盘类零件加工仿真设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 院 毕 业 设 计 说 明 书 毕业设计题目 盘类零件加工仿真 系 机电工程系 专业班级 数控 技术 姓 名 学 号 指导教师 2013 年 5 月 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 数控技术是技术性极强的工作，尤其在模具领域应用最为广泛，所以这要求从业人员具有很高的机械加工工艺知识，数控编程知识和 数控操作技能。本文主要 通过对复杂零件的数控工艺分析与加工，综合所学的专业知识，全面考虑可能影响铣削的因素，设计其加工工艺和编辑程序，完成要求。 关键词 : 铣削、 控加工 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘 要 . 录 . 1章 绪论 . 1 题背景 . 1 题意义 . 2 文结构 . 2 第 2章 零件的三维造型 . 3 G 软件介绍 . 3 构形状分析与造型思路 . 4 件结构形状分析 . 4 型思路 . 5 维造型设计 . 6 第 3章 数控模拟加工准备工艺编制 . 7 程的一般步骤 . 7 艺方案分析 . 7 艺文件编制 . 8 序卡片 . 8 具卡片 . 8 第 4章 零件的 . 9 始参数设定 . 9 建刀具 . 9 建粗加工操作 . 10 建半精加工操作 . 12 建清根加工操作 . 14 结论 . 25 参考文献 . 26 致 谢 . 27 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 1章 绪论 数控（ 称 :术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。 数控技术是用数字信 息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域： (1)机械制造技术； (2)信息处理、加工、传输技术； (3)自动控制技术； (4)伺服驱动技术； (5)传感器技术； (6)软件技术等 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，对国计民生的一些重要行业国防、汽车等的发展起着越来越重要的作用，这些行业装备数字化已是现代发展 的大趋势，如：桥式三、五坐标高速数控 龙门铣床 、龙门移动式五座标 角数控龙门铣床、龙门移动式三座标数控龙门铣床等。 随着数控系统核心处理器性能的进步，目前高速加工中心进给速度最高可达80m/运行速度可达 100m/右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国 司的 床进给速度最大达 60m/速为100m/速度达 2g，主轴转速已达 60000r/工一薄壁飞机零件，只用30同样的零件在一般高速铣床加工需 3 小时，在普通铣床加工需 8 小时。 由于机构各组件分工的专业化，在专业主轴厂的开发下，主轴高速化日益普及。过去只用于 汽车工业 高速化的机种（每分钟万转以上的机种 ），现在已成为必备的机械产品要件。 2、精密化加工发展新趋势 随着伺服控制技术和传感器技术的进步，在数控系统的控制下，机床可以执行亚微米级的精确运动。在加工精度方面，近 10 年来，普通级数控机床的加工精度已由 10m 提高到 5m ，精密级加工中心则从 3 5m ，提高到 1 并且超精密加工精度已开始进入纳米级 (。 由于计算机硬件的标准化和模块化，以及软件模块化，开放化技术的日益成熟，数控技术开始进入开放化的阶段。 开放式数控系统 有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性。美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 式体系结构数控系统规范 (研究和制定，世界 3 个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和技术规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在 2000 年也开始进行中国的 控系统的规范框架的研究和制定。 随着产品外观曲线的复杂化致使模具加工技 术必须不断升级，对数控系统提出了新的需求。机床五轴加工、六轴加工已日益普及，机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势。新日本工机的 5 面加工机床采用复合主轴头，可实现 4 个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得 5 面加工和 5 轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国 司展出 列加工中心，可在一次装夹下 5 面加工和 5 轴联动加工，可由 统控制或 接或间接控制。 