深腔零件的工藝分析及數(shù)控加工獨(dú)家優(yōu)秀】

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. I 摘 要 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)講述深腔零件的工藝分析及數(shù)控加工，其設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有對零件進(jìn)行詳細(xì)的分析、工件在機(jī)床上咋樣裝夾、零件加工的工藝流程、零件程序的生成，零件圖紙的加工步驟分析，清楚看清零件圖上的尺寸、所需要的材料種類、技術(shù)要求、零件具體結(jié)構(gòu)等；裝夾有對毛坯、機(jī)床、夾具的選擇；數(shù)控 的自動(dòng)化程度高、成本不高、有良好的經(jīng)濟(jì)效益、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，所以廣泛的應(yīng)用在我們的生活中?，F(xiàn)代的制造業(yè)中，基本上都采用數(shù)控加工，它的作用已經(jīng)越來越大，它可以更快更高效的加工零件，為全世界做出了巨大的貢獻(xiàn)。 本文主要以數(shù)控銑床加工為 核心，重點(diǎn)講述法蘭克系統(tǒng)的加工步驟，加工流程，數(shù)控編程過程以及操作方法。使用 件來對零件進(jìn)行平面設(shè)計(jì)和實(shí)體造型，充分的顯示數(shù)控銑床的特征和加工范圍。 關(guān)鍵詞 ： 數(shù)控銑床；零件加工； 3D 造型. 錄 摘要 ...................................................................... I 目錄 ..................................................................... 言 ...................................................................... 1 1 深腔機(jī)構(gòu)的零件圖 ........................................................ 1 2 深腔零件的造型設(shè)計(jì) ...................................................... 2 3 零件的工藝規(guī)程 ......................................................... 11 4 零件的 動(dòng)編程及仿真加工 ..................................... 15 結(jié)束語 ................................................................... 34 致 謝 ................................................................... 35 參 考 文 獻(xiàn) .............................................................. 36 . 1 深腔零件的工藝分析及數(shù)控加工 引言 數(shù)控技術(shù)：是利用數(shù)字信息對機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向和加工的形狀進(jìn)行控制的方法。數(shù)控機(jī)床的基本設(shè)備； 控機(jī)床的組成：數(shù)控系統(tǒng)，輸出輸入系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)，反饋裝置。數(shù)控編程分為：手工編程，自動(dòng)編程。手工編程指操作人員為了方便編寫程序所自己畫的加工軌跡弄得編程。自動(dòng)編程： 除了人工編寫的其他采用 程軟件輸入零件的加工信息，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理自動(dòng)生成的程序。