畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）反射燈沖頭的自動(dòng)編程與仿真加工

1、 xx學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘 要caxa制造工程師是北京北航海爾軟件有限公司推出的基于pc機(jī)平臺(tái)的cad/cam集成軟件，也是國(guó)內(nèi)制造業(yè)廣泛使用的cad/cam軟件，在模具制造業(yè)中應(yīng)用最廣。caxa制造工程師2008是caxa制造工程師軟件的最新版本,提供實(shí)體的特征造型、自由曲面造型以及實(shí)體與曲面混合造型功能，可實(shí)現(xiàn)任何復(fù)雜形狀零件的造型設(shè)計(jì)。隨著我國(guó)制造業(yè)發(fā)展開始進(jìn)入一個(gè)更好更快的新階段，針對(duì)我國(guó)制造業(yè)實(shí)際應(yīng)用需求，使用這樣的cad/cam軟件，配合制造業(yè)信息化工程，通過市場(chǎng)化運(yùn)作等各方面的努力，實(shí)現(xiàn)cad/cam軟件在汽車、電子、機(jī)械、模具、建筑、電力電氣等制造行業(yè)的應(yīng)用普及。本論文著眼

2、caxa制造工程師2008的實(shí)際應(yīng)用反射燈沖頭自動(dòng)數(shù)控編程與仿真加工。實(shí)現(xiàn)從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)到仿真加工過程的虛擬化，為實(shí)際加工提供重要的技術(shù)參數(shù)和工藝參數(shù)，縮短了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)制造過程的漫長(zhǎng)論證期，提高了生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞：caxa制造工程師 數(shù)控編程 仿真加工abstractcaxa me is the beijing beihang haier software company launched the pc-based platform for cad / cam integration software, is also widely used in the manufacturing fiel

3、d at home cad / cam software, in the mold of the most widely in the manufacturing field. caxa me 2008 is the latest version of caxa me software, providing solid modeling, free surface modeling and solid modeling functionality with mixed surfaces, enabling the part of complex shape design.with the de

4、velopment of chinas manufacturing industry entered a new phase of better and faster, for practical application of chinas manufacturing industry needs, the use of such a cad / cam software, with market-oriented operation of the efforts to achieve cad / cam software in the automotive, electronics, mac

5、hinery, mold, construction, electrical power and other manufacturing industries universal application. this paper focus on the practical application of caxa manufacturing engineers (me) 2008, automatically reflected light punch of nc programming and simulation process. from a computer-aided design a

6、nd simulation process of the virtual and actual processing to provide important technical parameters and technical parameters, to shorten the traditional process of design and manufacture of a long demonstration phase, improved production efficiency. keywords: caxa me，nc programming，manufacturing pr

7、ocess emulation目 錄第1章 前言1第2章 caxa軟件的介紹22.1 caxa軟件介紹22.2 caxa軟件的主要功能22.3 caxa軟件的工作界面3第3章 反射燈沖頭的工藝分析及加工方案63.1 零件結(jié)構(gòu)分析63.2 加工零件應(yīng)注意的內(nèi)容63.3 加工零件的工藝分析73.4數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容73.5 加工內(nèi)容及工藝路線的確定73.6 工藝設(shè)計(jì)及加工路線的設(shè)計(jì)83.7 工件定位與安裝的確定103.8 選擇刀具及切削用量的確定10第4章 反射燈沖頭的三維造型124.1 caxa軟件的操作界面124.2 繪制平面圖124.3 繪制草圖0154.4 繪制旋轉(zhuǎn)軸154.5 繪制旋

8、轉(zhuǎn)增料15第5章 加工軌跡設(shè)計(jì)、仿真過程和結(jié)果175.1 繪制毛坯175.2 軌跡設(shè)計(jì)及生成185.3 生成粗加工軌跡195.4 精加工軌跡205.5 仿真加工225.6生成g代碼23第6章 結(jié)果分析24參考文獻(xiàn)26致謝2728 第1章 前言機(jī)床數(shù)控技術(shù)是70年代發(fā)展起來的一種機(jī)床自動(dòng)控制技術(shù)。數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，是高新技術(shù)的重要組成部分。采用數(shù)控機(jī)床，提高機(jī)械工業(yè)的自動(dòng)化水平和產(chǎn)品質(zhì)量，是當(dāng)前機(jī)械制造技術(shù)的改造、技術(shù)更新的必由之路。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床是柔性制造單元（fmc），計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（cims）不可缺少的基礎(chǔ)設(shè)備。數(shù)控技術(shù)是衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，更是體現(xiàn)