20 世纪中期，随着电子技术的发展，自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现，给 自动化技术带来了新的概念，用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制，推动了机床自动化的发展。 采用数字技术进行机械加工，最早是在 40 年代初，由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司实现的。他们在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时，利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理，并考虑到刀具直径对加工路线的影响，使得加工精度达到 达到了当时的最高水平。 1952 年，麻省理工学院在一台立式铣床上，装上了一套试验性的数控系统，成功地实现了同时控制 三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。这台机床是一台试验性机床，到了 1954 年 11 月，在派尔逊斯专利的基础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司正式生产出来。 在此以后，从 1960 年开始，其他一些工业国家，如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。数控机床中最初出现并获得使用的是数控铣床，因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。然而，由于当时的数控系统采用的是电子管，体积庞大，功耗高，因此除了在军事部门使用外，在其他行业没有得到推广使用。 到了 1960 年以后，点位控制的数控机床得到了迅速的发展。因为点位控制的数控系统比起轮廓控制的数控系统要简单得多。因此，数控铣床、冲床、坐标镗床大量发展，据统计资料表明，到 1966 年实际使用的约 6000 台数控机床中， 85%是点位控制的机床。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 数控机床的发展中，值得一提的是加工中心。这是一种具有自动换刀装置的数控机床，它能实现工件一次装卡而进行多工序的加工。这种产品最初是在 1959 年 3 月，由美国卡耐 ;特雷克公司（ 开发出来的。这种机床在刀库中装有丝锥、钻头、铰 刀、铣刀等刀具，根据穿孔带的指令自动选择刀具，并通过机械手将刀具装在主轴上，对工件进行加工。它可缩短机床上零件的装卸时间和更换刀具的时间。加工中心现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种，不仅有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心，还有用于回转整体零件加工的车削中心、磨削中心等。 1967 年，英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统，这就是所谓的柔性制造系统（ 后，美、欧、日等也相继进行开发及应用。 1974 年以后，随着微电子技术的迅速发展，微处理器直接用于数控机床，使数控的软件功能加强，发展成计算机数字控制机床（简称为 床），进一步推动了数控机床的普及应用和大力发展。 80 年代，国际上出现了 1 4 台加工中心或车削中心为主体，再配上工件自动装卸和监控检验装置的柔性制造单元（ 这种单元投资少，见效快，既可单独长时间少人看管运行，也可集成到 更高级的集成制造系统中使用。 在 20 余年间，我国数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在 三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。 本论文的研究内容 数控机床的编程方法分为手工编程和自动编程。从 零件图样分析、工艺处理、数据计算、编写程序单、输入程序到程序校验等各步骤主要由人工完成的编程过程称为手工编程。自动编程也称为计算机辅助编程，即程序编制工作的大部分或全部由计算机完成。自动编程工具分为语词式自动编程工具和图形交互式自动编程工具，当今主流的自动编程工具为图形交互式自动编程工具。 目前，数控铣削加工中普 遍采用 数控铣削加工中主要采用手工编程的方法，而手工编程效率低，准确性差，本文讨论了基于 动编程的数控铣削加工方法， 在学习 了数控加工工艺与装 备 机械制造基础 控编程 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 用技术 数控机床及编程 等课程后，为了将所学的知识应用于实际中，加深对知识的掌握程度，提升自身的实际工作能力，故选取基于 拨叉凹模的数控铣削加工的课题，综合所学知识，解决出现的问题，完成设计。 