數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　學(xué)生所在校外學(xué)習(xí)中心 : </p><p>　　批次 層次 專業(yè) : </p><p>　　學(xué)號：_

2、 _ ____</p><p>　　學(xué)生姓名： ___ _____ __ </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　起止日期：

3、 </p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　制造業(yè)是所有與制造有關(guān)的行業(yè)的總稱，是一個國家國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。它一方面為全社會日用消費(fèi)品生產(chǎn)創(chuàng)造價值，另一方面也為國民經(jīng)濟(jì)各部門提供生產(chǎn)資料和裝備。據(jù)估計，工業(yè)化國家70%~80%的物質(zhì)財富來自制造業(yè)，約有1/4的人口從事各種形式的制造活動?？梢姡圃鞓I(yè)對一個國家的經(jīng)濟(jì)地位和政治地位具有至關(guān)重

4、要的影響，在21世紀(jì)的工業(yè)生產(chǎn)中具有決定性的地位與作用。 由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品日趨精密和復(fù)雜，且更新?lián)Q代速度加快，改型頻繁，用戶的需求也日趨多樣化和個性化，中小批量的零件生產(chǎn)越來越多。這對制造業(yè)的高精度、高效率和高柔性提出了更高的要求，希望市場能提供滿足不同加工需求、迅速高效、低成本地構(gòu)筑面向用戶的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，并大幅度地降低維護(hù)和使用的成本。同時還要求新一代制造系統(tǒng)具有方便的網(wǎng)絡(luò)功能，以適應(yīng)未來車間面向

5、任務(wù)和定單的生產(chǎn)組織和管理模式。</p><p>　　隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對制造業(yè)的要求不斷提高，以及科學(xué)技術(shù)特別是計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)已發(fā)生了根本性的變革，以數(shù)控技術(shù)為主的現(xiàn)代制造技術(shù)占據(jù)了重要地位。數(shù)控技術(shù)集微電子、計算機(jī)、信息處理、自動檢測及自動控制等高新技術(shù)于一體，是制造業(yè)實現(xiàn)柔性化、自動化、集成化及智能化的重要基礎(chǔ)。這個基礎(chǔ)是否牢固， 直接影響到一個國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力，也關(guān)系到一個國家的

6、戰(zhàn)略地位。因此，世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。在我國，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當(dāng)大的進(jìn)步，特別是在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域，基于PC平臺的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計是在修完所有課程之后，我們走向社會之前的一次綜合性設(shè)計。主要用到所學(xué)的數(shù)控加工工藝設(shè)計、機(jī)械設(shè)計等方面的知識。著重說明一軸的數(shù)控加工方法,即零件圖樣的分析、數(shù)控加

7、工的工藝分析、工藝路線的制定、數(shù)控程序的編制。通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我更加了解數(shù)控加工的含義，以及懂得如何查閱相關(guān)資料和怎樣解決在實際工作中遇到的實際問題，這為我以后從事這項職業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　凸輪零件的加工體現(xiàn)在對材料的選擇、刀具的選擇、工裝夾具、定位元件、基準(zhǔn)的選擇、定位方式、對刀、工藝路線擬

8、定、程序的編制、數(shù)控車、數(shù)控銑等。</p><p>　　著重說明了數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容 、數(shù)控加工工藝與普通加工工藝的區(qū)別及特點(diǎn) 、數(shù)控刀具的要求與特點(diǎn) 、數(shù)控刀具的材料 、選擇數(shù)控刀具時應(yīng)考慮的因素、工件的安裝 、定位誤差的概念和產(chǎn)生的原因 、數(shù)控車床的主要加工對象、數(shù)控車床的坐標(biāo)系、零件圖形的數(shù)學(xué)處理及編程尺寸設(shè)定值的確定 、工步順序的安排 、切削參數(shù)選擇 、數(shù)控銑床的主要加工對象等。全面審核投入生產(chǎn)制

9、造中。其中軸的數(shù)控加工工藝分析、裝夾、基準(zhǔn)的選擇、工藝路線的擬定、程序的編制既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)。</p><p><b>　　關(guān)鍵詞</b></p><p>　　刀具，加工工藝，銑床類型，程序編程，夾具，等等。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言

10、2</b></p><p><b>　　摘 要3</b></p><p>　　1、論文產(chǎn)生的目的及背景5</p><p>　　1．1課題的目的及意義5</p><p><b>　　1.2課題目的6</b></p><p>　　1.3課題任務(wù)、設(shè)計內(nèi)

11、容、實現(xiàn)途徑6</p><p>　　2、零件圖樣分析7</p><p><b>　　2.1結(jié)構(gòu)分析7</b></p><p>　　2.2精度等級、表面粗糙度8</p><p><b>　　2.3選材分析8</b></p><p>　　3、確定加工工藝方案10<

