毕业设计-花键从动件的三维设计、装配和CAM自动编程.

1、江苏信息职业技术学院毕业设计JiangSu College Of Information Technology毕业设计课题：花键从动件的三维设计、装配和CAM自动编程系部：机电系专业：数控班级：*姓名：学号：一*导师：*年四月目录摘要1第 1 章 概述 21.1 CAD/CAM 技术发展简史 31.2 CAD/CAM 技术概要 51.3 本课题零件介绍 6第 2 章 零件 CAD 建模 72.1 零件实体建模方案 72.2零件 CAD 建模过程7第 3 章 仿真装配 153.1 装配过程 153.2 编 辑爆 炸图 28第 4 章 重要零件的工艺分析 304.1 零件结构形状分析 304.2

2、毛坯选择 314.3 夹具选择 314.4 刀具选择 324.5 工艺卡片的制定 344.6 加工程序 36小结43参考文献 44江苏信息职业技术学院毕业设计摘要本文主要以离合液压器中的花键从动件为例，研究基于UG的三维CAD设计和CAM自动编程以及仿真装配的过程。首先利用UG软件的CAD模块对要加 工的零件进行实体建模，然后以零件的三维实体模型为依据， 得到它的实体造型， 并讨论了零件三维实体建模的方法、建模过程与处理技巧。在零件形状结构分析 的基础上，制定它们的加工工艺，分析数控自动编程的方法与特点，完成粗、精 加工的NC编程，并生成数控机床可以识别的 NC代码程序。【关键词】：UG软件的

3、应用，CAD/CAM,离合液压器花键，装配AbstractThis article in troduces the process of how to desig n the part using the fun cti on of CAD and CAM basi ng on the UG software. First of all utilize UG software CAD module to adjust the spare parts which will be processed and carries on the en tity model build ing. After

4、wards the three dimensions physicals model with the spare parts are the foundation, Obtain its solid modeling, Moreover talk about three dimensions on the spare parts entity models building means. Model building process together with handle tech niq ue.Be liv ing on the spare parts forms shape struc

5、tural an alysis base, Draw up their process tech no logy. Digital con trol program ming means together with distinguishing feature are analyzed, Utilize the CAMs module of UG, Rough machining completed, Semi picked and precision work NCs programming, NCs code source program that the formati on APT m

6、ay be discrim in ated.Keywords: UG ； CAD/CAM ； Splined clutch hydraulic； Automated programming24第一章概述随着电子技术在制造业的推广及应用，传统机械加工方法正逐渐被先进的 CAD /CAM （计算机辅助设计与制造）所取代。应用传统的加工方法,不仅生产率 低，且精度得不到保证,CAD /CAM软件在机械加工中的应用,为我们开辟了一 种新的设计、加工途径，并使机械制造能力上了一个新的台阶。UG/NX作为参数化CAD/CAM软件系统的代表，主要用于汽车、航空航天、 机械电子、模具制造等行业，实现了产品零件

7、或组件从概念设计到制造全过程设 计的自动一体化，提供了以参数化为基础，基于特征实体造型，部件间的关联设 计等技术。其核心技术是采用非均匀有理 B样条（NURBS）作为曲面造型的基础， 融线框模型、曲面造型、实体造型为一体。参数化和特征化的实体模型系统，系 统是建立在统一的富有关联的数据库基础上，提供了工程上的完全关联性，使 CAD/CAM/CAE各部分数据自由联动切换。以基本特征作为交互操作的基础，利用特征技术，用户可以在更高层次上进 行产品设计、模具设计、数控加工编程、工程分析，实现并行工程CAD/CAPP/CAM 的集成与联动。系统采用统一的三维几何模型，使产品设计、模具设计、数控编 程、

8、工程分析等环节的修改自动映射到与其关联的环节，排除不协调，保证产品 设计的统一性和唯一性。基于关联模型的产品定义包含产品的生命周期（设计、 分析、制造、检测等）信息，产品数据定义规范化使产品生命周期的设计数据表 达实现标准化，不仅有利于与 CAD/CAM系统之间交换信息，而且支持产品及模 具工装设计、工程分析、数控编程、生产管理等信息的共享。在UG/OPEN提供的二次开发函数据的基础上，用户可用C或C+语言进行二次功能开发，UG/NX 提供的基于专家的模具设计、先进的数控加工编程功能使得模具设计与制造变得 更为轻松可靠。我们运用UG软件的建模和加工模块，完成了零件模型建立一一加工过程的 设计一

