畢業(yè)設計-花鍵從動件的三維設計、裝配和cam自動編程

1、<p><b>　　畢業(yè)設計</b></p><p>　　課題：花鍵從動件的三維設計、裝配和CAM自動編程</p><p>　　系 部 ： 機電系 </p><p>　　專 業(yè) ： 數(shù) 控 </p><p>　　班 級 ： ******** </p>

2、;<p>　　姓 名 ： </p><p>　　學 號 ： ********** </p><p>　　導 師 ： ****** </p><p>　　二0一二 年 四 月</p><p><b>　　目 錄</b></p><

3、p>　　摘 要……........................................................................................................................1 第1章 概述.............................................................................

4、.......................................2</p><p>　　1.1 CAD/CAM技術發(fā)展簡史........................................................................................3</p><p>　　1.2 CAD/CAM技術概要.............

5、...................................................................................5</p><p>　　1.3 本課題零件介紹......................................................................................................

6、.6</p><p>　　第2章 零件CAD建模..................................................................................................7</p><p>　　2.1零件實體建模方案...................................................

7、..............................................7</p><p>　　2.2零件CAD建模過程...............................................................................................7</p><p>　　第3章 仿真裝配...........

8、................................................................................................15</p><p>　　3.1 裝配過程...........................................................................................

9、....................15</p><p>　　3.2 編輯爆炸圖.........................................................................................................28第4章 重要零件的工藝分析..............................................

10、........................................30</p><p>　　4.1 零件結構形狀分析.................................................................................................30</p><p>　　4.2 毛坯選擇.............

11、....................................................................................................31</p><p>　　4.3 夾具選擇.......................................................................................

12、..........................31</p><p>　　4.4 刀具選擇.................................................................................................................32</p><p>　　4.5 工藝卡片的制定............

13、.........................................................................................34</p><p>　　4.6 加工程序..................................................................................................

14、...............36</p><p>　　小結................................................................................................................................43</p><p>　　參考文獻.....................

15、...................................................................................................44</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文主要以離合液壓器中的花鍵從動件為例，研究基于UG的三維CAD設計和CAM自動編程以及仿真裝配的過程

16、。首先利用UG軟件的CAD模塊對要加工的零件進行實體建模，然后以零件的三維實體模型為依據(jù)，得到它的實體造型，并討論了零件三維實體建模的方法、建模過程與處理技巧。在零件形狀結構分析的基礎上，制定它們的加工工藝，分析數(shù)控自動編程的方法與特點，完成粗、精加工的NC編程，并生成數(shù)控機床可以識別的NC代碼程序。</p><p>　　【關鍵詞】：UG軟件的應用，CAD/CAM, 離合液壓器花鍵，裝配</p>&

17、lt;p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This article introduces the process of how to design the part using the function of CAD and CAM basing on the UG software. First of all utilize UG software CAD

18、module to adjust the spare parts which will be processed and carries on the entity model building. Afterwards the three dimensions physicals model with the spare parts are the foundation, Obtain its solid modeling, Moreo

19、ver talk about three dimensions on the spare parts entity models building means, Model building process together with ha</p><p>　　Keywords: UG；CAD/CAM；Splined clutch hydraulic；Automated programming</p>

20、<p><b>　　第一章 概 述</b></p><p>　　隨著電子技術在制造業(yè)的推廣及應用, 傳統(tǒng)機械加工方法正逐漸被先進的CAD /CAM (計算機輔助設計與制造) 所取代。應用傳統(tǒng)的加工方法, 不僅生產(chǎn)率低, 且精度得不到保證, CAD /CAM軟件在機械加工中的應用, 為我們開辟了一種新的設計、加工途徑, 并使機械制造能力上了一個新的臺階。</p>

21、<p>　　UG/NX作為參數(shù)化CAD/CAM軟件系統(tǒng)的代表，主要用于汽車、航空航天、機械電子、模具制造等行業(yè)，實現(xiàn)了產(chǎn)品零件或組件從概念設計到制造全過程設計的自動一體化，提供了以參數(shù)化為基礎，基于特征實體造型，部件間的關聯(lián)設計等技術。其核心技術是采用非均勻有理B樣條（NURBS）作為曲面造型的基礎，融線框模型、曲面造型、實體造型為一體。參數(shù)化和特征化的實體模型系統(tǒng)，系統(tǒng)是建立在統(tǒng)一的富有關聯(lián)的數(shù)據(jù)庫基礎上，提供了工程上的完

22、全關聯(lián)性，使CAD/CAM/CAE各部分數(shù)據(jù)自由聯(lián)動切換。</p><p>　　以基本特征作為交互操作的基礎，利用特征技術，用戶可以在更高層次上進行產(chǎn)品設計、模具設計、數(shù)控加工編程、工程分析，實現(xiàn)并行工程CAD/CAPP/CAM的集成與聯(lián)動。系統(tǒng)采用統(tǒng)一的三維幾何模型，使產(chǎn)品設計、模具設計、數(shù)控編程、工程分析等環(huán)節(jié)的修改自動映射到與其關聯(lián)的環(huán)節(jié)，排除不協(xié)調(diào)，保證產(chǎn)品設計的統(tǒng)一性和唯一性?；陉P聯(lián)模型的產(chǎn)品定義包含

23、產(chǎn)品的生命周期（設計、分析、制造、檢測等）信息，產(chǎn)品數(shù)據(jù)定義規(guī)范化使產(chǎn)品生命周期的設計數(shù)據(jù)表達實現(xiàn)標準化，不僅有利于與CAD/CAM系統(tǒng)之間交換信息，而且支持產(chǎn)品及模具工裝設計、工程分析、數(shù)控編程、生產(chǎn)管理等信息的共享。在UG/OPEN提供的二次開發(fā)函數(shù)據(jù)的基礎上，用戶可用C或C++語言進行二次功能開發(fā)，UG/NX提供的基于專家的模具設計、先進的數(shù)控加工編程功能使得模具設計與制造變得更為輕松可靠。 我們運用UG軟件的建模和加工模

