622 射頻盒體加工工藝編制及實體加工仿真【CAD圖+說明書+PPT+翻譯+程序】

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How to use these devices to make more efficient processing of the high-quality parts, has become a business concern. In this paper, we take frequency of box for an example, based on recent high- speed processing manufacturing application up, using factory existing numerical control equipment, in combination with material, the actual processing experience, on the basis of the requirements of frequency of box ,thoroughly analyzing the main motherboard box processing status，planning frequency of box of the processing route, introducing the design procedure, introducing how to select the locating datum of each procedure, focuses on how to develop advanced process card, actively explore out the good of such parts processing process scheme, NC machining process of spare parts, and based on the analysis of the technology of parts, the modeling CNC program generated, simulation processing were expounded. Thoroughly analyzing frequency of box processing status and computer simulation of machining, the period of blade manufacturing can be shortened, manufacturing cast can be decreased, and the quality of blades and machining efficiency can be improved. It is of great significance in improving the manufacture technology of hydraulic turbine in our country and making our hydraulic turbine manufacturer's technology up to international advanced technology level. KEY WORDS: frequency of box，processing status，NC machining simulation V 目 錄 第一章 緒論 .1 1.1 盒體的介紹及加工 .1 1.1.1 盒體介紹 .1 1.1.2 盒體加工 .1 1.2 工藝發(fā)展前景 2 第二章 盒體分析 .3 2.1 盒體結(jié)構(gòu)分析 3 2.2 盒體工藝分析 4 2.2.1 工藝路線的分析 .4 2.2.2 技術(shù)要求的分析 .5 第三章 盒體的工藝規(guī)程設(shè)計 7 3.1 工藝路線的確定 7 3.2 基準的選擇 8 3.2.1 基準的分類 .8 3.2.2 定位基準的選擇 .9 3.3 毛坯材料的選擇 10 3.4 刀具的選擇 11 3.5 夾具的選擇 12 3.6 量具的選擇 12 3.7 工序的安排 13 第四章 射頻盒體加工仿真及程序編制 .19 4.1 MASTERCAM 簡介 19 4.2 加工仿真 20 VI 4.2.1 設(shè)置毛坯 .20 4.2.2 設(shè)置邊界盒 .20 4.2.3 刀具路徑 .20 4.2.4 實體仿真 .27 4.2.5 后置處理 .27 4.2.6 其它工序仿真 .28 第五章 全文總結(jié) .29 參考文獻 .30 致 謝 .31 畢業(yè)設(shè)計小結(jié) .32 附 錄 .33 1 第一章 緒論 1.1 盒體特點介紹及加工 1.1.1 盒體特點 本文所研究的內(nèi)容是射頻盒體，它是用來放置電路板的盒體。整體尺寸為 長 x 高 x 寬 110x102x23,材質(zhì)為 LY12.射頻盒體與電路板組合，主要技術(shù)要求 有盒體平面的平行度，型腔的平面度和孔的位置精度。該盒體零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 型腔較多，深度不一，加工部位多，加工難度較大，在加工過程中容易產(chǎn)生較 大的變形,難以保證加工精度和表面質(zhì)量。