本课题主要内容是数控铣削加工，包括了零件图的审查、工艺的设计、刀具和机床夹具的选择、切削用量的选择、 建模与编程、后处理等，通过一系列的作业操作，完成对零件的加工任务。通过此次课题，可以学习到很多加工和工艺方面的知识，为以后工作打下基础。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 2章 零件的三维造型 一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更来驱动产品革新。 特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润。 以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认每一设计决策。 立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验基础之上，这些解决方案可以全面地改善设计过程的效率，削减成本，并缩短进入市场的时间。通过再一次将注意力集中于跨越整个产品生命周期的技术创新， 成功已经得到了充分的证实。这些目标使得 过无可匹敌 的全范围产品检验应用和过程自动化工具，把产品制造早期的从概念到生产的过程都集成到一个实现数字化管理和协同的框架中。 工业设计和风格造型 那些培养创造性的产品技术革新的工业设计和风格提供了强有力的解决方案。利用 模，工业设计师能够迅速地建立和改进复杂的产品形状，并且使用先进的渲染和可视化工具来最大限度地满足设计概念的审美要求。 产品设计 括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。 有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户设计任 杂产品的需要。 于通 用的设计工具，具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用塑料设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序。 仿真、确认和优化 许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。通过在开发周期中较早地运用数字化仿真性能，制造商可以改善产品质量，同时减少或消除对于物理样机的昂贵耗时的设计、构建，以及对变更周期的依赖。 开发环境 品开发解决方案完全支持制造商所需的各种工具，可用于管理过程并与扩展的企业共享产品信息。 其他解决方案的完整套件无缝结合。这些对于 可控环境下的协同，产品数据管理、数据转换、数字化实体模型和可视化都是一个补充。 在学习 了数控加工工艺与装备 机械制造基础 控编程 用技术 数控机床及编程 等课程后，为了将所学的知识应用于实际中，加深对知识的掌握程度，提升自身的实际工作能力，故选取基于 拨叉凹模的数控铣削加工的课题，综合所学知识，解决出现的问题，完成设计。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 本课题主要内容是数控铣削加工，包括了零件图的审查、工艺的设计、刀具和机床夹具的选择、切削用量的选择、 建模与编程、后处理等，通过一系列的作业 操作，完成对零件的加工任务。通过此次课题，可以学习到很多加工和工艺方面的知识，为以后工作打下基础。 文结构 第 1 章为绪论，介绍选题背景及意义。 第 2 章 为 零件的三维造型 ，利于 立零件模型。 第 3 章 为 零件的数控加工编程 ，利于 零件编程、加工以及后处理。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 第 2章 零件的三维造型 X）是 司出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。 X 针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需 求，提供了经过实践验证的解决方案。 来自 企业能够通过新一代数字化产品开放系统实现向产品全生命周期管理转型的目标。 含了企业中应用最广泛的集成应用套件，用于产品设计、工程和制造全范围的开发过程。 如今制造业所面临的挑战是，通过产品开发的技术创新，在持续的成本缩减以及收入和利润的逐渐增加的要求之间取得平衡。为了真正地支持革新，必须评审更多的可选设计方案，而且在开发过程中必须根据以往经验中所获得的知识更早地做出关键性的决策。 一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变 更来驱动产品革新。 特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润。 以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认每一设计决策。 立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验基础之上，这些解决方案可以全面地改善设计过程的效率，削减成本，并缩短进入市场的时间。