12、;/p><p>　　3.1工藝分析10</p><p>　　3.2 加工調(diào)整10</p><p>　　3.3 刀具集中分序法12</p><p>　　3.4以加工部位分序法12</p><p>　　3.5 以粗、精加工分序法12</p><p>　　4、工件的裝夾13</p>

13、<p>　　4.1數(shù)控銑床夾具13</p><p>　　4.2通用夾具13</p><p>　　4.3工件的裝夾方法和裝夾方式14</p><p>　　4.4工件的定位14</p><p>　　4.41工件定位的意義14</p><p>　　4.42工件的六點(diǎn)定位定位原理15</p>

14、;<p>　　4.43工件的定位形式15</p><p>　　4.5定位基準(zhǔn)的選擇16</p><p>　　4.51基準(zhǔn)及分類16</p><p>　　4.52定位基準(zhǔn)的選擇16</p><p>　　5、數(shù)控銑刀的選擇17</p><p>　　5.1對刀具的要求17</p>&l

15、t;p>　　6、切削用量的選擇19</p><p><b>　　7、數(shù)值計算20</b></p><p>　　8、程序的編制22</p><p>　　8.1 UG的編程的應(yīng)用22</p><p>　　8.2編制程序23</p><p>　　8.21 UG自動編程效果圖23<

16、/p><p>　　8.22手動編寫加工程序26</p><p><b>　　總結(jié)28</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><p>　　1、論文產(chǎn)生的目的及背景</p><p>　　1．1課題的目的及意義</p><p>

17、　　數(shù)控銑床銑削凸輪零件，是理論知識和實踐的課題。它主要的意義是讓我們了解數(shù)控技術(shù)，了解數(shù)控技術(shù)給我們生活帶來的方便，給我國的傳統(tǒng)工藝帶來的巨大的改變。</p><p>　　同過去的傳統(tǒng)加工相比，數(shù)控不僅加工自動化程度高，在數(shù)控機(jī)床加工零件時，除了手工裝卸工件外，全部加工過程都是由機(jī)床自動完成。而且，數(shù)控加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控加工尺寸精度通常在0.005-0.1MM之間。數(shù)控加工對象比較廣泛，生產(chǎn)的效率也

18、比較高：一方面自動化程度高，在一次裝夾中能完成較多表面，省去了劃線，多次裝夾，檢測等工序；例如凸輪零件在加工過程中，先把刀對好，再利用數(shù)控編程技術(shù)使加工深度逐漸的加深，這樣既能不損壞刀具，又能達(dá)到加工要求。這樣就提高了效率。數(shù)控技術(shù)生產(chǎn)的效率.質(zhì)量是先進(jìn)技術(shù)的主題。</p><p>　　21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工

19、過程的自適用控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用鏈接方便的智能化，如智能化的自動編程，自動化的人機(jī)界面等；還有智能診斷.智能監(jiān)控方面的內(nèi)容，方便系統(tǒng)的診斷和維修等。</p><p>　　為了充分發(fā)揮數(shù)控加工優(yōu)勢，數(shù)控加工正在向工序集中.更高速高效率.更高精度.更高可靠性及更完善的功能方向發(fā)展。</p><p><b>　　1.2課題目的</b></p&g

20、t;<p>　?。?）培養(yǎng)和提高自己綜合運(yùn)用專業(yè)知識分析和解決實際問題的能力，進(jìn)一步將自己學(xué)到的理論知識運(yùn)用到實際問題當(dāng)中去，使所學(xué)的理論知識得到鞏固、擴(kuò)大、加深和系統(tǒng)化。</p><p>　　（2）學(xué)會利用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)解決普通銑床難以解決的零件，使用現(xiàn)代數(shù)控銑床編程數(shù)控程序銑削凸輪零件，學(xué)會和同學(xué)們一起互相合作，互相探討，培養(yǎng)團(tuán)隊合作精神。</p><p>　　1.3課題任

21、務(wù)、設(shè)計內(nèi)容、實現(xiàn)途徑</p><p><b>　　課題任務(wù)：</b></p><p>　?。?）分析凸輪零件的數(shù)控銑削加工工藝。</p><p>　　（2）合理的選擇數(shù)控機(jī)床，</p><p>　?。?）利用數(shù)控銑床銑削凸輪零件。</p><p>　　（4）利用CAD/CAM技術(shù)畫圖根據(jù)其圖樣自

22、動生成加工程序，然后轉(zhuǎn)換到數(shù)控銑床，讓其加工出合格的凸輪零件</p><p>　　設(shè)計內(nèi)容：數(shù)控加工工藝設(shè)計、程序編制；機(jī)床、刀具、材料的選擇；工件的裝夾；數(shù)控車、數(shù)控銑；工藝路線的擬定。</p><p>　　實現(xiàn)途徑：根據(jù)我所學(xué)的知識，加上指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，參考有關(guān)數(shù)控加工工藝與設(shè)備的書本和文獻(xiàn)，在網(wǎng)上找相關(guān)的資料加以分析和利用，還有數(shù)控現(xiàn)場的調(diào)查和分析。</p><p