在工藝研究中,采用粗、精銑削加工 分離的工藝流程,低溫去應(yīng)力退火的熱處理方式以及采用“無應(yīng)力“裝夾方式等工 藝方法的改進,減小零件在銑削加工過程中的變形,從而提高了零件的加工精度 和表面質(zhì)量。 1.1.2 盒體加工 通過對盒體的分析，設(shè)計工藝路線，選用刀具、夾具及工件毛坯，再在用 三維圖形建立射頻盒體、刀具、工件、夾具等的模型，通過工件邊界生產(chǎn)刀具 路徑并直接展示加工過程，具有可視性和與用戶的交互性。一般來說，仿真主 要是分為幾何仿真和物理仿真，其中幾何仿真主要是仿真數(shù)控加工機床的加工 過程，即是材料切除過程仿真和加工過程中的碰撞和干涉檢驗，而物理仿真是 對切削過程中產(chǎn)生的力、熱、振動、刀具磨損及工件表面形成等各參量的分析 和預(yù)測，分析在既定參數(shù)條件下的切削過程質(zhì)量。本文的目標是實現(xiàn)幾何仿真。 2 這部分內(nèi)容體現(xiàn)在第四章。 1.2 工藝發(fā)展前景 機械制造是國民經(jīng)濟各部門科技進步的基礎(chǔ)。在現(xiàn)代條件下機械制造的發(fā) 展方向是開發(fā)工藝可行性廣，能保證各種原料消耗最少，可靠性和自動化精度 高的新一代的技術(shù)。機械制造工藝及其實現(xiàn)組織形成的發(fā)展趨勢，在很大程度 上取決于其結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向和它的技術(shù)使用特征。機器制造中的科技進步將促 進以計算機和生產(chǎn)全盤自動化為基礎(chǔ)的工序少和能節(jié)約資源的工藝的建立和推 廣。 機器制造工藝和組織的遠景發(fā)展的概念是考慮在集管理，信息和技術(shù)為一 體得基礎(chǔ)上建立全盤自動化工廠，將最終產(chǎn)品的各個加工階段連接起來。這時， 在科技發(fā)展現(xiàn)階段的自動化工廠將不是無人企業(yè)。由人服務(wù)和管理的體系和機 器會發(fā)揮作用。新的智能型和集成型的生產(chǎn)手段與高度熟練的工作人員相結(jié)合， 將在市場需求變化的條件下創(chuàng)造出滿足技術(shù)和社會經(jīng)濟需求的先決條件。 在先進的發(fā)達國家中，毛坯生產(chǎn)的發(fā)展趨勢表明今后毛坯生產(chǎn)決定性的發(fā) 展方向是力圖在經(jīng)濟合理的范圍內(nèi)，是毛坯接近成品零件的尺寸形狀。這可降 低金屬消耗量，減少對于毛坯生產(chǎn)，其特點主要是擴大新的先進的節(jié)約資源的 工藝過程應(yīng)用領(lǐng)域。采用電子技術(shù)管理切削加工過程，提高了對毛坯質(zhì)量和精 度的要求。這將使其加工工藝得到必要的完善，在不久的將來，精密金屬模鑄 造和壓力鑄造將取代沙型鑄造。有發(fā)展前途的制取毛坯的方法將會得到發(fā)展， 其中包括靜壓法、金屬的壓力噴射成型擠壓、清密沖壓、預(yù)熱推擠方法等。金 屬切削加工將被比較經(jīng)濟的制取零件的方法，如冷推擠所取代。但由于所用設(shè) 備昂貴，金屬切削機床上的加工工藝的發(fā)展前景在很大程度上與擴大有效采用 現(xiàn)有工藝方法的范圍緊密相關(guān)。 3 第二章 射頻盒體的工藝分析 2.1 盒體結(jié)構(gòu)分析 零件圖是表達單個零件形狀、大小和特征的圖樣，也是在制造和檢驗機器 零件時所用的圖樣，又稱零件工作圖。在生產(chǎn)過程中，根據(jù)零件圖樣和圖樣的 技術(shù)要求進行生產(chǎn)準備、加工制造及檢驗。因此，它是指導(dǎo)零件生產(chǎn)的重要技 術(shù)文件。 本零件射頻盒體零件圖需要用主視圖、后視圖、俯視圖、仰視圖、左視圖、 右視圖，剖視圖 10 個視圖才能完全表達如圖 2-1 所示。 圖 2-1 零件圖 由零件圖可知道本射頻盒體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，型腔非常多，深度不一，加工部位 多且型腔與型腔還要保證位置精度，其次還有四個凸臺給加工，給側(cè)邊加工帶 來不便，需要特殊的方法來進行加工。還有螺紋孔多且有三種不同的螺紋孔， 螺紋孔還與型腔相配合，型腔壁薄易變形，最后兩個大型腔之間的型腔壁還要 4 加工。 2.2 盒體工藝分析 盒體的工藝分析是整個設(shè)計的關(guān)鍵，是決定工藝的安排，是對整個工藝的 路線安排和盒體的主要技術(shù)要求的分析，必須十分重視。 2.2.1 工藝路線分析 擬訂射頻盒體加工的工藝路線，實質(zhì)是制訂機械加工工藝規(guī)程的總體布局， 對射頻盒體加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本有決定性的影響，因此它是制訂工藝規(guī) 程中最關(guān)鍵的一步。通常應(yīng)提出多個方案進行比較分析，以求最優(yōu)。在擬訂射 頻盒體的工藝路線時，首先要確定各個平面的加工方法，為使盒體的加工平面 達到所要求的經(jīng)濟精度和平面粗糙度，選擇時應(yīng)考慮以下三方面的問題: 1.