電風扇畢業(yè)設計

1、工學院畢業(yè)設計（論文）“五葉電風扇” cad/cam實踐專 業(yè)：數(shù)控技術班 級：數(shù)控0911學 號：0901107104學生姓名：錢新榮校外指導教師：校內指導教師：劉正平二零一二年五月目錄摘 要1引言2第一章 數(shù)控加工概述31.1 數(shù)控加工的定義31.2 數(shù)控加工的特點31.3數(shù)控機床程序編制3第二章 零件設計及造型52.1 加工任務分析52.2 零件造型設計152.3 零件造型設計6第三章 零件加工83.1圖紙分析83.1.1幾何元素分析：83.1.2精度分析：83.1.3材料分析：83.2 工藝分析93.3刀具的選擇93.3.1 數(shù)控加工刀具的選擇113.3.2 刀具的設置113.4毛坯設

2、置123.5加工階段的劃分133.6 加工余量的確定153.6.1 加工余量的基本概念153.6.2 影響加工余量大小的因素153.6.3 確定加工余量大小的方法有三種163.7 精加工183.8 平面加工203.9 模擬仿真214.0 后處理224.1結論24第四章 參考文獻25第五章 結束語26 五葉電風扇” cad/cam實踐摘 要：在這里主要介紹cam三維曲面造型和cad二維圖形的數(shù)控加工。cam三維曲面造型的線性結構：所有的三維設計軟件，都有共性和個性，要進行三維造型的學習必要了解一些個性的概念規(guī)定，否則不能順利地創(chuàng)建出符合設計意圖的曲面。cad二維圖形的數(shù)控加工，本文主要利用cim

3、atron 軟件對零件進行造型設計和加工。cimatron 內容主要包括：二維和三維圖形設計。cimatron內容主要包括：二維加工主要由二維刀具模組來生成二維刀具加工路徑，以完成各種二維加工任務，其加工路徑主要包括外形銑削、面銑削、挖槽、鉆孔及雕刻等。關鍵詞：造型、 銑削加工、 車削加工引言cimatron 不僅有三維造型功能線架造型、實體造型和曲面造型，而且還有銑床的二維加工和多軸加工系統(tǒng)。它提供了這些條件，所以對制造來說就很簡單了。只是對毛坯以及刀具、安全距離等參數(shù)的設置后，就會自動完成走刀路線還有模擬加工，每一步走刀，清晰可見，而且還有相應的后置處理，即加工程序就會自動生成，既簡單方便

4、又快捷，有效地代替了腦力勞動，提高了生產(chǎn)率。在零件造型中cimatron 起了很大的作用，曲面造型也方便了很多。曲面造型（surface modeling）是計算機輔助幾何設計（computer aided geometric design,cagd）和計算機圖形學（computer graphics）的一項重要內容，主要研究在計算機圖像系統(tǒng)的環(huán)境下對曲面的表示、設計、顯示和分析。現(xiàn)在的利用計算機輔助工具設計制造自動化時代以取代了早期的手工繪圖，科技的力量難以磨滅，不僅它的發(fā)展迅速，而且它的功能強大。cimatron通過后處理器 將ncr轉換為機械數(shù)控系統(tǒng)，能識別到的nc程序，并能模擬刀具路徑

5、，驗證nc程序，然后通過計算機輸入到數(shù)控銑床或加工中心，選用適合工件的刀具即可完成工件的加工，比以前的數(shù)控機床使用手工編程和數(shù)字化技術編制程序更為先進，它能計算出加工時間，可以將cimatron 軟件繪制的圖形轉化到cimatron中，使繪圖更容易簡單，編織加工程序更快更準確。第一章 數(shù)控加工概述1.1 數(shù)控加工的定義 所謂數(shù)控加工就是用數(shù)控機床加工零件的方法。 數(shù)控加工是伴隨著數(shù)控機床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來的一種應用技術，它是人們長期從事數(shù)控加工實踐的經(jīng)驗總結。1.2 數(shù)控加工的特點 數(shù)控加工與普通機床加工相比具有以下特點：（1）加工零件的精度高 數(shù)控機床在整體設計中考慮了整機剛度和零件

