平面槽形凸輪零件的加工工藝設(shè)計(jì)與數(shù)控編程論文[帶圖紙]

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　題目：平面槽形凸輪零件的加工工藝設(shè)計(jì)與數(shù)控編程</p><p>　　系 別： 機(jī)電信息系 </p><p>　　專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　

2、學(xué) 生： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p><b>　　2013年5月</b></p><p>　　平面槽形凸輪零件的加工工藝設(shè)計(jì)與數(shù)控編程 </p><p><b>　　摘

3、 要</b></p><p>　　此設(shè)計(jì)主要是對(duì)典型零件進(jìn)行圖形繪制、工藝設(shè)計(jì)和程序的編制及加工，通過對(duì)平面槽型凸輪的外形尺寸分析，應(yīng)用CAD以及Pro/E軟件繪制出二維和三維的圖形并進(jìn)行標(biāo)注說明，注明圖紙的公差要求、技術(shù)要求等。</p><p>　　接著對(duì)平面槽型凸輪的零件圖進(jìn)行工藝分析，確定加工方法、路線等，并設(shè)計(jì)好各切削參數(shù)自動(dòng)編出加工刀路軌跡。然后跟據(jù)圖紙的工藝分析，

4、選擇合理的工藝路線及加工方法，根據(jù)零件形狀、余量等選擇適用形狀大小的各種銑刀， 最后將Pro/E軟件繪制的三維圖利用數(shù)控加工仿真軟加工件Mastercam9.0進(jìn)行仿真模擬加工，生產(chǎn)刀具軌跡；使用后置處理程序選取相應(yīng)的配置文件，將刀具軌跡轉(zhuǎn)換為數(shù)控機(jī)床可以識(shí)別的NC程序，為更加高速，快捷的造型，生產(chǎn)提供了一種切實(shí)可行的辦法。生成的NC程序可以利用DNC方式傳輸給數(shù)控機(jī)床進(jìn)行三維加工。</p><p>　　關(guān)鍵詞：

5、平面槽型凸輪；加工工藝；數(shù)控加工</p><p>　　Planar slotted CAM parts processing design and NC programming</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This design is mainly focuses on the preparatio

6、n, the process of graphics rendering, design and the typical parts, through the analysis of shape and size of plane cam groove by using CAD and Pro/E software to draw graphics, 2D and 3D to label instructions and annotat

7、e the drawings tolerance requirements and technical requirements.</p><p>　　Then it comes to the analysis of plane groove cam parts , the determination of the method of producing,and routes for process as wel

8、l as the design the cutting parameters, which will create tool’s path automatically.After the previous process, choosing suitable allowance cutter shape and size is determined by the analysis of pictures. According to th

9、e shape of parts, the NC machining simulation using Pro/E software rendering 3D map of the soft parts of Mastercam9.0 for simulation of processing a</p><p>　　Key words:Planar slot type cam；machining process；

10、NC machining </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 研究背景1</p><p>　　1.2 平面凸輪

11、機(jī)構(gòu)CAD/CAM的發(fā)展方向1</p><p>　　1.3課題內(nèi)容及實(shí)施步驟3</p><p>　　2 零件的分析及工藝規(guī)程設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1零件的作用4</p><p><b>　　2.2工藝分析4</b></p><p>　　2.3毛坯的確定5</p>

12、<p>　　2.4基準(zhǔn)的選擇6</p><p>　　2.4.1粗基準(zhǔn)的選擇6</p><p>　　2.4.2 精基準(zhǔn)的選用7</p><p>　　2.5制定加工工藝路線7</p><p>　　3 刀具的選擇和切削用量的確定9</p><p>　　3.1 銑削用刀具及其選擇9</p>

13、;<p>　　3.2 刀具材料應(yīng)該滿足零件的加工要求9</p><p>　　4 加工參數(shù)的選擇及時(shí)間定額計(jì)算11</p><p>　　5 夾具的設(shè)計(jì)19</p><p>　　5.1 機(jī)床夾具有三大功用19</p><p>　　5.2 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)要求19</p><p>　　5.3 工件的裝

14、夾方法和裝夾方式19</p><p>　　5.4 確定夾具的類型20</p><p>　　5.5 夾緊裝置20</p><p>　　6 仿真加工24</p><p>　　6.1 圖形處理24</p><p>　　6.2 走刀路線的確定及刀具選擇24</p><p>　　6.3 后置

15、處理（生成NC 程序）30</p><p><b>　　總 結(jié)31</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)32</b></p><p><b>　　致 謝33</b></p><p>　　附錄1 Master CAM仿真程序代碼34</p>

16、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明42</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 研究背景</b></p><p>　　凸輪的設(shè)計(jì)和制造精度直接影響到設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)精度，因此采

17、用高精確的設(shè)計(jì)方法和數(shù)控加工手段成為現(xiàn)在凸輪制造業(yè)的方向。隨著凸輪應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，對(duì)其設(shè)計(jì)提出了更高的要求。凸輪機(jī)構(gòu)輪廓曲線設(shè)計(jì)一般有圖解法和解析法兩種方法。圖解法簡(jiǎn)單易行比較常用，但效率低、誤差大，不能滿足現(xiàn)代工程對(duì)零件的高精度要求。隨著計(jì)算機(jī)及數(shù)值計(jì)算方法的發(fā)展,解析法在凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中得到越來越多的應(yīng)用。在凸輪的設(shè)計(jì)及加工中采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造的方法已日益普遍[1]。 </p><p>　　平面槽型凸

18、輪的設(shè)計(jì)需要利用解析法來確定輪廓曲線，從設(shè)計(jì)上減少誤差，已求達(dá)到能夠準(zhǔn)確的體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡，同時(shí)要求能夠盡量的提高設(shè)計(jì)的效率，建立它的模型易于更改，這是設(shè)計(jì)的傳承性以及廣泛的推廣性所必需的。通過Pro/e軟件進(jìn)行幾何建模，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)平面槽凸輪的三維可視化設(shè)計(jì)，同時(shí)在加工仿真環(huán)境下對(duì)設(shè)計(jì)的模型進(jìn)行加工檢驗(yàn)，確定編制的代碼生成的加工軌跡以及加工工藝。顯然，利用數(shù)控技術(shù)對(duì)槽形凸輪進(jìn)行銑削加工，將大大提高設(shè)計(jì)的精確性，降低設(shè)計(jì)生產(chǎn)開發(fā)周期，提高

19、生產(chǎn)率[2]。</p><p>　　1.2 平面凸輪機(jī)構(gòu)CAD/CAM的發(fā)展方向</p><p>　　MasterCAM是一種功能強(qiáng)大的CAD/CAM 軟件由CAD 和CAM兩大部分組成，并分成造型(Design)，銑削加工(Mill)，車削加工(Lathe)和線切割(Wire)4個(gè)功能模塊。集設(shè)計(jì)與制造于一體。MasterCAM采用圖形交互方式自動(dòng)編程。編程人員根據(jù)屏幕提示的內(nèi)容于計(jì)算機(jī)

