一種氣動操作機(jī)構(gòu)凸輪軸數(shù)控加工工藝及編程仿真含NX三維及CAD圖.zip

一種氣動操作機(jī)構(gòu)凸輪軸數(shù)控加工工藝及編程仿真含NX三維及CAD圖.zip,一種,氣動,操作,機(jī)構(gòu),凸輪軸,數(shù)控,加工,工藝,編程,仿真,NX,三維,CAD 摘 要 數(shù)控技術(shù)是技術(shù)性極強(qiáng)的工作，尤其在機(jī)械加工領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛，所以這要求從業(yè)人員具有很高的機(jī)械加工工藝知識，數(shù)控編程知識和數(shù)控操作技能。本文主要通過對零件的數(shù)控工藝分析與加工，綜合所學(xué)的專業(yè)知識，全面考慮可能影響銑削的因素，設(shè)計(jì)其加工工藝和編輯程序，完成要求。 本文主要對凸輪軸零件進(jìn)行了,圖紙分析、毛坯的選擇、加工方法以及加工路線的選擇、對刀具機(jī)床進(jìn)行確定，并且選定刀具參數(shù)規(guī)格，選定機(jī)床的型號。然后填寫工藝卡片，工序卡片。對零件進(jìn)行自動編程。 關(guān)鍵詞: 銑削、CAD/CAM、UG、數(shù)控加工 Abstract Numerical control technology is a highly technical work, especially in the field of mechanical processing, so it requires employees to have a very high machining process knowledge, numerical control programming knowledge and numerical control operation skills. This paper mainly through the numerical control process analysis and engineering, comprehensive consideration of the factors that may affect the milling process and editing procedures. This paper mainly focuses on the mold cavity parts, drawing analysis, the choice of blank, processing method and processing route choice, the tool machine tool is determined, and the selection of cutting tool parameters, select the type of machine tool. Key words: milling, CAD/CAM, UG, NC machining III 目 錄 摘 要 I Abstract I 1 緒論 1 1.1 本課題的目的及意義 1 1.2 數(shù)控機(jī)床及數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 1 2 工藝性分析 3 2.1零件介紹 3 2.2零件加工工藝性分析 3 2.3零件的技術(shù)要求 4 3零件的工藝裝備的選擇 5 3.1 毛胚的選擇 5 3.1.1確定毛坯的類型 5 3.1.2 確定毛坯的余量 5 3.2加工工藝路線的確定 6 3.2.1工序的劃分原則 6 3.2.2加工順序的安排 6 3.2.3工藝路線安排 7 3.3選擇并確定工藝裝備 8 3.3.1數(shù)控機(jī)床的選擇 8 3.3.2夾具的選擇 8 3.3.3量具的使用表 9 3.3.4刀具的選擇 9 4 工藝參數(shù)選擇 12 4.1切削用量的選擇原則 12 4.2切削用量的選擇 12 5 加工工藝文件制定 15 5.1制定工藝文件 15 5.2工序卡 15 6 加工程序編制 16 6.1數(shù)控編程的分類 16 6.2數(shù)控編程 16 6.2.1基于UG數(shù)控車的編程 16 6.2.1基于UG數(shù)控銑床的編程 21 6.3程序的后處理 25 總結(jié) 26 致謝 27 參考文獻(xiàn) 28 1 緒論 1.1 本課題的目的及意義 目的：通過這次設(shè)計(jì)可以使我們學(xué)會對相關(guān)學(xué)科中的基本理論、基本知識進(jìn)行綜合運(yùn)用，同時對本專業(yè)有較完整的、系統(tǒng)的認(rèn)識，從而達(dá)到鞏固、擴(kuò)大、深化所學(xué)知識的目的，培養(yǎng)和提高綜合分析問題和解決問題的能力，以及培養(yǎng)科學(xué)的研究和創(chuàng)造能力。 意義：隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對生活用品的要求也越來越高，企業(yè)生產(chǎn)效率也有相應(yīng)的提高。數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了廣大人們的這一愿望。數(shù)控車削加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、保證產(chǎn)品的質(zhì)量、保證零件的精度，節(jié)約能源、降低消耗的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備、計(jì)劃調(diào)度、加工操作、安全生產(chǎn)、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)。