飛機凹臺零件數(shù)控加工工藝及程序設計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設計論文】

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購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 學 科 類：工 科 學 號： 100201050532學校代碼： 12795 密 級： 2015 屆本科生畢業(yè)論文 飛機凹臺的 動編程加工 院 系： 機電工程學院 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 姓 名： 指導教師： 答辯日期： 二一四年十二月 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 畢業(yè)論文誠信聲明 本人鄭重聲明： 所呈交的畢業(yè)論文 飛機凹臺的 動編程加工 是本人在指導老師的指導下，獨立研究、寫作的成果。論文中所引用是他人的無論以何種方式發(fā)布的文字、研究成果，均在論文中以明確方式標明。 本聲明的法律結(jié)果由本人獨自承擔。 畢業(yè)論文作者簽名： 年 月 日 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 摘 要 本篇畢業(yè)設計主要講述數(shù)控機床和編程的介紹，對飛機凹臺零件的工藝進行分析和工藝參數(shù)的選擇以及刀具的選擇，零件的程序的自動編制，程序的仿真，造型與實體仿真加工。 文章的主要內(nèi)容為飛機凹臺零件的工藝分析，零件的自動程序編制，還有造工程師的造型與實體仿真加工。在零件的自動編程中用到了03 圓弧插補指令； 孔； 用子程序指令。 【關鍵詞】： 自動編程；圓弧插補指令、鉆孔、子程序 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 to s 02/in 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 【 : 錄 一、緒論 . 4 （一）數(shù)控 機床的介紹 . 4 （ 二）數(shù)控 編程 . 6 （三）本課題的主要內(nèi)容及任務 . 10 二、 飛機凹臺數(shù)控加工工藝分析 . 16 （一） 飛機凹臺零件 分析 . 16 （二） 刀具量具的選擇 . 16 （三）編制加工工藝 . 16 (四）手動編制程序 . 19 三、 工件的自動編程與仿真加工 . 21 （一） 介紹 . 21 （二）零件造型及加工 . 32 總結(jié) . 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 . 錯誤 !未定義書簽。 致 謝 . 錯誤 !未定義書簽。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 一、緒論 （一） 數(shù)控機床的介紹 數(shù)字控制（ 稱 術是近代發(fā)展起來的一種用數(shù)字化信息進行控制的自動控制技術，在機床領域具體指的是用數(shù)字化信號對機床運動及加工過程進行控制的一種方法。定義中的“機床”不僅指金屬切削機床，還包括其他各類機床，如線切割機床，三坐標測量機等。 數(shù)控系統(tǒng)（ 指采用數(shù)字控制技術的控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)，能自動閱讀輸入載體上預先給定的數(shù)字值和指令，并將 其譯碼，處理，從而自動的控制機床進給運動進行零件加工。裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床稱為數(shù)控機床。 數(shù)控機床（ 稱 床，數(shù)字化信息實現(xiàn)機床控制的機電一體化產(chǎn)品。它能利用數(shù)字化信息（指令，代碼）對機床的進給運動和加工過程進行控制，即把刀具和工件之間的相對位置，機床電動機的啟動和停止，主軸變速，刀具的選擇，工件的夾緊松開，冷卻電動機的開關等各種操作和順序動作等信息用代碼化的數(shù)字信息送入數(shù)控裝置，經(jīng)過譯碼，運算，發(fā)出各種指令控制機床伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使機床自動加工出所需要的工件 。 （ 1）產(chǎn)生 機械產(chǎn)品的自身要求 單件、多品種小批量零件約占 80%以上 （ 2）發(fā)展 1952 年 美國 司和 三坐標數(shù)控立銑床 1955 年 數(shù)控機床進入實用化階段 數(shù)控系統(tǒng)采用電子管元件 1959 年 采用晶體管和印制板電路 1965 年 出現(xiàn)小規(guī)模集成電路 1970 年 出現(xiàn)小型計算機代替專用硬接線裝置 第四代數(shù)控系統(tǒng)（ 統(tǒng)） 1974 年 以微處理為核心的數(shù)控系統(tǒng) 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 第五代數(shù)控系統(tǒng)（ 統(tǒng)） （ 3）我國 1958 年 起步 20 世紀 60 年代末 70 年代初 研制出一些晶體管式數(shù)控系統(tǒng) 20 世紀 80 年代初 1985 年 進入實用階段 1986 1990 年 數(shù)控機床大發(fā)展時期 1991 年 300 多種 （ 4）數(shù)控技術發(fā)展趨勢 1）高可靠性 提高元器件和系統(tǒng)的可靠性 采用抗干擾技術，提高數(shù)控系統(tǒng)對環(huán)境的適應能力 使數(shù)控系統(tǒng)模塊化、通用化和標準化 提高自診斷及保護功能 2）高柔性化 柔性：指機床適應加工對象變化的能力 3）高精度化 利用數(shù)控系統(tǒng)的補償功能 采用高分辨率，高響應性的絕對位置傳感技術 提高數(shù)控機床機械本體中基礎大件的結(jié)構(gòu)剛性和熱穩(wěn)定性 4）高速度化 機械方面：提高切削速度和減少輔助時間 數(shù)控系統(tǒng)： ）復合化 工序復合化 功能復合化 6）制造系統(tǒng)自動化 （ 5）數(shù)控機床的組成 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 算機數(shù)控裝置（ 置） 計算機數(shù)控裝置是計算機數(shù)控系統(tǒng)的核心。其主要作用是根據(jù)輸入的零件加工程序或操作命令進行相應的處理，然后輸出控制命令道相應的執(zhí)行部件（伺服單元，驅(qū)動裝置和 ），完成零件加工程序或操作所要求的工作。所有這些都是在 置的協(xié)調(diào)控制及合理組織下，使整個系統(tǒng)都有條不紊的工作。它主要由計算機系統(tǒng)，位置控制板， 口板，通信接口板，擴展功能模塊以及相應的控制軟件等組成。 服單元，驅(qū)動裝置和監(jiān)測裝置 伺服單元和驅(qū)動裝置包括主軸伺服驅(qū)動裝置，主軸電動機，進給伺服 驅(qū)動裝置及進給電動機。測量裝置是指位置和速度測量裝置，它實現(xiàn)主軸控制，進給速度閉環(huán)控制和進給位置閉環(huán)控制的必要裝置。主軸伺服系統(tǒng)的作用實現(xiàn)零件加工的切削運動 其控制量為速度，特點是能靈敏，準確地實現(xiàn) 置的位置和速度指令。 制面板 控制面板又稱為操作面板，是操作人員與數(shù)控機床（系統(tǒng)）進行信息交換的工具。操作人員可以通過它對數(shù)控機床進行操作，編程，調(diào)試或?qū)C床參數(shù)進行設定和修改，也可以通過它了解或查詢數(shù)控機床的運行狀態(tài)。它是數(shù)控機床的一個輸入輸出部件，主要由按鈕站，狀態(tài)燈，案件陣列（功能 與計算機鍵盤一樣）和顯示器等部分組成 制介質(zhì)與程序輸入輸出設備 控制介質(zhì)是記錄零件加工程序的媒介，是人與機床建立聯(lián)系的介質(zhì)。程序輸入輸出設備是 統(tǒng)與外部設備進行信息交互的裝置，其作用是將記錄在控制介質(zhì)上的零件加工程序輸入 統(tǒng)，或?qū)⒁颜{(diào)試好的零件加工程序通過輸出設備存放或記錄在相應的介質(zhì)上。目前數(shù)控機床常用的控制介質(zhì)和程序輸入輸出設備是磁盤和磁盤驅(qū)動器等 此外，現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般可以利用通信方式進行信息交換。這種方式是實現(xiàn)算機輔助設計） /算機輔助制造）的集成， 性制造系統(tǒng) ),算機集成制造系統(tǒng) )的基本技術。目前在數(shù)控機床上常用的通信方式有： 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 串行通信 自動控制專用接口 網(wǎng)絡技術 編程序控制器），機床 I/O（輸入 /輸出）電路和裝置 于進行與邏輯運算、順序動作有關的 I/O 控制，它由硬件和軟件組成。機床 I/O 電路和裝置是用于實現(xiàn) I/O 控制的執(zhí)行部件，由繼電器、電磁閥、行程開關、接觸器等組成的邏輯電路。它們共同完成以下任務： 接受 M、 S、 T 指令，對其進行譯碼并轉(zhuǎn)換成對應的控制信號，控制輔助裝置完成機床的開關動作； 接受操作面板和機床傳送來的 I/O 信號，送給 置，經(jīng)處理后，輸出給指令控制 統(tǒng)的工作狀態(tài)和機床的動作。 床本體 機床本體是數(shù)控系統(tǒng)的控制對象，是實現(xiàn)加工零件的執(zhí)行部件。