9、一個(gè)機(jī)械制造企業(yè)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。發(fā)展數(shù)控技術(shù)是我國(guó)機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造的必經(jīng)之路，是未來企業(yè)工廠實(shí)行自動(dòng)化的基礎(chǔ)。而在數(shù)控的開發(fā)中，caxa制造工程師軟件的開發(fā)使數(shù)控技術(shù)又邁進(jìn)了一大步，它大大縮短了零件加工工藝的時(shí)間，提高了工作效率。caxa制造工程師是一款cam軟件，利用該軟件可方便地生成數(shù)控加工程序，通過計(jì)算機(jī)傳輸給數(shù)控銑床或數(shù)控加工中心，即可進(jìn)行自動(dòng)加工。caxa制造工程師提供實(shí)體的特征造型、自由曲面造型以及實(shí)體與曲面混合造型功能，可實(shí)現(xiàn)任何復(fù)雜形狀零件的造型設(shè)計(jì)。caxa制造工程師提供了多種加工手段和豐富的工藝控制參數(shù)，可以方便地控制加工過程；為復(fù)雜曲面的加工提供精確、可靠的刀具路徑

10、，在保證加工質(zhì)量的前提下，可大幅度提高機(jī)床利用率，提升加工效率。隨著caxa軟件的普及必將為工業(yè)的進(jìn)步做出貢獻(xiàn)。為此本人在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中選擇了數(shù)控，我相信通過對(duì)它的再次系統(tǒng)的學(xué)習(xí)必會(huì)給我的將來打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)主要講解了利用caxa制造工程師軟件繪制反射燈沖頭的三維造型和仿真加工的過程及軟件的基礎(chǔ)應(yīng)用。第2章 caxa軟件的介紹2.1 caxa軟件介紹caxa電子圖板和caxa-me制造工程師軟件的開發(fā)與銷售單位是北京北航海爾軟件有限公司(原北京航空航天大學(xué)華正軟件研究所)。caxa電子圖板是一套高效、方便、智能化的通用中文設(shè)計(jì)繪圖軟件，可幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行零件圖、裝配圖、工藝圖表、平面包

11、裝的設(shè)計(jì)，適合所有需要二維繪圖的場(chǎng)合，使設(shè)計(jì)人員可以把精力集中在設(shè)計(jì)構(gòu)思上，徹底甩掉圖板，滿足現(xiàn)代企業(yè)快速設(shè)計(jì)、繪圖、信息電子化的要求caxa-me是面向機(jī)械制造業(yè)的自主開發(fā)的、中文界面、三維復(fù)雜形面cad/cam軟件。2.2 caxa軟件的主要功能特征實(shí)體造型主要有拉伸、旋轉(zhuǎn)、導(dǎo)動(dòng)、放樣、倒角、圓角、打孔、筋板、拔模、分模等特征造型方式，可以將二維的草圖輪廓快速生成三維實(shí)體模型。自由曲面造型提供多種nurbs曲面造型手段：可通過列表數(shù)據(jù)、數(shù)學(xué)模型、字體、數(shù)據(jù)文件及各種測(cè)量數(shù)據(jù)生成樣條曲線；通過掃描、放樣、旋轉(zhuǎn)、導(dǎo)動(dòng)、等距、邊界網(wǎng)格等多種形式生成復(fù)雜曲面；并提供裁剪、延伸、縫合、拼接、過渡等曲

12、線曲面裁剪手段。宏加工提供倒圓角加工，可生成加工圓角的軌跡和帶有宏指令的加工代碼，可以充分利用宏程序功能，使得倒圓角的加工程序變得異常簡(jiǎn)單靈活。加工工藝控制提供豐富的工藝控制參數(shù)，可方便地控制加工過程，使編程人員的經(jīng)驗(yàn)得到充分的體現(xiàn)。豐富的刀具軌跡編輯功能可以控制切削方向以及軌跡形狀的任意細(xì)節(jié)，大大提高了機(jī)床的進(jìn)給速度。 加工軌跡仿真提供了軌跡仿真手段以檢驗(yàn)數(shù)控代碼的正確性。可以通過實(shí)體真實(shí)感仿真模擬加工過程，顯示加工余量；自動(dòng)檢查刀具切削刃、刀柄等在加工過程中是否存在干涉現(xiàn)象。通用后置處理后置處理器無需生成中間文件就可直接輸出g代碼指令，系統(tǒng)不僅可以提供常見的數(shù)控系統(tǒng)后置格式，用戶還可以自定

13、義專用數(shù)控系統(tǒng)的后置處理格式。2.3 caxa軟件的工作界面caxa電子圖板的用戶界面主要包括三個(gè)部分，即菜單條、工具欄和狀態(tài)欄部分。另外，需要特別說明的是caxa電子圖板提供了立即菜單的交互方式，用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的逐級(jí)查找的問答式交互，使得交互過程更加直觀和快捷。屏幕畫面的分布caxa電子圖板使用最新流行界面，如圖2.1，更貼近用戶，更簡(jiǎn)明易懂。圖2.1 caxa用戶界面單擊任意一個(gè)菜單項(xiàng)（例如設(shè)置），都會(huì)彈出一個(gè)子菜單。移動(dòng)鼠標(biāo)到【繪制工具】工具欄，在彈出的當(dāng)前繪制工具欄中單擊任意一個(gè)按鈕，系統(tǒng)通常會(huì)彈出一個(gè)立即菜單，并在狀態(tài)欄顯示相應(yīng)的操作提示和執(zhí)行命令狀態(tài)。在立即菜單環(huán)境下，用鼠標(biāo)單擊其中

