杯狀半蓋模型腔實(shí)體造型及加工刀具路徑

1、杯狀半蓋模型腔實(shí)體造型及加工刀具路徑摘要:數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而其隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，它對(duì)國計(jì)民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。關(guān)鍵詞：杯狀半蓋模型腔； 數(shù)控加工 目錄1杯狀半蓋凸模的造型 31.1 繪制杯狀半蓋凸模的旋轉(zhuǎn)面 31.2凸模的生成 82 數(shù)控加工 112.1 加工邊界和定義毛坯 112.2 區(qū)域式粗加工 132.3掃描線粗加工 152.4 掃描線精加工 182.5 軌跡仿真 212.6 生成g代碼 233 加工后的實(shí)體照片 254 零件的工藝分析264.1 制定產(chǎn)品工藝路線264.2確定切削用量

2、26致謝 28參考文獻(xiàn) 29附錄 301杯狀半蓋凸模的造型1.1 繪制杯狀半蓋凸模的旋轉(zhuǎn)面（1）啟動(dòng)caxa程序后，選中特征樹中的xoy平面，單擊鼠標(biāo)右鍵選擇“創(chuàng)建草圖”，如圖?；蛘咧苯訂螕魟?chuàng)建草圖 按鈕（按快捷鍵f2），進(jìn)入草圖繪制狀態(tài)。圖1-2（2）啟動(dòng)caxa程序后，單擊曲線生成工具欄上的按鈕，在特征樹下方的立即菜單中選擇“水平/鉛垂線”、“水平”，輸入長度=60，用鼠標(biāo)點(diǎn)取坐標(biāo)系原點(diǎn)，然后單擊鼠標(biāo)右鍵結(jié)束。 圖1-1（3）單擊曲線生成工具欄上的按鈕，在特征樹下方的立即菜單中選擇“水平/鉛垂線”、“鉛垂”，輸入長度=44，用鼠標(biāo)點(diǎn)取線段端點(diǎn)點(diǎn)，然后單擊鼠標(biāo)右鍵結(jié)束。 圖1-3（4）接著在

3、特征樹下方的立即菜單中選擇“平行線”輸入距離=10，之后選擇直線，在選擇方向，按右鍵確定。 圖1-4（5）在特征樹下方的立即菜單中選擇“角度線”選擇“y軸”，輸入角度=135，畫一條角度線與之前畫的平行線相交，如圖所示。 圖1-5（6）單擊線面編輯工具欄中的按鈕，輸入r=2,選中曲線和角度線，然后單擊鼠標(biāo)右鍵完成曲線過渡。單擊線面編輯工具欄中“曲線裁剪” 按鈕，裁剪掉多余的部分。 圖1-6（7）接著在特征樹下方的立即菜單中選擇“平行線”輸入距離=24，之后選擇直線，在選擇方向，按右鍵確定。 圖1-7（8）在特征樹下方的立即菜單中選擇“角度線”選擇“y軸”，輸入角度=35，畫一條角度線與之前畫的

4、平行線相交，如圖所示。圖1-8（9）再輸入角度=115，畫一條角度線，如圖所示。圖1-9（10）單擊線面編輯工具欄中“曲線裁剪” 按鈕，裁剪掉多余的部分。如圖1-10所示。（11）單擊線面編輯工具欄中的按鈕，輸入r=6,選中曲線和角度線，然后單擊鼠標(biāo)右鍵完成曲線過渡。之后再輸入r=10，選中曲線和角度線完成過渡。如圖1-11所示。圖1-10圖1-11（12）單擊曲線生成工具欄上的按鈕，在特征樹下方的立即菜單中選擇“兩點(diǎn)線”，在線段的左端畫一條垂線與角度線相交。單擊線面編輯工具欄中“曲線裁剪” 按鈕，裁剪掉多余的部分。這樣凸模的旋轉(zhuǎn)面就畫好了，如圖所示。圖1-121.2 凸模的生成（1）單擊曲線

5、生成工具欄上的按鈕，檢查草圖是否存在開口環(huán)。（2）單擊創(chuàng)建草圖 按鈕退出草繪，在曲線生成工具欄上選擇按鈕，在特征樹下方的立即菜單中選擇 “水平/鉛垂線”、“水平”，輸入長度=100，用鼠標(biāo)點(diǎn)取坐標(biāo)系原點(diǎn)，然后單擊鼠標(biāo)右鍵結(jié)束。圖1-13（3）單擊特征工具欄上的旋轉(zhuǎn)增料按鈕，在彈出的對(duì)話中選擇角度為180，按提示選擇之前畫的軸線和草圖0，點(diǎn)確定完成，這樣凸模就生成了。圖1-14（4）選中特征樹中的xoy平面，點(diǎn)擊按鈕，進(jìn)入草繪狀態(tài)。單擊曲線生成工具欄上的按鈕，選擇，輸入長=80，寬=50.如圖所示。用鼠標(biāo)點(diǎn)取坐標(biāo)系原點(diǎn)，然后單擊鼠標(biāo)右鍵結(jié)束該矩形的繪制。圖1-15單擊特征工具欄上的拉伸增料 按鈕