要保證加工平面的加工精度和平面粗糙度的要求; 2.應(yīng)考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟性的要求; 3.應(yīng)考慮工件的材料; 在盒體所需加工平面的加工方法選擇好后，就確定組成該盒體的加工工藝 過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)有兩種截然不同的原則，一是工序集中的原則，另 一種是工序分散的原則。 工序集中的原則:所謂工序集中，就是使每個工序包括比較多的工步，完成 比較多的加工任務(wù)，整個工藝過程由比較少的工序組成。它的特點:第一、工序 數(shù)目少、設(shè)備數(shù)量少，可相應(yīng)減少操作工人人數(shù)和生產(chǎn)面積。第二、工件裝卡 次數(shù)少，不但縮短了輔助時間，而且在一次裝卡下所加工的內(nèi)容之間容易保證 較高的位置精度。第二、有利于采用高效專用機床和工藝設(shè)備，生產(chǎn)效率高。 工序分散的原則:所謂工序分散就是每個工序包括比較少的工步，甚至只有 一個一步，而整個工藝過程由比較多的工序組成。它的特點是:第一、工序數(shù)目 多，設(shè)備數(shù)量多，相應(yīng)的增加了工人的人數(shù)和生產(chǎn)面積。第二、可以選用最有 利的切削用量。第三、機床、刀具、卡具等結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便。第四、生產(chǎn) 準備工作量小，改變生產(chǎn)對象容易，生產(chǎn)適應(yīng)性好。 5 通過對射頻盒體的分析，射頻盒體裝夾不便，對型腔的平行度要求高我們 采用工序集中的原則。 2.2.2 技術(shù)要求的分析 射頻盒體，精度要求較高，加工難度大，加工中既要達到圖紙要求，又有 做到質(zhì)量穩(wěn)定，存在一系列技術(shù)難點： 1.設(shè)計基準、工藝基準不重合，使加工要求提高。 2.外形復(fù)雜，需要多次裝夾，使工裝要求提高 3.4XΦ4.5 孔位置公差要求高，需要高精加工 4.孔、槽數(shù)量多，相對位置精度要求高 5.主視圖四個凸臺，形狀復(fù)雜，精度要求高 6.零件多處材料少，切削應(yīng)力大，易變形 7.型腔平面度要求高 8.型腔壁薄，難加工 射頻盒體的主要技術(shù)指標要求高，難于加工。這里列舉了射頻盒體的主要 技術(shù)指標要求見下表 2.1。 表 2.1 射頻盒體的主要技術(shù)指標 序號 位置 尺寸、特性 備注 1 表面 粗糙度 3.2 一般特性 2 4XΦ4.5 孔 Φ 1.054?關(guān)鍵特性 3 凸臺距離（x 軸） 10.?關(guān)鍵特性 4 上型腔（ Y 軸） 15±0.1 關(guān)鍵特性 5 下型腔（ Y 軸） 47±0.1 關(guān)鍵特性 6 表面平行度 0.05 重要特性 7 型腔平行度 0.02 關(guān)鍵特性 7 小型腔（ X 軸） 65.5±0.1 關(guān)鍵特性 6 8 小型腔（ Y 軸） 70±0.1 關(guān)鍵特性 9 Φ4.5 孔距（ X 軸） 90±0.1 關(guān)鍵特性 10 Φ4.5 孔距（ Y 軸） 92±0.1 關(guān)鍵特性 11 表面孔距（X 軸） 26±0.1 關(guān)鍵特性 12 表面孔距（Y 軸） 26±0.1 關(guān)鍵特性 13 M2 螺孔 M2x2.5 重要特性 14 M3 螺孔 M3x2.5 重要特性 15 圓角 R4 一般特性 其余孔的位置精度和側(cè)面的位置精度見工藝卡片。 從技術(shù)指標可見，射頻盒體其位置精度要求多，要求高，加工難度大，較 為罕見，尤其對型腔的工藝設(shè)計提出了較高的要求。對型腔壁的加工，一般加 工難以辦到，這里我們采用電火花加工。 7 第三章 盒體的工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 工藝路線的確定 在安排加工順序時一般應(yīng)遵循以下原則： 1.先基準面后其它 應(yīng)首先安排被選作精基準的表面的加工，再以加工出的 精基準為定位基準，安排其它表面的加工。該原則還有另外一層意思，是指精 加工前應(yīng)先修一下精基準。 2.先粗后精 這是指先安排各表面粗加工，后安排精加工。 3.先主后次 主要表面一般指零件上的設(shè)計基準面和重要工作面。這些表面 是決定零件質(zhì)量的主要因素，對其進行加工是工藝過程的主要內(nèi)容，因而在確 定加工順序時，要首先考慮加工主要表面的工序安排，以保證主要表面的加工 精度。在安排好主要表面加工順序后，常常從加工的方便與經(jīng)濟角度出發(fā)，安 排次要表面的加工。此外，次要表面和主要表面之間往往有相互位置要求，常 常要求在主要表面加工后，以主要表面定位進行加工。 4.先面后孔 這主要是指箱體和支架類零件的加工而言。一般這類零件上 既有平面，又有孔或孔系，這時應(yīng)先將平面（通常是裝配基準）加工出來，再 以平面為基準加工孔或孔系。此外，在毛坯面上鉆孔或鏜孔，容易使鉆頭引偏 或打刀。此時也應(yīng)先加工面，再加工孔，以避免上述情況的發(fā)生。 