武漢紡織大學畢業設計(論文)(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 了工廠中的加工工藝經驗，它是二者的完美結合。在 CAXA 制造工程師中做刀具軌跡，已經不是一種單純的數值計算，而是工廠中數控加工經驗的生動體現，也是你個人加工經驗的積累，它人加工經驗的繼承，為滿足特殊的工藝需要，CAXA 制造工程師能夠對已生成的刀具軌跡進行編輯。CAXA 制造工程師還可通過模擬仿真檢驗生成的刀具軌跡的正確性和是否有過切產生。并可通過代碼較核，用圖形方法檢驗加工代碼的正確性。(b) 后期 G 代碼生成在屏幕上用圖形形式顯示的刀具軌跡要變成可以控制機床的代碼，需進行所謂后期處理。后期處理的目的是形成數控指令文件，也就是平我們經常說的G 代碼程序或 NC 程序。CAXA 制造工程師提供的后期處理功能是非常靈活的，它可以通過用戶自己修改某些設置而適用各自的機床要求。用戶按機床規定的格式進行定制，即可方便地生成和特定機床相匹配的加工代碼。(c) 加工代碼輸出生成數控指令之后，可通過計算機的標準接口與機床直接連通。CAXA 制造工程師可以提供我們自己開發的通信軟件，完成通過計算機的串口或并口與機床連接，將數控加工代碼傳輸到數控機床，控制機床各坐標的伺服系統，驅動機床。 零件模具的造型a. 在【零件特征 】中選擇 XY 平面，在該平面進行建模。單擊 【草圖】圖標 ，建立草圖。7 / 66圖 21 零件草圖 1b. 單擊【拉伸增料】圖標 ，在對話框中選擇類型為固定深度、深度 10，如圖 22 所示。ab圖 22 拉伸增料8 / 66c. 選擇上圖毛坯的上表面，在該平面進行建模。單擊【草圖】圖標 ，建立草圖。圖 23 零件草圖 2 d. 單擊【拉伸增料】圖標 ，在對話框中選擇類型為固定深度、深度 10，如圖 24 所示。（a）9 / 66b圖 24 拉伸增料e. 在【零件特征 】中選擇 XY 平面，在該平面進行建模。單擊 【草圖】圖標 ，建立草圖。10 / 66圖 25 零件草圖 3f. 單擊【拉伸增料】圖標 ，在對話框中選擇類型為固定深度、深度 5，如圖26 所示 ab圖 26 拉伸增料g. 單擊【拔模】圖標 ，角度設為 30，需過渡的元素為邊面，如圖 27 所示。11 / 66ab12 / 66圖 27 拔模h. 單擊 【過渡】圖標 ，半徑設為 3，需過渡的元素為邊面，如圖 28 所示ab圖 28 過渡i. 最終形成模型圖，如圖 29 所示。13 / 66圖 29 模型圖3. 零件模具的加工工藝分析 數控加工工藝數控銑床加工工藝過程一般是：先通過分析零件圖樣，明確工件適合在數控銑削的加工內容、加工要求，然后以此為出發點確定零件在數控銑削的加工工藝和過程順序。接著確定數控加工的工藝裝備，如：確定何種類型、規格、技術參數的機床；考慮工件如何裝夾及裝夾方案的擬定；選擇適合加工的表面、結構特征和技術要求的刀具并進行調試，明確和細化工步的具體內容，包括對走刀路線、位移量和切削參數等的確定。數控銑床加工工藝過程如圖 31 所示。14 / 66加 工 圖 樣加 工 方 案裝 夾 方 法標 準 夾 具 特 殊 夾 具 刀 具 選 擇標 準 刀 具 特 殊 刀 具加 工 中 心 數 據 表刀 具 對 刀試 運 行 試 切 削工 件 毛 坯 數 控 銑 床 加 工 零 件設 計 加 工 程 序編 制 程 序輸 入 介 質圖 31 數控銑床加工工藝過程 分析零件圖I 分析零件的尺寸標注在分析零件圖時，除了考慮尺寸數據是否有遺漏或重復、尺寸標注是否模糊不清和尺寸是否封閉等因素外，還應該分析零件圖的尺寸標注方法是否便于編程。