6、的制造剛度，又采用高精度的滾珠絲杠傳動副，機床的定位精度和重復定位精度都很高。特別是有的數(shù)控機床具有加工過程自動檢測和誤差補償功能，因而能可能的保證加工精度和尺寸的穩(wěn)定性。（2）生產(chǎn)效率高 數(shù)控機床在加工零件的裝夾次數(shù)少，一次加工可加工很多表面，省去了劃線找正和檢測等許多中間環(huán)節(jié)，據(jù)統(tǒng)計普通機床的凈切削時間一般占去總切削時間的15%20%，而數(shù)控機床可達65%70%，可實現(xiàn)自動換刀的帶刀庫數(shù)控機床可達75%80%。加工復雜工件時，效率可達510倍。（3）特別適合加工復雜的輪廓表面 如復雜的回轉表面和空間表面。（4）有利于實現(xiàn)計算機輔助制造 目前在機械制造業(yè)中，cad/cam已經(jīng)被廣泛使用，數(shù)控

7、機床及其技術是計算機輔助制造系統(tǒng)的基礎。（5）初始投資大，加工成本高 數(shù)控機床的價格一般是普通機床的若干倍，機床備件的價格也高；另外，加工首件也需要編程、調試程序和是加工，時間較長因此使零件的加工成本高于普通機床。1.3數(shù)控機床程序編制數(shù)控編程內容一般來講，數(shù)控編程的過程包括：分析零件圖樣，工藝處理，數(shù)值計算，編寫加工程序單，制作控制介質，程序校檢驗，和首次加工。數(shù)控編程的具體步驟與要求如下：1工藝分析 要分析零件的材料、形狀、尺寸、精度、批量、毛坯形狀、和熱處理等，以便確定該零件是否適合在數(shù)控機床上加工，或適合在哪種數(shù)控機床上加工。同時要明確加工內容和要求。2工藝處理 在分析零件圖的基礎上，

8、進行工藝分析，確定零件的加工方法（如采用的工夾具、裝夾定位方法等）、加工如線（如對刀點、換刀點、進給路線）及切削用量（如主軸轉速、進給速度和背吃刀量）等工藝參數(shù)。數(shù)控加工工藝分析與處理是數(shù)控編程的前提和依據(jù)，而數(shù)控編程就是將數(shù)控加工工藝內容程序化。制定數(shù)控加工工藝時，要合理選擇加工方案，確定加工順序、加工路線、裝夾方式、刀具及切削參數(shù)等。同時還要考慮所用數(shù)控機床的指令功能，充分發(fā)揮機床的效能，盡量縮短加工路線，正確的選擇對刀點、換刀點，減少換刀次數(shù)，并使數(shù)值計算的方便；合理選取起到點、切入點和切入方式，保證切入過程平穩(wěn)；避免刀具與非加工面的干涉，保證加工過程安全可靠等。3數(shù)值計算 根據(jù)零件圖的

9、尺寸、確定的工藝路線及設定的坐標系，計算零件粗、精加工運動的軌跡，得到到位數(shù)據(jù)。對于形狀比較簡單的零件（如由直線和圓弧組成的零件）的輪廓加工，要計算出幾何元素的起點、終點，圓弧的圓心，兩幾何元素的交點或切點的坐標值，如果數(shù)控裝置無刀具補償功能，還有計算刀具中心的運動軌跡坐標值。對于形狀比較復雜的零件（如非圓曲線、曲面組成的零件），需要用直線或圓弧逼近，根據(jù)加工精度的要求計算出節(jié)點坐標值，這種數(shù)值一般由計算機來完成 4編寫加工程序單 根據(jù)加工路線、切削用量、刀具號碼、刀具補償量、機床鋪助動作及刀具運動軌跡，按照數(shù)控系統(tǒng)使用的指令代碼和程序段的格式編寫零件加工的程序單，并校核上述兩個步驟的內容，糾

10、正其中的錯誤。5制作控制介質 把編制好的程序單上的內容記錄在控制介質上，作為數(shù)控裝置的輸入信息。通過程序的手工輸入或通信傳輸送入數(shù)控系統(tǒng)。6程序校驗與首次試切 編寫的程序單和制備好的控制介質，必須經(jīng)過校驗和試切才能正式使用。校驗的方法是直接將控制介質上的內容輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，讓機床運轉以檢查機床的運動軌跡是否正確。在有crt圖形顯示的數(shù)控機床上，用模擬刀具與工件切削過程是方法進行檢驗更為方便，但這些方法只能檢驗運動是否正確，不能檢驗被加工零件的加工精度。因此要進行試切。當發(fā)現(xiàn)有加工誤差時，應分析誤差產(chǎn)生的原因，找出問題所在，并加以修正，直至達到零件圖紙的要求。第二章 零件設計及造型2.1 加工