也是企業(yè)對高品質(zhì)、高品種、高水平、加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。這不但滿足廣大消費(fèi)者的目的，即實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品多樣化、產(chǎn)品高質(zhì)量、更新速度快的要求，同時推動了企業(yè)的快速發(fā)展，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。 機(jī)械工藝是國民經(jīng)濟(jì)各部門的裝備軍，而數(shù)控加工在機(jī)械行業(yè)占有領(lǐng)頭羊的地位，因此國民經(jīng)濟(jì)各部門的生產(chǎn)技術(shù)水平和所取得的經(jīng)濟(jì)效益，在很大程度上取決于機(jī)械行業(yè)和數(shù)控行業(yè)中所能提供的機(jī)械裝備的技術(shù)性能、指令和可靠性。因此數(shù)控加工技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模是衡量一個國家科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志。 數(shù)控工藝規(guī)程的編制是直接指導(dǎo)產(chǎn)品或零件制造工藝過程和操作方法的工藝文件，它將直接影響企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量、效益、競爭能力。本文通過對典型零件數(shù)控加工工藝的分析，對零件進(jìn)行編程加工，給出了對于凸臺板零件的數(shù)控加工工藝分析的方法，對于提高制造質(zhì)量、實(shí)際生產(chǎn)具有一定的意義。 1.2 數(shù)控機(jī)床及數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 （1）數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用與發(fā)展 隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展世界機(jī)床已經(jīng)進(jìn)入以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機(jī)電一體化時代，其中數(shù)控機(jī)床就是其帶表機(jī)床之一。數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的加工母機(jī)和國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也越來越快，數(shù)控機(jī)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(fā)展。 我國近幾年數(shù)控機(jī)床雖然發(fā)展較快，但與國際先進(jìn)水平還存在一定的差距，主要表現(xiàn)在：可靠性差、外觀質(zhì)量差、產(chǎn)品開發(fā)周期長、應(yīng)變能力差。為了縮小與世界先進(jìn)水平的差距，有關(guān)專家建議機(jī)床企業(yè)應(yīng)在以下6個方面著力研究： 1）加大力度實(shí)施質(zhì)量工程，提高數(shù)控機(jī)床的無故障率； 2）跟蹤國際水平，使數(shù)控機(jī)床向高效高精度方面發(fā)展； 3）加大成套設(shè)計(jì)開發(fā)能力上求突破； 4）發(fā)揮服務(wù)優(yōu)勢，擴(kuò)大市場占有率； 5）多品種制造，滿足不同層次的用戶的需求； 6）模塊化設(shè)計(jì)，縮短開發(fā)周期，快速響應(yīng)市場。 數(shù)控機(jī)床使用范圍越來越大，國內(nèi)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(jìn)技術(shù)進(jìn)步的大方向，并不斷創(chuàng)新，才能趕超世界先進(jìn)水平。 （2）數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 數(shù)控技術(shù)是數(shù)字程序控制數(shù)控機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動工作的技術(shù)。它廣泛用于機(jī)械制造和自動化領(lǐng)域，較好地解決多品種、小批量和復(fù)雜零件加工以及生產(chǎn)過程自動化問題。隨著計(jì)算機(jī)、自動控制技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人以及各類機(jī)電一體化設(shè)備上。同時，社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對數(shù)控裝置和數(shù)控機(jī)械要求在理論和應(yīng)用方面有迅速的發(fā)展和提高。 27 2 工藝性分析 2.1零件介紹 以下圖2.1為零件的二維圖紙,若圖紙不清楚詳見附件CAD零件圖 圖2.1零件二維圖 圖2.2零件三維圖 2.2零件加工工藝性分析 該零件材料為45鋼。本工件的最大外形尺寸為φ40×154.5mm。由圖可知，該零件主要由圓柱體、孔、六邊形、偏心軸組成，全部加工面集中在外表面。該零件形狀結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，主要有Φ20.18及Φ30.18的外圓柱面、寬度5mm的鍵槽、M8螺紋孔，φ28及φ40的偏心部分，其余特征詳細(xì)見零件圖。