9、一加工过程的仿真一一加工参数修正一一数控机床后置处理转换 一一生成 数控程序一一数控加工，从而满足各项要求。采用这种方法不仅减少了编程人员 的计算量，还在一定程度上提高了产品的制造质量和生产效率。1.1 CAD/CAM技术发展简史现代社会中无论是哪方面的设计都离不开图形，但是传统的手工图形绘制不 仅速度慢，而且质量也不高。对于传统制图有个最大的缺点就是所花费的精力非 常大。而随着时代的进步，科技的发展，尤其是计算机技术的进步，使得以计算 机为辅助系统的绘图工具的优点和效率日渐突出。 也因为如此， CAD/CAM 成为 计算机在绘图方面应用最广泛的工具。CAD 是指计算机辅助设计。对于 CAD

10、的定义,国际信息处理联合会认为： CAD 是工程技术人员以计算机为工具，对产品和工程进行设计、绘图、分析和编写技 术文档等设计活动的总称。CAD 技术的发展和形成至今有 50多年的历史了，自 20世纪 50年代在美国诞 生了第一台计算机绘图系统，开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机 辅助设计技术，即 CAD 技术。到目前， CAD 的发展经历了四次技术革命。第一次CAD技术革命一面造型系统， 在60年代出现的三维CAD系统只 是极为简单的线框式系统，它只能表达基本的几何信息，不能有效表达几何数据 间的拓扑关系。 进入 70年代，只能采用多截面视图、 特征纬线的方式来近似表达 所设计的自

11、由曲面。随着计算机的发展，当三维曲面造型系统出现时，标志着计 算机辅助设计技术从单纯模仿工程图纸的三视图模式中解放出来，首次实现以计 算机完整描述产品零件的主要信息的方式。促使了第一次 CAD 技术革命的发生第二次 CAD 技术革命 一一实体造型技术， 从 70 年代末到 80 年代初，随着计 算机技术的前进，同时在 CAD 技术方面也进行了许多开拓， 1979 年世界上出现 了第一个完全基于实体造型技术的大型 CAD软件一一IEAS。由于实体造型技术 能够精确表达零件的全部属性，在理论上有助于 CAD 的模型表达，给设计带来 了惊人的方便性。它代表着未来 CAD 技术的发展方向。第三次 CA

12、D 技术革命 一参数化技术，在实体造型技术逐渐普及时， CAD 技术的研究又有了重大进展。在 80年代中期，人们提出了参数化实体造型方法。 进入 90年代，参数化技术变得比较成熟起来， 充分体现出其在许多通用件、 零部 件设计上存在的简便易行的优势。第四次CAD技术革命一 量化技术，由于计算机技术的不断成熟，使得现在的CAD 技术和系统都具有良好的开放性。 图形接口、 图形功能日趋标准化。 在 CAD 系统中，综合应用正文、图形、图像、语音等多媒体技术和人工智能、专家系统 等技术大大提高了自动化设计的程度，出现了智能 CAD 新学科。智能 CAD 把工 程数据库及其管理系统、知识库及其专家系统

13、、拟人化用户接口管理系统集于一 体。在 CAD 发展历史中我们可以看到其技术一直处于不断的发展与探索之中， 促使了 CAD 技术的繁荣。目前 CAD 技术仍在不断发展，未来的 CAD 技术将为新产品设计提供一个综 合性的环境支持系统，它能全面支持异地的，数字化的，采用不同的设计哲理与 方法来设计工作。CAD 系统既可以按系统的功能分类， 也可以按系统中使用的计算机的性能和类型 分类。目前， CAD 已在电子和电气、科学研究、机械设计 、软件开发、机器人、 服装业、出版业、工厂自动化、土木建筑、地质、计算机艺术等各个领域得到广 泛应用。CAM 是指计算机辅助制造。它是计算机应用于生产设备管理控制

14、和操作的系统，其核心是计算机数值控制（数控）。CAM作为整个集成系统的重要一级，向上 与 CAD 实现无缝集成，向下智能、高效地为数控生产提供服务，这是 CAM 技术 在今后发展的主要理论依据。CAM 技术从产生发展到现在，无论是在硬件平台，还是在系统结构上， CAM 在其功能和特点上都发生了较大的变化。 从 CAM 的发展历程看， CAM 在其基本 处理方式与目标对象上主要可分为两个主要发展阶段：第一阶段的 CAM ：APT。 20世纪 60 年代 CAM 以大型机为主， 在专业系统上 开发的编程机及部分编程软件如：FANOC、Semems编程机，系统结构为专机形 式，基本的处理方式是以人工

15、或计算机辅助式直接计算数控刀路为主，而编程目 标与对象也都是直接数控刀路的。 因此其缺点是功能相对比较差， 而且操作困难， 只能专机专用。第二阶段的 CAM ：曲面 CAM 系统。在第一阶段缺陷的基础上， 人们又不断完善， 创造出了曲面 CAM 系统。系统结构一般是 CAD/CAM 混合系统，同时较好地利 用了 CAD 模型，以几何信息作为最终的结果，自动生成加工刀路。于是在此基 础上，自动化、智能化程度取得了较大幅度的提高， 具有代表性的是 UG、DUCT 、 Cimatron、MarsterCAM 等。其基本特点是面向局部曲面的加工方式， 表现为编程 的难易程度与零件的复杂程度直接相关，而