11、任務分析本次加工的零件為五葉片風扇的凸模，主要加工表面為風扇的葉片和型架的輪轂，因為在這兩項中，包含的曲面比較多而且復雜，所以在加工的過程中對機器和設計者的要求比較高。在對葉片和型架輪轂的技工為了保證其精度和質量，特采用了粗加工、余量加工、精加工三步完成，特作以下說明，詳細說明如表一。表一 五葉電風扇工序卡工藝處數(shù)控編程任務書零件名稱五葉電風扇使用數(shù)控設備加工中心主要工序說明及技術要求：本次加工零件為風扇葉片，根據(jù)其零件的復雜性，可以將零件的加工分為粗加工和精加工兩步進行；1、 方法，運用8mm的牛鼻刀的最大進給量2mm；2、 余量加工：采用螺旋式加工方法對于在粗、精加工中的剩余的殘留量進行休

12、整，做出最后的凸模成品；3、 精加工：對于在粗加工時留有的0.3mm的精加工余量加工，以保持零件對各個曲面的表面精度要求在精加工中要保持表面能夠達到7級精度，采用精銑所有加工方式，以提高加工效率。編程日期任務書（編號）共 頁第 頁編制錢新榮審核劉正平編程錢新榮審核批準2.2 零件造型設計1人們根據(jù)系統(tǒng)功能的要求，用有限的特征來描述設計問題，通過形式化用計算機的數(shù)據(jù)結構來表達特征，并將用數(shù)據(jù)結構描述的“特征”數(shù)據(jù)存放在數(shù)據(jù)庫之中，這樣，“設計”過程變成了對數(shù)據(jù)庫的處理。這一過程可以看做似建模過程，模型被用來表示實際的或抽象的對象，是對被處理對象進行計算、分析、模擬和研究的基礎。因此，模型是實際結

13、構在cad系統(tǒng)中的具體表現(xiàn)，是計算機“認知”產(chǎn)品的基礎，我們知道，產(chǎn)品和工程結構本身能表現(xiàn)出來的屬性（“特征”）是無限的，但可用的計算機資源、人們的認識是有限的，我們只能“認知”實際結構的部分屬性，只能處理產(chǎn)品和工程結構設計的某些方面。根據(jù)模型的不同，cad系統(tǒng)一般分為二維cad和三維cad系統(tǒng)。二維cad系統(tǒng)一般將產(chǎn)品和工程設計圖紙看成是“點、線、圓、弧、文本”等幾何元素的集合，系統(tǒng)內表達的任何設計都變成了幾何圖形，所依賴的數(shù)學模型是幾何模型，系統(tǒng)記錄了這些圖素的幾何特征。二維cad系統(tǒng)一般由圖形的輸入與編輯、硬件接口、數(shù)據(jù)接口和二次開發(fā)工具等幾部分組成。三維cad系統(tǒng)的核心是產(chǎn)品的三維模型

14、。三維模型是在計算機中將產(chǎn)品的實際形狀表示成為三維的模型，模型中包括了產(chǎn)品幾何結構的有關點、線、面、體的各種信息。計算機三維模型的描述經(jīng)歷了從線框模型、表面模型到實體模型的發(fā)展，所表達的集合體信息越來越完整和準確，能解決“設計”的范圍越廣。其中，線框模型只是用幾何體的棱線表示幾何體的外形，就如同用線架搭出的形狀一樣，模型中沒有表面、體積等信息。表面模具是利用幾何形狀具有了一定的輪廓，可以產(chǎn)生諸如陰影、消隱等效果，但模型中缺少幾何形狀體積的概念，如同一個集合體的空殼。幾何模型發(fā)展到實體模型階段，封閉的幾何表面構成了一定的體積，形成了幾何形狀體的概念，如同在幾何體的中間填充了一定的物質，使之具有了

15、如重量、密度等特性，且可以檢查兩個幾何體的碰撞和干涉等。由于三維cad系統(tǒng)的模型包含了更多的實際結構特征，使用戶在采用三維cad造型工具進行產(chǎn)品結構設計時，更能反映實際產(chǎn)品的結構或加工制造過程。2.3 零件造型設計選擇啟動cimatron e 8.0，在主菜單上選擇【文件】【新建文件】命令，或者單擊 （新建文檔）,，彈出【新建文件】窗口，按圖所示設置參數(shù)，單擊確定按鈕，建立新文檔。2 建立主基面單擊窗口上方菜單【基準】【基準面】【主平面】，拾取屏幕中心坐標系，單擊，顯示三位軸側視圖，如圖2-3-1所示，單擊“特征向導”下面的按鈕確定，建立的主基準面如圖2-3-2所示。拾取坐標系 圖2-3-1

