凸轮盘类零件数控铣削 毕业设计.doc.doc

1 绪论 凸轮机构由于本身具有传递力的特性，因而广泛应用于各种机械设备,使其实现各种运动规律。由于凸轮的轮廓含有非圆的平面曲线,以前常受到设计和加工条件的限制，往往采用作图法来设计凸轮轮廓并加工凸轮，其加工质量难以保证，且生产效率低[3]。随着机械制造不断向着高速精密和自动化方向的发展，在凸轮机构的转速和精度方面也作出了更高的要求，因此利用计算机进行辅助设计和使用数控机床加工是很有必要的[4]。 不论是手工编程还是自动编程，在编程前都需要对所加工的零件进行工艺过程分析，包括数控加工工艺的设计、加工方法与加工方案、数控加工工艺路线的设计、走刀路线的设计、零件夹紧与夹具设计、刀具选择、切削量的选择、工艺文件设计等。因此，在编程中合理确定数控加工工艺对实现优质、高效和经济的数控加工具有极为重要的作用。 1.1 课题背景及研究意义 当今，在电子技术和计算机技术的高速发展下，制造业也随之发生了根本性的变化，其中重要的一个标志就是数控技术得到了广泛的应用。普通机床正逐渐被高效率、高精度的数控机床所替代，制造业正朝着高自动化、高智能化的方向迅速发展。与普通机床相比，数控机床显著提高了加工效率和加工精度，例如凸轮轮廓中非圆的平面曲线，在普通机床上基本都无法加工出来，或是加工精度低、加工时间长，而数控机床就可以在很短的时间内完成，其加工精度和加工效率都是普通机床所无法达到的。在近几十年当中，数控技术的高速发展提高了制造业水平，给社会带来了巨大的生产力。数控编程技术是数控技术中最重要的一个组成部分。从数控机床的诞生开始，数控编程技术就成为了各工业发达国家和地区竞争的焦点，成为了CAD/CAM系统重要组成的一个部分。 因此，在今后相当一段时间内，机械加工技术的竞争和发展，主要是数控技术的竞争和发展。 1.2 发展现状及前景 零件加工程序的编制是数控加工的基础，根据国内外数控加工统计的数据表明，在造成数控设备空闲的诸多原因中，由编程引起的大约占其中的20％～30％，可见数控编程的好坏对机械设备的使用效率有直接的影响。数控机床出现不久，计算机就被用来帮助解决复杂零件的计算以及输出可执行的代码，称为计算机辅助编程或自动编程。 根据编程信息的输入和计算机对信息的处理方式不同，计算机辅助编程分成APT语言自动编程和CAD/CAM一体化数控编程语言进行图形交互自动编程两种。语言自动编程是用专用语句书写源程序，再输入计算机进行处理转换成数控机床所要求的数控指令格式。这种程序编写方法直观性差，并且较复杂，编程过程中不便于进行检查。近年来，随着计算机在图形处理能力方向得到了很大的提高，“图形交互自动编程”应运而生，并在70年代以后，得到了迅速的发展及推广应用。 “图形交互自动编程”是通过专用的计算机软件(如机械CAD软件)来实现。利用CAD软件的图形编辑功能将零件的几何图形绘制在计算机上，形成零件的图形文件，然后调用数控编程模块，采用人机对话的方式，在计算机屏幕上指出零件需要进行加工的部位，再输入相关的加工参数，计算机就会自动进行相应的数学处理并编制出零件的加工程序，同时在计算机屏幕上动态地显示出刀具的加工轨迹。这种编程方法与手工编程和语言自动编程相比，编程方法简单易学，具有速度快、直观性好、精度高、便于检查等优点。因此，“图形交互自动编程”目前已成为国内外先进的CAD/CAM软件所普遍采用的数控编程方法[5]。 到了二十世纪八十年代，在CAD/CAM一体化概念的基础上，又出现了并行工程的概念。为了适应并行工程发展的需要，数控编程技术正向集成化、智能化、网络化、并行化和虚拟化的方向发展。到了二十世纪九十年代中期，由于Internet/Intranet与Web技术在制造业的普及和广泛应用以及基于PC的开放式数控技术取得了实质性进展，传统产品的设计、制造和生产模式发生了改变，向异地制造、全球制造等一些新概念的方式转变。 2 数控加工工艺分析及设计 2.1 数控加工工艺 数控铣床加工工艺的过程一般是：先通过分析零件图样，确定工件在数控铣削中的加工内容、加工要求，然后以此为出发点确定零件在数控铣削的加工工艺和加工过程顺序。 接着确定数控加工的工艺设备，如：确定何种规格、类型、技术参数的数控机床；思考工件如何装夹及装夹方案的拟定；选择适合加工表面、结构特征和技术要求的刀具并进行调试，明确和细化工步的具体内容，包括对走刀路线、进给量和切削参数的确定。数控铣床加工工艺过程如图2.1所示。 图2.1 数控铣床加工工艺过程 2.1.1 分析零件图 （1）分析零件图的尺寸标注 在分析零件图时，除了考虑尺寸数据是否有遗漏或重复、尺寸标注是否模糊不清和尺寸是否封闭等因素外，还应该分析零件图的尺寸标注方法是否便于编程。无论是用绝对、增量、还是混合方式编程，都希望零件结构的形位尺