表面粗糙度外圓柱面要求為Ra3.2um，鍵槽要求為Ra6.3um，其余表面粗糙度為Ra6.3um。 2.3零件的技術(shù)要求 技術(shù)要求： 1.為注長度尺寸偏差±0.1mm 2.為注倒角C0.5 3.去除毛刺飛邊 4.零件表面不應(yīng)有劃痕、擦傷等損壞零件表面的缺陷 3零件的工藝裝備的選擇 3.1 毛胚的選擇 3.1.1確定毛坯的類型 毛坯的金屬成形工藝類型多樣，且每一種毛坯有多種不同的制造方法。常用的毛坯主要有： （1）鑄件 鑄件常用于形狀較復(fù)雜的毛坯； （2）鍛件 鍛件常用于強(qiáng)度要求高、形狀較簡單的毛坯； （3）型材 型材主要有板材、棒材、線材等。常用截面形狀有圓形、方形、六角形和特殊截面形狀。就其制造方法，又可分為熱軋和冷拉兩大類。 （4）焊接件 焊接件是將型材或板料焊接成所需毛坯，簡單方便生產(chǎn)周期短。但需經(jīng)時效處理消除應(yīng)力才能進(jìn)行機(jī)械加工； （5）其它毛坯 選擇毛坯時應(yīng)全面考慮下列因素： （1）零件結(jié)構(gòu)形狀及尺寸； （2）零件材料及力學(xué)性能要求； （3）現(xiàn)有生產(chǎn)條件及能力； （4）生產(chǎn)綱領(lǐng)大小； （5）充分考慮利用新工藝、材料、技術(shù)的性能。 根據(jù)該零件的圖紙要求，由于零件并不是很長，形狀為圓柱體，因此可以直接采用型材毛坯（棒材），能符合零件圖紙的要求。 3.1.2 確定毛坯的余量 毛坯的形狀和尺寸主要由零件組成表面的形狀、結(jié)構(gòu)、尺寸及加工余量等因素確定的，并盡量與零件相接近，以達(dá)到減少機(jī)械加工的勞動量，力求達(dá)到少或無切削加工。但是，由于現(xiàn)有毛坯制造技術(shù)及成本的限制，以及產(chǎn)品零件的加工精度和表面質(zhì)量要求愈來愈來高，所以，毛坯的某些表面仍需留有一定的加工余量，以便通過機(jī)械加工達(dá)到零件的技術(shù)要求。毛坯尺寸選擇如下圖3.1 圖3.1毛坯圖 本工件的最大外形尺寸為φ40×155mm，因此可以給毛坯的直徑單邊留2.5mm余量，長度單邊各留2.5mm余量。以達(dá)到減少機(jī)械加工的勞動量的目的，減少加工成本。 3.2加工工藝路線的確定 3.2.1工序的劃分原則 機(jī)加工工序的劃分方法在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序應(yīng)比較集中，在一次裝夾中應(yīng)盡可能完成大部分工序，首先應(yīng)根據(jù)零件圖樣，考慮被加工零件是否可以在一臺數(shù)控機(jī)床上完成整個零件的加工工作。若不能，則應(yīng)選擇哪一部分零件表面需用數(shù)控機(jī)床加工，即對零件進(jìn)行工序劃分。一般工序劃分有以下幾種方式： l、按所用刀具劃分工序。即以同一把刀具完成的哪一部分工藝過程為一道工具。目的：減少安裝次數(shù)，提高加工精度；減少換刀次數(shù)，縮短輔助時間，提高加工效率。適用于工件的待加工表面較多，機(jī)床連續(xù)工作時間過長（如在一個工作班內(nèi)不能完成），加工程序的編制和檢查難度較大等情況。 2、按安裝次數(shù)劃分工序即以一次安裝完成的那一部分工藝過程為一道工序. 適合于加工內(nèi)容不多的工件，加工完成后就能達(dá)到待檢狀態(tài)。 3、以粗、精加工劃分工序即粗加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序，精加工中完成的那一部分工藝過程為一道工序。適用于加工變形大，需要粗、精加工分開的零件，如薄壁件或毛坯為鑄件和鍛件，也適用于需要穿插熱處理的零件。 4、以加工部位劃分工序。即完成相同型面的那一部分工藝過程為一道工序。適用于加工表面多而復(fù)雜的零件，此時，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（如內(nèi)形、外形、曲面和平面）將加工劃為分幾個部分。 3.2.2加工順序的安排 工件的機(jī)械加工工藝路線中要經(jīng)過切削加工、熱處理和輔助工序。因此，當(dāng)擬定工藝路線時要合理、全面安排好切削加工、熱處理和輔助工序的順序。 切削加工工序的安排原則 1）基準(zhǔn)先行 選為精基準(zhǔn)的表面，應(yīng)先進(jìn)行價(jià)格，以便為后續(xù)工序提供可靠的精基準(zhǔn)。如軸類零件的中心孔、箱體的地面或剖分面、齒輪的內(nèi)孔和一端面等，都應(yīng)安排在初始工序加工完成。 2）先粗后精 各表面均應(yīng)按照粗加工→半精加工→精加工的順序依次進(jìn)行，以便逐步提高加工精度和降低表面粗糙度。 3）先主后次 先加工主要表面（如定位基面、裝配面、工作面），后加工次要表面（如自由表面、鍵槽、螺紋孔等），次要表面常穿插進(jìn)行加工，一般安排在主要表面達(dá)到一定精度之后、最終精加工之前。 該零件的加工順序應(yīng)嚴(yán)格按照以上原則進(jìn)行加工。 3.2.3工藝路線安排 根據(jù)以上原則本零件的工藝路線如下： 工序1：下料φ45X155mm 工序2：車削加工左端外輪廓特征 工步1：用外圓車刀對零件的端面、φ20.18及φ30.18外圓柱面進(jìn)行粗加工，留有精加工余量 工步2：用外圓車刀對零件的端面、φ20.18及φ30.18外圓柱面進(jìn)行精加工，至圖紙尺寸要求。 工步3：切槽1.35Xφ19 工序3：車削加工右端外輪廓特征 工步1：用對零件的端面、φ20.18外圓面進(jìn)行粗加工，留有精加工余量 工步2：對零件的端面、φ20.18外圓面進(jìn)行精加工，至圖紙尺寸要求。 工序4：對φ28偏心部分進(jìn)行車削 工步1：對零件的端面、φ28偏心部分進(jìn)行粗加工，留有精加工余量 工步2：對零件的端面、φ28偏心部分進(jìn)行精加工，至圖紙尺寸要求。 