手动变速箱的变速箱盖零件的机械加工工艺数控加工编程及钻孔夹具设计-[机械毕业设计论文A1046]
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- 关 键 词：
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手动
变速箱
零件
机械
加工
工艺
数控
编程
钻孔
夹具
设计
毕业设计
论文
a1046
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份,64页,28000字左右.
工序卡一份.
工艺卡一份.
外文翻译一份.
图纸共3张:
A1-钻螺纹孔夹具总装图.dwg
A1-夹具体.dwg
A3-工件图.dwg
- 内容简介：
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1 用普通刀具在立体平版印刷格 式中对三角雕塑 面的数控加工 一个产生数字控制刀具路径的统一方法已经出现，这个 刀具路径 是 用普通刀具在立体平版印刷格式中对三角形雕塑表面的数字控制加工 产生的。这个方法的产生很重要 ，这是 是因为 一个立体平板印刷格式的应用象征着一个计算机辅助设计模型已经在很短的一段时间内被工业界广泛接受。 这不仅是因为比如特别需要运用这种方法的快速 设计 模型的应用，而且 还归结于现在可以直接用数字化和反向工程过程 来 制造复杂的立体平板印刷模型。 虽然有很多支持立体平板印刷文件的计算机辅助设计和计算机辅 助制造的软 件系统，但 在这些文章中 只有几页纸直接涉及到从立体平板印刷文件来的数字控制加工问题。 一种用普通自动编程切削刀具产生刀具路径的一般计算算法已经出现。 这种算法 看起来 普遍，它可适用于包括 球头刀、平底刀和内圆角精铣刀在内的 各种各样的切削刀具 。 为了减少计算时间， 一个用彩色小石块镶嵌产生网状询问区域高 的 效方法也 已经 产生。 用 模仿 加工 和 真正的 机械加工制造的 实例 来 说明所 提出的方法的效率。 1、介绍 目前， 多数计算机辅助设计 (系统 利用 参数表面代表 型的几何 形状 。 由于各种各样的设计或制造过程的不同，需要转换不同 的计算机辅助设计 系统 （ 计算机辅助制造系统（ 间的模型。 中立数据文件譬如最初的图表交换规格 (广泛地被用于 (美国产品数据协会1996) 。 最初的图表交换规格 (述 在建立 型 时 可能 被使用 的信息、定义 个体模型时的参数量 和 各个 个体之间 不同的关系 。 但是 ， 使用 最初的图表交换规格 (译 型 并 不 是总是 容易 的，这是 因为 大 多数计算机辅助设计系统 （ 使用不同的内部表示 方 法 而 且转换 并 不是 总是 直接 的而 错误 又比较多 。与 最初的图表交换规格 (相 比 ， 立体 平 版印 刷 2 (格式 比较 简单 ， 并且它的实施 比较 容易 ( 992 年 , 993) 。基本上 ， 一个 立体 平 版印刷 (件 只 包含一 个 三角 形 和它 们的法线 传播 媒介。 立体 平 版印刷 (件 不能 替换 最初的图表交换规格 ( 最初的图表交换规格 (含更 多 与设计相关的信息 ， 然而 对于 许多顺流制造业活动譬如迅速 设计模型、 数字控制 (加工制造甚至 有限元素分析 来说，这些 信息包含在 立体 平 版印刷 (中的信息 是充足的。由于它的 简单 和 在 各种各样的工程学领域 中的不同 用途 ， 立体 平 版印刷 (译 受到大多数计算机辅助设计和计算机辅助制造（ 系统 的 支持。在过去 ， 立体 平 版印刷 (件 是负担对内存分配和计算速度 的任务 。但是 ， 随着 中央处理单元 的 加速 ， 更多力量 和 存储芯片 逐渐 变得 更加便宜 ， 这不再是 转换 和处理 立体 平 版印刷 (文件 时的一个 障碍 。此外 ， 最新的三维扫描技术 也促使 反向工程的应用迅速增长 ，在 反向工程应用 中， 创造 很大并且很 复杂 的 模型 后，将它 存放在 立体 平 版印刷 (件 之中 (2002) 。 人们现在已经普遍接受这样一个事实，分成三角形 的表面和 立体 平版印刷 (文件 的应用将使 设计和制造业应用变得越来越普遍。 