無論是用絕對、增量、還是混合方式編程，都希望零件結構的形位尺寸從同一基準出發標注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法，不僅便于編程，而且便于尺寸之間的相互協調，并便于保持設計、制造及檢驗基準與編程原點設置的一致性。不從同一基準出發標注的分散類尺寸，可以考慮通過編程時的坐標系變換的方法，或通過工藝尺寸鏈解算的方法變換為統一基準的工藝尺寸。此外，還有一些封閉尺寸，為了同時保證孔間距的公差，直接按名義尺寸編程是不行的，在編程時必須通過尺寸鏈的計算，對原孔位尺寸進行適當的調整，保證加工后的孔距尺寸符合公差要求。實際生產中有許多與此相類似的情況，編程時一定要引起注意。分析加工的質量要求 15 / 66檢查零件加工結構的質量要求，如尺寸加工精度、形位公差及表面粗糙度在現有的加工條件下是否可以得到保證，是否還有更經濟的加工方法或方案。雖然數控銑床的加工精度高，但對一些過薄的腹板和緣板零件應認真分析結構特點。這類零件在實際加工中因較大切削力的作用容易使薄板產生彈性退讓變形，從而影響到薄板的加工精度，同時也影響到薄板的表面粗糙度。當薄板的面積較大而厚度又小于 3mm 時，就應充分重視這一問題，并采取相應措施來保證其加工的精度。如在工藝上，減小每次進刀的切削深度或切削速度，從而減小切削力等方法來控制零件在加工過程中的變形，并利用 CNC 機床的循環編程功能減少編程工作量。在用同一把銑刀、同一個刀具補償值編程加工時，由于零件輪廓各處尺寸公差帶不同，很難同時保證各處尺寸在尺寸公差范圍內。這時一般采取的方法是：兼顧各處尺寸公差，在編程計算時，改變輪廓尺寸并移動公差帶，改為對稱公差。采用同一把銑刀和同一個刀具半徑補償值加工。 數控加工工藝概念與工藝過程 數控加工工藝是指采用數控機床加工零件時，所運用各種方法和技術手段的總和，應用于整個數控加工工藝過程。 數控加工工藝是伴隨著數控機床的產生、發展而逐步完善起來的一種應用技術，它是人們大量數控加工實踐的經驗總結。數控加工工藝過程是利用切削刀具在數控機床上直接改變加工對象的形狀、尺寸、表面位置、表面狀態等，使其成為成品或半成品的過程。 數控加工過程是在一個由數控機床、刀具、夾具和工件構成的數控加工工藝系統中完成的。數控機床是零件加工的工作機械，刀具直接對零件進行切削，夾具用來固定被加工零件并使之占有正確的位置，加工程序控制刀具與工件之間的相對運動軌跡。工藝設計的好壞直接影響數控加工的尺寸精度和表面精度、加工時間的長短、材料和人工的耗費，甚至直接影響加工的安全性。所以掌握數控加工工藝的內容和數控加工工藝的方法非常重要。 數控銑床加工的工藝設計特點 工藝規程是工人在加工時的指導性文件。由于普通銑床受控于操作工人，16 / 66因此，在普通銑床上用的工藝規程實際上只是一個工藝過程卡，銑床的切削用量、進給路線、工序的工步等往往都是由操作工人自行選定。數控銑床加工的程序是數控銑床的指令性文件，數控銑床受控于程序指令，加工的全過程都是按程序指令自動進行的，因此，數控銑床加工工藝與普通銑床工藝規程有較大差別，涉及的內容也較廣。數控銑床加工程序不僅要包括零件的工藝過程，而且還要包括切削用量、進給路線、刀具尺寸以及銑床的運動過程。工藝方案的好壞不僅會影響銑床效率的發揮，而且將直接影響到零件的加工質量。正因為數控加工采用了計算機控制系統和數控機床，使得數控加工與普通加工相比具有加工自動化程度高、精度高、質量穩定、生成效率高、周期短、設備使用費用高等特點。數控加工工藝上與普通加工工藝也具有一定的差異。A. 數控加工工藝內容要求更加具體、詳細 普通加工工藝：許多具體工藝問題，如工步的劃分與安排、刀具的幾何形狀與尺寸、走刀路線、加工余量、切削用量等，在很大程度上由操作人員根據實際經驗和習慣自行考慮和決定，一般無須工藝人員在設計工藝規程時進行過多的規定，零件的尺寸精度也可由試切保證。 