畢業(yè)設計（論文）發(fā)動機活塞內模的CAD,CAM設計

1、目 錄 1.引言31.1課題研究的意義31.2課題研究的內容和需要解決的問題31.3模具技術的發(fā)展41.4模具cad/cam技術的優(yōu)越性42.dohcn內模的初步分析52.1模具的一般生產過程和工藝特點52.2 dohcn內模原材料的分析62.3整體工藝方案的構想73.dohcn內模的三維造型73.1dohcn內模的二維圖分析73.2 catia的學習與應用83.3方案一93.4方案二113.5方案三124.機加工工藝設計154.1機加工工藝流程的擬定154.2工序尺寸和加工余量的確定164.3機加工工序中定位和夾緊方案的確定165.數(shù)控加工245.1數(shù)控加工工序的設計245.2加工要素的設置

2、245.3刀具參數(shù)和切削用量的選擇255.4仿真加工255.5nc程序的生成276.謝詞297. 參考文獻29dohcn內模的cad/cam設計摘要：現(xiàn)今，cad/cam技術已發(fā)展到相當成熟的階段，在機械制造、航空航天汽車工業(yè)等行業(yè)中得到廣泛應用。cad/cam技術使企業(yè)生產智能化，減少了開發(fā)周期，提高了加工速度，減少了加工工序，大大縮短了生產周期，產生了顯著的經濟效益。本文通過使用二維軟件cad和三維軟件catia來完成型號為dohcn的發(fā)動機活塞內模的cad/cam設計。由于內模型腔曲面較為復雜，充分顯示了catia軟件在三維造型和數(shù)控仿真加工等功能模塊的強大。關鍵詞：cad/cam技術

3、應用 內模 cad/cam設計 三維造型 數(shù)控仿真加工abstract：nowdays，cad/cam technology ,which has been widely used in the machinery manufacturing, aerospace,automotive and other industries ,has been developed to a mature stage. cad / cam technology enables production of intelligent, reducing the development cycle, improve

4、the processing speed and reduce the manufacturing processes, greatly reducing the production cycle, resulting in significant economic benefits. by using two-dimensional software cad and three-dimensional software catia ,the thesis complete the cad / cam design for the internal model of piston of eng

5、ine dohcn . since the cavity surface is more complex, it shows the powerful of catia software in three-dimensional modeling and nc machining simulation. keywords：cad/cam technology，application，internal mold，cad/cam design，three-dimensional modeling，nc machining simulation1. 引 言1.1 課題研究的意義 在國外，cad/ca

6、m技術20世紀50年代起源于美國，經過50年的發(fā)展，其技術和水平已經達到相當成熟的階段。日本，法國，德國也相繼在機械制造，航空航天，汽車工業(yè)，建筑化工等行業(yè)中廣泛使用cad/cam技術。cad/cam技術在發(fā)達國家已成為國民經濟的重要支柱。在國內，綜合來看cad/cam技術在企業(yè)中的應用在cad方面主要包括二維制圖，三維造型，裝配造型，有限元分析和優(yōu)化設計等。在cam方面，目前企業(yè)普遍應用的是數(shù)控程序編制，國內企業(yè)已經開始廣泛使用華中數(shù)控系統(tǒng)，南京sky系統(tǒng)，日本funuc系統(tǒng)，德國siemens系統(tǒng)。cad/cam技術使企業(yè)生產智能化，減少了開發(fā)周期，提高了加工速度，減少了加工工序，大大縮短

7、了生產周期，產生了顯著的經濟效益，使傳統(tǒng)的企業(yè)設計與制造發(fā)生了質的飛躍。如在汽車行業(yè)中，模具作為新生產品的關鍵工裝，其設計和生產是新產品開發(fā)周期的關鍵因素，過去新車型的開發(fā)周期為10年，現(xiàn)在縮短為2-3年，福特及豐田公司新車型的開發(fā)周期僅為1.5年，這都得益于cad/cam技術的應用。所以本次畢業(yè)設計采用了cad/cam技術。1.2 課題研究的內容和需要解決的問題發(fā)動機相當于汽車的心臟，是極其重要的組成部分，所以是本身的工作環(huán)境也十分的復雜，活塞的功能是承受壓力，并通過塞銷，傳給連桿，驅使曲軸旋轉，活塞頂部還是燃燒室的組成部分。工作條件：活塞在高溫、高壓、高速、潤滑不良的條件下工作，活塞直接與