根據(jù)上述所述內(nèi)容再結(jié)合射頻盒體的生產(chǎn)批量、生產(chǎn)效率、質(zhì)量保證及經(jīng) 濟性等多方面因素，對射頻盒體的工藝路線擬定見表 3.1 8 表 3.1 射頻盒體工藝路線 序號 工序號 工序名稱 加工內(nèi)容 機床 1 5 下料 下料 鋸床 2 10 銑 飛六面 加工中心 3 15 銑 粗銑正反面型腔 加工中心 4 20 銑 粗銑凸臺 加工中心 5 25 熱處理 時效 6 30 數(shù)控銑 精銑六面 加工中心 7 35 數(shù)控銑 精銑正面 加工中心 8 40 數(shù)控銑 精銑反面 加工中心 9 45 數(shù)控銑 精銑左面 加工中心 10 50 數(shù)控銑 精銑右面 加工中心 11 55 數(shù)控銑 精銑前面 加工中心 12 60 數(shù)控銑 精銑后面 加工中心 13 65 電火花 型腔壁的孔和槽 14 70 鉗 加工螺紋 3.2 基準的選擇 基準的選擇是工藝上一個十分重要的問題，它不僅影響零件表面的位置尺 寸和位置精度，還影響整個工藝過程的安排和卡具的結(jié)構(gòu)，必須十分重視。 3.2.1 基準的分類 1.設(shè)計基準:零件圖是用以確定零件上某些點、線、面位置所依據(jù)的點、線、 面。 2.工藝基準：零件加工和裝配過程中所采用的基準。它包括以下集中： 9 ①工序基準工序圖上用來標注本工序加工的尺寸和形位公差的基準。 ②定位基準工件加工時在機床上或火具中占據(jù)正確位置所依據(jù)的基準。 ③測量基準工件在加工中或加工后測量時所用的基準。 ④裝配基準裝配時，用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的相對位置所采用的基 準。 3.2.2 定位基準的選擇 定位基準有粗基準和精基準之分。零件開始加工時，所有的面均未加工， 只 能以毛坯面作定位基準，這種以毛坯面為定位基準的，稱為粗基準，以后的加 工面，必須以加工過的表面做定位基準，以加工過表面為定位基準的稱為精基 準。 在加工中，首先使用的是粗基準，但在選擇定位基準時，為了保證零件的 加工精度，首先考慮的是選擇精基準，精基準選定后，再考慮合理的選擇粗基 準。 1.精基準的選擇原則 選擇精基準時，重點考慮是如何減少工件的定位誤差，保證工件的加工精 度，同時也要考慮工件裝卸方便，火具結(jié)構(gòu)簡單， ，它遵循了下列原則: ①基準重合原則，設(shè)計基準與工藝基準一致。 ②基準統(tǒng)一原則，當(dāng)零件上有許多表面需要進行多道工序加工時，盡可能 在各工序的加工中選用一組基準定位，箱體類零件加工大多以一組平面或一面 兩孔作統(tǒng)一定位基準加工孔和端面。 ③裝火方便原則，選定位基準應(yīng)能使工件定位穩(wěn)定，火緊可靠，操作方便， 火具結(jié)構(gòu)簡單。 本設(shè)計在加工過程中選擇貼著死鉗口的面和底面作為精基準。 2.粗基準的選擇原則 選擇粗基準時，重點考慮如何保證各個加工面都能分配到合理的加工余量， 保證加工面與不加工面的位置尺寸和位置精度，同時還要為后續(xù)工序提供可靠 精基準。本設(shè)計中遵循了下列原則: 10 ①為了保證各個加工面都能分配到足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量最小的 面為粗基準。 ②為了保證零件上加工面與不加工面的相對位置要求，應(yīng)選不加工面為粗 基準。 ③為了保證零件上重要表面加工余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準。 ④為了使定位穩(wěn)定、可靠，應(yīng)選毛坯尺寸和位置比較可靠、平整光潔面作 粗基準。 ⑤粗基準應(yīng)盡量避免重復(fù)使用，特別是在同一尺寸方向上只允許裝火使用 一次。 本設(shè)計在加工過程中選擇貼著死鉗口的面和底面作為粗基準。 3.3 毛坯材料的選擇 毛坯是還沒加工的原料，也可指成品未完成前的那一部分。 可以是鑄造件,鍛 打件,或是用鋸割、氣割等方法下的料，比如毛坯陶瓷，毛坯房等。 選擇毛坯時應(yīng)該考慮如下幾個方面的因素： 1.零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) ——射頻盒體為中小批生產(chǎn)，應(yīng)選擇精度和生產(chǎn)率較低 的毛坯制造方法。 2.零件材料的工藝性——射頻盒體形狀不復(fù)雜，力學(xué)性能要求又不太高時， 可選用型材； 3.零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸——射頻盒體為盒形零件，考慮毛坯加工精度不 高，制造毛坯是應(yīng)留有較大的加工余量。 該零件外形尺寸較大，型腔深度較深加工過程中如果工藝方案或加工參數(shù) 設(shè)置不當(dāng)，極易變形，造成尺寸超差。考慮到射頻盒體的結(jié)構(gòu)特點及加工難點， 對毛坯質(zhì)量要求相應(yīng)提高。要保證表面平整，無凸起，無凹坑等缺陷，我們選 用切削性能良好的 LY12 的硬鋁作為毛坯材料。 綜上所述，射頻盒體的毛坯制造原料為 LY12 鋁材，30mm 厚冷拉型板料。 主板反饋后框的毛坯參數(shù)見表 3.2。 