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基于 pdx 打印机 支架 级进模 设计 加工 仿真 优秀 优良 机械 毕业设计 论文 a4121

资源描述：

文档包括:

说明书一份，33页，16300字左右。

任务书一份。

开题报告一份。

外文翻译一份。

实习报告一份。

课题申报表一份。

零件加工工艺流程。

模具加工工序卡。

数控加工仿真。

图纸共16张，如下所示

A0-上模座.dwg

A0-装配图.dwg

A1-卸料板.dwg

A3-导柱.dwg

A3-排样图.dwg

A4-冲孔凸模1.dwg

A4-冲孔凸模2.dwg

A4-导套.dwg

A4-导料销.dwg

A4-工件.dwg

A4-弯曲凸模1.dwg

A4-弯曲凸模2.dwg

A4-弯曲凸模3.dwg

A4-落料凸模1.dwg

A4-落料凸模2.dwg

A4-落料凸模3.dwg

内容简介：

覆 盖 件 模 具 型 面 高 速 切 削 数 控 加 工 方 式 研 究 3万 余 仙(江 苏 电 大 宜 兴 学 院 ,江 苏 宜 兴 214206)摘 要 :覆 盖 件 模 具 型 面 的 加 工 质 量 是 模 具 制 造 技 术 中 的 关 键 。 在 分 析 比 较 高 速 切 削 时 3轴 联 动 数 控 加 工 方 式 和 5轴 联 动 数 控 加 工 方 式 的 优 缺 点 的 基 础 上 ,指 出 分 区 域 3 + 2轴 (亦 称 定 位 5轴 )数 控 加 工 方 式 在 覆 盖 件 模 具 型面 高 速 切 削 应 用 上 的 优 势 。关 键 词 :覆 盖 件 模 具 ;高 速 切 削 加 工 ;数 控 加 工中 图 分 类 号 : 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 : 1007 - 4414 (2008) 06 - 0027 - 03on h C in d u - V 214206, of is on of - - + 2 - i. e. - 件 模 具 的 高 速 切 削 加 工 不 同 于 普 通 切 削 加工 。 覆 盖 件 模 具 具 有 型 面 形 状 复 杂 (多 为 三 维 自 由曲 面 )、 材 料 硬 度 大 、 结 构 尺 寸 大 、 表 面 质 量 要 求 高 等特 点 。 在 覆 盖 件 模 具 的 制 造 过 程 中 ,其 型 面 加 工 质 量的 好 坏 直 接 影 响 到 模 具 的 整 体 制 造 质 量 1, 2 。 因 此 ,提 高 模 具 型 面 的 加 工 质 量 一 直 是 覆 盖 件 模 具 制 造 技术 的 关 键 。 但 是 覆 盖 件 模 具 型 面 的 特 殊 性 和 复 杂 性 ,使 得 模 具 型 面 数 控 加 工 方 式 选 择 及 应 用 技 术 成 为 覆盖 件 模 具 高 速 切 削 的 关 键 工 艺 技 术 之 一 。1 模 具 型 面 3轴 联 动 数 控 加 工 方 式 存 在 的 问题 分 析由 于 覆 盖 件 模 具 型 面 细 腻 的 几 何 特 征 ,在 其 高 速精 加 工 工 序 中 常 使 用 球 头 铣 刀 。 使 用 球 头 铣 刀 对 覆盖 件 模 具 进 行 3轴 联 动 铣 削 加 工 时 ,通 过 X, Y, Z 方向 的 直 线 进 给 运 动 ,可 以 获 得 曲 线 型 近 似 表 面 ,但 球头 刀 具 轴 线 的 方 向 不 可 改 变 ,由 此 带 来 了 零 切 削 速 度点 和 刀 杆 挠 曲 变 形 问 题 。由 于 覆 盖 件 模 具 形 状 的 复 杂 性 ,实 际 切 削 过 程 中刀 轴 矢 量 与 零 件 被 切 削 表 面 法 矢 的 倾 角 在 随 时 变 化 ,设 该 角 度 为 ,图 1和 图 2分 别 为 = 0和 = 70时的 情 况 3 。 当 刀 轴 矢 量 与 零 件 被 切 削 表 面 法 矢 的 倾角 为 0时 ,最 低 切 削 点 切 削 速 度 理 论 上 为 0,致 使 刀具 与 被 加 工 表 面 之 间 产 生 挤 压 ,刀 具 不 易 切 入 被 加 工表 面 ,刀 具 有 不 良 的 加 工 状 态 ,加 工 质 量 差 。 