現(xiàn)在數(shù)控制技術(shù)已經(jīng)非常的流行和普遍了?，F(xiàn)在許多東西都是自動(dòng)化了。數(shù)控加工操作簡單，安全，精度高。 數(shù)控銑削加工中心的特點(diǎn)如下： (1) 加工精度高。 (2) 精度穩(wěn)定性高 (2) 效率高。 (4) 表面質(zhì)量好。 (5) 軟件適應(yīng)性大。 1. 深腔機(jī)構(gòu)的零件圖 本設(shè)計(jì)的零件圖紙如下 . 2 圖 2件圖 根據(jù)圖 要完成以下四項(xiàng)內(nèi)容： （ 1）繪制零件圖形；； （ 2）對深腔加工工藝分析； （ 3）做一個(gè)好的加工方案； （ 4）使用 行仿真加工。 2 深腔零件的造型設(shè)計(jì) 件的選擇 選擇 件進(jìn)行造型、生成數(shù)控程序。 腔零件的造型 制零件頂蓋 （ 1）繪制零件的頂蓋圖 使用工具欄中的直線命名，繪制頂蓋外形，圖 2示。 . 3 圖 2蓋外形 （ 2）零件旋轉(zhuǎn) 使用工具欄“旋轉(zhuǎn)”功能，選種頂蓋外形。點(diǎn)擊旋轉(zhuǎn)命令，旋轉(zhuǎn)中心取外面的那條垂直的線，圖 2示。 圖 2蓋實(shí)體 運(yùn)用工具欄中直線功能，畫出需要的圖形，圖 2示。 . 4 圖 22）頂蓋實(shí)體切割 點(diǎn)擊工具欄里 “擠出”功能，然后選中圖中左側(cè)的曲線，在界面設(shè)置如圖 2示。然后單擊確定，結(jié)果如圖 2示。 圖 2數(shù)設(shè)置 . 5 圖 2維實(shí)體 （ 1）繪制草圖 新建一個(gè)頁面并創(chuàng)建直角坐標(biāo)系。然后點(diǎn)擊頁面上方的 按鈕，將圓中心設(shè)置在坐標(biāo)原點(diǎn)，在 出入 個(gè)圓就行成啦。如圖 示 圖 擊頁面上方的 按鈕，會(huì)彈出一個(gè)對話框，將矩形中心設(shè)置在坐標(biāo)原點(diǎn)，在 中輸入長度 48，寬度 個(gè)矩形就行成啦，結(jié)果如圖 6 圖 擊工具欄的 按鈕，在 中輸入倒圓角 2，完成倒圓角，圖2示。 圖 2（ 2）拉伸底座實(shí)體 選擇工具欄“擠出”按鈕，對底座圖進(jìn)行向下拉伸，向下拉伸距離為 102示。 . 7 圖 2選擇工具欄“結(jié)合”功能，分別選擇凸臺·底座實(shí)體，然后按 ，合為一個(gè)實(shí)體。結(jié)果如圖 示。 圖 2合體 運(yùn)用倒圓角，面與面倒圓角，對外形進(jìn)行倒圓角，結(jié)果圖 2 . 8 圖 2選擇工具欄“實(shí)體”按鈕，選種抽殼的實(shí)體，如圖 示參數(shù)，單擊 按鈕結(jié)果如圖 示。 圖 2數(shù)設(shè)置 . 9 圖 2 殼后的實(shí)體 （ 1）繪制草圖 按照樣圖中曲線，繪制出切開口的曲線，如圖 內(nèi)側(cè)曲線所示。 圖 2（ 2）切割底座實(shí)體 選擇工具欄“擠出”按鈕，選擇底座圖形，點(diǎn)擊實(shí)體里的切割命令，對底座進(jìn)行切割。圖 2示。 . 10 圖 2（ 1）六邊形凸臺的繪制 運(yùn)用 按鈕畫一個(gè)圓，在用多邊形在圓中內(nèi)切一個(gè)六邊形，繪制出六邊形凸臺的如圖 2示。 圖 1（ 2）拉伸實(shí)體 選擇工具欄“擠出實(shí)體”按鈕，選擇深腔里的六邊形，對六邊形進(jìn)行拉伸，圖 2 . 11 圖 2選擇工具欄“擠出實(shí) 體”按鈕，選擇深腔里的圓，對圓進(jìn)行切割，把圓作成通的，圖 2示 。 圖 23 零件的工藝規(guī)程 腔零件的工藝分析 . 12 3件毛坯選擇 根據(jù)實(shí)習(xí)加工所用的材料，把零件毛坯用 45 鋼，毛料尺寸為 60× 45× 25 位基準(zhǔn)的選擇 （ 1）粗基準(zhǔn)的選擇：毛坯上未加工的表面 （ 2）精基準(zhǔn)的選擇：已加工表面。 夾方式的選擇 用專用的夾具 序及工步的劃分 工序 1：毛料 60× 30× 18。 工序 2：銑毛料上，下面， 工序 3：銑型腔、鉆孔。 工 序 4：銑六邊形凸臺和深腔外形。 工序 5：去掉零件四周毛刺。 工序 6：檢驗(yàn)零件尺寸是否正確。 具的選擇 刀具選擇如表 示。 . 