16、拾取坐標 圖2-3-3主平面 3繪制草圖先設置一個主平面，以yz面為草繪平面，單擊圖標，吧yz平面旋轉成屏幕界面，以便繪制草圖，單擊選中圖標，標注尺寸,先繪制一個線架如圖2-3-4（a）選擇【實體】【新建】【旋轉】。取剛繪制的草圖輪廓單擊鼠標中鍵，設置參數(shù)，單擊確定，建立旋轉實體，如圖2-3-4（b）。 圖2-3-4（a） 輪廓型架 圖2-3-4(b)輪廓外形選擇【基本面】【平行】，取xy主基準面，向下偏移15mm，單擊確定。選擇【基本軸】【平行】，取剛繪制的平面，單擊確定，取平行面單擊中健，拾取平行軸為參考，確定，輸入角度15度，確定，得到傾斜面。以如圖2-3-5繪制風扇葉片，【選擇】【傾斜

17、面】，以傾斜面為構圖平面選用兩點做圓弧的方法繪制電風扇葉片外形。如圖2-3-6. 圖2-3-5傾斜平面 圖2-3-6扇形曲面選擇【實體】【新建】【拉伸】點擊剛繪制的曲線，將其拉伸1mm。單擊確定圖2-3-7。選擇【編輯】【復制幾何體】【旋轉陣列】，選擇原始曲面，中鍵確定，然后選擇旋轉軸線，設置旋轉角度145度，預覽生成的旋轉陣列，如圖2-3-8。 圖2-3-7 曲面拉伸 圖2-3-8扇形成型選擇【實體】【切除】，選擇所有葉片按中鍵，選取繪制的輪廓與之切除，就這樣形成了產(chǎn)品的外形輪廓。第三章 零件加工3.1圖紙分析3.1.1幾何元素分析：該工件外形復雜，包含了平面、圓弧面、曲面等幾何元素。3.1

18、.2精度分析：該工件被加工部分的各尺寸和形位公差、表面粗糙度要求較高，部分尺寸達到it8-it7級精度。3.1.3材料分析：底座的材料為45鋼，調制狀態(tài)，硬度為hrc20-30，適合加工中心加工。3.2 工藝分析裝夾：本次零件的設計師采用虎口鉗夾具裝夾，可以很好地限制五個自由度，見表二。表二 數(shù)控加工工件安裝夾具圖零件圖號t0003數(shù)控加工工件安裝夾具圖工序號2夾具名稱虎鉗裝夾次數(shù)24旋轉推動桿3可移動夾塊2固定壓板1底板gs53-61編制（日期）審核（日期）批準（日期）第 頁序號夾具名稱夾具圖號2011-12-6共 頁1虎鉗夾具3調入工件單擊【加工向導】工具欄的【調入模型】按鈕，把繪制的電風

19、扇調入確定完成。創(chuàng)建坐標系設置一個使用模型坐標系，系統(tǒng)彈出ucs，點擊確定。3.3刀具的選擇數(shù)控刀具的選擇是數(shù)控加工工藝的重要內容，它不僅影響數(shù)控機床的加工效率，而且直接影響加工質量。cad/cam技術的發(fā)展，使得在數(shù)控加工中直接使用cad的設計數(shù)據(jù)成為可能，特別是dnc系統(tǒng)微機與數(shù)控機床的聯(lián)接，使得設計、工藝規(guī)則及編程的整個過程全部在計算機上完成，一般不需要輸出專門的工藝文件。目前，許多cad/cam軟件包都提供自動編程的功能，這些軟件一般是在編程界面中提示工藝規(guī)劃的有關問題，如刀具選擇、加工路徑規(guī)劃、切削用量設定等，編程人員只要設置了有關的參數(shù)，就可以自動生成nc程序并傳輸至數(shù)控機床完成加

20、工。因此，數(shù)控加工中的刀具選擇和切削用量確定是在人機交互狀態(tài)下完成的，這與普通機床加工形成鮮明的對比，同時也要求編程人員必須掌握刀具選擇和切削用量確定的基本原則，在編程時充分考慮數(shù)控加工的特點，能夠正確選擇刀刃具及切削用量。數(shù)控加工常用道具的種類及特點數(shù)控加工刀具必須適應數(shù)控機床高速、高效和自動化程度高的特點，一般應包括通用刀具、通用連接刀柄及少量專用刀柄。刀柄要聯(lián)接道具并裝在機床動力頭上，因此已逐漸標準化和系列化。數(shù)控刀具的分類有多種方法，根據(jù)刀具結構可分為：整體式；鑲嵌式，采用焊接或機夾式聯(lián)接，機夾式又可分為不轉位和可轉位兩種；特殊型式，如復合式刀具、減震式刀具等。從切削工藝上可分為：1）