16、与产品的工艺特征、工艺复杂程度等 没有直接的相关关系。科技在不断的发展， 因此 CAM 技术也是一个不断发展的过程。 通过提高 CAM 的 技术，其自动化，智能化水平也不断提高。由于第二阶段的 CAM 存在一定的缺 陷性，人们正在酝酿最新一代的 CAM 。可以认为是第三阶段的 CAM ：新一代的 CAM 系统不仅可继承并智能化判断工艺特征， 而且具有模型对比、 残余模型分析 与判断功能，使刀具路径更优化，效率更高。同时面向整体模型的形式也具有对 工件包括夹具的防过切、防碰撞修理功能，提高操作的安全性，更符合高速加工 的工艺要求，并开放工艺相关联的工艺库、知识库、材料库和刀具库，使工艺知 识积累

17、、学习、运用成为可能。无论是 CAD 还是 CAM ，都是我们需要学习并且运用在专业知识上的辅助工 具。通过了解了 CAD 和 CAM 的发展史，更好的了解了 CAD 和 CAM 系统的功 能，更加便于以后对它们的运用。1.2 CAD/CA M的技术概要计算机辅助设计和计算机辅助制造（简称 CAD/CAM ）技术是产品设计和制 造工程技术人员在计算机系统的辅助之下，合理有效地进行产品设计和制造的一 项新技术。 CAD/CAM 是传统设计与制造技术与现代化计算机技术的有机结合。1、计算机辅助设计（Computer Aided Design, CAD）:工程技术人员以计算机 为辅助工具，完成产品的

18、设计、分析、绘图等工作。一般认为 CAD 系统的功能 包括：（ 1 ）概念设计；（ 2）结构设计；（ 3）装配设计；（ 4）复杂曲面设计；（ 5） 工程图样绘制；（ 6）工程分析；（ 7）真实感及渲染； （ 8）数据交换接口等。2、计算机辅助制造（ Computer Aided Manufacturing, CAM ）：有广义和狭义 两种定义。广义 CAM 一般是指利用计算机辅助完成从生产准备到产品制造整个 过程的活动，包括工艺过程设计、工装设计、 NC 自动编程、生产作业计划、生 产控制、质量控制等。狭义 CAM 通常是指 NC 程序编制，包括刀具路径规划、 刀位文件生成、刀具轨迹仿真、 N

19、C 代码生成以及与数控机床数控装置的软件接口等。本课程采用狭义定义方法，并适当扩展了有关集成管理的内容。现在的CAD过程往往与计算机辅助工艺过程设计（CAPP）和数控编程（NCP） 连在一起，形成集成的CAD/CAM系统。1.3本课题零件介绍本课题所涉及的零件为花键从动件装配体的各零件， 主要有花键，盖板，垫片, 铆钉，回位弹簧等（如图1-1所示）。花键从动件常用于汽车液压离合器领域，与 带有内花键的主动件相连，是整个液压离合器传动装置中不可缺少的一部分。花 键在整个装置中起到传递扭矩的作用，铆钉是用来定位扭转的最大限度的，回位 弹簧起到弹性回位的作用。图1-1花键从动件各部件示意图第二章零件

20、CAD建模2.1零件实体建模方案根据尺寸要求对各零件进行分析，从而选出最为简洁的创建路径，经过分析得 出具体方案如下 对于花键的创建，应选用草图一拉伸一实例特征一孔特征一倒圆 对于盖板A的创建，应选用：草图一回转一草图一拉伸一实例特征 对于垫片的创建，应选用：草图一回转 对于铆钉的创建，应选用：草图一回转 对于回位弹簧的创建，应选用：螺旋线一草图一扫掠 对于盖板B的创建，应选用：草图一回转一草图一拉伸一草图一拉伸一实 例特征2.2零件CAD建模过程2.2.1 花键的创建对于液压离合器的花键从动件，花键是最主要的部件之一，这里对花键的创 建做一些简单的描述。在花键的创建过程中，应用到了UG的CA