8、高溫氣體接觸，瞬間溫度可達2500k以上。因此，受熱嚴重，而散熱條件又很差，所以活塞工作溫度很高，頂部達到600-700k，且溫度分布很不均勻；活塞頂部承受氣體壓力很大，特別是做功行程壓力很大，汽油機高達3-5mpa，柴油機高達6-9mpa，這就是活塞產生沖擊力，并承受側壓力的作用；活塞在汽缸內以很高的速度（8-12m/s）往復運動，且速度不斷變化，這就產生了很大的慣性力，使活塞受到很大的附加載荷。這些都要求活塞的加工不能使用普通的金屬材料，并且要考慮到其耐高溫，高強度，高韌性等特性。活塞是發(fā)動機中最重要的零件之一,其作用是承受氣體壓力,并通過活塞銷傳給連桿驅使曲軸旋轉.本畢業(yè)設計中型號為4g

9、93-dohc的發(fā)動機活塞是采用特種鑄造中的金屬型鑄造來生產。金屬型鑄造是指液態(tài)金屬在重力作用下填充金屬鑄型并在型中冷卻凝固而獲得鑄件的一種成形方法.金屬型鑄造具有如下特點:(1)金屬型的熱導率和熱容量大，金屬液的冷卻速度快，鑄件組織致密，力學性能比砂型鑄件高。（2）能獲得較高尺寸精度和表面質量好的鑄件，減少了加工余量。（3）由于可使用砂芯或其他的非金屬型芯，金屬型鑄造可生產具有復雜內腔結構的鑄件。（4）易于實現(xiàn)自動化和現(xiàn)代化，生產效率高。金屬型鑄造的主要缺點是金屬型的激冷作用大，本身無退讓性和透氣性，因此鑄件容易出現(xiàn)冷隔，澆不足，卷氣，變形及裂紋等缺陷?？刹捎脙A轉式澆注。 在本課題中，將對活

10、塞內模的設計零件圖進行分析，設計加工工藝，利用catia軟件進行三維造型和數(shù)控仿真加工。其中，零件型腔曲面較為復雜，毛坯材料采用新型材料，工藝設計中需充分考慮內模材料和造型特點，保證模具的裝配尺寸。1.3 模具技術的發(fā)展 在現(xiàn)代工業(yè)生產中，模具是重要的工藝裝備之一，它以其特定的形狀通過一定的方式使原材料成型。模具成型由于具有優(yōu)質、高產、省料和低成本等特點，現(xiàn)已在國民經濟各個部門，特別是汽車、拖拉機、航空航天、儀器儀表、機械制造等工業(yè)部門得到了廣泛的應用。采用模具生產的零、部件具有生產效率高、質量穩(wěn)定、一致性好、節(jié)約原材料和能源、生產成本低等優(yōu)點，模具的應用已成為當代工業(yè)生產的重要手段和工藝發(fā)展

11、方向之一。模具工業(yè)發(fā)展的關鍵是模具技術的進步，模具技術又涉及多學科的交叉。模具作為一種高附加值和技術密集型產品，其技術水平的高低已成為衡量一個國家制造水平的重要標志之一。世界上許多國家，特別是一些工業(yè)發(fā)達國家都十分重視模具技術的開發(fā)，大力發(fā)展模具工業(yè)，積極采用先進技術和設備，提高模具制造水平，已取得了顯著的經濟效益。我國模具工業(yè)起步晚，底子薄，與工業(yè)發(fā)達國家相比有很大的差距。但改革開放以來，我國模具技術和模具工業(yè)迅速發(fā)展，主要表現(xiàn)在：一些科研院所和高等院校在模具技術的基本理論、模具設計與結構、模具制造加工技術、模具材料以及模具加工設備等方面取得了可喜的實用性成果模具標準化工作一些先進、精密和高

