鉆深29 mm的孔，加工程序為：

O0003

G0G17G40G49G80G64G90

T1M6

G0G64G90G54X-122.Y-99.9999S500M3

G43H1Z50.M7

……

G98G81Z-29.R3.F300.

X70.Y-70.

G80

M5

G90G0Z260.

G0Y160.

M30

5.2試切加工及注意事項

5.2.1檢驗程序

即檢查程序中是否有異常字符的出現，檢查程序中是否有本機床不能識別的代碼出現，可以先把程序調到宇龍數控仿真軟件先試加工，沒有問題后再傳送到機床。

5.2.2工件裝夾注意事項

（1）裝夾工件時，必須將工件的基準面緊貼固定鉗口；

（2）工件的加工余量層必須高出鉗口；

（3）用銅錘或木錘輕敲工件；

（4）工件在平口鉗裝夾位置應適當。

根據以上程序，零件仿真加工完成如下圖8所示。

圖8　橢圓凸臺仿真加工效果圖

6　結束語

本文針對橢圓凸臺的數控仿真加工，通過零件的圖形分析，運用UG繪圖編程，簡化加工程序，提高加工效率。理想的加工程序不僅應保證加工出符合圖樣要求的合格工件，同時能使數控機床的功能得到合理的應用于充分地發揮，使數控機床安全可靠及高效地工作［3］。通過數據對建模進行前處理，很好地運用UG加工軟件，能滿足不同零件的編程的要求，可以簡化編程，采用仿真軟件進行程序驗證，優化加工程序，避免實際加工中出現因程序錯誤、撞刀等失誤，加工中可以節省加工時間，提高生產效率。

［1］蔡漢明，陳清奎.機械CAD/CAM技術［M］.北京：機械工業出版社，2005：1.

［2］丁德全.金屬工藝學［M］.北京：機械工業出版社，2007：257.

［3］龔仲華.數控技術［M］.北京：機械工業出版社，2005：64.

Oval Convex Platform of Nc Machining

XU Yun-fang
（Hunan Vocational College of Science Technology，Changsha Hunan 410119，China）

Convex elliptic numerical simulation of machining were analysis and research，selection of the cutting tool and the method，machining program is compiled，using UG graphics automatic programming，optimize the processing procedure，processing can save processing time，improve production efficiency.

the nc machining；processing program；automatic programming

TP319

A

1672-545X（2016）07-0153-03

2016-05-04

徐運芳（1972-），女，湖南邵陽人，本科，高級實驗師，主要從事數控編程與加工等。