铣加工配合件的数控加工工艺分析与编程程序仿真-[机械毕业设计论文A2087]
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加工
配合
数控
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分析
编程
程序
仿真
机械
毕业设计
论文
a2087
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文档包括:
说明书一份。46页。13000字左右。
任务书一份。
毕业论文答辩稿一份。
外文翻译一份。
图纸共2张，如下所示
A3-工件图-2张
- 内容简介：
-
姓 名： 指导老师： 班 级： 专 业：机械设计制造及其自动化 院 系： 机电工程 配合件的数控加工工艺分析与仿真 主要内容 一、 对零件图进行工艺分析 二、毛坯选择 三、 零件加工工艺规程分析 四、 造出三维模型 五、 工 出 加工 代码 六、 制作出工艺表、程序单 一、零件图的工艺分析 零件的尺寸公差在 表面粗糙度 其余达到 而且 01工件有厚度为 2 区域面积较大相对难加工 ， 加工时容易产生变形处理不好可能会导致其壁厚难以保证 。 有轮廓加工 、 凸面 、 凸曲面 、 凹面 、 凹曲面加工及打孔等 。 二、毛坯选择 两配合件 01、 02从图上可以看出大轮廓为125 切掉两端两平端距离为 11001工件厚 24,02工件厚 30。 考虑到现有机床工作台面是一个平面所以装夹方式是用压板压 ， 所以先下料 219*114*2619*114*34 下料长 219 材料：铝料 。 三、 零件加工工艺规程分析 配合件 01工件， 先将毛料 粗 铣 去余量 到 215*110*2 4选择 图 1作为 2作为 先 以 面， 止薄壁变形或损坏，再以 面。将加工坐标设在工件中心位置，沿着长边 215方向，短边 110方向。 图 1 图 2 1工件 图 3 图 4 配合件 02工件， 将毛料 粗 铣 去余量 到 215*110*30以图 4作为 3作为 基准坐标系的选择与 01工件一样。为了保险，在 面时也可以采用 01工件的方法用水泥把凹槽填平 。 2工件 基于 四、零件三维模型的建造 五、 工 出 加工 代码 1、 2、零件的仿真加工 3、加工代码输出 六、以 01工件为例 程序单 、工艺表 本科毕业设计论文 题 目 配合件的数控加工工艺分析与 仿真 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 指导教师 毕业时间 毕业 任务书 一、题目 配合 件的数控 加工工艺分析与 仿真 二、指导思想和目 的要求 本论文是对一对配合 件进行建模、工艺分析、数控编程及加工仿真，主要运用所学到的只是对零件图做出工艺分析，制定出工艺流程，确定加工方案。运用件建模以及编程，最终加工出零件。目的：通过对配合 件的工艺方案的分析、编程与加工，更加深入的了解加工工艺分析和机床编程的一般步骤，数控机床的加工特点。同时提高我对 件的使用与认识，提高我的读图绘图能力。 三、主要技术指标 维图纸一份 ； 造三维模型 ； 件出程序 ； 四、进度和要求 第一阶段： 熟悉课题，收集借阅有关资料、粗拟开题报告 ； (第 1 ) 第二阶段： 对要加工的零件进行工艺分析 ； (第 3 ) 第三阶段： 数控加工工艺的确定 ； (第 7 ) 第四阶段：对零件进行实体建模； (第 10 ) 第五阶段：对零件进行 程及加工仿真； (第 11 ) 设计 论文 第六阶段：完成论文。 (第 12 ) 第七阶段：答辩准备 (第 16 周 ) 五、主要参考书及参考资料 1 方沂 .数控机床编程与操作，国防工业出版社， 1999 年版 2 王爱玲等 .现 代数控原理及控制系统，国防工业出版社， 2002 年版 3 王爱玲等 .现代数控机床实用操作技术，国防工业出版社， 2005年版 4 周济 ,周艳红 . 数控加工技术 ， 国防工业出版社， 5 谬效果 .数控技术， 湖北科学技术出版社， 6 黄道业 . 数控铣床（加工中心）编程、操作及实训 ， 合肥工业大学出版社， 7 郑盛新 . 数控机床与编程加工习题集 ，合肥工业大学出版社， 8 陈德生 . 机械制造工艺学 M.， 杭州：浙江大学 出版社， 9 赵家齐 . 机械制造工艺学课程设计指导书 M.， 北京：机械工业出版社 ,2000. 10 古文生 M子工业出版社， 2002. 11 庞为 M学出版社， 2002. 12 邓文英 ,郭晓鹏 M等教育出版社， 2008. 13 杜君文 ,邓广敏 M天津大学出版社， 2002. 14 余英良 . 数控 机床加工 技术 ， 高等教育出版社， 15 余英良 . 数控加工编程及操作， 高等教育出版社， 2005 年 1 月第一版 16 李开林 . 维造型，电子工业 出版社， 2009 年 1 月第三次印刷 17 周晓萍 .机械识图与 ,安徽 教育出版社， 2007 年 9 月第一版 18 朱宝林 .