24、塊, 完成了零件模型建立——加工過程的設計——加工過程的仿真——加工參數(shù)修正——數(shù)控機床后置處理轉換——生成數(shù)控程序——數(shù)控加工, 從而滿足各項要求。采用這種方法不僅減少了編程人員的計算量, 還在一定程度上提高了產(chǎn)品的制造質</p><p>　　1.1 CAD/CAM技術發(fā)展簡史</p><p>　　現(xiàn)代社會中無論是哪方面的設計都離不開圖形，但是傳統(tǒng)的手工圖形繪制不僅速度慢，而且質量也不高

25、。對于傳統(tǒng)制圖有個最大的缺點就是所花費的精力非常大。而隨著時代的進步，科技的發(fā)展，尤其是計算機技術的進步，使得以計算機為輔助系統(tǒng)的繪圖工具的優(yōu)點和效率日漸突出。也因為如此， CAD/CAM成為計算機在繪圖方面應用最廣泛的工具。</p><p>　　CAD是指計算機輔助設計。對于CAD的定義,國際信息處理聯(lián)合會認為：CAD是工程技術人員以計算機為工具，對產(chǎn)品和工程進行設計、繪圖、分析和編寫技術文檔等設計活動的總稱。

26、</p><p>　　CAD技術的發(fā)展和形成至今有50多年的歷史了，自20世紀50年代在美國誕生了第一臺計算機繪圖系統(tǒng)，開始出現(xiàn)具有簡單繪圖輸出功能的被動式的計算機輔助設計技術，即CAD技術。到目前，CAD的發(fā)展經(jīng)歷了四次技術革命。</p><p>　　第一次CAD技術革命──曲面造型系統(tǒng)， 在60年代出現(xiàn)的三維CAD系統(tǒng)只是極為簡單的線框式系統(tǒng)，它只能表達基本的幾何信息，不能有效表達幾何

27、數(shù)據(jù)間的拓撲關系。進入70年代，只能采用多截面視圖、特征緯線的方式來近似表達所設計的自由曲面。隨著計算機的發(fā)展，當三維曲面造型系統(tǒng)出現(xiàn)時，標志著計算機輔助設計技術從單純模仿工程圖紙的三視圖模式中解放出來，首次實現(xiàn)以計算機完整描述產(chǎn)品零件的主要信息的方式。促使了第一次CAD技術革命的發(fā)生</p><p>　　第二次CAD技術革命──實體造型技術， 從70年代末到80年代初，隨著計算機技術的前進，同時在CAD技術方面

28、也進行了許多開拓，1979年世界上出現(xiàn)了第一個完全基于實體造型技術的大型CAD軟件──I-DEAS。由于實體造型技術能夠精確表達零件的全部屬性，在理論上有助于CAD的模型表達，給設計帶來了驚人的方便性。它代表著未來CAD技術的發(fā)展方向。</p><p>　　第三次CAD技術革命 ─—參數(shù)化技術，在實體造型技術逐漸普及時，CAD技術的研究又有了重大進展。在80年代中期，人們提出了參數(shù)化實體造型方法。進入90年代，參

29、數(shù)化技術變得比較成熟起來，充分體現(xiàn)出其在許多通用件、零部件設計上存在的簡便易行的優(yōu)勢。</p><p>　　第四次CAD技術革命──變量化技術，由于計算機技術的不斷成熟，使得現(xiàn)在的CAD技術和系統(tǒng)都具有良好的開放性。圖形接口、圖形功能日趨標準化。在CAD系統(tǒng)中，綜合應用正文、圖形、圖像、語音等多媒體技術和人工智能、專家系統(tǒng)等技術大大提高了自動化設計的程度，出現(xiàn)了智能CAD新學科。智能CAD把工程數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)

30、、知識庫及其專家系統(tǒng)、擬人化用戶接口管理系統(tǒng)集于一體。在CAD發(fā)展歷史中我們可以看到其技術一直處于不斷的發(fā)展與探索之中，促使了CAD技術的繁榮。</p><p>　　目前CAD技術仍在不斷發(fā)展，未來的CAD技術將為新產(chǎn)品設計提供一個綜合性的環(huán)境支持系統(tǒng)，它能全面支持異地的，數(shù)字化的，采用不同的設計哲理與方法來設計工作。</p><p>　　CAD系統(tǒng)既可以按系統(tǒng)的功能分類，也可以按系統(tǒng)中使

31、用的計算機的性能和類型分類。目前，CAD 已在電子和電氣、科學研究、機械設計 、軟件開發(fā)、機器人、服裝業(yè)、出版業(yè)、工廠自動化、土木建筑、地質、計算機藝術等各個領域得到廣泛應用。</p><p>　　CAM是指計算機輔助制造。它是計算機應用于生產(chǎn)設備管理控制和操作的系統(tǒng)，其核心是計算機數(shù)值控制(數(shù)控)。CAM作為整個集成系統(tǒng)的重要一級，向上與CAD實現(xiàn)無縫集成，向下智能、高效地為數(shù)控生產(chǎn)提供服務，這是CAM技術在今

32、后發(fā)展的主要理論依據(jù)。</p><p>　　CAM技術從產(chǎn)生發(fā)展到現(xiàn)在，無論是在硬件平臺，還是在系統(tǒng)結構上，CAM在其功能和特點上都發(fā)生了較大的變化。從CAM的發(fā)展歷程看，CAM在其基本處理方式與目標對象上主要可分為兩個主要發(fā)展階段：</p><p>　　第一階段的CAM：APT。20世紀60年代CAM以大型機為主，在專業(yè)系統(tǒng)上開發(fā)的編程機及部分編程軟件如：FANOC、Semems編程機，