數控加工工藝：所有工藝問題必須事先設計和安排好，并編入加工程序中。數控工藝不僅包括詳細的切削加工步驟，還包括工夾具型號、規格、切削用量和其他特殊要求的內容，以及標有數控加工坐標位置的工序圖等。在自動編程中更需要確定詳細的各種工藝參數。B. 數控加工工藝要求更嚴密、精確 普通加工工藝：加工時，可以根據加工過程中出現的問題，比較自由地進行人為調整。 數控加工工藝：自適應性較差，加工過程中可能遇到的所有問題必須事先精心考慮，否則導致嚴重的后果。如攻螺紋時，數控機床不知道孔中是否已擠滿切屑，是否需要退刀清理一下切屑再繼續加工。又如非數控機床加工，可以多次“試切”來滿足零件的精度要求；而數控加工過程，嚴格按規定尺寸進給，要求準確無誤。因此，數控加工工藝設計要求更加嚴密、精確。 17 / 66C. 制定數控加工工藝要進行零件圖形的數學處理和編程尺寸設定值的計算 編程尺寸并不是零件圖上設計的尺寸的簡單再現。在對零件圖進行數學處理和計算時，編程尺寸設定值要根據零件尺寸公差要求和零件的形狀幾何關系重新調整計算，才能確定合理的編程尺寸。 D. 考慮進給速度對零件形狀精度的影響 制定數控加工工藝時，選擇切削用量要考慮進給速度對加工零件形狀精度的影響。在數控加工中，刀具的移動軌跡是由插補運算完成的。根據插補原理分析，在數控系統已定的條件下，進給速度越快，則插補精度越低，導致工件的輪廓形狀精度越差。尤其在高精度加工時，這種影響非常明顯。 E. 強調刀具選擇的重要性 復雜形面的加工編程通常采用自動編程方式。自動編程中，必須先選定刀具再生成刀具中心運動軌跡，因此對于不具有刀具補償功能的數控機床來說，若刀具預先選擇不當，所編程序只能推倒重來。F. 數控加工工藝的特殊要求 1) 由于數控機床比普通機床的剛度高，所配的刀具也較好，因此在同等情況下，數控機床切削用量比普通機床大，加工效率也較高。 2) 數控機床的功能復合化程度越來越高，因此現代數控加工工藝的明顯特點是工序相對集中，表現為工序數目少，工序內容多，并且由于在數控機床上盡可能安排較復雜的工序，所以數控加工的工序內容比普通機床加工的工序內容復雜。 3) 由于數控機床加工的零件比較復雜，因此在確定裝夾方式和夾具設計時，要特別注意刀具與夾具、工件的干涉問題。 G. 數控加工程序的編寫、校驗與修改是數控加工工藝的一項特殊內容普通工藝中，劃分工序、選擇設備等重要內容，對數控加工工藝來說屬于已基本確定的內容，所以制定數控加工工藝的著重點是整個數控加工過程的分18 / 66析，關鍵在確定進給路線及生成刀具運動軌跡。復雜表面的刀具運動軌跡生成需借助自動編程軟件，既是編程問題，當然也是數控加工工藝問題。這也是數控加工工藝與普通加工工藝最大的不同之處。 數控銑床加工工藝的主要內容 根據實際應用需要，數控銑床加工工藝主要包括以下內容： ① 確定適合在數控銑床上加工的零件或加工內容。② 對擬定在數控銑床加工的零件或加工內容進行工藝分析。通過分析被加工零件的圖樣，針對零件加工結構內容及技術要求初步擬定適當的工藝措施。③ 確定零件的總體加工方案。包括確定零件整個加工過程的工序劃分、各工序間的順序、數控銑床上加工工序與非數控加工工序的銜接等。 ④ 數控銑床上的加工工序的設計。如選取零件的定位基準、裝夾方案的確定、工步的劃分、刀具的選擇和確定切削用量及確定加工路線等。⑤ 確定數控加工前的調整方案。如對刀方案、換刀點、刀具預調和刀具補償方案及確定加工路線等。 加工方法的確定機械零件的結構形狀是多種多樣的，但它們都是由平面、外圓柱面、內圓柱面或曲面、廓形面等