肋板类零件的数控加工工艺及编程毕业设计(编辑修改稿)

肋板类零件的数控加工工艺及编程毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

于模型定义的参数值随模型存储，最终模型随着一个或多个对象的改变而改变。 UG 中的特征是以参数形式定义的，其大小和位置均可进行尺寸驱动的编辑。 例如，通过定义直径和长度定义一个孔，可以通过输入新的尺寸值来直接编辑孔特征参数。 通过使用相对于模型上所选几何体的位置关系来定位特征，于是该特征与此几何体关联起来，可以通过改变定位尺寸的值来编辑特征的位 置。 UG 模型中的特征具有相关性，即在一个部件中，某一个特征的参数变化将引起相关特征的变化。 特征间的约束和关系是在模型创建过程中系统自动建立的。 例如，一个通孔与此孔所穿过的模型上的面相关联，如果改变了模型的面，那么由与此面关联的孔将自动更新。 特征可以按照矩形和圆周的形式形成阵列，阵列中的所有特征都与父特征相关联。 在 UG 中提供了基准特征，如基准面、基准轴和基准坐标系。 这些基准特征可以用于当用户在圆柱、圆锥、球和旋转实体上生成特征时作为参考几何体。 任何用参考特征生成的特征都与此参考特征关联。 UG 中的特征间具 有依附关系。 如果一个特征依附于另一个对象而存在，则它是此对象的子特征或依附者，而此对象就是其子特征的父特征。 例如一个抽壳对象是在长方体中生成的，则长方体就是父，而抽壳就是它的子。 父可以有多个子，而子也可以有多个父。 子特征同时也可以是其他特征的父特征。 如果需要了解部件文件中各特征间的所有依附关系，可以使用建模导航器。 总之， UG 提供了丰富的实体建模工具，用户可以根据设计意图选择正确的建模内蒙古科技大学成人继续教育 学院毕业设计（论文） 15 策略。 零件建模的过程 设计零件的过程就是利用 UG 的各种特征逐步实现设计要求的过程。 一般可以把零件建模的过程想象成 一个加工过程，如图 21所示，检模次序遵循加工次序，将有助于减少模型更新故障。 图 设计基体，相当于构造“毛坯”，是后续特征设计的基础。 生成毛坯的方法有体素特征和扫描特征。 “粗加工”，利用成型特征 以及基准特征和自定义特征，模拟粗加工过程，完成零件基本形状的设计。 “精加工”，利用操作特征，完成零件的细节设计。 层的操作 1． 层的概念 层是建模时为了方便选择和显示不同种类的几何对象而设定的。 所有的层在建模之前已经存在了，不同的几何对象放在不同的层，可以通过对层的操作来对同 一类几何对象进行共同操作。 层的概念类似于设计师在多个透明覆盖层上建立模型的方法，一个层相当于每层上可包含任意数量的对象，因此一个层可以含有部件的所有对象，而部件中的对象也可分布在多层中。 2． 层的状态 内蒙古科技大学成人继续教育 学院毕业设计（论文） 16 层有 4种状态：工作、可选、可见、不可见。 工作层是指用户正在使用的层，它总是可见的且能够操作；可选层是指该层上的几何对象和视图可见且可选择；可见层是指该层上的几何对象和视图中可见但不可选择；不可见层是指该层的几何对象和视图不可见。 在个部件的所有层中，只有一个层是工作层，当前的操作只能在工作层上进行，工作层的层呈显示 在屏幕左下角的工作层设定区中。 用户可以对其他层的状态进行设置，以方便操作。 3．层的设置 在菜单栏选择“格式” — ＞＂层的设置＂选项或单击图标，系统就弹出 如图 22层设置对话框．利用此对话框可以进行层的状态设置、层的信息查询及层的类目编辑。 顶端工作文本框显示工作层的层号，中间上部的列表框列出层分类的目录，在层 /状态列表框中选择预设置的层号，再选择可选的、作为工作层、只可见、不可见等 4个按钮设置层的状态，然后单击“确定”或“应用”按钮即可。 工作层的设置也可使用在此对话框的工作文本框中或屏幕上的工作层设定区中直接 修改的方法实现。 图 内蒙古科技大学成人继续教育 学院毕业设计（论文） 17 4．层的移 动 和复制 如果要调整对象所在的图层，通过 格式中的“ 移至层”或“复制到层”两个命令来完成。 单击“移至层”命令，先弹出类选择器对话框，选中要移动的对象后，单击“确定”按钮，接着就会弹出 如图 23 所示的 层移动对话框。 