23、><b>　　2、零件圖樣分析</b></p><p><b>　　如圖所示</b></p><p><b>　　圖1 凸輪零件</b></p><p><b>　　2.1結(jié)構(gòu)分析</b></p><p>　　該零件是常見的凸輪類復(fù)雜零件，是由凸輪槽

24、內(nèi)、外輪廓、孔等表面組成的內(nèi)外輪廓加工 零件。由于該零件加工表面較多、技術(shù)要求主要是凸輪定位孔的徑向尺寸和形位精度要求較 高，形狀較復(fù)雜、尺寸難以控制，屬于較復(fù)雜槽形零件。為保證零件加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效 率，選擇以數(shù)控銑床為主加工該零件。</p><p>　　另外，此零件外型是一個厚度為15MM，直徑為127MM的圓盤。該凸輪是由幾個圓弧連接組成的，其中上方向圓弧連接尤為突出。中間還有一個圓孔直徑為30MM。中心

25、孔周圍有4個小圓孔直徑都是13MM，因為結(jié)構(gòu)比較簡單所以只需要用數(shù)控銑床銑出來就可以在保證它的質(zhì)量之前。選用140mmX1400mmX20mm 方料毛坯</p><p>　　2.2精度等級、表面粗糙度</p><p>　?。?）表面間的平行度和垂直度，為了保證配合能夠緊密貼和。所以工件應(yīng)該裝的平穩(wěn)。</p><p>　?。?）表面粗糙度和經(jīng)濟(jì)等級，一般表面精度為IT

26、6以上。表面粗糙度＜0.63精度等級不是很高的表面。</p><p>　?。?）孔的精度，垂直度，粗糙度。最終精度可達(dá)H7。</p><p>　?。?）其它部分達(dá)到尺寸要求即可。</p><p>　　加工的關(guān)鍵問題是如何保證凸輪零件的尺寸、形狀、位置精度和表面粗糙度。</p><p><b>　　2.3選材分析</b>&

27、lt;/p><p>　　機(jī)械加工的目的是將毛坯加工成符合產(chǎn)品要求的零件。通常，毛坯需要經(jīng)過若干工序才能轉(zhuǎn)化為符合產(chǎn)品要求的零件。一個相同結(jié)構(gòu)相同要求的機(jī)器零件，可以采用幾種不同的工藝過程完成，但其中總有一種工藝過程在某一特定條件下是最經(jīng)濟(jì)、最合理的。所以此平面凸輪零件應(yīng)選擇最經(jīng)濟(jì)，最符合實際條件的材料。因為凸輪運(yùn)轉(zhuǎn)速度</p><p>　　比較高所以強(qiáng)度要求高。塑性和韌性要求都比較高。所以我們

28、選擇45號鋼材料，毛坯尺寸為的方料。我們可以分析以下45號鋼材料的性能。45號鋼又名優(yōu)質(zhì)碳素鋼。</p><p>　　抗拉強(qiáng)度: ≥600 (MPa)</p><p>　　屈服強(qiáng)度: ≥355 (MPa) </p><p>　　延 長 率: ≥16% </p><p>　　斷面收縮率: ≥40% </p><p>　　

29、布氏硬度: ≤197</p><p><b>　　材料化學(xué)成分組成 </b></p><p><b>　　元素 比例(%) </b></p><p>　　碳 C : 0.42～0.50 </p><p>　　鉻 Cr ; ≤0.25 </p><p>　　錳 Mn ; 0.5

30、0～0.80 </p><p>　　鎳 Ni ; ≤0.25 </p><p>　　磷 P ; ≤0.035 </p><p>　　硫 S ; ≤0.035 </p><p>　　硅 Si ; 0.17～0.37</p><p>　　試樣毛坯尺寸/mm300 </p><p>　　推薦熱處理/℃

31、|正火: 850 </p><p>　　推薦熱處理/℃|淬火: 840 </p><p>　　推薦熱處理/℃|回火: 600 </p><p>　　力學(xué)性能|σb/MPa≥: 600 </p><p>　　力學(xué)性能|σs/MPa≥: 355 </p><p>　　力學(xué)性能|δ5(%)≥: 16 </p>

32、<p>　　力學(xué)性能|ψ(%)≥: 40 </p><p>　　力學(xué)性能|AKU/J≥: 39 </p><p>　　鋼材交貨狀態(tài)硬度HBS10/3000，≤|未熱處理鋼: 229 </p><p>　　鋼材交貨狀態(tài)硬度HBS10/3000，≤|退火鋼: 197</p><p><b>　　特性及應(yīng)用</b>&