14、的某一項(xiàng)（例如【兩點(diǎn)線】）或按【alt+數(shù)字】組合鍵（例如【alt+1】），會(huì)在其上方出現(xiàn)一個(gè)選項(xiàng)菜單或者改變?cè)擁?xiàng)的內(nèi)容。另外，在這種環(huán)境下（工具菜單提示為【屏幕點(diǎn)】），使用空格鍵，屏幕上會(huì)彈出一個(gè)被稱為【工具點(diǎn)菜單】的選項(xiàng)菜單。用戶可以根據(jù)作圖需要從中選取特征點(diǎn)進(jìn)行捕捉。用戶界面說明下面向讀者介紹用戶界面的主要內(nèi)容。1)繪圖區(qū)繪圖區(qū)是用戶進(jìn)行繪圖設(shè)計(jì)的工作區(qū)域，如上圖所示的空白區(qū)域。它位于屏幕的中心，并占據(jù)了屏幕的大部分面積。廣闊的繪圖區(qū)為顯示全圖提供了清晰的空間。在繪圖區(qū)的中央設(shè)置了一個(gè)二維直角坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系稱為世界坐標(biāo)系。它的坐標(biāo)原點(diǎn)為（0.0000，0.0000）。caxa電子圖板以

15、當(dāng)前用戶坐標(biāo)系的原點(diǎn)為基準(zhǔn)，水平方向?yàn)閤方向，并且向右為正，向左為負(fù)。垂直方向?yàn)閥方向，向上為正，向下為負(fù)。在繪圖區(qū)用鼠標(biāo)拾取的點(diǎn)或由鍵盤輸入的點(diǎn)，均為以當(dāng)前用戶坐標(biāo)系為基準(zhǔn)。2)菜單系統(tǒng)caxa電子圖板的菜單系統(tǒng)包括主菜單、立即菜單和工具菜單三個(gè)部分。(1)主菜單區(qū)如下圖所示，主菜單位于屏幕的頂部。它由一行菜單條及其子菜單組成，菜單條包括文件、編輯、視圖、格式、繪制、標(biāo)注、修改、工具和幫助等。每個(gè)部分都含有若干個(gè)下拉菜單。(2)立即菜單區(qū)立即菜單描述了該項(xiàng)命令執(zhí)行的各種情況和使用條件。用戶根據(jù)當(dāng)前的作圖要求，正確地選擇某一選項(xiàng)，即可得到準(zhǔn)確的響應(yīng)。(3)工具菜單包括工具點(diǎn)菜單、拾取元素菜單。

16、3)狀態(tài)欄caxa電子圖板提供了多種顯示當(dāng)前狀態(tài)的功能，它包括屏幕狀態(tài)顯示，操作信息提示，當(dāng)前工具點(diǎn)設(shè)置及拾取狀態(tài)顯示等等。(1)當(dāng)前點(diǎn)坐標(biāo)顯示區(qū)當(dāng)前點(diǎn)的坐標(biāo)顯示區(qū)位于屏幕底部狀態(tài)欄的中部。當(dāng)前點(diǎn)的坐標(biāo)值隨鼠標(biāo)光標(biāo)的移動(dòng)作動(dòng)態(tài)變化。(2)操作信息提示區(qū)操作信息提示區(qū)位于屏幕底部狀態(tài)欄的左側(cè)，用于提示當(dāng)前命令執(zhí)行情況或提醒用戶輸入。(3)工具菜單狀態(tài)提示當(dāng)前工具點(diǎn)設(shè)置及拾取狀態(tài)提示位于狀態(tài)欄的右側(cè)，自動(dòng)提示當(dāng)前點(diǎn)的性質(zhì)以及拾取方式。例如，點(diǎn)可能為屏幕點(diǎn)、切點(diǎn)、端點(diǎn)等等，拾取方式為添加狀態(tài)、移出狀態(tài)等。(4)點(diǎn)捕捉狀態(tài)設(shè)置區(qū)點(diǎn)捕捉狀態(tài)設(shè)置區(qū)位于狀態(tài)欄的最右側(cè)，在此區(qū)域內(nèi)設(shè)置點(diǎn)的捕捉狀態(tài)，分別為自由

17、、智能、導(dǎo)航和柵格。(5)命令與數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)命令與數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)位于狀態(tài)欄左側(cè)，用于由鍵盤輸入命令或數(shù)據(jù)。(6)命令提示區(qū)命令提示區(qū)位于命令與數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)與操作信息提示區(qū)之間，顯示目前執(zhí)行的功能的鍵盤輸入命令的提示，便于用戶快速掌握電子圖板的鍵盤命令。4)工具欄在工具欄中，可以通過鼠標(biāo)左鍵單擊相應(yīng)的功能按鈕進(jìn)行操作，系統(tǒng)默認(rèn)工具欄包括【標(biāo)準(zhǔn)】工具欄、【屬性】工具欄、【常用】工具條、【繪圖工具】工具欄、【繪圖工具ii】工具欄、【標(biāo)注工具】工具欄、【圖幅操作】工具欄、【設(shè)置工具】工具欄、【編輯工具】工具欄。工具欄也可以根據(jù)用戶自己的習(xí)慣和需求進(jìn)行定義。第3章 反射燈沖頭的工藝分析及加工方案3.1零件結(jié)構(gòu)分