20、對(duì)話，選擇菜單目錄或回答計(jì)算機(jī)的提問，直至將所有問題回答完畢，然后即可自動(dòng)生成NC 程序。NC程序的自動(dòng)產(chǎn)生是受軟件的后置處理功能控制的，不同的加工模塊和不同的數(shù)控系統(tǒng)對(duì)應(yīng)于不同的后處理文件。</p><p>　　平面凸輪CAD/CAM是隨著凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論和CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。凸輪軟件由最初的只能代替手工進(jìn)行計(jì)算,逐步發(fā)展到能實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體造型、機(jī)構(gòu)仿真、自動(dòng)編程等功能，并且還在不斷發(fā)展下去。平面

21、凸輪機(jī)構(gòu)CAD/CAM的發(fā)展主要有以下幾個(gè)方向：</p><p>　　a. 面向并行工程的CAD/CAM集成化</p><p>　　并行工程以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為突破口，要求產(chǎn)品開發(fā)人員在設(shè)計(jì)階段就考慮產(chǎn)品整個(gè)生命周期的所有要素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度、用戶需求等，以便最大限度地提高產(chǎn)品開發(fā)效率和一次成功率[3]。面向并行工程的平面凸輪機(jī)構(gòu)CAD/CAM系統(tǒng)集成化，在設(shè)計(jì)階段就充分考慮制造、使用等各個(gè)

22、階段的特點(diǎn)和要求,設(shè)計(jì)的平面凸輪機(jī)構(gòu)制造精度高、性能優(yōu)良、使用可靠。</p><p>　　并行工程的發(fā)展，對(duì)平面凸輪機(jī)構(gòu)CAD/CAM提出了很高的要求。例如，在設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法上，設(shè)計(jì)模型的建立不但要考慮凸輪機(jī)構(gòu)的幾何、運(yùn)動(dòng)關(guān)系，還要考慮其功能、制造、材料、使用等多方面的信息；在凸輪機(jī)構(gòu)的仿真方面,要求能進(jìn)行三維實(shí)體的運(yùn)動(dòng)仿真和加工仿真；借助網(wǎng)絡(luò)和工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)修改；建立統(tǒng)一、友好

23、的人機(jī)界面，充分發(fā)揮人在并行工程中的作用等等[3]。目前的平面凸輪機(jī)構(gòu)CAD/CAM軟件還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了上述并行工程的要求。</p><p><b>　　b. 智能化</b></p><p>　　智能化就是應(yīng)用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化[5]。平面凸輪機(jī)構(gòu)CAD/CAM智能化就是實(shí)現(xiàn)平面凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造等環(huán)節(jié)的智能化，

24、提高設(shè)計(jì)和工藝水平，縮短周期，降低成本。</p><p><b>　　c. 網(wǎng)絡(luò)化</b></p><p>　　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是建立在硬件技術(shù)、軟件技術(shù)以及通訊技術(shù)之上的，并與它們共同發(fā)展的一門技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)各種制造系統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)，特別是實(shí)現(xiàn)基于異地設(shè)計(jì)與異地制造技術(shù)的基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是CAD/CAM集成技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。</p><p>

25、　　d. 柔性化和通用化</p><p>　　凸輪機(jī)構(gòu)的種類繁多、功能不一，而且多樣性及單件小批是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)和制造發(fā)展的方向，因此，凸輪機(jī)構(gòu)CAD/CAM軟件相應(yīng)地要能適應(yīng)各種不同的凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，高效精確地設(shè)計(jì)制造出各種不同種類的凸輪機(jī)構(gòu)。現(xiàn)有大多數(shù)凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法一般只能設(shè)計(jì)某種或某幾種凸輪機(jī)構(gòu)，采用的建模方法比較落后，效率不高，適應(yīng)性不強(qiáng)，通用性很差。柔性化設(shè)計(jì)和柔性化系統(tǒng)建模方法是現(xiàn)代凸輪機(jī)構(gòu)研究

26、的前沿，利用此技術(shù)，可以大大提高設(shè)計(jì)的效率和適應(yīng)性。</p><p>　　當(dāng)今，在電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展的同時(shí)，制造業(yè)發(fā)生了根本性的變化，其中一個(gè)重要的標(biāo)志就是數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用。數(shù)控加工技術(shù)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展具有重要的意義。當(dāng)前我國(guó)企業(yè)的生產(chǎn)正逐步從原來的粗放型轉(zhuǎn)向內(nèi)涵型，產(chǎn)品生產(chǎn)也從原來的“粗制”轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬啤薄榱吮ＷC產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)效率，企業(yè)在未來的生產(chǎn)中自動(dòng)化程度將大大提高，一線的

27、生產(chǎn)將向機(jī)電一體化、程控化、數(shù)字化方向發(fā)展普通機(jī)床逐漸被高效率、高精度的數(shù)控機(jī)床所代替，制造業(yè)正朝著高自動(dòng)化、高智能化的方向發(fā)展。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床可顯著提高加工效率和加工精度，例如凸輪輪廓中非圓的平面曲線，普通機(jī)床要么根本無法加工，要么加工精度很低，要么加工時(shí)間很長(zhǎng)，而使用數(shù)控機(jī)床可以在很短的時(shí)間內(nèi)加工出來，其加工精度和加工效率是普通機(jī)床所無法達(dá)到的。數(shù)控技術(shù)在短短幾十年內(nèi)得到了飛速發(fā)展，并己形成了巨大的生產(chǎn)力。</p&g

28、t;<p>　　正因?yàn)槿绱?，?guó)內(nèi)外企業(yè)家和專家們已形成共識(shí)：今后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)，主要是數(shù)控技術(shù)的發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)。</p><p>　　1.3課題內(nèi)容及實(shí)施步驟</p><p>　　本設(shè)計(jì)的課題是完成數(shù)控編程中的加工工藝分析和夾具設(shè)計(jì)，并應(yīng)用 Mastercam9.0進(jìn)行數(shù)控模擬加工，最后生成NC程序。</p><p>　　論文主要

29、是擬定加工方案，確定加工路線和加工內(nèi)容，選擇合適的刀具和切削用量等選擇合適的夾具及裝夾方法，設(shè)計(jì)指定工序的機(jī)床夾具以及對(duì)一些特殊的工藝問題的考慮數(shù)控銑工藝性分析及程序編制，最后完成零件的三維建模，并用CAD/CAM軟件進(jìn)行刀具路徑的建立及模擬，自動(dòng)生成數(shù)控加工程序。</p><p>　　2 零件的分析及工藝規(guī)程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1零件的作用</b>