21、D部分的实例特征和孔等一些功能，部分应用效果图如下：根据尺寸要求，先在圆柱体上画出相应的图形，拉伸贯通，再对该特征进行圆形实例特征，得到如图2-1所示效果:*WJ|U* a jus U)SttW尺才*1廉图2-1特征实例孔的应用和倒圆利用孔的功能以圆柱体的圆心为原点作一个直径为28.6mm的通孔，利用布尔运算为求差，在对边缘进行边倒圆。得到如图2-2所示效果图：图2-2孔和倒圆的应用2.2.2.创建盖板，垫片和铆钉1）创建盖板A在创建盖板的过程中，运用的了回转，拉伸，实例特征等功能。部分示范如下：在草图中分别画出两个相应直径的圆， 完成草图，利用拉伸功能得到如图2-3 所示图形。L图2-3创建

22、盖板选择草图命令，选择上平面为草图平面，根据尺寸需要画出如图草图，然后完成草图2-4所示的图2-4创建盖板【实例特征】拉伸并且对拉伸的图形进行实例特征， 选择【插入】【关联复制】 命令，得到如图2-5所示下拉列框。图2-5实例特征方法选择常规，数字和角度分别设为6和60,选择确定，得到如图2-6所示效果图图2-6创建实例特征2）创建垫片在创建垫片的过程中运用到了回转的命令根据要求画出垫圈的侧截面草图，选择【设计特征】中的【回转】命令，得到如图 2-7所示下拉列框，角度设为360 度，确定然后保存。图2-7创建垫片3）创建铆钉根据尺寸需要画出一下草图图形图2-8创建铆钉草图选择回转，设置以丫轴旋

23、转360度，得到如图2-9所示效果图，然后保存图2-9创建铆钉2.2.3创建盖板B盖板B的创建相对来说有些复杂，需对孔的两端进行折弯处理，故在完成如 图2-10所示孔的操作后，利用布尔求和的功能做出折弯处理。图2-10创建盖板B对孔和折弯部分进行圆形实例特征，得到如图2-11所示效果图图2-11创建盖板B4、创建回位弹簧回位弹簧的创建主要涉及到螺旋线和扫掠的动能，具体步骤如下：首先创建图2-12所示的螺旋线，再在螺旋线的一端做一个与螺旋线端头垂直的圆X2类里A在平面上反阿区确定J取消图2-12创建螺旋线再利用扫掠的功能使圆沿螺旋线扫掠，如图2-13所示回離面a谗择曲镰co废冋fxlSpeci

24、fy Ori si n Curve議面述顶毎面位豊I沿弓丨导线任何位十、图2-13扫掠将草图和螺旋线隐藏，得到如图2-14所示最终效果图，然后保存图2-14创建回位弹簧第三章仿真装配3.1装配过程UG装配是UG设计中一大重要组成部分，在 UG中，装配建模不仅能够将 零件快速组合，而且在装配中，可以参考其他部件进行部件的相关联设计，并且 可以对装配模型进行间隙分析、重量管理等操作。在装配模型生成后，可以建立 爆炸视图，并可以将其引入装配工程图中去。同时，再装配工程图中可自动生成 装配明细表，并能够对轴测图进行局部挖切。本章节将借助于花键的装配，主要 讲解在花键装配中涉及到的装配的基础概念、装配方

25、法和装配的不同方式，以及 设置引用集的方法的应用。具体步骤如下：3.1.1添加花键选择【文件】【新建】，再打开的对话框中选择【模型】类型打开装配界面,=;一X1 13-1所示界面直1廿酸AS在装配工具条中选择【添加组件】按钮，得到如图也!乩 jxr t% IrUB.-l L JKriprt宜件容 iji - iMssixtui prt也丨 也1 5 季丄BFi芯 pri；图3-1添加组件选择文件名huajian.Prt,再【添加组件】的对话框中的【定位】下拉列表中选择【绝对原点】，点击确定按钮，添加花键得到如图3-2所示效果图卜螂组件|$x部件秋选择部件(0)已力議的部件pr回IQII摄近访问

26、的部件打开重复定位：分散绝对療点宣制宓称(1Reference Set整个部件&|團展选项|原先的1M171 J设置1卜輛肖图3-2设置添加格式在装配导航器中选择花键，右击得到如图3-3所示下拉列框，在替换引用集中选择MODEL,将会使装配图中草图、基准面等一些不必要的元素隐藏掉。 爰配导肮盈JS迷t生部件名議面MOEEKX删降x替换组忡 吐装配約虫移动扌卬制.-设为显示部件 显示父项囲竺II餾隠藏仅显示孑切削FACET仝图3-3替换引用集3.1.2添加垫片在【装配】工具条中单击【添加组件】按钮打开【添加组件】对话框，单击【打开】按钮，再打开的【部件名】对话框中找到垫片的部件路径，选择文件di