公差配合与技术测量 ,华中科技大学 出版社， 2005 年 3 月第一版 学生 田 晓 指导教师 李 郁 系主任 魏生民 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 I 摘 要 数控技术， 是 采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械 量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和 二进制 形式数据运算的出现。 而 数控铣床是在普通铣床上集成了数字控制系统，可以在程序代码的控制下较精确地进行铣削加工的机床 。 本文为配合零件的编程与加工，通过数控铣床的加工，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，加工方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。本文主要从三维模型的建造、加工工艺分 析和机床编程的一般步骤着手，提高我对 件的使用与认识、提高我的读图绘图能力。最后通过自动编程与加工，希望能在过程中发现更好的编程方法和加工方法，提高效率，而且运用于实际工作中 能够更深入的了解数控机床的加工特点 。 关键词 ： 数控铣床 ， 配合零件 ， 三维模型 ， 加工工艺，自动编程 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 is of of of It is by to on NC is in be of of NC of of of nc of d of my of AM my of in to of nc 3 d 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 录 第一章 绪 论 . 5 控 技术 发展 及 现状 . 5 控技术的发展 . 5 控 技术在国内 的现状 . 5 课题研究的目的 及 意义 . 6 题的主要内容 . 7 第二章 零件的 工艺 分析 . 8 件图工艺分析 . 8 件图分析 . 8 件 毛坯选择 . 9 件 定位基准选择 . 9 、粗基准选择 . 9 准的确定 . 10 件加工工艺规程分析 . 11 合件 01 工件工艺规程分析 . 11 合件 02 工件工艺规程分析 . 12 第三章 运用 造三维模型 . 13 3.1 单介绍 . 13 建零件模型 . 14 合件 01 工件建模 . 14 合件 02 工件建模 . 20 第四章 配合 件的编程及加工仿真 . 24 G 编程的简单介绍 . 24 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 配合件 02 工件为例进行 程 . 25 02 工件进行模型分析 . 25 工坐标系、几何体设定 . 25 建加工刀具 . 26 工程序顺序管理 . 26 02 工件加工编程 . 27 路仿真及加工代码输出 . 30 路仿真及加工代码 的 输出 . 30 合件 02 工件输出部分加工代码 . 32 第五 章 配合 件 工艺表 、程序单 . 38 合件 01 工件工艺表、程序单 . 38 合件 02 工件工艺表、程序单 . 40 第五章 全文 总结 . 42 致 谢 . 43 参考文献 . 44 毕业设计 小结 . 45 附 录 . 46 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 5 第一章 绪 论 控 技术 发展及现状 控技术的发展 数控加工技术先后经历了电子管（ 1952 年）、晶体管（ 1959 年）、小规模集成电路（ 1965 年）、大规模集成电路及小型计算机（ 1970 年）和微处理机或微型计算机（ 1974 年）等第五代数控系统 。 前三代属于采用专用控制计算机的硬接线（硬件）数控装置，一般简称 置。第四代数控系统出现了采用小型计算机代替专用硬件控制计算机，这种称之为计算机数控系统 （ 也就是 1979 年开始以微处理机为核心的数控装置（ 就是 到迅速发展。 我国数控系统研究起步于 1958 年 ， 60、 70 年代 研制了晶体管数控系统和集成电路数控系统， 在这一段时间里，由于国外技术封锁和我国的基本条件限制，数控系统发展较慢 。到 70 年代开始，数控技术在车 、铣、钻、磨、齿轮加工、电加工等领域全面展开，数控加一工一中心 研制成功。我国在二十世纪八十年代初期通过引进、消化、 吸收国外的先进技术，从美国、德国等国家引进了一些新技术， 又在“七五”、“八五”、“九五”期间对伺服驱动技术进行重大科技项目攻关，取得了重大成果。代表我国当前数控机床水平的中华 1 型、航天 1 型数控系统已能够向国内各机床制造厂配套自身的数控系统所需的伺服系统，还应用于一些老设备的技术改造。 控 技术在国内的现状 目前，我国的机床工业正从生产大国逐渐变为机床强国，主要体现在数控机床产品的技术水平和质量 不断发展和提高。其中，特别是数控系统和数控机床的可靠性不断提高， 由于科学技术人员的不懈努力，新 的数控产品 也 不断涌现 。具体体现西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 6 在以下三点： 1) 现已能生产小型仪表机床、重型机床，各种精密的、高度自动化的、高效率的机床。 