在对话框中选择要移入层的层号，再单击“确定”按钮便可以将对象从一层移动到另一层中。 图 5． 层的分组 在菜单栏选择“格式” — ＞“层组”选项或单击层设置对话框中的“编辑层组”按钮，系统就弹出 如图 24所示的 层组对话框。 在“类别”文本 框中输入层组名称，单击“创建 /编辑”按钮，出现 如图 25 所示的 层组对话框。 在“分组的范围”文本框中输入层号或层的范围，或者在层列表框选择放置在该层组的层，并单击“增加”按钮即可完成层的分层。 通常约定， 1~20 层为实体层， 21~40 层为草图层， 41~60 层为曲线层， 61~80 层为基准层， 81~100 层为片体层。 实际操作时，应按照企业 CAD/CAM标准层设置进行操作。 内蒙古科技大学成人继续教育 学院毕业设计（论文） 18 图 图 2． 2 零件建模 建模步骤和方法 的部件文件 选择“文件” “新建”，弹出新建文件对话框，设置绘图单位（毫米），选择文件类型（ *.prt），输入文件名 lingjian，单击“确定”按钮。 选择“应用” “建模”，进入建模应用程序。 设置草图所在工作层为 1，草图名为 sketch_000,草图的放置平面为 XC— YC平面。 按如图 26所示的形状及约束建立草图，单击退出草图。 内蒙古科技大学成人继续教育 学院毕业设计（论文） 19 图 主体 在屏幕左下角的工作图层文本框中输入 1，然后回车，使第 1层作为工作层，用于放置实体特征。 使用拔模命令，选中草图所在工作层 1的全部曲线，进行拔模。 如图 27。 图 外形拔模 内蒙古科技大学成人继续教育 学院毕业设计（论文） 20 设置草图所在工作层为 1，草图名为 sketch_001,草图的放置平面为 YCZC 平面，按如图 28 所示的形状及约束建立草图，单击退出草图。 图 把第一层作为工作层，使用拔模命令，选中草图所在工作层 2 的全部曲线，进行拔模。 其中要选择“修剪至面 /平面”，在 随后弹出的矢量构造器对话框中，选择“ XC”为拉伸方向，然后在弹出的剪裁面对话框中，选择不延伸裁剪面的方式，并选择肋板的底面作为裁剪面，在拉伸参数的偏置值文本框内，设定偏置为 0，单击“确定”按钮，在弹出的布尔运算对话框中单击“并”。 设置草图所在工作层为 1，草图名为 sketch_003,草图的放置平面为 XC— YC平面。 按如图 29 所示的形状及约束建立草图，单击退出草图。 图 内蒙古科技大学成人继续教育 学院毕业设计（论文） 21 同步骤 6。 设置草图所在工作层为 1，草图名为 sketch_004,草图的放置平面为 XC— YC平面。 按如图 210 所示的形状及约束建立草图，单击退出草图。 设置草图所在工作层为 1，草图名为 sketch_005,草图的放置平面为 XC— ZC平面。 按如图 210 所示的形状及约束建立草图，单击退出草图。 图 同步骤 6。 单击倒圆角图标，在弹出的边圆角对话框的默认半径文本框内输入 ，然后选择肋板顶部斜面的交线，单击“确定”按钮。 内壁的倒圆角和底面与底面之间的倒圆角也用相同步骤进行设置。 最后得到如 下 图所示的肋板模型。 图 肋板的线框模型 图 肋板的实体模型 内蒙古科技大学成人继续教育 学院毕业设计（论文） 22 第 3 章 数控加工工艺分析 美、德、日等世界制造业发达的国家无一例外都是刀具工业先进的国家。 先进刀具不但是推动制造技术发展进步的重要动力，还是提高产品质量、降低加工成本的重要手段。 刀具与机床一直是互相制约又相互促进的。 今天先进的数控机床已经成为现代制造业的主要装备，它与同步发展起来的先进刀具一起共同推动了加工技术的进步，使制造技术进入了数控加工的 新时代。 数控刀具的 特点 切削刀具由传统的机械工具实现了向高科技产品的飞跃，刀具的切削性能有显著的提高。 切削技术由传统的切削工艺向创新制造工艺的飞跃，大大提高了切削加工的效率。 刀具工业由脱离使用、脱离用户的低级阶段向面向用户、面向使用的高级阶段的内蒙古科技大学成人继续教育 学院毕业设计（论文） 23 飞跃，成为用户可利用的专业化的社会资源和合作伙伴。 