18、析零件的三維建模，如圖3.1所示。圖3.1零件模型描述如圖可知，反射燈沖頭是以銑削加工為主的零件。通過建立零件圖的三維圖形，我們可對(duì)其進(jìn)行選擇加工刀具，粗精加工余量等后置處理，之后生產(chǎn)加工g代碼，進(jìn)行首件試切、批量生產(chǎn)。3.2 加工零件應(yīng)注意的內(nèi)容(1)零件毛坯的可安裝性分析，是分析被加工零件的毛坯是否便于定位和裝夾，要不要增加工藝齊子，安裝基準(zhǔn)要不要加工，夾壓方式和夾壓點(diǎn)的選取是否會(huì)有礙于刀具的運(yùn)動(dòng)，夾壓產(chǎn)生引起的變形是否對(duì)加工質(zhì)量有影響。(2)毛坯的材質(zhì)的加工性分析，是分析所提供的毛坯材質(zhì)本身的機(jī)械性能和熱處理狀態(tài)，毛坯的鑄造品質(zhì)和被加工部位的材料硬度。(3)刀具運(yùn)動(dòng)的可行性分析，是分析工

19、件毛坯外形和內(nèi)腔是否有礙于刀具定位，運(yùn)動(dòng)和切削的地方，對(duì)有礙部位是否允許進(jìn)行刀檢。(4)加工余量狀況的分析，是分析毛坯是否有足夠的加工余量，孔的加工部位是通孔還是盲孔，有無沉孔等，為刀具選擇，加工安排和中工余量分配提供依據(jù)。(5)分析零件圖紙尺寸的標(biāo)注方法是否適應(yīng)數(shù)控加的特點(diǎn)。通常零件圖的尺寸標(biāo)注方法都是要據(jù)裝配要求和零件使用特性分散地從設(shè)計(jì)基準(zhǔn)引注，這樣會(huì)有許多麻煩。而數(shù)控加工零件圖則要求從同基準(zhǔn)引標(biāo)注尺寸，這樣有利于編程和協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，工藝基準(zhǔn)，測(cè)量基準(zhǔn)與編程零點(diǎn)的設(shè)置和計(jì)算。(6)分析零件圖紙給標(biāo)示構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件是否充分。(7)分析零件結(jié)構(gòu)工藝是否有利于數(shù)控加工。3.3加工

20、零件的工藝分析(1)加工零件的毛坯是一個(gè)長(zhǎng)方體，便于對(duì)零件進(jìn)行定位和裝夾，不需要增加工藝齊子安裝基準(zhǔn)不需要進(jìn)行加工，夾壓方式和夾壓點(diǎn)的選取對(duì)刀具運(yùn)動(dòng)沒有影響，夾壓變形對(duì)加工質(zhì)量沒有影響。(2)毛坯是選用45鋼材料的硬度不大，所以較容易加工，為下面的刀具材料和切削用量的選擇提供了依據(jù)。(3)零件外形是曲面，判斷毛坯的外形沒有妨礙刀具定位、運(yùn)動(dòng)和切削的地方。(4)零件的長(zhǎng)寬高分別是80，80，89.16。根據(jù)零件的可裝夾性和可加工性選用長(zhǎng)寬高90，90，92，合理的加工余量為刀具的選擇、加工安排和加工余量分配提供了依據(jù)。(5)零件圖紙的尺寸標(biāo)注合理，有利于數(shù)控機(jī)床的編程和協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、測(cè)

21、量與編程零點(diǎn)的設(shè)置和計(jì)算。3.4 數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容(1)選擇適合在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，確定工序內(nèi)容。(2)分析被加工零件的圖紙，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求。(3)確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線。(4)加工工序的設(shè)計(jì)。(5)數(shù)控加工程序的調(diào)整。(6)處理數(shù)控機(jī)床上部分工藝指令。1)分析被加工零件的圖紙，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求根據(jù)加工零件的圖紙，毛坯的選擇要比零件的尺寸（909089.16）要大，根據(jù)數(shù)控銑床對(duì)加工平面的經(jīng)濟(jì)精度，選擇粗銑精度為it9，表面粗糙度為0.8。精銑精度為it6，表面粗糙度為0.2。2)加工工序的設(shè)計(jì)選擇零件的下表面為定位基準(zhǔn)，夾具為銑床長(zhǎng)用夾具機(jī)床虎鉗，中