2) 目前生产的数控系统（以数控机床为主）大部分都是以 作为控制核心，使得我国生产的数控系统在硬件、软件方面都有不同程度的提升，增强了市场竞争力。 3) 目前已能生产 100 多种数控机床，并研制出六轴五联动的数控系统，可以应用于更加复杂的曲面加工。国产的数控机床精度已经提高到 统的可靠性也大大提高，这些都源于我国生产的数控系统均采用模块化设计，并且运用超大规模集成电路，保证了系统的整 体可靠性。 课题研究的目的 及 意义 制造业是国民经济的命脉，机械制造业又是制造业中的支柱与核心。在现代社会生产领域中，计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助管理以及将它们有机地集成起来的计算机集成制造 (经成为现代企业科技进步和实现现代化的标志。用计算机辅助制造工程技术对我国传统产业进行改造，是我国制造业走向世界、走向现代化的必由之路。在国际竞争日益激烈的今天，作为计算机辅助制造工程技术基础的数控加工技术在机械制造业中的地位显得愈来愈重要。现在很多工业发达国家的数控化率可达 30%以上，数 控机床已成为机械制造业的主要设备。我国从 1958 年开始研制和使用数控机床，至今在数控机床的品种、数量和质量等方面得到了长足的发展。特别是在改革开放以来，我国数控机床的总拥有量有了显著的增加。数控加工技术的应用和普通机床的数控化改造已成为传统机械制造企业提高竞争力、摆脱困境的有效途径。 数控机床是根据加工程序对工件进行自动加工的先进设备，工件的加工质量主要由机床的加工精度、工艺和加工程序的质量决定，基本上排除了机床操作人员手工操作技能的影响，但对操作者的综合素质提出了较高的要求。数控机床要按照数控加工程序自动 进行零件的加工，必须由机床操作人员具体实施。可以说，数控加工工艺方案是通过机床操作人员在数控机床上实现的，数控加工现场经验的积累又是提高数控加工工艺和数控加工程序质量的基础。因此，数控机床的操作是企业生西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 7 产过程中一个重要的环节，数控机床操作人员的素质和水平将直接影响企业的生产效率、产品质量以及生产成本，高素质的数控机床操作人员是保证数控加工工艺得以正确和顺利实施的重要条件之一。 从以上可以看出， 本课题研究的目的在于设计比较经济的工艺规程 ，出出合理的 G 代码程序 ， 实现理论与实践的相结合，提高自己的素质和水平能够更 加充分的利用数控机床加工 。 题的主要内容 分析 课题 配合 件 ， 编制出简单合理的加工程序以及制定出合理有效的工艺规程，充分利用数控加工的优势。 在 编程、 加工 仿真 过程中主要有一下问题： 1) 分析图样容易出现编程繁琐的问题 ； 2) 对于薄壁零件的加工处理 ； 3) 进行仿真时，加工执行时间长 。 设计的主要内容： 1) 对零件图 进行 工艺 分析； 2) 分析工艺规程 ； 3) 制定出工艺规程 ； 4) 造出三维模型 ； 5) 程出 G 代码 ； 6) 制作出工艺表、程序单 。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 8 第 二 章 零件 的 工艺 分析 件图工艺分析 件图分析 图 21 工件图 图 22 工件图 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 9 零件的尺寸公差在 面粗糙度 余 达到 且 01 工件有厚度为 2壁，区域面积较大相对难加工，加工时容易产生变形处理不好可能会导致其壁厚难以保证。 零件形状如 图 22件图所示，有轮廓加工、凸面、凸曲面、凹面、凹曲面加工及打孔等。由于典型零件需要配合零件且有薄壁，形状虽然 不是很复杂 ，但是工序复杂， 表面质量和精度要求高，所以从精度要求上考虑，定位和工序安排比较关键。 件毛坯选择 两配合件 01、 02 从图上可以看出 大轮廓为 125圆，切掉两端两平端距离为 11001 工件厚 24,02 工件厚 30。 考虑到现有机床工作台面是一个平面所以装夹方式是用压板压，所以先下料 219*114*26 219*114*34留 2量。下料长 219留有两端压压板 45量 。 材料：铝料。 件 定位 基准选择 在制定零件的加工工艺流程时，基准选择的好坏不仅影响零件的加工位 置精度，而且对零件个表面的加工顺序也有很大的影响 。基准有粗、精基准之分。选择定位基准时要从保证工件的精度要求出发，所以定位基准的选择顺序应从精基准到粗基准。 、粗 基准选择 精基准原则 ： 1) 基准重合原则 :应尽量选用被加工表面的 设计基准 作为精基准 ； 2) 基准统一原则 :应尽可能选择同一组 精基准加工工件上尽可能多的加工表面，以保证各加工表面之间的相对位置关系 ； 3) 互为基准原则 :当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时，可以西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 10 采用两个加工表面互为基准反复加工的方法 ； 4) 自为基准原则 :一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身为精基准 。 