12、自動化程度的模具加工設備，如數(shù)控加工中心、精密電解加工機床由過去進口到逐步自行設計制造模具cad/cam技術已得到了較廣泛的應用研究開發(fā)了幾十種模具新鋼種及硬質合金等新材料，并采用了熱處理新工藝快速成型技術在模具制造上的應用我國模具的品種，精度和產業(yè)規(guī)模有了很大的發(fā)展。雖然我國模具工業(yè)取得了較大的發(fā)展，但仍不能滿足國內經濟高速發(fā)展的需要，原因有以下幾個方面：專業(yè)化和標準化程度低模具品種少、效率低、經濟效益也差制造周期長、模具精度不高、制造技術較落后模具壽命短，新材料使用量不到10%力量分散、管理落后。根據(jù)我國模具技術的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題，其今后的發(fā)展方向為：開發(fā)并發(fā)展精密、復雜、大型、長壽命

13、模具加速模具標準化和商品化大力開發(fā)和推廣應用模具cad/cam技術積極開發(fā)模具新品種、新工藝、新技術和新材料發(fā)展模具加工成套設備。1.4 模具cad/cam技術的優(yōu)越性與傳統(tǒng)的模具設計制造方式相比，模具cad/cam技術的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在以下幾個方面。（1） 提高模具質量 cad/cam技術利用計算機與設計人員交互作用，充分發(fā)揮人、機各自的特點，并可優(yōu)化模具設計方案，使模具設計更加準確、快速。cam技術可以自動生成模具成型零件的加工刀具軌跡，使零件尺寸精度搞、表面粗糙度好。（2） 縮短模具設計制造周期利用模具cad/cam系統(tǒng)中存儲的模具標準件庫、常用設計計算的程序庫及各種設計參數(shù)的數(shù)據(jù)庫，加

14、上計算機自動繪圖，可極大地縮短設計時間。高效的數(shù)控加工，又可縮短制造時間。而計算機輔助分析技術和虛擬制造技術的應用，亦可減少傳統(tǒng)設計制造中反復試模修模的時間。（3） 降低成本，增強市場競爭力計算機的高速運算和自動化節(jié)省了大量的人力和物力。利用計算機模擬成型技術可以避免試模修模的反復，從而使成本大幅降低。加之，模具cad/cam技術的運用，縮短了新產品的開發(fā)時間，加速了產品的更新?lián)Q代，增強了產品在市場上的競爭力。（4） 充分發(fā)揮設計人員的主觀能動性模具cad/cam技術可以把設計人員從繁瑣的計算和手工繪圖中解放出來，使其有更多的時間和精力從事其他工作。（5） 提高企業(yè)的管理水平模具cad/cam

15、一體化技術的運用，使企業(yè)的產品開發(fā)、模具設計和制造建立在科學、定量分析的基礎上，減少了盲目性。同時，可使整個模具生產過程中的人力、財力、物力等資源的管理和分配更加科學合理。1.5 catia軟件模塊簡介 catia軟件具有多個功能強大的應用模塊，每個模塊都具有獨立的功能，且模塊與模塊之間相互關聯(lián)，可以根據(jù)需要，在模塊之間進行切換。以下介紹在本次設計中著重應用的幾個模塊：零件設計模塊 二維草圖設計是三維造型的基礎。在草圖設計中，既可以利用軟件給定的xy， xz，yz三標準平面也可新建偏置或旋轉基準面來建立草圖。草圖基本尺寸和 輪廓曲線的構造都依賴草圖工具里的約束功能。三維實體的輪廓線也可在草圖

16、內投影出來。實體的生成是通過特征工具欄內的各類特征實現(xiàn)的，主要有拉伸， 旋轉，鉆孔等。此外，還可對實體進行倒角，倒圓角，拔模等操作。但值得注 意的是在后續(xù)操作中若發(fā)現(xiàn)前面的特征有錯誤，則一般無法修改。裝配設計模塊 在裝配設計中主要是先進行零件的加載，然后利用坐標指南針對各零件的空間 位置做合理移動，最后使用約束功能將各零件裝配起來，一般每兩個零件的裝 配需定義三個約束。數(shù)控加工模塊 數(shù)控加工模塊包含有車削加工，2.5軸銑削加工，曲面加工等，其中使用了曲 面加工中的投影加工以及等高線加工。首先是加工要素的設置，包括數(shù)控機床， 加工坐標系，安全平面等；然后設置加工程序組，包括每道工序中的加工區(qū)域，