27、anpian.prt，如图3-4所示单击0K按钮。图3-4添加垫片在【添加组件】对话框中的【定位】下拉列表框中选择【通过约束】，单击确 定按钮，如图3-5所示。 X漳加甸口匸伙田组件预览图3-5添加垫片在【装配】工具条中单击【装配约束】按钮，打开【装配约束】对话框，在 类型下拉列表中选择【接触对齐】，在选择垫片内侧壁和花键外侧壁两个对象， 如 图3-6所示，单击确定得到右侧效果图。图3-6设置添加约束添加第二个垫片同第一个垫片的添加过程，在【装配】工具条中单击【装配约束】按钮，打开【装配约束】对话框，在类型下拉列表中选择【接触对齐】，选择垫片外侧和第 一个垫片外侧这两个对象，方位选择【接触】，

28、如图3-7所示。图3-7装配约束类型为接触gw刁裝配纯柬-xQr将斛対齐再打开【装配约束】对话框，在类型下拉列表中选择【同心】，选择第一和第二两个垫圈的内侧为两个选择对象，单击【确定】得到如图 3-8所示效果图。11E1要妁童的几何诽* lS13iS! (U)$f-i rti 卜gA9WJA口预髄口C 打十中 n r+iB BFtgI二I務动曲违痒钱布査时取图3-8约束类型同心3.1.3添加盖板A在【装配】工具条中单击【添加组件】按钮打开【添加组件】对话框，单击【打开】按钮，再打开的【部件名】对话框中找到盖板A的部件路径，选择文件gaibana.prt,如图3-9所示单击0K按钮。I放置A图3

29、-9添加盖板再打开【装配约束】对话框，在类型下拉列表中选择【同心】，选择盖板内圆和垫圈的内圆为两个选择对象，单击【确定】得到如图3-10所示效果图。图3-10约束类型同心江苏信息职业技术学院毕业设计在装配导航器中选择盖板 A，右击在替换引用集中选择 MODEL,得到如图3-11所示效果图42图3-11添加盖板后效果图3.1.4添加第三个垫片添加方法同第一个垫片，如图3-12所示选择类型为同心，对象选择盖板A内侧和垫片内侧，点击【确定】，替换引用集。同心聲塑A*选撵荫于討粽(0)S(3反內上1个的(束设盖A*便用粗件国性吋要釣束的几何怩A移动曲姥和苣述布置刃援W动恣更紬謀布萱买萍7预觅奇口在主因

30、口中描卿 件确毎I .应用1 密捎3.1.5添加盖板B在【装配】工具条中单击【添加组件】按钮打开【添加组件】对话框，单击【打开】按钮，在打开的【部件名】对话框中找到盖板B的部件路径，选择文件gaiban-b.prt,【装配约束】同盖板 A选择与第三个垫片同心，确定之后替换引用 集。得到如图3-13所示效果图。图3-13效果图3.1.6添加铆钉在【装配】工具条中单击【添加组件】按钮打开【添加组件】对话框，单击【打开】按钮，再在打开的【部件名】对话框中找到铆钉的部件路径，选择文件 名为maoding.prt，定位方式选择【通过约束】，如图3-14所示，单击【确定】按 钮。翊謫半()I址件預黄gi

31、biut-E. pr I 逊仙.J3叫 di floibuL prtdi uib-an. pi31 di uij? l an. pr I Sai l?aii&B. pi* I hutj ian. prl屁近访问的部焊三力UM部件图3-14添加铆钉再打开【装配约束】对话框，在类型下拉列表中选择【同心】，要约束的几何体选择盖板B上的圆孔内圆内圆和铆钉上最小的内圆为两个选择对象，单击【确定】得到如图3-15所示效果图。然后替换引用集要瞽的几阿苗*進挥两个对象反向上一个约轰布置|使用组件麝侖关联藉动曲述和管銭布置时昴屈动言更新昔线布置实体图3-15设置约束类型创建组件阵列在【装配】工具条中单击【创建组

32、件阵列】 按钮，打开如图3-16的【类选择】对话框。选择铆钉，单击【确定】按钮U.UU丄HG*选择对象(0)全选廈商选捧茸魅选择方法图3-16创建组件阵列在打开的【创建组件阵列】的对话框中选择【圆形】，单击【确定】按钮，如图3-17所示。图3-17定义圆形阵列打开【创建圆形阵列】 对话框，如图3-18所示。选择基准轴为【+Z轴】，【总 数】为6,【角度】为60，单击【确定】按钮，替换引用集。图3-18轴定义创建组件阵列之后的效果图如图 3-19所示图3-19效果图3.1.7添加回位弹簧在【装配】工具条中单击【添加组件】按钮打开【添加组件】对话框，单击【打开】按钮，再在打开的【部件名】对话框中找