30、;</p><p>　　平面槽型凸輪可以定義為一個(gè)具有曲槽的機(jī)件，利用其回轉(zhuǎn)，可以使另一組件—從動(dòng)子提供預(yù)先設(shè)定的運(yùn)動(dòng)。從動(dòng)子之路徑大部限制在一個(gè)滑槽內(nèi)，以獲得往覆運(yùn)動(dòng)。在其回復(fù)的行程中，利用導(dǎo)槽使其在特定的路徑上運(yùn)動(dòng)。 </p><p>　　凸輪是一項(xiàng)相當(dāng)重要的連桿件，因?yàn)槠鋺?yīng)用簡(jiǎn)單，但卻容易達(dá)到所需之運(yùn)動(dòng)目的，故在自動(dòng)化機(jī)械中，凸輪機(jī)構(gòu)已成為許多高速，高效，高精度自動(dòng)機(jī)，半自動(dòng)機(jī)和自動(dòng)

31、生產(chǎn)線中不可缺少的部分，做為凸輪機(jī)構(gòu)中的主要零件凸輪的加工精度就顯得很重諸如機(jī)械加工、印刷機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或計(jì)算器等，凸輪機(jī)構(gòu)之應(yīng)用相當(dāng)普遍。凸輪的設(shè)計(jì)和制造精度直接影響到設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)精度，因此就要求有高精確的設(shè)計(jì)方法和數(shù)控加工手段。</p><p><b>　　2.2工藝分析</b></p><p>　　如圖2.1所示為槽形凸輪零件圖，該零件是一個(gè)外部輪廓經(jīng)過加工的圓盤，圓

32、盤直徑為280mm，這次的任務(wù)是在銑床上加工槽與孔及使外部輪廓達(dá)到尺寸要求，零件的材料為HT200，切削加工性能較好。</p><p>　　圖2.1 凸輪二維圖</p><p>　　圖2.2 凸輪三維圖</p><p>　　平面槽型凸輪的主要要求如下：</p><p>　　由零件圖知該零件Ø12的精度為H7，Ø35孔的精

33、度為G7，槽的精度為F8，其余沒有作出要求均按GB1804-M，查表可知公差取IT14即可，粗糙度除了Ø12，Ø35圓孔及槽壁為Ra1.6mm，外槽底面為Ra3.2mm比較容易加工。凸輪內(nèi)外輪廓面對(duì)A面有0.05的垂直度要求。</p><p><b>　　2.3毛坯的確定</b></p><p>　　毛坯的選擇包括選擇毛坯的種類和確定毛坯的制造方法

34、兩個(gè)方面。常用的毛坯種類有鑄件、鍛件、型材、焊接件等。</p><p>　　選擇毛坯時(shí)主要考慮下列因素：</p><p>　　a. 毛坯應(yīng)有充分、穩(wěn)定的加工余量；</p><p>　　b. 毛坯類型的裝夾適應(yīng)性； </p><p>　　c. 分析毛坯的余量大小及勻稱性。</p><p>　　確定該零件的材料為HT200

35、的鑄件，該材料較軟有良好的加工切削性能。毛坯余量的確定，加工余量可以由機(jī)械加工工藝手冊(cè)查到。但是還要考慮到后面為達(dá)到各個(gè)表面加工的粗糙度要求，為各種加工留下合適的余量等因素，確定下來的毛坯總余量如下：</p><p><b>　　徑向尺寸</b></p><p><b>　　粗加工余量：2mm</b></p><p>　　

36、精加工余量：0.5mm</p><p>　　徑向尺寸：285mm</p><p><b>　　軸向尺寸</b></p><p>　　端面：粗加工2mm；精加工0.5mm</p><p><b>　　軸向尺寸：40mm</b></p><p>　　圖2.3 零件毛坯圖</

37、p><p><b>　　2.4基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　機(jī)械加工的最初工序只能用工件毛坯上的未加工表面作為定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)稱之為粗基準(zhǔn)。用以加工的表面作定位基準(zhǔn)則稱之為精基準(zhǔn)。在制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，總是先考慮怎樣的精基準(zhǔn)定位能把工件加工到設(shè)計(jì)要求，然后再考慮如何運(yùn)用選取的粗基準(zhǔn)，把用作精基準(zhǔn)的表面加工出來。</p><p&g

38、t;　　2.4.1粗基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，必須達(dá)到以下兩個(gè)基本要求：其一，應(yīng)保證所有加工表面都有足夠的加工余量；其二，應(yīng)保證工件加工表面和不加工表面之間具有一定的位置精度。粗基準(zhǔn)的選擇原則如下：（1）選不加工表面為粗基準(zhǔn)。尤其應(yīng)選與加工表面有位置精度要求的不加表面，可保證加工表面與不加工表面間的位置精度；（2）選擇重要表面為粗基準(zhǔn)，可保證重要表面的加工余量；加工精度較高；（3）粗基準(zhǔn)只可使

39、用一次，應(yīng)避免重復(fù)使用，避免產(chǎn)生較大的定位誤差、使加工表面間出現(xiàn)較大的位置誤差；（4）選平整、光潔、無飛邊，澆帽口等缺陷報(bào)名為粗基準(zhǔn)，可使共定位可靠、夾緊方便；（5）選擇加工余量較小的表面為粗基準(zhǔn)，可保證各加工表面都有足夠的加工余量。</p><p>　　根據(jù)以上原則選用280mm外圓軸心線,和 A 面為粗基準(zhǔn)。</p><p>　　2.4.2 精基準(zhǔn)的選用</p><

40、p>　　選擇精基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)參考以下原則：（1）盡可能選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為</p><p>　　精基準(zhǔn)，即“基準(zhǔn)重合”，避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差（2）盡可能在多數(shù)工序</p><p>　　中采用同一組精基準(zhǔn)，即“統(tǒng)一基準(zhǔn)”，減少設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用，并減少基準(zhǔn)</p><p>　　變換所帶的定位誤差。（3）便于裝夾，定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、裝夾可靠、夾具簡(jiǎn)</p>

41、<p>　　單的表面為精基準(zhǔn)。（4）有些精加工工序，可選擇加工表面本身為定位基準(zhǔn)，</p><p>　　即“自為基準(zhǔn)”。（5）對(duì)位置精度要求較高的表面，可采用“互為基準(zhǔn)”，反</p><p>　　復(fù)加工，以保證高的位置精度</p><p>　　根據(jù)以上原則，選用孔Ø12mm，Ø35mm圓柱面軸心，A 面作精基準(zhǔn)，它是零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，符

42、合“基準(zhǔn)重合”的原則。并且便于裝夾，定位準(zhǔn)確、穩(wěn)</p><p><b>　　定、裝夾可靠。</b></p><p>　　2.5制定加工工藝路線</p><p>　　安排平面凸輪的加工工步時(shí)除考慮通常的加工工藝要求之外，還應(yīng)考慮下列因素：</p><p>　　a. 以相同定位、夾緊方式或同一把刀具加工的內(nèi)容，最好接連進(jìn)行

43、，以減少刀具更換次數(shù)，節(jié)省輔助時(shí)間。</p><p>　　b. 在一次安裝的工序中進(jìn)行的多個(gè)工步，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞較小的工步。</p><p>　　c. 工步順序安排和工序順序安排是類似的，都遵循由粗到精的原則。先進(jìn)行重切削、粗加工，去除毛坯大部分加工余量，然后安排一些發(fā)熱小、加工要求不高的加工內(nèi)容(如鉆小孔、攻螺紋等)，最后再精加工。</p><p>　　d