通过再一次将注意力集中于跨越整个产品生命周期的技术创新， 成功已经得到了充分的证实。这些目标使得 过无可匹敌的全范围产品检验应用和过程自动化工具，把产品制造早期的从概念到生产的过程都集成到一个实现数字化管理和 协同的框架中。 工业设计和风格造型 那些培养创造性的产品技术革新的工业设计和风格提供了强有力的解决方案。利用 模，工业设计师能够迅速地建立和改进复杂的产品形状，并且使用先进的渲染和可视化工具来最大限度地满足设计概念的审美要求。 产品设计 括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。 有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户设计任何复杂产品的需要。 于通用的设计工具，具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用塑料设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序 。 仿真、确认和优化 许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。通过在开发周期中较早地运用数字化仿真性能，制造商可以改善产品质量，同时减少或消除对于物买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 理样机的昂贵耗时的设计、构建，以及对变更周期的依赖。 开发环境 品开发解决方案完全支持制造商所需的各种工具，可用于管理过程并与扩展的企业共享产品信息。 其他解决方案的完整套件无缝结合。这些对于 可控环境下的协同，产品数据管理、数据转换、数字化实体模型和可视化都是一个补充。 构形状分 析与造型思路 图 2示为零件图，该零件 有腔体，台阶，沉头孔，凸台。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 图 2件的结构图 型思路 首先创建 （ 1）画一个 圆柱体轮廓 ； （ 2）以长方体的面为参照草绘，形成 凸 台； （ 3）三角凸台的构建画出草图并进行拉伸 （ 4）绘制草图拉伸中间凸起部分，然后进行求差切除； （ 5）钻各个凸台上的孔； （ 6）倒圆角 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 维造型设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 第 3章 数控模拟加工 准备工艺编制 零件模型 加工模块 指定加工环境 分析 /生成辅助几何 生成 /修改“父”组 程序次序 加工刀具 几何体 加工方法 生成 /修改操作 产生刀具路径 校核 后处理 表 3程的一般步骤 此工件从图样中可以看出零件的粗糙度值要求比较高零件的装夹采用平口钳装夹。在 工件安装时，要注意工件安装，要放在钳口中间部位。安装台虎钳时要对它的固定钳口找正，工件被加工部分要高出钳口，避免刀具与钳口发生干涉。安装工件时，要注意工件上浮。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 艺文件编制 序卡片 单位 产品名称或代号 零件名称 零件图号 名称 / 1 工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 车间 / / 平口虎钳 工中心 / 工步号 工步内容 刀具号 刀具规格 主轴转速 进给速度 背吃刀量 备注 mm r/mm/ 2 侧 铣开粗 20 800 200 3 / 2 型腔铣半精铣 10 1590 300 1 / 3 等高铣半精铣 590 300 5 清根加工 10230 400 编制 审核 批准 共 1 页 第 1 页 具卡片 产品名称或代号 / 零件名称 零件图号 1 序号 刀具号 刀具规格名称 直径 长度 刀具材料 加工部位 备注 1 20 端面铣刀 20 166 硬质合金 / / 2 10 端面铣刀 10 150 硬质合金 / / 3 鼻刀 10 125 硬质合金 / / 4 10头铣刀 10 130 硬质合金 / / 编制 审核 批准 共 1 页 第 1 页 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 第 4章 零件的 始参数设定 过普通铣床机加工，将毛坯加工为方块。 工：按照 “ 粗半精精 的一般顺序进行加工。 始化加工环境，选择“ 入加工环境。 工导航器”中的“几何视图” 在左侧“操作导航器”栏选择坐标系设置“ 指定坐标系原点为工件正中央，在间隙设置里指定安全平面，选择工件上表面，设定偏置为 15。如图所示： 打开，指定部件为加工几何体，指定毛坯为毛坯几何体，指定材料为 击显示图标。如图所示： 建刀具 在刀具类型中选择第一个立铣刀图标，输入刀具名称“ 在铣刀参数中选择“ 5直径设置为 20度设置为 166刃长度设置为 100刃数为 2，刀具号设置为 1。