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平面槽形凸轮零件的加工工艺设计与数控编程设计

择粗基准的选择精基准的选用.制定加工工艺路线刀具的选择和切削用量的确定.铣削用刀具及其选择.刀具材料应该满足零件的加工要求加工参数的选择及时间定额计算夹具的设计.机床夹具有三大功用.机床夹具设计要求.工件的装夹方法和装夹方式.确定夹具的类型.夹紧装置仿真加工.图形处理.走刀路线的确定及刀具选择.后置处理生成程序总结参考文献致谢附录仿真程序代码毕业设计论文知识产权声明毕业设计论文独创性声明绪论.研究背景凸轮的设计和制造精度直接影响到设备的运转精度，因此采用高精确的设计方法和数控加工手段成为现在凸轮制造业的方向。随着凸轮应用领域的不断扩大，对其设计提出了更高的要求。凸轮机构轮廓曲线设计般有图解法和解析法两种方法。图解法简单易行比较常用，但效率低误差大，不能满足现代工程对零件的高精度要求。随着计算机及数值计算方法的发展,解析法在凸轮机构设计中得到越来越多的应用。在凸轮的设计及加工中采用计算机辅助设计与制造的方法已日益普遍。平面槽型凸轮的设计需要利用解析法来确定轮廓曲线，从设计上减少误差，已求达到能够准确的体现运动轨迹，同时要求能够尽量的提高设计的效率，建立它的模型易于更改，这是设计的传承性以及广泛的推广性所必需的。通过软件进行几何建模，在计算机上实现平面槽凸轮的三维可视化设计，同时在加工仿真环境下对设计的模型进行加工检验，确定编制的代码生成的加工轨迹以及加工工艺。显然，利用数控技术对槽形凸轮进行铣削加工，将大大提高设计的精确性，降低设计生产开发周期，提高生产率。.平面凸轮机构的发展方向是种功能强大的软件由和两大部分组成，并分成造型，铣削加工，车削加工和线切割个功能模块。集设计与制造于体。采用图形交互方式自动编程。编程人员根据屏幕提示的内容于计算机对话，选择菜单目录或回答计算机的提问，直至将所有问题回答完毕，然后即可自动生成程序。程序的自动产生是受软件的后置处理功能控制的，不同的加工模块和不同的数控系统对应于不同的后处理文件。平面凸轮是随着凸轮机构的设计理论和技术的发展而发展的。凸轮软件由最初的只能代替手工进行计算,逐步发展到能实现三维实体造型机构仿真自动编程等功能，并且还在不断发展下去。平面凸轮机构的发展主要有以下几个方向.面向并行工程的集成化并行工程以产品设计为突破口，要求产品开发人员在设计阶段就考虑产品整个生命周期的所有要素，包括质量成本进度用户需求等，以便最大限度地提高产品开发效率和次成功率。面向并行工程的平面凸轮机构系统集成化，在设计阶段就充分考虑制造使用等各个阶段的特点和要求,设计的平面凸轮机构制造精度高性能优良使用可靠。并行工程的发展，对平面凸轮机构提出了很高的要求。例如，在设计理论和设计方法上，设计模型的建立不但要考虑凸轮机构的几何运动关系，还要考虑其功能制造材料使用等多方面的信息在凸轮机构的仿真方面,要求能进行三维实体的运动仿真和加工仿真借助网络和工程数据库管理技术,实现数据共享和数据的动态修改建立统友好的人机界面，充分发挥人在并行工程中的作用等等。目前的平面凸轮机构软件还远远满足不了上述并行工程的要求。.智能化智能化就是应用人工智能技术实现产品生命周期各个环节的智能化和实现生产过程各个环节的智能化。平面凸轮机构智能化就是实现平面凸轮机构的设计制造等环节的智能化，提高设计和工艺水平，缩短周期，降低成本。.网络化网络技术是建立在硬件技术软件技术以及通讯技术之上的，并与它们共同发展的门技术。