电风扇毕业设计

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1、工学院毕业设计（论文）工学院毕业设计（论文）“五叶电风扇” CAD/CAM实践专 业：数控技术班 级：数控0911学 号：0901107104学生姓名：钱新荣校外指导教师：校内指导教师：刘正平二零一二年五月21目录摘 要1引言2第一章 数控加工概述31.1 数控加工的定义31.2 数控加工的特点31.3数控机床程序编制3第二章 零件设计及造型52.1 加工任务分析52.2 零件造型设计152.3 零件造型设计6第三章 零件加工83.1图纸分析83.1.1几何元素分析：83.1.2精度分析：83.1.3材料分析：83.2 工艺分析93.3刀具的选择93.3.1 数控加工刀具的选择113.3.2

2、刀具的设置113.4毛坯设置123.5加工阶段的划分133.6 加工余量的确定153.6.1 加工余量的基本概念153.6.2 影响加工余量大小的因素153.6.3 确定加工余量大小的方法有三种163.7 精加工183.8 平面加工203.9 模拟仿真214.0 后处理224.1结论24第四章 参考文献25第五章 结束语26 五叶电风扇” CAD/CAM实践摘 要：在这里主要介绍CAM三维曲面造型和CAD二维图形的数控加工。CAM三维曲面造型的线性结构：所有的三维设计软件，都有共性和个性，要进行三维造型的学习必要了解一些个性的概念规定，否则不能顺利地创建出符合设计意图的曲面。CAD二维图形的数

3、控加工，本文主要利用Cimatron 软件对零件进行造型设计和加工。Cimatron 内容主要包括：二维和三维图形设计。Cimatron内容主要包括：二维加工主要由二维刀具模组来生成二维刀具加工路径，以完成各种二维加工任务，其加工路径主要包括外形铣削、面铣削、挖槽、钻孔及雕刻等。关键词：造型、 铣削加工、 车削加工引言Cimatron 不仅有三维造型功能线架造型、实体造型和曲面造型，而且还有铣床的二维加工和多轴加工系统。它提供了这些条件，所以对制造来说就很简单了。只是对毛坯以及刀具、安全距离等参数的设置后，就会自动完成走刀路线还有模拟加工，每一步走刀，清晰可见，而且还有相应的后置处理，即加工程

4、序就会自动生成，既简单方便又快捷，有效地代替了脑力劳动，提高了生产率。在零件造型中Cimatron 起了很大的作用，曲面造型也方便了很多。曲面造型（Surface Modeling）是计算机辅助几何设计（Computer Aided Geometric Design,CAGD）和计算机图形学（Computer Graphics）的一项重要内容，主要研究在计算机图像系统的环境下对曲面的表示、设计、显示和分析。现在的利用计算机辅助工具设计制造自动化时代以取代了早期的手工绘图，科技的力量难以磨灭，不仅它的发展迅速，而且它的功能强大。Cimatron通过后处理器 将NCR转换为机械数控系统，能识别到的

5、NC程序，并能模拟刀具路径，验证NC程序，然后通过计算机输入到数控铣床或加工中心，选用适合工件的刀具即可完成工件的加工，比以前的数控机床使用手工编程和数字化技术编制程序更为先进，它能计算出加工时间，可以将Cimatron 软件绘制的图形转化到Cimatron中，使绘图更容易简单，编织加工程序更快更准确。第一章 数控加工概述1.1 数控加工的定义 所谓数控加工就是用数控机床加工零件的方法。 数控加工是伴随着数控机床的产生、发展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们长期从事数控加工实践的经验总结。1.2 数控加工的特点 数控加工与普通机床加工相比具有以下特点：（1）加工零件的精度高 数控机床在整体

