【正文】 /曲面維護(hù)）、 PRO/LIBRARYACCESS（ PRO/E 模型數(shù)據(jù)庫進(jìn)入）、PRO/POLT（ HPGL/POSTscriptA 數(shù)據(jù)輸出） 。傳統(tǒng)的 CAD軟件主要應(yīng)用在產(chǎn)品造型方面，還停留在“三維繪圖”的應(yīng)用狀態(tài)，不能滿足創(chuàng)新的需求，使用者需要經(jīng)長時(shí)間抽象嚴(yán)格的投影視圖和 CAD 系統(tǒng)復(fù)雜命令的訓(xùn)練，將用傳統(tǒng)紙筆構(gòu)思完成好的 設(shè)計(jì)方案通過計(jì)算機(jī)“造型”表達(dá)出來，并沒有幫助設(shè)計(jì)人員真正實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。如今的 CAD軟件，不僅在三維造型較之以往日益完善 ，更加強(qiáng)了美學(xué)設(shè)計(jì)和渲染能力，使其在概念設(shè)計(jì)方面的表現(xiàn)更加突出。 Pro/E 軟件功能涵蓋了零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、鈑金設(shè)計(jì)、曲面設(shè)計(jì)、 NC加工、機(jī)構(gòu)仿真等功能、以及 CAE、 PDM 的各種各種功能。 設(shè)計(jì)者可以在曲線和曲面之間應(yīng)用連接特性，使曲面更加平滑。利用曲面輔助建模是 Pro/E 建模的重要手段。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 溝槽凸輪的工藝分析 8 確 定毛坯的種類 在機(jī)械加工中毛坯的種類有很多，如鍛件 、 鑄件 、 型材 、 擠壓件 、 沖壓件及焊接組合件等，同一種毛坯又可能有不同的制造方法。 確定毛坯的制造形式 提高毛坯的制造質(zhì)量，可以減少機(jī)械加工勞動(dòng)量，降低機(jī)械加工成本，但往往會(huì)增加毛坯的制造成本。 確定毛坯的尺寸公差和 機(jī)械加工余量 毛坯余量的確定，加工余量可以由 《 機(jī)械 制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》 查到。 國標(biāo)規(guī)定了圓形，柱雷和盤類自由鍛件的機(jī)械加工余量與公差， 對(duì)某溝槽凸輪零件圖進(jìn)行分析計(jì)算，可大致 確定適合范圍 （ ≤ H ≤ D）盤類。 該 溝槽凸輪的溝槽側(cè)面的垂直度公差為 ， 配合精度為 H7，表面粗糙度為 。 某溝槽凸輪零件的工藝路線擬定 工藝路線的擬定包括：定位基準(zhǔn)的選擇；各表面加工方法的確定；加工階段的劃分；工序集中程度的確定；工序順序的安排。根據(jù)數(shù)控銑床的特點(diǎn)，為保持?jǐn)?shù)控銑床的精度，降低生產(chǎn)成本，延長使用壽命，通常把溝槽凸輪零件的粗加工放在普通車床上加工，特別是基準(zhǔn)面 、 定位面的加工放在普通車床上進(jìn)行。一般加工外形時(shí)，以內(nèi)形定位，加工內(nèi)形時(shí)以外形定位。 適合數(shù)控銑削加工零件的 一般 加工順序 為 ： ； ； 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 溝槽凸輪的工藝分析 11 ； 4． 精加工主要表面 ； 5． 檢驗(yàn) 、 入庫 。并使用一 端面外圓組合基準(zhǔn)定位，以三爪卡盤為第一定位 基準(zhǔn)限制工件的 四 個(gè)自由度，端面應(yīng)一點(diǎn)接觸，限制一個(gè)自由度，工件以 以 φ 150 外圓 及端面為定位基準(zhǔn)，在帶三爪卡盤 和 支撐板上實(shí)現(xiàn) 定位。 圖 矩形工件 圖 圓柱形工件 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 溝槽凸輪的工藝分析 12 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用 機(jī)床設(shè)備的選用 正確的選擇機(jī)床設(shè)備是一件很重要的工作，它不但直接影響工件的加工質(zhì)量，而且還影響工件的加工效率和制造成本。 