凸轮盘类零件数控铣削 - 图文

本科毕业设计说明书（论文）

1 绪论

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凸轮机构由于本身具有传递力的特性，因而广泛应用于各种机械设备,使其实现各种运动规律。由于凸轮的轮廓含有非圆的平面曲线,以前常受到设计和加工条件的限制，往往采用作图法来设计凸轮轮廓并加工凸轮，其加工质量难以保证，且生产效率低[3]。随着机械制造不断向着高速精密和自动化方向的发展，在凸轮机构的转速和精度方面也作出了更高的要求，因此利用计算机进行辅助设计和使用数控机床加工是很有必要的[4]。

不论是手工编程还是自动编程，在编程前都需要对所加工的零件进行工艺过程分析，包括数控加工工艺的设计、加工方法与加工方案、数控加工工艺路线的设计、走刀路线的设计、零件夹紧与夹具设计、刀具选择、切削量的选择、工艺文件设计等。因此，在编程中合理确定数控加工工艺对实现优质、高效和经济的数控加工具有极为重要的作用。

1.1 课题背景及研究意义

当今，在电子技术和计算机技术的高速发展下，制造业也随之发生了根本性的变化，其中重要的一个标志就是数控技术得到了广泛的应用。普通机床正逐渐被高效率、高精度的数控机床所替代，制造业正朝着高自动化、高智能化的方向迅速发展。与普通机床相比，数控机床显著提高了加工效率和加工精度，例如凸轮轮廓中非圆的平面曲线，在普通机床上基本都无法加工出来，或是加工精度低、加工时间长，而数控机床就可以在很短的时间内完成，其加工精度和加工效率都是普通机床所无法达到的。在近几十年当中，数控技术的高速发展提高了制造业水平，给社会带来了巨大的生产力。数控编程技术是数控技术中最重要的一个组成部分。从数控机床的诞生开始，数控编程技术就成为了各工业发达国家和地区竞争的焦点，成为了CAD/CAM系统重要组成的一个部分。

因此，在今后相当一段时间内，机械加工技术的竞争和发展，主要是数控技术的竞争和发展。

1.2 发展现状及前景

零件加工程序的编制是数控加工的基础，根据国内外数控加工统计的数据表明，在造成数控设备空闲的诸多原因中，由编程引起的大约占其中的20％～30％，可见数

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控编程的好坏对机械设备的使用效率有直接的影响。数控机床出现不久，计算机就被用来帮助解决复杂零件的计算以及输出可执行的代码，称为计算机辅助编程或自动编程。

根据编程信息的输入和计算机对信息的处理方式不同，计算机辅助编程分成APT语言自动编程和CAD/CAM一体化数控编程语言进行图形交互自动编程两种。语言自动编程是用专用语句书写源程序，再输入计算机进行处理转换成数控机床所要求的数控指令格式。这种程序编写方法直观性差，并且较复杂，编程过程中不便于进行检查。近年来，随着计算机在图形处理能力方向得到了很大的提高，“图形交互自动编程”应运而生，并在70年代以后，得到了迅速的发展及推广应用。

“图形交互自动编程”是通过专用的计算机软件(如机械CAD软件)来实现。利用CAD软件的图形编辑功能将零件的几何图形绘制在计算机上，形成零件的图形文件，然后调用数控编程模块，采用人机对话的方式，在计算机屏幕上指出零件需要进行加工的部位，再输入相关的加工参数，计算机就会自动进行相应的数学处理并编制出零件的加工程序，同时在计算机屏幕上动态地显示出刀具的加工轨迹。这种编程方法与手工编程和语言自动编程相比，编程方法简单易学，具有速度快、直观性好、精度高、便于检查等优点。因此，“图形交互自动编程”目前已成为国内外先进的CAD/CAM软件所普遍采用的数控编程方法[5]。

到了二十世纪八十年代，在CAD/CAM一体化概念的基础上，又出现了并行工程的概念。为了适应并行工程发展的需要，数控编程技术正向集成化、智能化、网络化、并行化和虚拟化的方向发展。到了二十世纪九十年代中期，由于Internet/Intranet与Web技术在制造业的普及和广泛应用以及基于PC的开放式数控技术取得了实质性进展，传统产品的设计、制造和生产模式发生了改变，向异地制造、全球制造等一些新概念的方式转变。

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2 数控加工工艺分析及设计

2.1 数控加工工艺

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数控铣床加工工艺的过程一般是：先通过分析零件图样，确定工件在数控铣削中的加工内容、加工要求，然后以此为出发点确定零件在数控铣削的加工工艺和加工过程顺序。

接着确定数控加工的工艺设备，如：确定何种规格、类型、技术参数的数控机床；思考工件如何装夹及装夹方案的拟定；选择适合加工表面、结构特征和技术要求的刀具并进行调试，明确和细化工步的具体内容，包括对走刀路线、进给量和切削参数的确定。数控铣床加工工艺过程如图2.1所示。

加工图样加工方案刀具选择设计加工程序装夹方法标准刀具特殊刀具编制程序输入介质标准夹具特殊夹具加工中心数据表刀具对刀试运行试切削工件毛坯数控铣床加工零件

图2.1 数控铣床加工工艺过程

2.1.1 分析零件图 （1）分析零件图的尺寸标注

在分析零件图时，除了考虑尺寸数据是否有遗漏或重复、尺寸标注是否模糊不清和尺寸是否封闭等因素外，还应该分析零件图的尺寸标注方法是否便于编程。无论是用绝对、增量、还是混合方式编程，都希望零件结构的形位尺寸都以同一基准为出发点进行标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法，不仅方便程序的编制，而且利于尺寸之间的相互协调，确保设计、制造及检验基准与编程原点的一致性。不从同一

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系），或通过工艺尺寸链解算的方法来统一基准的工艺尺寸。

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基准出发标注的分散类尺寸，可以考虑通过编程时变换坐标系的方法（如建立子坐标

此外，对于一些封闭尺寸，为了同时保证孔间距的公差，在编程时必须计算尺寸链，不能直接按名义尺寸编程，适当调整原孔位尺寸，确保加工后的孔距尺寸符合公差要求。在实际生产中碰到与此相类似的情况时，编程时一定要格外注意。 （2）分析加工的质量要求

检查零件加工结构的质量要求，如尺寸加工精度、形位公差及表面粗糙度在现有的加工条件下是否可以得到保证，是否还有更经济的加工方法或方案。虽然数控铣床的加工精度高，但对一些过薄的腹板零件应认真分析其结构特性。这类零件在实际加工中因受到较大切削力的作用而使薄板产生弹性形变，零件的加工精度和表面粗糙度将会受到影响。当薄板的面积较大并且厚度又小于3mm时，就必须重视这一问题，并采取相应的措施来确保其加工的精度。如在加工工艺上，用减小每次进刀的切削深度或切削速度的方法来减小切削力，控制零件在加工过程中的发生的变形，并利用CNC机床的循环编程功能减少编程工作量。

数控铣床主要采用铣削方式来加工工件的数控机床。它能够进行外形轮廓铣削、平面或曲面铣削以及对三维复杂型面的铣削，如凸轮、模具、叶片、螺旋桨等。另外，数控铣床还具有孔加工的功能，通过特定的功能指令可进行一系列孔的加工，如钻孔、扩孔、铰孔、镗孔和攻螺纹等等。

数控铣床的加工工艺是在普通铣床加工工艺的基础上，结合数控铣床的特点，综合运用多方面的知识来解决数控铣床加工过程中面临的工艺问题，其中包括金属切削原理与刀具、加 …… 此处隐藏：2552字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……