粗基准 :最初工序中，只能选择以未加工的毛坯面作为 定位基准 ，称为粗基准。精基准 :用已加工过的表面为定位基准，称为精基准。 粗基准原则 : 1) 如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面为粗基准 ； 2) 如果工件必须首先保证某重要表面的 加工余量 均匀，则应选择该表面为粗基准 ； 3) 零件上有较多加工面时，为使各加工表面都得到足够的加工余量，应选择毛坯上加工余量最小的表面为粗基准 ； 4) 选择粗基准的表面，应尽可能平整和光洁、不能有飞边、尧口、 冒口 及其它缺陷，以便定位准确、可靠 ； 5) 粗基准应避免重复使用，在同一尺寸方向通常只允许使用一次，否则会造成较大的定位误差。 准的确定 根据以上基准选择原则，结合实际零件以及 按照基准面先主后次、先近后远、先里后外、先粗加工后精加工、先面后孔的原则依次划分工序加工原则 。在对 毛坯219*114*26 219*114*34粗开时： 1) 先铣大面以一面为粗基准，多次翻面加工铣厚度 24 30位； 2) 以一侧面为拉直粗基准铣另一侧面见光，再倒压板以铣光侧面为精基准铣另一侧面，铣宽度 110位 ; 3) 以同样的方法铣长度 215位。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 11 件加工工艺规程分析 合件 01 工件工艺规程分析 图 2 图 2合件 01 工件 如图图 2有凹槽周边有薄壁，如图图 2凸出曲面和中间部分下凹曲面。如果以图 2为 A 面先加工 ，翻面以其为基准面加工作为 B 面的图 2不好装夹，因为图 2不是一个平面。所以选择图 2为 A 面，做完 A 面以其为基准面翻面加工作为 B 面的图 2。但是图 2做 A 面存在问题是有薄壁如果翻面做基准面很有可能损坏其薄壁，可是又不能 把图 2为 A 面，只能将图 2为 A 面。所以，最终解决办法是以图 2为 A 面，图 2为 将毛料铣到 215*110*2 4位，然后以 B 面做基准加工 A 面， A 面加工完后用水泥填充凹槽及凹槽以外，将 A 面填平，防止薄壁变形或损坏，再以 A 面作为基准加工 B 面。 根据实际情况结合理论知识将加工基准坐标设在工件中心位置是合理的，沿着长边 215为 X 方向，短边 110为 Y 方向。 A 面 加工， 定好坐标后 先做整体开粗铣出形状，再铣下凹曲面，完了对薄壁处做精修，清根、 倒尖角 。粗开时侧壁可以多留点余量，对薄壁加工时可多次反复加工，编程选择层优先，吃刀量给少点，防止变形。 最后 铣 20个窝 ,窝深 10将两 10孔，初孔做到 8为工艺孔。 翻面进行 B 面加工，以两 8孔拉直找正， 定坐标，开粗铣形，再铣下凹曲面跟凸出曲面 ，清根、倒尖角； 做两 10孔到位 。 最后再走两个切断程序去除压板余量。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 12 合件 02 工件工艺规程分析 图 2 图 2合件 02 工件如图图 2间部分凸台比周围高，如图图 2间是凹槽，凹槽里有一凸出曲面但是却低于周围部分，而且图 2 还是挺厚的。所以，可以选择图 2面作为 A 面，图 2面作为 B 面加工。基准坐标系的选择与 01 工件一样。为了保险，在 A 面做基准面加工 B 面时也可以采用 01 工件的方法用水泥把凹槽填平。 A 面加工，定好坐标后先做整体开粗铣出形状，再 铣 凸 曲面及凹槽 ，清根、 倒尖角 ；再将两 10孔，初孔做到 8为工艺孔。 翻面进行 B 面加工，以两 8孔拉直找正，定坐标，开粗铣形，再铣下凸台 ， 清根、倒尖角； 做两 10孔到位。最后再走两个切断程序去除压板余量。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 13 第三章 运用 造三维模型 3.1 单介绍 简称，更常用的简称是 ， 是美国参数技术公司 （ 称 重要产品，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位。 为当今世界 机械域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今主流的模具和产品设计三维 件 之一。 第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。 的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现 并行工程 设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。 采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。 