6、设计中考虑了整机刚度和零件的制造刚度，又采用高精度的滚珠丝杠传动副，机床的定位精度和重复定位精度都很高。特别是有的数控机床具有加工过程自动检测和误差补偿功能，因而能可能的保证加工精度和尺寸的稳定性。（2）生产效率高 数控机床在加工零件的装夹次数少，一次加工可加工很多表面，省去了划线找正和检测等许多中间环节，据统计普通机床的净切削时间一般占去总切削时间的15%20%，而数控机床可达65%70%，可实现自动换刀的带刀库数控机床可达75%80%。加工复杂工件时，效率可达510倍。（3）特别适合加工复杂的轮廓表面 如复杂的回转表面和空间表面。（4）有利于实现计算机辅助制造 目前在机械制造业中，CAD/

7、CAM已经被广泛使用，数控机床及其技术是计算机辅助制造系统的基础。（5）初始投资大，加工成本高 数控机床的价格一般是普通机床的若干倍，机床备件的价格也高；另外，加工首件也需要编程、调试程序和是加工，时间较长因此使零件的加工成本高于普通机床。1.3数控机床程序编制数控编程内容一般来讲，数控编程的过程包括：分析零件图样，工艺处理，数值计算，编写加工程序单，制作控制介质，程序校检验，和首次加工。数控编程的具体步骤与要求如下：1工艺分析 要分析零件的材料、形状、尺寸、精度、批量、毛坯形状、和热处理等，以便确定该零件是否适合在数控机床上加工，或适合在哪种数控机床上加工。同时要明确加工内容和要求。2工艺处

8、理 在分析零件图的基础上，进行工艺分析，确定零件的加工方法（如采用的工夹具、装夹定位方法等）、加工如线（如对刀点、换刀点、进给路线）及切削用量（如主轴转速、进给速度和背吃刀量）等工艺参数。数控加工工艺分析与处理是数控编程的前提和依据，而数控编程就是将数控加工工艺内容程序化。制定数控加工工艺时，要合理选择加工方案，确定加工顺序、加工路线、装夹方式、刀具及切削参数等。同时还要考虑所用数控机床的指令功能，充分发挥机床的效能，尽量缩短加工路线，正确的选择对刀点、换刀点，减少换刀次数，并使数值计算的方便；合理选取起到点、切入点和切入方式，保证切入过程平稳；避免刀具与非加工面的干涉，保证加工过程安全可靠等

9、。3数值计算 根据零件图的尺寸、确定的工艺路线及设定的坐标系，计算零件粗、精加工运动的轨迹，得到到位数据。对于形状比较简单的零件（如由直线和圆弧组成的零件）的轮廓加工，要计算出几何元素的起点、终点，圆弧的圆心，两几何元素的交点或切点的坐标值，如果数控装置无刀具补偿功能，还有计算刀具中心的运动轨迹坐标值。对于形状比较复杂的零件（如非圆曲线、曲面组成的零件），需要用直线或圆弧逼近，根据加工精度的要求计算出节点坐标值，这种数值一般由计算机来完成 4编写加工程序单 根据加工路线、切削用量、刀具号码、刀具补偿量、机床铺助动作及刀具运动轨迹，按照数控系统使用的指令代码和程序段的格式编写零件加工的程序单，并

10、校核上述两个步骤的内容，纠正其中的错误。5制作控制介质 把编制好的程序单上的内容记录在控制介质上，作为数控装置的输入信息。通过程序的手工输入或通信传输送入数控系统。6程序校验与首次试切 编写的程序单和制备好的控制介质，必须经过校验和试切才能正式使用。校验的方法是直接将控制介质上的内容输入到数控系统中，让机床运转以检查机床的运动轨迹是否正确。在有CRT图形显示的数控机床上，用模拟刀具与工件切削过程是方法进行检验更为方便，但这些方法只能检验运动是否正确，不能检验被加工零件的加工精度。因此要进行试切。当发现有加工误差时，应分析误差产生的原因，找出问题所在，并加以修正，直至达到零件图纸的要求。第二章