33、系統(tǒng)結構為專機形式，基本的處理方式是以人工或計算機輔助式直接計算數(shù)控刀路為主，而編程目標與對象也都是直接數(shù)控刀路的。因此其缺點是功能相對比較差，而且操作困難，只能專機專用。 </p><p>　　第二階段的CAM：曲面CAM系統(tǒng)。在第一階段缺陷的基礎上，人們又不斷完善，創(chuàng)造出了曲面CAM系統(tǒng)。系統(tǒng)結構一般是CAD/CAM混合系統(tǒng)，同時較好地利用了CAD模型，以幾何信息作為最終的結果，自動生成加工刀路。于是在此基礎

34、上，自動化、智能化程度取得了較大幅度的提高，具有代表性的是UG、DUCT、Cimatron、MarsterCAM等。其基本特點是面向局部曲面的加工方式，表現(xiàn)為編程的難易程度與零件的復雜程度直接相關，而與產(chǎn)品的工藝特征、工藝復雜程度等沒有直接的相關關系。</p><p>　　科技在不斷的發(fā)展，因此CAM技術也是一個不斷發(fā)展的過程。通過提高CAM的技術，其自動化，智能化水平也不斷提高。由于第二階段的CAM存在一定的缺

35、陷性，人們正在醞釀最新一代的CAM?？梢哉J為是第三階段的CAM：新一代的CAM系統(tǒng)不僅可繼承并智能化判斷工藝特征，而且具有模型對比、殘余模型分析與判斷功能，使刀具路徑更優(yōu)化，效率更高。同時面向整體模型的形式也具有對工件包括夾具的防過切、防碰撞修理功能，提高操作的安全性，更符合高速加工的工藝要求，并開放工藝相關聯(lián)的工藝庫、知識庫、材料庫和刀具庫，使工藝知識積累、學習、運用成為可能。</p><p>　　無論是CAD

36、還是CAM，都是我們需要學習并且運用在專業(yè)知識上的輔助工具。通過了解了CAD和CAM的發(fā)展史，更好的了解了CAD和CAM系統(tǒng)的功能，更加便于以后對它們的運用。</p><p>　　1.2 CAD/CAM的技術概要</p><p>　　計算機輔助設計和計算機輔助制造（簡稱CAD/CAM）技術是產(chǎn)品設計和制造工程技術人員在計算機系統(tǒng)的輔助之下，合理有效地進行產(chǎn)品設計和制造的一項新技術。CAD/

37、CAM是傳統(tǒng)設計與制造技術與現(xiàn)代化計算機技術的有機結合。</p><p>　　1、計算機輔助設計（Computer Aided Design, CAD）：工程技術人員以計算機為輔助工具，完成產(chǎn)品的設計、分析、繪圖等工作。一般認為CAD系統(tǒng)的功能包括：（1）概念設計；（2）結構設計；（3）裝配設計；（4）復雜曲面設計；（5）工程圖樣繪制；（6）工程分析；（7）真實感及渲染；（8）數(shù)據(jù)交換接口等。</p>

38、<p>　　2、計算機輔助制造（Computer Aided Manufacturing, CAM）：有廣義和狹義兩種定義。廣義CAM一般是指利用計算機輔助完成從生產(chǎn)準備到產(chǎn)品制造整個過程的活動，包括工藝過程設計、工裝設計、NC自動編程、生產(chǎn)作業(yè)計劃、生產(chǎn)控制、質量控制等。狹義CAM通常是指NC程序編制，包括刀具路徑規(guī)劃、刀位文件生成、刀具軌跡仿真、NC代碼生成以及與數(shù)控機床數(shù)控裝置的軟件接口等。本課程采用狹義定義方法，并

39、適當擴展了有關集成管理的內(nèi)容。</p><p>　　現(xiàn)在的CAD過程往往與計算機輔助工藝過程設計（CAPP）和數(shù)控編程（NCP）連在一起，形成集成的CAD/CAM系統(tǒng)。</p><p>　　1.3 本課題零件介紹</p><p>　　本課題所涉及的零件為花鍵從動件裝配體的各零件，主要有花鍵，蓋板，墊片，鉚釘，回位彈簧等（如圖1-1所示）?；ㄦI從動件常用于汽車液壓離合

40、器領域，與帶有內(nèi)花鍵的主動件相連，是整個液壓離合器傳動裝置中不可缺少的一部分?；ㄦI在整個裝置中起到傳遞扭矩的作用，鉚釘是用來定位扭轉的最大限度的，回位彈簧起到彈性回位的作用。</p><p>　　圖1-1 花鍵從動件各部件示意圖</p><p><b>　　零件CAD建模</b></p><p>　　2.1零件實體建模方案</p>

41、<p>　　根據(jù)尺寸要求對各零件進行分析，從而選出最為簡潔的創(chuàng)建路徑，經(jīng)過分析得出具體方案如下</p><p>　?、?對于花鍵的創(chuàng)建，應選用草圖→拉伸→實例特征→孔特征→倒圓</p><p>　?、?對于蓋板A的創(chuàng)建，應選用：草圖→回轉→草圖→拉伸→實例特征 </p><p>　?、?對于墊 片的創(chuàng)建，應選用：草圖→回轉</p><

42、;p>　?、?對于鉚釘?shù)膭?chuàng)建，應選用：草圖→回轉</p><p>　?、?對于回位彈簧的創(chuàng)建，應選用：螺旋線→草圖→掃掠</p><p>　?、?對于蓋板B的創(chuàng)建，應選用：草圖→回轉→草圖→拉伸→草圖→拉伸→實例特征</p><p>　　2.2 零件CAD建模過程</p><p>　　2.2.1 花鍵的創(chuàng)建</p><