它主要由主傳動部件（主軸、主傳動機構(gòu)）、進給運動部件（工作臺、托板及相應的傳動機構(gòu)）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置、自動工件交換（ 統(tǒng)、自動刀具交換（ 統(tǒng)和輔助裝置（如冷卻、潤滑、排屑、轉(zhuǎn)位和夾緊裝置等）組成。 控加工的介紹 控加工過程 與傳統(tǒng)加工比較，數(shù)控加 工與普通機床加工方法與內(nèi)容上有許多相似之處，不同點主要表現(xiàn)在控制方式上。以機械加工為例，用普通機床加工零件時，工序的安排、機床運動的先后次序、走刀線路及有關切削參數(shù)的選擇等，都是由操作者自行考慮和確定的，而且是用自動操作方式來進行控制的。操作者總是根據(jù)零件和工序卡的要求，在加工過程中不斷改變刀具與工件的相對運動軌跡和加工參數(shù)（位置、速度等），使刀具對工件進行切削加工，從而得到所需要的合格零件。如果采用自動車床，仿形車床和仿形銑床加工，雖然也能達到對加工過程的自動控制目的，但其控制是通過預先配置的凸輪、擋塊及 靠模來實現(xiàn)的。而在 統(tǒng)的人工操作均被數(shù)控系統(tǒng)的自動控制所取代。其工作過程是：首先要將被加工的零件圖上的幾何信息和工藝信息數(shù)字化，即將刀具與工件的相對運 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 動軌跡、加工過程中主軸速度和進給速度的變換、冷卻液的開關、工件和刀具的交換等控制和操作，按規(guī)定的代碼和格式編成加工程序，然后將該程序送入數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)則按照程序的要求，先進行相應的運算、處理，然后發(fā)出控制命令，使各坐標軸、主軸以及輔助動作相互協(xié)調(diào)，實現(xiàn)刀具與工件的相對運動，自動完成零件的加工。 控加工中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程 統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程如圖所示 （ 1） 譯碼 譯碼程序的主要功能就是將用文本格式（通常用 ）表達的零件加工程序，以程序段為單位轉(zhuǎn)換 成刀補處理程序所需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（格式），該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用來描述一個程序段解釋后的數(shù)據(jù)信息。它主要包括： X、 Y、 Z 等坐標值，進給速度，主軸轉(zhuǎn)速， G 代碼， M 代碼，刀具號，子程序處理和循環(huán)調(diào)用處理等數(shù)據(jù)或標志的存放順序和格式。 （ 2） 刀補處理（計算刀具中心軌跡） 為方便編程，零件加工程序通常是按零件輪廓或按工藝要求設計的進給路線編制的，而數(shù)控機床在加工過程中控制的是刀具中心（準確地說是刀位點）軌跡因此在加工前必須將編程軌跡變換成刀具中心的軌跡。 刀補處理就是完成這種轉(zhuǎn)換的處理程序 （ 3） 插補計算 數(shù)控編程提供了刀具運動的起點、終點和運動軌跡，而刀具怎么從起點沿運動軌跡走向終點則由數(shù)控系統(tǒng)的插補裝置或插補軟件來控制。該程序以系統(tǒng)規(guī)定的插補周期 T 定時運行，它將由各種線性（直線、圓弧等）組成的零件輪廓，按程序給定的進給速度 F，實時計算出各個進給軸在 T 內(nèi)的位移指令（ ., 11 ），并送給進給伺服系統(tǒng)，實現(xiàn)成形運動。 加工程序 譯碼 插補處理 刀補處理 進給伺服系統(tǒng) 制 成形運動 切削運動、機床I/O 裝置 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 （ 4） 制 統(tǒng)對機床的控制分為對各坐標軸的速度和位置的“軌跡控制”和對機床動作的“順序控制”或稱“邏輯控制”。后者是指在數(shù)控機床運行過程中，以部和機床各行程開關、傳感器、按鈕、繼電器、等開關信號狀態(tài)為條件，并按預先規(guī)定的邏輯關系對諸如主軸的起停、換向，刀具的更換，工件的夾緊、松開，液壓、冷卻、潤滑系統(tǒng)的運行等進行控制， 制就是實現(xiàn)上述功能的模塊 通過所述，數(shù)控機床加工原理就是講預先編 好的加工程序以數(shù)據(jù)的形式輸入數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)通過譯碼、刀補處理、插補計算等數(shù)據(jù)處理和 調(diào)控制，最終實現(xiàn)零件的自動化加工。 控機床的特點 與通用機床和專用機床相比，數(shù)控機床具有以下主要特點： 加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定，現(xiàn)在一般的數(shù)控機床的精度都能達到 完成普通機床難以完成的加工或根本不能加工的復雜零件的加工。 