网络技术是实现各种制造系统自动化的基础，特别是实现基于异地设计与异地制造技术的基础。网络技术是集成技术中的关键技术之。.柔性化和通用化凸轮机构的种类繁多功能不，而且多样性及单件小批是现代机械设计和制造发展的方向，因此，凸轮机构软件相应地要能适应各种不同的凸轮机构的设计要求，高效精确地设计制造出各种不同种类的凸轮机构。现有大多数凸轮机构的设计方法般只能设计种或几种凸轮机构，采用的建模方法比较落后，效率不高，适应性不强，通用性很差。柔性化设计和柔性化系统建模方法是现代凸轮机构研究的前沿，利用此技术，可以大大提高设计的效率和适应性。当今，在电子技术和计算机技术的高速发展的同时，制造业发生了根本性的变化，其中个重要的标志就是数控技术的广泛应用。数控加工技术对我国经济建设的发展具有重要的意义。当前我国企业的生产正逐步从原来的粗放型转向内涵型，产品生产也从原来的“粗制”转变为“精制”。为了保证产品质量，降低成本，提高生产效率，企业在未来的生产中自动化程度将大大提高，线的生产将向机电体化程控化数字化方向发展普通机床逐渐被高效率高精度的数控机床所代替，制造业正朝着高自动化高智能化的方向发展。与普通机床相比，数控机床可显著提高加工效率和加工精度，例如凸轮轮廓中非圆的平面曲线，普通机床要么根本无法加工，要么加工精度很低，要么加工时间很长，而使用数控机床可以在很短的时间内加工出来，其加工精度和加工效率是普通机床所无法达到的。数控技术在短短几十年内得到了飞速发展，并己形成了巨大的生产力。正因为如此，国内外企业家和专家们已形成共识今后相当段时间内，机械加工技术的发展和竞争，主要是数控技术的发展与竞争。.课题内容及实施步骤本设计的课题是完成数控编程中的加工工艺分析和夹具设计，并应用.进行数控模拟加工，最后生成程序。论文主要是拟定加工方案，确定加工路线和加工内容，选择合适的刀具和切削用量等选择合适的夹具及装夹方法，设计指定工序的机床夹具以及对些特殊的工艺问题的考虑数控铣工艺性分析及程序编制，最后完成零件的三维建模，并用软件进行刀具路径的建立及模拟，自动生成数控加工程序。零件的分析及工艺规程设计.零件的作用平面槽型凸轮可以定义为个具有曲槽的机件，利用其回转，可以使另组件从动子提供预先设定的运动。从动子之路径大部限制在个滑槽内，以获得往覆运动。在其回复的行程中，利用导槽使其在特定的路径上运动。凸轮是项相当重要的连杆件，因为其应用简单，但却容易达到所需之运动目的，故在自动化机械中，凸轮机构已成为许多高速，高效，高精度自动机，半自动机和自动生产线中不可缺少的部分，做为凸轮机构中的主要零件凸轮的加工精度就显得很重诸如机械加工印刷机内燃机或计算器等，凸轮机构之应用相当普遍。凸轮的设计和制造精度直接影响到设备的运转精度，因此就要求有高精确的设计方法和数控加工手段。.工艺分析如图.所示为槽形凸轮零件图，该零件是个外部轮廓经过加工的圆盘，圆盘直径为，这次的任务是在铣床上加工槽与孔及使外部轮廓达到尺寸要求，零件的材料为，切削加工性能较好。图.凸轮二维图图.凸轮三维图平面槽型凸轮的主要要求如下由零件图知该零件的精度为，孔的精度为，槽的精度为，其余没有作出要求均按，查表可知公差取即可，粗糙度除了，圆孔及槽壁为.，外槽底面为.比较容易加工。凸轮内外轮廓面对面有.的垂直度要求。.毛坯的确定毛坯的选择包括选择毛坯的种类和确定毛坯的制造方法两个方面。常用的毛坯种类有铸件锻件型材焊接件等。选择毛坯时主要考虑下列因素.毛坯应有充分稳定的加工余量.毛坯类型的装夹适应性.分析毛坯的余量大小及匀称性。确定该零件的材料为的铸件，该材料较软有良好的加工切削性能。