44、. 考慮走刀路線，減少空行程。如決定某一結(jié)構(gòu)的加工順序時(shí)，還應(yīng)兼顧到鄰近的加工結(jié)構(gòu)的加工順序，考慮相鄰加工結(jié)構(gòu)的一些相似的加工工步能否統(tǒng)一起來，用一把刀接連加工，減少換刀次數(shù)和空行程移動(dòng)量。</p><p>　　根據(jù)以上原則特設(shè)定凸輪的加工工序如下：</p><p>　　工序1：切A面定位鉆Ø5中心孔2 處</p><p>　　工序2：鉆Ø20孔

45、——鉆Ø11.6孔</p><p>　　工序3：粗銑Ø35孔</p><p>　　工序4：精鏜Ø35 孔</p><p><b>　　工序5：鉸Ø12孔</b></p><p>　　工序6：銑Ø35孔底側(cè)倒角</p><p>　　工序7：一面兩孔定

46、位粗銑凸輪表面及外輪廓</p><p>　　工序8：粗銑凸輪槽內(nèi)輪廓</p><p>　　工序9：精銑凸輪槽內(nèi)輪廓</p><p>　　工序10：精銑凸輪槽外輪廓</p><p>　　工序11：鉆Ø6孔攻絲及銑Ø35孔倒角</p><p>　　3 刀具的選擇和切削用量的確定</p>

47、<p>　　刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中的重要內(nèi)容之一，不僅影響機(jī)床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時(shí)，選擇刀具通常考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。與傳統(tǒng)加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具的要求，尤其在剛性和壽命方面更為嚴(yán)格。應(yīng)根據(jù)機(jī)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(guān)因素正確選用刀具及刀柄。刀具選擇總的原則是：既要求精度高、強(qiáng)度大、剛性好、壽命長(zhǎng)，又要求尺寸穩(wěn)定，安裝調(diào)整方便。在滿足加工要

48、求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具的剛性。</p><p>　　3.1 銑削用刀具及其選擇</p><p>　　數(shù)控加工中，銑削平面零件內(nèi)外輪廓及銑削平面常用平底立銑刀，該刀具有關(guān)參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　1) 銑刀半徑RD應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑Rmin，一般取RD (0.8 ~ Rmin9)。</p><p&g

49、t;　　2) 零件的加工高度H(1/6--1/4)RD，以保證刀具有足夠的剛度。</p><p>　　粗加工內(nèi)輪廓時(shí)，銑刀最大直徑RD可按下式計(jì)算：</p><p>　　4)用平底立銑刀銑削內(nèi)槽底部時(shí)，由于槽底兩次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半徑e此外對(duì)于一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常用球形銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀和盤銑刀。</p><p>　

50、　3.2 刀具材料應(yīng)該滿足零件的加工要求</p><p>　　當(dāng)代所使用的金屬切削材料主要有五類：高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼CBN、聚晶金剛石。</p><p>　　1) 根據(jù)數(shù)控加工對(duì)刀具的要求，選擇刀具材料的一般原則是盡可能選用硬質(zhì)合金刀具。只要加工情況允許選用硬質(zhì)合金刀具，就不用高速鋼刀具。</p><p>　　2) 陶瓷刀具不僅用于加工各種鑄鐵和不同

51、鋼材料，也適用于加工有色金屬和非金屬材料。使用陶瓷刀片，無論什么情況都要用負(fù)前角。為了不易崩刃，必要時(shí)可將刃口倒鈍。陶瓷刀具在下列情況下使用效果欠佳：短零件的加工；沖擊大的斷續(xù)切削和重切削；鈹、鎂、鋁和鈦等的單質(zhì)材料及其合金的加工(易產(chǎn)生</p><p>　　親合力，導(dǎo)致切削刃剝落或崩刃)。</p><p>　　3) 金剛石和立方氮化硼都屬于超硬刀具材料，它們可用于加工任何硬度的工件材料，

52、具有很高的切削性能，加工精度高，表面粗糙度值小。一般可用切削液。聚晶金剛石刀片一般僅用于加工有色金屬和非金屬材料。立方氮化硼刀片一般用加工硬度450HBW的冷硬鑄鐵、合金結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、高速鋼、軸承鋼以及硬度350HBS的鎳基合金、鈷基合金和高鈷粉末冶金零件。</p><p>　　4) 從刀具的結(jié)構(gòu)應(yīng)用方面，數(shù)控加工應(yīng)盡可能采用鑲塊式機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀片，以減少刀具磨損后的更換和預(yù)調(diào)時(shí)間。</p><

53、;p>　　5) 選用涂層刀具，以提高耐磨性和壽命</p><p>　　根據(jù)以上要求所選銑刀及其幾何尺寸見表3.1 數(shù)控加工刀具卡：</p><p>　　表3.1數(shù)控加工刀具卡</p><p>　　4 加工參數(shù)的選擇及時(shí)間定額計(jì)算</p><p>　　數(shù)控加工切削用量的選擇與通常機(jī)床切削用量的選擇基本相同，即是根據(jù)切削原理規(guī)定中的方法以

54、及機(jī)床的性能和規(guī)定的語序切值、刀具耐用度來選擇和計(jì)算，并結(jié)合時(shí)間經(jīng)驗(yàn)確定。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度），切削深度或?qū)挾龋M(jìn)給速度（進(jìn)給量）等等。切削用量的大小對(duì)切削力，切削功率，刀具磨損，加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響。合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)效率為主，但刀考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率，經(jīng)濟(jì)性和加工成本。</p><p>　　(1) 切削用

55、量則根據(jù)零件材料刀具性能及加工精度要求確定，通常為提高切削效率要盡量選擇大直徑的銑刀，背吃刀量應(yīng)大于冷硬層，切削速度因刀具的耐用度決定。在選擇切削用量時(shí)要保證刀具能加工完一個(gè)零件。</p><p>　　(2) 切削深度主要受機(jī)床、工件和刀具的剛度限制，在剛度允許的情況下，盡可能使切削深度等于零件的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高加工效率。</p><p>　　從刀具耐用度出發(fā)，切削用量

56、的選擇方法是：先選取背吃刀量或側(cè)吃刀量，其次確定進(jìn)給速度，最后確定切削速度。由于吃刀量對(duì)刀具耐用度影響最小，背吃刀量和側(cè)吃刀量的確定只要根據(jù)機(jī)床、夾具、刀具、工件的剛度和被加工零件的精度要求來決定。如果零件精度要求不高，在工藝系統(tǒng)剛度允許的情況下，最好一次切凈加工余量，即背吃刀量或側(cè)吃刀量等于加工余量，以提高加工效率；如果零件精度要求高，為保證表面粗糙度和精度，只好采用多次走刀。</p><p>　　在工件表面粗