13 表 控刀具卡片 序號 刀具號 刀具名稱 刀具個(gè)數(shù) 加工步驟 刀具半徑 / 16 立銑刀 1 粗加工 8 6 立銑刀 1 精加工深腔壁邊，型腔內(nèi)六邊形凸臺輪廓 2 4 平底刀 1 精加工深腔底面及六邊形凸臺上表面 4 立銑刀 1 精加工深腔四周壁邊，半精加工型腔錐面 1 1 鍵槽刀 1 精修型腔內(nèi)六邊 形凸臺輪廓 3 球刀 1 精加工深腔內(nèi)喇叭形狀錐面 1 8 中心鉆 1 鉆 六邊形凸臺內(nèi) 中心孔 花鉆 1 鉆深腔底孔 6 鉸刀 1 鉸內(nèi)孔 2 16 立銑刀 1 粗加工 8 6 鍵槽刀 1 精加工外輪廓及四周交接面 4 球刀 1 精加工內(nèi)輪廓六邊形凸臺及圓角 6 立銑刀 1 精加工六邊形凸臺輪廓 具切削用量的選擇 (1) 大的背吃刀量 (2) 大的 進(jìn)給量 f (3)銑削速度 確定 根據(jù) f 來確定 藝卡片的制定 藝卡片 工藝過程零件名稱及型號 零 件 名 稱 深腔 圖 號 . 14 片卡 材 料 名 稱 45 鋼 毛坯 種 類 鑄件 牌 號 尺 寸 55× 25× 25功 能 序號 工 序 步 驟 加工工種 設(shè)備名稱 專用夾具 1 銑削毛坯 55× 25× 25 銑工 數(shù)控銑床 2 銑零件上下表面，尺寸控制到 工 數(shù)控銑床 機(jī)床自帶平口虎鉗 3 銑內(nèi)型腔、鉆 內(nèi)孔 銑工 加工中心 機(jī)床自帶平口虎鉗 4 銑六邊形凸臺及外形 銑工 加工中心 機(jī)床專用夾具 5 去除零件四周毛刺 鉗工 6 檢驗(yàn)尺寸是否合格 數(shù)控銑床加工工藝卡 序號 編號 夾具的名稱 使用的設(shè)備 工作車間 9 床專用平口虎鉗 數(shù)控加工中心 序號 內(nèi)容 刀具號 刀具尺寸 /軸轉(zhuǎn)速/(r/進(jìn)給速度(mm/背吃刀量 /注 1 粗加工毛坯 16 外圓刀 1200 100 1 自動(dòng) 2 半精加工壁邊及型腔內(nèi)的凸臺輪 廓 4 外圓刀 1600 50 動(dòng) 3 精加工腔底及六邊形凸臺表面 6 鍵槽刀 1200 50 1 自動(dòng) 4 精加工內(nèi)壁及半精加工型腔喇叭形錐面 2 外圓刀 1200 60 動(dòng) 5 精修六邊形凸臺輪廓 1 鍵槽刀 1200 40 動(dòng) 6 精加工喇叭形錐面 2 球頭刀 800 50 7 鉆六邊形凸臺內(nèi)中心孔 8 中心鉆 500 30 2 8 鉆底孔 花鉆 600 20 10 鉸孔 8 鉸刀 600 60 工序號 程序編號 夾具類型 機(jī)床設(shè)備 車間 8 床專用夾具 數(shù)控加工中心 . 15 序號 工步步驟 刀具號 刀具名稱 / S F 注 1 開粗 16 外圓刀 1200 100 1 自動(dòng) 2 精加工外輪廓 3 鍵槽刀 1200 50 動(dòng) 3 半精加工凸臺輪廓 6 外圓刀 1400 100 動(dòng) 4 精加工凸臺交接面 3 鍵槽刀 1600 50 動(dòng) 5 精加工凸臺及圓角 2 球刀 1800 100 動(dòng) 4 零件的 動(dòng)編程及仿真加工 路軌跡設(shè)計(jì) 做凹圓弧曲面加工時(shí)需要用到。此部分的具體操作步驟，就不再詳細(xì)論述，圖 4 坯的尺寸設(shè)置 （ 1）加工需要的機(jī)床選擇 選擇工具欄中的：機(jī)床類型點(diǎn)擊銑床點(diǎn)擊默認(rèn)，完成設(shè)置。 （ 2）加工需要的毛坯數(shù)值 點(diǎn)擊操作管理面板中設(shè)置所需要的參數(shù)，圖 示。 . 16 圖 4 圖 4選擇圖 對話框中設(shè)置參數(shù)，毛料的尺寸為 50 乘 40 乘 果圖 示。 具的設(shè)置 選擇“刀具路徑”點(diǎn)擊“刀具管理器”點(diǎn)擊對號，結(jié)果圖 示 圖 工型腔部分的刀路軌跡 加工的刀路設(shè)計(jì) （ 1）單擊左側(cè)對話框內(nèi)的“刀具路徑”→“外輪廓加工”→“挖槽粗加工”，完成以上的設(shè)置，選種圖 示圖形的外輪的線，要保證零件是封閉的，按下 擊 按鈕；如圖 示的深腔內(nèi)輪廓挖槽粗加工刀具軌跡，選擇 6鍵槽刀車刀，進(jìn)給速 度 80，主軸轉(zhuǎn)速 1600，下刀速率 160，提刀速。 . 