在过去， 人们已经学到了 许多 三轴 机械 加工刀具路径 的 计划方法 ( 997) 。 刀具路径的产生 方法 可以分成两种类型： 解析和参数 (991) 。 前 者产生于 横切机械加工 表面的短剖面飞机。 而 后者 产生于沿着平面或者曲面走刀的数字控制刀具路径，而刀具 切削点 (通常 是用计算机 从 机械 制造 加工 表面 的设置来进行计算的 (1987 年 ， 1995 年 ， 1997 年 ， 003 年 )。参数 设置方法 在应用精确 表面信息 之中有其特定的优点， 但 是 它 可能 不适合应用于加工带有很多凸台的 复合表面 并且很容易受到凹平面的损坏 ( 998) 。 在 另一方面 ， 解析的方法 的优点是可以产生没有凹平面损坏现象的刀具路径， 但 是 它 的缺点的 是不能产生直线的走刀路径和进行清角加工的刀具路径 ( 997) 。所以 ， 在 零件的现实加工之中， 解析和参数 路径的应用策略在 互换性 之中被运用。 立体 平 版印刷 (工主要是应用解析的加工策略，这是因为它不包含有完 整的表面信息。在解析路径计划之中，当切削刀具接触到机械加工表面时， 计算 出来。在解析路径计划之中一个最有效的方法 是绘制 ( 1988 年 ， 991 年 ， 991 年 ， 林和刘 1998) 。 绘制 法计算 栅格数 3 据 库设置中的 无干涉 机械加工是 精确度 取决于库 栅格数据的密度。 这通常 是一个对 栅格数据 库大的存储空间的分配的需要。 他的 同事提出 这样 一个方法 ，就是用平底刀、球头刀和圆角精铣刀从三角形表面产生 无干涉 机械机械刀具路径（ 992 年 ， 998) 。但是 ，这种 方法 是相对于不同的 切削刀 , 而 且 它的 算法 限制可 切削刀类型 的开发 。尽管在现实之中 使用 着 更 多不 同的 切削刀 具 类型。 例如 ， 经常用 一 把 细 而 利的 精铣刀具作 为 浅槽的 标号。它会繁琐 而笨拙地产生所有需要的刀具的不同算法和代码 。 本论文 介绍 一种 直接产生刀具路径的 统一方法 ，这种方法是用通用的自动编程加工刀具 ( 立体 平 版印刷 (三角形表面上产生的 (986)。 数字控制的应用实例， 但 大 多数 刀具路径的形成 方法 都是为特殊的刀具类型开发的，不的通用的 (等 1998 年 ， 999) 。 在这里为所有刀具类型产生的刀具路径形成是普遍的， 在这里以包括球头刀、平底刀和圆角精铣刀以及其它更多的刀具作为代表 (图 3 和 4)。从这 个 研究结果 来看， 只 有一 种系统 的 和统一的算法是 必要 的 , 这个算法 对 通用 非常兼容的 。 为了减少在 处理一个大 立体 平 版印刷 (件 时的计算时间， 一个 在 区域询问方面的 高效方法 产生了。 2、在三轴机械加工中的数字控制刀具路径计划 在实际 的 应用 之中，数 字控制刀具路径可以适 用 于各种不同的机械加工过程 ( 1994) (图 1)： 图 1 数字控制刀具路径计划中不同的机械加工过程 4 主要规程包括粗加工、半精加工和去除咬边加工 (通常叫做平行加工 或清角加工 ) 。 用大尺寸的 切削 刀具 和高 的进给量进行粗加工（通常用平底精铣刀）可以 高效率地 去除 庞大的重复材料。为 得到 一个更好的 加工表面，在精加工之前 通常 通常要进行几次半精加工 (通常 是用 圆 精铣刀和球头精铣刀 )。 完成了半精加工之后，工件表面就留下均匀厚度的材 料，这个厚度是作为精加工（通常是用小的球头精铣刀）要去除的工序余量薄层。 有时 完成精加工后还需要 进行 平行加工和清角加工， 因为 沿壁角边缘 有一个咬边的区域 (图 2)。一 种 更小的切削 刀具是 用在 精加工之后的加工过程，以 塑造 局部角度 外形或边缘 并且去除 未 切削 的材料。根据上述讨论 ，产生 削刀 具的一个统一方法的形成 是不仅实用的 , 而且 更加容易实施和维护。 因为有有效觉得方法来将三角形参数或所包含的表面的公差控制在允许的范围内 ，在这里开发的算法能够对普通的计算机辅助制造（ 生一个 核心引擎作用 。 