22、心孔定位，刀具采用立銑刀，切削用量在后面的工藝分析中得到。3)數(shù)控加工程序的調(diào)整確定刀具的對(duì)刀點(diǎn)為工件坐標(biāo)系下的工件中心點(diǎn)，換刀點(diǎn)，具體在下面的工藝分析中得到數(shù)據(jù)，明確加工路線為下面的工作做好準(zhǔn)備。3.5 加工內(nèi)容及工藝路線的確定加工內(nèi)容及工藝路線的確定是工藝方案擬定的重要內(nèi)容之一，它涉及到三個(gè)方面的問題：一是能否在一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上，經(jīng)一次裝夾就能完成圖紙中全部的加工內(nèi)容；二是所確定的工藝路線是否經(jīng)濟(jì)合理；三是工藝路線是否能保證最終加工質(zhì)量。1.選擇安裝基準(zhǔn)，確定零件的裝夾方式以長(zhǎng)寬為90，90的下底面為基準(zhǔn)面安裝工作臺(tái)上。2.工藝路線的確定該零件不是般的鑄件，加工余量大，剛性較差，加工時(shí)產(chǎn)生變

23、形較大，因此按粗加工和精加工安排工藝路線。3.6工藝設(shè)計(jì)及加工路線的設(shè)計(jì)(1)數(shù)控加工工序劃分 在工序劃分時(shí)要考慮下面三個(gè)原則：1.按所用刀具劃分工序原則，這樣可以減少換刀次數(shù)，壓縮空行和和減少換刀時(shí)間，減少不必要的換刀誤差。2.按先粗后精的原則劃分加工工序,這樣可以減少粗加工變形對(duì)精加工的影響。3.按先面后孔的原則劃分工序，這樣可以提高孔加工的精度，避免面加工時(shí)引起的變形,劃分的工序如表3.1。表3.1 工序劃分工 序 號(hào)工 序 內(nèi) 容刀 具1粗銑曲面立銑刀2精銑曲面球頭立銑刀(2)加工余量的選擇加工余量泛指實(shí)體尺寸與零件尺寸之差。零件加工就是把大于零件尺寸的毛坯實(shí)體加工掉，使加工后的零件尺

24、寸、精度、表面粗糙度均能符合圖紙的要求。工序間加工余量的選擇應(yīng)按以下兩條原則進(jìn)行。1.采用最小加工余量原則，以求縮短加工時(shí)間，降低零件的加工費(fèi)用。2.應(yīng)有充分的加工余量，特別是最后的工序。加工余量應(yīng)保證達(dá)到工件圖紙上所規(guī)定的要求。3.在選擇加工余量時(shí)，還應(yīng)該考慮下列3種情況：1)由于零件的大小不同，切削力、內(nèi)應(yīng)力引起的變形差異，工件愈大，變形會(huì)增加，因此要求加工余量也相應(yīng)地大一些。2)零件熱處理時(shí)引起的變形，適當(dāng)?shù)脑龃笠稽c(diǎn)加工余量。3)加工方法、裝夾方式和工藝裝備的剛性可能引起的零件變形，過大的加工余量也會(huì)由于切削力增大引起零件的變形。在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，每道工序的加工路線的確定都是很重要

25、的，因?yàn)樗粌H與被加工零件表面粗糙度有關(guān)，而且與尺寸精度和位置精度都有關(guān)系。過長(zhǎng)的加工路線還會(huì)影響機(jī)床的壽命、刀具的壽命等。確定加工路線就是確定刀具運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)方向。對(duì)于此反射燈沖頭的加工路線，在工序中分為粗銑曲面和精銑曲面。精銑加工方式余量，如表3.2所示。表3.2 精銑加工方式余量表加工性質(zhì)加工面長(zhǎng)度加工面寬度1001003003001000余量公差余量公差余量公差精銑1001.00.31.50.520.710010001.50.520.72.51.01000200020.72.51.231.2精加工后磨削,零件裝置未經(jīng)校準(zhǔn)1000.30.10.40.12-10010000.40.120

26、.50.150.6050.150.60.150.70.15精加工后磨削，零件裝置在夾具中或用百分表校準(zhǔn)100020.10.250.12-10010000.250120.30.150.4030150.40.150.40.15確定粗加工余量為0.4。3.7 工件定位與安裝的確定選擇定位方式時(shí)應(yīng)注意下面幾點(diǎn)：所選擇的定位方式有較高的定位精度，無超定位的干涉現(xiàn)象，零件的安裝基準(zhǔn)最好與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，便于安裝，找正和測(cè)量，有利于刀具的運(yùn)動(dòng)和簡(jiǎn)化程序的編制。因?yàn)槊鞯男螤顬橐?guī)則的長(zhǎng)方體，所以我們選用以下底面為基準(zhǔn)面定位，以機(jī)床專用虎鉗夾住，這樣可直接計(jì)算出

27、工件或夾具在工件臺(tái)上的位置，并能保證與機(jī)床中心的相對(duì)位置，定位十分方便。3.8選擇刀具及切削用量的確定選擇數(shù)控加工刀具、確定切削用量是數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)中十分重要的內(nèi)容，它關(guān)系到零件的加工質(zhì)量和加工效率。本次反射燈沖頭的制造，工件毛坯是為規(guī)則的長(zhǎng)方體，加工時(shí)主要是用于平面銑削和曲面銑削，因?yàn)槠矫驺娤鲬?yīng)該用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀，立銑刀也主要用于加工凸輪，凹槽和箱口面，為了得到較高的加工質(zhì)量，選用立銑刀，在粗銑時(shí)選用平底立銑刀，在精銑時(shí)選用球頭立銑刀。正確選擇切削條件，合理地確定切削用量，可有效地提高機(jī)械加工質(zhì)量和產(chǎn)量。而切削條件影響的因素有：1）機(jī)床、工具、刀具及工件的剛性。2）切削速度、