11 表 3.2 射頻盒體的毛坯參數(shù) 工件名稱 材料 型材 尺寸 機床 射頻盒體 LY12 30mm 板料 120X112X30 鋸床 3.4 刀具的選擇 數(shù)控刀具的選擇和切削用量的確定是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容，它不僅 影 響數(shù)控機床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。刀具的選擇是在數(shù)控編程的 人機交互狀態(tài)下進行的。應(yīng)根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、 切削用量以及其它相關(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝 調(diào)整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較 短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。 綜上所訴：射頻盒體的粗加工使用 φ12 平刀。精加工時，φ8 銑刀清角。 加工四個凸臺孔時選用 φ1.5 中心鉆鉆削中心孔。用 φ4.5 的鉆頭加工。射頻 盒體工藝過程中使用全部刀具見表 3.3。 表 3.3 射頻盒體使用刀具 刀具名稱 材料 參數(shù)（mm） 加工位置 平刀 高速鋼 φ12 銑削外形、平面 平刀 高速鋼 φ8 銑型腔和清角 平刀 高速鋼 φ4 銑型腔底面窄槽 中心鉆 高速鋼 φ1.5 鉆 φ4.5，φ6,M3 和 M2.5 孔中心孔 中心鉆 高速鋼 φ1.0 M2 中心孔和 φ1.0 孔 鉆頭 高速鋼 φ6.0 鉆 φ6.0 孔加工擴孔 鉆頭 高速鋼 φ4.5 鉆 φ4.5 孔加工擴孔 鉆頭 高速鋼 φ2.5 鉆 M3 螺孔小徑 鉆頭 高速鋼 φ2.0 鉆 M2.5 螺孔小徑 12 鉆頭 高速鋼 φ2.5 鉆 M2 螺孔小徑 鏜刀 硬質(zhì)合金 φ6 和 φ4.5 孔精加 工 絲錐 硬質(zhì)合金 M2 M2 螺紋孔 絲錐 硬質(zhì)合金 M2.5 M2.5 螺紋孔 絲錐 硬質(zhì)合金 M3 M3 螺紋孔 3.5 夾具的選擇 夾具是指機械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接 受施工或檢測的裝置。夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機械 制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 在選用夾具時，通常需要考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)批量、生產(chǎn)效率、質(zhì)量保證及經(jīng) 濟性，選用時可參考下列原則： 1. 在生產(chǎn)量小或研制時，應(yīng)廣泛采用萬能組合夾具，只用在組合夾具無法解 決十才考慮采用其他夾具。 2. 小批量或成批生產(chǎn)十可考慮采用專用夾具，但應(yīng)盡量簡單。 3. 在生產(chǎn)批量較大的可考慮采用多工位夾具和氣動、液壓夾具。 根據(jù)射頻盒體的生產(chǎn)批量、生產(chǎn)效率、質(zhì)量保證及經(jīng)濟性，并參考以上原 則，確定加工射頻盒體的夾具為 150mm 平口鉗。 3.6 量具的選擇 量具是測量零件的尺寸、角度、形狀精度和相互位置精度的所有的測量工 具。 在選擇量具時，通常要考慮到檢驗標準的選擇和測量時精度系數(shù)的選擇的 選擇。選用時可參考下列原則： 1.保證測量的準確性。計量器具的性能指標是選用計量器具的主要依據(jù)， 性能指標中以示值誤差.示值變動性和回程誤差為主。 2.加工方法,批量和數(shù)量選擇計量儀器。批產(chǎn)以專用量具，量規(guī)和專用儀器 13 為主。大批產(chǎn)選用高效率的機械化，自動化的專用測量儀器。 3.根據(jù)零件的結(jié)構(gòu),特性,大小,形狀,重量,材料,剛性和表面粗糙度選用計 量器具。 4.零件所處的狀態(tài)和所處的條件選擇計量儀器。如現(xiàn)代機器制造業(yè)生產(chǎn)自 動化，要求測量自動化。動態(tài)測量要比靜態(tài)測量復(fù)雜。 根據(jù)射頻盒體的尺寸精度、精度系數(shù)、質(zhì)量保證及經(jīng)濟性，并參考以上原 則，確定加工射頻盒體的量具為 125 游標卡尺，千分表，千分尺。 3.7 工序安排 005 下料 該工序中使用的是鋸床，刀具是鋸片，加工(長寬方向單邊留)余量為 5mm。 （圖 3-1） 圖 3-1 下料 010 飛六面 粗加工主要是去除大余量，并為后序精加工打好基礎(chǔ)，該工序要求按所示 零件圖粗銑六面，刀具為面銑刀，加工余量為 2mm。 （圖 3-2） 14 圖 3-2 粗銑外形 015 粗銑正反面型腔 粗銑型腔時，由于型腔深度較深，去除材料較多，容易引起變形，所以我 們采用由深到淺的加工方法，用 φ12 銑刀先加工深度較深（淺）的型腔，然后 加 工深度較淺（深）的型腔。 （圖 3-3） 圖 3-3 加工型腔 020 粗銑凸臺 由于側(cè)面凸臺加工余量也較大，為了保證最終精度，我們對側(cè)面也先用 φ12 銑刀進行粗銑，然后精銑。 （圖 3-4） 15 圖 3-4 粗銑凸臺 025 時效 熱處理 時效 粗加工后材料組織會有應(yīng)力或其他缺陷，通過熱處理可以消除這些缺陷， 保 證材料性能，所以本文把熱處理安排在粗加工之后精加工之前。 030 精銑六面 在該工序中，我們用面銑刀去除六面的 2mm 的加工余量。 （圖 3-5） 圖 3-5 精銑六面 035 精銑正面 該工序中，定位基準如圖 3-6 所示，我們先用 φ12 的銑刀加工出正面的凸 臺如圖 3-6,，然后用 φ8 的銑刀加工出上下型腔，下型腔的凸臺和槽如圖 3- 7，繼而用 φ1.5 的中心鉆打四個凸臺上的中心孔，再用 φ4.5 的鉆頭鉆四個孔， 之后鉆所有外形的螺紋底孔，及型腔內(nèi)的孔如圖 3-8，最后銑出外形如圖 3-9。 16 圖 3-6 銑凸臺 圖 3-7 銑型腔和槽 圖 3-8 鉆孔 圖 3-9 銑正面外形 040 精銑反面 該工序中，定位基準如圖 3-10，先用 φ8 的銑刀銑出反面的上下倆個型腔 和上面型腔里深度不同的各個小型腔，在加工過程中按型腔深度由深到淺加工， 如圖 3-10，然后用 φ1.5 的鉆頭鉆周圍的螺紋底孔如圖 3-11。 圖 3-10 加工反面型腔 圖 3-11 鉆反面的孔 17 045 精銑左面 在該工序中，定位基準如圖所示，先用 φ8 的銑刀銑出型腔，然后用 φ1 的鉆頭鉆孔。 （圖 3-12） 圖 3-12 精銑左面型腔及鉆孔 050 精銑右面 在該工序中定位基準如圖 3-13 所示，先用 φ8 的銑刀銑出大型腔，倆個小 型腔及槽，然后鉆各個孔。如圖 3-13。 圖 3-13 精銑右面 055 精銑前面 18 在該工序中，定位基準如圖 3-14，先用 φ8 的銑刀銑出大型腔，倆個小 型腔，然后鉆各個孔。如圖 3-14。 圖 3-14 精銑前面 060 精銑后面 在該工序中定位基準如圖 3-15，先用 φ8 的銑刀銑出倆個型腔。如圖 3-15。 圖 3-15 精銑后面 065 電火花加工 電火花是一種非常規(guī)加工方法，是使工具和工件間不斷產(chǎn)生脈沖性的火花 放電，靠局部瞬時產(chǎn)生的高溫使金屬融化蝕刻下來的加工方法。由于此工序中 的槽和孔位置特殊，用普通的加工方法不方便加工，所以，我們選擇圓形和方 19 形電極加工出側(cè)面的槽和孔。圖（3-16） 圖 3-16 電火花加工 070 鉗 在該工序中，我們用各種絲錐加工所有的螺紋孔。 20 第 4 章 射頻盒體加工仿真及程序編制 4.1Mastercam 簡介 Mastercam 是美國 CNC Software Inc.公司開發(fā)的基于 PC 平臺的 CAD/CAM 軟件。它集二維繪圖、三維實體造型、曲面設(shè)計、體素拼合、數(shù)控編程、刀具 路徑摸擬及真實感摸擬等到功能于一身。它具有方便直觀的幾何造型 Mastercam 提供了設(shè)計零件外形所需的理想環(huán)境，其強大穩(wěn)定的造型功能可設(shè) 計出復(fù)雜的曲線、曲面零件。 Mastercam9.0 以上版本還有支持中文環(huán)境，而 且價位適中，對廣大的中小企業(yè)來說是理想的選擇，是經(jīng)濟有效的全方位的軟 件系統(tǒng)，是工業(yè)界及學(xué)校廣泛采用的 CAD/CAM 系統(tǒng)。 Mastercam 不但具有強大穩(wěn)定的造型功能，可設(shè)計出復(fù)雜的曲線、曲面零 件，而且具有強大的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。其可靠刀具路徑效 驗功能使 Mastercam 可模擬零件加工的整個過程，模擬中不但能顯示刀具和夾 具，還能檢查出刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況，真實反映加工過 程中的實際情況，不愧為一優(yōu)秀的 CAD/CAM 軟件。同時 Mastercam 對系統(tǒng)運行 環(huán)境要求較低，使用戶無論是在造型設(shè)計、CNC 銑床、CNC 車床或 CNC 線切割等 加工操作中，都能獲得最佳效果 Mastercam 軟件已被廣泛的應(yīng)用于通用機械、航空、船舶、軍工等行業(yè)的設(shè)計 與 NC 加工，從 80 年代末起，我國就引進了這一款著名的 CAD/CAM 軟件，為我 國的制造業(yè)迅速崛起作出了巨大貢獻。 21 4.2 加工仿真 本節(jié)以工序 35 為例，詳細講述加工仿真的過程。 4.2.1 設(shè)置毛坯 操作： 刀具路徑→工作設(shè)定→參數(shù)設(shè)置（X110,Y102,Z23）→確定 毛坯設(shè)置界面為圖 4-1 圖 4-1 4.2.2 設(shè)置邊界盒 操作： 刀具路徑→工作設(shè)定→參數(shù)設(shè)置（X130,Y122,Z23）→邊界盒→確定 4.2.3 刀具路徑 1.挖平面槽 操作：刀具路徑→挖槽→串連→選取圖形→執(zhí)行→設(shè)置參數(shù)→確定。 挖槽參數(shù)設(shè)置界面為圖 4-2、圖 4-3，生成刀具路徑為圖 4-4 22 圖 4-2 刀具參數(shù) 圖 4-3 挖槽參數(shù) 圖 4-4 刀具路線 2.