若 刀 轴矢 量 与 零 件 被 切 削 表 面 法 矢 的 倾 角 为 70时 ,有 效 切削 半 径 接 近 于 刀 具 直 径 ,切 削 线 速 度 接 近 于 最 高 值 ,但 此 时 垂 直 刀 轴 方 向 的 切 削 分 力 增 大 ,刀 具 挠 曲 变 形量 增 大 ,导 致 让 刀 量 增 大 ,加 工 精 度 显 著 降 低 。 很 显然 这 两 种 极 限 状 态 对 加 工 状 况 都 不 利 ,只 有 当 两 者 处于 最 佳 位 置 ,即 刀 轴 矢 量 与 零 件 被 切 削 表 面 法 矢 的 倾角 为 最 佳 角 度 时 才 能 既 保 证 垂 直 刀 轴 方 向 的 切 削 分力 比 较 小 又 能 保 证 切 削 点 落 在 切 削 性 能 良 好 的 部 位 ,以 获 得 较 高 的 加 工 精 度 和 刀 具 寿 命 。此 外 ,对 于 覆 盖 件 模 具 ,其 曲 面 形 状 起 伏 ,如 图 3所 示 ,斜 率 不 断 变 化 ,引 起 切 削 深 度 、 切 削 宽 度 改 变 ,材 料 去 除 体 积 也 随 之 变 化 ,导 致 3轴 加 工 中 刀 具 载 荷不 稳 定 ,刀 具 磨 损 加 剧 ,模 具 加 工 后 材 料 残 留 高 度 不一 致 ,加 工 质 量 下 降 。 同 时 ,若 模 具 型 面 高 度 差 较 大时 ,必 须 使 用 加 长 刀 具 ,否 则 很 容 易 导 致 刀 柄 系 统 与模 具 发 生 摩 擦 碰 撞 ,产 生 严 重 后 果 。 对 坡 度 陡 峭 且 高度 差 大 于 4倍 刀 具 直 径 时 ,一 般 采 用 多 次 装 夹 才 能 完成 全 部 加 工 。总 结 3轴 数 控 加 工 方 式 在 覆 盖 件 模 具 型 面 高 速72第 21卷 第 6期2008年 12月 机 械 研 究 与 应 用 1 20082123 收 稿 日 期 : 2008 - 10 - 06作 者 简 介 :万 余 仙 (1969 - ) ,女 ,江 苏 宜 兴 人 ,讲 师 ,研 究 方 向 :机 械 设 计 与 制 造 。切 削 加 工 方 面 使 用 的 情 况 ,对 该 方 式 加 工 所 产 生 的 问题 描 述 如 下 4, 5 :(1) 刀 轴 矢 量 与 零 件 被 切 削 表 面 法 矢 的 倾 角 时刻 变 化 ,线 速 度 不 断 变 化 ,无 法 达 到 理 想 状 态 ,刀 具 磨损 加 重 。(2) 垂 直 加 工 时 ,刀 尖 切 削 速 度 为 0,切 削 性 能差 。(3) 刀 轴 矢 量 与 被 切 削 表 面 法 矢 的 倾 角 很 大 时 ,产 生 让 刀 误 差 ,加 工 精 度 下 降 。(4) 己 加 工 表 面 材 料 残 留 高 度 不 一 致 ,加 工 质 量受 影 响 。(5) 切 削 深 度 和 切 削 宽 度 变 化 ,材 料 体 积 去 除 变化 ,切 削 载 荷 不 恒 定 ,刀 具 磨 损 严 重 。(6) 覆 盖 件 模 具 曲 面 陡 度 和 高 度 差 较 大 时 ,为 避免 刀 柄 系 统 与 模 具 产 生 干 涉 和 碰 撞 ,必 须 加 长 刀 具 ,而 刀 具 的 加 长 使 其 切 削 刚 性 不 足 而 导 致 整 体 刚 性 下降 ,引 起 切 削 颤 动 ,降 低 加 工 表 面 质 量 。鉴 于 以 上 缺 陷 ,使 3轴 数 控 加 工 方 式 难 以 满 足 覆盖 件 模 具 型 面 高 速 切 削 加 工 要 求 ,为 确 保 理 想 的 高 速切 削 加 工 效 果 ,现 场 加 工 中 应 尽 量 减 少 或 避 免 该 加 工方 式 的 使 用 。2 模 具 型 面 5轴 联 动 数 控 加 工 方 式 分 析比 较 3轴 联 动 铣 削 , 5轴 联 动 铣 削 具 有 一 系 列 优点 。 此 时 ,通 过 2根 旋 转 轴 的 运 动 ,可 以 随 时 调 整 刀具 轴 线 的 方 向 ,使 铣 刀 轴 线 与 工 件 表 面 倾 角 和 实 际 切削 速 度 保 持 不 变 。 