工序5：對φ40偏心部分進(jìn)行車削 工步1：對零件的端面、φ40偏心部分進(jìn)行粗加工，留有精加工余量 工步2：對零件的端面、φ40偏心部分進(jìn)行精加工，至圖紙尺寸要求。 工序6：對41X5mm的鍵槽進(jìn)行加工 工序7：對六邊形進(jìn)行銑削加工 工序8：對零件底部M8孔進(jìn)行加工 工步1：對零件底部M8孔，先用麻花鉆鉆孔 工步2：對零件底部M8孔進(jìn)行攻牙。 工序9：去毛刺、清洗 工序10：檢驗(yàn) 3.3選擇并確定工藝裝備 3.3.1數(shù)控機(jī)床的選擇 一般來說，上述這些加工內(nèi)容采用數(shù)控加工后，在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率與綜合效益等方面都會得到明顯提高。相比之下，下列一些內(nèi)容不宜選擇采用數(shù)控加工： （1）占機(jī)調(diào)整時間長。如以毛坯的粗基準(zhǔn)定位加工第一個精基準(zhǔn)，需用專用工裝協(xié)調(diào)的內(nèi)容； （2）加工部位分散，需要多次安裝、設(shè)置原點(diǎn)。這時，采用數(shù)控加工很麻煩，效果不明顯，可安排通用機(jī)床補(bǔ)加工； （3）按某些特定的制造依據(jù)（如樣板等）加工的型面輪廓。主要原因是獲取數(shù)據(jù)困難，易于與檢驗(yàn)依據(jù)發(fā)生矛盾，增加了程序編制的難度。 此外，在選擇和決定加工內(nèi)容時，也要考慮生產(chǎn)批量、生產(chǎn)周期、工序間周轉(zhuǎn)情況等等?？傊?，要盡量做到合理，達(dá)到多、快、好、省的目的。要防止把數(shù)控機(jī)床降格為通用機(jī)床使用。 通過以上工藝路線的分析 選定數(shù)控機(jī)床為 本零件的加工制造的實(shí)用機(jī)床，可以達(dá)到本零件的要求，本零件是回旋體零件，適合數(shù)控車床加工，但部分結(jié)構(gòu)特征需要使用數(shù)控銑床來加工，所以選擇數(shù)控車床和數(shù)控銑床為本次設(shè)計(jì)的加工機(jī)床。并且零件尺寸不大，在經(jīng)濟(jì)性的原則下可以選擇行程較小的機(jī)床。 3.3.2夾具的選擇 由于夾具確定了零件在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，即加工原點(diǎn)的位置，因而首先要求夾具能保證零件在機(jī)床坐標(biāo)系中的正確坐標(biāo)方向，同時協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸。除此之外，主要考慮下列幾點(diǎn)：? 1.小批量或成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，但應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單；2.夾具要開敞，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀（如產(chǎn)生碰撞等）；3.裝卸零件要方便可靠，以縮短準(zhǔn)備時間，有條件時，批量較大的零件應(yīng)采用氣動或液壓夾具、多工位夾具。? 綜合圖紙及工藝路線擬定。本次零件為軸類零件,形狀很規(guī)則，故夾具選用三爪自定心卡盤如圖3.2，三爪卡盤裝夾工件時可自動定心，不需找正。但需要注意的是，用三爪卡盤夾緊工件時，為保證足夠的夾緊力，一般要留有20mm以上的夾持長度。偏心部分需要使用專用夾具夾持，銑床加工部分也可以采用三爪卡盤。 圖3.2三爪卡盤 3.3.3量具的使用表 在數(shù)控銑削加工工件中，為了確保工件的尺寸精度，必須選擇正確的測量工具，量具種類很多，但不同的工件采用不同的量具作為測量工具。采用千分尺和游標(biāo)卡尺及直尺作為測量工件的量具。由于游標(biāo)卡尺是一種通用量具使用方便的特點(diǎn)。對一般精度高的零件選用千分尺。如表3.1所示。 表3.1量具表 名稱 規(guī)格 分度值 用途 游標(biāo)卡尺 0-150mm 0.02mm 主要用于測量內(nèi)、外尺寸和深度等 千分尺 75-100mm 0.001mm 用于外徑測量工具 內(nèi)徑千分尺 50-75mm 0.001mm 用于內(nèi)徑測量工具 直尺 0-200mm 0.1mm 用來測量毛坯等的長度 3.3.4刀具的選擇 在現(xiàn)代的數(shù)控加工中，數(shù)控刀具的材料主要有以下五種： 1）高速鋼（HSS） 高速鋼是指加入了較大的鎢、鉬、鉻、釩等合金元素的高合金工具鋼。由于高速工具鋼熱處理技術(shù)（真空、保護(hù)氣熱處理）的進(jìn)步以及成形金切工藝（全磨制鉆頭、絲錐等）的更新，使得高速鋼刀具的紅硬性、耐磨性和表面層質(zhì)量都得到了很大的提高和改善。 其按用途分可分為：通用型和高性能型； 按制造工藝可分為：熔煉型和粉末冶金型。 2）硬質(zhì)合金 是指將鎢鈷類（Wc）、鎢鈦鈷類（Wc-TiC）、鎢鈦鉭（鈮）鈷類(Wc-TiC-TaC）等硬質(zhì)化合物以Co為結(jié)合劑燒結(jié)而成的物質(zhì)。 按ISO標(biāo)準(zhǔn)主要以硬質(zhì)合金的硬度、抗彎強(qiáng)度等指標(biāo)為依據(jù)，對一般切削工具所使用的硬質(zhì)合金分為： P類——適用于加工長切削的黑色金屬； K類——適用于加工短切削的黑色金屬，有色金屬和非金屬材料； M類——成分和性能介于P與K類之間，適用于加工鋼件和鑄件。 涂層硬質(zhì)合金刀具是是在韌性較好的工具鋼表面涂上一層耐磨耐熱耐腐蝕的物質(zhì)，使得刀具在切削過程中不易破損有利于保證加工精度。涂層的方法有兩大類：物理涂層（PVD）、化學(xué)涂層（CVD）。