57、糙度值要求為Ra12.5-25um時(shí)，如果圓周銑削的加工余量小于5mm，端銑的加工余量小于6mm，粗銑一次進(jìn)給就可以到達(dá)要求。但在余量比較大，工藝系統(tǒng)剛性較差或機(jī)床動(dòng)力不足的時(shí)候，可以分兩次進(jìn)給完成。在工件表面粗糙度值要求為Ra3.2-12.5um 時(shí)，可分粗銑和半精銑兩步進(jìn)行。粗銑刀時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量選取同前，粗銑后留0.5-1.0mm 余量，在半精銑時(shí)切除。在工件表面粗糙度值要求為Ra0.8-3.2um 時(shí)，可分粗銑、半精銑、精銑

58、三步進(jìn)行。半精銑時(shí)背吃刀量或側(cè)吃刀量取1.5-2mm；精銑時(shí)圓周銑側(cè)吃刀量取0.3-0.5mm面銑刀背吃刀量取0.5-1mm。</p><p>　　切削用量主要是指切削速度、進(jìn)給量和切削深度。影響切削用量的因素有：刀具材料、結(jié)構(gòu)形狀以及剛度；被加工零件的材料及其切削性能、零件的形狀和剛度；機(jī)床的性能、功率和剛度；加工方法對(duì)加工精度及表面粗糙度的要求；對(duì)</p><p><b>　

59、　生產(chǎn)率的要求等。</b></p><p>　　工時(shí)定額計(jì)算的說明：在一個(gè)工序中，實(shí)際完成一個(gè)零件的加工所需的時(shí)間，稱為序單件時(shí)間，由以下幾部分組成。直接用于改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、相對(duì)位置、表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過程消耗的時(shí)間稱為基本時(shí)間。為實(shí)現(xiàn)上述過程所進(jìn)行的的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間，稱為輔助時(shí)間。除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地間、休息與生理時(shí)

60、間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于</p><p><b>　　（4.1）</b></p><p>　　設(shè)計(jì)中取0.175計(jì)算；</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)中取4.5%：</b></p><p><b&g

61、t;　?。?.3）</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)中取3%計(jì)算：</b></p><p><b>　　（4.4）</b></p><p>　　所以在以下計(jì)算中，僅算就可直接得到與。具體各工序的切削用量及工時(shí)定額確定如下：</p><p><b>　　工序1：鉆中心孔&

62、lt;/b></p><p>　　1.背吃刀量的確定,選取=5mm</p><p>　　2.進(jìn)給量的確定，由表4-21[4]選取=0.7mm/r</p><p>　　3.切削速度的計(jì)算，由表4-20[4]選取=0.19mm/s，由公式</p><p><b>　?。?.5）</b></p><p

63、>　　求出755r/min。參照3-42[4]表，選取n=945r/min，將此轉(zhuǎn)速帶入公式</p><p><b>　　（4.6）</b></p><p>　　求出實(shí)際切削速度v=0.25 mm/s。</p><p><b>　　4.基本時(shí)間的計(jì)算</b></p><p><b>

64、　　，=8，</b></p><p><b>　?。?.7）</b></p><p>　　求出4.5s。輔助時(shí)間：=0.175=0.8s （4.8）</p><p>　　本工序總的工時(shí)：=5.3s。</p><p><b>　　工序2：鉆Ø20孔

65、</b></p><p>　　1.背吃刀量的確定,選取=15mm</p><p>　　2.進(jìn)給量的確定，由表4-21選取=1mm/r</p><p>　　3.切削速度的計(jì)算，由表4-20選取=0.42mm/s，由公式</p><p>　　求出402r/min。參照3-42表，選取n=490r/min，將此轉(zhuǎn)速帶入公式</p&

66、gt;<p>　　求出實(shí)際切削速度v=0.51mm/s。</p><p><b>　　4.基本時(shí)間的計(jì)算</b></p><p><b>　　，=9，</b></p><p>　　求出6.85s。輔助時(shí)間：=0.175=1.2s。 </p><p>　　本

67、工序總的工時(shí)：=7.05s。</p><p>　　工序3：鉆Ø11.6孔</p><p>　　1.背吃刀量的確定,選取=6.6mm</p><p>　　2.進(jìn)給量的確定，由表4-21選取=0.8mm/r</p><p>　　3.切削速度的計(jì)算，由表4-20選取=0.32mm/s，由公式</p><p>　　求

68、出527r/min。參照表3-42，選取n=590r/min，將此轉(zhuǎn)速帶入公式</p><p>　　求出實(shí)際切削速度v=0.36mm/s。</p><p><b>　　4.基本時(shí)間的計(jì)算</b></p><p><b>　　,，=9，</b></p><p>　　求出6.5s。輔助時(shí)間：=0.175

69、=1.14s。 </p><p>　　本工序總的工時(shí)：=7.64s。</p><p><b>　　工序4：銑Ø35孔</b></p><p>　　1.背吃刀量的確定,選取=14.8mm</p><p>　　2.進(jìn)給量的確定，由表4-21選取=1.4mm/r</p>&

70、lt;p>　　3.切削速度的計(jì)算，由表4-20選取=1.2mm/s，由公式</p><p>　　求出1274r/min。參照表3-42，選取n=1500r/min，將此轉(zhuǎn)速帶入公式</p><p>　　求出實(shí)際切削速度v=1.41mm/s。</p><p><b>　　4.基本時(shí)間的計(jì)算</b></p><p>&

71、lt;b>　　,，=12，</b></p><p>　　求出13.2s。輔助時(shí)間：=0.175=2.3s。 </p><p>　　本工序總的工時(shí)：=15.5s。</p><p><b>　　工序5：鏜Ø35孔</b></p><p>　　1.背吃刀量的確定,選取=

72、0.2mm</p><p>　　2.進(jìn)給量的確定，由表4-31[4]選取=1.4mm/r</p><p>　　3.切削速度的計(jì)算，選取=0.2mm/s，由公式</p><p>　　求出153r/min。參照3-42表，選取n=160r/min，將此轉(zhuǎn)速帶入公式</p><p>　　求出實(shí)際切削速度v=0.21mm/s。</p>

73、<p><b>　　4.基本時(shí)間的計(jì)算</b></p><p><b>　　,，=10，</b></p><p>　　求出10.2s。輔助時(shí)間：=0.175=1.8s。 </p><p>　　本工序總的工時(shí)：=12s。</p><p><b>　　工

74、序6：鉸Ø12孔</b></p><p>　　1.背吃刀量的確定,選取=0.4mm</p><p>　　2.進(jìn)給量的確定，由表4-29[4]選取=0.8mm/r</p><p>　　3.切削速度的計(jì)算，由表4-29選取=0.1mm/s，由公式</p><p>　　求出191r/min。參照表，選取n=260r/min，將

75、此轉(zhuǎn)速帶入公式</p><p>　　求出實(shí)際切削速度v=0.14mm/s。</p><p><b>　　4.基本時(shí)間的計(jì)算</b></p><p><b>　　,，=12，</b></p><p>　　求出13.75s。輔助時(shí)間：=0.175=2.41s。 </p