1) 参数化设计 相对于产品而言，可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概 念； 2) 基于 特征建模 是基于 特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如 系列化快餐托盘设计 1腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活，特别是在设计系列化产品上更是有得天独到的优势 ； 3) 单一数据库 建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的 统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之 ，在整西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 14 个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变， 控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。 大型捕鲸船装配设计 ； 4) 直观装配管理 基本结构能够使您利用一些直观的命令，例如 “ 贴合 ” 、 “ 插入 ” 、 “ 对齐 ” 等很容易的把零件装配起来，同时保持 设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理，这些装配体中零件的数量不受限制 ； 5) 易于使用 菜单以直观的方式联级出现，提供了逻辑选项和预先选取的最普通选项，同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助，这种形式使得容易学习和使用。 建零件模型 零件图 合件 01 工件建模 1. 打开 新建一个窗口，文件名输入“ 01注意：选择使用缺省 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 15 2. 首先 做出厚 11轮廓外 形的拉伸实体 ，拉伸 位置 定义 ，选择 绘制 轮廓外形，拉伸选择拉伸厚度 11认拉伸， 如图 333示。 图 3绘界 面 图 3伸 图 3伸实体 上图如图 3图那样放置是为了下一步两椭圆画起来方便。 3. 拉伸 位置 定义，选择图 3体上表面作为草绘平面，绘制草图，拉伸选择厚度为 6认拉伸， 做出 突出台 如图 33示。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 16 图 3绘界面 图 3伸凸台 实体 4. 拉伸 位置 定义，使用先前平面作为草图平面，绘制两端头草图，拉伸选择厚度6认拉伸 做出两端头 ，再 拉伸 位置 定义， 选择图 3体上表面为草图平面 ，绘制草图， 拉伸去除材料 ，注意箭头方向，向下去除深度 8认 做出薄壁，如图 3333示 。 注意做薄壁时，薄壁内部深度。 图 3端 头拉伸 草图 图 3端头拉伸 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 17 图 3伸去除材料草绘 图 3伸去除材料 5. 用倒圆角、打孔命令，倒圆角圆角 6 度， 做两窝孔与两 10 的孔如图 333示。 01 工件 A 面完。 图 3圆角 界面 图 3圆角 图 3孔 界面 图 3孔 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 18 6. 翻面拉伸 位置 定义，选择下表面为草图平面绘制草图如图 33示，拉伸厚度 认拉伸出 台 ，用同样的方法拉伸出第二个凸台， 如图 3示。 图 3制草图 截面 图 3图界面绘制草图 图 3伸 两凸台 1 图 3伸两凸台 2 7. 旋转 位置 定义，选择 为草绘平面，画旋转中 心线绘制草图，旋转 360度确定做出上曲面如图 33示。 图 3转 上曲面 草图 图 3转 上曲面 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 19 8. 旋转 位置 定义，选择 为草绘平面，画旋转中心线绘制草图，旋转 360度确定 做出中间下凹曲面如图 333示。 图 3转草图界 面 3转 360 度 图 3转 两下凹曲面 9. 拉伸 位置 定义， 去除材料做出四个 凸曲面，如图 33示。 图 3除两边材料 图 3除多余材料 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 20 到此，配合件 01 工件就建模完成了。 合件 02 工件建模 1. 打开 新建一个窗口，文件名输入“ 02注意：选择使用缺省 2. 首先 草绘 位置 ，选择 为草绘面 ，绘制 图轮廓草图 33示。 图 3图界面 图 3绘轮廓 3. 拉伸 位置 定义，使用先前平面做草绘平面，绘制草图拉伸出厚 22大轮廓实体，再次以拉伸实体上表面为草绘平面，绘制草图拉伸出高 6 8 突出台如图 3333示 ， 02 工件 B 面完。 图 3轮廓实体 草图界面 图 3伸大轮廓实体 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 21 图 32 拉伸周边凸台 图 3伸中间凸台 4. 翻面 拉伸 以翻 面上表面为草绘平面，激活草图轮廓，拉伸 去除材料 深度 15定 做出凹槽与 同样方法做出 中心孔如图 3333示。 图 3槽 草绘界面 图 3槽 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 22 图 3心孔 草绘界面 图 3心孔 5. 