如图所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 同理，创建其余刀具：分别是 具参数：直径 10度 150刃长度 100刃数 3， 刀具号为 2 具参数：直径 10度 125刃长度 55刃数 2，刀具号为3 具参数：直径 10度 130刃长度 11刃数 2，刀具号为 4 建粗加工操作 在加工导航器中切换到 “ 加工方法视图 ”，在操作导航器中选择 键弹出菜单，选择插入操作，在类型中选择 操作子类型中选择第一个型腔铣 序设置 具设置 何体设置 法 定进入型腔铣对话框。 在刀轨设置里切削模式选择“跟随周边”，步距恒定，距离为 5局每刀深度3图所示： 编程基本参数表 参 数 参 数 值 参 数 参 数 值 刀具材料 硬质合金 进给速度 200 刀具类型 端面铣刀 主轴转速 800 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 刀具刃数 2 公 差 具直径 20 切削步距 5 刀具半径 10 切削深度 3 圆角半径 / 加工余量 侧壁 1 快进速度 5000 底面 0 打开“切削参数”按钮，在“策略”选项卡里选 择“切削方向”为顺铣，“切削顺序”为深度优先，“图样方向”向内；在“余量”选项卡里设置部件侧面余量 1件底部面余量 0,内外公差为 “连接”选项卡中设置区域排序为优化，勾选区域连接；其余参数默认设置。如图所示： 打开“非切削移动”按钮，在进刀选项卡封闭区域中设置进刀类型为螺旋，直径为刀具直径的 90%，倾斜角度 15；在开放区域中设置进刀类型为线性，长度为 50%。 在传递 /快速选项卡中设置安全设置为平面，指定平面为工件上表面偏置 15递类型为间隙。其余设置为默认设置，如图所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 在进给和速度选项里，设置主轴转速为 800，切削为 200，其余参数如图： 点击生成按钮，生成刀轨，如图所示： 建半精加工操作 在加工导航器中切换到 “ 加工方法视图 ”，在操作导航器中选择 键弹出菜单，选择插入操作，在类型中选择 操作子类型中选择第一个型腔铣 序设置 具设置 何体设置 法 定进入型腔铣对话框。 在刀轨设置里切削模式选择“配置文件”，步距为刀具直径的 50%，全局每刀深度买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 1 编程基本参数表 参 数 参 数 值 参 数 参 数 值 刀具材料 硬质合金 进给速度 300 刀具类型 端面铣刀 主轴转速 1590 刀具刃数 2 公 差 具直径 10 切削步距 刀具直径 50% 刀具半径 5 切削深度 3 圆角半径 / 加工余量 侧壁 进速度 5000 底面 开“切削参数”按钮，在“策略”选项卡里选择“切削方向”为顺铣，“切削顺序”为层优先；在“余量”选项卡里设置部件侧面余量 件底部面余量 外公差为 “连接”选项卡中设置区域排序为优化，勾选区域连接，“开放刀路”为保持切削方向；其余参数默认设置。 打开“非切削移动 ”按钮，在进刀选项卡封闭区域中设置进刀类型为螺旋，直径为刀具直径的 90%，倾斜角度 15；在开放区域中设置进刀类型为线性，长度为 50%。 在传递 /快速选项卡中设置安全设置为平面，指定平面为工件上表面偏置 15递类型为间隙。其余设置为默认设置 在进给和速度选项里，设置主轴转速为 1590，切削为 300。 点击生成按钮，生成刀轨，如图所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 建清根加工操作 在加工导航器中切换到 “ 加工方法视图 ”，在操作导航器中选择 键弹出菜单，选择插入操作，在类型中选择 操作子类型中选择序设置 具设置 法 定进入清根对话框。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 编程基本参数表 参 数 参 数 值 参 数 参 数 值 刀具材料 硬质合金 进给速度 400 刀具类型 端面铣刀 主轴转速 2230 刀具刃数 2 公 差 具直径 16 步距 / 刀具半径 8 切削深度 角半径 / 加工余量 侧壁 0 快进速度 5000 底面 0 在“驱动设置”里切削模式为“往复” 打开“切削参数”按钮，在“余量”选项卡里设置部件侧面余量 0，部件底部面余量 0,内外公差为 “安全设置”选项卡中设置过切时退 刀，检查安全距离 3“更多”选项卡中设置最大步长为 30%刀具直径，其余参数默认设置。 打开“非切削移动”按钮，在“进刀”选项卡开放区域中设置进刀类型为“圆弧 径为刀具直径的 50%，圆弧角度 90；在”根据部件 /检查 ” 中设置进刀类型为线性，长度为刀具直径 80%，旋转角度 180，倾斜角度为 45。 在传递 /快速选项卡中设置区域距离为刀具直径 200%，安全设置为平面，指定平面为工件上表面偏置 15递类型为间隙。其余设置为默认设置 在进给和速度选项里，设置主轴转速为 2230，切削为 400。 买