43、;p>　　對于液壓離合器的花鍵從動件，花鍵是最主要的部件之一，這里對花鍵的創(chuàng)建做一些簡單的描述。在花鍵的創(chuàng)建過程中，應用到了UG的CAD部分的實例特征和孔等一些功能，部分應用效果圖如下：</p><p>　　根據(jù)尺寸要求，先在圓柱體上畫出相應的圖形，拉伸貫通，再對該特征進行圓形實例特征，得到如圖2-1所示效果：</p><p><b>　　圖2-1特征實例</b>

44、;</p><p><b>　　孔的應用和倒圓</b></p><p>　　利用孔的功能以圓柱體的圓心為原點作一個直徑為28.6mm的通孔，利用布爾運算為求差，在對邊緣進行邊倒圓。得到如圖2-2所示效果圖：</p><p>　　圖2-2 孔和倒圓的應用</p><p>　　2.2.2.創(chuàng)建蓋板，墊片和鉚釘</p&g

45、t;<p><b>　　創(chuàng)建蓋板A</b></p><p>　　在創(chuàng)建蓋板的過程中，運用的了回轉，拉伸，實例特征等功能。部分示范如下：</p><p>　　在草圖中分別畫出兩個相應直徑的圓，完成草圖，利用拉伸功能得到如圖2-3所示圖形。</p><p><b>　　圖2-3創(chuàng)建蓋板</b></p>

46、<p>　　選擇草圖命令，選擇上平面為草圖平面，根據(jù)尺寸需要畫出如圖2-4所示的草圖，然后完成草圖</p><p><b>　　圖2-4 創(chuàng)建蓋板</b></p><p>　　拉伸并且對拉伸的圖形進行實例特征，選擇【插入】【關聯(lián)復制】【實例特征】命令，得到如圖2-5所示下拉列框。</p><p><b>　　圖2-5實例

47、特征</b></p><p>　　方法選擇常規(guī)，數(shù)字和角度分別設為6和60，選擇確定，得到如圖2-6所示效果圖</p><p>　　圖2-6 創(chuàng)建實例特征</p><p><b>　　創(chuàng)建墊片</b></p><p>　　在創(chuàng)建墊片的過程中運用到了回轉的命令根據(jù)要求畫出墊圈的側截面草圖，選擇【設計特征】中的

48、【回轉】命令，得到如圖2-7所示下拉列框，角度設為360度，確定然后保存。</p><p><b>　　圖2-7 創(chuàng)建墊片</b></p><p><b>　　創(chuàng)建鉚釘</b></p><p>　　根據(jù)尺寸需要畫出一下草圖圖形</p><p>　　圖2-8 創(chuàng)建鉚釘草圖</p><

49、;p>　　選擇回轉，設置以Y軸旋轉360度，得到如圖2-9所示效果圖，然后保存。</p><p>　　圖2-9 創(chuàng)建鉚釘</p><p>　　2.2.3 創(chuàng)建蓋板B</p><p>　　蓋板B的創(chuàng)建相對來說有些復雜，需對孔的兩端進行折彎處理，故在完成如圖2-10所示孔的操作后，利用布爾求和的功能做出折彎處理。</p><p>　　圖2

50、-10 創(chuàng)建蓋板B </p><p>　　對孔和折彎部分進行圓形實例特征，得到如圖2-11所示效果圖</p><p>　　圖2-11創(chuàng)建蓋板B</p><p><b>　　4、創(chuàng)建回位彈簧</b></p><p>　　回位彈簧的創(chuàng)建主要涉及到螺旋線和掃掠的動能，具體步驟如下：</p><p>　　

51、首先創(chuàng)建圖2-12所示的螺旋線，再在螺旋線的一端做一個與螺旋線端頭垂直的圓。</p><p>　　圖2-12創(chuàng)建螺旋線</p><p>　　再利用掃掠的功能使圓沿螺旋線掃掠，如圖2-13所示。</p><p><b>　　圖2-13 掃掠</b></p><p>　　將草圖和螺旋線隱藏，得到如圖2-14所示最終效果圖，然

52、后保存。</p><p>　　圖2-14 創(chuàng)建回位彈簧</p><p><b>　　第三章 仿真裝配</b></p><p><b>　　3.1裝配過程</b></p><p>　　UG裝配是UG設計中一大重要組成部分，在UG中，裝配建模不僅能夠將零件快速組合，而且在裝配中，可以參考其他部件進行部

53、件的相關聯(lián)設計，并且可以對裝配模型進行間隙分析、重量管理等操作。在裝配模型生成后，可以建立爆炸視圖，并可以將其引入裝配工程圖中去。同時，再裝配工程圖中可自動生成裝配明細表，并能夠對軸測圖進行局部挖切。本章節(jié)將借助于花鍵的裝配，主要講解在花鍵裝配中涉及到的裝配的基礎概念、裝配方法和裝配的不同方式，以及設置引用集的方法的應用。具體步驟如下：</p><p>　　3.1.1 添加花鍵</p><p&

54、gt;　　選擇【文件】【新建】，再打開的對話框中選擇【模型】類型打開裝配界面，在裝配工具條中選擇【添加組件】按鈕，得到如圖3-1所示界面</p><p><b>　　圖3-1添加組件</b></p><p>　　選擇文件名huajian.Prt，再【添加組件】的對話框中的【定位】下拉列表中選擇【絕對原點】，點擊確定按鈕，添加花鍵得到如圖3-2所示效果圖</p&g

55、t;<p>　　圖3-2設置添加格式</p><p>　　在裝配導航器中選擇花鍵，右擊得到如圖3-3所示下拉列框，在替換引用集中選擇MODEL,將會使裝配圖中草圖、基準面等一些不必要的元素隱藏掉。</p><p><b>　　圖3-3替換引用集</b></p><p>　　3.1.2 添加墊片</p><p&g