涂層刀具的應(yīng)用范圍十分廣泛，非金屬、鋁合金到鑄鐵、鋼、高強(qiáng)度鋼、高硬度鋼、耐熱合金鋼、鈦合金等難加工的材料的切削都可以使用，而且普遍較硬質(zhì)合金的性能要好。 3）陶瓷 4）立方氮化硼 5）聚晶金剛石 本設(shè)計(jì)中，由于零件材料是45鋼，其硬度相對較低，塑性與韌性較好，可選硬質(zhì)合金刀。由上述分析結(jié)合本次設(shè)計(jì)所選的工件材料和學(xué)校的實(shí)際情況選擇P類材料（相當(dāng)于YT類）硬質(zhì)合金刀和高速鋼刀為本次設(shè)計(jì)切削加工刀具材料。 在本次所采用的刀具明細(xì)見表3.2。 表3.3數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代號 凸輪軸零件 零件名稱 凸輪軸 零件圖號 1 序號 刀具號 刀具名稱及規(guī)格 刀具參數(shù) 規(guī)格 刀桿規(guī)格 材料 備注 1 T01 外圓車刀 90°刀尖 YT15 自動 2 T02 切槽刀 1mm YT15 自動 3 T03 立銑刀 Φ2 硬質(zhì)合金 自動 4 T04 立銑刀 Φ4 BT40 硬質(zhì)合金 5 T05 麻花鉆 Φ7 BT40 高速鋼 自動 6 T06 絲錐 M8 BT40 高速鋼 編制 審核 批準(zhǔn) 共 1 頁 第1 頁 4 工藝參數(shù)選擇 4.1切削用量的選擇原則 所謂合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和機(jī)床性能，在保證加工質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。 不同的加工性質(zhì)，對切削加制訂切削用量，就是要在已經(jīng)選擇好刀具材料和幾何角度的基礎(chǔ)上，合理地確定切削深度ap、進(jìn)給量f和切削速度υc。 所謂合理的切削用量是指充分利用刀具的切削性能和機(jī)床性能，在保證加工質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。 不同的加工性質(zhì)，對切削加工的要求是不一樣的。因此，在選擇切削用量時，考慮的側(cè)重點(diǎn)也應(yīng)有所區(qū)別。粗加工時，應(yīng)盡量保證較高的金屬切除率和必要的刀具耐用度，故一般優(yōu)先選擇盡可能大的切削深度ap，其次選擇較大的進(jìn)給量f，最后根據(jù)刀具耐用度要求，確定合適的切削速度。精加工時，首先應(yīng)保證工件的加工精度和表面質(zhì)量要求，故一般選用較小的進(jìn)給量f和切削深度ap，而盡可能選用較高的切削速度υc。 切削深度ap的選擇 切削深度應(yīng)根據(jù)工件的加工余量來確定。粗加工時，除留下精加工余量外，一次走刀應(yīng)盡可能切除全部余量。當(dāng)加工余量過大，工藝系統(tǒng)剛度較低，機(jī)床功率不足，刀具強(qiáng)度不夠 或斷續(xù)切削的沖擊振動較大時，可分多次走刀。切削表面層有硬皮的鑄鍛件時，應(yīng)盡量使ap大于硬皮層的厚度，以保護(hù)刀尖。 半精加工和精加工的加工余量一般較小時，可一次切除，但有時為了保證工件的加工精度和表面質(zhì)量，也可采用二次走刀。 多次走刀時，應(yīng)盡量將第一次走刀的切削深度取大些，一般為總加工余量的2/3~3/4。 在中等功率的機(jī)床上、粗加工時的切削深度可達(dá)8~10mm，半徑加工（表面粗糙度為Ra6.3~3.2μm）時，切削深度取為0.5~2mm，精加工（表面粗糙度為Ra1.6~0.8μm）時，切削深度取為0.1~0.4mm。 進(jìn)給量f的選擇 切削深度選定后，接著就應(yīng)盡可能選用較大的進(jìn)給量f。粗加工時，由于作用在工藝系統(tǒng)上的切削力較大，進(jìn)給量的選取受到下列因素限制；機(jī)床—刀具—工件系統(tǒng)的剛度，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度，機(jī)床有效功率與轉(zhuǎn)矩，以及斷續(xù)切削時刀片的強(qiáng)度。 半精加工和精加工時，最大進(jìn)給量主要受工件加工表面粗糙度的限制。? 4.2切削用量的選擇 切削用量的合理選擇直接影響到零件的表面質(zhì)量以及加工效率，因此切削用量的選擇是數(shù)控加工工藝編制過程中不可缺少的一部分，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及查表計(jì)算確定該零件在數(shù)控加工過程中的切削用量。 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件上加工部位的直徑，并按零件和刀具材料以及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。 切削學(xué)速度除了計(jì)算和查表選取外，還可以根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。 主要根據(jù)允許的切削速度Vc(m/min)選取由公式n=來進(jìn)行計(jì)算。 式中Vc為切削速度； D為工件或刀具的直徑（mm） 現(xiàn)選取工件的外徑中間尺寸為?25的直徑為例說明其計(jì)算過程。 1、車外輪廓 （1）粗車右端外輪廓留0.5mm作為精加工余量，取粗加工背吃刀量ap=1mm。 由文獻(xiàn)查得進(jìn)給量f=0.2~0.3mm/r，初步確定f=0.2mm/r。 選擇切削速度由文獻(xiàn)查得=1.5~1.83m/s，取=1.5m/s=90m/min。 計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速s==m/min=1146r/min 取s=1100r/min。 