11、零件设计及造型2.1 加工任务分析本次加工的零件为五叶片风扇的凸模，主要加工表面为风扇的叶片和型架的轮毂，因为在这两项中，包含的曲面比较多而且复杂，所以在加工的过程中对机器和设计者的要求比较高。在对叶片和型架轮毂的技工为了保证其精度和质量，特采用了粗加工、余量加工、精加工三步完成，特作以下说明，详细说明如表一。表一 五叶电风扇工序卡工艺处数控编程任务书零件名称五叶电风扇使用数控设备加工中心主要工序说明及技术要求：本次加工零件为风扇叶片，根据其零件的复杂性，可以将零件的加工分为粗加工和精加工两步进行；1、 方法，运用8mm的牛鼻刀的最大进给量2mm；2、 余量加工：采用螺旋式加工方法对于在粗、精

12、加工中的剩余的残留量进行休整，做出最后的凸模成品；3、 精加工：对于在粗加工时留有的0.3mm的精加工余量加工，以保持零件对各个曲面的表面精度要求在精加工中要保持表面能够达到7级精度，采用精铣所有加工方式，以提高加工效率。编程日期任务书（编号）共 页第 页编制钱新荣审核刘正平编程钱新荣审核批准2.2 零件造型设计1人们根据系统功能的要求，用有限的特征来描述设计问题，通过形式化用计算机的数据结构来表达特征，并将用数据结构描述的“特征”数据存放在数据库之中，这样，“设计”过程变成了对数据库的处理。这一过程可以看做似建模过程，模型被用来表示实际的或抽象的对象，是对被处理对象进行计算、分析、模拟和研究

13、的基础。因此，模型是实际结构在CAD系统中的具体表现，是计算机“认知”产品的基础，我们知道，产品和工程结构本身能表现出来的属性（“特征”）是无限的，但可用的计算机资源、人们的认识是有限的，我们只能“认知”实际结构的部分属性，只能处理产品和工程结构设计的某些方面。根据模型的不同，CAD系统一般分为二维CAD和三维CAD系统。二维CAD系统一般将产品和工程设计图纸看成是“点、线、圆、弧、文本”等几何元素的集合，系统内表达的任何设计都变成了几何图形，所依赖的数学模型是几何模型，系统记录了这些图素的几何特征。二维CAD系统一般由图形的输入与编辑、硬件接口、数据接口和二次开发工具等几部分组成。三维CAD

14、系统的核心是产品的三维模型。三维模型是在计算机中将产品的实际形状表示成为三维的模型，模型中包括了产品几何结构的有关点、线、面、体的各种信息。计算机三维模型的描述经历了从线框模型、表面模型到实体模型的发展，所表达的集合体信息越来越完整和准确，能解决“设计”的范围越广。其中，线框模型只是用几何体的棱线表示几何体的外形，就如同用线架搭出的形状一样，模型中没有表面、体积等信息。表面模具是利用几何形状具有了一定的轮廓，可以产生诸如阴影、消隐等效果，但模型中缺少几何形状体积的概念，如同一个集合体的空壳。几何模型发展到实体模型阶段，封闭的几何表面构成了一定的体积，形成了几何形状体的概念，如同在几何体的中间填

15、充了一定的物质，使之具有了如重量、密度等特性，且可以检查两个几何体的碰撞和干涉等。由于三维CAD系统的模型包含了更多的实际结构特征，使用户在采用三维CAD造型工具进行产品结构设计时，更能反映实际产品的结构或加工制造过程。2.3 零件造型设计选择启动Cimatron E 8.0，在主菜单上选择【文件】【新建文件】命令，或者单击 （新建文档）,，弹出【新建文件】窗口，按图所示设置参数，单击确定按钮，建立新文档。2 建立主基面单击窗口上方菜单【基准】【基准面】【主平面】，拾取屏幕中心坐标系，单击，显示三位轴侧视图，如图2-3-1所示，单击“特征向导”下面的按钮确定，建立的主基准面如图2-3-2所示。拾取坐标系 图2-3-1 拾取坐标 图2-3-3主平面 3绘制草图先设置一个主平面，以YZ面为草绘平面，单击图标，吧YZ平面旋转成屏幕界面，以便绘制草图，单击选中图标，