33、lt;/p><p>　　未熱處理時：HB≤229 </p><p><b>　　熱處理：正火 </b></p><p>　　沖擊功：Aku≥39J </p><p>　　強(qiáng)度較高，塑性和韌性尚好，用于制作承受負(fù)荷較大的小截面調(diào)質(zhì)件和應(yīng)力較小的大型正火零件，以及對心部強(qiáng)度要求不高的表面淬火零件，如曲軸、傳動軸、齒輪、蝸桿、鍵、

34、銷等。水淬時有形成裂紋的傾向，形狀復(fù)雜的零件應(yīng)在熱水或油中淬火。焊</p><p><b>　　牌號: 45</b></p><p>　　應(yīng)用舉例: 主要用于制造強(qiáng)度高的運(yùn)動件，如透平機(jī)葉輪、壓縮機(jī)活塞。軸、齒輪、齒條、蝸桿等。焊接件注意焊前預(yù)熱，焊后消除應(yīng)力退火。</p><p>　　3、確定加工工藝方案</p><p&g

35、t;　　平面凸輪如圖1所示。</p><p><b>　　3.1工藝分析</b></p><p>　　從圖上要求看出，凸輪曲線分別由幾段圓弧組成，φ30孔為設(shè)計基準(zhǔn)，其余表面包括4-φ13H7孔均已加工。故取φ30孔和一個端面作為主要定位面，在聯(lián)接孔φ13的一個孔內(nèi)增加削邊銷，在端面上用螺母墊圈壓緊。因為孔是設(shè)計和定位的基準(zhǔn)，所以對刀點(diǎn)選在孔中心線與端面的交點(diǎn)上，這

36、樣很容易確定刀具中心與零件的相對位置。</p><p><b>　　3.2 加工調(diào)整</b></p><p>　　加工坐標(biāo)系在X和Y方向上的位置設(shè)在工作臺中間，在G53坐標(biāo)系中取X＝-400，Y＝-100。Z坐標(biāo)可以按刀具長度和夾具、零件高度決定，如選用φ20的立銑刀，零件上端面為Z向坐標(biāo)零點(diǎn)，該點(diǎn)在G53坐標(biāo)系中的位置為Z＝-80處，將上述三個數(shù)值設(shè)置到G54加工坐

37、標(biāo)系中。加工工序卡如表1所示。</p><p>　　3.3 刀具集中分序法 </p><p>　　就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。在用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。</p><p>　　3.4以加工部位分序法 </p><p>　　對于加

38、工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部分分成幾個部分，如內(nèi)形、外形、圓弧或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。</p><p>　　3.5 以粗、精加工分序法</p><p>　　對于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進(jìn)行校形，故一般來說凡要進(jìn)行粗、精加工的都要將工序分

39、開。 綜上所述，該凸輪的加工路線包括深度切入進(jìn)給和平面切削，切削加工時當(dāng)?shù)毒咧林付ㄉ疃群?，刀具在XY平面內(nèi)運(yùn)動，銑削凸輪輪廓。在劃分工序時，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，機(jī)床的功能，零件數(shù)控加工內(nèi)容的多少，安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，要根據(jù)實際情況來確定，但一定力求合理。</p><p>　　本零件的加工表面有外圓、內(nèi)孔、端面及小孔，材料為 45#

40、鋼。故確定加工方法及工藝路線如下：</p><p>　　工序0：將鍛件毛坯進(jìn)行正火處理，將毛坯加熱到 850-900℃，空冷或風(fēng)冷到常溫，隨爐抽檢零件正火硬度；</p><p>　　工序10：找正虎臺鉗，加緊毛坯，編制加工程序，啟動設(shè)備粗、精銑140mmX140mm任一端面端面　</p><p>　　工序20：編制加工程序，啟動設(shè)備在在上道工序銑好的140mmX14

41、0mm端面上鉆孔　</p><p>　　工序30：編制加工程序，啟動設(shè)備在上道工序，銑平面以及銑鉆好的孔φ30H7的中心孔和4-φ13H7的4個小孔</p><p>　　工序40：翻面銑端面，以銑好的端面位基準(zhǔn)，銑另一面140mmx140mm</p><p>　　工序50：做好工裝，編制加工程序，啟動設(shè)備銑凸輪外圓</p><p><b

42、>　　4、工件的裝夾</b></p><p><b>　　4.1數(shù)控銑床夾具</b></p><p>　　(1) 數(shù)控銑床夾具的定義和分類</p><p>　　在數(shù)控銑床上用于裝夾工件的裝置稱為銑床夾具。</p><p>　　銑床夾具可分萬能組合夾具，專用銑切夾具，多工位夾具，氣動或液壓夾具，真空夾具。