生產(chǎn)效率高，數(shù)控機床的主軸轉(zhuǎn)速，進給速度和快速定位速度高，通過合理選擇切削參數(shù)，可充分發(fā)揮刀具的切削性能，減少切削時間，不僅加工過程穩(wěn)定，而且能保證加工效果的高精 度。而且不需要在加工過程中進行測量檢查，就能連續(xù)的完成整個加工過程，減少輔助動作時間和停機時間 柔性高，通用性強 有利于制造技術向綜合自動化方向發(fā)展。數(shù)控機床是機械加工自動化的基礎設備之一，當今以數(shù)控機床為基礎建立起來的 綜合自動化系統(tǒng)使機械制造的集成化，自動化和智能化得以逐步實現(xiàn)。 功能豐富。 統(tǒng)不僅能控制機床的運動，而且還對機床進行全面的監(jiān)控，自診斷報警，通信管理等。 減少人工勞動強度，改善勞動條件，實現(xiàn)一人多機操作 不足：初期投資大，維修維護難度大，同時對操作人員的技術水 平要求較高。 控機床的特點與分類 工藝用途分類 （ 1） 普通數(shù)控機床 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 為了不同的工藝需要，與傳統(tǒng)的通用機床一樣，有數(shù)控車、銑、鉆、磨及鏜床等，而且每一類都有好多品種。這類機床的工藝性能與通用機床相似，所不同的是它們能自動的加工精度較高、形狀更復雜的零件。 （ 2）數(shù)控加工中心 數(shù)控加工中心是帶有刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控機床。典型的機床有鏜銑加工中心和車削加工中心 （ 3）多坐標數(shù)控機床 有些復雜形狀的零件，用三坐標數(shù)控機床無法完成加工，需要三個以上的坐標的合成運動才能加工 出來所需要的曲面形狀，于是出現(xiàn)多坐標聯(lián)動的數(shù)控機床，其特點是數(shù)控裝置同時控制多坐標的聯(lián)動，現(xiàn)在常用的有 4、 5、 6 坐標聯(lián)動的數(shù)控機床 （ 4）數(shù)控特種加工機床 包括數(shù)控電火花加工機床、數(shù)控線切割機床、數(shù)控激光切割機床 控制運動的方式分類 （ 1）點位控制數(shù)控機床：它是指能控制刀具相對于工件的精確定位控制系統(tǒng) ,而在相對運動的過程中不能進行任何加工。 通過采用分級或連續(xù)降速，低速趨近目標點，來減少運動部件的慣性過沖而引起的定位誤差。 （ 2）直線控制數(shù)控機床 :它是指控制機床工作臺或刀具以要求的進給速度 ，沿平行于某一坐標軸或兩軸的方向進行直線或斜線移動和切削加工的機床。這類數(shù)控機床要要求具有準確的定位功能和控制位移的速度，而且也要偶刀具半徑和長度的補償功能以及主軸轉(zhuǎn)速控制的功能?，F(xiàn)代組合機床也算是一種直線運動控制數(shù)控機床。 （ 3）輪廓控制的數(shù)控機床 :它是指能實現(xiàn)兩軸或兩軸以上的聯(lián)動加工，而且對各坐標的位移和速度進行嚴格的不間斷控制，具有這種控制功能的數(shù)控機床。現(xiàn)代數(shù)控機床大多數(shù)有兩坐標或以上聯(lián)動控制、刀具半徑和長度補償?shù)鹊裙δ堋０绰?lián)動軸數(shù)也可分兩軸聯(lián)動、兩軸半、三軸、四軸、五軸聯(lián)動等。隨著制造技術的發(fā)展， 多坐標聯(lián)動控制也越來普遍 進給伺服系統(tǒng)類型分類 由數(shù)控裝置發(fā)出脈沖或電壓信號，通過伺服系統(tǒng)控制機床各運動部件運動。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 數(shù)控機床按進給伺服系統(tǒng)控制方式分類有三種形式：開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)。 （ 1）開環(huán)數(shù)控機床 這種控制系統(tǒng)采用步進電機，無位置測量元件，輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)運算，輸出指令脈沖控制步進電機工作，如圖 1示，這種控制方式對執(zhí)行機構(gòu)不檢測，無反饋控制信號，因此稱之為開環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)的設備成本低，調(diào)試方便，操作簡單，但控制精度低，工作速度受到步 進電機的限制。 圖 1開環(huán)控制系統(tǒng) （ 2）閉環(huán)數(shù)控機床 這種控制系統(tǒng)絕大多數(shù)采用伺服電機，有位置測量元件和位置比較電路。如圖 1示，測量元件安裝在工作臺上，測出工作臺的實際位移值反饋給數(shù)控裝置。位置比較電路將測量元件反饋的工作臺實際位移值與指令的位移值相比較，用比較的誤差值控制伺服電機工作，直至到達實際位置，誤差值消除，此稱之為閉環(huán)控制。閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度高，但要求機床的剛性好，對機床的加工、裝配要求高，調(diào)試較復雜，而且設備的成本高。 圖 1閉環(huán)控制系統(tǒng) （ 3）半 閉環(huán)數(shù)控機床 (圖 1 這種控制系統(tǒng)的位置測量元件不是測量工作臺的實際位置，而是測量伺服電機的轉(zhuǎn)角，經(jīng)過推算得出工作臺位移值，反饋至位置比較電路 ,與指令中的位移值相比較，用比較的誤差值控制伺服電機工作。這種用推算方法間接測量工作臺位移，不能補償數(shù)控機床傳動鏈零件的誤差，因此稱之為半閉環(huán)控制系統(tǒng)。半閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度高于開環(huán)控制系統(tǒng)，調(diào)試比閉環(huán)控制系統(tǒng)容易，設備的成本介于開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)之間。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 圖 1閉環(huán)控制系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類 將機床分為高、中、低擋（經(jīng)濟型）數(shù) 控機床 見下表 （二）數(shù)控編程 數(shù)控機床和普通機床不同，整個加工過程中不需要人的操作，而由程序來進行控制。在數(shù)控機床加工零件時，首先要分析零件圖樣的要求、確定合理的加工路線及工藝參數(shù)、計算刀具中心運動軌跡及其位置數(shù)據(jù)；然后然后把全部工藝過程以及其他輔助功能（主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、切削液的開關、變速。換刀等）按功能 抵擋 中檔 高檔 分辨率 m/ 10 1 給速度 m 8 15 15 24 15 100 驅(qū)動軸數(shù)（軸） 開環(huán) 半閉環(huán)或閉環(huán)直流或交流伺服系統(tǒng) 通信功能 2 3 2 4 3 5 顯示功能 一般無 可有 聯(lián)網(wǎng)能力 內(nèi)裝 有 有較強的 位、 16 位 32 位或 32 位 以上的多 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 運動順序，用規(guī)定的指令代碼及程序格式編制成數(shù)控加工程序，經(jīng)過調(diào)試后記錄在控制介質(zhì)（或稱程序載體）上；最后輸入到數(shù)控機床的數(shù)控裝置中，以此控制數(shù)控機床完成工件的全部加工過程。因此，把從分析零件圖樣開始到獲 得正確的程序載體為止的全部過程為零件加工程序的編制。 數(shù)控編程一般分為自動編程和自動編程兩種 動編程 自動編程是指程序編制的整個步驟幾乎全部是由人工完成的。對于幾何形狀不太復雜的零件，所需要的加工程序不長，計算也比較簡單，出錯機會較少，這時用自動編程即及時又經(jīng)濟，因而自動編程仍被廣泛的應用于形狀簡單的點位加工及平面輪廓加工中。但是工件輪廓復雜，特別是加工非圓弧曲線、曲面等平面，或工件加工程序較長時，使用自動編程將十分繁瑣、費時，而且容易出錯，常會出現(xiàn)自動編程工作跟不上數(shù)控機床的加工情況，影 響數(shù)控機床的開動率。此時必須用自動編程的方法編制程序。 動編程 自動編程有兩種： 件編程和 件編程 件是利用計算機和相應的處理程序、后置處理程序?qū)α慵闯绦蜻M行處理，以得到加工程序的編程方法。在具體的編程過程中，除擬定工藝方案仍主要依靠人工進行外（有些自動編程系統(tǒng)能確定最佳的加工工藝參數(shù)），其余的工作，包括數(shù)值計算、編寫程序單、制作數(shù)控介質(zhì)、程序檢驗等各項工作均有計算機自動完成。編程人員只需要根據(jù)圖樣的要求，使用數(shù)控語言編寫出零件加工的源程序，送入計算機，由計算機自動地 進行數(shù)值計算、后置處理，編寫出零件加工程序單，并在屏幕模擬顯示加工過程，及時修改，將加工程序通過直接通信的方式送入數(shù)控機床，指揮機床工作。 件是將加工零件以圖形的形式輸入計算機，有計算機自動進行數(shù)值計算、前置處理，在屏幕上形成加工軌跡，及時修改，再通過后置處理形成加工程序輸入數(shù)控機床進行加工。自動編程的出現(xiàn)使得一些計算繁瑣、自動編程困難、或自動無法編出的程序都能夠?qū)崿F(xiàn)。 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 （三）本課題的主要內(nèi)容及任務 1、主要內(nèi)容 本文主要講述了飛機凹臺零件的數(shù)控加工工藝中的問題，如毛坯的選擇、定位基準的選擇 、裝夾方式的選擇、刀具及量具的選擇、切削參數(shù)的選擇等相關問題，在分析完這些問題后，制定出合理的加工方案，并制定相關工藝文件，編制出零件的數(shù)控加工程序。 