畢業(yè)設(shè)計(jì)——動(dòng)模型腔的數(shù)控加工工藝分析與仿真

1、 動(dòng)模型腔的數(shù)控加工工藝分析與仿真 【摘要】本文按照加工流程，完成對(duì)動(dòng)模型腔的加工工藝分析和仿真加工，本論文主要分析了以下的內(nèi)容：由動(dòng)模型腔的圖紙介紹，分析動(dòng)模型腔的結(jié)構(gòu)，該零件的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，所以，先要分析材料的加工特性，零件的加工內(nèi)容，選擇合理的加工工藝路線，然后，根據(jù)所制定的加工工藝路線，完成機(jī)床的選擇，刀具的選擇，加工工藝的編制，UG建模，各加工內(nèi)容的仿真加工，完成自動(dòng)編程及后處理，指出了零件的裝夾注意事項(xiàng)和裝夾操作要點(diǎn)，還展示了零件的程序?！娟P(guān)鍵詞】：動(dòng)模型腔；加工工藝；仿真加工目錄引言1一、圖紙分析2（一）動(dòng)模型腔圖紙2（二）加工內(nèi)容分析3（三）加工中難點(diǎn)分析3二、制定加工工藝3（一

2、）機(jī)床選擇3（二）刀具和切削用量選擇4三、裝夾5四 工藝卡6（一）工序的劃分規(guī)則6（二）制定加工工藝卡6五、UG仿真8（一）UG建模8（二）仿真加工8六、零件檢測(cè)13總結(jié)14參考文獻(xiàn)15謝辭16附錄1716引言當(dāng)今世界，數(shù)控加工在工業(yè)發(fā)展中占有極其重要的作用，在工業(yè)的發(fā)展中也是不可缺少的。它的發(fā)展也很迅速，到20世紀(jì)中期，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)信息處理、數(shù)據(jù)處理以及電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，給自動(dòng)化技術(shù)帶來(lái)了新的概念，用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制，推動(dòng)了機(jī)床自動(dòng)化的發(fā)展。這個(gè)是極大的推動(dòng)了機(jī)械加工的點(diǎn)。加工中心是一種帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床。它具有較好的加工一致性，并且能排除工

3、藝過(guò)程中人為干擾，從而提高了加工精度和加工效率，縮短生產(chǎn)周期，達(dá)到批量生產(chǎn)。本課題主要是設(shè)計(jì)并加工動(dòng)模型腔，來(lái)自昆山寅木森精密機(jī)械有限公司，通過(guò)查書籍和通過(guò)咨詢相關(guān)的指導(dǎo)老師后，我們首先分析動(dòng)模型腔的組成，然后對(duì)連接板的圖紙進(jìn)行工藝分析，包括加工時(shí)的切削量，刀具的選擇，機(jī)床的選擇然后完成加工。最后檢測(cè)，和注意加工中出現(xiàn)的問題。最后是體驗(yàn)與感悟。其中有很多知識(shí)，例如數(shù)控加工工藝，它是數(shù)控編程與操作的基礎(chǔ)，合理的工藝是保證加工的質(zhì)量、很好的發(fā)揮機(jī)床的效能的前提條件。本工藝設(shè)計(jì)是從數(shù)控加工的實(shí)用角度出發(fā)，以數(shù)控加工的實(shí)際生產(chǎn)為基礎(chǔ)，以掌握數(shù)控加工工藝為目標(biāo)。一、 圖紙分析（一）動(dòng)模型腔圖紙動(dòng)模型腔圖

4、紙（如圖1-1所示）。圖1-1動(dòng)模型腔（二）加工內(nèi)容分析如圖1-1該零件為塊狀腔型類零件，主要加工平面、孔系及螺紋等，零件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜工序較多。毛坯為130×104×40零件。材料為45鋼，45鋼也叫油剛，它是加工用的比較普遍的材料，價(jià)格便宜，但是其材質(zhì)較硬，難加工。但是45鋼具有,耐蝕性、耐熱性好及不易變形的特點(diǎn)。具體如下表1-2表2-1 加工內(nèi)容列表內(nèi)容要求零件整體外形符合圖樣孔加工3個(gè)ø5孔深度位于頂面的2個(gè)深度為115，位于側(cè)面的為83；一個(gè)沉頭孔位于底面半圓形槽孔徑為ø4和ø6深度貫通；一個(gè)孔徑為ø42（0.005/0.015