。 表 1— 2 數(shù)控車床參數(shù) 名稱 參數(shù) 名稱 參數(shù) 機(jī)床型號(hào) CK6125A 刀架最大 X向行程 /mm 200 盤類零件 最大車削直徑 /mm 250 刀架最大 Z向行程 /mm 250 軸類零件 最大車削直徑 /mm 250 主軸轉(zhuǎn)速 (r/mm) 50～ 3000 溜板最大行程 X向 /mm 200 主軸轉(zhuǎn)速級(jí) 數(shù) 無極 溜板最大行程 Z向 /mm 250 主電動(dòng)機(jī)功率 /kw 最大工件長度 /mm 數(shù)控系統(tǒng) FANUC 主軸孔徑 /mm 38 控制軸數(shù) 2軸 主軸錐孔 莫氏 5號(hào) 聯(lián)動(dòng) 軸數(shù) 2軸 工藝裝備的選用 工藝裝備主要包括刀具，夾具和量具。由 表 120 確定該粗銑工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)為IT=12，其公差值為 ，故 mmP )(1 ?? 。 將工序尺寸按“入體原則”表示： mmP 150 ??? ， mmP 0 153 ?? 。 綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為，精鉸： ?? ；粗鉸： ?? ；擴(kuò)孔： ?? ；鉆孔： ?? ，它們的相互關(guān)系如圖 所示。先 明確 了 零件的作用 ，本次設(shè)計(jì)的某溝槽凸輪的主要作用就是載重后，使溝槽凸輪能夠有正常的傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)的作用。而每一種加工中又含有多個(gè)加工方式，要設(shè)置加工模型機(jī) 、 床與刀具的設(shè)置 、 NC 序列設(shè)置加 、 工檢測數(shù) 、 據(jù)后處理。在實(shí)際應(yīng)用中，必須結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，考慮各方面因素，綜合采用各種加工方法，達(dá)到生產(chǎn)目的。 局部銑削是 Pro/NC 模塊中提供的清根加工方法。 Pro/NC 模塊中， 曲面加工借助其提供的非常靈活的走刀選項(xiàng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同曲面特征的加工并能滿足加工精度要求。通過設(shè)置適當(dāng)?shù)膮?shù)所產(chǎn)生刀具 軌跡能更逼近曲面的幾何形狀。輪廓加工通過配置加工參數(shù)，可以用來粗加工或精加工垂直度或傾斜度不大的輪廓表面。腔槽加工可以用于銑削腔槽中包含的水平面、垂直面或傾斜曲面。 螺紋加工用于在圓柱表面上切削出內(nèi)外 螺紋，在進(jìn)行螺紋加工時(shí)，刀具類型必須為螺紋銑刀，而不是常規(guī)的銑刀。而陷入加工可以像鉆削一樣進(jìn)行加工，具有較高的排屑效率和加工效率，是一種比較好的粗加工方法。對(duì)于粗加工后繼續(xù)進(jìn)行半精加工的工件，可以很容易的控制其加工其加工余量，適合對(duì)復(fù)東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 溝槽凸輪的數(shù)字化仿真加工 24 雜零件模型進(jìn)行第二次粗加工。粗加工、重新粗加工和精加工可用于高速模具加工，特別用于加工輸入的非實(shí)體幾何并可直接加工包含 STL 格式多面數(shù)據(jù)的模型。開粗公差為 ，加工余量為 。有較大變動(dòng)范圍。 建立加工坐標(biāo)系一般應(yīng)遵循以下原則 ： 。 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作 在虛擬數(shù)控加工 時(shí) ，先進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作。系統(tǒng)彈出打開對(duì)話框，選取 零件模型文件，單擊“打開“按鈕。 (如圖 ) 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 溝槽凸輪的數(shù)字化仿真加工 26 圖（ ） 編輯定義圖 (3)創(chuàng)建坐標(biāo)系 單擊“創(chuàng)建基本坐標(biāo)系”按鈕 ，打開“坐標(biāo)系” 對(duì)話框。 圖（ ）機(jī)床設(shè)置對(duì)話框 單擊“切削刀具”選項(xiàng)卡，如圖（ ）所示。 加工溝槽仿真加工的數(shù)控程序生成： P100 N0 N10 G54 N20 S1200 M03 ；主軸順時(shí)針轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為 1200 N30 G00 X6 Y32 Z5 M08 ；冷卻液開 N40 G01 Z5 F60 ；直線插補(bǔ)每分進(jìn)給為 60 N50 G25 ；主軸速度波動(dòng)檢查關(guān)閉，換刀 N60 G01 N70 G25 N80 G00 Z50 N90 ；換刀準(zhǔn)備精銑加工 N100 G55 ；第二工件坐標(biāo)系設(shè)定 N110 S1500 M03 N120 G00 Z5 ；刀移動(dòng)到 A點(diǎn) N130 G01 Z8 F80 N140 G02 R21 ；銑到 B點(diǎn) N150 G01 ；銑到 C點(diǎn) N160 G02 R32 ；銑到 D點(diǎn) N170 G01 ；銑到 E點(diǎn) N180 G02 R21 ；銑到 F點(diǎn) N190 G02 R58 ；銑回到 A點(diǎn) N200 G00 Z100 M09 ；關(guān)冷卻液 N210 G00 X0 Y0 M05 M30 ；主軸關(guān)，程序結(jié)束 本章小結(jié) 在本章中，以某溝槽凸輪模型的加工為例，闡述了利用 Proe 系統(tǒng)軟件對(duì)具體工件進(jìn)行虛擬加工的基本順序和操作方法； 并得出了仿真加工刀具軌跡 和加工數(shù)據(jù)的輸出， 同時(shí)也介紹了一些數(shù)控加工的知識(shí)。虛 擬技術(shù) 應(yīng)用的另外一個(gè)重要領(lǐng)域是數(shù)控操作人員的培訓(xùn)。 4. 利用 Pro/E 的 NC 模塊對(duì)溝槽凸輪的仿真加工過程的軌跡生成，軌跡的演示過程，加工過程中參數(shù)的轉(zhuǎn)化。在這個(gè)過程中，對(duì)機(jī)械加工工藝和夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的知識(shí)有了更深的理解，增強(qiáng)了對(duì)本專業(yè)綜合知識(shí)運(yùn)用的能力，使我對(duì)專業(yè)知識(shí)、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。北京 ：機(jī)械設(shè)計(jì)與研究， 2021（增刊。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) 33 參 考 文 獻(xiàn) [1]劉昌祺 牧野 洋 曹西京主編的凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。特別是利用 Pro/E 的 使用進(jìn)行數(shù)控仿真加工，能夠顯著地縮短加工時(shí)間，提高加工安全性和經(jīng)濟(jì)效益，有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)虛擬制造技術(shù)的重要組成 部 分的虛擬加工技術(shù)，進(jìn)行了 較為 深入細(xì)致的探討，并實(shí)現(xiàn) 了仿真數(shù)控加工 過程； Pro/E 三維造型軟件的曲面造型等功能，對(duì)具有型腔鍛件模型的溝槽凸輪的造型方法進(jìn)行了探討 ； 定加工工藝路線，機(jī)械加工余量和切削用量、基本工時(shí)的確定。虛擬制造技術(shù)從根本上改變了以往對(duì)制造資源的依賴性，允許更改和快速璧 :新定義虛擬模型，并提供一個(gè)包括環(huán)境、信息、合作機(jī)制、通 訊及知識(shí)等三維可 變花的 環(huán)境。