計(jì)算進(jìn)給速度計(jì)算進(jìn)給速度F=Sf=220㎜/min。 （2）精車右端外輪廓，保證其加工精度及表面粗糙度，取ap=0.5mm。 由文獻(xiàn)查得進(jìn)給量f=0.1~0.2mm/r，初步確定f=0.1mm/r。 選擇切削速度由文獻(xiàn)查得=1.5~1.83m/s.取=100m/min。 計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速s==m/min=1273r/min取1200r/min。 計(jì)算進(jìn)給速度F=Sf=120㎜/min。 2、銑刀的參數(shù)計(jì)算φ4硬質(zhì)合金立銑刀 刀具材質(zhì)為涂層高速鋼刀具齒數(shù)為3。 查《手冊》，可知v的取值范圍為，精銑時取，粗銑時取。 由公式： 可得主軸轉(zhuǎn)速為 粗銑： 精銑： 查《手冊》，銑刀每齒進(jìn)給量取值范圍為，取 精銑: ; 粗銑: ; 由公式可得： 粗銑： 精銑： 3、直柄麻花鉆 刀具材質(zhì)為高速鋼，齒數(shù)為2。 查《手冊》，可知v取值范圍為，本次設(shè)計(jì)?。汇姷睹魁X進(jìn)給量取值范圍為，本次取。 由公式： 可得主軸轉(zhuǎn)速為 由公式可得： 5 加工工藝文件制定 5.1制定工藝文件 詳細(xì)機(jī)械加工工藝過程卡件附件A 5.2工序卡 詳細(xì)機(jī)械加工工序卡件附件A 6 加工程序編制 6.1數(shù)控編程的分類 數(shù)控編程主要分為手工編程與自動編程。 （1）手工編程 整個程序的編制過程是由人工完成的。這要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控代碼及編程規(guī)則，而且還必須具備有機(jī)械加工工藝知識和數(shù)值計(jì)算能力。對于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，數(shù)控編程計(jì)算較簡單，程序段不多，手工編程即可實(shí)現(xiàn)。 （2）自動編程 用計(jì)算機(jī)把人們輸入的零件圖紙信息改寫成數(shù)控機(jī)床能執(zhí)行的數(shù)控加工程序，就是說數(shù)控編程的大部分工作有計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。 6.2數(shù)控編程 6.2.1基于UG數(shù)控車的編程 （1）創(chuàng)建刀具 單擊，在彈出對話框中從刀具子類型中選擇“OD_80_L_1”外圓刀，創(chuàng)建其名稱為OD_80_L_1(菱形刀片機(jī)夾車刀，用于車外圓) 。單擊確定后，對于刀具設(shè)置為：選擇ISO刀片形狀為【E菱形80】，在“尺寸”欄中設(shè)置【刀尖半徑】為0，【方向角度】為5，【刀具號】設(shè)置為1，其余保持默認(rèn)；切換到【夾持器】視圖，在【使用車刀夾持器】處打鉤，選擇【樣式】為“J樣式”，【視圖】為“右視圖”，【夾持器角度】設(shè)置為“90”，其余保持默認(rèn)，單擊“確定”。具體操作如圖6.1所示。 圖6.1 創(chuàng)建外圓車刀 同理，可以設(shè)置第二把刀具內(nèi)孔鏜刀，可以按照6.2圖片參數(shù)設(shè)置即可： 圖6.2 創(chuàng)建內(nèi)孔鏜刀 （2） 創(chuàng)建加工坐標(biāo)系（根據(jù)實(shí)際機(jī)床操作，對刀點(diǎn)為零件前端面，故將工件坐標(biāo)系MCS_SPINDLE設(shè)置到模擬毛坯前端面）單擊“操作導(dǎo)航器”按鈕，切換到“幾何視圖”，雙擊按鈕，在彈出窗口中單擊，再彈出對話框中設(shè)置“類型”為，選擇【原點(diǎn)】為“坐標(biāo)原點(diǎn)”，單擊鼠標(biāo)中鍵，選擇【Z軸】為“工作坐標(biāo)系”的“X軸”，選擇【X軸】為“工作坐標(biāo)系”的“Y軸”，并單擊反向圖標(biāo)。操作過程如圖6.3所示。 圖6.3創(chuàng)建加工坐標(biāo)系 （3） 創(chuàng)建車加工橫截面 單擊【工具】→【車加工橫截面】，在彈出對話框中單擊，選擇整個目標(biāo)實(shí)體，單擊，選擇“確定”，出現(xiàn)如圖6.4所示的“虛線三角形”： 圖6.4加工橫截面 （4） 創(chuàng)建部件邊界 打開“操作導(dǎo)航器”，鼠標(biāo)雙擊，再單擊“指定部件”，選擇【全選】按鈕，單擊“確定”。然后單擊“指定毛坯”，選擇【自動塊】，單擊“確定”，單擊【確定】。 （5） 創(chuàng)建毛坯邊界 雙擊圖標(biāo)，單擊【指定毛坯邊界】按鈕，單擊【桿材】圖標(biāo)，單擊【安裝位置】中的“選擇”，用鼠標(biāo)選中零件最左邊的點(diǎn)，單擊“確定”。在【長度】和【直徑】處輸入150和121，單擊“確定”。再單擊“確定”。 （6） 創(chuàng)建加工操作 單擊圖標(biāo)，在“操作子類型”中選擇“ROUGH_TURN_OD”（粗車）；【程序】設(shè)置為：GONGBU01；【刀具】設(shè)置為“OD_55_R_GONGXU01”；【幾何體】設(shè)置為：“TURNING_WORKPIECE”；【方法】設(shè)置為：“LATHE_ROUGH”；【名稱】設(shè)置為：“ROUGH_TURN_OD_GONGXU01”，單擊“確定”。對進(jìn)給參數(shù)等進(jìn)行設(shè)計(jì)，最終獲得刀路軌跡圖，如下圖6.5。 圖6.5左端外圓加工刀路軌跡圖 圖6.6切槽加工刀路軌跡圖 圖6.7右端內(nèi)孔加工刀路軌跡圖 圖6.8偏心部分加工刀路軌跡圖 （7） 加工仿真 打開“操作”頁面，單擊圖標(biāo)，完成GONGBU1操作的創(chuàng)建。