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1、底板零件数控钻铣加工工艺设计及仿真分析摘 要具有孔和型腔的底板类零件在航空航天，机械，模具等行业的应用较为广泛。底板类零件既具有代表性，应用又很普及。因此，研究底板零件数控钻铣加工工艺设计及仿真分析具有重要的应用价值。本论文以底板零件为研究对象，综合运用机械制造和数控加工的基本理论知识，分析了底板零件数控钻铣加工工艺过程，确定了底板零件的毛坯原型，拟订了底板零件的数控加工工艺路线，设计了底板零件的数控加工工艺规程，编制了底板零件数控加工工艺卡片和工序卡片。利用CAD/CAM数控加工模块模拟分析了底板零件凸台及槽的数控加工的过程，建立了底板零件凸台及槽的数控加工的模型，设定了底板零件平面铣数控加
2、工刀具的参数、加工坐标系、进给速度、主轴转速等加工参数，获得了底板零件凸台及槽的数控加工的加工程序。关键词：底板零件，工艺设计，数控加工，仿真分析CNC drilling and milling process design and simulation analysis of Bottom partsAbstractWith holes and cavity floor kind parts in aerospace, machinery, and mould industries are used more widely. Floor kind parts has both applica
3、tion and very popular representative. Therefore, researching the bottom parts CNC drilling and milling process design and simulation analysis has important application value.This papers to the bottom part as research object, the comprehensive use of machinery manufacturing and the basic theoretical
4、knowledge of nc machining, Analyzed the bottom parts CNC drilling and milling machining process, determine the bottom parts, mapped out the blank prototype of nc machining process of the bottom parts in the floor was route, design of the nc processing procedure parts, composing the bottom parts nc m
5、achining process card and process card. Using CAD/CAM nc machining module simulated and analyzed bottom parts convex platform and trough of nc machining process, established the bottom parts convex platform and trough of the nc processing model, set a floor parts of nc machining tools of planar mill
6、ing machining parameters, the feeding speed, reference frame, spindle speed of processing parameters, and obtained bottom parts convex platform and trough of nc machining processing program.Key Words: Bottom parts; process design; Nc machining; The simulation analysis目 录摘 要Abstract第一章 引言-1-1.1 课题研究的
7、背景及意义-1-1.2 课题研究的内容-2-第二章 底板零件数控钻铣加工工艺设计-3-2.1 底板零件数控钻铣加工工艺分析-3-2.1.1 图纸分析-3-2.1.2 工艺分析-5-2.2 底板零件毛坯图的确定-5-2.2.1 毛坯类型的选择-5-2.2.2 加工余量的确定-6-2.3 底板零件数控钻铣加工工艺路线的确定-8-2.3.1 加工阶段的划分-8-2.3.2 热处理及其他辅助工序的安排-9-2.3.3 加工工序的安排-9-第三章 基于UG CAM的底板零件数控加工模拟仿真-22-3.1 底板零件数控加工模型的建立-22-3.1.1 工件模型的建立-22-3.1.2 毛坯模型的建立-23
8、-3.1.3 数控加工模型的建立-23-3.2 底板零件数控加工参数的确定-24-3.2.1 加工界面的启动-24-3.2.2 参数的设置-25-3.3 底板零件数控加工后处理-32-第四章 总结与展望-33-4.1 工作总结-33-4.2 技术展望-33-参考文献-34-致 谢-35-附 录-36-第一章 引言1.1 课题研究的背景及意义我国虽然早在1958年就开始研制数控机床，但由于历史原因，一直没有取得实质性成果。20世纪70年代初期，曾掀起研制数控机床的热潮，但当时是采用分立元件，性能不稳定，可靠性差。1980年北京机床研究所引进日本FANUC5、7、3、6数控系统，上海机床研究所引进