6、，選擇固定深度，深度為10，反向拉伸，選擇矩形為草圖點(diǎn)擊確定。圖1-16圖1-172 數(shù)控加工2.1 加工邊界和定義毛坯（1）單擊曲面生成工具欄上的按鈕，在狀態(tài)樹下選擇，用鼠標(biāo)在實(shí)體圖上選擇實(shí)體輪廓線，選擇完后單擊鼠標(biāo)右鍵完成。（2）單擊工具欄上的“加工”按鈕，在菜單中選擇“定義毛坯”。在彈出的對(duì)話框中選擇，之后點(diǎn)擊按鈕，在“毛坯類型”中選擇“鑄件”，單擊確定完成。圖2-1圖2-22.2 區(qū)域式粗加工（1）單擊菜單條上的“加工”按鈕，在主菜單下選擇“粗加工”中的“區(qū)域式粗加工”，在彈出的“區(qū)域式粗加工”對(duì)話框中設(shè)置粗加工參數(shù)。（2）設(shè)置區(qū)域式粗加工“加工參數(shù)”如圖2-3左，“切入切出”如圖2-

7、3右。（3）設(shè)置區(qū)域式粗加工“刀具參數(shù)”如圖2-4左，“加工邊界”如圖2-4右。 圖2-3 圖2-4（3）設(shè)置區(qū)域式粗加工“刀具參數(shù)”如上圖2-4左，“加工邊界”如上圖2-4右。（4）確認(rèn)其他參數(shù)系統(tǒng)默認(rèn)值。單擊“確定”按鈕退出參數(shù)設(shè)置。（5）按系統(tǒng)提示拾取加工輪廓。拾取矩形矩形邊框后單擊鼠標(biāo)右鍵，按系統(tǒng)提示“拾取島嶼” ，然后單擊鼠標(biāo)右鍵結(jié)束。（6）拾取完畢后，系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。稍等片刻，屏幕上會(huì)顯示生成如圖所示的軌跡，“加工管理”中也會(huì)出現(xiàn)軌跡樹。（7）生成區(qū)域式粗加工軌跡如圖2-5。圖2-5（7）拾取軌跡，單擊鼠標(biāo)右鍵在彈出菜單中選擇“隱藏”命令，隱藏生成的區(qū)域式粗加工軌跡，以便于下一步

8、操作。2.3掃描線粗加工（1）單擊菜單條上的“加工”按鈕，在主菜單下選擇“粗加工”中的“掃描線粗加工”， 在彈出的“掃描線粗加工”對(duì)話框中設(shè)置粗加工的參數(shù)。（2）設(shè)置掃描線粗加工“加工參數(shù)”如圖2-6左，“刀具參數(shù)”如圖2-6右。（3）設(shè)置掃描線粗加工“切削用量”如圖2-7左，“加工邊界”如圖2-7右。 圖2-6 圖2-7（4）確認(rèn)其他參數(shù)系統(tǒng)默認(rèn)值。單擊“確定”按鈕退出參數(shù)設(shè)置。按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提示選取加工對(duì)象，按鼠標(biāo)右鍵確定，之后選擇加工邊界，然后單擊鼠標(biāo)右鍵結(jié)束。（5）拾取完畢后，系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。稍等片刻，屏幕上會(huì)顯示生成如圖所示的軌跡，“加工管理”中也會(huì)出現(xiàn)軌跡樹。生成掃描線粗加工軌跡如

9、圖。圖2-8（6）拾取軌跡，單擊鼠標(biāo)右鍵在彈出菜單中選擇“隱藏”命令，隱藏生成的掃描線粗加工軌跡，以便于下一步操作。2.4 掃描線精加（1）單擊菜單條上的“加工”按鈕，在主菜單下選擇“精加工”中的“掃描線線精加工”， 在彈出的“掃描線精加工”對(duì)話框中設(shè)置精加工的參數(shù)。（2）設(shè)置掃描線精加工“加工參數(shù)”如圖2-9左，“切削用量”如圖2-9右。（3）設(shè)置掃描線精加工“刀具參數(shù)”如圖2-10左，“加工邊界”如圖2-10右。 圖2-9 圖2-10（4）確認(rèn)其他參數(shù)系統(tǒng)默認(rèn)值。單擊“確定”按鈕退出參數(shù)設(shè)置。（5）按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提示選取加工對(duì)象，按鼠標(biāo)右鍵確定，之后選擇加工邊界，然后單擊鼠標(biāo)右鍵結(jié)束。（6）

