平面槽形凸轮零件的数控加工.doc

数控原理与应用课程设计 课题名称: 平面槽形凸轮零件的数控加工 专 业: 机械设计制造及其自动化专业 学 校： 班 级： 姓 名： 学号： 指导老师: 时 间： 目 录 1.引言 2 数控编程中的零件加工工艺分析数控加工工艺概述 常用数控加工方法 对零件图纸进行数控加工工艺性分析 数控加工工艺路线的设计 摘要:平面槽形凸轮零件工艺分析,制定最佳切削加工工艺,借助于CAXA 软件的CAD/CAM功能,生成零件刀具路径,完成零件的模拟仿真加工。实现零件加工的CAD/CAM一体化。 关键词:凸轮;加工工艺;数控加工 1 引言 凸轮机构广泛应用于各种机械设备,特别是机械和自动控制装置中,以实现各种运动规律。 凸轮机构的制造包含众多内容,比如凸轮轮廓加工、凸轮上槽和孔的加工等等,其中以凸轮轮廓加工和孔的加工最为重要。由于凸轮轮廓常含有非圆的平面曲线,常规的方法采用划线铣削、靠模铣削(含磨削)，难以保证加工质量和生产率。若在数控机床上加工凸轮轮廓和孔最为理想,适合于各种批量,且易于实现CAD/ CAM一体化。 2 数控编程中的零件加工工艺分析数控加工工艺概述 无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟订工艺方案，选择合适的刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题（如对刀点，加工路线等）也需要作一些处理。因此，数控编程的工艺处理是一项十分重要的工作。（1）数控加工的基本特点：数控加工的工序内容比普通机加工的工序内容复杂。数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程的编制复杂。（2）数控加工工艺的主要内容：选择适合在数控上加工的零件，确定工序内容。分析加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求，确定加工方案，制定数控加工路线。调整数控加工工序的程序。分配数控加工中的容差。处理数控机床上部分工艺指令。 常用数控加工方法 （1）平面孔系零件。常用点位、直线控制数控机床（如数控钻床）来加工，选择工艺路线时，主要考虑加工精度和加工效率两个原则。（2）旋转体类零件。常用数控车床或磨床加工。考虑加工效率：在车床上加工时，通常加工余量大，必须合理安排粗加工路线，以提高加工效率。 考虑刀尖强度：数控车床上常用到低强度刀具加工细小凹槽。采用斜向进刀，不宜崩刃。（3）平面轮廓零件。常用数控铣床加工。应注意：切入与切出方向控制：径向切入，工件表面留有凹坑；切向切入、切出，工件表面光滑。一次逼近方法选择：只具有直线和圆弧插补功能的数控机床在加工不规则曲线轮廓时，需要用微小直线段或圆弧段去逼近被加工轮廓，逼近时，应该使工件误差在合格范围同时程序段的数量少为佳。对零件图纸进行数控加工工艺性分析 （1）尺寸标注应符合数控加工的特点。在数控编程中，所有点、线、面的尺寸和位置都是以编程原点为基准的。零件图样上最好直接给出坐标尺寸，或尽量以同一基准引注尺寸。（2）零件图的完整性与正确性分析。在编程时，编程人员必须充分掌握构成零件轮廓的几何要素参数及各几何要素间的关系。（3）零件技术要求分析。零件的技术要求主要指尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等，这些要求在保证零件使用性能的前提下，应经济合理。（4）零件材料分析。在满足零件功能的前提下，应选用廉价、切削性能好的材料；材料选择应立足国内，不要轻易选择贵重或紧缺的材料。（5）定位基准选择。在数控加工中，加工工序往往较集中，以同一基准定位十分重要,有时需要设置辅助基准,特别是正、反两面都采用数控加工的零件，其工艺基准的统一是十分必要的。 数控加工工艺路线的设计 根据数控加工的特点，数控加工工序的划分一般可按下列方法进行：（1）以一次安装、加工作为一道工序。这种方法适合于加工内容较少的零件，加工完后就能达到待检状态。（2）以同一把刀具加工的内容划分工序。但程序不宜太长，一道工序的内容也不宜太多（3以加工部位划分工序。（4）以粗、精加工划分工序。一般来说，凡要进行粗、精加工的过程，都要将工序分开。 目前，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关键部件，作为凸轮机构中的主要零件——凸轮的加工精度就显得尤为重要，如何加工出符合精度要求的凸轮下面以一批平面凸轮（如图 1 所示）的加工为例予以介绍。 Φ20、Φ12两个内孔表面粗糙度要求较高, Ra 为116μm。凸轮槽内外轮廓面和Φ20 孔与底面有垂直度要求。零件材料为HT200 ,切削加工性能较好。 根据上述分析, 凸轮槽内外轮廓及Φ20、Φ12 两个孔的加工应分粗、精加工两个阶段行,以满足表面粗糙度的要求。同时应以底面A 定位,提高装夹刚度,以满足垂直度要求。 图1 平面槽形凸轮零件图 3.2 确定装夹方案