28、切削深度、切削進(jìn)給率。3）工件精度及表面粗糙度。4）刀具預(yù)期壽命及最大生產(chǎn)率。5）切削液的種類、冷卻方式。6）工件材料的硬度及熱處理狀況。7）工件數(shù)量。8) 機(jī)床的壽命。根據(jù)對(duì)以上的各種條件進(jìn)行分析和根據(jù)刀具材料與許用量最高切削速度表3.3。表3.3 刀具材料與許用量最高切削速度表序號(hào)刀具材料最高切削速度m/min1碳素工具鋼2高速鋼503超硬工具1504涂鍍刀具2505瓷金3006陶瓷10007cnb 工具10008鉆石 工具1000選用高速銑刀切削速度為50mm/s。背吃刀量選擇，工件表面粗糙度要求在0.83.2之間，根據(jù)工藝分析，主要分為粗銑和精銑，所以粗銑時(shí)背吃刀量為2.5mm,精銑時(shí)

29、背吃刀量為0.5mm。第4章 反射燈沖頭的三維造型通過對(duì)反射燈沖頭的工藝及加工方案的分析，確定零件的加工工藝，下面我們對(duì)反射燈沖頭造型進(jìn)行步驟描述。4.1 caxa軟件的操作界面caxa軟件的工作界面如圖4.1。圖4.1 操作界面4.2 繪制平面圖(1)單擊“終止當(dāng)前命令”按扭，再單擊“直線”按扭，在xz平面內(nèi)繪制出長(zhǎng)度分別為40,10,10,200的直線，完成后的結(jié)果如圖4.2。圖4.2 繪制直線(2)單擊“圓”按鈕，在立即菜單中選擇“圓心半徑”，拾取長(zhǎng)度為200的終點(diǎn)為圓心，畫半徑為200的圓，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵確認(rèn)后如圖4.3。圖4.3 繪制圓(3)單擊“直線”按扭，畫一條直線作為對(duì)稱軸，完成

30、后如圖4.4。圖4.4 繪制直線(4)單擊“鏡像”按鈕，在立即菜單中選擇“拷貝”，分別拾取對(duì)稱軸和圓，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵確認(rèn)，完成后如圖4.5。圖4.5 鏡像(5)對(duì)反射燈沖頭的平面圖進(jìn)行調(diào)整，選擇曲線剪切和刪除按扭進(jìn)行平面圖調(diào)整，完成后如圖4.6所示。圖4.6 調(diào)整平面圖(6)單擊“圓弧過渡”按鈕，分別輸入半徑為20和3進(jìn)行圓弧過渡，并點(diǎn)擊右鍵確定后，如圖4.7所示。圖4.7 繪制圓弧過渡(7)對(duì)反射燈沖頭的平面圖進(jìn)行調(diào)整，選擇曲線剪切和刪除按扭進(jìn)行平面圖調(diào)整，完成后如圖4.8所示。圖4.8 二維圖4.3 繪制草圖0選擇xz平面繪制草圖0在特征樹中單擊 ，單擊“草圖器”按鈕，進(jìn)入草圖0狀態(tài)，單擊“

31、曲線投影”按鈕，框選投影對(duì)象，使用裁剪和刪除功能，繪制草圖，如圖4.9所示。 圖4.9 編輯草圖4.4 繪制旋轉(zhuǎn)軸(1)單擊“直線”按鈕，在立即菜單中選擇“兩點(diǎn)”、“正交”、“點(diǎn)方式”，繪制如圖正交線，如圖4.10所示。圖4.10 繪制正交線4.5 完繪制旋轉(zhuǎn)增料(1)單擊“旋轉(zhuǎn)增料”按鈕，系統(tǒng)彈出“旋轉(zhuǎn)”增料對(duì)話框，如圖4.11所示填寫特征參數(shù)，左鍵拾取草圖和軸線，單擊按鈕，完成實(shí)體造型，如圖4.12所示。圖4.11 旋轉(zhuǎn)特征參數(shù)圖4.12 生成旋轉(zhuǎn)增料特征實(shí)體造型(2)對(duì)反射燈沖頭的平面圖進(jìn)行調(diào)整，選擇曲線剪切和刪除按扭進(jìn)行平面圖調(diào)整，完成后如圖4.13所示。圖4.13 反射燈沖頭以上是用

32、caxa制造工程師2008軟件來對(duì)反射燈沖頭進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)的操作步驟，初步設(shè)計(jì)出了所需要完成的反射燈沖頭造型，為了能夠用機(jī)床將零件在實(shí)際中加工出來，需要做下面的工作：根據(jù)對(duì)零件的工藝分析和加工方案的制定，運(yùn)用caxa對(duì)零件進(jìn)行加工軌跡設(shè)計(jì)、生成加工代碼、描述仿真過程和結(jié)果。第5章 加工軌跡設(shè)計(jì)、仿真過程和結(jié)果反射燈沖頭的造型制造完成后，繼續(xù)用caxa軟件進(jìn)行軌跡設(shè)計(jì)、模擬仿真、生成加工代碼，具體操作。打開軟件操作面板，把我們所以設(shè)計(jì)的反射燈沖頭的文件打開，根據(jù)我們對(duì)反射燈沖頭造型的工藝分析，我們選擇的毛坯尺寸長(zhǎng)寬高為90，90，92。我們就在軟件的操作面板上繪制毛坯。5.1 繪制毛坯(1)在