毛坯余量的确定，加工余量可以由机械加工工艺手册查到。但是还要考虑到后面为达到各个表面加工的粗糙度要求，为各种加工留下合适的余量等因素，确定下来的毛坯总余量如下径向尺寸粗加工余量精加工余量.径向尺寸轴向尺寸端面粗加工精加工.轴向尺寸图.零件毛坯图.基准的选择机械加工的最初工序只能用工件毛坯上的未加工表面作为定位基准，这种定位基准称之为粗基准。用以加工的表面作定位基准则称之为精基准。在制定零件机械加工工艺规程时，总是先考虑怎样的精基准定位能把工件加工到设计要求，然后再考虑如何运用选取的粗基准，把用作精基准的表面加工出来。粗基准的选择选择粗基准时，必须达到以下两个基本要求其，应保证所有加工表面都有足够的加工余量其二，应保证工件加工表面和不加工表面之间具有定的位置精度。粗基准的选择原则如下选不加工表面为粗基准。尤其应选与加工表面有位置精度要求的不加表面，可保证加工表面与不加工表面间的位置精度选择重要表面为粗基准，可保证重要表面的加工余量加工精度较高粗基准只可使用次，应避免重复使用，避免产生较大的定位误差使加工表面间出现较大的位置误差选平整光洁无飞边，浇帽口等缺陷报名为粗基准，可使共定位可靠夹紧方便选择加工余量较小的表面为粗基准，可保证各加工表面都有足够的加工余量。根据以上原则选用外圆轴心线,和面为粗基准。精基准的选用选择精基准时应参考以下原则尽可能选择加工表面的设计基准为精基准，即“基准重合”，避免产生基准不重合误差尽可能在多数工序中采用同组精基准，即“统基准”，减少设计和制造费用，并减少基准变换所带的定位误差。便于装夹，定位准确稳定装夹可靠夹具简单的表面为精基准。有些精加工工序，可选择加工表面本身为定位基准，即“自为基准”。对位置精度要求较高的表面，可采用“互为基准”，反复加工，以保证高的位置精度根据以上原则，选用孔，圆柱面轴心，面作精基准，它是零件的设计基准，符合“基准重合”的原则。并且便于装夹，定位准确稳定装夹可靠。.制定加工工艺路线安排平面凸轮的加工工步时除考虑通常的加工工艺要求之外，还应考虑下列因素.以相同定位夹紧方式或同把刀具加工的内容，最好接连进行，以减少刀具更换次数，节省辅助时间。.在次安装的工序中进行的多个工步，应先安排对工件刚性破坏较小的工步。.工步顺序安排和工序顺序安排是类似的，都遵循由粗到精的原则。先进行重切削粗加工，去除毛坯大部分加工余量，然后安排些发热小加工要求不高的加工内容如钻小孔攻螺纹等，最后再精加工。.考虑走刀路线，减少空行程。如决定结构的加工顺序时，还应兼顾到邻近的加工结构的加工顺序，考虑相邻加工结构的些相似的加工工步能否统起来，用把刀接连加工，减少换刀次数和空行程移动量。根据以上原则特设定凸轮的加工工序如下工序切面定位钻中心孔处工序钻孔钻.孔工序粗铣孔工序精镗孔工序铰孔工序铣孔底侧倒角工序面两孔定位粗铣凸轮表面及外轮廓工序粗铣凸轮槽内轮廓工序精铣凸轮槽内轮廓工序精铣凸轮槽外轮廓工序钻孔攻丝及铣孔倒角刀具的选择和切削用量的确定刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常考虑机床的加工能力工序内容工件材料等因素。与传统加工方法相比，数控加工对刀具的要求，尤其在刚性和寿命方面更为严格。应根据机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关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是既要求精度高强度大刚性好寿命长，又要求尺寸稳定，安装调整方便。在满足加工