5、）深度貫通。Ø3.5半圓孔位于側(cè)面。螺紋孔加工位于側(cè)面Rc1/8螺紋孔符合螺紋規(guī)要求深度為9；位于頂面的2xRc1/4螺紋孔符合螺紋規(guī)要求深度為12；位于上表面4xM6螺紋孔符合螺紋規(guī)要求深度為12。槽加工側(cè)面半圓形槽一端向內(nèi)延伸2°另一端向外擴(kuò)展5°半徑為1.5；底面下方中心處R4鍵槽和一條R1.9深度為3外口向外擴(kuò)展10°的半圓形槽；上表面封閉型輪廓輪廓深度為12（0.01/0.02）由各處圓角分別為一處R5.5，一處R29.5和2處R12.5構(gòu)成，最底部距離中心25（0.01/0.02）。粗糙度Ø42孔壁要求為Ra0.2總厚總厚35（0/

6、0.01)圓角R1.R2外輪廓長(zhǎng)為126（-0.02/-0.01)寬為100（-0.02/-0.01）（三）加工中難點(diǎn)分析1圖1-1中有形位公差要求，由于這個(gè)軸的同心度不能大于0.005mm。2孔的定位精度很高。3材料是45鋼較難加工，需要保證它的表面粗糙度和平面度。4. 零件的上表面有個(gè)封閉型輪廓，其中有很多的圓角。5. 螺紋較多。二、制定加工工藝（一）機(jī)床選擇連接板的加工設(shè)備選用3軸普通機(jī)床，三軸普通機(jī)床整體布局緊湊合理，占地面積小，安裝、維修方便。該系列機(jī)床工作臺(tái)采用十字滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，單立柱結(jié)構(gòu)配備高速主軸，強(qiáng)力刀具冷卻及沖屑功能，提供潔凈的工作空間。該系列機(jī)床采用封閉式防護(hù)結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)安

7、全性并減少對(duì)生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境的污染。該系列機(jī)床關(guān)鍵的外購(gòu)件采用進(jìn)口組件，使整機(jī)具有很高的可靠性和耐用度。性能參數(shù)見表2-1。機(jī)床圖見圖2-1。表2-1三菱1060L立式加工中心的主要參數(shù)項(xiàng)目單位規(guī)格工作臺(tái)mm1200X510T型槽尺寸mm5-18X100主軸轉(zhuǎn)速r/min8000切削進(jìn)給（X-Y-Z）mm/min1-8000快速移動(dòng)（X-Y-Z）mm/min24000主軸電機(jī)功率kw9三軸電機(jī)功率kw3定位精度mm0.01外型尺寸mm3100X2200X3100機(jī)床凈重kg7000 圖2-1動(dòng)模型腔的加工設(shè)備（二）刀具和切削用量選擇 刀具和切削用量選擇見表2-2。表2-2刀具和切削用量選擇刀具清單

8、主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)給速度T0101Ø50面銑刀硬質(zhì)合金刀30000.1T0202Ø20立銑刀硬質(zhì)合金刀30000.8T0303Ø15立銑刀硬質(zhì)合金刀30000.5T0404Ø3立銑刀硬質(zhì)合金刀25000.1T0505Ø2立銑刀硬質(zhì)合金刀30000.8T0606Ø3.2鉆頭直柄麻花鉆1000.1T0707Ø5鉆頭直柄麻花鉆1000.1T0808Ø5螺紋刀硬質(zhì)合金12000.6T0909Ø4螺紋刀硬質(zhì)合金10000.4T1010Ø3 球頭刀硬質(zhì)合金刀30000.8T1111Ø1立銑刀硬質(zhì)合金刀30

9、000.1T1212Rc1/4螺紋刀硬質(zhì)合金10000.2T1313Rc1/8螺紋刀硬質(zhì)合金8000.2三、裝夾在機(jī)械加工里，為了便于加工，為了確保工件的加工精度，使工件定位是尤其重要的部分，在加工中用于裝夾工件的裝置，我們稱之為機(jī)床夾具。對(duì)于一般的零件，常用通用夾具，列如平口鉗。裝夾該動(dòng)模型腔零件，只需要通用數(shù)控通用夾具，其作用是將工件定位，便于加工。如圖3-1。圖3-1 工件裝夾4 工藝卡（一）工序的劃分規(guī)則首先遵循基面先行、先粗后精、先主后次和先面后孔的工藝原則外還應(yīng)考慮；然后減少換刀次數(shù)，節(jié)省輔助時(shí)間；接著每道工序盡量減少刀具的空行程，按最短路線安排表面的加工順序；接著在每一次裝夾定位