21、車削刀具，分外圓、內孔、螺紋、切削刀具等多種；2）鉆削刀具，包括鉆頭、鉸刀、絲錐等；3）鏜削刀具；4）銑削刀具等。為了適應數(shù)控機床對刀具耐用、穩(wěn)定、易調、可換等要求，近幾年機夾式可轉換位刀具得到廣泛的應用，在數(shù)量上達到整個數(shù)控刀具的30%-40%，金屬切除量占總數(shù)的80%-90%。數(shù)控刀具與普通機床上所用的刀具相比，有許多不同的要求，主要有以下特點：剛性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗震及熱變形??；互換性好，便于快速換刀；壽命高，切削性能穩(wěn)定、可靠；刀具的尺寸便于調整，以減少換刀調整時間；刀具應能可靠地斷頭皮屑或卷屑，以利于切屑的排除；系列化、標準化、以利于編程和刀具管理。3.3.1 數(shù)控加

22、工刀具的選擇刀具的選擇是在數(shù)控編程的人機交互狀態(tài)下進行的，應根據(jù)機床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相關因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：安裝調整方便、剛性好、耐用度和精度高。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。選擇刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應，生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用牛鼻刀；銑削平面時，應選平刀；加工凸凹、凹槽時，選高速剛立銑刀；加工毛坯表面或粗加工孔時，可選用鑲硬質合金刀片的玉米銑刀；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。在進行自由曲面（模具）加工

23、時，由于球頭刀具的端部切削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般采用頂端密距，故球刀常用于曲面的精加工，而平頭刀具在表面加工質量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過切得前提下，無論是曲面的粗加工還是精加工，都應優(yōu)先選擇平頭刀。另外，刀具的耐用度和精度與刀具價格關系極大，必須引起注意的是，在大多數(shù)情況下，選擇好的刀具雖然增加了刀具成本，但由此帶來的加工質量和加工效率的提高，則可以使整個加工成本大大降低。在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規(guī)定進行隨時進行選刀和換刀動作。因此必須采用標準刀柄，以便使鉆、鏜、擴、銑削等工序用的標準刀具迅速、準確地裝到機床主軸或刀庫上去。編程

24、人員應了解及床上所用刀柄的結構尺寸、調整方法以及調整范圍，以便在編程時確定刀具的徑向和軸向尺寸。目前我國的加工匯總新采用tsg工具系統(tǒng)，其刀柄有直柄（3中規(guī)格）和錐柄（4種規(guī)格）2種，共包括16種不同用途的刀柄。3.3.2 刀具的設置（1） 粗加工刀具：牛鼻刀，12×30mm，硬質合金（2） 二次開粗： 牛鼻刀，8×30mm，硬質合金（3） 精加工刀具：球頭銑刀，5×50mm，硬質合金（4） 平面加工： 平刀， 12×30mm，硬質合金在cimatron e下的操作：選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，

25、常采用立銑刀；銑削平面時，應選硬質合金平銑刀；加工凸凹、凹槽時，選高速鋼牛鼻刀；加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取牛鼻銑刀；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銑刀、環(huán)形銑刀、錐形銑刀和盤形銑刀。粗加工選用牛鼻刀，曲面選用用球頭銑刀。選擇刀具可以通過【刀具】【新建刀具】進入工件設置對話框，設置以上刀具，在刀具欄中填寫【刀具名稱】，設置刀具參數(shù)進行修改，單擊確定，如圖3-1. 圖3-1 刀具參數(shù)選擇3.4毛坯設置 數(shù)控銑床它的夾頭用虎鉗夾裝夾毛坯，毛坯尺寸100×100×30mm。用牛鼻銑刀10×15粗銑刀，粗銑時最大進給量為2mm，主軸的轉速為1000轉

26、/分鐘。粗加工余量為0.5mm，cimatron e8. 下工件設置，毛坯設置 尺寸設置：100×100×30.76mm 材料：45#鋼 如表三所示，工件毛坯：100×100×30.76mm。表三工件毛坯設定卡片零件圖號t0005工件毛坯和零點設定卡片工序號0005零件名稱五葉片電風扇裝夾次數(shù)1·編制（日期）審核（日期）批準（日期）第 頁序號夾具名稱夾具圖號2011-12-6共 頁1虎鉗夾具33.5加工階段的劃分當零件的加工質量要求比較高時，往往不可能在一道工序中完成全部加工工作，而必須分幾個階段進行加工。1、 粗加工階段 這一階段的主要任務是