單擊圖標(biāo)，彈出模擬界面，切換到“3D動態(tài)”，“動畫速度”調(diào)整為2，單擊按鈕。最終仿真圖如下所示。 圖6.9加工仿真 6.2.1基于UG數(shù)控銑床的編程 1. 選擇創(chuàng)建刀具，彈出對話框（圖6.10）選中，輸入刀具體名稱（圖6.10）。點(diǎn)擊選擇進(jìn)入對話框，輸入刀具參數(shù)（圖6.11）刀具直徑為4，長度為75mm，刀刃為2。后面的刀具以這種方法繼續(xù)創(chuàng)建刀具。 圖6.10刀具對話框 圖6.11刀具參數(shù)對話框 2. 選擇創(chuàng)建幾何體，彈出對話框（圖6.12）。選中 ，輸入幾何體名稱。點(diǎn)擊確定，進(jìn)入對話框（圖6.13），設(shè)置安全距離為10mm，點(diǎn)擊選擇動態(tài) 選擇工件上表面，建立工件坐標(biāo)系。（圖6.14） 圖6.12對話框 圖6.13MCS 圖6.14工件坐標(biāo)系 3.選擇創(chuàng)建幾何體，彈出對話框。選中，輸入幾何體名稱。點(diǎn)擊確定，進(jìn)入對話框（圖6.15） 圖6.15幾何體對話框 點(diǎn)擊指定部件，進(jìn)入對話框，選擇幾何體，選中要加工的零件。點(diǎn)擊指定毛坯，進(jìn)入對話框選中建立好的毛坯，毛坯創(chuàng)建完成。 3.點(diǎn)擊按鈕 出現(xiàn)選擇第二個 型腔銑mill-contour 進(jìn)入設(shè)置切削參數(shù)，選擇需要的銑刀。刀軌的設(shè)置選擇 跟隨部件的銑切削方式，刀具平面直徑為百分之60每刀深度為1mm，切削方式為層優(yōu)先。如下圖。 圖6.16銑孔加工刀路 依照以上加工方法，精加工零件的輪廓形狀，如下圖6.16所示 圖6.17銑六邊形加工刀路 4.仿真加工 圖6.18加工仿真 6.3程序的后處理 加工完之后輸出CLS刀具軌跡源文件然后生成機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)所能接受的數(shù)控代碼。生成G代碼的過程：加工完成后就要生成G代碼了如下 點(diǎn)擊文件按鈕,后選擇需要的系統(tǒng)后處理文件，設(shè)定文件名字，點(diǎn)擊確定 即可生成G代碼，如下圖所示。 圖6.19程序后處理 總結(jié) 經(jīng)過一段時間的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于做好了。通過對鼠標(biāo)凸模的數(shù)控銑加工工藝與編程課題的認(rèn)真學(xué)習(xí)和研究，基本掌握了零件數(shù)控銑加工工藝分析的方法和編程的技巧，同時也通過對具體零件的數(shù)控銑加工工藝的分析、編程及模擬仿真，最終加工出了對應(yīng)的產(chǎn)品。 通過對數(shù)控銑加工工藝和編程知識的了解，學(xué)習(xí)到了關(guān)于數(shù)控銑發(fā)展的方向及其特點(diǎn)，并且通過對加工工藝的學(xué)習(xí)，較好的掌握了數(shù)控銑加工工藝的特點(diǎn)，及其在編寫加工工藝時，應(yīng)該注意那些問題等等。而且通過對數(shù)控銑編程指令的熟悉和簡單的應(yīng)用，掌握了一些常用的編程指令。通過對循環(huán)中參數(shù)的學(xué)習(xí)，更加清晰的掌握了在調(diào)用循環(huán)過程中其實(shí)際的加工過程。通過對具體零件的分析和編程，更進(jìn)一步的掌握了數(shù)控加工工藝和編程的特點(diǎn)。并且在此次設(shè)計(jì)，使我對UG軟件有了更一步的提高，能夠運(yùn)用該軟件進(jìn)行中等難度零件的三維造型、數(shù)控編程、后處理設(shè)置以及仿真加工操作等功能，在以后的工作中更好的運(yùn)用這些知識去創(chuàng)造更多的價(jià)值。 致謝 在整個畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我得到了指導(dǎo)老師的熱心指導(dǎo)和幫助，在老師悉心的指導(dǎo)和親切的關(guān)心下，使我能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 我不會忘記在本次的設(shè)計(jì)中所學(xué)到的東西，在本次的設(shè)計(jì)中也使我們同學(xué)的關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂得大家一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝我的同學(xué)。 再次更感謝我的導(dǎo)師和專業(yè)老師，是你們的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷，使能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，淵博的知識、無私奉獻(xiàn)的精神使我深受啟發(fā)。從導(dǎo)師的身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)的專業(yè)知識，也學(xué)到做人的道理。 在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意。 ????? 參考文獻(xiàn) [1] 肖慶和，吳軍．?dāng)?shù)控技術(shù). 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目的：汽車凸輪軸作為發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的核心部件，工作環(huán)境復(fù)雜且受到多種載荷作用，因此對凸輪軸的材質(zhì)、加工質(zhì)量及表面粗糙度等有很高的要求。