10、中，盡可能完成能夠加工的所有面；最后加工完成所有的面。工藝卡的制定是輔助加工的一道非常重要的工序，可以說(shuō)沒有工藝卡后期加工沒法完成。（二）制定加工工藝卡動(dòng)模型腔的具體工藝如下詳細(xì)說(shuō)明：上表面加工如表4-1，側(cè)面加工如表4-2，下表面加工見表4-3。表4-1上表面加工工藝卡表4-2側(cè)面加工工藝卡表4-3下表面加工工藝卡五、UG仿真（一）UG建模 用UG建模如圖5-1所示。圖5-1 UG建模（二）仿真加工1取數(shù)控夾具定位確定基準(zhǔn)，完成面銑削，如圖5-2。圖5-2 面銑削仿真加工2加工外輪廓，如圖5-3。 圖5-3 外輪廓仿真加工3銑型腔，如圖5-4。圖5-4型腔銑仿真加工4銑槽，如圖5-5，分粗銑

11、和精銑，先用ø3粗銑，再用ø2精銑。再銑型腔，如圖5-6。圖5-5銑槽仿真加工 圖5-6銑型腔仿真加工5銑半圓形槽，如圖5-7。圖5-7銑半圓形槽仿真加工 6打孔，如圖5-8所示。 圖5-8鉆孔仿真加工9擴(kuò)孔，如圖5-9所示。圖5-9擴(kuò)孔仿真加工10半精銑型腔，如圖5-10。 圖5-10半精銑型腔仿真加工11精銑型腔，如圖5-11。圖5-11精銑型腔仿真加工12鉆頭打孔，如圖5-12所示。 圖5-12打孔仿真加工六、零件檢測(cè) 完成零件的檢測(cè)表，見表6-1。表6-1 檢測(cè)表總結(jié)本論文重要介紹了動(dòng)模型腔的數(shù)控加工，其中涉及到很多方面的知識(shí)。從零件的圖紙要求分析，加工內(nèi)容及要求確

12、定，機(jī)床的選擇，確定工藝路線，夾具的設(shè)計(jì)以及選擇，刀具切削用量的選擇，零件的檢測(cè)等方面介紹了動(dòng)模型腔的數(shù)控加工。從圖紙上得出零件的加工內(nèi)容，加工要求，精度要求等進(jìn)行系統(tǒng)的分析列成加工內(nèi)容表，然后根據(jù)圖紙的要求確定加工工藝路線，此零件的加工難點(diǎn)在于，此零件形狀不規(guī)則，多面加工精度要求高，零件的槽加工較多，中間有個(gè)看似很規(guī)則但加工非常復(fù)雜的封閉型輪廓，普通三軸加工局限性大，等。這次作業(yè)完全可以說(shuō)對(duì)我們產(chǎn)生了極大的作用，對(duì)我們以后工作也有很好的促進(jìn)作用，雖然平時(shí)上課也完成過(guò)很多類似的任務(wù)，但是并沒有過(guò)如此的重視，也沒有如此的系統(tǒng)，像這樣的給我們一張圖紙，從頭至尾的獨(dú)自一人完成零件的建模、分析、工具的

13、選擇、數(shù)據(jù)的計(jì)算、資料的查找、加工程序的導(dǎo)出、零件的完成。讓我們更加系統(tǒng)的、更加深度的了解的零件的數(shù)控加工雖然此零件很復(fù)雜，但是通過(guò)數(shù)控加工，加工過(guò)程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。整個(gè)制造過(guò)程中數(shù)控加工輔助著完成，使得加工復(fù)雜零件變得簡(jiǎn)單，系統(tǒng)，可以批量生產(chǎn)，所以大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為我們國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。參考文獻(xiàn)1 李立.機(jī)械工程基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社.2005年9月第一版2 熊光華.數(shù)控機(jī)床. 機(jī)械工業(yè)出版社.2007年7月第一版3 顧京/數(shù)控機(jī)床加工程序編制.機(jī)械工業(yè)出