9、美国GE公司的MTC1数控系统，辽宁精密仪器厂引进美国Bendix公司的Dynapth LTD10数控系统。在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，北京机床研究所又开发出BS03经济型数控和BS04全功能数控系统，航天部706所研制出MNC864数控系统。“八五”期间国家又组织近百个单位进行以发展自主版权为目标的“数控技术攻关”，从而为数控技术产业化建立了基础。20世纪90年代末，华中数控自主开发出基于PC-NC的HNC数控系统，达到了国际先进水平，加大了我国数控机床在国际上的竞争力度。 随着科学技术飞速发展和经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度越来越快，数控加工技术作为先进生产力的代表，在
10、机械及相关行业领域发挥着重要的作用，机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。数控编程技术是数控技术重要的组成部分。从数控机床诞生之日起，数控编程技术就受到了广泛关注，成为CAD/CAM系统的重要组成部分。以数控编程中的加工工艺分析及设计为出发点，着力分析零件图，从数控加工的实际角度出发，以数控加工的实际生产为基础，以掌握数控加工工艺为目标，在了解数控加工铣削基础、数控铣床刀具的选用、数控加工工件的定位与装夹、拟定加工方案、确定加工路线和加工内容以及对一些特殊的工艺问题处理的基础上，控制数控编程过程中的误差，从而大大缩短了加工时间，提高了效率，降低了成本。对于底板零件数控钻铣加工工艺的研究越来越
11、受到人们的重视。计算机技术的不断改善和计算机图形学的飞速发展,使得计算机仿真技术在加工制造业中得到了广泛的应用。把计算机仿真技术引入到零件的数控加工中即形成了数控加工仿真技术。它能对切削过程中的刀具动作及切削状态进行空间立体的、真实形象的显示,同时对过切、欠切现象以及刀具与工件、刀具与夹具之间的碰撞干涉情况实现可视、定量的验证,可以直观、形象地模拟数控加工的全过程。数控加工仿真技术为验证数控加工程序的可靠性及预测切削加工过程提供强有力的工具,并在加工建模、预测、仿真计算和图形显示等方面取得了重要进展,目前正向模型的精确化、仿真计算实时性和图形显示的真实感方向发展。本文介绍的数控加工仿真是基于U
12、G/CAM模拟仿真模块，在加工之前对加工过程进行仿真分析。1.2 课题研究的内容本文以底板零件为研究对象，从数控加工工艺的角度，主要进行了如下研究工作： 1底板零件数控钻铣加工工艺规程设计；2. 底板零件数控加工模拟仿真。第二章 底板零件数控钻铣加工工艺设计数控加工工艺设计不同于常规加工零件的工艺设计，有自身的特点，其设计包含在机械加工工艺设计的过程中。要进行数控加工工艺设计，首先要进行机械加工工艺规程的设计。机械加工工艺规程是规定产品或零、部件机械加工工艺过程和操作方法的工艺文件。它是在具体的生产条件下，最合理或较合理的工艺过程和操作方法，并按规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产的
13、。机械加工工艺规程是在总结实践经验的基础上，依靠科学的理论和必要的工艺实验后制定的，反映了加工中的客观规律，是指导工人操作和用于指导工人操作和用于生产、工艺管理工作的主要技术文件，又是新产品投产前进行生产准备和技术准备的的依据，新建、扩建车间或工厂的原始资料。此外，先进的工艺规程还起着交流和推广先进经验的作用。典型和标准的工艺规程能缩短工厂的生产准备时间。机械加工工艺规程是工厂生产中的工艺纪律，有关人员必须严格执行。随着科学技术的进步和生产的发展，新技术、新工艺不断涌现，机械加工工艺规程则成为技术革新的重要的原始资料，科技人员会以它为基础，使其更加完善和合理。可见，机械加工工艺规程在工业生产和
14、技术创新的过程中，发挥着重要的作用。本章将介绍底板零件数控钻铣加工工艺规程的设计。2.1 底板零件数控钻铣加工工艺分析2.1.1图纸分析零件的图纸分析是制定工艺规程的首要步骤，对于保证工艺设计的合理性起着很重要的作用。底板零件图纸见图2.1。图2.1 底板零件图从图2.1可以看出：1底板零件主要加工部位是上下表面、四侧面、底座上表面、圆凸台柱面、菱形凸台上表面及四侧面，3个H8孔和4个槽；2底板零件高度方向的尺寸基准B为底面，宽度，长度方向的尺寸基准为对称中心面；3凸台上表面与基准B表面的平行度公差为0.05mm,上表面粗糙度为1.6；4左侧面与基准A侧面的垂直度公差为0.05mm，基准A侧面
15、的粗糙度为1.6；5圆凸台和菱形凸台的侧面粗糙度为1.6；6未注表面粗糙度为6.3；7坯料类型为锻件，材料为45钢。2.1.2 工艺分析由图2.1知，底板零件由底座，菱形凸台，圆凸台，3个H8孔及4个槽组成。进行工艺设计时应注意以下几个方面：1圆凸台上表面相对于基准面B的平行度公差为0.05mm,圆凸台柱面及上表面粗糙度均为1.6，凸台高度为，直径为40h8，公差精度等级为IT7IT8，几何精度要求较高。按基准面先行的原则，为了保证零件的几何精度，应首先加工基准面B，再以B面为定位基准，加工圆凸台上表面及圆柱面；2采用先面后孔的原则。应先加工平面，平面尺寸轮廓尺寸较大，用平面定位比较稳定可靠，以稳定可靠的平面作为定位基准面可使孔加工容易，并能提高孔的加工精度。对于底板零件，可先加工各个台阶表面，再加工3个孔和4个槽。3个孔尺寸公差等级为IT8，精度要求相同且要求较高，需安排钻-扩-绞三步加工。4个槽宽度为，等级为IT9IT10，长度为，等级为IT10IT11，虽然精度不高，但槽与水平线有角度要求，普通机床不易加工，采用数控加工。为保证槽的加工质量要求，将槽的加工安排在底板四侧面精加工以后进行。3底板长mm，等级为IT1
