可乐瓶的造型和加工毕业设计(编辑修改稿)

可乐瓶的造型和加工毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

度，拾取坐标原点为旋转中心点，然后框选所有P1 L1 P2 P3 P4 L2 P5 L3 C2 C3 C1 C4 R10 00 P1 L1 P2 P3 P4 L2 P5 C2 C3 C1 C4 R106 河南大学本科毕业生学士学位论文 17 线段，单击右键确认， 图 12 基本过程 12． 单击 “删除”按钮 ，删掉不需要的部分。 按下 Shift＋方向键旋转视图。 观察生成的第一条截面线。 单击“曲线组合”按钮 ，拾取截面线，选择方向，将其组合一样条曲线。 图 13 基本过程 图 14 第一条截面线 至此，第一条截面线完成。 因为作第一条截面线用的是拷贝旋转，所以完整地保留了原来绘制的图形，我们只需要稍加编辑就可以完成第二条截面线。 第一条截面线 河南大学本科毕业生学士学位论文 18 13． 按 F7 将绘图平面切换到 XOZ 面内。 单击“可见”按钮 ，显示前面隐藏掉的圆弧 C4，并拾取确认。 然后拾取第一条截面线单击右键选择“隐藏”命令，将其隐藏掉。 图 15 基本过程 14． 单击 “删除”按钮 ，删掉不需要的线段。 单击“曲线过渡”按钮 ，选择“圆弧过渡”方式，半径为 10，对 P P3 两处进行过渡。 15． 单击“曲线组合”按钮 ，拾取第二条截面线，选择方向，将其组合一样条曲线。 图 16 第二条截面线 P2 P3 第二条截面线 河南大学本科毕业生学士学位论文 19 16． 按下 F5 键将绘图平面切换到 XOY 平面，然后再按 F8 显示其轴侧图。 17． 单击 “圆弧”按钮 ，选择“圆心 _半径”方式，以 Z轴方向的直线两端 点为圆心，拾取截面线的两端点为半径，绘制如图所示的两个圆。 图 17 基本过程 18． 删除两条直线。 单击“可见”按钮 ，显示前面隐藏的第一条截面线。 19． 单击曲面编辑工具栏中的“平面旋转”按钮 ，在立即菜单中选择“拷贝”方式，输入角度 度，拾取坐标原点为旋转中心点，拾取第二条截面线，单击右键确认。 图 18 部分截面线 河南大学本科毕业生学士学位论文 20 可乐瓶底有五个相同的部分，至此我们完成了其一部分的截面线，通过阵列我们就可以得到全部，这是一种简化作图的有效方法。 20． 单击“阵列”按钮 ，选择“圆形”阵列方式，份数为 5，拾取三 条截面线，单击鼠标右键确认，拾取原点（ 0,0,0）为阵列中心，按鼠标右键确认，立刻得到如下结果。 图 19 阵列生成全部截面线 至此为构造曲面所作的线架已经完成。 生成网格面 按 F5 键进入俯视图，单击曲面工具栏中的“网格面”按钮 ，依次拾取 U截面线共 2 条，按鼠标右键确认；再依次拾取 V截面线共 15 条，按右键确认，稍等片片刻曲面生成。 河南大学本科毕业生学士学位论文 21 图 20 拾取截面线 图 21 网格面生成 生成直纹面 底部中心部分曲面可以用两种方法来作： ①裁剪 平面。 ②直纹面（点 +曲线）。 这里用直纹面“点 +曲线”来做，这样的好处是在做加工时，两张面（网格面和直纹面）可以一同用参数线来加工，而面裁剪平面不能与非裁剪平面一起来加工。 依次拾取 V 截面线共 15 条 依次拾取 U 截面线共 2 条 河南大学本科毕业生学士学位论文 22 1． 单击曲面工具栏中的“ 平 面”按钮 ，选择 中间的小圆，给定方向，右键确认，圆形平面立即生成。 图 22 直纹面生成 2． 选择“设置”－“拾取过滤设置”命令，取消图形元素的类型中的“空间曲面”项。 然后选择“编辑”－“隐藏”命令，框选所有曲线，按右键确认，就可以将线框隐全部藏掉，结果如图所示。 图 23 基本过程 至此可乐瓶底的曲面造型已经作完。 下一步的任务是如何选用曲面造型造出实体。 河南大学本科毕业生学士学位论文 23 曲面实体混合造型 造型思路 ：先以瓶底的上口为准，构造一个立方体实体，然后用可乐瓶底的两张面（网格面和直纹面）把不需要的部分裁剪掉，得到我们要求的凹模型腔。 多曲面裁剪实体是 CAXA 制造工程师中非常有用的功能。 1． 单击特征树中的“平面 XOY”，选定平面 XOY 为绘图的基准面。 图 24 基本过程 2． 单击“绘制草图”按钮 ，进入草图状态，在选定的基 准面 XOY 面上绘制草图。 3． 单击曲线工具栏中的“矩形”按钮 ，选择“中心 _长 _宽”方式，输入长度 120，宽度 120，拾取坐标原点（ 0,0,0）为中心，得到一个 120 120的正方形。 图 25 基本过程 河南大学本科毕业生学士学位论文 24 4． 单击特征生成工具栏中的“拉伸”按钮 ，在弹出的“拉伸”对话框中，输入深度为 50，选中“反向拉伸”复选框，单击“确定”得到立方实体。 图 26 基本过程 5． 选择“设置”－“拾取过滤设置”命令，在弹出的对话框中的“ 拾取时的导航加亮设置”项选中“加亮空间曲面”，这样当鼠标移到曲面上时，曲面的边缘会被加亮。 同时为了更加方便拾取，单击“显示线架”按钮 ，退出真实感 显示，进入线架显示，可以直接点取曲面的网格线。 图 27 基本过程 6． 单击特征生成工具栏中的“曲面裁剪除料”按钮 ，拾取可乐瓶底的两个曲面，选中对话框中“除料方向选择”复选框，切换除料方向为向里，以便得到正确的结果。 