14、版社.2007年2月第三版4 趙長(zhǎng)旭.數(shù)控加工工藝.西安電子科技大學(xué)出版社.2006年1月第一版5 李春雷.數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)與系統(tǒng).機(jī)械工業(yè)出版社.2006年6月第一版6 蘇建修.機(jī)械制造基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社.2006年3月第二版7 李楊 公差配合與技術(shù)測(cè)量 2010年1月第一版8 孔曉玲.公差與測(cè)量技術(shù).北京大學(xué)出版社.2009年第一版9 李培根.機(jī)械工程基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社.2007年第二版謝辭 首先感謝我的指導(dǎo)老師，沒有她的幫助我完成不了，各個(gè)方面都有老師的提醒和指導(dǎo)。在此，我還要感謝和我在一起愉快的度過(guò)三年學(xué)習(xí)生活的各位同學(xué)和老師，正是由于你們的支持和幫助，才可以使得我克服了一個(gè)又一個(gè)

15、的困難，直到本篇論文的順利完成，還要感謝我的各位專業(yè)課的老師們，對(duì)于這篇論文的完結(jié)給予了我很多的幫助。在此我還要感謝昆山寅木森精密機(jī)械有限公司，提供我實(shí)習(xí)的平臺(tái)。還有我的師傅吳方榮和葛曉華師傅，在他們的指導(dǎo)與幫助下，我利用了我大學(xué)三年里所學(xué)的知識(shí)來(lái)順利的完成了這篇論文，在請(qǐng)接受我的謝意，謝謝你們。在論文即將完成之際，我依然無(wú)法平靜下來(lái)，有很多的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給予我很大的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！祝愿你們以后生活越來(lái)越好。最后，還要感謝將我含辛茹苦培養(yǎng)大的父母，謝謝你們！最后我想說(shuō)的是，這次作業(yè)是在校的最好一次作業(yè)了。這個(gè)三年很快的過(guò)去了，我理應(yīng)要拿出自己最好的狀態(tài)和足夠的精力來(lái)完成這次

16、作業(yè)。話雖能說(shuō)但是總感覺自己做的還不夠。在此我深深的感謝幫助我的同學(xué)和老師，沒有你們的幫忙我是完成不了的，起碼不能很好的完成，或許也會(huì)浪費(fèi)自己很多空余的時(shí)間，由于本人第一次寫論文，還希望各位多給予批評(píng)和意見，我會(huì)感激不盡。 附錄程序由于程序較多我只抽選了其中最具有代表性的的一個(gè)程序中的一段。20 =信息清單創(chuàng)建者： Administrator日期 ： 2015/4/13 13:02:12當(dāng)前工作部件 ： D:DocumentsTencent Files418818278FileRecv1234.prt節(jié)點(diǎn)名 ： lbdz-20120615bg=%N0010 G40 G17 G90 G70N00

17、20 G91 G28 Z0.0:0030 T00 M06N0040 G0 G90 X.2021 Y.2742 S0 M03N0050 G43 Z-1.7717 H00N0060 Z-1.4961N0070 G2 X.7248 Y-.0376 Z-1.2999 I.1684 J-.3118 K-.0949 F9.8N0080 G1 X.3705 M08N0090 G2 I0.0 J.0376N0100 G1 Y-.3919N0110 G2 I0.0 J.3919N0120 G1 Y.0018N0130 Z-1.418N0140 G0 Z-1.7717N0150 X.2021 Y.2742N016

18、0 Z-1.418N0170 G2 X.7248 Y-.0376 Z-1.2219 I.1684 J-.3118 K-.0949N0180 G1 X.3705N0190 G2 I0.0 J.0376N0200 G1 Y-.3919N0210 G2 I0.0 J.3919N0220 G1 Y.0018N0230 Z-1.34N0240 G0 Z-1.7717N0250 X.2021 Y.2742N0260 Z-1.34N0270 G2 X.7248 Y-.0376 Z-1.1439 I.1684 J-.3118 K-.0949N0280 G1 X.3705N0290 G2 I0.0 J.0376

19、N0300 G1 Y-.3919N0310 G2 I0.0 J.3919N0320 G1 Y.0018N0330 Z-1.262N0340 G0 Z-1.7717N0350 X.2021 Y.2742N0360 Z-1.262N0370 G2 X.7248 Y-.0376 Z-1.0659 I.1684 J-.3118 K-.0949N0380 G1 X.3705N0390 G2 I0.0 J.0376N0400 G1 Y-.3919N0410 G2 I0.0 J.3919N0420 G1 Y.0018N0430 Z-1.184N0440 G0 Z-1.7717N0450 X.2021 Y.2