33、到回位弹簧的部件路径，选择文件huiweitanhuang.prt,定位方式选择【通过约束】，如图3-20所示，单击【确定】按钮。选择部件(I)加卷的部件百近诂可的部件Lidin prt gob ui-B. pr t ii anpirL. prl h azibeji prt丁开-|2iaI通过约束图3-20 添加回位弹簧再打开【装配约束】对话框，在类型下拉列表中选择【适合】，选择弹簧，拖动它到适合的位置，单击【确定】得到如图 3-21所示效果图。然后替换引用集!.座用1:取治I图3-21设置约束类型创建组件阵列在【装配】工具条中单击【创建组件阵列】 按钮，打开如图3-22的【类选择】对话框。选

34、择回位弹簧，单击【确定】按钮对毅1全选反向选择茸魅选釋方袪过涛器选择对象（0# TASGHVMIG,已选定图3-22创建组件阵列在打开的【创建组件阵列】的对话框中选择【圆形】，单击【确定】按钮，打 开【创建圆形阵列】对话框，如图 3-23所示。选择基准轴为【+Z轴】，【总数】 为6,【角度】为60，单击【确定】按钮，替换引用集。rUGHUUG总数6dag *图3-23创建组件阵列装配好的花键从动件，如图3-24所示效果图图3-24效果图3.2编辑爆炸图3.2.1编辑各部件的颜色在实用工具条中选择【编辑对象显示】选择要编辑的对象，在过滤器里的颜 色过滤器里编辑不同的颜色，如图 3-25编辑不同颜

35、色后的效果图。图3-25编辑颜色322爆炸图打开【装配】、【爆炸图】、【创建爆炸图】命令，命名为 Explosion.1。根据适 当的位置编辑爆炸图移动的距离，得到如图3-26所示的爆炸效果总图。图3-26 爆炸图第四章 核心零件的CAM自动编程4.1零件结构形状分析对于花键从动件来说，由几个大小不同的零件组成，根据加工的方便性，适 用性以及成本的高低等各方面考虑，以上各零件中只有盖板最适合数控机床加工, 其它零件均可通过普通机床加工而成。故在此就选用盖板以作数控加工示范。盖板是花键从动件中不可缺少的部分，在花键从动装置中的作用是在回位弹 簧的配合下做回位运动，在花键扭矩的传输中起到非常重要的

36、作用。对其工艺分 析是数控加工前期的工艺准备工作，工艺制定的合理与否，对程序编制机床的加 工效率，零件的加工精度都有重要的影响。具体图形如图 4-1所示：图4-1盖板通过对零件的分析得知，该零件的尺寸精度要求有：尺寸分别为28 0.05，23 0.05, 150土 0.05，54 0.05，公差要求基本上都为 0.1，精度等级为IT8-9 级。零件对表面的加工要求相对较高，表面粗糙度值为R1.6m厚度为10mm。该零件属于盘类零件，最大直径为 150mm中间孔直径为 50mm中间型腔宽 28mm四周倒圆为R5mm开口槽的倒圆也为 R5mm该零件需使用数控铣床加工而 成，其结构相对不是很复杂，有

37、外轮廓、光滑孔、型腔、开口槽等等。由于其壁 相对较薄，在加工时容易变形，故需要合理的控制粗、精加工余量，又由于中间 型腔倒圆较小，应合理的考虑刀具的半径。4.2选择毛坯由于花键从动件在在整个传动链中起到传送扭矩的作用，故对各零件的刚度 和耐磨性有较高的要求，在盖板材料的选择上 45刚可达到其要求。综合考虑，根据第二章的工艺因素及零件的技术要求，确定该零件的毛坯为 板料，毛坯尺寸为 180mmX20mn材料为45刚。4.3夹具的选择要确定夹具，首先要考虑定位基准和装夹：（1）定位基准定位基准有粗基准和精基准两种，用未加工过的毛坯表面作为定位基准称为 粗基准，用己加工过的表面作为定位基准称为精加工

38、。除第一道工序用粗基准外，其余工序都应使用精基准。粗基准的选择原则1）相互位置要求原则2）加工余量合理分配原则3）重要表面原则4）不重复 使用原则5）便于工件装夹原则精基准的选择原则1）基准重合原则2）基准统一原则3）自为基准原则4）互为基准原则5）便 于装夹原则（2）装夹在确定装夹方案时，只需根据己选定的加工表面和定位基准确定工件的定位 夹紧方式，并选择合适的夹具。此时，主要考虑以下几点：1）夹紧机构或其它元件不得影响进给，加工部位要敞开。要求夹持工件后夹 具等一些组件不能与刀具运动轨迹发生干涉。2）必须保证最小的夹紧变形。工件在加工时，切削力大，需要的夹紧力也大， 但又不能把工件夹压变形。

