平面类零件加工的一般步骤

陈亚峰?周海伟

摘 要：在实际加工中想要加工图纸上完整的零件，首先要对零件分析，我们可以根据分析后的结果合理安排加工工艺、合理的选择刀具、安排刀具的加工顺序、切削要求、主轴转速等。其次就是要有正确的程序，程序的正确与否会直接影响零件的形状尺寸，有时为了提高生产效益减少了出错率编程者会将手工编程与自动编程巧妙结合，当然对于零件的完整加工我们还要考虑的很多，操作者的正确操作步骤，量具的测量检测等等。

关键词：加工工艺；加工顺序；手工编程；自动编程

1 分析零件图样

1.形状分析

在加工中为了保证精确的尺寸精度，位置精度和形狀精度，所以要对构成零件轮廓的所有几何元素进行分析。由图1中可以看出主要的直线、圆、椭圆、键槽、和孔等给定几何条件比较充分，正方形轮廓也有一定的尺寸规格。

2 根据图纸要求确定加工方法

1.工艺分析

（1）加工方式： 采用立式铣削加工

（2）加工设备：FANUC数控系统的立式加工中心

（3）毛坯材料：材料45#钢，规格：130mm×125mm×32 mm

从图样中可以看出对有的轮廓加工要求比较高，则零件的装夹应采用精密的平口钳。在安装工件时，要对平口钳的固定钳口找正，要注意工件安装要放在钳口中间部位，工件坐标系G54应建立在工件上表面的对称中心处。

2.针对零件图样要求确定加工顺序

（1）铣削上平面，保证高度尺寸30mm。选用Φ50mm盘铣刀（T1）；

（2）粗铣内轮廓，选用Φ12mm铣刀（T2）；

（3）粗铣椭圆，选用Φ12mm铣刀（T2）；

（4）粗铣Φ29的圆，选用Φ12mm铣刀（T2）；

（5）精铣内轮廓，选用Φ12mm铣刀（T2）；

（6）精铣椭圆，选用Φ12mm铣刀（T2）；

（7）精铣Φ29的圆，选用Φ12mm铣刀（T2）；

（8）精铣2个对角键槽，选用Φ10mm铣刀（T3）；

（9）精铣斜面，选用R4mm球头铣刀（T5）；

（10）精铣倒圆角，选用R4m球头铣刀（T5）；

（11）钻2个Φ8通孔，选用Φ7.8mm直柄麻花钻（T4）；

（12）铰2个Φ8通孔，选用Φ8mm机用铰刀（T6）。

3.工艺流程卡片（省略）

3 编写程序

在编写程序的过程中，通常有两种方式 ：一种是手工编程、另一种就是UG软件的自动编程。由于手工编程花费时间较多，要求操作者对编程知识了解较广，而且正确率还不高，对一些复杂零件和曲面的编写更是难上加难，尽管手工编程较为繁琐，但它也有它的好处，因此我们就将手工编程与自动编程相结合来完成工件的加工。

1.手工编程

（1）外轮廓备料的程序编写

由于备料切削深度较大，手动改变深度的次数较麻烦，为了提高加工效率我们采用Φ12mm的铣刀利用宏程序以Z深度为变量，进行循环往复铣削。

此程序中运用的宏程序，由于宏程序允许使用变量、算术、逻辑运算、条件转移和循环指令，使得编制相同的加工操作程序更快捷。使用宏程序时，数值可以直接指定或用变量指定。如“#1=#1+1”。#1只是一个参数代号，而“#1+1”起累加作用。

（2）面铣

将加工好的深度为24mm的备料反面夹紧，调用上一个程序，加工多余的材料直到满足120×120mm长宽尺寸要求，在保证高度的同时为了提高加工效率，我们可以选用Φ50mm盘铣刀铣削平面。毛坯厚度32mm，所以切削层厚度为2mm，最后加工余量还剩50丝时，为了保证工件表面粗糙度，加工时可以选择在MDI界面中编写一个面铣程序让面铣变为自动加工。

2.自动编程

（1）倒圆角和斜面的编写

由于手工编倒圆角和斜面较为复杂，而UG软件中对曲面加工较为强大，在运用时合理的选择加工方法、定义刀具、加工参数和加工区即可自动生成数控加工程序，所以我们就倒圆角和斜面选择UG软件的自动编程。

（2）加工后处理

在操作导航工具的程序顺序视图中，鼠标点击WORKPIECE的标志，然后点击菜单栏中“后处理”标志，弹出“后处理”对话框，选择“MILL 3 AXIS”，“文件名”默认，在“单位”文本框中选择“公制/部件”，最后单击“确定”按钮即可。

四、零件加工

1.装夹

将已准备好的毛坯装夹在精密平口钳上，并要对他的固定钳口找正，安装工件时，注意工件上浮，防止加工时铣刀与平口钳发生碰撞，安装时也需要在毛坯下面放垫块，防止切削过程中工件被推翻，当然，有时也不用垫块需要在加工途中拿掉，比如垫块上方的通孔加工。

2.回零

为了确认机床的位置，机床能回到参考点，所以在加工前要对机床回零。将机床调到MDI状态下，输入G28G91X0Y0Z0，按下循环启动按钮即可

3.对刀

机床主菜单→设置→坐标系设定→G54坐标系

将屏幕切换到相对坐标状态下，用手摇轮将刀具移到X轴左侧轻轻碰一下工件（X0→预置→相对坐标）这时把刀具抬起移到X轴的另一边轻轻碰一下看一下相对坐标数值然后除以2抬刀移至安全平面记下除以2的数值（X输入除以2之后的数值→测量→机械坐标）。

Y方向的对刀同上。

Z方向对刀，将刀具碰毛坯上表面（Z0→测量→机械坐标或有时为了保证深度尺寸Z（0.01～0.05）→测量→机械坐标），对刀完成。

4.粗加工

开始加工前我们应当在MDI界面中输入G40、G15、G17、G69等指令来取消上一个操作者所编的机床跟随指令，否则加工时会出现无故旋转和不在XY坐标系中加工。调用编辑好的程序后，先对材料进行粗加工，由于粗加工切削量大，容易产生切削热，要及时开切削液冷却，防止工件烧伤，粗加工过程中产生的切削力也是挺大的，因此通过选择合理主轴转速与进给倍率，来达到切削过程平稳的状态，加工前，也应进行试切观察，防止材料出现过切或加工的外形与图纸不一样的现象。

5.精加工

在图样中可以看到轮廓的各个几何要素精度要求较高，因此还要对其精加工，通过改变刀补和程序中的切削参数来保证精度。在实际加工中操作者应熟练的运用量具对零件进行测量检测，适当的减小切削用量，增大主轴转速和减小进给率等来实现精加工的目的。

6.去毛刺

由于加工过程中刀具的磨损，零件上难免出现一些毛刺，当对零件的某些图素加工要求不高时除了用空运行去除毛刺外我们还可以在取下工件后用锉刀去毛刺。

参考文献

1.唐人科 《UG NX5《技术入门与案例应用》 中国青年出版社 2013.5

2.徐国权 《数控机床结构编程与操作》 盐城技师学院 2012.1