76、><p>　　本工序總的工時(shí)：=16.16s。</p><p>　　工序7：Ø35孔倒底側(cè)角1.5×45°，</p><p>　　1.背吃刀量的確定,選取=0.5mm</p><p>　　2.進(jìn)給量的確定，由表4-21選取=1mm/r</p><p>　　3.切削速度的計(jì)算，由表4-20選取=

77、0.42mm/s，由公式</p><p>　　求出402r/min。參照表3-42，選取n=490r/min，將此轉(zhuǎn)速帶入公式</p><p>　　求出實(shí)際切削速度v=0.51mm/s。</p><p><b>　　4.基本時(shí)間的計(jì)算</b></p><p><b>　　,，=9，</b></

78、p><p>　　求出4.87s。輔助時(shí)間：=0.175=0.85s。 </p><p>　　本工序總的工時(shí)：=5.72s。</p><p>　　工序9：粗銑凸輪外輪廓</p><p>　　1.背吃刀量的確定,選取=2mm</p><p>　　2.進(jìn)給量的確定，由表4-13[4]選取=2mm/r

79、</p><p>　　3.切削速度的計(jì)算，選取=1.04mm/s，由公式</p><p>　　求出1100r/min。參照表3-42，選取n=1225r/min，將此轉(zhuǎn)速帶入公式</p><p>　　求出實(shí)際切削速度v=1.15mm/s。</p><p><b>　　4.基本時(shí)間的計(jì)算</b></p>&l

80、t;p><b>　　,，=11，</b></p><p>　　求出19s。輔助時(shí)間：=0.175=3.5s。 </p><p>　　本工序總的工時(shí)：=22.5s。</p><p>　　工序10：粗銑凸輪內(nèi)輪廓</p><p>　　1.背吃刀量的確定,選取=14mm</p>

81、<p>　　2.進(jìn)給量的確定，由表4-13選取=2mm/r</p><p>　　3.切削速度的計(jì)算，選取=1.04mm/s，由公式</p><p>　　求出1100r/min。參照表3-42，選取n=1225r/min，將此轉(zhuǎn)速帶入公式</p><p>　　求出實(shí)際切削速度v=1.151mm/s。</p><p><b>

82、;　　4.基本時(shí)間的計(jì)算</b></p><p><b>　　,，=8，</b></p><p>　　求出19s。輔助時(shí)間：=0.175=3.5s。 </p><p>　　本工序總的工時(shí)：=22.5s。</p><p>　　工序9：精銑凸輪外輪廓</p><p

83、>　　1.背吃刀量的確定,選取=0.5mm</p><p>　　2.進(jìn)給量的確定，由表4-13選取=1mm/r</p><p>　　3.切削速度的計(jì)算，選取=1.4mm/s，由公式</p><p>　　求出1495r/min。參照表3-42，選取n=1500r/min，將此轉(zhuǎn)速帶入公式</p><p>　　求出實(shí)際切削速度v=1.41m

84、m/s。</p><p><b>　　4.基本時(shí)間的計(jì)算</b></p><p><b>　　,，=7，</b></p><p>　　求出14.2s。輔助時(shí)間：=0.175=2.5s。 </p><p>　　本工序總的工時(shí)：=16.7s。</p><

85、p>　　工序10：精銑凸輪內(nèi)輪廓</p><p>　　1.背吃刀量的確定,選取=0.5mm</p><p>　　2.進(jìn)給量的確定，由表4-13選取=1mm/r</p><p>　　3.切削速度的計(jì)算，選取=1.4mm/s，由公式</p><p>　　求出1495r/min。參照表3-42，選取n=1500r/min，將此轉(zhuǎn)速帶入公式&l

86、t;/p><p>　　求出實(shí)際切削速度v=1.41mm/s。</p><p><b>　　4.基本時(shí)間的計(jì)算</b></p><p><b>　　,，=7，</b></p><p>　　求出14.2s。輔助時(shí)間：=0.175=2.5s。 </p><p&

87、gt;　　本工序總的工時(shí)：=16.7s。</p><p>　　工序11：Ø35端面倒角</p><p>　　1.背吃刀量的確定,選取=0.5mm</p><p>　　2.進(jìn)給量的確定，由表4-21選取=1mm/r</p><p>　　3.切削速度的計(jì)算，由表4-20選取=0.42mm/s，由公式</p><p&g

88、t;　　求出402r/min。參照表3-42，選取n=490r/min，將此轉(zhuǎn)速帶入公式</p><p>　　求出實(shí)際切削速度v=0.51mm/s。</p><p><b>　　4.基本時(shí)間的計(jì)算</b></p><p><b>　　,，=9，</b></p><p>　　求出9.86s。輔助時(shí)間：

89、=0.175=1.73s。 </p><p>　　本工序總的工時(shí)：=11.6s。</p><p>　　由以上計(jì)算可得總的基本時(shí)間=181s。</p><p>　　表4.1 槽形凸輪的數(shù)控加工工序卡片</p><p>　　表4.2 槽形凸輪的數(shù)控加工工序卡片</p><p><b>

90、;　　5 夾具的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　機(jī)床夾具是機(jī)床上用以裝夾工件和引導(dǎo)刀具的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對(duì)于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。即可以認(rèn)為裝夾=定位+夾緊。</p><p>　　5.1 機(jī)床夾具有三大功用</p><p>　?。?）能穩(wěn)定地保證工件的加工精度— —用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)于刀具及機(jī)床

91、的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使工件的加工精度趨于一致。</p><p>　　（2） 能減少輔助工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率— —使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要?jiǎng)澗€找正，可顯著地減少輔助工時(shí)；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，可加大切削用量。</p><p>　?。?）能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能— —根據(jù)加工機(jī)床的成形運(yùn)動(dòng)，附以不同類型的夾具，即可擴(kuò)大機(jī)床原有的工

92、藝范圍。</p><p>　　5.2 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)要求</p><p>　?。?） 保證工件的加工精度——保證加工質(zhì)量的關(guān)鍵，就在于正確選定定位基準(zhǔn)， 定位方法和定位元件。</p><p>　?。?） 提高生產(chǎn)率、降低成本，經(jīng)濟(jì)性好——盡量采用各種快進(jìn)高效的結(jié)構(gòu)， 縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率。同時(shí)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)元件與標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，以降低夾具制造成本。</p>

93、<p>　?。?） 操作方便，省力和安全便于排屑——在客觀條件許可的前提下，盡可能采用氣動(dòng)，液壓和氣流等機(jī)械化夾緊裝置。</p><p>　　（4） 良好的工藝性——便于制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整、維修等。專業(yè)夾具的生產(chǎn)屬于單件生產(chǎn)。</p><p>　　5.3 工件的裝夾方法和裝夾方式</p><p>　　在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，定位安裝的基本原則是合理選

94、擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案。在選擇時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1）力求設(shè)計(jì)、工藝和編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。</p><p>　　2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。</p><p>　　3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。</p><p>　　根據(jù)工件特點(diǎn)，用一塊320mm×