可 以 更 为 灵 活 地 设 定 走 刀 路 径 以满 足 对 工 件 表 面 给 定 的 峰 谷 深 度 的 要 求 。 其 中 使 用球 头 刀 具 加 工 时 ,无 论 刀 具 相 对 工 件 处 于 什 么 方 位 ,总 是 在 半 球 面 上 分 离 切 屑 。 因 此 每 次 总 是 切 下 几 何形 状 和 尺 寸 相 同 的 切 屑 ,发 生 改 变 的 是 分 离 切 屑 时 刀刃 的 运 动 轨 迹 ,以 及 由 此 而 确 定 的 刀 刃 接 触 条 件 和 切削 几 何 运 动 条 件 。然 而 , 5轴 联 动 高 速 切 削 加 工 的 数 控 编 程 比 较 复杂 ,对 计 算 机 数 控 ( 统 的 计 算 能 力 和 速 度 要求 很 高 ,在 需 要 机 床 各 直 线 进 给 轴 作 大 幅 度 补 偿 运 动的 同 时 又 要 求 避 免 发 生 干 涉 碰 撞 。 因 此 在 覆 盖 件 模具 制 造 中 ,只 能 利 用 5轴 联 动 切 削 的 优 点 加 工 一 定 范围 内 的 零 件 ,但 是 ,对 于 局 部 形 状 复 杂 的 覆 盖 件 模 具型 面 一 般 不 采 用 5轴 联 动 方 式 进 行 高 速 切 削 加 工 。首 先 ,限 于 当 前 技 术 发 展 的 水 平 , 5轴 联 动 切 削机 床 2根 旋 转 轴 的 运 动 速 度 和 加 速 度 较 低 ,而 且 A , 终 处 于 非 夹 紧 状 态 ,降 低 了 加 工 刚 性 ,导 致 5轴 联 动 在 覆 盖 件 模 具 型 面 的 加 工 中 往 往 难 以 达 到 高速 切 削 的 效 果 。其 次 , 5轴 联 动 加 工 中 其 中 一 个 最 常 用 的 技 术 是使 刀 具 接 近 垂 直 于 被 加 工 曲 面 。 这 种 方 法 在 模 具 型面 加 工 中 的 主 要 问 题 是 ,加 工 凸 面 时 ,如 果 要 垂 直 于曲 面 进 行 加 工 ,则 主 轴 需 移 动 很 大 一 段 不 必 要 的 距离 。 此 外 ,还 有 可 能 主 轴 不 能 到 达 垂 直 加 工 位 置 或 是不 能 保 证 既 以 接 近 90角 进 行 加 工 又 不 和 模 型 的 其它 部 分 发 生 干 涉 。最 后 , 5轴 联 动 高 速 数 控 加 工 方 式 最 大 的 挑 战 在于 较 大 的 设 置 错 误 风 险 ,由 于 数 控 程 序 编 制 复 杂 程 度高 ,干 涉 检 查 难 度 大 。 而 由 于 5个 轴 在 高 速 切 削 的 同时 高 速 运 动 ,在 使 用 过 程 中 一 旦 产 生 干 涉 和 碰 撞 ,对机 床 设 备 和 刀 具 造 成 损 坏 ,将 会 带 来 非 常 大 的 代 价 。当 然 ,通 过 工 件 和 夹 辅 具 实 体 建 模 ,数 控 编 程 系 统 会自 动 避 让 干 涉 几 何 ,但 是 由 于 模 具 零 件 和 夹 辅 具 实 体建 模 工 作 量 大 ,技 术 人 员 在 数 控 编 程 时 往 往 只 对 模 具型 面 进 行 表 面 建 模 ,这 也 在 一 定 程 度 上 限 制 了 5轴 联动 高 速 数 控 加 工 的 使 用 。3 分 区 域 3 + 2轴 数 控 加 工 方 式 的 定 义 和优 点分 区 域 3 + 2轴 加 工 方 式 或 称 为 定 位 5轴 加 工 方式 ,指 A , 据 不 同 型 面 的 需 要 转 到 一 定 的 角度 ,然 后 锁 紧 进 行 加 工 ,当 加 工 完 某 一 区 域 后 ,再 根 据需 要 调 整 A , 角 度 继 续 进 行 其 它 区 域 加 工 。陡 峭 斜 面 和 曲 面 的 3 + 2轴 加 工 分 别 如 图 4、 5所 示 。其 中 进 给 速 度 , 为 刀 轴 与 切 削 表 面 法 矢 的倾 角 。对 该 加 工 方 式 进 行 分 析 可 得 到 如 下 结 论 :(1) 分 区 域 3 + 2轴 数 控 加 工 方 式 通 过 调 整 刀 具轴 线 的 方 向 ,能 够 保 证 覆 盖 件 模 具 型 面 上 各 点 切 削 时几 何 运 动 条 件 基 本 相 同 ,使 实 际 切 削 线 速 度 基 本 保 持不 变 。