切削刀具从低值易耗品过渡到全面进入 “ 三高一专（高效率、高精度、高可靠性和专用化） ” 的数控刀具时代，实现了向高科技产品的飞跃。 成为现代数控加工 技术的关键技术。 与现代科学的发展紧密相连，是应用材料科学、制造科学、信息科学等领域的高科技成果的结晶。 数控刀具的基本特征 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。 刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。 数控刀具的分类有多种方法。 数控刀具的类型 整体式：钻头、立铣刀等。 镶嵌式：包括刀片采用焊接和机夹式。 特殊形式：复合式、减振式等。 2 按照切削工艺分 车削刀具：外圆、内孔、 螺纹、成形车刀等。 (如图 31,图 32) 图 图 铣削刀具：面铣刀、立铣刀、螺纹铣刀等。 (如图 33,图 34) 内蒙古科技大学成人继续教育 学院毕业设计（论文） 24 图 图 数控刀具的材料 高速钢 (HSS)刀具过去曾经是切削工具的主流，随着数控机床等现代制造设备的广泛应用，大力开发了各种涂层和不涂层的高性能、高效率的高速钢刀具，高速钢凭藉其在强度、韧性、热硬性及工艺性等方面优良的综合性能，在切削某些难加工材料以及在复杂刀具，特别是切齿刀具、拉刀和立铣刀造中仍有较大的比重。 但经过市场探索一些高端产品逐步已被硬质合金工具代替。 ① 普通硬质合金 ② 新型硬 质合金 超细晶粒硬质合金 ： 粒径在 1μ m以下，这种材料具有硬度高、韧性好、切削刀可靠性高等优异性能。 涂层硬质合金 ： 保持了普通硬质合金机体的强度和韧性，又使表面有很高的硬度和耐磨性。 金属陶瓷 ： TiC(N)基硬质合金，其性能介于陶瓷和硬质合金之间。 ① 不仅能对高硬度材料进行粗、精加工 ，也可进行铣削、刨削、断续切削和毛坯拔荒粗车等冲击力很大的加工。 内蒙古科技大学成人继续教育 学院毕业设计（论文） 25 ② 可加工传统刀具难以加工或根本不能加工的高硬材料。 ③ 刀具耐 用度比传统刀具高几倍甚至几十倍，减少了加工中的换刀次数。 ④ 可进行高速切削或实现 “ 以车、铣代磨 ” ，切削效率比传统刀具高 310 倍。 是指比陶瓷材料更硬的刀具材料。 包括：单晶金刚石、聚晶金刚石 (PCD)、聚晶立方氮化硼 (PCBN)和 CVD 金刚石等。 超硬刀具主要是以金刚石和立方氮化硼为材料制作的刀具，其中以人造金刚石复合片 (PCD)刀具及立方氮化硼复合片 (PCBN)刀具占主导地位。 许多切削加工概念，如绿色加工、以车代磨、以铣代磨、硬态加工、高速切削、干式切削等都因 超硬刀具的应用而起，故超硬刀具已成为切削加工中不可缺少的重要手段。 可转位铣刀的选用特点 类型的选择：可转位面铣刀、立铣刀、槽铣刀、专用铣刀等。 齿数的选择：为满足不同用户的需要，同一直径的可转位铣刀一般有粗齿、中齿、密齿三种类型。 角度的选择：可转位铣刀的角度有前角、后角、主偏角、副偏角、刃倾角等。 为满足不同的加工需要，有多种角度组合型式。 直径的选择：可转位铣刀直径的选用主要取决于设备的规格和工件的加工尺寸。 刀片牌号和断屑槽形的选择：合理选择刀片硬质合金牌号的主要依 据是被加工材料的性能和硬质合金的性能。 用于铣削的刀片槽形一般有轻型、中型和重型。 可转位面铣刀：主要用于加工较大平面选择，主要有平面粗铣刀、平面精铣刀、平面粗精复合铣刀三种。 可转位立铣刀：主要用于加工凸台、凹槽、小平面、曲面等。 主要有立铣刀、孔槽铣刀、球头立铣刀、 R 立铣刀、 T 型槽铣刀、倒角铣刀、螺旋立铣刀、套式螺旋立铣刀等。 可转位槽铣刀：主要有三面刃铣刀、两面刃铣刀、精切槽铣刀。 内蒙古科技大学成人继续教育 学院毕业设计（论文） 26 可转位专用铣刀：用于加工某些特定零件，其型式和尺寸取决于所用机床和零件的加工要求。 位铣刀齿数（齿距）的选择 可转位铣刀的齿数： 粗齿铣刀：大余量粗加工、软材料、切削宽度较大、机床功率较小。 中齿铣刀：通用系列，使用范围广泛，具有较高的金属切除率和切削稳定性。 密齿铣刀：用于铸铁、铝合金和有色金属的大进给速度切削加工。