2、主要任務 （ 1）繪制零件二維及三維圖紙，采用 件繪制。 （ 2）對零件進行工藝分析。 （ 3）制定合理的加工方案，填寫工藝卡片（如加工工藝過程卡和數(shù)控加工工序卡等）。 （ 4）編制零件的數(shù)控加工程序（自動編制或者自動編程）。 （ 5）撰寫說明書。 3、零件圖紙 二、飛機凹臺數(shù)控加工工藝分析 （一）飛機凹臺零件的分析 由零件圖 可知，該零件為板狀零件，采用先氣割下料工件后，上下面及四周銑光后再進行正式上數(shù)控機床加工，材料為 45 號鋼。 上下面與四周銑可以在普通銑床上完成，數(shù)控銑為后續(xù)粗精加工的工序。主要為先銑四周及上下平面，中間孔以及外凸臺輪廓，再銑四周凸臺輪廊，以及內(nèi)凹臺，最后鉆、絞孔。 （二）刀具、量具的選擇 由圖樣分析，該圖樣的輪廓的最小半徑為 此我們在銑輪廓時選用16銑刀。同樣外凸輪倫廊的銑削，采用 的立銑刀。中間孔也采用鍵槽銑刀。兩個 10 的孔采用先鉆孔后絞孔，可以選選擇中心鉆，選擇 心鉆頭，接著鉆孔選擇 頭，攻絲選擇 10 的機用鉸刀。量具 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 選擇 0標卡尺， 75徑千分尺，深度游標卡尺等。 （三）編制加工工藝 （ 1）自動 銑削四周及上下平面 安裝 平面銑刀并對刀，設定刀具參數(shù)，加工上表面至精度要求 . （ 2） 鉆通中間孔并銑至 30）安裝 鍵槽銑刀并對刀，設定刀具參數(shù)，粗銑中間孔，留 邊余量 . 2）實測工件外輪廓尺寸，調(diào)整刀具參數(shù)，精銑至工藝要求。 （ 3） 銑削 70 90 的外凸臺輪廓，高度 15）粗銑外凸臺輪廓面。 2）精銑外凸臺輪廓面 （ 4） 銑削四周凸臺輪廓，高度 5）粗銑外凸臺輪廓面。 2）精銑外凸臺輪廓面 （ 5） 銑削內(nèi)凹臺 40 10）粗銑內(nèi)凹臺輪廓面。 2）精銑內(nèi)凹臺輪廓面 （ 6） 鉆、絞 2- 10 銷孔 1）安裝中心鉆 準兩個 10 孔中心，打中心孔。 2）安裝 頭并對刀，設定參數(shù) ，鉆通孔。 3）安裝 10 鉸刀 并對刀，設定刀具參數(shù)，絞削 （ 7）確定安裝定位方案 選擇工作臺作為定位面，側(cè)面作為夾緊平面，首先手動銑削底面，精加工到基準面后，再以 機用平口鉗定位，用百分表將機用平口鉗的固定鉗口側(cè)面找正放 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 平，然后在鉗口處利用標準塊墊平，一定要考慮墊鐵與加工部位是否干涉，鉆孔時注意不要鉆到墊鐵。 （ 8）背吃刀量 它主要根據(jù)機床，夾具，工件和刀具的剛性決定。在允許的條件下，最好一次性切除余量，以提高加工效率，這里選擇一次切除余量（即 （ 9）主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)允許的切削速度 v 選取轉(zhuǎn)速 D/1000 式中， D 為刀具直徑（ v 由刀具壽命決定。 18銑刀切削速度 v 常選為 100 ，則主軸轉(zhuǎn)速1n m i n/i n/01000/1000 11 頭速度 v 常選為 5 則主軸轉(zhuǎn)速 2n m i n/i n/51000/1000 52 10 鉸刀 速度 v 常選為 28 則主軸 轉(zhuǎn)速 3n m i n/i n/21000/1000 43 這里選取 m i n ,/4 0 03m i n ,/5 2 02m i n ,/7 0 01 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 （ 10）進給量 通常是根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求，以及刀具和工件材料進行選擇。當加工精度要求較高時，進給量應選擇小一些，查表選取每齒進給 定進給速度 進給速度數(shù)和已知的轉(zhuǎn)速計算出來的 2,12,2,10 3311 m 00m 0m 其余刀具進給速度可查表計算 這里選取 01 f ，在實際使用中我們可以根據(jù)自身操作機床對計算的值適當?shù)淖餍┱{(diào)整。 （四）手動編制程序 根據(jù)零件可知，手動編 制的程序是有兩個工步，中間同凸臺外輪廊和 30的孔。 (1)銑中間孔 10 90 20 1 10. 1 50 60 15. 2 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 1 1 110 50. 