17、 刀具參數(shù)，進/退刀方式，走刀路線等設置；最后進行仿真加工及nc程序的生 成。2. dohcn內模的三維造型2.1 dohcn內模的二維圖分析觀察dohcn內模的二維cad圖（圖3-1），通過翻閱資料和實例圖片分析得 圖 3-1 零件主視圖和左視圖出以下幾點結論：該內模分為三大塊，介于上面提及關于金屬模鑄造的缺點，在每塊的接觸面和 模具外表面均開有排氣槽和排氣孔；這個內模中由于中塊上面有凸出的部分，如果不分成三個小塊，就不利于之后 的卸模工作，甚至對毛坯造成損害，同時也降低了生產效率，而做出五塊既有 利于下模，也提高了生產效率。而五塊之間接觸的部分做成一定的傾斜度也是 為了有利于卸料；內模左右

18、兩邊塊關于圓柱體軸線相對稱，左右兩邊塊下面有復雜型腔曲面；內模下面型腔的中心線和凸臺圓柱體中心線有1mm的偏置距離；內模的尺寸公差和形位公差均在0.050.1mm之間，公差等級為it810。 2.2造型方案設計方案一 因為二維圖上顯示該內模由五塊組成，分別為左邊塊、右邊塊、中上塊、中中塊和中下塊。如圖3-2所示圖 3-2 分塊示意圖可分五塊造型，再裝配起來。但在實際操作中有以下三點問題：因為從整體上看圓柱體中間部分有非圓形凹槽，其尺寸難以計算，且凹槽與圓柱體間有過渡圓角，分開造型后，裝配時凹槽曲面間將產生不吻合，會產生臺階（如圖3-3）。 圖 3-3 左邊塊、右邊塊和中間3塊的接觸面有1.5的

19、斜度（如圖3-4）這樣也會給拉伸造型帶來很大的困難，草圖的計算量也將增大許多 圖 3-4模具下表面為一球面，分開造型時將無法造型，如圖3-5.圖 3-5由此可否定本方案。方案二因為模具為一凸臺形狀，采用整體造型，可考慮依次拉伸兩圓柱體（如圖 圖3-6 圓柱體凸臺3-6），然后在圓柱體上拉伸，旋轉切除各凹槽及型腔。但是在實際操作中遇到以下問題：因為圓柱體上的階梯間的過渡圓弧面較為復雜（如圖3-7，3-8），在原圓柱體上拉伸切除將產生一定的困難，所以該方案否定。 圖 3-7（有r1和r3過渡圓角） 圖 3-8（有r5和r3過渡圓角）方案三采用整體式旋轉拉伸造型（如圖3-9） 圖 3-9 旋轉拉伸圖

20、 然后通過拉伸切除造出圓弧凹槽及在凸臺端面陣列打孔。將凸臺下方的的平面凹槽拉伸切除出來。在做草圖時，我先采用一矩形來拉伸切除（如圖3-10），但反觀二維圖（圖3-11，3-12）可知兩垂直面間有r4.8的過渡圓角及平面與圓柱面間有r10的圓角，可在三維圖中倒圓角時卻無法同時倒出，會出現(xiàn)曲面相干，所以我考慮將圖3-10中的矩 圖 3-10 拉伸切除圖 圖 3-11 圖 3-12 行改成3-10中的曲線將r4.8減少為r3.8，于是得到圖3-13。建立一平面，做出草圖后拉伸切除出型腔，并在型腔平面上拔模出兩凸臺，最后倒出各圓角（如圖3-14）。用一個點和一條直線的方法確定平面，然后用平面將模具切成

21、5塊，完成 內表面凹糟的造型，最后將5塊裝配起來（如圖3-15）。最后采用方案三完成三維造型。圖 3-13圖 3-14 零件圖（分割前）圖 3-15 裝配圖3. dohcn內模的工藝設計3.1 dohcn內模的工作條件及原材料的選擇本設計中型號為4g93-dohcn的發(fā)動機活塞是采用特種鑄造中的金屬型鑄造來生產的，所以模具為熱作模具。熱作模具分為錘鍛、模鍛、擠壓和壓鑄幾種主要類型，包括熱鍛模、壓力機鍛模、沖壓模、熱擠壓模和金屬壓鑄模等。熱變形模具在工作中除要承受巨大的機械應力外，還要承受反復受熱和冷卻的做用，而引起很大的熱應力。熱作模具鋼除應具有高的硬度、強度、紅硬性、耐磨性和韌性外，還應具有

