[精品论文]左槽板 毕业设计论文

毕业设计课程定做 QQ1714879127第一章 左槽板的加工工艺1.1零件的工艺分析本次课题是左槽板的加工，其图纸如图1-1所示。该工件为板类零件，尺寸要求不是太高，但也有加工的难点，主要加工难点在于正面的肋板多而且窄，加工及装夹时容易变形，所以采用机用虎钳装夹时用力要适中，防止用力过大造成中间鼓起导致尺寸达不到要求。图1-1 图纸1.2零件毛坯的选择（一）正确选择毛坯的意义在制定工艺规程时，正确地选择毛坯有着重大的技术经济意义。毛坯种类的选择，不仅影响着毛坯制造的工艺、设备及制造费用，而且对零件的机械加工工艺、设备和工具的消耗以及工时定额也都有很大的影响。为了正确地选择毛坯，需要毛坯制造和机械加工两方面的工艺人员紧密配合，以兼顾冷、热加工两方面的要求。（二）毛坯种类的选择 1.机械加工中常见的毛坯（1）铸件 （2）锻件 （3）型材 （4）焊接件 2.毛坯选择的两种方向一种是使毛坯的形状和尺寸尽量与零件接近，零件制造的大部分劳动量用于毛坯生产，机械加工多为精加工，劳动量和费用都比较少；另一种是毛坯的形状和尺寸与零件相差较大，机械加工切除量多，其劳动量及费用也较大。为节约能源与金属资源，毛坯制造应沿着前一种方向发展。（三）选择毛坯时应考虑的因素1零件材料的工艺性能（如铸造性能和锻造性能）及零件对材料组织和性能的要求2.零件的结构形状与外形尺寸3.生产纲领当零件的生产纲领较大时，应选择精度和生产率都较高的毛坯制造方法。零件的产量较小时，应选择精度和生产率均较低的毛坯制造方法。4现有生产条件选择毛坯时，还要考虑现场毛坯制造的实际工艺水平、设备状况以及对外协作的可能性。综上所述：毛坯形状和尺寸的确定（25*322*196的防锈铝板LF-21R）1.3进给速度的确定进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。加工中心的计算公式为：S= 1 0 00 V/D式 中： V 切削时切削速度，单位为m/min动，由刀具的耐用度决定;S主轴转速，单位为r/min，D 刀具的直径，单位为mm。每把刀具的进给速度如下表：名称编号主轴转速r/minF（下刀）m/minF（进给）m/min20波形刃铣刀T1300050100010立铣刀T230003080010波形刃铣刀T33000482405键槽铣刀T436003012004立铣刀T532008002402.5键槽铣刀T6250060901.4背吃刀量的确定背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般0.2-0.5mm。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。所谓“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能(功率、扭矩)，在保证质量的前提下，获得高的生产率和低的加工成本的切削用量。加工余量分析如下表所示：序号加工内容加工工序加工工序与余量选择背吃刀量及工序余量选择工序余量（mm）背吃刀量 (mm)1背面的凹槽粗铣0.20.52凸台及沉框粗铣0.20.5精铣00.23正面凹槽粗铣0.20.5精铣00.24圆角R2精铣00.25密封槽精铣00.26反面侧面及底面粗铣0.20.5精铣00.21.5切削刀具的选取(1)数控加工常用刀具的种类及特点刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。根据刀具结构可分为：整体式；镶嵌式，采用焊接或机夹式连接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为：高速钢刀具；硬质合金刀具；金刚石刀具；其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为：车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；镗削刀具；铣削刀具等。为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%40%，金属切除量占总数的80%90%。 (2) 数控加工刀具的选择 选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般取得很能密，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。