39、因此，必须慎重选择夹具的支撑点、定位点和夹紧点。3）装卸方便，铺助时间尽量短。4）对小型零件或工序时间不长的零件，可以在工作台上同时装夹几件进行加 工，以提高加工效率。5）夹具结构应力求简单。6）夹具应便于与机床工作台及工件定位表面间的定位元件连接。对刀之前， 应先将工件毛坯准确定位装夹在工作台上。对于较小的零件，一般安装在平口钳 戓专用夹具上，对于较大的零件，一般直接安装在工作台上。安装时要使零件的 基准方向和x，y，z轴的方向相一致，并且切削时刀具不会碰到夹具和工作台，然后将零件夹紧常用夹具有（1）机用虎钳（2）三爪卡盘（3）直接在铣床工作台上安装（4） 利用角铁和V形铁装夹工件（5）专用

40、夹具装夹工件。综上所述该零件的结构形状规则，为圆形零件，适合可直接选用通用夹具一一三角卡盘装夹4.4 .刀具的选择（1）刀具材料应具备的基本性能1）高硬度2）足够的强度和韧性3）高耐磨性和耐热性4）良好的导热性5）良好的工艺性和经济性（2）刀具的选择表4-1数控加工刀具卡片产品名称或代号零件名称零件图号序 号刀具编 号刀具规格名称数量加工表面备注1T01150面铣刀1铣平面2T0210mn立铣刀1铣外轮廓和内孔4T035mm立铣刀1铣型腔内壁和内表面编制审核批准年 月 日共页第页（3）加工顺序的安排在选定加工方法、划分工序后，工艺路线拟定的主要内容就是合理安排这些 加工方法和加工工序的顺序。零

41、件的加工工序通常包括切削加工工序、热处理加 工工件的加工质量、生产效率和加工成本。因此，在设计工艺路线时，应合理安 排好切削加工、热处理和辅助工序的顺序，并解决好工序间的衔接问题。1）基面先行原则2）先粗后精原则3）先主后次原则4）先面后孔原则（4）工艺路线的确定根据其表面加工方法及加工顺序的原则，先如图 5-1所示加工出整体轮廓, 再将零件翻转，去掉下面部分，得到所需零件。图4-2加工刀路确定该零件的工艺路线如下所述。工序I铣粗基准面及外轮廓。工步1粗铣平面。工步2精铣平面，控制厚度19.5mm表面粗糙度3.2。工步3粗铣外轮廓，留精加工余量0.5mm工步4精铣外轮廓，控制深度1O002 m

42、m表面粗糙度3.2。工序U铣外轮廓、型腔、开口槽、内孔工步1粗铣平面。工步2 精铣平面，控制尺寸19mm表面粗糙度3.2。工步3粗铣外轮廓。工步4精铣外轮廓，保证与上道工序轮廓接平，表面粗糙度3.2。工步5粗铣型腔内壁，给半精铣留1mm余量。工步6半精铣型腔内壁，给精铣留0.2mm余量。工步7精铣型腔内壁，控制表面粗糙度1.6，深度10+O.1mm工步8粗铣54mm内孔。工步9精铣54mm内孔，控制尺寸为 54 0.05控制表面粗糙度3.2 序III将工件翻转铣平面工步1粗铣平面，控制尺寸为10.5mm留精加工余量0.5mm工步2精铣平面，控制深度为10+0.2mm表面粗糙度为3.24.5工艺

43、卡片的制定为更好地知道编程和加工操作，把该零件的加工顺序、所用刀具和切削用量 等参数编入4-1、4-2、4-3和4-4所示的零件数控加工工序卡片中。表4-1机械加工工艺过程卡单位名 称产品名称或代号零件名称零件图号工序号工步内容设备名称夹具备注I下料，准备180mmX20mm45刚板T01600II铣粗基准面及外轮廓。立式铣削加工中 心机用三抓卡 盘III铣外轮廓、型腔、型腔内壁， 内孔立式铣削加工中心机用三抓卡 盘IV去毛刺T02350编制审核批准年 月 日共页第页表4-2数控加工工序卡I单位名 称产品名称或代号零件名称零件图号工序号程序编号夹具名称使用设备车间I三抓卡盘立式铣床削加工 中心

44、数控中心工步 号工步内容刀具 号刀具规格/mm主轴转 速-1/r*min进给速度 /mm*min- 1背吃刀量备 注1粗铣平面T01150面 铣刀20006001.52精铣平面T01150面 铣刀300010000.53粗铣外轮廓T0210立铣 刀25003002.04精铣外轮廓T0210立铣 刀30003500.5编制审核批准年 月曰共页第页表4-3数控加工工序卡U单位名 称产品名称或代号零件名称零件图号工序号程序编号夹具名称使用设备车间I三抓卡盘立式铣床削加工 中心数控中心工步 号工步内容刀具 号刀具规格/mm主轴转 速/r*min-进给速度 /mm*min-1背吃刀量备 注1粗铣平面T0