22、良好的高溫強度、熱疲勞穩(wěn)定性、導熱性和耐蝕性，此外還要求具有較高的淬透性，以保證整個截面具有一致的力學性能。對于壓鑄模用鋼，還應具有表面層經反復受熱和冷卻不產生裂紋，以及經受液態(tài)金屬流的沖擊和侵蝕的性能。這類鋼一般屬于中碳合金鋼，碳質量分數(shù)在0.30%0.60%，屬于亞共析鋼，也有一部分鋼由于加入較多的合金元素（如鎢、鉬、釩等）而成為共析或過共析鋼。常用的鋼類有鉻錳鋼、鉻鎳鋼、鉻鎢鋼等。該金屬模所采用的材料為h13（熱作模具鋼），牌號4cr5mosiv1。該鋼具有高淬透性和抗熱裂能力；碳和釩的含量較高，耐磨性好，韌性相對有所減弱；具有良好的耐熱性，在較高溫度時具有較好的強度和硬度，高的耐磨性和

23、韌性，優(yōu)良的綜合力學性能和較高的抗回火穩(wěn)定性。h13經熱鍛后進行熱處理，使其硬度達hrc45-50。3.2 模具的一般生產過程和工藝特點模具的生產過程是指將原材料轉變?yōu)槟＞叱善返娜^程。它主要包括以下方面： 產品投產前的生產技術準備工作：包括產品的試驗研究和設計、工藝設計和專用工藝裝備的設計和制造、各種生產資料和生產組織等方面的準備工作。 毛坯制造：如毛坯的鍛造、鑄造和沖壓等。 零件的加工過程：如機械加工、特種加工、焊接、熱處理和表面處理等。 產品的裝配過程：包括零、部件的裝配和總裝配。 試模：模具的調試和鑒定。 各種生產服務活動：包括原材料、半成品、工具的供應、運輸、保管以及產品的油漆和包裝

24、等。他們的關系及內容如圖3-1所示。 當前，由于我國模具加工的技術手段還普遍偏低，我國模具制造上的工藝特點主要表現(xiàn)如下。 模具加工上盡量采用萬能通用機床、通用刀量具和儀器，盡可能地減 少專用二類工具的使用數(shù)量。 在模具設計和制造上較多的采用“實配法”、“同鏜法”等，使模具零件的互換性降低，但這是保證加工精度，減小加工難度的有效措施。 在制造工序安排上，工序相對集中，以保證模具加工的質量和進度，簡化管理和較少工序周轉時間。圖3-1 模具生產過程示意圖3.3 整體工藝方案 工藝流程：熱鍛熱處理機加工（數(shù)控） 鍛造工藝： 鍛造方法：平鍛 設備類型：平鍛機（行程固定，工作速度0.3m/s，具有互相垂直

25、的兩組 分型面，無頂出裝置。設備剛性好，導向準確） 工藝特點：金屬在每一模腔中一次成型，除積聚墩粗外，還可切邊、穿 孔，余量及模鍛斜度較小，易于機械化，自動化。需采用較 高精度的棒料，加熱要求嚴格。適合鍛造各種合金鍛件，環(huán) 形、筒形鍛件，帶大頭的長桿形鍛件，環(huán)形、筒形鍛件，多 采用閉式鍛模。 熱處理工藝： 等溫球化退火：845900度24h/爐冷+700740度34h/爐冷,40 度/h,500度出爐空冷； 調質處理。（淬火加高溫回火） 滲氮處理。（滲氮是把工件加熱到一定溫度，并使其處于富氮氣氛中，令 氮原子滲入到工件的表面，所其硬度和抗腐蝕性大幅增加） 機加工工藝（見3.4）3.4 機加工工