33、加工管理窗口雙擊圖標(biāo)，系統(tǒng)彈出“定義毛坯”對(duì)話框，選擇“參照模型”后，修改長(zhǎng)、寬、高，如圖5.1所示，然后點(diǎn)擊確定，完成后如圖5.2所示。圖5.1 “定義毛坯”對(duì)話框圖5.2 毛坯的確定5.2 軌跡設(shè)計(jì)及生成根據(jù)軟件，點(diǎn)擊“應(yīng)用”，再選擇“軌跡生成”，完成后如圖5.3所示。 圖5.3 生成軌跡界面(1)根據(jù)工序要求，分為粗加工和精加工，選擇等高線粗加工。選擇等高線粗加工，出現(xiàn)如圖4.3所示的對(duì)話框，各參數(shù)表分別如下圖5.4,圖5.5所示。圖5.4 粗加工參數(shù)列表圖5.5 銑刀參數(shù)(2)拾取頂層高度，拾取底層高度，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)按毛坯的大小進(jìn)行計(jì)算并輸入對(duì)話框內(nèi)數(shù)值。(3)切削用量，根據(jù)前面的工藝分

34、析和所以用機(jī)床的性能，選擇主軸轉(zhuǎn)速為1500，切削速度為80，退刀速度為100。5.3 生成粗加工軌跡(1)單擊粗加工列表的確定按鈕，根據(jù)要求拾取兩對(duì)角點(diǎn)和加工平面，點(diǎn)擊右鍵則會(huì)自動(dòng)生成粗加工軌跡。(2)及時(shí)觀察粗加工軌跡，看是否正確，如有不對(duì)則及時(shí)修改加工參數(shù)，以達(dá)到加工的要求，為下一步的仿真加工做好準(zhǔn)備。最終生成如圖5.6所示的粗加工軌跡。圖5.6 粗加工軌跡5.4 精加工軌跡(1)為了能夠達(dá)到零件的精度要求，必需進(jìn)行精加工，精加工時(shí)，按工藝分析得到要求用到球頭立銑刀，所以在進(jìn)行精加工軌跡生成的時(shí)候需要參數(shù)的調(diào)整。(2)按照操作面板的提示選擇應(yīng)用，單擊軌跡生成，選擇掃描線精加工，出現(xiàn)一對(duì)話

35、框，在掃描線加工的參數(shù)中把加工余量改為0如下圖5.7所示。圖5.7 加工參數(shù)(3)然后再對(duì)刀具進(jìn)行調(diào)整，選用的粗加工刀具的半徑為4，在精加工過程中為能夠得到較高的加工質(zhì)量，刀具半徑為3，刀角半徑為0.5以達(dá)到能夠加工出我們?cè)O(shè)計(jì)的反射燈沖頭模型，按以下圖5.8所示界面操作。圖5.8 刀具參數(shù)(4)及時(shí)觀察精加工軌跡，看是否正確，如有不對(duì)則及時(shí)修改加工參數(shù)，以達(dá)到加工的要求，為下一步的仿真加工做好準(zhǔn)備。最終生成如圖5.9所示的精加工軌跡。圖5.9 精加工軌跡5.5 仿真加工(1)單擊“應(yīng)用”下面的“軌跡仿真”按扭，系統(tǒng)的下邊任務(wù)欄中會(huì)出現(xiàn)拾取刀具軌跡，在以上的操作中我們知道的粗加工的軌跡和精加工的

36、軌跡在這里先要選擇粗加工軌跡，用鼠標(biāo)單擊粗加工軌跡后，所以的粗加工軌跡在面板中會(huì)變成紅色，我們用快捷鍵f5、f6和f7換動(dòng)平面，看是否是我們以上所生成的粗加工軌跡，如果正確再按以上操作選擇精加工軌跡，選中所有的加工軌跡，當(dāng)所有的加工軌跡都變?yōu)榧t色時(shí)，單擊右鍵，選擇實(shí)體仿真，單擊右鍵確定，如圖5.10所示。圖5.10 仿真軌跡圖5.11 毛坯(2)然后單擊仿真加工，如圖5.11所示。(3)系統(tǒng)根據(jù)自動(dòng)生成的加工代碼進(jìn)行加工，圖5.12是仿真過程中的加工后的圖形，直到加工完成。圖5.12 反射燈沖頭的最終加工結(jié)果5.6 生成g代碼(1)加工代碼1)依照上述操作得到粗加工的加工軌跡后，在操作面板內(nèi)選