130 28 28 150 2)銑削 70 90 的外凸臺輪廓，高度 150200 20 70 05 913030 (3)兩個 10 孔的加工 10 換 頭 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 90 0 100 600 08 81 30 10 鉆 2- 孔的第一個孔 30 第 2 個 孔 100 換 10 鉸刀 90 0 100 絞 10 孔 60 08 81 20 第 1 個 10 0 孔 30 第 2 個 10 孔 100 160 170 、飛機凹臺零件的自動編程與仿真加工 （三） 造工程師的介紹 造工程師 是在 境下運行 體化的數(shù)控加工編程軟件。軟件集成了數(shù)據(jù)接口、幾何造型、加工軌跡生成、加工過程仿真檢驗、數(shù)控加工代碼生成、加工工藝單生成等一整套面向復雜零件和模具的數(shù)控編程功能。 實體曲面結(jié)合 便的特征實體造型 采用精確的特征實體造型技術，可將設計信息用特征術語來描述，簡單而準確。通常的特征包括孔、槽、 型腔、凸臺、圓柱體、球體、管子等， 可以方便地建立和管理這些特征信息。 先進的“精確特征實體造型”技術完全拋棄了傳統(tǒng)的體素拼合和交并差的繁瑣方式，使整個設計過程直觀，簡單。 實體模型的生成可以用增料方式，通過拉伸，旋轉(zhuǎn)，導動，放樣或加厚曲面 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 來實現(xiàn)；也可以通過減料方式，從實體中減掉實體或用曲面裁剪來實現(xiàn)。還可以用等半徑過渡，變半徑過渡，倒角，打孔，增加拔摸斜度和抽殼等高級特征功能來實現(xiàn)。 大的 由曲面造型 造工程師 繼承和發(fā)展了前一代版本 的曲面造型功能。從線框到曲面，提供了豐富的建模手段?？赏ㄟ^列表數(shù)據(jù)，數(shù)學模型，字體文件及各種測量數(shù)據(jù)生成樣條曲線；通過掃描，放樣，拉伸，導動，等距，邊界，網(wǎng)格等多種形式生成復雜曲面；并可對曲面進行任意裁剪，過渡，延伸，縫合，拼接，相交，變形等，建立任意復雜的零件模型。通過曲面模型生成的真實感圖，可直觀顯示設計結(jié)果。 靈活的曲面實體復合造型模式 利用這一模式，可實現(xiàn)曲面裁剪實體，曲面生成實體曲面約束實體等混合操作，是用戶設計產(chǎn)品和模具的有利工具。 二優(yōu)質(zhì)高效的數(shù)控加工 造工程 師 快速高效的加工功能涵蓋了從 2 軸到 3 軸的數(shù)控銑削加工功能。 造工程師 將 型與 工技術無縫集成，可直接對曲面，實體模型進行一致的加工操作。支持先進實用的軌跡參數(shù)化和批處理功能，明顯提高工作效率。支持高速切削，大幅度提高加工效率和加工質(zhì)量。通過的后置處理可向任何數(shù)控系統(tǒng)輸出加工代碼。 2 軸到 3 軸的數(shù)控加工功能 2軸到 可直接利用零件的輪廓曲線生成加工軌跡指令 ,而無需建立其三維模型 :提供輪廓加工和區(qū)域加工功能 ,加工區(qū)域內(nèi)允許有任意形狀和數(shù)量的島 別指定加工輪廓和島的拔模斜度 ,自動進行分層加工。 3 軸加工方式：多樣化的加工方式可以安排從粗加工，半精加工到精加工的加工工藝路線 持高速加工 支持高速切削工藝，提高產(chǎn)品精度，降低代碼數(shù)量，使加工質(zhì)量和效率大大提高。 參數(shù)化軌跡編輯和軌跡批處理 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 造工程師 的“軌跡再生成”功能可實現(xiàn)參數(shù)化軌跡編輯。只需選中已有的數(shù)控加工軌跡，修改原定義的加工參數(shù)表，即可重新生成加工軌跡。 造工程師 可以先定義加工軌跡參數(shù)，而不立即生成軌跡。工藝設計人員可先將 大批加工軌跡參數(shù)事先定義，而在某一集中時間批量生成。這樣，合理地優(yōu)化了工作時間。 工工藝控制 造工程師 提供了豐富的工藝控制參數(shù)，可以方便地控制加工過程，使編程人員的經(jīng)驗的到充分的利用。 加工軌跡仿真 造工程師 提供了軌跡仿真手段以檢驗數(shù)控代碼的正確性?？梢酝ㄟ^實體真實感仿真如實地模擬加工過程，展示加工零件的任意截面，顯示加工軌跡。 通用后置處理 造工程師 提供的后置處理器無需生成中間文件就可直接輸出G 代碼 控制指令。系統(tǒng)不僅可以提供常見的數(shù)控系統(tǒng)后置格式，用戶還可以定義專用數(shù)控系統(tǒng)的后置處理格式。 豐富流行的數(shù)據(jù)接口 造工程師 是一個開放的設計 /加工工具，具有豐富的數(shù)據(jù)接口，它包括直接讀取三維 件如 的數(shù)據(jù)接口；基于曲面的 準圖形接口；基于實體的 準數(shù)據(jù)接口；基于 何核心的 _B 格式文件；面向快速成型設備的 及面向 虛擬現(xiàn)實的 擬現(xiàn)實標記語言）接口。這些保證了與目前流行 的 件進行雙向數(shù)據(jù)交換，使企業(yè)可以跨平臺和跨地域與合作伙伴實現(xiàn)虛擬產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)。 （二）零件造型及加工 機凹臺零件的建模 通過三維繪圖軟件，對飛機凹臺零件進行三維實體建模，建模過程如下： 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 1、 打開 主界面，新建一個模型繪圖界面，選好保存路徑。如下圖所示： 2、 新建一個圖形文件。如圖： 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 3、 繪制一個 長 100 寬 120 的長方形，然后進行拉伸，拉伸長度為 30。如下圖所示： 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 4、 在拉伸好的平面上繼續(xù)草圖，并拉伸，拉伸長度為 15 求差繪制。如下圖所示 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 5、 在拉伸好的平面上繼續(xù)草圖，并拉伸， 拉伸長度為 15 求差繪制。如下圖所示 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 6、 繼續(xù)在拉伸平面上進行草繪，并拉伸長度為 4，繪出凸臺。如下圖所示： 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 7、 在上述凸臺上拉伸直孔求差，拉伸長度為 50，如圖： 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 8、 繼續(xù)在上述凸臺上拉伸凹臺求差，拉伸長度為 10，如圖： 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 9、 在上述凸臺上拉伸兩直孔求差，拉伸長度為 50，如圖： 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 10、 最后在上述長方形凸臺上拉伸圓弧求差，拉伸長度為 20，如圖： 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 圖 機凹臺零件的 三維造型 機凹臺零件的加工 凸臺輪廓銑削 1、刀具軌跡 圖 凸臺輪廓加工刀具路徑 2、加工參數(shù) 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 圖 臺輪廓刀具加工參數(shù) 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 圖 臺輪廓切削用量參數(shù) 3、線框仿真加工 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 圖 臺輪廓仿真加工 間內(nèi)凹臺的銑削加工 1、刀具軌跡 圖 中間內(nèi)凹臺的刀具路徑 2、加工參數(shù) 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 圖 凹槽輪廓加工參數(shù) 的加工 1、 710H 孔加工刀具軌跡 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 圖 孔刀具路徑 2、刀具參數(shù) 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 圖 加工參數(shù) 圖 加工參數(shù)刀具設置 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 總 結(jié) 飛機凹臺零件數(shù)控加工設計是一個重要的時間性教學環(huán)節(jié)，綜合的運用所學的理論知識，獨立進行的設計訓練，對于這次的課程設計我的總結(jié)和體會有以下幾點： 1、通過設計，全面地、系統(tǒng)地了解和掌握數(shù)控加工工藝過程及其基本知識，學習總體的方案擬定、分析與比較的方法 。 2、通過對飛機凹臺零件的工藝設計，掌握數(shù)控機床和幾種刀具和夾具、設計計算及選用的方式 3、通過對此工藝的設計，加深了我們對數(shù)控加工工藝與編程的理解及掌握。 4、鍛煉提高這些應用手冊和標準、查閱文獻資料及撰寫科技論文的能力 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 參考文獻 【 1】 機械設計 機械設計基礎課程設計高等教育出版社； 重慶大學 何小柏主編 【 2】 實用機械加工工藝手冊 機械工業(yè)出版社；陳宏均主編 【 3】 數(shù)控加工工藝與編程 北京理工大學出版社；楊建明主編 【 4】 互換性與技術 測量 中國計量出版社； 廖念釗 古瑩彥 莫雨松 李碩根 楊興駿 編著 【 5】 金屬切削原理與刀具哈爾濱工業(yè)大學出版社； 韓榮第主編 【 6】 工程材料與機械制造基礎化學工業(yè)出版社； 陶亦亦、潘玉嫻 編著 【 7】 刀具工程師手冊 【 8】 機床夾具設計手冊 【 9】