43、還有虎鉗和分度頭三爪卡盤這幾種通用夾具。</p><p>　　(2)夾具的作用：簡單的定位和夾緊</p><p>　?、賷A具應(yīng)能保證在機(jī)床上實現(xiàn)定向安裝，還要求能協(xié)調(diào)零件定位面與機(jī)床之間保持一定的坐標(biāo)尺寸聯(lián)系。</p><p>　?、谧龅帽M可能開敞，保持一定的安全距離，夾緊機(jī)構(gòu)元件能低則低，以防止夾具與銑床主軸套筒或刀套、刃具在加工過程中發(fā)生碰撞。</p>

44、;<p>　　③夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。</p><p><b>　　4.2通用夾具</b></p><p>　　(1)數(shù)控銑削加工常用的夾具大致有下列幾種：</p><p><b>　?、偃f能組合夾具  </b></p><p><b>　?、趯Ｓ勉娗袏A具<

45、/b></p><p><b>　?、鄱喙の粖A具 </b></p><p><b>　?、軞鈩踊蛞簤簥A具 </b></p><p><b>　　⑤真空夾具  </b></p><p>　　除上述幾種夾具外，數(shù)控銑削加工中也經(jīng)常采用虎鉗、分度頭

46、和三爪夾盤等通用夾具。</p><p>　?。?）數(shù)控銑削夾具的選用原則</p><p>　　在選用夾具時可參照下列原則：</p><p>　　①在生產(chǎn)量小或研制時，應(yīng)廣泛采用萬能組合夾具。</p><p>　?、谛∨虺膳a(chǎn)時可考慮采用專用夾具。</p><p>　?、墼谏a(chǎn)批量較大時可考慮采用多工位夾具和氣動；

47、液壓夾具。</p><p>　　4.3工件的裝夾方法和裝夾方式</p><p>　　在數(shù)控機(jī)床上加工零件時，定位安裝的基本原則是合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案。在選擇時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：</p><p>　?。?）力求設(shè)計、工藝和編程計算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。</p><p>　?。?）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。<

48、/p><p>　　（3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。</p><p>　　根據(jù)工件特點(diǎn)，用一塊320㎜×320㎜×40㎜的墊塊，在墊塊上分別精鏜Ф30㎜及Ф13㎜兩個定位孔（當(dāng)然要配定位銷），孔距離15±0.015㎜，墊板平面度為0.05㎜，該零件在加工前，先固定夾具的平面，使兩定位銷孔的中心連線與機(jī)床x軸平行，夾具平面要保證與工作臺

49、面平行，并用百分表檢查。</p><p><b>　　4.4工件的定位</b></p><p>　　工件的定位的目的是使工件在夾具中相對機(jī)床，刀具都有一個確定的位置。工件上用來定位的表面稱為定位基準(zhǔn)面，而在工序圖上，用來規(guī)定本工序加工表面的位置的基準(zhǔn)為工序基準(zhǔn)。</p><p>　　4.41工件定位的意義</p><p>

50、;　　在切削加工過程中，要使工件的各個加工表面的尺寸、形狀及位置精度符合規(guī)定要求，必須使工件在機(jī)床或夾具中占有一個確定的位置。定位就是確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確位置的過程。工件定位是否準(zhǔn)確，決定了工件的加工精度能否達(dá)到要求。在成批生產(chǎn)中，工件夾緊后，使之與機(jī)床、刀具保持一個確定的相對位置，也是縮短加工時間，提高生產(chǎn)效率的決定因素之一。</p><p>　　4.42工件的六點(diǎn)定位定位原理</p>

51、<p>　　物體在空間的任何運(yùn)動，都可以分解為相互垂直的空間直角坐標(biāo)系中的六種運(yùn)動。其中三個是沿三個坐標(biāo)軸的平行移動，分別以x,y、z表示；另三個是繞三個坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，分別以x,y,z表示，如圖3—l所示。這六種運(yùn)動的可能性，稱為物體的六個自由度。在夾具中適當(dāng)?shù)夭贾昧鶄€支承，使工件與六個支承接觸，就可消除工件的六個自由度，使工件的位置完全確定。這種采用布置恰當(dāng)?shù)牧鶄€支承點(diǎn)來消除工件六個自由度的。</p>&

52、lt;p>　　在圖3—2中，xOy坐標(biāo)平面上的三個支承點(diǎn)限制了工件的z,x,y三個自由度；y02坐標(biāo)平面的兩個支承點(diǎn)限制了z.x兩個自由度;xoz坐標(biāo)平面上的一個支承點(diǎn)限制了礦一個自由度。這種必須使定位元件所相當(dāng)?shù)闹С悬c(diǎn)數(shù)目剛好等于六個，且按3：1：1的數(shù)目分布在三個相互垂直的坐標(biāo)平面上的定位方法稱為六點(diǎn)定則，或稱為六點(diǎn)定位原理。</p><p>　　4.43工件的定位形式</p><p