主要研究對凸輪軸的加工工藝及工序安排，由于本文凸輪軸其尺寸要求較高，孔的加工有一定難度，加工工藝比較復(fù)雜，更有兩個偏心部位。對于加工車間來說，優(yōu)化加工工序可以提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。凸輪軸加工工序的優(yōu)化，取決于夾具的優(yōu)化及工序安排的合理性。 凸輪軸偏心部位常見的機(jī)械加工方法有三爪車削法、花盤車削法等。其偏心部分的偏心距采用百分表找正。缺點(diǎn)是：加工復(fù)雜、效率低、互換性和精度難保證。 本文針對所給圖紙進(jìn)行分析設(shè)計(jì)專用夾具。專用夾具車削法，可用于數(shù)控車機(jī)床，以達(dá)到更優(yōu)化的目的。本文通過對氣動操作機(jī)構(gòu)凸輪軸結(jié)構(gòu)的分析，確定了該零件的毛坯尺寸、機(jī)械加工的工序?？紤]到批量生產(chǎn)和工件的制造精確度，設(shè)計(jì)出了一套專用夾具。采用UG三維建模的方法，通過對零件二維圖尺寸要求的認(rèn)真分析，從而得到氣動操作機(jī)構(gòu)凸輪軸的三維圖。在三維建模的過程中，對設(shè)計(jì)零件加工工藝路線有很大的幫助。同時應(yīng)用UG數(shù)控仿真的模塊，通過刀具的選擇、坐標(biāo)系的設(shè)置、公差的創(chuàng)建等一系列步驟，從而得到數(shù)控加工程序。文中涉及到了凸輪軸的加工工序、專用夾具的設(shè)計(jì)、數(shù)控加工編程等內(nèi)容。 意義：本設(shè)計(jì)主要研究氣動操作機(jī)構(gòu)凸輪軸加工工藝設(shè)計(jì)，合理的加工工藝、夾具都能提高勞動效率，并且可以保證加工精度。同時，本設(shè)計(jì)還研究了數(shù)控編程，這對現(xiàn)實(shí)加工有很大的指導(dǎo)意義。 本設(shè)計(jì)通過開展氣動操作機(jī)構(gòu)凸輪軸加工工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算工作，目的在于使學(xué)生熟悉氣動操作機(jī)構(gòu)凸輪軸的工作原理，并系統(tǒng)地運(yùn)用所學(xué)過的知識處理氣動操作機(jī)構(gòu)凸輪軸加工工藝設(shè)計(jì)中的各種問題，提高其對機(jī)械系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力；另外，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生閱讀中外文科技文獻(xiàn)、查閱并利用文獻(xiàn)資料以及獨(dú)立撰寫科技論文的能力。 二、主要任務(wù)： 1 掌握氣動操作機(jī)構(gòu)凸輪軸的工作原理； 2掌握氣動操作機(jī)構(gòu)凸輪軸工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算方法； 3了解數(shù)控加工程序。 3、 主要內(nèi)容與基本要求：（有實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的要提出主要技術(shù)指標(biāo)要求） 主要內(nèi)容： 1 設(shè)計(jì)氣動操作機(jī)構(gòu)凸輪軸的總體結(jié)構(gòu)； 2 設(shè)計(jì)氣動操作機(jī)構(gòu)凸輪軸加工工藝； 3 編制氣動操作機(jī)構(gòu)凸輪軸數(shù)控加工程序； 4 繪制氣動操作機(jī)構(gòu)凸輪軸的二維及三維圖。 基本要求： 1 撰寫設(shè)計(jì)論文及設(shè)計(jì)說明書（不少于8000字）； 2 完成三維圖及二維圖紙； 3 編制氣動操作機(jī)構(gòu)凸輪軸數(shù)控加工程序； 4 手工繪A3圖一張； 5 翻譯一篇外文論文。 四、計(jì)劃進(jìn)度：（包括時間劃分和各階段主要工作內(nèi)容，按周次填寫） 2016年12月31日前確定論文選題，完成論文開題報(bào)告。 2017年2月開學(xué)后 第1-2周：收集課題有關(guān)資料，對課題進(jìn)行詳細(xì)的了解分析，查看大量的文獻(xiàn)。 第3-5周：大量收集論文資料，理清論文思路，將關(guān)于論文的想法與導(dǎo)師進(jìn)行交流，根據(jù)導(dǎo)師的建議和自己的分析理解，發(fā)現(xiàn)論文構(gòu)思的不足之處，對論文思路進(jìn)行完善。 第6-7周：正式開始論文工作，撰寫中英文摘要，闡述論文寫作背景和選題所要解決的問題，并基本構(gòu)造好論文總體框架。 第8-10周：在查閱大量文獻(xiàn)，運(yùn)用多種研究方案，并加之認(rèn)真思考創(chuàng)作的基礎(chǔ)上，基本完成初稿，并完成中期檢查工作。 第11-14周：根據(jù)學(xué)院的進(jìn)度安排，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成論文初稿修改，經(jīng)過反復(fù)修改，形成終稿，裝訂成冊上交學(xué)院，同時為畢業(yè)論文答辯做準(zhǔn)備工作。 五、主要參考文獻(xiàn)：(要寫清參考文獻(xiàn)名稱、作者、出版社、出版時間) [1] 賓鴻贊.先進(jìn)制造技術(shù)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2010:18-25. 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