河南大学本科毕业生学士学位论文 25 图 28 基本过程 7． 单击“确定”，曲面除料完成。 选择“编辑”－“隐藏”命令，拾取两个曲面将其隐藏掉。 然后单击“真实感显示”按钮 ， 造型结果如图所示。 图 29 凹模型腔 河南大学本科毕业生学士学位论文 26 第 三 章 可乐瓶底凹模型腔加工 可乐瓶 底 凹模型腔 加工 前的 准备 工作 刀具的选择： 刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。 应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。 刀具选择总的原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。 在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。 选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。 生产 中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。 在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般取得很能密，故球头常用于曲面的精加工。 而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工， 都应优先选择平头刀。 另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。 在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。 因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具，迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。 编程人员应了解机床上所用刀柄的结构河南大学本科毕业生学士学位论文 27 尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。 目前我国的加工中心采 用 TSG 工具系统，其刀柄有直柄 (三种规格 )和锥柄 (四种规格 )两种，共包括 16 种不同用途的刀柄。 在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。 一般应遵循以下原则：① 尽量减少刀具数量； ② 一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位；③ 粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具； ④ 先铣后钻； ⑤ 先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工； ⑥ 在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。 切削用 量的选择： 切削用量包括：切削速度、进给速度、背吃刀量、和侧吃刀量。 在实际的生产中如何合理地选用对提高生产效率，改善工件表面粗糙度和加工精度都有密切的关系。 三种进给量的关系为： Vf=fn=afzn 式中 af—— 每齿进给量， mm/z； n—— 铣刀（主轴）转速， r/min； z—— 铣刀齿数。 推荐数值表如下： 工件材料 硬度 /HB 高速钢铣刀 硬质合金铣刀 立铣刀 端铣刀 立铣刀 端铣刀 低炭钢 150 ～ ～ ～ ～ 150～ 200 ～ ～ ～ ～ 中、高 炭钢 220 ～ ～ ～ ～ 225～ 235 ～ ～ ～ ～ 325～ 425 ～ ～ ～ ～ 灰铸铁 150～ 180 ～ ～ ～ ～ 180～ 220 ～ ～ ～ ～ 河南大学本科毕业生学士学位论文 28 220～ 300 ～ ～ ～ ～ 可锻铸铁 110～ 160 ～ ～ ～ ～ 160～ 200 ～ ～ ～ ～ 200～ 240 ～ ～ ～ ～ 240～ 280 ～ ～ ～ ～ 合金钢 220 ～ ～ ～ ～ 220～ 280 ～ ～ ～ ～ 280～ 320 ～ ～ ～ ～ 320～ 380 ～ ～ ～ ～ 工具钢 退火状态 ～ ～ ～ ～ HRC 36 ～ ～ ～ ～ HRC 35～ 46 ～ ～ HRC 46～ 56 ～ ～ 铝镁合金 95～ 100 ～ ～ ～ ～ 切削速度 ： V=π Dη /1000 D— 铣刀直径（ mm）η — 铣刀转速 r/min, π — 圆周率 从公式中可以看出，直径、转速和铣削速度成正比，也就是 D、η越大，V也越大。 在实际加工中，对刀具耐用度影响最大的是铣削速度，而不是转速。 因此，我们往往是根据刀具和被加工工件的材料等因素先选好合适的铣削速度，然后再根据铣刀直径和铣削速度来计算并选择合适的转速。 转换公式如下： n=1000V/π D 公式中可以看出两个变量 V、 D中 V↑、 n↑ , D↑、 n↓。 河南大学。