26、藝流程的擬定方案a: 車兩端面，打中心孔，車退刀槽 車外圓至最終尺寸并倒角 畫線鉆孔 銑各成型面、型腔和底面球面（數(shù)控） 用線切割將模具分成5塊 銑各內表面凹槽和排氣槽 將各內表面鏟刮平整討論：方案a中采用先整體加工外表面至最終尺寸，再切成5部分加工內表面。但沒有考慮到線切割過程中的加工余量和鏟刮的加工余量，也沒有考慮到切開后銑削過程中產生切削力和內應力而導致工件的微量變形。所以最終裝配時必然產生誤差，而這是不被允許的。方案b 車兩端面，打中心孔 用線切割將模具分成5塊 銑各內表面凹槽和排氣槽 將各內表面鏟刮平整 將5塊沿兩端面接合連線焊接起來 車端面、退刀槽和外圓至最終尺寸并倒角 畫線鉆孔

27、銑各成型面、型腔和底面球面（數(shù)控）討論：方案b中采用先粗加工外表面，打定位孔，切成5塊分開加工內表面，再焊接成整體加工外表面至最終尺寸。這樣可避免了線切割加工所產生的誤差，也考慮到了加工內表面所產生的微量變形，保證了最終的裝配尺寸。但因兩端面均有焊接點，所以在確定熱鍛件的機械加工余量時應留出焊接的余量。在銑削各型腔時，考慮到型腔曲面較為復雜，采用三軸聯(lián)動加工中心加工。所以方案b為最終機加工工藝方案。3.5 工序尺寸和加工余量的確定鍛件的基本尺寸和加工余量 查機械加工工藝手冊3-24余量計算公式為：a=0.2h0.2d0.55 （雙邊余量），其中 h=97.8mm，d=108mm，則a=7mm，

28、考慮到后續(xù)工序中需留有焊接的余量，鍛件 的基本尺寸如圖3-2中的工序1簡圖。 外圓柱表面加工余量 查機械加工工藝手冊3-52表3.2-2得粗車外圓的加工余量為2.5mm，半精車 加工余量為1.8mm。軸端面加工余量 查機械加工工藝手冊3-61表3.2-21得半精車軸端面加工余量為1mm。銑平面加工余量 查機械加工工藝手冊3-62表3.2-25得粗銑平面加工余量為1.5mm，半精銑加 工余量為1mm。3.6 機加工工序中定位和夾緊方案的確定車端面 采用三爪卡盤來定位和夾緊，因為外圓柱面為毛坯面，所以此基準為粗基準（如圖3-2工序3簡圖）。 車外圓 在兩端面打中心孔，以中心孔軸線為定位基準，用機床

29、頂尖從兩端頂住中心孔，用撥桿夾緊工件來帶動工件旋轉（如圖3-2工序9簡圖）。線切割 以底面和中心孔軸線為定位基準，其中中心孔軸線定位采用彈簧定位銷，屬于可調支承，用壓板壓緊凸臺上表面（如圖3-2工序4簡圖）。 銑平面 以中中塊的底面和側面為定位基準，用機用平口鉗夾緊兩端面，下面或側面放一墊鐵（如圖3-2工序5簡圖）銑型腔和球面 以底面和中心孔軸線為定位基準，其中中心孔軸線定位采用彈簧定位銷，屬于 可調支承，用壓板壓緊凸臺上表面（如圖3-2工序12簡圖）。 圖 3-2 機械加工工藝過程綜合卡片 圖 3-2 機械加工工藝過程綜合卡片（續(xù)） 圖 3-2 機械加工工藝過程綜合卡片（續(xù)） 圖 3-2 機

30、械加工工藝過程綜合卡片（續(xù)） 圖 3-2 機械加工工藝過程綜合卡片（續(xù)）4. 數(shù)控加工4.1 數(shù)控加工工序的設計通過對catia數(shù)控加工模塊的學習，發(fā)現(xiàn)曲面加工模塊適合該模具型腔內復雜曲面的加工，其加工方法主要有兩種：投影加工等高線加工。安排了三道工序：投影粗加工投影半精加工等高線精加工。4.2 加工要素的設置加工要素的設置界面如圖4-1圖 4-1 加工要素設置界面機床：3軸聯(lián)動臥式加工中心；加工坐標系；安全面：xy面沿z軸正向偏置50mm；目標零件的選擇；毛坯零件的選擇。4.3 刀具參數(shù)和切削用量的選擇刀具材料的選擇 由于h13具有高硬度和高耐磨性，所以我選擇硬質合金涂層刀具，硬質合金材 料