10、拾取完畢后，系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。稍等片刻，屏幕上會(huì)顯示生成如圖所示的軌跡，“加工管理”中也會(huì)出現(xiàn)軌跡樹。（7）生成掃描線精加工軌跡如圖2-11。圖2-11（6）在軌跡樹邊單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇“全部顯示”。如圖所示。圖2-122.5 軌跡仿真（1）在左邊的軌跡樹中選定“1-區(qū)域式粗加工”單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇“軌跡仿真”。 系統(tǒng)將進(jìn)入軌跡仿真界面，按按鈕，在彈出的“仿真加工”框中點(diǎn)擊按鈕進(jìn)行仿真加工。 2-13（2）在軌跡樹中依次選中“2-掃描線粗加工”，“3-掃描線精加工”，進(jìn)行仿真加工。 圖2-14 圖2-15（3）在軌跡樹中按住ctrl鍵，同時(shí)選中“1-區(qū)域式粗加工”

11、、“2-掃描線粗加工”、“3-掃描線精加工”，進(jìn)行軌跡仿真。 圖2-162.6 生成g代碼（1）選中“區(qū)域式粗加工”單擊“加工”/“后置處理”/“生成g代碼” ，在彈出的“選擇后置文件”對(duì)話框中給定要生成的g代碼文件名，o0001.cut,如圖2-17，選擇其存儲(chǔ)路徑，單擊“保存”按鈕。（2）之后選擇“掃描線粗加工”軌跡生成“等高線粗加工”g代碼，以文件名o0002.cut保存,如圖2-18.（3）選擇“掃描線精加工”軌跡生成“掃描線精加工”g代碼，以文件名o0003.cut保存.如圖2-19。圖2-17圖2-18圖2-193 加工后的實(shí)體照片4 零件的工藝分析4.1 制定產(chǎn)品工藝路線（1）

12、確定毛坯為80x80x50mm的鋁合金。（2）由零件圖得,以毛坯的上端面為粗基準(zhǔn),以下端面為精基準(zhǔn)。工序1:以下端面為定位基準(zhǔn),粗銑上端面。工序2:以下端面為定位基準(zhǔn), 粗銑凸臺(tái)上表面。工序3:以下端面為定位基準(zhǔn),粗銑模型上表面。工序4:以下端面為定位基準(zhǔn),精銑模型上表面。工序5:去毛刺。工序6:終檢。4.2確定切削用量（1）加工條件機(jī)床：數(shù)控銑床刀具：高速鋼直柄立銑刀（2）確定背吃刀量根據(jù)已知數(shù)據(jù)查表得，ap=1.5mm （3）計(jì)算切削速度vcvc=cvd0qv/tmapxvfzyvaeuvzpv(kv) （公式1-1） 將數(shù)據(jù)代入公式:vc1101.23m/min故取vc100m/min（

13、4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:ns=1000vc/d0=800r/min （公式2-1）（5）校驗(yàn)機(jī)床功率:查表得：pcc=3.0kw主軸允許功率pcm=4.5*0.75kw=3.375kw （公式3-1）pcm.pcc 故校驗(yàn)合格所以ap=1.5mm,nc=800r/min,vc=100m/min致謝在論文完成之際，我要特別感謝指導(dǎo)我的張老師.在張老師的熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)。在我撰寫論文的過程中，張老師傾注了大量的心血和汗水，無論是在論文的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了張老師悉心細(xì)致的教誨和無私的幫助，特別是他廣博的學(xué)識(shí)、深厚的學(xué)術(shù)素養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和一

14、絲不茍的工作作風(fēng)使我終生受益，在此表示真誠地感謝和深深的謝意。 在論文的寫作過程中，也得到了許多同學(xué)的寶貴建議，同時(shí)還到許多在工作過程中許多同事的支持和幫助，在此一并致以誠摯的謝意。 感謝所有關(guān)心、支持、幫助過我的良師益友。 最后，向在百忙中抽出時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行評(píng)審并提出寶貴意見的各位老師表示衷心地感謝！參考文獻(xiàn)1 高曉康主編.幾何精度設(shè)計(jì)及檢測m上海.上海交通大學(xué)出版社，20022 王紀(jì)安主編.工程材料與材料成型工藝m北京，高等教育出版社，20043 中國機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì)組編.機(jī)械制造基礎(chǔ)m北京，機(jī)械工業(yè)出版社，20014 楊可楨、程光蘊(yùn).設(shè)計(jì)基礎(chǔ)m北京，高等教育出版社，19995 西北大學(xué)機(jī)

15、械原理及機(jī)零教研主編.機(jī)械設(shè)計(jì)m.北京：高等教育出版社.1988.6 上海工業(yè)大學(xué)史美堂主編.金屬材料及熱處理m.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1993.7 汪恍主編.設(shè)計(jì)機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊(cè)m.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1997.8 萬輝青主編.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法m.北京:清華大學(xué)出版社.1995.9洪慎章，實(shí)用注塑成型及模具設(shè)計(jì)m. 北京：機(jī)械出版社,2006.10中國機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì)組編.機(jī)械制造基礎(chǔ)m北京，機(jī)械工業(yè)出版社，200111馮榮坦主編.caxa制造工程師2004基礎(chǔ)教程m北京，機(jī)械工業(yè)出版社.200512何偉等編著. mastercam基礎(chǔ)與應(yīng)用教程m.機(jī)械工業(yè)出版社,2005.13華中銑削數(shù)控系統(tǒng)編程說明書14華中銑削數(shù)控