27、切去大部分余量，關鍵問題提高生產(chǎn)效率。作用：曲面粗加工的目的就是為了盡可能地將曲面工件從毛坯中分離出來，在大多數(shù)情況下，需要在粗加工后留下余量給精加工去最后完成。粗加工是以快速切除毛坯余量為目的，在粗加工時應選用大的進給量和盡可能大的切削深度，一邊在較短的時間內切除盡可能多的切屑。粗加工對表面質量的要求不高，道具的磨鈍標準一般是切削力的明顯增大，即以后刀面的磨損寬度vb為標準確定精基準。2、 半精加工階段 這一階段的主要任務是為零件主要表面的精加工做好準備（達到一定的精度和表面粗糙度，留下合適的精加工余量），并完成一些次要的表面加工（如鉆孔、攻螺紋、洗鍵槽等）。3、 精加工階段 這一階段的主要

28、任務是保證零件主要加工表面的尺寸精度、形狀精度、位置精度及表面粗糙度要求。這是關鍵的加工階段，大多數(shù)零件的加工經(jīng)過這一階段就已完成。4、 完整加工階段 對于零件尺寸精度和表面粗糙度要求很高的表面，還有安排光整加工階段。這一階段的主要任務是提高尺寸精度和減少表面粗糙度值，一般不用來糾正位置誤差。位置精度由前面工序保證。方法介紹：在cimatron e 8.0中的加工方法是【創(chuàng)建加工程序】【體積銑】【環(huán)切】進行具體設置，如表四所示。表四 數(shù)控粗加工設定及工藝路線卡片零件圖號0002數(shù)控加工設定及工藝路線卡片工序號0004零件名稱電風扇粗加工裝夾次數(shù)1編制（日期）審核（日期）批準（日期）第 頁序號夾

29、具名稱夾具圖號2011-12-6共 頁虎鉗41、方法選擇：在曲面粗加工中提供了七種加工方法，主要由平行銑削、環(huán)切，二次開粗，插銑等。提供了設計零件外形所需的理想環(huán)境，其強大穩(wěn)定的造型功能可設計出復雜的曲線、曲面零件。cimatron e 8.0具有強勁的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。cimatron e 8.0提供了多種先進的粗加工技術，以提供零件加工的效率和質量。cimatron e 8.0還具有豐富的曲面精加工功能，可以從中選擇最好的方法，加工最復雜的零件。cimatron e 8.0的多軸加工功能，為零件的加工提供了更多的靈活性。可靠的刀具路徑校驗功能：cimatron e 8.0可

30、模擬零件加工的整個過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況。2、參數(shù)設置：數(shù)控銑床它的夾頭用虎鉗夾裝夾毛坯， 用12×30的牛鼻刀，設置零件加工余量為0.3，如圖3-4-1，單擊【刀路軌跡】，設置z值最大值和最小值，切削深度為3。如圖3-4-2。設置【機床參數(shù)】，主軸轉速為1000，進給速度為500毫米/分鐘，如圖所示3-4-3。設置【零件】，選擇一條封閉的零件最大輪廓線，選擇零件曲面選擇所有顯示對象，確定如圖3-4-4。 圖3-4-1設置零件加工余量 圖3-4-2設置刀路軌跡圖3-4-3設置機床參數(shù) 圖3-4-3設置零件參數(shù) 3.6 加工余量

31、的確定3.6.1 加工余量的基本概念加工余量是指加工過程中從加工表面切去的材料層厚度。加工余量主要分為工序余量和加工總余量兩種。1. 工序余量工序余量是指相鄰工序的工序尺寸之差，即在一道工序中從某一加工表面切除的材料層厚度。2. 加工總余量加工總余量等于各工序余量之和3.6.2 影響加工余量大小的因素加工余量的大小對于零件的加工質量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本均有較大的影響。加工余量過大，不僅增加加工余量的勞動量，降低了生產(chǎn)率，而且增加材料、工具和電力等的消耗，加工成本增高，但是加工余量過小又不能保證消除前工序的各種誤差和表面缺陷，甚至產(chǎn)生廢品，因此應當合理地確定加工余量。為了合理確定加工余量，必須了解

32、加工余量的各種因素。影響加工余量的因素有以下幾個方面：前工序形成的表面粗糙度和表面缺陷度本工序必須把前工序所形成的表面粗糙度切去。此外，還必須把毛坯鑄造冷硬層、鍛造氧化層、脫碳層、切屑加工殘余應力層、表面裂痕、組織過度塑性變形或其它切削層等全部切除。前工序的尺寸公差由于前工序加工后，表面存在有尺寸誤差和行為誤差，而這些誤差一般包括在工序尺寸公差中，所以為了使加工后工件表面不殘留前工序這些誤差，本工序加工余量值比前工序的尺寸公差大。前工序的形位誤差它是指不由尺寸公差所控制的形位誤差。當形位公差和尺寸公差之間的關系是獨立原則和最大實體原則性，尺寸公差不控制形位公差，為了能消除前道工序加工后產(chǎn)生的信

