型腔类零件的设计及其加工研究
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图 2-4 三维建模过程
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图2-5 零件三维图
3. 工艺分析
在UG NX 8.5的加工模块中，对于零件的模拟加工主要需要完成以下操作
1.选择加工方式；2.选择加工所使用的道具；3.选择合适的切削模式；4.设定切削参数和非切削参数；5.选择合适的进给用量；6。选择其他辅助参数如安全平面高度等。
其中，加工方式和加工刀具的选择可以参考表3-1。常用的切削模式有跟随部件、跟随周边和配置文件三种模式，具体的可以根据零件具体加工情况选择。切削参数和非切削参数以及进给用量进行查阅相关资料进行选择确定，然后比较其他具体零件的加工来最后决定具体的参数。
表3-1 UG NX 8.5加工方式
序列号 1 加工方式 表面铣削加工 适用类型 阶梯平面轮廓 加工刀具 平底刀 2 面铣加工 平面区域的粗加工、精加工 整个零件轮廓的粗加工 平底刀 3 型腔加工 圆角刀
图标 备注 平面的精加工 平面的加工 粗加工 型腔类零件的设计及其加工研究
4 点位孔加工 圆柱孔的粗加工、精加工 中心钻 第 8 页 共 35 页
孔的加工
如图3-1所示，该型腔工件的总体尺寸是200mm×125mm×40mm。在型腔里面分别有4个直径为6mm的孔，深度为8mm；一个直径为10mm的孔，深度为8mm；两个直径为10mm的孔，深度为10mm。还可以看出该工件上有不同的凹槽和凸台。其表面质量可以在数控机床上的加工来满足要求。
图3-1 零件的三维图
综合上述分析可以知道，由于工件局部尺寸的原因，不能通过一次走刀来
完成加工余量。在UG NX 8.5中，可以通过测量该工件上的尺寸后来制定相应的加工顺序，对相关的参数比如刀具参数和切削参数等来进行初步的拟定。
3.1 整体型腔的粗加工
根据上述分析可知，该工件采用型腔铣削的方式来除去工件表面的大量毛坯，为了提高加工的效率，采用D10R2的圆角刀来进行型腔的粗加工，并使其余量为3mm。
3.2 型腔各个区域的半精加工
经过粗加工后，为保证工件的表面精度和质量要求，需要对工件各个区域进行半精加工，由工件表面形状可以看出多为平面，所以可用D10的平底刀对工件进行半精加工，设定余量为1mm。
3.3 型腔的精加工
在精加工阶段，有了上述加工阶段的加工余量保证，在这一阶段是为了更
好的得到工件的各项要求，对各个部位进行进一步的加工。
先对工件四周进行精加工，可使用D10的平底刀来进行加工。然后对四个型
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腔进行精加工，可使用D10的平底刀对凹槽进行精加工。
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3.4 型腔里的点位孔加工
由先铣后钻的原则，在铣削完型腔的各个部分后，进行最后的孔加工。首先选用Z8的中心钻在工件表面钻出3个中心孔；然后选用Z9.8的麻花钻钻出工件上的3个盲孔；然后使用Z10的铰刀来进行最后的点位加工。最后四周的D6的孔也可用上述介绍的方法来进行加工。
4 工艺规划
1. 毛坯尺寸：200mm×125mm×40mm。 材料：铝块。 2. 工件安装
然后将毛坯装夹到机床上去。 3. 加工坐标原点
毛坯顶面的对称中心，并满足右手笛卡尔坐标系。 4. 工步顺序
1） 1.使用D8O对顶面进行粗加工，调整转速后再进行精加工。b.使用D10的平底刀对工件四周进行粗加工，然后对型腔各个部分进行首次的粗加工。c.调整转速和主轴转速，采用D10对工件四周和型腔各个部分进行精加工。
表4-1 工序表
加工顺序 类型 加工方式 进给方式 刀具 刀具切削参数 主轴转速进给速度切削深度 使用平口虎钳将毛坯夹紧。要求装夹后的毛坯高度高于平口虎钳10mm以上，
（r/min） （r/min） （ap/mm） 1 顶面粗加工 2 工件四周铣削 3 型腔粗加工 4 顶面精加工 5 工件四周精加工 6 型腔精加型腔铣 D10平底刀 4500 700 0.3
面铣 D80R2圆角刀 3500 1000 3 轮廓加工 D10平底刀 3000 1200 3 型腔铣 D10R2圆角刀 3200 1200 3 面铣 D80平底刀 4000 700 0.3 轮廓加工 D10平底刀 4200 800 0.2 型腔类零件的设计及其加工研究
工 第 10 页 共 35 页
2） 采用Z8中心钻在工件顶面钻出3个中心孔，然后使用Z9.8的麻花钻钻出3个盲孔，最后使用Z10的铰刀来完成最后的加工。4×D6的孔的加工方法同上所述。
4-2 点位孔加工工序表
序号 加工方式 刀具 循环方式 循环参数设置 切削深度（mm） 停留时间（s） 进给速度（mm/min） 1 钻3处中心孔 2 钻3处φ9.8mm的盲孔 3 铰3处φ10mm孔 Z10mm铰刀 标准钻 模型深度 3 100 Z8mm中心钻 Z9.8mm麻花钻 标准断屑钻 模型深度 3 350 标准钻 6 3 200
5 仿真加工
5.1 加工准备
1. 打开零件的建模文件
启动UG NX 8.5软件，单击打开文件，在显示的窗口中打开11100978.prt文件，单击OK进入零件的建模模块，如图5-1所示：