(3)刀具的选择应考虑的因素在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则： 1. 尽量减少刀具数量； 2. 一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位； 3. 粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具； 4. 先铣后钻； 5. 先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工； 在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。在此列出加工左槽板所用到的刀具：刀具名称刀具编号作用20波形刃铣刀T1开粗10立铣刀T2精加工10波形刃铣刀T3开粗5键槽铣刀T4铣槽4立铣刀T5加工圆角2.5键槽铣刀T6加工密封槽1.6加工阶段的划分工艺过程如下：1.备料：防锈铝LF-21R。规格为25*322*196。2热：去应力退火180C*2h，并校平至平面度0.5mm。3铣：铣四周，长*宽成。4刨：两面刨，厚20.5成。5数铣工序一：铣背面的凹槽成。6数铣工序二：铣正面的凸台、凹槽、密封槽及沉框成。7刻：按图及技术要求刻字成。第二章 UG CAD造型2.1UG CAD软件介绍本课题完成采用了UG软件。UG是美国UNIGRAPHICS SOLUTIONS OF EDS 公司推出的CAD/CAM/CAE一体化软件,广泛应用在航空,汽车,机械,电器电子等各个行业,可完成产品的设计、分析、加工甚至检验和产品数据管理的全过程。1. 主要功能（1） 产品设计（2） 性能分析（3） 零件加工（4） 机构运动分析（5） 布线（6） 产品宣传2要点利用UG，可以完成产品从概念设计、模型建立、模型性能分析与运动分析、加工刀路生成等整个产品的生产过程，实现真正意义上的无图纸化生产。（1） 无缝集成的产品开发环境（2） 基于装配的产品设计技术（3） 全局的相关性。（4） 协同工作（5） 基于知识的专家设计模块（6） 满足客户需要的开放式接口UG是一个大型的、全面的、多功能的设计、制造型软件，用于制造业的各个方面，特别是在模具生产，尤其是高精度，复杂地模具的生产，它通常和高级地数控设备结合起来使用。设计人员根据公司提供的需求，在这种软件上绘出模具图，然后进行校核，满足要求之后，在模拟加工之前要先设置好一些参数，如刀具的大小，毛坯的尺寸等，设置好了之后就可以进行模拟制造了。在真正制造之前当然要选好毛坯并装夹好，设置好工件原点，选好刀具，各个实际加工的参数要合理，如进给率，主轴转速等。本节的主要内容是UG软件基本知识和基本应用，并且详细的介绍了如何利用UG软件建模，生成三维图象和自动生成程序。通过介绍，能够使我们更好的了解UG软件的好处。2.2左槽板的UG CAD造型本节主要讲述左槽板的实体构建，即左槽板的UG CAD造型。造型常用的方法有两种，即草图法和线框法，本节讲述的左槽板的实体构建采用草图法，其构建思路为：首先分析图形的组成，在XY平面画出截面，然后用拉伸、求和、求差等建模方法来构建主实体。通过本节实例的练习，使我能熟练掌握实体的创建方法，开拓创建思路及提高实体的创建基本技巧。实体截面图形尺寸如图2-1所示图2-1 截面图实体造型如图2-2所示图2-2实体造型草图法构图步骤1.新建文件 选择菜单中的【文件】/【新建】命令或选择（New建立新文件）图标，出现【新建】对话框，在【名称（N）】栏中输入【zcb】,选择【单位】栏中的【毫米】，以毫米为单位，点击按钮确定。建立文件名为zcb.prt、单位为毫米的文件。2.草绘截面进入建模模块，选择菜单中的【插入】/【草图】或在【成型特征】工具条选择（草图）图标，出现草图绘制界面，如图2-3所示，根据系统提示选择草图平面，在窗口中选择XY平面，然后点击按钮，出现草图绘制区。图2-3 草图绘制界面步骤：1)绘制草图在【草图工具】工具条选择（轮廓）、(直线)、（圆）、（圆角）、（矩形）、（自动判断的尺寸）、（约束）等图标绘制草图，并且要加上约束、标注尺寸，完成截面图的绘制，结果如图2-4、2-5所示。图2-4截面图图2-5 正二测视图2）创建拉伸特征1选择菜单中的【插入】/【设计特征】/【拉伸】命令或在【成型特征】工具条选择（拉伸）图标，出现【拉伸】对话框，如图2-6所示。