設(shè)置表面銑削刀具類型為“銑削”，選擇刀具材料為硬質(zhì)合金鋼 YG8，選擇刀具單位為“毫米”，如圖（ ）所示，單擊“應(yīng)用”按鈕，確認(rèn)即可。 圖（ ） 定向設(shè)置圖 操作設(shè)置 選擇“制造”“制造設(shè)置”“操作”命令 ，如圖（ ）所示 系統(tǒng)彈出操作設(shè)置對(duì)話框如圖（ ） 所示。用鼠標(biāo)單擊選取 NC_ASM一 DEF 一 CSYS 坐標(biāo)系和前面凸模中創(chuàng)建的坐標(biāo)系 CSO，系統(tǒng)自動(dòng)選擇裝配約束類型為“坐標(biāo)系”，單擊右側(cè) 按鈕，完成參照模型的放置。 為了方便文件保存和檢索，在每次創(chuàng)建數(shù)控加工程序文件前，建議建一個(gè)文件夾，把所需要的文件復(fù)制到該文件夾，并把 Pro/E系統(tǒng)的工作目錄設(shè)置到該文件夾下，這東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 溝槽凸輪的數(shù)字化仿真加工 25 樣在操作時(shí)所保存的文件都會(huì)保存在這個(gè)文件夾下，當(dāng)需要查詢和調(diào)用所需要的文 件時(shí)，就會(huì)很方便地檢索到。 。 刀具軌跡的創(chuàng)建 Pro/E 提供了強(qiáng)大的坐標(biāo)系設(shè)定功能，它包括絕對(duì)坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系和加工坐標(biāo)系。在同等加工條件下，開粗階段垂直進(jìn)給量與刀具直徑成正比。開粗時(shí)，刀具的水平進(jìn)給量為刀具直徑的 75%以下，垂直進(jìn)給量為 。精加工是在粗加工和重新粗加工后加工參照零件的細(xì)節(jié)部分，對(duì)工件進(jìn)行的小切削量加工，目的是為了獲得預(yù)期的尺寸精度和表面質(zhì)量。粗加工用于以均勻的步距深度增量方式高效率的銑削件去除材料。 陷入加工也可稱為插削加工，是以插入鉆削的方式用于切削工件去除材料。若針對(duì)特別的溝槽進(jìn)行加工，刀具的外形則需要根據(jù)欲加工的溝槽形狀來定義，即使用成型刀具沿著設(shè)定的刀具軌跡對(duì)特別的溝槽或外形進(jìn)行加工。 腔槽加工主要用來加工不 同形狀的凹槽。表面加工通過配置加工參數(shù)，可以用來粗加工或精加工與退刀面平行的大面積或平面度要求較高的平面，加工表面可以是一個(gè)平面也可以是幾個(gè)共面的平面。曲面加工可以用來加工水平或傾斜度的曲面。局部銑削通過配置加工參數(shù)，可以使用較小尺寸的刀具對(duì)大尺寸刀具銑切不到的根部、圓角或內(nèi)外輪廓中曲率半徑小于刀具直徑的 部位等進(jìn)行精加工。體積塊加工所產(chǎn)生的刀具軌跡會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)的制造幾何形狀 — 銑削體積塊或銑削窗口，以等高分層的形式去除材料，即在體積塊加工中材料是一層一層 去除的，所有層的切面與退刀面平行。 數(shù)控加工流程及方法 加工方式的選擇 加工方式的選擇直接影響加工效率和加工質(zhì)量。優(yōu)良的加工工藝是能否生產(chǎn)出合格，優(yōu)質(zhì)零件的必要前提，所以對(duì)加工工藝的設(shè)計(jì)十分重要，設(shè)計(jì)時(shí)要反復(fù)比較，選擇最優(yōu)方案。 粗銑 ： 銑削深度 wa ： mmaw 3? 每齒進(jìn)給量 fa ：根據(jù)表 57，按機(jī)床功率為 取 zmma f /? 銑削速度 V ：參照 表 59，取 min/ mV ? ， 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ： 01000Vn d?? 式（ 371） 取 V = min/45m , 0d = mm63 代入公式（ 371）得： m i n/ m i n/451000 rmmmn ???? 根據(jù) 表 415，取 min/210rn ? 實(shí)際銑削速度