銑上型腔 操作：刀具路徑→挖槽→串連→選取圖形→執(zhí)行→設(shè)置參數(shù)→確定。 挖槽參數(shù)設(shè)置界面為圖 4-5、圖 4-6，生成刀具路徑為圖 4-7 圖 4-5 刀具參數(shù) 圖 4-6 挖槽參數(shù) 23 圖 4-7 刀具路線 3 銑下型腔 操作：刀具路徑→挖槽→串連→選取圖形→執(zhí)行→設(shè)置參數(shù)→確定。 挖槽參數(shù)設(shè)置界面為圖 4-8、圖 4-9，生成刀具路徑為圖 4-10 圖 4-8 刀具參數(shù) 圖 4-9 挖槽參數(shù) 圖 4-10 刀具路線 4.銑下型腔內(nèi)深槽 操作：刀具路徑→挖槽→串連→選取圖形→執(zhí)行→設(shè)置參數(shù)→確定。 挖槽參數(shù)設(shè)置界面為圖 4-11、圖 4-12，生成刀具路徑為圖 4-13 24 圖 4-11 刀具參數(shù) 圖 4-12 挖槽參數(shù) 圖 4-13 刀具路線 5.銑下型腔內(nèi)窄槽 操作：刀具路徑→挖槽→串連→選取圖形→執(zhí)行→設(shè)置參數(shù)→確定。 挖槽參數(shù)設(shè)置界面為圖 4-14、圖 4-15，生成刀具路徑為圖 4-16 圖 4-14 刀具參數(shù) 圖 4-15 挖槽參數(shù) 圖 4-16 刀具路線 25 6.鉆凸臺孔 ?鉆中心孔 操作：刀具路徑→鉆孔→手動→選取圖形→執(zhí)行→設(shè)置參數(shù)→確定。 刀具參數(shù)設(shè)置界面為圖 4-17 圖 4-17 刀具參數(shù) ?鉆孔 操作：刀具路徑→鉆孔→手動→選取圖形→執(zhí)行→設(shè)置參數(shù)→確定。 刀具參數(shù)設(shè)置界面為圖 4-18 圖 4-18 刀具參數(shù) 7.鉆外輪廓孔 操作：刀具路徑→鉆孔→手動→選取圖形→執(zhí)行→設(shè)置參數(shù)→確定。 刀具參數(shù)設(shè)置界面為圖 4-19 26 圖 4-19 刀具參數(shù) 8.鉆上型腔小孔 操作：刀具路徑→鉆孔→手動→選取圖形→執(zhí)行→設(shè)置參數(shù)→確定。 刀具參數(shù)設(shè)置界面為圖 4-20 圖 4-20 刀具參數(shù) 9.鉆上型腔大孔 操作：刀具路徑→鉆孔→手動→選取圖形→執(zhí)行→設(shè)置參數(shù)→確定。 刀具參數(shù)設(shè)置界面為圖 4-21 圖 4-21 刀具參數(shù) 27 10.鉆下型腔孔 操作：刀具路徑→鉆孔→手動→選取圖形→執(zhí)行→設(shè)置參數(shù)→確定。 刀具參數(shù)設(shè)置界面為圖 4-22 圖 4-22 刀具參數(shù) 11.外形銑削 操作：刀具路徑→外形銑削→串連→選取圖形→執(zhí)行→設(shè)置參數(shù)→確定 銑外型參數(shù)設(shè)置界面為圖 4-23、圖 4-24，生成刀具路徑為圖 4-25 圖 4-23 刀具參數(shù) 圖 4-24 外形銑削參數(shù) 圖 4-25 刀具路線 28 4.2.4 實體仿真 操作：刀具路徑→操作管理→全選→實體驗證→持續(xù)執(zhí)行 操作管理界面為圖 4-22，實體驗證結(jié)果為圖 4-23 圖 4-22 操作管理圖 4-23 35 工序的實體驗證 4.2.5 后置處理 后處理實際上是一個文本編輯處理過程，其作用是將計算出的刀軌（刀位 運動軌跡）以規(guī)定的標準格式轉(zhuǎn)化為 NC 代碼并輸出保存。在主功能菜單選擇道 具路徑→操作管理→全選→后處理，彈出如圖 4-24 所示對話框： 圖 4-24 后處理 29 點擊確定即可生成 NC 代碼如圖 4-25 所示。 4-25 NC 代碼 4.2.6 其它工序仿真實體圖 本設(shè)計除了 35 工序所設(shè)計的面，還有 40 工序精銑反面、45 工序精銑左面、 50 工序精銑右面、55 工序精銑前面和 60 工序精銑后面。由于仿真步驟基本一 樣，這里只給出最后的加工仿真的實體驗證圖，如圖 4-26、圖 4-27、圖 4-28、 圖 4-29 和圖 4-30。 圖 4-26 40 工序的實體驗證 圖 4-27 45 工序的實體驗證 圖 4-28 50 工序的實體驗證 圖 4-29 55 工序的實體驗證 圖 4-30 60 工序的實體驗證 30 第五章 全文總結(jié) 本文講述了射頻盒體的加工過程，通過對射頻盒體的結(jié)構(gòu)分析和工藝分析， 讓我們對盒體有了認識，知道盒體的加工難點在與加工的型腔多，型腔的平行 度要求高且型腔與型腔之間的位置精度高，還有加工的螺紋孔多，螺紋孔之間 的位置精度高且螺紋孔還與型腔結(jié)合給加工帶來不便，最后型腔壁薄的加工還 需特殊的電火花加工。然后根據(jù)大學(xué)里學(xué)到的知識對盒體進行工藝規(guī)程設(shè)計。 在設(shè)計當(dāng)中遇到了很多問題，通過去圖書館查閱資料，從網(wǎng)上找資料，同學(xué)的 幫助和老師的指導(dǎo)，把我的問題一一解決了。設(shè)計當(dāng)中首先遇到的問題就是基 準面的選擇，一個工藝的好壞和它的工藝息息相關(guān)，如果基準面選擇不當(dāng)會對 整個工藝帶來嚴重的后果。