95、;320mm×40mm的墊塊，在墊塊上分別精鏜Ø35mm及Ø12mm兩個(gè)定位，孔距離80±0.015mm，墊板平面度為0.05mm，該零件在加工前，先固定夾具的平面，使兩定位銷孔的中心連線與機(jī)床x軸平行，夾具平面要保證與工作臺(tái)面平行，并用百分表檢查。</p><p>　　5.4 確定夾具的類型</p><p>　　平面凸輪的裝夾以平面工作臺(tái)為安裝的基

96、礎(chǔ)，定位夾具或工件，并通過夾具最終定位夾緊工件，使工件在整個(gè)加工過程中始終與工作臺(tái)保持正確的相對(duì)位置。數(shù)控加工用的夾具大都是通用性的，編程人員在大多數(shù)情況下不進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)，而是選用。對(duì)專用的工夾具，編程人員可以參與設(shè)計(jì)方案的討論和提出要求，由夾具設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　平面凸輪加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出了兩個(gè)基本要求：一是保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定；二是要能協(xié)調(diào)凸輪零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸

97、。除此之外，此凸輪零件我們先用毛坯夾在車床上車一個(gè)平整光滑的平面，再以此平面作為粗基準(zhǔn)。然后把此平面安裝在銑床上加工出厚度為35mm的工件。定位基準(zhǔn)采用“一面兩孔”定位，即用圓盤A面和兩個(gè)基準(zhǔn)孔作為定位基準(zhǔn)。加工出此零件的外型。再以以上的定位基準(zhǔn)加工出凹槽和凸輪以及凸輪上面的通孔。</p><p><b>　　5.5 夾緊裝置</b></p><p>　　夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)保

98、證工件夾緊可靠、安全、不破壞工件的定位及夾壓表面的精度和粗糙度。同時(shí)夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。必要時(shí)還需要進(jìn)行夾緊力的估算。</p><p>　　采用估算法確定夾緊力的大小時(shí)，根據(jù)工件所受切削力、夾緊力的作用情況， 找出加工過程中對(duì)夾緊最不利的狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力，最后再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需要夾緊力.</p><p><b>　　即：Fwk=

99、KFw</b></p><p>　　式中 Fwk——實(shí)際所需要夾緊力，N；</p><p>　　Fw——在一定條件下，由靜力平衡算出的理論夾緊力，N；</p><p><b>　　K——安全系數(shù)。</b></p><p>　　由于所加工的零件對(duì)本工序加工的面沒有特殊的技術(shù)要求，雖然由于定位孔的加工誤差以及底

100、面的誤差，可能產(chǎn)生所加工的面的平面度、位置度等形位誤差，但是在這里是允許的。 </p><p>　　由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得：</p><p><b>　　式（5.1）</b></p><p><b>　　取，， 即：</b></p><p>　　螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按式計(jì)算：</p

101、><p>　　式中參數(shù)由資料《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可查得：</p><p><b>　　其中： </b></p><p><b>　　螺旋夾緊力：</b></p><p>　　安全系數(shù)K可由式計(jì)算。K = K0K1K2K3K4K5K6 =3.564</p><p>　　則夾緊力為

102、：Fwk=KFw=19174.32N</p><p>　　K0 ----K6 為考慮各種因素的安全系數(shù)，如下表：</p><p>　　表5.1 安全系數(shù)K0——K6</p><p>　　夾緊裝置是用于夾緊工件， 在切削時(shí)使工件在夾具中保持既定位置?？紤]到避免工件的夾緊變形， 夾緊件應(yīng)壓在剛度較好的大端上， 但為了便于操作和快速夾緊，與工件相接的夾緊件， 設(shè)計(jì)成可以取

103、卸的螺栓加工擋板結(jié)構(gòu)，這里夾緊裝置的其它部分還包括壓板、回轉(zhuǎn)螺釘。根據(jù)以上對(duì)數(shù)控銑削使用夾具的要求確定定位基準(zhǔn)采用“一面兩孔”定位，即用圓盤A 面和兩個(gè)基準(zhǔn)孔作為定位基準(zhǔn)。并根據(jù)零件的形狀特點(diǎn)采用一塊320mm×320mm×40mm的墊塊，在墊塊上分別精鏜35mm及12mm兩個(gè)定位孔，孔距離800.015mm，墊板平面度為0.05mm ，該零件在加工前，先固定夾具的平面，使兩定位銷孔的中心連線與機(jī)床X 軸平行，夾具平

104、面要保證與工作臺(tái)面平行，并用百分表檢查，采用雙螺母夾緊，提高裝夾剛性，防止銑削時(shí)振動(dòng)，裝夾方案示意圖見下圖。</p><p>　　圖 5.1 凸輪二維裝配圖</p><p>　　1—開頭墊圈 2—帶螺紋圓柱銷 3—壓緊螺母</p><p>　　4—帶螺紋削邊銷 5—墊圈 6—工件 </p><p>　　圖5.2 裝配三維圖</p>

105、<p>　　圖 5.3 裝配三維爆炸圖</p><p><b>　　6 仿真加工</b></p><p><b>　　6.1 圖形處理</b></p><p><b>　　a. 讀取文檔 </b></p><p>　　仿真加工是從Pro/E系統(tǒng)中輸出凸輪軸零件的

106、IGES格式文件；在Mastercam9.0系統(tǒng)中將凸輪軸零件的IGES 格式文件轉(zhuǎn)換成MC9格式文件。在菜單欄中選擇回主功能表/檔案/檔案轉(zhuǎn)換/IGES/讀取。</p><p><b>　　b. 坐標(biāo)處理 </b></p><p>　　進(jìn)行坐標(biāo)處理選取側(cè)面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)使刀具面與凸輪軸的軸頸垂直。然后建立第二個(gè)圖層，繪圖建立邊界盒，畫直線選取斜對(duì)稱的兩點(diǎn)端點(diǎn)。然后在轉(zhuǎn)換中

107、進(jìn)行平移，選擇斜直線的中點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)行重合。使凸輪軸的中點(diǎn)與坐標(biāo)中點(diǎn)進(jìn)行重合。</p><p>　　c. 曲面曲線處理 </p><p>　　建立第三個(gè)圖層，取消第二圖層。繪畫中選取曲面曲線然后選取要加工的面，點(diǎn)選執(zhí)行：</p><p>　　（1）單擊工作攔中的（構(gòu)圖面——俯視圖）按鈕，構(gòu)圖面設(shè)為俯視構(gòu)圖面。</p><p>　　（2）選擇

108、刀具路徑/曲面加工/粗加工/挖槽粗加工命令。</p><p>　?。?）選擇所有的/曲面命令，選擇所有曲面，選擇執(zhí)行命令。</p><p>　　6.2 走刀路線的確定及刀具選擇</p><p>　　單擊曲面挖槽刀路對(duì)話窗中的確定按鈕，系統(tǒng)提示選擇刀路范圍限定框（標(biāo)箭頭），選擇串連曲面邊界線，鼠標(biāo)拾取邊界線，選擇執(zhí)行命令，系統(tǒng)產(chǎn)生如圖所示曲面挖槽刀路</p>