17 圖 4圖 4（ 2）單擊“外輪廓加工”，加工余量為 （ 3）單擊“挖槽內(nèi)輪廓”，圖 示。 . 18 圖 4槽參數(shù)設(shè)置 （ 4）這弄好上面的問題，單擊 按鈕，圖 圖 4精加工壁邊和六邊形凸臺輪廓的刀路軌跡 （ 1）單擊左側(cè)對話框內(nèi)“刀具路徑”→“深腔內(nèi)輪廓粗加工”，點(diǎn)中圖 4腔內(nèi)輪廓作為要被加工表面，點(diǎn)中圖 4輪廓作為在此被加工干澀面，按下 擊確認(rèn) 按鈕，顯示圖 具加工軌 跡的數(shù)值，在對話框中，首先選擇鍵槽刀，刀直徑 6給率 80，主軸轉(zhuǎn)速 1000，下刀率 100，快速提刀。 . 19 圖 4工曲面 圖 4圖 4（ 2）單擊“外輪廓加工參數(shù)”選項(xiàng)，將其中的“加工余量”設(shè)置為 它數(shù)值不改變。 （ 3）單擊“等高外形粗加工參數(shù)”這個(gè)選項(xiàng)，將 Z 軸粗加工進(jìn)給量設(shè)為 （ 4）設(shè)置以上完成后，單擊 按鈕，圖 4 . 20 圖 加工腔底和六邊形凸臺表面的刀路軌跡 （ 1）單擊左側(cè)界面內(nèi)“刀具路徑”→“外輪廓加工 ”精加工深腔零件的外輪廓，點(diǎn)擊如 擊 下 擊 按鈕，圖 具路徑對話框內(nèi)，選擇 4 號刀，進(jìn)給率 50，主軸轉(zhuǎn)速 1200，下刀率 100，提刀速率 200?？焖偬岬?。 圖 4工面的拾取圖 圖 4澀面的拾取 . 21 圖 4（ 2）選擇 ，將加工需要的數(shù)值，整體誤差 數(shù)值，輸入圖 4 圖 4 3）以上數(shù)值的輸入完成，檢查沒有錯(cuò)誤后，單擊 按鈕，圖 示。 . 22 圖 加工壁邊及型腔喇叭錐面的刀路軌跡 在根據(jù)以上的方法，運(yùn)用外輪廓等高外形加工的方法，生成出精加工壁邊和半精加工型腔喇叭形錐面刀具軌跡結(jié)果如圖 示。 圖 4加工壁邊和半精加工型腔喇叭形錐面的刀具軌跡 . 23 加工六邊形凸臺輪廓的刀具軌跡 同理，生成精加工六邊形凸臺輪廓的刀具軌跡圖 4示 。 圖 4加工喇叭錐面的刀具軌跡 （ 1）選擇“刀具路徑”→“外輪廓加工”，加工深腔內(nèi)的喇叭面，拾取圖 示的內(nèi)輪廓，拾取圖 示的 外輪廓。 圖 4 圖 4（ 2） 然后將刀具編號改為 2號，刀具 直徑 4給率為 100，主軸 轉(zhuǎn)速 1000。選擇圖 4出現(xiàn)一個(gè)對話框，選擇其中的編輯刀具，會(huì)又出現(xiàn)一個(gè)對話框，所謂編輯刀具就是把刀具的各種參數(shù)設(shè)定好，一般刀具的參數(shù)采用常用值就可以了，所以這里不必做過多的修改。它適用于粗加工和精加工。 . 24 圖 43）單擊， ，將做零件需要的數(shù)值出入進(jìn)去，起始補(bǔ)正距離 5 等數(shù)值，圖 4示。 圖 45） 把需要進(jìn)行設(shè)定的參數(shù)都輸完以后，就會(huì)出現(xiàn)如圖 4就是加工軌跡。 . 25 圖 4孔的刀具軌跡 （ 1）單擊“刀具路徑”→“鉆孔”，選中需要加工孔的中心，按下回 會(huì)出如圖 示刀路參數(shù)設(shè)置的一個(gè)對話框，在界面中選擇 刀，即直徑為 3置進(jìn)給率為 60，主軸轉(zhuǎn)速 500，結(jié)果如圖 示。 圖 4 2） 編輯刀具的參數(shù)一般都使用默認(rèn)的值，具體根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)修改，最后單擊對話框 4鈕。 . 26 圖 4（ 3） 把需要進(jìn)行設(shè)定的參數(shù)都輸完以后，就會(huì)出現(xiàn)如圖 4就是加工軌跡。 圖 4凸臺及外形的刀具軌跡 . 27 加工外輪廓刀路軌跡 圖 4步 2 精加工外輪廓的刀路設(shè)計(jì) （ 1）單擊左側(cè)對話框內(nèi)“刀具路徑”→“外形銑削”，選中零件的外輪廓曲線，然后按下 ，圖 擇 2 號刀，即 3平底刀，設(shè)置進(jìn)給速率為 80，主軸轉(zhuǎn)速為 1600，下刀速率為 100，快速提刀，單擊。 按鈕，結(jié)果如圖 示。 圖 形銑削參數(shù)設(shè) 置 . 