其次，是對工序的安排，由于本盒體相對尺寸精度 要求高，我采用了工序集中加工。然后，根據(jù)盒體的加工尺寸選擇加工的刀具 和夾具。最后設(shè)定工序路線。由工序的加工路徑設(shè)定加工仿真，在加工仿真中 首選要熟練的使用 MasterCAM，通過盒體的工序仿真出來實體加工，最后導(dǎo)出 程序代碼運用到實際加工操作當(dāng)中。 31 參考文獻 [1] 閆光明.《現(xiàn)代制造工藝基礎(chǔ)》.西北工業(yè)大學(xué)出版社,2009 [2] 顧崇銜.《機械制造工藝學(xué)》.陜西科學(xué)出版社,2011 [3] 王凡.《實用機械制造工藝師手冊》.機械工業(yè)出版社,2007 [4] 劉朝儒.《機械制圖》.高等教育出版社,2006 [5] 張代東.《機械工程材料應(yīng)用基礎(chǔ)》.機械工業(yè)出版社,2010 [6] 徐學(xué)林.《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》.湖南大學(xué)出版社,2011 [7] 李體仁.《數(shù)控加工與編程技術(shù)》.北京大學(xué)出版社,2012 [8] 漆軍，何冰強.《數(shù)控加工工藝》.機械工業(yè)出版社,2013 32 致 謝 四年的大學(xué)時光就要結(jié)束了，我也順利的完成了我的畢業(yè)設(shè)計，在此之際 我要衷心的感謝在設(shè)計過程中一直幫助我支持我的老師。 我要感謝指導(dǎo)老師——賀榮老師，賀老師在整個設(shè)計過程中對我的影響很 大，設(shè)計過程中的很多個難點都是在賀老師的悉心指導(dǎo)下才克服的，還有賀老 師的親切和善也是我在整個設(shè)計過程中感受最深的。也因為這樣，和老師之間 存在著師生心理障礙一下全無，我也就大方的有問題就問，有想法就提，這也 使得我能更多的發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題，并解決問題。賀老師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度， 淵博的專業(yè)知識，誨人不倦教學(xué)精神，在學(xué)術(shù)上和為人上都是我們的楷模和榜 樣。同時我還要感謝跟我一起參與設(shè)計的同學(xué)，雖然我們畢設(shè)題目不同，但是 都能在討論中發(fā)現(xiàn)各自的問題，并互相提出解決的方法，設(shè)計能夠順利完成， 也因為他們的幫助。 結(jié)束代表著新的開始，新的征程，本次的畢業(yè)設(shè)計將會成為我今后工作， 學(xué)習(xí)生活中的一份堅實的基礎(chǔ)和保證。從中吸取的經(jīng)驗教訓(xùn)也將成為我們在今 后生活道路上的一筆財富，挫折永遠是前進道路上所必須面對的，相信我們的 未來會走的更好，也可以讓我們大學(xué)的老師放心。真心的感謝在大學(xué)幫助過我 的老師和同學(xué)們，再次感謝你們！ 33 畢業(yè)設(shè)計小結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計是結(jié)合工廠實踐完成的。這次設(shè)計主要問題是型腔太多，螺 紋孔定位精確，所以要考慮的問題很多，但經(jīng)過圖紙的分析、資料的查取、工 序的設(shè)計、仿真的繪制、到最后的總結(jié)修改，這些問題基本克服了，最后在實 際生產(chǎn)中可能還存在一定的問題。 畢業(yè)設(shè)計是對我這四年來大學(xué)所學(xué)到的知識的一個總結(jié)，也是即將步入社 會前的測試，關(guān)系到我的專業(yè)知識是否達到標準的檢測，所以在設(shè)計時需要求 謹務(wù)實的精神。設(shè)計不不合理的地方，需要去一一改正，直到合理為止。正是 本著這種實事求是的精神，才能完成本次畢業(yè)設(shè)計。這次畢業(yè)設(shè)計給了我一次 全面展示自我的機會。讓我有機會去設(shè)計工藝，進一步拓寬了我的知識面，同 時也給了我一個溫習(xí)以前所學(xué)知識的機會，使我進一步鞏固了機械制造、機械 制圖、數(shù)控加工及工藝等課程的基礎(chǔ)知識。本文闡述了射頻盒體的特點和發(fā)展 趨勢，分析零件的工藝性，確定工藝方案，闡述了盒體結(jié)構(gòu)，提升了設(shè)計思路 和提高了繪圖能力，熟悉了設(shè)計規(guī)范和標準。本次畢業(yè)設(shè)計主要是對射頻盒體 的加工仿真及編程進行設(shè)計分析、加工、仿真及說明。通過這次設(shè)計，我掌握 了機械加工設(shè)計的設(shè)計步驟，以及一些設(shè)計要點，也學(xué)到了許多繪圖技巧，對 CAD 和 CAM 的運用更加熟練，同時對機械行業(yè)的前景有了新的了解。 這次設(shè)計既是對大學(xué)期間所學(xué)知識的總結(jié)，也是為今后步入社會工作的一 個必要的準備。愿這次畢業(yè)設(shè)計能為今后的工作開啟新的篇章。 34 附 錄 附錄 1：外文翻譯 1 本 附錄 2：零件圖 1 張 附錄 3：工藝規(guī)程 1 本 附錄 4：程序 1 本