旋转 位置定义，选择 做草绘平面，绘制中心线草图，旋转 360 度命，确定 做出中间下凹曲面如图 333示 。 图 3转草图界面 图 3转 角度 360 度 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 23 图 3转凸曲面 到此，配合件 02 工件就建模完成了。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 24 第四章 配合件的编程及加工仿真 G 编程简单介绍 程是指采用西门子公司研发的专业 3D 软件 行数控机床的数字程序的编制 。 是当前世界最先进、面向先进制造行业、紧密集成的 供了从产品设计、分析、仿真、 数控程序生成等一整套 解决方案。 整个 统的一部分，它以三维主模型为基础，具有强大可靠的刀具轨迹生成方法，可以完成铣削（ 5 轴）、车削、线切割等的编程。 模具数控行业最具代表性的数控编程软件，其最大的特点就是生成的刀具轨迹合理、切削负载均匀、适合高速加工。另外，在加工过程中的模型、加工工艺和刀具管理，均与主模型相关联，主模型更改设计后，编程只需重新计算即可，所以 程的效率非常高。 要由 5 个模块组成，即交互工艺参数输入模块、刀具轨迹生成模块、刀具轨迹 编辑模块、三维加工动态仿真模块和后置处理模块，下面对这 5 个模块作简单的介绍。 1) 交互工艺参数输入模块 ： 通过人机交互的方式，用 对话框 和过程向导的形式输入刀具、夹具、编程原点、毛坯和零件等工艺参数。 2) 刀具轨迹生成模块 :具有非常丰富的刀具轨迹生成方法，主要包括铣削（ 5 轴）、车削、线切割等加工方法。本书主要讲解 和 3 轴数控铣加工。 3) 刀具轨迹编辑模块 :刀具轨迹编辑器可用于观察刀具的运动轨迹，并提供延伸、缩短和修改刀具轨迹的功能。同时，能够通过控制图形和文本的信息编辑刀轨。 4) 三维加工动态仿真模块 :是一个无 须利用机床、成本低、高效率的测试 以检验刀具与零件和夹具是否发生碰撞、是否过切以及加工余量分布等情况，以便在编程过程中及时解决。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 25 5) 后处理模块 :包括一个通用的后置处理器（ 用户可以方便地建立用户定制的后置处理。通过使用加工数据文件生成器（ 一系列交互选项提示用户选择定义特定机床和控制器特性的参数，包括控制器和机床规格与类型、插补方式、标准循环等。 刀路这块相对来说比较不错，虽然参数有点多，但是很多可以设置模板，甚至简单的工件还可以自动编程 。 配合件 02 工件为 例进行 程 02 工件进行模型分析 模型分析目的 ： 1) 为了确定合适的加工工艺（这步在工艺那章已经做过了，这里就不再做了）； 2) 为了选择合适的刀具； 3) 为了检查是否有加工不到的负面。 用到的工具有测量工具、圆角半径工具、拔模分析工具、斜率分析工具。如图 4示 对零件进行测量分析、圆角半径分析。 图 4量 分析 图 4角半径分析 工坐标 系 、 几何体设定 设定加工坐标系的目的是 为了确定编程原点位置，便于输出加工代码到机床上加 工时与机床上对刀的加工原点（ 合 ；而设置加工几何体的目的是为了告诉机床我们加工的模型是什么样子，毛坯是什么样子，还有我们的夹具是什么样子的。 如图 44示是加工坐标系 、加工几何体 的设定。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 26 图 4标 设定 图 4何体设定 建 加工 刀具 创建加工刀具的目的是告诉我们的系统我们用什么样的刀对零件进行加工。 图 4择刀具 图 4具参数 1)选择创建刀具命令； 2)选择要用的刀具，刀具名最好跟你选的刀匹配，如图 4示； 3)确定， 在平刀 参数 ” 对话框中， 更改所需的刀具参数，如图 4示。 工程序顺序管理 在空白处单击右键，选择“程序顺序视图”出现如图 4示的加工程序顺序排列。它的目的是管理加工工序的先后顺序。在程序顺序视图下看到的工序排列顺西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 27 序就是输出加工代码的顺序，粗加工精加工的顺序如果不正确将导致机床撞刀、加工仿真时也是从上到下的顺序。 图 4序顺序视图 02 工件加工编程 以上加工前 的准备工作做好之后就可以选择创建工序命令，如图 4示。注意 刀具与几何体是必须要选的，如图 44示，也是最容易漏掉的地方。 确定后定义好切削参数对零件开粗生成刀路如图 44示。 接下来再对零件半精、精加工清角等，如图 44示。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 28 图 4序创建 . 图 4具 选择 图 4何体选择 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 29 图 4开 图 4开刀轨 图 4精 刀轨 图 4刀轨 翻面确定坐标系后定义好切削参数对零件开粗生成刀路如图 4示。接下来再 对零件精加工 等，如图 4示。 