28 （ 2）在對話框內(nèi)點(diǎn)擊“深度切削”，最大粗切步進(jìn)量為 修量為 1，圖 圖 4（ 3）在對話框內(nèi)點(diǎn)擊 編輯刀具就是把刀具的各種參數(shù)設(shè)定好，一般刀具的參數(shù)采用常用值就可以了，所以這里不必做過多的修改。這次改下深度的數(shù)值 為是通孔要大于工件的厚度， 圖 4示。 圖 4（ 4） 把需要進(jìn)行設(shè)定的參數(shù)都輸完以后，就會(huì)出現(xiàn)如圖 4就是加工軌跡。 . 29 圖 輪廓的刀具路徑 精加工六邊形凸臺輪廓 圖 . 30 加工凸 臺交接面 圖 4加工凸臺及圓角 圖 處理設(shè)置 把制作好的的所有刀具路徑全部選中，勾上對號，點(diǎn)擊 按鈕，出現(xiàn)圖 4. 31 圖 直接按 按鈕，然后選擇保存的目錄，結(jié)果圖 示。 圖 真加工 單擊左如圖 4加工的所有的刀具路徑選種，然后單擊 按鈕進(jìn)入仿真界面，如圖 4示。 . 32 圖 4圖 4接下來就是進(jìn)行實(shí)體加工，把速度調(diào)到最大，然后就會(huì)有刀具自動(dòng)進(jìn)行仿真加最后就把深腔零件完美的加工 出來啦， 圖 4 . 33 圖 工后的仿真效果圖 圖 工后的仿真效果圖 . 34 結(jié)束語 完成事情過程是辛苦的，但結(jié)果是幸福的，想想從開始的為難到最后的寫完，體會(huì)了在整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中的困難，看著自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)一步的完善的歡笑，面臨困難感到自己不足而感到難過。畢業(yè)設(shè)計(jì)寫完感覺滿滿的幸福，很開心自己完成了自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)，通過深腔的設(shè)計(jì)丶加工完成這一個(gè)漫長的過程中，讓我對數(shù)控銑床以及 件有了更佳一步的了解和應(yīng)用， 數(shù)控加工是零件加工技術(shù)的主流。 畢業(yè)設(shè)計(jì)加強(qiáng)了同學(xué)之間的 關(guān)系，以前不會(huì)的同學(xué)也知道問了，同學(xué)之間互相幫忙，自己不會(huì)的可以問小伙伴，同學(xué)不會(huì)的也可以問我，加強(qiáng)同學(xué)的交流能力。 這次設(shè)計(jì)我有許多不足的地方，許多地方不會(huì)，希望步入社會(huì)之后能提高自己的能力，讓自己可以獨(dú)自的完成工作需要的零件的設(shè)計(jì)，盡自己的努力改變自己。讓自己成為一個(gè)有能力的設(shè)計(jì)師。 . 35 致 謝 這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)寫完了，也意味著我的 3 年大學(xué)生活要結(jié)束了，在此要感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師姚老師，在我寫我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候給俺們他帶的學(xué)生很大很大的幫助，每次俺們問老師他 都非常非常耐心的給俺們說，也一直在鼓勵(lì)俺說不要著急來的急完成，時(shí)間夠，不要著急，穩(wěn)住自己的心慢慢去做自己的設(shè)計(jì)，時(shí)間來的及，感謝姚老師帶俺們這次設(shè)計(jì)，給我們的幫助，還有給俺們的關(guān)懷，在此向姚老師致以誠摯的謝意和敬意。 此篇設(shè)計(jì)能順利完成不離老師的幫助還有朋友之間的幫忙以及自己的努力，還這次設(shè)計(jì)中令我熟練的掌握和使用書上學(xué)習(xí)的知識同時(shí)也我擴(kuò)展了我書上學(xué)不到的知識。 在此，向那些幫助過我的同學(xué) 謝. 36 參 考 文 獻(xiàn) [1] 余英良 M] [2] 蔡漢明 教程 [M] 3] 周益軍 M] 4] 周國萍 統(tǒng)宏程序編程方法、技巧與實(shí)例 [M] [5] 李 鋒 M]6] 陳宏鈞 M]7] 吳宗澤 M]8] 肖繼德 M]9] 高邑陳 M]1995.8