109、;<p>　　圖6.1 鉆孔銑削路線</p><p>　　系統(tǒng)彈出如圖所示曲面粗加工挖槽刀具參數(shù)對(duì)話框，鼠標(biāo)放在空白處，單擊從刀庫(kù)中選取刀具，系統(tǒng)彈出如圖所示的刀具庫(kù)對(duì)話框，從刀具庫(kù)中選取直徑為12，刀尖角為1的圓角銑刀，在曲面挖槽刀具參數(shù)設(shè)置對(duì)話窗中輸入切削參數(shù)、程序名、冷卻等，如下圖所示。</p><p>　　圖 6.2曲面粗加工挖槽刀具參數(shù)對(duì)話框</p>

110、<p>　　圖6.3 刀具型式對(duì)話框圖 圖6.4 刀具規(guī)格選項(xiàng)卡</p><p>　　圖6.5已設(shè)置的刀具參數(shù)對(duì)話框</p><p>　　單擊曲面挖槽刀路對(duì)話框中的曲面加工參數(shù)選項(xiàng)卡，參數(shù)設(shè)置如圖所示。</p><p>　　圖6.6 曲面加工參數(shù)選項(xiàng)卡</p><p>　　單擊挖槽粗加工參

111、數(shù)選項(xiàng)卡，參數(shù)設(shè)置所示。</p><p>　　圖6.7 挖槽粗加工參數(shù)選項(xiàng)卡</p><p>　　單擊切削方向誤差值選項(xiàng)卡，參數(shù)設(shè)置如圖所示。</p><p>　　圖6.8 切削方向誤差值選項(xiàng)卡</p><p>　　單擊切削深度選項(xiàng)卡，切削深度參數(shù)設(shè)置所示。</p><p>　　圖6.9 切削深度選項(xiàng)卡</p&g

112、t;<p>　　鉆孔銑削完成后，進(jìn)行凸輪表面輪廓加工和凸輪槽內(nèi)輪廓加工以及刀具選擇相同，凸輪表面輪廓加工和凸輪槽內(nèi)輪廓加工的走刀路線如下圖所示：</p><p>　　6.10 凸輪表面輪廓加工走刀路線</p><p>　　6.11 凸輪槽內(nèi)輪廓加工走刀路線 </p><p>　　參數(shù)設(shè)置完成后，進(jìn)行曲面挖槽粗加工實(shí)體加工模擬。在菜單欄選擇刀具路徑/操

113、作管理，選擇實(shí)體驗(yàn)證選項(xiàng)卡，系統(tǒng)彈出如圖6.12所示的實(shí)體驗(yàn)證操作對(duì)話框，單擊按鈕，實(shí)體驗(yàn)證結(jié)果如圖6.13所示。</p><p>　　圖6.12 實(shí)體驗(yàn)證操作對(duì)話框</p><p>　　圖6.13刀路操作管理對(duì)話框</p><p>　　6.3 后置處理（生成NC 程序）</p><p>　　在菜單欄選擇刀具路徑，操作管理在彈出的對(duì)話框中單擊

114、后處理按鈕，系統(tǒng)彈出后處理程式對(duì)話框，選擇打開儲(chǔ)存NC 檔、編輯，單擊確定按鈕，系統(tǒng)彈出輸入程序名對(duì)話框，輸入程序名， 單擊保存按鈕，修改并保存。 最后生成如圖的程序編程</p><p>　　圖6.13 自動(dòng)生成NC程序代碼</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我明白的做事要嚴(yán)謹(jǐn)，要細(xì)心。畢業(yè)設(shè)

115、計(jì)是我們大學(xué)血液的完結(jié)篇，也是我們這四年大學(xué)成績(jī)的總結(jié)。在這次的設(shè)計(jì)中，我考慮到了很多的問題，從工藝分析到零件建模，從零件建模到零件加工，每一個(gè)工序的設(shè)計(jì)與分析都不能馬虎，每一個(gè)工序都要仔細(xì)的考慮清楚，想想這樣做是否嚴(yán)謹(jǐn)，是否可靠，是否有更好的方法，很大程度上提高了自己的動(dòng)手能力和獨(dú)立思考問題的能力，同時(shí)也是對(duì)前幾個(gè)學(xué)期的一個(gè)很好的總結(jié)。</p><p>　　從制作零件加工工藝規(guī)程到專用夾具的設(shè)計(jì)，再到后來零件圖

116、，毛坯圖，裝配圖的繪制，接著對(duì)平面槽型凸輪的零件圖進(jìn)行工藝分析，確定加工方法、路線等，并設(shè)計(jì)好各切削參數(shù)自動(dòng)編出加工刀路軌跡。然后跟據(jù)圖紙的工藝分析，選擇合理的工藝路線及加工方法，根據(jù)零件形狀、余量等選擇適用形狀大小的各種銑刀， 最后將Pro/E軟件繪制的三維圖利用數(shù)控加工仿真軟加工件Mastercam9.0進(jìn)行仿真模擬加工，生產(chǎn)刀具軌跡；使用后置處理程序選取相應(yīng)的配置文件，我更加深刻的體會(huì)到數(shù)控技術(shù)在零件加工與制造的作用及它的工作過程

117、。鞏固了對(duì)數(shù)控技術(shù)的掌握，在實(shí)例中加深了對(duì)理論知識(shí)的理解。數(shù)控技術(shù)自身所具有的明顯優(yōu)勢(shì)，使得它在零件加工中的應(yīng)用前景極為樂觀，隨著數(shù)控控制的進(jìn)一步的發(fā)展，我們深信，它必將在機(jī)械工程領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用。</p><p>　　設(shè)計(jì)過程中雖然出現(xiàn)了這樣或那樣的錯(cuò)誤，但經(jīng)過老師的指點(diǎn)和同學(xué)的幫助不但解決了問題還學(xué)到了不少知識(shí)。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了四年來所學(xué)的知識(shí)，以前模糊不清楚的問題得到了很好的解決。</

118、p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 楊叔子，周濟(jì).面向21世紀(jì)機(jī)械工程教學(xué)改革.高等工程教育研究，2002(1)：11-13、17</p><p>　　[2] 陳光明，基于數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)原則及方法研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2005(9).54-59.</p><p>　　[3] 蔡穎，薛

119、慶，徐弘山.CAD/CAM原理與應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社，1998(8):238-243</p><p>　　[4] 白婕靜，萬宏強(qiáng).機(jī)械制造工程學(xué)[M].兵器工業(yè)出版社，2008(3).</p><p>　　[5] 趙汝嘉,殷國(guó)富,CAD/CAM實(shí)用系統(tǒng)開發(fā)指南,機(jī)械工業(yè)出版社,2001(10):6-7、109-140</p><p>　　[6] 吳建華，謝東偉.數(shù)控