31、牌號（參照工藝手冊）為yg6a,iso牌號為k10，適于鑄鐵、灰鑄鐵、球墨 鑄鐵、有色金屬及其合金、耐熱鋼的半精加工，亦可用于高錳鋼、淬硬鋼及 合金鋼的半精加工和精加工。刀具牌號為yb415。刀具幾何參數(shù) 投影粗加工和半精加工均采用5三刃立銑刀，刀頭圓角為2mm； 等高線精加工采用3雙刃立銑刀，倒頭圓角1.5mm。切削用量的選擇 切削深度：一般與刀具直徑成正比，在經濟型數(shù)控加工中，一般切削深度取值范圍為（0.60.9）d，所以粗加工切削深度為4mm，半精加工為2mm，精加工為0.5mm。 主軸轉速：一般根據(jù)切削速度來選定，切削速度取決于刀具壽命，參照工藝手冊，粗加工轉速為500r/min，半精

32、加工轉速定為800r/min，精加工轉速定為1500r/min。 進給速度：粗加工進給速度為150mm/min；半精加工進給速度為100mm/min；精加工進給速度為50mm/min。4.4 刀具路徑參數(shù)的選擇切削深度的定義 在投影加工中，切削深度運算方法定義為沿z軸方向平均分配切削深度，如 圖4-2所示。圖 4-2 切削深度的定義進刀/退刀路徑的定義 定義進刀/退刀路徑為垂直方向和與加工面相切方向各10mm，如圖4-3圖 4-3 進刀/退刀路徑的定義4.5 仿真加工圖5-2為開始選擇的刀具路徑1（橫向切削）的加工效果圖，圖5-3，5-4，5-5為我修改為刀具路徑2（縱向切削）以及添加了加工區(qū)

33、域輪廓后的加工效果圖。比較下，后者不僅加工效果優(yōu)于前者，而且縮短了刀具的空行程，提高了效率。圖4-2 （投影粗加工，刀具路徑1）圖4-3 （投影粗叫加工，刀具路徑2）圖4-4 （投影半精加工）圖4-5 （等高線精加工）4.6 nc程序的生成以下為生成的funuc16b的nc程序（部分）o1000n1 g49 g54 g20 g80 g40 g90 g23 g94 g17 g98n2 t4 m6n3 g0 x49.4282 y50.6 s800 m3n4 g43 z56.1812 h4n5 g1 z46.1812 f1000.n6 x41.6 z52.4038n7 x41.3125 z52.63

34、23n8 x41.2377 z52.6602n9 x40.3098 z52.885n10 x40.157 z52.9122n11 x38.6049 z53.1293n12 x38.3768 z53.1553n13 x36.2274 z53.3609n14 x35.9281 z53.3854n15 x33.219 z53.5759n16 x32.8535 z53.5983n17 x29.6318 z53.7705n18 x29.2067 z53.7904n19 x25.5285 z53.9413n20 x25.051 z53.9584n21 x20.9805 z54.0853n22 x20.45

35、9 z54.0993n23 x16.067 z54.1999n24 x15.5106 z54.2106n25 x10.8736 z54.2833n26 x10.292 z54.2905n27 x5.4908 z54.334n28 x4.3603 z54.3403n29 x-.589 z54.3509n30 x-5.4663 z54.3342n31 x-6.0619 z54.3303n32 x-10.8497 z54.2837n33 x-11.4292 z54.2761n34 x-16.0441 z54.2004n35 x-16.5973 z54.1894n36 x-20.9591 z54.0858n37 x-21.4764 z54.0715n38 x-25.5089 z53.942n39 x-25.9814 z53.9246n40 x-29.6144 z53.7713n41 x-30.0337 z53.7511n42 x-33.2041 z53.5769n43 x-33.5629 z53.5543n44 x-36.2153 z53.3619n45 x-36.5074 z53.3373n46 x-38.497 z53.1417n47 x-38.7091 z53.117n48 x-40.1621 z52.9113n49 x-40.3068 z52.88