要求选择欲拉伸的截面几何体，在下方的选择意图下拉框选择选项，选择如图2-7所示的18个串联的矩形。然后在【拉伸】对话框中【开始值】、【端点值】栏输入【0】、【20.5】，如图2-8所示，点击按钮，结果如图2-9所示。 图2-6拉伸对话框 图2-7 截面几何体 图2-8 拉伸对话框 图2-9 拉伸实体3）创建拉伸特征2选择菜单中的【插入】/【设计特征】/【拉伸】命令或在【成型特征】工具条选择（拉伸）图标，出现【拉伸】对话框，如图2-10所示。要求选择欲拉伸的截面几何体，在下方的选择意图下拉框选择选项，并点击（在相交处停止）按钮，选择如图2-11所示的曲线，并选择布尔下拉框选择选项。然后在【拉伸】对话框中【开始值】、【端点值】栏输入【0】、【13.5】，如图2-12所示，点击按钮，结果如图2-13所示。 图2-10拉伸对话框 图2-11 截面几何体 图2-12 拉伸对话框 图2-13 拉伸实体4）创建拉伸特征3选择菜单中的【插入】/【设计特征】/【拉伸】命令或在【成型特征】工具条选择（拉伸）图标，出现【拉伸】对话框，如图2-14所示。要求选择欲拉伸的截面几何体，在下方的选择意图下拉框选择选项，选择如图2-15所示的曲线，并选择布尔下拉框选择选项。然后在【拉伸】对话框中【开始值】、【端点值】栏输入【-13.5】、【-12.5】，如图2-16所示，点击按钮，结果如图2-17所示。 图2-14拉伸对话框 图2-15 截面几何体 图2-16 拉伸对话框 图2-17 拉伸实体4）创建求差特征选择菜单中的【插入】/【组合体】/【求差】命令或在【成型特征】工具条选择（求差）图标，出现【求差】对话框，如图2-18所示。要求选择欲求差的几何体，选择如图2-19所示的目标几何体，选择如图2-20所示的刀具几何体。点击按钮，结果如图2-21所示。 图2-18求差对话框 图2-19目标几何体 图2-20 刀具几何体 图2-21求差后的实体5）创建拉伸特征4选择菜单中的【插入】/【设计特征】/【拉伸】命令或在【成型特征】工具条选择（拉伸）图标，出现【拉伸】对话框，如图2-22所示。要求选择欲拉伸的截面几何体，在下方的选择意图下拉框选择选项，选择如图2-23所示的曲线，并选择布尔下拉框选择选项。然后在【拉伸】对话框中【开始值】、【端点值】栏输入【-13.5】、【-7.5】，如图2-24所示，点击按钮，结果如图2-25所示。 图2-22拉伸对话框 图2-23 截面几何体 图2-24 拉伸对话框 图2-25 拉伸实体经过以上的几步操作，最后构建的实体如图2-26所示 图2-26左槽板的实体第三章 UG CAM加工3.1UG CAM软件介绍CAM是计算机辅助制造，CAM软件编程也就是通常所说的交互式图形编程。CAM 软件编程具有速度快、精度高、直观性好、使用简便、便于检查和修改的特点。因此，在国内外普遍采用的数控编程方法是采用CAM软件编程。但CAM软件编程又是以CAD技术为前提的。故绝大多数数控编程软件同时具备CAD的功能，故称CAD/CAM软件一体化软件。目前最常见的软件有：1、Unigraphics(UG) 2、CIMATRON3、MasterCAM 4.CAXA ME制造工程师 其它常用的CAD/CAM软件还包括DASAL公司的CATIA、PTC公司的PRO/E等等。3.2左槽板的UG CAM加工型腔铣和等高轮廓铣的使用范围型腔铣是UGCAM的最常用的操作，用于大部分工件的粗加工、半精加工和部分精加工。型腔铣的原理是通过计算毛坯去除工件部分作为被加工的材料来产生刀轨。需要定义毛坯和工件。 等高轮廓铣操作是型腔铣的特例，用于陡峭曲面的精加工。 型腔铣的使用范围非常广，可以加工工件侧壁可垂直或不垂直，底面和顶面可为平面和曲面，如模具的型腔和型芯等。通常用于工件的粗加工和半精加工，精加工也常用型腔铣。左槽板的数控加工只要两道工序，即正面和反面的加工，反面的加工操作简单，只用两把刀具就可以完成，而正面要用六把刀，操作较烦，所以我只把正面的比较繁琐的具体步骤写一下，而反面的加工则省略。加工思路：加工正面：先用20波形刃铣刀开粗，再用10波形刃铣刀开粗，去除大部分材料，再用10立铣刀精加工出各个凸台及沉框，再用6的键槽铣刀粗精加工出6mm宽的凹槽，然后用4立铣刀精加工R2的圆角，最后用3的键槽铣刀加工密封槽。加工反面：先用20波形刃铣刀开粗，去除大部分材料，再用10立铣刀精加工侧面及底面。具体步骤：1 20波形铣刀开粗：（1）调入文件。（2）初始化加工环境。（3）设定加工坐标系和安全平面。