图 4开刀轨 图 4刀轨 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 30 路仿真及加工代码输出 路仿真及加工代码的输出 1) 刀 路仿真，在选项里勾选“碰撞时暂停” ，在程序里机床控制选择运动输出类型为“直 线”这样输出的代码就是点线型的 如图 44示。 图 4撞检测 图 4动输出类型 选择 2) 在 2D 动态下的刀 路仿真 ，如图 44示。 图 4工仿真 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 31 图 4D 比较 3) 后处理加工代码输出，如图 4示。 图 4处理 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 32 合件 02 工件输出 部分 加工代码 精下凹槽凸曲面，由于程序太大这里截了部分程序 % 0 54 0030 3000 50 1 0090 0100 0110 0120 0130 0140 0150 01 本科毕业设计论文 外文翻译 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 指导教师 毕业时间 2010 年 6 月 附件： 西北工业大学明德学院本科毕业设计英文翻译 1 to do is on of do it do to be a of of in of a is of a It is of or or s on of on on an in or to of On to be in a to in of is is in a on at of It a of at it of a in a of to a be at a of 8 in a 北工业大学明德学院本科毕业设计英文翻译 2 be by to An is to a or of a is on it is of in or a be of of be be of A on of a in An on be on of to is is a 1 6 in be in of by of a of a is by is as is of be on a It is on is be in of be in on in 05 10 2 4 10 219 4 8 up 270 0 up 6582 北工业大学明德学院本科毕业设计英文翻译 3 a 30 13 in to be on a on a or of on is 0% of In a is in of s is by in to or of is of in 2 ne of in of is to C, is of of is to to of of of of a C a to a to be it be a as a 西北工业大学明德学院本科毕业设计英文翻译 4 to of it C to of in C a of an of to of an so NC in of C in 950s by In NC to a to be to a of to a up is in to be to 959 of is a C to of PT a in on to be by A to on of 北工业大学明德学院本科毕业设计英文翻译 5 a in of a of C at in A of It to or a by a on a to be If it to 00 of a it to 00 of a of to of a as a of in as a of of it of it or to on To in a of it to a It to as as to be a C of a as by as In a to a in to an a 北工业大学明德学院本科毕业设计英文翻译 6 it is to as on a to of 3 he of a of in in s by a of as of of on a on on of be in of an on by a In an be be of a a In 00 00 it is to In on a of of of a in of a of 北工业大学明德学院本科毕业设计英文翻译 7 an in of on on of be if is is on be on In in be on be On is a is on of 西北工业大学明德学院本科毕业设计英文翻译 8 机械加工介绍 车床主要是为了进行车外圆、车端面和镗孔等项工作而设计的机床。车削很少在其他种类的机床上进行，而且任何一种其他机床都不能像车床那样方便地进行车削加工。由于车床还可以用来钻孔和铰孔，车床的多功能性可以使工件在一次安装中完成几种加工。因此，在生产中使用的各种车床比任何其他种类的机床都多。 车床的基本部件有：床身、主轴箱组件、尾座组件、溜板组件、丝杠和光杠。 床身是车床的基础件。它能常是由经过充分正火或时效处理的灰铸铁或者球墨铁制成。它是一个坚固的刚性框架，所有其他基本部件都安装在床身上。通 常在床身上有内外两组平行的导轨。有些制造厂对全部四条导轨都采用导轨尖朝上的三角形导轨（即山形导轨），而有的制造厂则在一组中或者两组中都采用一个三角形导轨和一个矩形导轨。