53、>　?、偻耆ㄎ?工件在夾具中定位時，如果夾具中的六個支承點(diǎn)恰好限制了工件的六個自由度，使工件在夾具中占有完全確定的位置，這種定位方式稱為完全定位，如圖3—2所示。②不完全定位 定位元件的支承點(diǎn)，完全限制了按加工工藝要求需要限制的自由度數(shù)目，但卻少于六個自由度。　　 如圖3—3所示為階梯面零件，需要在銑床上銑階梯面。其底面和左側(cè)面為高度和寬度方向的定位基準(zhǔn)，階梯槽是前后貫通的，故只需限制五個自由度(底面三個

54、支承點(diǎn)，側(cè)面兩個支承點(diǎn))。</p><p>　　因為工件無須銑臺階面。所以我們可以采用完全定位方式。</p><p>　　4.5定位基準(zhǔn)的選擇</p><p><b>　　4.51基準(zhǔn)及分類</b></p><p>　　(1)基準(zhǔn)：零件上用來確定其他點(diǎn)，線，面所依據(jù)的點(diǎn)線，面。</p><p>

55、　　(2)基準(zhǔn)的分類：依據(jù)用途不同基準(zhǔn)可分為兩類，設(shè)計基準(zhǔn)，工藝基準(zhǔn)。</p><p>　　4.52定位基準(zhǔn)的選擇 </p><p>　　(1)選擇精基準(zhǔn)時，應(yīng)能保證加工精度和裝夾的可靠方便，可按下列原則： ①基準(zhǔn)重合原則 </p><p><b>　?、诨鶞?zhǔn)統(tǒng)一 </b></p><p><b>　?、圩詾?/p>

56、基準(zhǔn)原則 </b></p><p><b>　?、芑榛鶞?zhǔn)原則 </b></p><p>　?、荼ＷC工件定位準(zhǔn)確、加緊可靠、操作方便的原則 </p><p>　　(2)粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇的要求應(yīng)能保證加工面與非加工面之間的位置要求及合理分配各加工面的余量，同時為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)面。具體按以下原則選擇： </p

57、><p>　?、贋榱吮ＷC加工面和非加工面的位置要求，應(yīng)選非加工面為粗基準(zhǔn)②合理分配各加工面的余量③粗基準(zhǔn)要避免重復(fù)使用④粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整光潔⑤余量均勻原則 </p><p>　　此凸輪零件我們先用毛坯夾在銑床上銑一個平整光滑的平面，再以此平面作為粗基準(zhǔn)。然后把此平面安裝在工裝上加工。 定位基準(zhǔn)采用“一面兩孔”定位，即用銑好的面和兩個基準(zhǔn)孔作為定位基準(zhǔn)。加工出此零件的外型。</p

58、><p><b>　　5、數(shù)控銑刀的選擇</b></p><p><b>　　5.1對刀具的要求</b></p><p>　　(1)銑刀剛性要好 </p><p>　　一是為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量的需要；二是為適應(yīng)數(shù)控銑床加工過程中難以調(diào)整切削用量的特點(diǎn)。當(dāng)工件各處的加工余量相差懸殊時，

59、通用銑床遇到這種情況很容易采取分層銑削方法加以解決，而數(shù)控銑削就必須按程序規(guī)定的走刀路線前進(jìn)，遇到余量大時無法象通用銑床那樣“隨機(jī)應(yīng)變”，除非在編程時能夠預(yù)先考慮到，否則銑刀必須返回原點(diǎn)，用改變切削面高度或加大刀具半徑補(bǔ)償值的方法從頭開始加工，多走幾刀。但這樣勢必造成余量少的地方經(jīng)常走空刀，降低了生產(chǎn)效率，如刀具剛性較好就不必這么辦。</p><p>　　(2)銑刀的耐用度要高  </p>

60、<p>　　尤其是當(dāng)一把銑刀加工的內(nèi)容很多時，如刀具不耐用而磨損較快，就會影響工件的表面質(zhì)量與加工精度，而且會增加換刀引起的調(diào)刀與對刀次數(shù)，也會使工作表面留下因?qū)Φ墩`差而形成的接刀臺階，降低了工件的表面質(zhì)量。</p><p>　　除上述兩點(diǎn)之外，銑刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇及排屑性能等也非常重要，切屑粘刀形成積屑瘤在數(shù)控銑削中是十分忌諱的?？傊?，根據(jù)被加工工件材料的熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量，選

61、擇剛性好，耐用度高的銑刀，是充分發(fā)揮數(shù)控銑床的生產(chǎn)效率和獲得滿意的加工質(zhì)量的前提。</p><p><b>　?。?）常用銑刀種類</b></p><p><b>　?、俦P銑刀  </b></p><p>　　一般采用在盤狀刀體上機(jī)夾刀片或刀頭組成，常用于端銑較大的平面。</p><p>