56、t;　　在【裝配】工具條中單擊【添加組件】按鈕打開【添加組件】對話框，單擊【打開】按鈕，再打開的【部件名】對話框中找到墊片的部件路徑，選擇文件dianpian.prt，如圖3-4所示單擊OK按鈕。</p><p><b>　　圖3-4添加墊片</b></p><p>　　在【添加組件】對話框中的【定位】下拉列表框中選擇【通過約束】，單擊確定按鈕，如圖3-5所示。<

57、;/p><p><b>　　圖3-5 添加墊片</b></p><p>　　在【裝配】工具條中單擊【裝配約束】按鈕，打開【裝配約束】對話框，在類型下拉列表中選擇【接觸對齊】，在選擇墊片內(nèi)側壁和花鍵外側壁兩個對象，如圖3-6所示，單擊確定得到右側效果圖。</p><p>　　圖3-6設置添加約束</p><p><b&g

58、t;　　添加第二個墊片</b></p><p>　　同第一個墊片的添加過程，在【裝配】工具條中單擊【裝配約束】按鈕，打開【裝配約束】對話框，在類型下拉列表中選擇【接觸對齊】，選擇墊片外側和第一個墊片外側這兩個對象，方位選擇【接觸】，如圖3-7所示。</p><p>　　圖3-7裝配約束類型為接觸</p><p>　　再打開【裝配約束】對話框，在類型下拉列

59、表中選擇【同心】，選擇第一和第二兩個墊圈的內(nèi)側為兩個選擇對象，單擊【確定】得到如圖3-8所示效果圖。</p><p>　　圖3-8 約束類型同心</p><p>　　3.1.3 添加蓋板A</p><p>　　在【裝配】工具條中單擊【添加組件】按鈕打開【添加組件】對話框，單擊【打開】按鈕，再打開的【部件名】對話框中找到蓋板A的部件路徑，選擇文件gaibana.prt

60、，如圖3-9所示單擊OK按鈕。</p><p><b>　　圖3-9添加蓋板</b></p><p>　　再打開【裝配約束】對話框，在類型下拉列表中選擇【同心】，選擇蓋板內(nèi)圓和墊圈的內(nèi)圓為兩個選擇對象，單擊【確定】得到如圖3-10所示效果圖。</p><p>　　圖3-10約束類型同心</p><p>　　在裝配導航器中

61、選擇蓋板A，右擊在替換引用集中選擇MODEL,得到如圖3-11所示效果圖</p><p>　　圖3-11添加蓋板后效果圖</p><p>　　3.1.4 添加第三個墊片</p><p>　　添加方法同第一個墊片，如圖3-12所示選擇類型為同心，對象選擇蓋板A內(nèi)側和墊片內(nèi)側，點擊【確定】，替換引用集。</p><p>　　圖3-12添加墊圈2&

62、lt;/p><p>　　3.1.5 添加蓋板B</p><p>　　在【裝配】工具條中單擊【添加組件】按鈕打開【添加組件】對話框，單擊【打開】按鈕，在打開的【部件名】對話框中找到蓋板B的部件路徑，選擇文件gaiban-b.prt，【裝配約束】同蓋板A選擇與第三個墊片同心，確定之后替換引用集。得到如圖3-13所示效果圖。</p><p><b>　　圖3-13效

63、果圖</b></p><p>　　3.1.6 添加鉚釘</p><p>　　在【裝配】工具條中單擊【添加組件】按鈕打開【添加組件】對話框，單擊【打開】按鈕，再在打開的【部件名】對話框中找到鉚釘?shù)牟考窂?，選擇文件名為maoding.prt，定位方式選擇【通過約束】，如圖3-14所示，單擊【確定】按鈕。</p><p>　　圖3-14 添加鉚釘</p

64、><p>　　再打開【裝配約束】對話框，在類型下拉列表中選擇【同心】，要約束的幾何體選擇蓋板B上的圓孔內(nèi)圓內(nèi)圓和鉚釘上最小的內(nèi)圓為兩個選擇對象，單擊【確定】得到如圖3-15所示效果圖。然后替換引用集。</p><p>　　圖3-15設置約束類型</p><p><b>　　創(chuàng)建組件陣列</b></p><p>　　在【裝配】

65、工具條中單擊【創(chuàng)建組件陣列】按鈕，打開如圖3-16的【類選擇】對話框。選擇鉚釘，單擊【確定】按鈕。</p><p>　　圖3-16創(chuàng)建組件陣列</p><p>　　在打開的【創(chuàng)建組件陣列】的對話框中選擇【圓形】，單擊【確定】按鈕，如圖3-17所示。</p><p>　　圖3-17定義圓形陣列</p><p>　　打開【創(chuàng)建圓形陣列】對話框，如

66、圖3-18所示。選擇基準軸為【+Z軸】，【總數(shù)】為6，【角度】為60，單擊【確定】按鈕，替換引用集。</p><p><b>　　圖3-18軸定義</b></p><p>　　創(chuàng)建組件陣列之后的效果圖如圖3-19所示。</p><p><b>　　圖3-19 效果圖</b></p><p>　　3.

67、1.7 添加回位彈簧</p><p>　　在【裝配】工具條中單擊【添加組件】按鈕打開【添加組件】對話框，單擊【打開】按鈕，再在打開的【部件名】對話框中找到回位彈簧的部件路徑，選擇文件huiweitanhuang.prt，定位方式選擇【通過約束】，如圖3-20所示，單擊【確定】按鈕。</p><p>　　圖3-20 添加回位彈簧</p><p>　　再打開【裝配約束

68、】對話框，在類型下拉列表中選擇【適合】，選擇彈簧，拖動它到適合的位置，單擊【確定】得到如圖3-21所示效果圖。然后替換引用集。</p><p>　　圖3-21設置約束類型</p><p><b>　　創(chuàng)建組件陣列</b></p><p>　　在【裝配】工具條中單擊【創(chuàng)建組件陣列】按鈕，打開如圖3-22的【類選擇】對話框。選擇回位彈簧，單擊【確定