20、742N0460 Z-1.184N0470 G2 X.7248 Y-.0376 Z-.9878 I.1684 J-.3118 K-.0949N0480 G1 X.3705N0490 G2 I0.0 J.0376N0500 G1 Y-.3919N0510 G2 I0.0 J.3919N0520 G1 Y.0018N0530 Z-1.1059N0540 G0 Z-1.7717N0550 X.2021 Y.2742N0560 Z-1.1059N0570 G2 X.7248 Y-.0376 Z-.9098 I.1684 J-.3118 K-.0949N0580 G1 X.3705N0590 G2 I0

21、.0 J.0376N0600 G1 Y-.3919N0610 G2 I0.0 J.3919N0620 G1 Y.0018N0630 Z-1.0279N0640 G0 Z-1.7717N0650 X.2021 Y.2742N0660 Z-1.0279N0670 G2 X.7248 Y-.0376 Z-.8318 I.1684 J-.3118 K-.0949N0680 G1 X.3705N0690 G2 I0.0 J.0376N0700 G1 Y-.3919N0710 G2 I0.0 J.3919N0720 G1 Y.0018N0730 Z-.9499N0740 G0 Z-1.7717N0750

22、X.2021 Y.2742N0760 Z-.9499N0770 G2 X.7248 Y-.0376 Z-.7538 I.1684 J-.3118 K-.0949N0780 G1 X.3705N0790 G2 I0.0 J.0376N0800 G1 Y-.3919N0810 G2 I0.0 J.3919N0820 G1 Y.0018N0830 Z-.8719N0840 G0 Z-1.7717N0850 X.2021 Y.2742N0860 Z-.8719N0870 G2 X.7248 Y-.0376 Z-.6757 I.1684 J-.3118 K-.0949N0880 G1 X.3705N08

23、90 G2 I0.0 J.0376N0900 G1 Y-.3919N0910 G2 I0.0 J.3919N0920 G1 Y.0018N0930 Z-.7938N0940 G0 Z-1.7717N0950 X.2021 Y.2742N0960 Z-.7938N0970 G2 X.7248 Y-.0376 Z-.5977 I.1684 J-.3118 K-.0949N0980 G1 X.3705N0990 G2 I0.0 J.0376N1000 G1 Y-.3919N1010 G2 I0.0 J.3919N1020 G1 Y.0018N1030 Z-.7158N1040 G0 Z-1.7717

24、N1050 X.2021 Y.2742N1060 Z-.7158N1070 G2 X.7248 Y-.0376 Z-.5197 I.1684 J-.3118 K-.0949N1080 G1 X.3705N1090 G2 I0.0 J.0376N1100 G1 Y-.3919N1110 G2 I0.0 J.3919N1120 G1 Y.0018N1130 Z-.6378N1140 G0 Z-1.7717N1150 X.7103 Y.1241N1160 Z-.6378N1170 G2 X.3003 Y-.3088 Z-.4454 I-.3332 J-.095 K-.0928N1180 G1 X.3

25、621 Y-.0368N1190 G2 I.0084 J.0368N1200 G1 X.2836 Y-.3823N1210 G2 I.0869 J.3823N1220 G1 X.3708 Y.0016N1230 Z-.5636N1240 G0 Z-1.7717N1250 X.2807 Y.3081N1260 Z-.5636N1270 G2 X.7077 Y-.1152 Z-.3712 I.0814 J-.3449 K-.0949N1280 G1 X.3621 Y-.0368N1290 G2 I.0084 J.0368N1300 G1 X.2836 Y-.3823N1310 G2 I.0869

26、J.3823N1320 G1 X.3708 Y.0016N1330 Z-.4893N1340 G0 Z-1.7717N1350 X.2807 Y.3081N1360 Z-.4893N1370 G2 X.7077 Y-.1152 Z-.297 I.0814 J-.3449 K-.0949N1380 G1 X.3621 Y-.0368N1390 G2 I.0084 J.0368N1400 G1 X.2836 Y-.3823N1410 G2 I.0869 J.3823N1420 G1 X.3708 Y.0016N1430 Z-.4151N1440 G0 Z-1.7717N1450 X.2807 Y.3081N1460 Z-.4151N1470 G2 X.7077 Y