62、<b>　?、诙算姷?#160;</b></p><p>　　端銑刀是數(shù)控銑加工中最常用的一種銑刀，廣泛用于加工平面類零件，圖4-3是兩種最常見的端銑刀。端銑刀除用其端刃銑削外，也常用其側(cè)刃銑削，有時端刃、側(cè)刃同時進(jìn)行銑削，端銑刀也可稱為圓柱銑刀。</p><p><b>　　圖  4-3</b></p><p>

63、;<b>　?、鄢尚豌姷?#160; </b></p><p>　　成型銑刀一般都是為特定的工件或加工內(nèi)容專門設(shè)計制造的，適用于加工平面類零件的特定形狀（如角度面、凹槽面等），也適用于特形孔或臺。圖4-4示出的是幾種常用的成型銑刀。</p><p><b>　　圖  4-4</b></p><p><b&g

64、t;　　④球頭銑刀`</b></p><p>　　適用于加工空間曲面零件，有時也用于平面類零件較大的轉(zhuǎn)接凹圓弧的補(bǔ)加工。圖4-5是一種常見的球頭銑刀。</p><p>　　圖  4-5         圖  4-6</p><p><b>　?、?/p>

65、鼓形銑刀</b></p><p>　　圖4-6是一種典型的鼓形銑刀，主要用于對變斜角類零件的變斜角面的近似加工。</p><p>　　除上述幾種類型的銑刀外，數(shù)控銑床也可使用各種通用銑刀。但因不少數(shù)控銑床的主軸內(nèi)有特殊的拉刀裝置，或因主軸內(nèi)孔錐度有別，須配制過渡套和拉桿。</p><p>　　因為此零件稍復(fù)雜所以銑較大平面時，為了提高生產(chǎn)效率和提高加工表

66、面粗糙度，一般采用刀片鑲嵌式盤形面銑刀。也可所選用刀具為高速鋼 6 刃立銑刀。</p><p>　　孔加工時，可采用鉆頭、鏜刀等孔加工刀具。立銑刀主要用于立式銑床上加工凹槽，臺階面，成型面等是數(shù)控銑削中最常用的一種銑刀。</p><p>　　6、切削用量的選擇 </p><p>　　凸輪槽內(nèi)、外輪廓精加工時留0.3㎜銑削用量，確定主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度時，先查切削用量手

67、冊，確定切削速度與每齒進(jìn)給量，然后利用公式vc=πdn/1000計算主軸轉(zhuǎn)速n，利用vf = nZfz計算進(jìn)給速度。</p><p>　　依據(jù)零件材料45鋼的切削性能，硬質(zhì)合金刀具材料的特性及加工精度要求確定切削用量。凸輪兩側(cè)面各留1mm精銑余量；切削速度和進(jìn)給速度的選擇應(yīng)考慮刀具的工作效率和壽命，粗銑時主軸轉(zhuǎn)速取盡可能的低值，進(jìn)給速度盡可能的取高值，精加工前，檢測零件幾何尺寸，依據(jù)檢測結(jié)果決定刀具長度和刀具半徑

68、的偏置量，精銑時主軸轉(zhuǎn)速盡可能取高速，銑刀進(jìn)給速度進(jìn)肯能取低值，保證尺寸精度和表面質(zhì)量符合圖紙的加工要求。</p><p><b>　　7 數(shù)值計算</b></p><p>　　該凸輪加工的輪廓均為圓弧組成，因而只要計算出基點(diǎn)坐標(biāo)，就可編制程序。在加工坐標(biāo)系中，各點(diǎn)的坐標(biāo)計算如下：BC弧的中心O1點(diǎn)：X＝-(175＋63．8)sin8°59′＝-37．28

69、　　　　　　　　Y＝-(175＋63．8)cos8°59′＝-235．86EF弧的中心O2點(diǎn)：X2＋Y2＝692 } 聯(lián)立　　　　　　　　(X-64)2＋Y2＝212解之得 　　　　　X＝65．75，Y＝20．93HI弧的中心O4點(diǎn)：X＝-(175＋61)cos24°15′＝-215.18　　　　　　　　Y＝(175＋61)sin 24°15′＝96．93DE弧的中心O5點(diǎn)：X2＋Y2＝63．

70、72 } 聯(lián)立　　　　　　　　(X-65．75)2＋(Y-20．93)2＝21．302 解之得 　　　　　X＝63．70，Y＝-0．27B點(diǎn)： 　　　　　 X＝-63．8sin8°59′＝-9．96　　　　　　　　 Y＝-63．8cos8°59′＝-63．02C點(diǎn)： 　　　　　 X2＋Y2＝642 } 聯(lián)立　　　　　　　　 (X＋37．28)2＋(Y＋235．86)2＝1752解之得 　　　</p

71、><p>　　根據(jù)上面的數(shù)值計算，可畫出凸輪加工走刀路線圖。如表2所示。</p><p>　　表2 數(shù)控加工走刀路線圖</p><p><b>　　8、程序的編制</b></p><p>　　8.1 UG的編程的應(yīng)用</p><p>　　隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，制造