(2) 由 于 A, 锁 紧 增 加 了 整 体 刚 性 ,从 而获 得 理 想 的 加 工 精 度 ,而 且 又 能 使 刀 具 轨 迹 运 动 速 度和 加 速 度 比 较 高 。(3) 当 设 置 好 新 的 加 工 方 位 和 工 作 坐 标 系 ,碰 撞干 涉 检 查 及 过 切 检 查 会 非 常 容 易 。(4) 可 根 据 不 同 斜 率 的 型 面 采 用 不 同 的 刀 具 倾角 ,使 切 削 加 工 获 得 较 理 想 的 刀 具 切 削 直 径 ,从 而 获得 较 佳 的 切 削 线 速 度 。(5) 可 实 现 覆 盖 件 模 具 分 不 同 区 域 采 用 不 同 进821 2008212 机 械 研 究 与 应 用 第 21卷 第 6期2008年 12月给 方 向 、 不 同 刀 轴 角 度 进 行 加 工 。(6) 可 使 操 作 人 员 根 据 实 际 情 况 随 时 灵 活 的 调节 加 工 角 度 。(7) 可 使 用 较 短 的 刀 具 进 行 更 精 确 的 加 工 。(8) 由 于 刀 具 实 际 切 削 直 径 较 大 ,在 相 同 切 削 线速 度 情 况 下 ,可 采 用 相 对 较 低 的 转 速 。(9) 虽 然 在 曲 面 加 工 上 体 现 出 并 非 5根 轴 同 步运 动 ,但 比 起 5轴 联 动 少 了 很 多 空 刀 ,传 统 意 义 上 的刀 具 磨 损 、 外 形 精 修 效 果 及 定 位 精 度 也 同 样 得 到 保证 。通 过 以 上 分 区 域 3 + 2轴 数 控 加 工 方 式 所 显 示 出的 优 势 以 及 工 厂 实 际 应 用 经 验 表 明 ,在 覆 盖 件 模 具 型面 高 速 切 削 加 工 过 程 中 ,分 区 域 3 + 2轴 数 控 加 工 不失 为 一 种 实 用 而 高 效 的 加 工 方 式 。4 分 区 域 3 + 2轴 数 控 加 工 方 式 的 本 质分 区 域 3 + 2轴 加 工 方 式 的 本 质 是 定 位 的 平 面 加工 中 的 5轴 加 工 。 对 平 面 进 行 加 工 , 5轴 联 动 数 控 加工 变 为 某 一 方 向 的 固 定 角 度 加 工 ,刀 具 轴 向 不 再 变化 ,如 图 6所 示 。 对 覆 盖 件 模 具 3 加 工 , 3 + 2轴 数 控 加 工 方 式 是 把 曲 面 当 作 近 似 的 平 面 进 行 加 工 ,通 过 将 刀 具 轴 向 倾 斜 一 个 角 度 加 工 以 避 免 零 切 削 速度 加 工 ,获 得 理 想 加 工 效 果 ,如 图 7所 示 6 。5 分 区 域 3 + 2轴 数 控 加 工 方 式 应 用 流 程覆 盖 件 模 具 高 速 切 削 加 工 应 用 分 区 域 3 + 2轴 数控 加 工 方 式 的 流 程 如 图 8所 示 。 首 先 对 汽 车 模 具 型面 进 行 分 析 ,若 曲 面 起 伏 较 大 或 方 向 有 很 大 的 改 变 ,则 将 模 具 型 面 划 分 为 不 同 的 加 工 区 域 ;接 着 在 各 加 工区 域 内 尽 可 能 最 优 地 调 整 刀 具 轴 向 方 位 ;最 后 按 各 加工 区 域 不 同 的 刀 具 倾 角 调 整 并 固 定 两 个 摆 动 头 ,而 后采 用 3轴 联 动 数 控 加 工 方 式 依 次 对 覆 盖 件 模 具 各 加工 区 域 进 行 高 速 切 削 加 工 。图 8 分 区 域 3 + 2轴 数 控 加 工 方 式 应 用 流 程6 小 结本 文 研 究 旨 在 解 决 覆 盖 件 模 具 自 由 曲 面 高 速 加工 中 刀 具 磨 损 快 、 模 具 型 面 质 量 难 以 保 证 等 加 工 难题 。 研 究 首 先 对 用 于 覆 盖 件 模 具 高 速 切 削 的 3种 数控 加 工 方 式 进 行 分 析 比 较 ,得 出 分 区 域 3 + 2轴 加 工是 覆 盖 件 模 具 高 速 切 削 加 工 中 简 单 而 高 效