导轨要经过精密加工以保证其直线度精度。为了抵抗磨损和擦伤，大多数现代机床的导轨是经过表面淬硬的，但是在操作时还应该小心，以避免损伤导轨。导轨上的任何误差，常常意味着整个机床的精度遭到破坏。 主轴箱安装在内侧导轨的固定位置上，一般在床身的左端。它提供动力，并可使工件在各种速度下回转。它基本上由一个安装在精密轴承中的空心主轴和一系列变速齿轮 (类似 于卡车变速箱 )所组成。通过变速齿轮，主轴可以在许多种转速下旋转。大多数车床有 812种转速，一般按等比级数排列。而且在现代机床上只需扳动 24个手柄，就能得到全部转速。一种正在不断增长的趋势是通过电气的或者机械的装置进行无级变速。 由于机床的精度在很大程度上取决于主轴，因此，主轴的结构尺寸较大，通常安装在预紧后的重型圆锥滚子轴承或球轴承中。主轴中有一个贯穿全长的通孔，长棒料可以通过该孔送料。主轴孔的大小是车床的一个重要尺寸，因此当工西北工业大学明德学院本科毕业设计英文翻译 9 件必须通过主轴孔供料时，它确定了能够加工的棒料毛坯的最大尺寸。 尾座组件主要 由三部分组成。底板与床身的内侧导轨配合，并可以在导轨上作纵向移动。底板上有一个可以使整个尾座组件夹紧在任意位置上的装置。尾座体安装在底板上，可以沿某种类型的键 槽在底板上横向移动，使尾座能与主轴箱中的主轴对正。尾座的第三个组成部分是尾座套筒。它是一个直径通常大约在517623英寸）之间的钢制空心圆柱体。通过手轮和螺杆，尾座套筒可以在尾座体中纵向移入和移出几个英寸。 车床的规格用两个尺寸表示。第一个称为车床的床面上最大加工直径。这是在车床上能够旋转的工件的最大直径。它大约是两顶尖连线与导轨上最近点之 间距离的两倍。第二个规格尺寸是两顶尖之间的最大距离。车床床面上最大加工直径表示在车床上能够车削的最大工件直径，而两顶尖之间的最大距离则表示在两个顶尖之间能够安装的工件的最大长度。 普通车床是生产中最经常使用的车床种类。它们是具有前面所叙的所有那些部件的重载机床，并且除了小刀架之外，全部刀具的运动都有机动进给。它们的规格通常是：车床床面上最大加工直径为 3056101224英寸）；但是，床面上最大加工直径达到 127050英寸）和两顶尖之间距离达到 3658些车床大部分都有切 屑盘和一个安装在内部的冷却液循环系统。小型的普通车床 车床床面最大加工直径一般不超过 33013英寸） 床身安装在工作台或柜子上。 虽然普通车床有很多用途，是很有用的机床，但是更换和调整刀具以及测量工件花费很多时间，所以它们不适合在大量生产中应用。通常，它们的实际加工时间少于其总加工时间的 30%。此外，需要技术熟练的工人来操作普通车床，这种工人的工资高而且很难雇到。然而，操作工人的大部分时间却花费在简单的重复调整和观察切屑过程上。因此，为了减少或者完全不雇用这类熟练工人，六角车床、 螺纹加工车床和其他类型的半自动和自动车床已经很好地研制出来，并已经在生产中得到广泛应用。 先进制造技术中的一个基本的概念是数字控制（ 在数控技术出现之前，西北工业大学明德学院本科毕业设计英文翻译 10 所有的机床都是由人工操纵和控制的。在与人工控制的机床有关的很多局限性中，操作者的技能大概是最突出的问题。采用人工控制是，产品的质量直接与操作者的技能有关。数字控制代表了从人工控制机床走出来的第一步。 数字控制意味着采用预先录制的、存储的符号指令来控制机床和其他制造系统。一个数控技师的工作不是去操纵机床，而是编写能够发出机床操纵指令的程序 。对于一台数控机床，其上必须安有一个被称为阅读机的界面装置，用来接受和解译出编程指令。 发展数控技术是为了克服人类操作者的局限性，而且它确实完成了这项工作。数字控制的机器比人工操纵的机器精度更高、生产出零件的一致性更好、生产速度更快、而且长期的工艺装备成本更低。数控技术的发展导致了制造工艺中其他几项新发明的产生：电火花加工技术、激光切割、电子束焊接 一台数控机床可以自动生产很多类的零件，每一个零件都可以有不 同的和复杂的加工过程。数控可以使生产厂家承担那些对于采用人工控制的机床和工艺来说，在经济上是不划算的产品生产任务。 同许多先进技术一样，数控诞生于麻省理工学院的实验室中。数控这个概念是 50年代初在美国空军的资助下提出来的。在其最初的价段，数控机床可以经济和有效地进行直线切割。 然而，曲线轨迹成为机床加工的一个问题，在编程时应该采用一系列的水平与竖直的台阶来生成曲线。构成台阶的每一个线段越短，曲线就越光滑。台阶中的每一个线段都必须经过计算。 在这个问题促使下，于 1959年诞生了自动编程工具（ 言。这是 一个专门适用于数控的编程语言，使用类似于英语的语句来定义零件的几何形状，描述切削刀具的形状和规定必要的运动。 初的数控系统下今天应用的数控系统是有很大差别的。在那时的机床中，只有硬线逻辑电路。指令程序写在穿孔纸带上（它后来被塑料带所取代），采用带阅读机将写在纸带或磁带上的指令给机器翻译出来。所有这些共同构成了机床数字控制方面的巨大进步。然而，在数控发展的这个阶段中还存在着许多问题。 西北工业大学明德学院本科毕业设计英文翻译 11 一个主要问题是穿孔纸带的易损坏性。在机械加工过程中，载有编程指令 信息的纸带断裂和被撕坏是常见的事情。在机床上每加工一
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