69、】按鈕</p><p>　　圖3-22創(chuàng)建組件陣列</p><p>　　在打開的【創(chuàng)建組件陣列】的對話框中選擇【圓形】，單擊【確定】按鈕，打開【創(chuàng)建圓形陣列】對話框，如圖3-23所示。選擇基準軸為【+Z軸】，【總數(shù)】為6，【角度】為60，單擊【確定】按鈕，替換引用集。</p><p>　　圖3-23創(chuàng)建組件陣列</p><p>　　裝配好的花

70、鍵從動件，如圖3-24所示效果圖。</p><p>　　圖3-24 效果圖</p><p><b>　　3.2編輯爆炸圖</b></p><p>　　3.2.1 編輯各部件的顏色</p><p>　　在實用工具條中選擇【編輯對象顯示】選擇要編輯的對象，在過濾器里的顏色過濾器里編輯不同的顏色，如圖3-25編輯不同顏色后的

71、效果圖。</p><p>　　圖3-25 編輯顏色</p><p><b>　　3.2.2 爆炸圖</b></p><p>　　打開【裝配】、【爆炸圖】、【創(chuàng)建爆炸圖】命令，命名為Explosion.1。根據(jù)適當?shù)奈恢镁庉嫳▓D移動的距離，得到如圖3-26所示的爆炸效果總圖。</p><p>　　圖3-26 爆炸圖&l

72、t;/p><p>　　第四章 核心零件的CAM自動編程</p><p>　　4.1零件結構形狀分析</p><p>　　對于花鍵從動件來說，由幾個大小不同的零件組成，根據(jù)加工的方便性，適用性以及成本的高低等各方面考慮，以上各零件中只有蓋板最適合數(shù)控機床加工，其它零件均可通過普通機床加工而成。故在此就選用蓋板以作數(shù)控加工示范。</p><p>　

73、　蓋板是花鍵從動件中不可缺少的部分，在花鍵從動裝置中的作用是在回位彈簧的配合下做回位運動，在花鍵扭矩的傳輸中起到非常重要的作用。對其工藝分析是數(shù)控加工前期的工藝準備工作，工藝制定的合理與否，對程序編制機床的加工效率，零件的加工精度都有重要的影響。具體圖形如圖4-1所示：</p><p><b>　　圖4-1 蓋板</b></p><p>　　通過對零件的分析得知，該零

74、件的尺寸精度要求有：尺寸分別為28±0.05，23±0.05，150±0.05，54±0.05，公差要求基本上都為0.1，精度等級為IT8-9級。零件對表面的加工要求相對較高，表面粗糙度值為R1.6µm厚度為10mm。</p><p>　　該零件屬于盤類零件，最大直徑為Ф150mm，中間孔直徑為Ф50mm，中間型腔寬28mm四周倒圓為R5mm，開口槽的倒圓也為R5

75、mm。該零件需使用數(shù)控銑床加工而成，其結構相對不是很復雜，有外輪廓、光滑孔、型腔、開口槽等等。由于其壁相對較薄，在加工時容易變形，故需要合理的控制粗、精加工余量，又由于中間型腔倒圓較小，應合理的考慮刀具的半徑。</p><p><b>　　4.2選擇毛坯</b></p><p>　　由于花鍵從動件在在整個傳動鏈中起到傳送扭矩的作用，故對各零件的剛度和耐磨性有較高的要求

76、，在蓋板材料的選擇上45剛可達到其要求。</p><p>　　綜合考慮，根據(jù)第二章的工藝因素及零件的技術要求，確定該零件的毛坯為板料，毛坯尺寸為Ф180mmX20mm，材料為45剛。</p><p><b>　　4.3 夾具的選擇</b></p><p>　　要確定夾具，首先要考慮定位基準和裝夾：</p><p><

77、;b>　?。?）定位基準</b></p><p>　　定位基準有粗基準和精基準兩種，用未加工過的毛坯表面作為定位基準稱為粗基準，用己加工過的表面作為定位基準稱為精加工。除第一道工序用粗基準外，其余工序都應使用精基準。</p><p><b>　　粗基準的選擇原則</b></p><p>　　1）相互位置要求原則2）加工余量合理

78、分配原則3)重要表面原則4）不重復使用原則5）便于工件裝夾原則</p><p><b>　　精基準的選擇原則</b></p><p>　　1）基準重合原則2）基準統(tǒng)一原則3）自為基準原則4）互為基準原則5）便于裝夾原則</p><p><b>　?。?）裝夾</b></p><p>　　在確定裝夾方

79、案時，只需根據(jù)己選定的加工表面和定位基準確定工件的定位夾緊方式，并選擇合適的夾具。此時，主要考慮以下幾點：</p><p>　　1)夾緊機構或其它元件不得影響進給，加工部位要敞開。要求夾持工件后夾具等一些組件不能與刀具運動軌跡發(fā)生干涉。</p><p>　　2)必須保證最小的夾緊變形。工件在加工時，切削力大，需要的夾緊力也大，但又不能把工件夾壓變形。因此，必須慎重選擇夾具的支撐點、定位點和

80、夾緊點。</p><p>　　3)裝卸方便，鋪助時間盡量短。</p><p>　　4)對小型零件或工序時間不長的零件，可以在工作臺上同時裝夾幾件進行加工，以提高加工效率。</p><p>　　5)夾具結構應力求簡單。</p><p>　　6)夾具應便于與機床工作臺及工件定位表面間的定位元件連接。對刀之前，應先將工件毛坯準確定位裝夾在工作臺上。

81、對于較小的零件，一般安裝在平口鉗戓專用夾具上，對于較大的零件，一般直接安裝在工作臺上。安裝時要使零件的基準方向和 x，y，z軸的方向相一致，并且切削時刀具不會碰到夾具和工作臺，然后將零件夾緊</p><p>　　常用夾具有（1）機用虎鉗（2）三爪卡盤（3）直接在銑床工作臺上安裝（4）利用角鐵和V形鐵裝夾工件（5）專用夾具裝夾工件。</p><p><b>　　綜上所述</b