图 2 咬边 区域 3、普通 几何 形状的 削刀 根据 定义 ，可以用 如 图 3 所示 的参数 来 将普通几何形状的切削刀具完整 地描述 出来： 5 图 3 普通几何形状刀具的参量 d、 切削刀 具 直径 ，刀具直径 是辐形距离两 倍，这个 辐形距离 的 切削刀 具 轴到上部和下部直线段 交叉点 的距离计量的 ； r、 壁角半径 ； e 辐形距离 ，它是从切削轴到 壁角圈子 中心的 距离 ， 如果它的壁角和中心是在工具轴的同 一 边 ，那么它是正面的，否则它就是反面的； f、从终点到 壁角圈子 中心的距离， 这 个距离 是 通过 平行 于 工具轴 来测量的。 切削刀 具参数的值 的必须与 其内部的各种参数相一致，而且 不能违背某些规定的约束，以便适当地描述允许范围之内加工刀具的几何形状 (986)如图 4所示是切削刀具集合形状的几种选择 : 图 4 根据 义 的机械加工刀具形状的几种选择 一些 附属 参量 的方法如下， 被使用帮助描述 的计算。 这些附属参数可用于帮助描述刀具切削点的计算。 R=2d+（ 1） 21） 6 那里的半径 R，是切削刀具在加工零件表面上的最大伸出界限。这个界限将用 于帮助寻找 在 伸出 区域 内的 相交 的 三角 形 。从 机械加工的 切削刀 具 的几何学外形 来看， 圆环圈子 的 半径 计算方法如下： u+ 2 2 2 2 214 c o s ( )u f e r ） /22） 哪里 R2=e+（ 2)+ 2 2 2 2 222s i n ( 2 ) 4 ( ) s i n ( )v v r） /23） 和 V=（ 2） -（ 哪里 L =222()r R e4） 距离 L，是用 半径 心 开始 计量 来进行 计算 的，计算的方法如下 ： L =222()r R e在刀具参侧面上距离分别为 2的两个不同的点从工具轴开始将机械加工切削刀具分成三个不同的区域。 在上面的部分是锥体截面体其半径是R， ， 中间部分是圆环半径 r，底部是 半径 高度 子锥体 通常 ,切削刀 具侧面不 需要 包含所有三个 区域 。 比如在 上图 4中是（ a）图，它的 形状 是 一个圆筒 ； 在 图 4中的 (c)图， 花 托成为一 个半圆球； 在 图 4中的中 (d)，它 是 一把 逐渐变得尖细切削刀。 4、形成刀具 切削 区域的算法 数字控制加工 中形成塑造传统的实体模型的方法需要垂直于刀具切削表面（ 平面。 虽然它 在概念 是简单 的，但是还是有几的缺点 。首先 ,垂 直 表面的 形成 不是一个琐细的问题。 在固体模型 中， 界限表示法 (B 型是最普遍的代表形式。被整理的不均匀的 B 多槽轴 (面 的 垂距是 复杂 的而且计算费用昂贵的操作。其次 ,被整理的表面的垂距可以容易地制 造复杂 的自身内部的交叉点 和 外部的 交叉点 (以毗邻表面 )问题。此外 ，这 7 个统一的 垂距表面只实用于球头铣刀刀具切削区域的产生。 用圆角铣刀加工形成的刀具切削区域垂距表面是一个更加困难的问题，更不用说更加通用的具。总的来说，用垂距表面 在数字控制刀具路径中产生传统的实体模型在计算过程中是复杂的，而且计算的效率也很底。 此外，解析机械加工中，在给定部分参数表面后， 机械加工 刀具路径是从垂距部分表面和 平行于工具轴的 一系列 垂直 平面的交叉点产生的 。 非线性等式解决 的方法也许包含在要寻找的交叉点曲线中。对于一个 立体 平 版印刷 (型，因为零件表面已经被分成三角形， 刀具路径的形成是从多面体表面开始 计算 在许多情况下 ,唯一线性运算是 很有必要的。如图 5所示，切削刀具与零件表面接触的地方叫做刀具接触点（ 而刀具的端点被定义为刀具切削点。在机械加工中，刀具接触点（ 不是固定的，而刀具切削点（ 的 标值可以任意确定 (多数 情况下是落在固定的网格点 )。 唯一的未知数 就是刀具切削点的 Z 轴坐标值。因此，刀具路径通常的由很多连续的刀具切削点组成。 当工具轴 向二维点 (xc,动时，零件表面将 形成一个区域，这个区域是半径为 个二维圆的圆心在 (xc,上。 这 个区域叫做 刀具接触 点（ 图 5）。 图 5 8 本文提出一种 计算无推断从零件表面的那些小的三角形来的刀具切削点 （ 算法，这些零件表面与刀具接触点（ 域是重叠的。当切削刀具与一个三角形多面体 接触时，刀具接触点（ 能位于端点、小平面或者是边沿上。对于切削刀具本身，刀具接触点（ 能与包络线、 花托区域或更低的锥体 连在一起。 对于 这些各种各样的联 系 情况 ，
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