45、1150面铣刀20006001.52精铣平面T01150面铣刀300010000.53粗铣外轮廓T0210mm立铣刀25003502.54精保度青铣外轮廓， 呆证与上道 匚序轮廓接 巴表面粗糙叟3.2T0210mm立铣刀30003000.55粗铣型腔内 壁，给半精铣 留1mn余量。T035mm立铣刀2500250106半精铣型腔 内壁壁，给精 铣留0.2mm余 量。T035mm立铣刀30005000.87精铣型腔内 壁，控制表面 粗糙度1.6， 深度1000.1 mmT035mm立铣刀35006000.28粗铣内孔。T0210mm立铣刀25003504江苏信息职业技术学院毕业设计9精铣内孔，控

46、 制表面粗糙度 3.2。T0210mm立铣刀30003001表4-4数控加工工序卡III单位名 称产品名称或代号零件名称零件图号工序号程序编号夹具名称使用设备车间I三抓卡盘立式铣床削加工 中心数控中心工步 号工步内容刀具 号刀具规格/mm主轴转 速_1/r*min进给速度/mm*min-1背吃刀量备 注1粗铣平面T01150面铣刀20006001.52精铣平面T01150面铣刀300010000.53粗铣外轮廓T0210立铣 刀25003002.04精铣外轮廓T0210立铣 刀30003500.5编制审核批准年 月曰共页第页4.6加工程序利用UG的编程功能选择各工序的刀具、轨迹，自动生成走刀路

47、线，在走刀路 线对话框中选择各走刀路线右击，后处理，便可生成程序，具体程序如下： 铣平面00010N0010 G21 G00 G17 G40 G49 G80 G90 G69N0020 T01 M06N0020 G00 G90 X4.1629 Y-2.6247 U0.0 V0.0 Z0.0N0030 G01N0040 X2.9345N0060 G02 X-3.7118 Y-1.3123 I-2.9345 J-2.6247N0070 G01 X3.7118N0070 X4.0656 Y-.5354N0080 X3.9833 Y0.0N0090 X.0787N0100 G02 X-.0787 I.0

48、787 J0.0N0110 G01 X-3.9833N0120 X-4.0656 Y.5354N0130 X-3.7118 Y1.3123N0140 X3.7118N0150 G03 X2.9345 Y2.6247 I3.7118 J1.3123N0160 G01 X-2.9345N0170 X-4.1629N0180 G00N0190 M02铣外轮廓、型腔和内孔O0011N0200 G00 G90 X-.0591 Y2.0418 U0.0 V0.0 Z-10.0NO205 T03 M06N0210 G01 Y1.8691N0220 X0.0 Y1.871N0230 X.0591 Y1.869

49、1N0240 Y2.1842N0250 X0.0 Y2.1858N0260 X-.0591 Y2.1842N0270 Y2.0267N0280 Y1.8691N0290 G02 X.0591 I-.0591 J1.8691N0300 G01 Y2.1842N0310 G03 X-.0591 I.0591 J2.1842N0320 G01 Y2.0267N0330 X-.3543N0340 Y1.559N0350 G03 X-.3305 Y1.5397 I-.0197 J0.0N0360 G02 X.3305 I-.3305 J1.5397N0370 G03 X.3543 Y1.559 I-.0

50、041 J-.0193N0380 G01 Y2.4378N0390 G03 X.3373 Y2.4573 I.0197 J0.0N0400 X-.3373 I.3373 J2.4573N0410 X-.3543 Y2.4378 I-.0027 J.0195N0420 G01 Y2.0267N0430 X-.1575N0435 Z5.0N0440 G00N0450 M02N0460 G00 G90 X-1.7126 Y1.057 U0.0 V0.0N0460 TO2 M06N0470 G01 X-1.8621 Y1.1433 Z-10.0N0480 X-1.893 Y1.0929N0490 X-

51、1.9211 Y1.041N0500 X-1.6483 Y.8834N0510 X-1.6203 Y.9355N0520 X-1.5892 Y.9857N0530 X-1.7256 Y1.0645N0540 X-1.8621 Y1.1433N0550 G03 X-1.9211 Y1.041 I-1.8621 J1.1433N0560 G01 X-1.6483 Y.8834N0570 G02 X-1.5892 Y.9857 I-1.6483 J.8834N0580 G01 X-1.7256 Y1.0645N0590 X-1.578 Y1.3202N0600 X-1.934 Y1.5257N0610 G03 X-1.9594 Y1.5208 I.0098 J.017N0620 X-2.2967 Y.9365 I-1.9594 J1.5208N0630 X-2.2883 Y.912 I-.0182 J.0074N0640 G01 X-1.5273 Y.4726N0650 G03 X-1.4987 Y.4836 I