82、></p><p>　　該零件的結構形狀規(guī)則，為圓形零件，適合可直接選用通用夾具——三角卡盤裝夾。</p><p><b>　　4.4.刀具的選擇</b></p><p>　?。?）刀具材料應具備的基本性能</p><p>　　1）高硬度2）足夠的強度和韌性3）高耐磨性和耐熱性4）良好的導熱性5）良好的工藝性和經(jīng)濟

83、性</p><p><b>　　（2）刀具的選擇</b></p><p>　　表4-1 數(shù)控加工刀具卡片</p><p>　?。?）加工順序的安排</p><p>　　在選定加工方法、劃分工序后，工藝路線擬定的主要內(nèi)容就是合理安排這些加工方法和加工工序的順序。零件的加工工序通常包括切削加工工序、熱處理加工工件的加工質量、

84、生產(chǎn)效率和加工成本。因此，在設計工藝路線時，應合理安排好切削加工、熱處理和輔助工序的順序，并解決好工序間的銜接問題。</p><p>　　基面先行原則2）先粗后精原則3）先主后次原則4）先面后孔原則</p><p>　　（4）工藝路線的確定</p><p>　　根據(jù)其表面加工方法及加工順序的原則，先如圖5-1所示加工出整體輪廓，再將零件翻轉，去掉下面部分，得到所需零

85、件。</p><p><b>　　圖4-2加工刀路</b></p><p>　　確定該零件的工藝路線如下所述。</p><p>　　工序Ⅰ 銑粗基準面及外輪廓。</p><p><b>　　工步1 粗銑平面。</b></p><p>　　工步2 精銑平面，控制厚度19.5m

86、m，表面粗糙度3.2。</p><p>　　工步3 粗銑外輪廓，留精加工余量0.5mm。</p><p>　　工步4 精銑外輪廓，控制深度10mm，表面粗糙度3.2。</p><p>　　工序Ⅱ 銑外輪廓、型腔、開口槽、內(nèi)孔</p><p>　　工步1 粗銑平面。</p><p>　　工步2 精銑平面，控制尺寸1

87、9mm，表面粗糙度3.2。</p><p>　　工步3 粗銑外輪廓。</p><p>　　工步4 精銑外輪廓，保證與上道工序輪廓接平，表面粗糙度3.2。</p><p>　　工步5 粗銑型腔內(nèi)壁，給半精銑留1mm余量。</p><p>　　工步6 半精銑型腔內(nèi)壁，給精銑留0.2mm余量。</p><p>　　工

88、步7 精銑型腔內(nèi)壁，控制表面粗糙度1.6，深度10mm。</p><p>　　工步8 粗銑Φ54mm內(nèi)孔。</p><p>　　工步9 精銑Φ54mm內(nèi)孔，控制尺寸為Φ54±0.05控制表面粗糙度3.2。工序III 將工件翻轉銑平面</p><p>　　工步1 粗銑平面，控制尺寸為10.5mm，留精加工余量0.5mm</p><p

89、>　　工步2 精銑平面，控制深度為10mm，表面粗糙度為3.2</p><p>　　4.5工藝卡片的制定</p><p>　　為更好地知道編程和加工操作，把該零件的加工順序、所用刀具和切削用量等參數(shù)編入4-1、4-2、4-3和4-4所示的零件數(shù)控加工工序卡片中。</p><p>　　表4-1 機械加工工藝過程卡</p><p>　　表

90、4-2數(shù)控加工工序卡Ⅰ</p><p>　　表4-3 數(shù)控加工工序卡Ⅱ</p><p>　　表4-4數(shù)控加工工序卡III</p><p><b>　　4.6加工程序</b></p><p>　　利用UG的編程功能選擇各工序的刀具、軌跡，自動生成走刀路線，在走刀路線對話框中選擇各走刀路線右擊，后處理，便可生成程序，具體程序

91、如下：</p><p><b>　　銑平面</b></p><p><b>　　O0010</b></p><p>　　NOO10 G21 G00 G17 G40 G49 G80 G90 G69</p><p>　　NOO20 T01 M06</p><p>　　N0020

92、G00 G90 X4.1629 Y-2.6247 U0.0 V0.0 Z0.0</p><p><b>　　N0030 G01</b></p><p>　　N0040 X2.9345</p><p>　　N0050 X-2.9345</p><p>　　N0060 G02 X-3.7118 Y-1.3123 I-2.93

93、45 J-2.6247</p><p>　　N0070 G01 X3.7118</p><p>　　N0070 X4.0656 Y-.5354</p><p>　　N0080 X3.9833 Y0.0</p><p>　　N0090 X.0787</p><p>　　N0100 G02 X-.0787 I.0787 J

94、0.0</p><p>　　N0110 G01 X-3.9833</p><p>　　N0120 X-4.0656 Y.5354</p><p>　　N0130 X-3.7118 Y1.3123</p><p>　　N0140 X3.7118</p><p>　　N0150 G03 X2.9345 Y2.6247 I3

95、.7118 J1.3123</p><p>　　N0160 G01 X-2.9345</p><p>　　N0170 X-4.1629</p><p><b>　　N0180 G00</b></p><p><b>　　N0190 M02</b></p><p>　　銑外輪廓

96、、型腔和內(nèi)孔</p><p><b>　　O0011</b></p><p>　　N0200 G00 G90 X-.0591 Y2.0418 U0.0 V0.0 Z-10.0</p><p>　　NO205 T03 M06</p><p>　　N0210 G01 Y1.8691</p><p>　

97、　N0220 X0.0 Y1.871</p><p>　　N0230 X.0591 Y1.8691</p><p>　　N0240 Y2.1842</p><p>　　N0250 X0.0 Y2.1858</p><p>　　N0260 X-.0591 Y2.1842</p><p>　　N0270 Y2.0267&l

98、t;/p><p>　　N0280 Y1.8691</p><p>　　N0290 G02 X.0591 I-.0591 J1.8691</p><p>　　N0300 G01 Y2.1842</p><p>　　N0310 G03 X-.0591 I.0591 J2.1842</p><p>　　N0320 G01 Y2.