33、位誤差，本工序的加工余量值應比前工序的形位誤差值大。本工序的裝夾誤差裝夾誤差包括工件的定位誤差和夾緊誤差，若用夾具裝夾時，還應考慮夾具本身的誤差。這些誤差會使工件在加工時的位置發(fā)生偏移，所以加工余量還必須考慮這些誤差的影響。例如用三爪卡盤夾持工量件外圓磨削內孔時，由于三爪卡盤定心不準，使工件軸心線偏離主軸旋轉軸線值。造成孔德磨削余不均勻，為確定親工序各項誤差和缺陷的切除，孔德直徑余量應增加為2e。其他特殊因素 例如需要熱處理的工件，當熱處理后變形較大時，加工余量應適當增加，淬火件的磨削余量一般就比不淬火件的大。3.6.3 確定加工余量大小的方法有三種1、經(jīng)驗估計法經(jīng)驗估計法是工藝人員根據(jù)積累的

34、生產(chǎn)經(jīng)驗來確定加工余量的方法。一般情況下，為防止因余量過小而產(chǎn)生廢品，經(jīng)驗估計法的數(shù)值往往偏大，經(jīng)驗估計法常用于單件小批量生產(chǎn)。2、 查表修正法查表修正法是以生產(chǎn)實踐和試驗研究積累的有關加工余量資料數(shù)據(jù)為基礎，并按具體生產(chǎn)條件加以修長來確定加工余量的方法。該方法應用比較廣泛。加工余量表在各種機械加工工藝手冊中都有。查表方法也很簡單。3、 分析計算法 這是通過對加工余量的各種因素進行分析，然后根據(jù)一定的計算關系式來計算余量的方法。此法確定的加工余量法比較合理，但又有所需的具體數(shù)據(jù)目前尚不完整，計算也比較負責，故目前很少使用。 余量加工時為了在加工零件時，對其有特殊要求，要對其周邊的邊緣部分，或參

35、與的毛坯原料進行加工處理的一個過程。余量的加工是在master cam9中才出現(xiàn)的一個新的選項，在以往的master cam中都沒有出現(xiàn)過。 機械余量加工的標準：厚度4以上的平面磨削余量（單面） 平面長度：平面寬度200以下，平面寬度200以上。 小于100 0.3 100-250 0.45 251-500 0.5 0.6 500-800 0.6 0.65 說明： 1、二次平面磨削余量乘系數(shù)1.5 2、三次平面磨削余量乘系數(shù)2 3、厚度4以上者單面余量不小于0.5-0.8 4、橡膠模平板面余量不小于0。 用大刀開粗后很多時候在拐角地方都會留下出入較大的殘料，為避免后面加工因切削量不均勻而引起斷

36、刀，一般情況下，粗加工以后都會加一次開粗程序。采用8×30mm的牛鼻刀，加工毛坯的余量。具體設置如表五所示，二次開粗中的參數(shù)設置。設置【零件】，選擇一條封閉的零件最大輪廓線，選擇零件曲面選擇所有顯示對象如圖3-5-1. 圖3-5-1設置零件參數(shù)方法介紹：在cimatron e 8.0中的加工方法是【創(chuàng)建加工程序】【體積銑】【二次開粗】進行具體設置，如表五所示。表五二次開粗設定及工藝路線卡片零件圖號0005二次開粗設定及工藝路線卡片工藝號0004零件名稱電風扇粗加工裝夾次數(shù)1編制（日期）審核（日期）批準（日期）第 頁序號夾具名稱夾具圖號2011-12-6共 頁虎鉗3.7 精加工1、 作

37、用精加工的目的就是為了精確地將三維模型的曲面形狀表達出來，其走刀形式是在三維曲面的表面作單次走刀。2、 方法介紹在cimatron e 8.0中的加工方法是，可以通過先選【創(chuàng)建加工程序】【曲面銑】【精銑所有】進行具體設置，選擇要加工的平面進行加工。如表六表六精加工設定及工藝路線卡片零件圖號0006二次開粗設定及工藝路線卡片工藝號0005零件名稱電風扇精加工裝夾次數(shù)1編制（日期）審核（日期）批準（日期）第 頁序號夾具名稱夾具圖號2011-12-6共 頁虎鉗3、 方法選擇在cimatron e 8.0中提供了很多曲面精加工形式，其中有部分參數(shù)跟粗加工的參數(shù)設定基本相同，主要分曲面精加工平行銑削，層