（4）创建加工几何体和毛坯几何体。（5）创建刀具。创建波形刃铣刀20wb、立铣刀10b、波形刃铣刀10wb、键槽铣刀6a、立铣刀4b、键槽铣刀3a。（6）创建方法。（7）创建型腔铣。使用几何体为WORKPIECE，使用刀具为20wb，使用方法Mill_FINISH。（8）修改切削方式。选择“切削方式”为“跟随周边”。（9）设定进刀参数。设定为沿直线，斜度为2，“螺旋直接%”为50，“最小斜面长度直径%”为50（10）设定控制点。定义“点”切削区域的起点。（11）设定切削层。定义“每一刀的全局深度”为0.5mm。（12）设定切削策略。单击“切削”打开“切削参数”对话框。在“策略”选项中设置“深度优先”、“向内”、“岛清根”、“自动”4个参数。（13）设定切削余量。部件余量和最终底面余量均为0.2。（14）设定进给率和刀具转速。主轴3000rpm。进刀、步进、剪切、退刀均为1000，横越位5000。（15）生成刀位轨迹。2 10波形铣刀开粗（1）复制上一步创建的型腔铣操作，进入参数对话框。（2）修改“刀具”为10wb。（3）修改切削层。定义“每一刀的全局深度”为0.5mm。（4）在切削参数对话框中，设定 “处理中的工件”为“使用3D”。（5）主界面设定方式采用“跟随工件”。（6）设定切削余量。部件余量和最终底面余量均为0.2。（7）设定进给率和刀具转速。主轴3000rpm。进刀、步进、剪切、退刀均为240，横越位5000。（8）生成刀位轨迹。3 10键槽铣刀精加工（1）复制上一步创建的型腔铣操作，进入参数对话框。（2）修改“刀具”为10b。（3）修改切削层。定义“每一刀的全局深度”为1mm。（4）在切削参数对话框中，设定 “处理中的工件”为“使用3D”。（5）设定切削余量。部件余量和最终底面余量均为0。（6）设定进给率和刀具转速。主轴3000rpm。进刀、步进、剪切、退刀均为800，横越位5000。（7）生成刀位轨迹。4 5键槽铣刀粗精加工槽（1）复制上一步创建的型腔铣操作，进入参数对话框。（2）修改“刀具”为5a。（3）设定进给率和刀具转速。主轴3600rpm。进刀、步进、剪切、退刀均为1200，横越位5000。（4）生成刀位轨迹。5 4立铣刀精加工圆角（1）复制上一步创建的型腔铣操作，进入参数对话框。（2）修改“刀具”为4b。（3）设定进给率和刀具转速。主轴3200rpm。进刀、步进、剪切、退刀均为240，横越位5000。（4）生成刀位轨迹。6 2.5键槽铣刀精加工密封槽（1）复制上一步创建的型腔铣操作，进入参数对话框。（2）修改“刀具”为2.5a。（3）设定进给率和刀具转速。主轴2500rpm。进刀、步进、剪切、退刀均为90，横越位5000。（4）生成刀位轨迹。在操作导航器中选择WORKPIECE，使用右键快捷方式，选择“刀轨”下的“确认”进行实体模拟加工。在操作导航器中选择WORKPIECE，点击操作工具栏上的后处理，选择Mill_3_AXIS,在输出文件名中输入F:zcb，单位改为公制/部件，点击确定完成后处理。 （程序单见图3-1）图3-1 程序单小结 毕业设计采用的工件左槽板，我是用的公司的加工图纸进行设计与编排的。左槽板是采用防锈铝加工制作完成的，第一章我对该零件工艺分析，毛坯选择，进给速度和背吃刀量的确定以及切削刀具的选取和加加工阶段的划分。我选用UG对左槽板进行CAD三维造型和平面设计，并使用CAM加工。电脑自动生成的程序我在附录中有详细数据。参考文献1. 王志平 数控编程与操作 北京高等教育出版社 2003.72. 李洪 机械加工工艺手册 北京：北京出版社 19903. 东北重型机械学院，洛阳工学院，第一汽车制造厂职工大学编 机床夹具设计手册（第二册） 上海：上海科学技术出版社 19904. 成大先 机械设计手册 北京：化学工业出版社 20045. 倪寿森 袁锋 机械基础 北京：高等教育出版社 2000.76. 王永章、杜君文、程国全 数控技术 高等教育出版社 2003附件A 程序单%N0010 G40 G17 G90 G70N0020 G91 G28 Z0.0:0030 T01 M06N0040 T03N0050 G0 G90 X-156. Y19.9947 S3000 M03N0060 G43 Z30.5 H01N0070 Z23.0143N0080 Z20.0143N0090 Y.9947N0100 X-.8709N0110 X.1801 Y.9782N0120 G2 X.5665 Y.8162 I-.2237 J-1.