37、擇所有加工的軌跡，用左鍵點(diǎn)擊確定。2)單擊應(yīng)用按扭選擇后置處理，再選擇生成g代碼單擊確定。3)確定后，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，把要保存的文件名字輸入單擊確定。4)確定后生成的g代碼會(huì)出現(xiàn)在記事本文件內(nèi)，生成的g代碼的部分程序清單如下。第6章 結(jié)果分析根據(jù)零件的工藝分析所確定的毛坯為909092板材，工件材料為45鋼。以下底面為定位基準(zhǔn)，兩側(cè)用虎鉗夾緊，固定于銑床工作臺(tái)上。根據(jù)加工零件的圖紙，毛坯的選擇要比零件的尺寸（808089.16）要大，在選擇毛坯的同時(shí)考慮到刀具在實(shí)際加工過程是否有碰刀或讓刀的現(xiàn)象，所以毛坯選擇為8558在毛坯的高度方面，為了有足夠的余量用來裝夾，我們選用下底面5 mm作為裝夾的

38、余量，因?yàn)榱慵邽?9.16，所以我們選擇毛坯的高度為90。在實(shí)際的加工過程中，由于我們選擇合理的毛坯的尺寸，經(jīng)過實(shí)際加工后，得到了我們?cè)O(shè)計(jì)所要求的精度要求。作為定位基準(zhǔn)的確定，加工零件的毛坯是一個(gè)長(zhǎng)方體，便于對(duì)零件進(jìn)行定位和裝夾，不需要增加工藝齊子安裝基準(zhǔn)不需要進(jìn)行加工，夾壓方式和夾壓點(diǎn)的選取對(duì)刀具運(yùn)動(dòng)沒有影響，夾壓變形對(duì)加工質(zhì)量沒有影響。毛坯的安裝性好，大大減化了工件的定位，安裝和夾具的設(shè)計(jì)，所以選用機(jī)床虎鉗作為夾具。在實(shí)際加工過程中，按下表的工序來完成加工，在毛坯裝夾后，由上面可知道先進(jìn)行對(duì)的毛坯的粗銑，要選擇合理的加工參數(shù)，根據(jù)自己設(shè)定的加工工序進(jìn)行加工，當(dāng)粗加工完成以后，再進(jìn)行精加工

39、，此時(shí)刀具要選擇球刀，設(shè)定合理的參數(shù)及吃刀量后精銑加工出曲面，即可完成反射燈沖頭的制造。表6.1工序劃分工 序 號(hào)工 序 內(nèi) 容刀 具1粗銑曲面立銑刀2精銑曲面球頭立銑刀在初設(shè)計(jì)時(shí)的加工背吃刀量，粗銑為2.5mm，精銑為0.5mm，最終加工出我們所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。 選擇數(shù)控加工刀具、確定切削用量是數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)中十分重要的內(nèi)容，它關(guān)系到零件的加工質(zhì)量和加工效率。本次反射燈沖頭的制造，工件毛坯是為規(guī)則的長(zhǎng)方體，加工時(shí)主要是用于平面銑削和曲面銑削，因此平面銑削應(yīng)該用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀，為了得到較高的加工質(zhì)量，選用球立銑刀。由于切削條件影響的因素有：機(jī)床、工具、刀具及工件的剛性。切削速度、切

40、削深度、切削進(jìn)給率。工件精度及表面粗糙度。刀具預(yù)期壽命及最大生產(chǎn)率。切削液的種類、冷卻方式。工件材料的硬度及熱處理狀況。工件數(shù)量。機(jī)床的壽命等多方面的因素最終選用進(jìn)給最高速度為100mm/min。在初次加工成形的零件時(shí)，我們對(duì)此進(jìn)行了分析，得出由于主軸的轉(zhuǎn)速?zèng)]有提高和切削的速度太慢而造成的表面粗糙度太大，只要對(duì)轉(zhuǎn)速和走刀的速度進(jìn)行調(diào)整后，能夠加工出按設(shè)計(jì)要求的零件產(chǎn)品。在caxa軟件的實(shí)際操作過程中也存在著不少的不足之處，我們已經(jīng)及時(shí)的進(jìn)行了分析并加以了修改，就在仿真加工過程中，一開始按初次的工藝分析得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)在加工過程中，會(huì)出現(xiàn)一條條的沒有加工到的痕跡，我一看到這樣的問題馬上就想到了是不是刀具的參數(shù)出現(xiàn)了問題，由于我們經(jīng)過工藝分析和毛坯的選用上，定為刀具的半徑為4，但是在加工的行距上我們一開始是為了省時(shí)，把行距設(shè)計(jì)的太大，結(jié)果出現(xiàn)了這種情況，我們對(duì)此又能及時(shí)進(jìn)行了改正，說明了，我們?cè)诮?jīng)過老師的指導(dǎo)和自己的認(rèn)真學(xué)習(xí)之后，已經(jīng)基本掌握了caxa以及數(shù)控編程與操作的基本知識(shí)，也達(dá)到了學(xué)校要求我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的。通過幾個(gè)月的caxa軟件的學(xué)習(xí)和數(shù)控實(shí)際操作加工與設(shè)計(jì)，本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)基本接