38、切、環(huán)切等。4、 參數(shù)設置數(shù)控銑床它的夾頭用虎鉗來裝夾毛坯，用2×30的球刀，設置【精度和曲面偏移】，設置加工余量為0如圖3-6-1。設置【刀路軌跡】加工方式是平行切削，銑削角度為45度。設置【機床參數(shù)】，主軸轉速為1000，進給速度為500毫米/分鐘，設置【零件】，選擇一條封閉的零件最大輪廓線，選擇零件曲面選擇所有顯示對象，確定。： 圖3-6-1精度和曲面偏移3.8 平面加工1. 作用平面加工的目的就是為了精確地將切除底面多余材料，2. 方法介紹在cimatron e 8.0中的加工方法是，可以通過先選【創(chuàng)建加工程序】【曲面銑】【精銑水平區(qū)域】進行具體設置，選擇要加工的平面進行加工

39、。如表七。表七精加工設定及工藝路線卡片零件圖號0007二次開粗設定及工藝路線卡片工藝號0006零件名稱電風扇精加工裝夾次數(shù)1編制（日期）審核（日期）批準（日期）第 頁序號夾具名稱夾具圖號2011-12-6共 頁虎鉗3. 參數(shù)設置數(shù)控銑床它的夾頭用虎鉗來裝夾毛坯，用2×30的球刀，設置【精度和曲面偏移】，設置加工余量為0。設置【機床參數(shù)】，主軸轉速為1000，進給速度為500毫米/分鐘，設置【零件】，選擇一條封閉的零件最大輪廓線，選擇零件曲面選擇底面，確定3.9 模擬仿真模擬仿真加工主要是為了檢查和修改設計零件的加工程序和方式，檢查材加工的過程中是否會出現(xiàn)背吃刀量的過大，造成斷刀，或者

40、是在工件的加工過程中刀具碰到工件，將工件打爛或將刀具打斷，所以這一步是在任何軟件零件的重要的也是必要的過程。模擬方法一般有刀路模擬和實體模擬兩種。在這里，我們選擇實體模擬方式，實體切削模擬是刀具切削工件的過程和結果工件完成加工后表面狀態(tài)。實體模擬的一般操作流程如下：點擊高級仿真，點擊確定，如圖3-9.圖3-9操作管理圖圖3-8-2 模擬效果圖模擬仿真存在的問題：仿真軟件是由于數(shù)控設備缺少應運而生的，其目的主要是盡可能代替數(shù)控機床實踐操作學習，增加工位?？蓴?shù)控仿真軟件畢竟是虛擬的數(shù)控機床，它沒有切削用量概念，操作者可以隨意地進刀而不會撞刀和蹦刀，看不到工件加工質量，機床裝刀與換刀，工件的測量完全

41、依靠軟件，忽略了機械基礎知識。仿真軟件的這些缺點都會使學習者都是相關意識，軟件學習后進行操作時也會忽略切削用量，勢必帶來不良后果。4.0 后處理后處理作用：cimatron e 8.0是一套應廣泛的cad/cam/cae軟件包，它采用圖形義互式自動編程方法，編程人員根據(jù)屏幕提示的內容，反復與計算機對話，選擇菜單目錄或計算機的提問，將所有的問題回答完畢后即可以產(chǎn)生生成nc程序。nc程序的自動生成是受軟件的后置處理功能控制的，不同的加工模塊（如車削、銑削、線切割等）和不同的數(shù)控體統(tǒng)對應于不同的后處理軟件。軟件當前使用哪一個后處理文件，是在軟件安裝時設定的，而在具體應用軟件進行編輯之前，一般還需要對

42、當前的后處理軟文件進行必要的修改和設定，以使其符合系統(tǒng)要求和使用者的編程習慣。有些用戶在使用軟件，時由于不了解情況，沒有對后處理文件進行修改，導致生成的nv程序中給某些固定的地方經(jīng)常出現(xiàn)一些多余的內容，或者總是漏掉某些詞句，這樣，在將程序傳入數(shù)控機床之前，就必須對程序進行手工修改，如果沒有全部更正，則可能造成事故。例如，某機床的控制系統(tǒng)采用g54工件坐標系定位，g90絕對坐標系編程，要求生成的nc程序前面必須有g54g90設置，如對坐標編程，要求生成的nc程序前面必須有g54g90設置，如果后處理文件的設置為g55g91，則每次生成的程序中含有g55g91，卻不一定有g54g90,如果在加工時沒有進行手工改正