72、業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，它對一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。隨著科技的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)也在不斷的發(fā)展更新，現(xiàn)在數(shù)控技術(shù)也稱計算機(jī)數(shù)控技術(shù)，加工軟件的更新快，CAD/CAM、UG 、 PRO/E的應(yīng)用是一項實踐性很強(qiáng)的技術(shù)。</p><p>　　UG是當(dāng)今世界上最先進(jìn)且高度集成的CAD/CAM/CAE高端軟件之一，是美國UGS公司研發(fā)的，他廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、航空航天

73、、家電、電子以及化工各個行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造領(lǐng)域。</p><p>　　UG在工業(yè)設(shè)計中，具有自由形狀建模、分析表面連續(xù)性、顏色、材料、結(jié)構(gòu)、照明和工作室效果等功能，并通過開發(fā)環(huán)境將設(shè)計與其他領(lǐng)域知識集成在一起。在數(shù)控編程解決方案方面，有集成的刀具路徑切削和機(jī)床運(yùn)動仿真、后處理程序、車間工藝文檔以及制造資源管理等。</p><p>　　UG提供了一個完整NC編程系統(tǒng)所需的一切組件，包括鉆孔

74、、車削、2-5軸銑削、線切割、基于特征的加工一整套刀具路徑處理器、后處理器建造和編輯工具和全面的三維機(jī)床仿真。UG不僅可以接受本系統(tǒng)生成的CAD數(shù)據(jù)，而且它提供多種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換格式，處理任何第三方CAD系統(tǒng)所生成的數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　8.2編制程序</b></p><p>　　8.21 UG自動編程效果圖</p><p><

75、b>　　工序10</b></p><p><b>　　工序20</b></p><p><b>　　工序30</b></p><p><b>　　工序40</b></p><p><b>　　工序50</b></p><

76、;p>　　8.22手動編寫加工程序</p><p>　　凸輪加工的程序及程序說明如下：N10 G54 X0 Y0 Z40　　　　　　　　　 //進(jìn)入加工坐標(biāo)系N20 G90 G00 G17 X-73．8 Y20　　　 　//由起刀點(diǎn)到加工開始點(diǎn)N30 G00 Z0 　　　　　　　　　　　　 //下刀至零件上表面N40 G01 Z-16 F200 　　　　　　　　　 //下刀至零件下表面以下1mmN

77、50 G42 G01 X-63．8Y10 F80 H01 　　　//開始刀具半徑補(bǔ)償N60 G01 X-63．8 Y0　　　　　　　　　 //切入零件至A點(diǎn)N70 G03 X-9．96 Y-63．02 R63．8 　　 //切削ABN80 G02 X-5．57 Y-63．76 R175　　　　 //切削BCN90 G03 X63．99 Y-0．28 R64 　　　　　//切削CDN100 G03 X63．72 Y0．03 R0

78、．3 　　　　//切削DEN110 G02 X44．79 Y19．6 R21 　　　　　//切削EFN120 G03 X14．79 Y59．18 R46 　　　　//切削FGN130 G03 X-55</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　在這次的畢業(yè)設(shè)計中本人充分運(yùn)用在大學(xué)期間里面所學(xué)的知識設(shè)計了凸輪零件數(shù)控加工工藝過程及編程分析的畢業(yè)

79、設(shè)計論文，經(jīng)過這次寫畢業(yè)論文過程，我學(xué)會了應(yīng)用一些電腦軟件，系統(tǒng)復(fù)習(xí)了這幾年里所學(xué)的知識，也參考很多相關(guān)的書籍及運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)的知識信息，收獲頗多。特別是凸輪零件結(jié)構(gòu)的深入認(rèn)識和了解。</p><p>　　本設(shè)計研究過程中仍然存在一些不足，有的問題還有待進(jìn)一步深入，具體如下：</p><p>　　1、系統(tǒng)的設(shè)計不太完善，還可結(jié)合計算機(jī)數(shù)據(jù)庫計算分析，整理出更加合理的設(shè)計方案。</p

80、><p>　　2、存在一定的浪費(fèi)，夾具的易磨損件在設(shè)計中未明確磨損程度和使用極限。</p><p>　　3、計算零件加工時間時考慮的是主要的工作時間，沒將操作者輔助時間加上去。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 趙家齊.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004<

81、/p><p>　　[2] 沈建峰，章志成.數(shù)控機(jī)床編程與操作實訓(xùn)[M].國防工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[3] 楊仲岡.數(shù)控設(shè)備與編程[M].高等教育出版社，2006</p><p>　　[4] 顧京.數(shù)控機(jī)床加工程序編制[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[5] 王愛玲，李清.數(shù)控機(jī)床加工工藝[M].機(jī)械工業(yè)出版