99、0267</p><p>　　N0330 X-.3543</p><p>　　N0340 Y1.559</p><p>　　N0350 G03 X-.3305 Y1.5397 I-.0197 J0.0</p><p>　　N0360 G02 X.3305 I-.3305 J1.5397</p><p>　　N0370

100、G03 X.3543 Y1.559 I-.0041 J-.0193</p><p>　　N0380 G01 Y2.4378</p><p>　　N0390 G03 X.3373 Y2.4573 I.0197 J0.0</p><p>　　N0400 X-.3373 I.3373 J2.4573</p><p>　　N0410 X-.3543

101、Y2.4378 I-.0027 J.0195</p><p>　　N0420 G01 Y2.0267</p><p>　　N0430 X-.1575 </p><p>　　N0435 Z5.0</p><p><b>　　N0440 G00</b></p><p><b>　　N0450

102、 M02</b></p><p>　　N0460 G00 G90 X-1.7126 Y1.057 U0.0 V0.0 </p><p>　　N0460 TO2 M06</p><p>　　N0470 G01 X-1.8621 Y1.1433 Z-10.0</p><p>　　N0480 X-1.893 Y1.0929<

103、/p><p>　　N0490 X-1.9211 Y1.041</p><p>　　N0500 X-1.6483 Y.8834</p><p>　　N0510 X-1.6203 Y.9355</p><p>　　N0520 X-1.5892 Y.9857</p><p>　　N0530 X-1.7256 Y1.0645<

104、;/p><p>　　N0540 X-1.8621 Y1.1433</p><p>　　N0550 G03 X-1.9211 Y1.041 I-1.8621 J1.1433</p><p>　　N0560 G01 X-1.6483 Y.8834</p><p>　　N0570 G02 X-1.5892 Y.9857 I-1.6483 J.8834&

105、lt;/p><p>　　N0580 G01 X-1.7256 Y1.0645</p><p>　　N0590 X-1.578 Y1.3202</p><p>　　N0600 X-1.934 Y1.5257</p><p>　　N0610 G03 X-1.9594 Y1.5208 I.0098 J.017</p><p>　

106、　N0620 X-2.2967 Y.9365 I-1.9594 J1.5208</p><p>　　N0630 X-2.2883 Y.912 I-.0182 J.0074</p><p>　　N0640 G01 X-1.5273 Y.4726</p><p>　　N0650 G03 X-1.4987 Y.4836 I-.0099 J-.0171</p>

107、<p>　　N0660 G02 X-1.1682 Y1.0561 I-1.4987 J.4836</p><p>　　N0670 G03 X-1.1729 Y1.0863 I.0146 J-.0132</p><p>　　N0680 G01 X-1.578 Y1.3202</p><p>　　N0690 X-1.6764 Y1.1497</p>

108、;<p>　　N0695 Z5.0</p><p><b>　　N0700 G00</b></p><p><b>　　N0710 M02</b></p><p>　　N0720 G00 G90 X-1.7387 Y-1.072 U0.0 V0.0</p><p>　　NO725 T0

109、3 M06</p><p>　　N0730 G01 X-1.5892 Y-.9857 Z-10.0</p><p>　　N0740 X-1.6203 Y-.9355</p><p>　　N0750 X-1.6483 Y-.8834</p><p>　　N0760 X-1.9211 Y-1.041</p><p>　　

110、N0770 X-1.893 Y-1.0929</p><p>　　N0780 X-1.8621 Y-1.1433</p><p>　　N0790 X-1.7256 Y-1.0645</p><p>　　N0800 X-1.5892 Y-.9857</p><p>　　N0810 G02 X-1.6483 Y-.8834 I-1.5892 J-

111、.9857</p><p>　　N0820 G01 X-1.9211 Y-1.041</p><p>　　N0830 G03 X-1.8621 Y-1.1433 I-1.9211 J-1.041</p><p>　　N0840 G01 X-1.7256 Y-1.0645</p><p>　　N0850 X-1.578 Y-1.3202<

112、/p><p>　　N0860 X-1.1729 Y-1.0863</p><p>　　N0870 G03 X-1.1682 Y-1.0561 I.0099 J-.017</p><p>　　N0880 G02 X-1.4987 Y-.4836 I-1.1682 J-1.0561</p><p>　　N0890 G03 X-1.5273 Y-.47

113、26 I.0187 J.0061</p><p>　　N0900 G01 X-2.2883 Y-.912</p><p>　　N0910 G03 X-2.2967 Y-.9365 I-.0098 J.0171</p><p>　　N0920 X-1.9594 Y-1.5208 I-2.2967 J-.9365</p><p>　　N0930

114、X-1.934 Y-1.5257 I-.0156 J-.0121</p><p>　　N0940 G01 X-1.578 Y-1.3202</p><p>　　N0950 X-1.6764 Y-1.1497</p><p><b>　　N0960 G00</b></p><p><b>　　N0970 M02&

115、lt;/b></p><p>　　N0980 G00 G90 X-.0591 Y-2.0116 U0.0 V0.0</p><p>　　N0990 G01 Y-2.1842</p><p>　　N0995 Z-10.0</p><p>　　N1000 X0.0 Y-2.1858</p><p>　　N1010 X

116、.0591 Y-2.1842</p><p>　　N1020 Y-1.8691</p><p>　　N1030 X0.0 Y-1.871</p><p>　　N1040 X-.0591 Y-1.8691</p><p>　　N1050 Y-2.0267</p><p>　　N1060 Y-2.1842</p>