【正文】 9）編寫(xiě)加工工藝卡片 ，如表 43所示。 鉆孔：選用 Φ 20mm 的硬質(zhì)合 金鉆頭。該卡盤(pán)裝夾工件方便、省時(shí)，但夾緊力小，適用于裝 夾外形規(guī)則的中、小型工件。毛坯先夾持 左 端車(chē)右端橢圓輪廓 ,Φ 35mm 圓柱面 ,Φ 35mm 到 Φ 30mm 圓錐面 ， 切斷刀切斷。 （ 7）走刀路線(xiàn)和對(duì)刀點(diǎn)的選擇 走刀路線(xiàn)包括切削加工軌跡，刀具運(yùn)動(dòng)切削起 始點(diǎn)，刀具切入，切出并返回切削起始點(diǎn)或?qū)Φ饵c(diǎn)等非切削空行程軌跡 。當(dāng)不能采用中心孔時(shí)或粗加工是為了工作裝夾剛性，可采用軸的外圓表面作定位基準(zhǔn)，或是以外圓表面和中心孔共同作為定位基準(zhǔn)，能承受較大的切削力，但重復(fù)定位精度并不太高。 （ 6） 數(shù)控機(jī)械加工程序不僅包括零件的工藝過(guò)程，而且還包括了完成工藝過(guò)程所必需的工藝參數(shù)，如切削用量、進(jìn)給路線(xiàn)、刀具尺寸編號(hào)以及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。 （ 5）刀具的選擇 在數(shù)控車(chē)床加工中，產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率在相當(dāng)大的程度上都受到刀具的制約。 （ 6）切槽與割斷 切槽加工是車(chē)床加工中一種常見(jiàn)的加工內(nèi)容 ,車(chē)床上常加工的槽是內(nèi)、外徑槽和端面槽。 （ 3)車(chē)削 端 面。 本設(shè)計(jì)繪制的圖紙均采用 CAD 繪圖，詳細(xì)圖紙見(jiàn)附錄。正交功能使用戶(hù)可以很方便地繪制水平、豎直直線(xiàn)，對(duì)象捕捉可 幫助拾取幾何對(duì)象上的特殊點(diǎn)，而追蹤功能使畫(huà)斜線(xiàn)及沿不同方向定位點(diǎn)變得更加容易。 （ 3） 一次選擇其余零件進(jìn)行配合，最后選擇助推器，進(jìn)行圓周陣列，裝配圖完成 ，火箭模型組合件造型及數(shù)控加工 第 16 頁(yè) 共 78 頁(yè) 如圖 312 所示。 助推器建模 先作出輪廓的截面 曲線(xiàn)草圖，再利用回旋命令生成實(shí)體，最后利用邊倒角命令使過(guò)渡圓滑， 具體步驟 如下： （ 1） 在桌面上雙擊 SolidWorks 的快捷方式，打開(kāi)軟件 （ 2） 在工具條上單擊“新建文件”按鈕 ，系統(tǒng)彈出新建文檔對(duì)話(huà)框， 單擊“ＯＫ”按鈕新建一個(gè)零件文件。 （ 6） 選擇 特征功能， 選擇主菜單上“旋轉(zhuǎn)凸臺(tái) /基體”，系統(tǒng)將彈出旋轉(zhuǎn)實(shí)體特征欄。 （ 10） 選擇特征功能 ， 選擇主菜單上“掃描切除 /基體”，彈出掃描切除特征欄。 華北科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 13 頁(yè) 共 78 頁(yè) （ 3） 進(jìn)入草圖狀態(tài)，選擇前視基準(zhǔn)面為繪圖平面，點(diǎn)擊“繪制草圖”按鈕進(jìn)入草圖繪制界面 。單擊草圖工具欄上的“完成草圖”按鈕，退出草圖繪制狀態(tài)。 （ 9） 退出草圖狀態(tài) ， 單擊草圖工具欄上的“完成草圖”按鈕，退出草圖繪制狀態(tài)。 一子級(jí)建模 先作出輪廓的截面 曲線(xiàn)草圖，再利用回旋命令生成實(shí)體，最后利用邊倒角命令使過(guò)渡圓滑， 具體步驟 如下： （ 1） 在桌面上雙擊 SolidWorks的快捷方式，打開(kāi)軟件 （ 2） 在工具條上單擊“新建文件”按鈕 ， 系統(tǒng)彈出新建文檔對(duì)話(huà)框。 圖 32 旋轉(zhuǎn)切除 （ 11） 進(jìn)入草圖狀態(tài)，選擇左視基準(zhǔn)面為繪圖平面，點(diǎn)擊“繪制草圖”按鈕進(jìn)入草圖繪制界面，建立草圖 3。 （ 6） 選擇特征功能。 SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。 數(shù)控 機(jī)床的 維護(hù) 為了 延長(zhǎng)元器件的壽命和零部件的磨損周期，預(yù)防各種故障，提高數(shù)控機(jī)床的平均無(wú)故障工作時(shí)間和使用壽命 ，數(shù)控機(jī)床需要經(jīng)常維護(hù)和保養(yǎng)。 （ 5）按控制系統(tǒng)分 類(lèi) ： 分為 FANUCK、華中、廣數(shù)、西門(mén)子、三菱等 。 ⑸ 驅(qū)動(dòng)裝置 驅(qū)動(dòng)裝置把經(jīng)放大的指令信號(hào)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械連接部件驅(qū)動(dòng)機(jī)床，使工作臺(tái)精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 最后加工出圖紙所要求的 零件。 本設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容 及意義 本文是對(duì)火箭模型組合件的 造型 及 數(shù)控 加工， 首先 使用 Solid Works對(duì)所設(shè)計(jì)零件進(jìn)行三維實(shí)體建模， 然后使用 CAD 繪制 出火箭模型各部分零件的零件圖紙，再 對(duì)零件圖紙進(jìn)行工藝分析，擬定 數(shù)控加工 工藝方案 ，安排工序順序， 使用 CAXA 或手工編寫(xiě)數(shù)控程序并使用 數(shù)控 仿真軟件進(jìn)行加工模擬， 再 使用 CKA6136 型 數(shù)控 車(chē) 床 對(duì)所設(shè)計(jì)零件進(jìn)行加工，最后將加工好的零件組合成火箭模型裝配體 。 32iB具有充實(shí)的 CNC 功能，用于高檔車(chē)床、加工中心。控制 9 進(jìn)給軸＋ 4主軸，最大聯(lián)動(dòng)軸數(shù) 9 軸；插補(bǔ)周期 ，分辨率 1nm，移動(dòng)速度 ；直線(xiàn)、圓弧、螺紋、 NURBS 插補(bǔ)功能，參考點(diǎn)返回；程序段處理速度 7200 段 /秒。國(guó)內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。 第三代數(shù)控機(jī)床， 1965 年，出現(xiàn) 的 第三代的集成電路數(shù)控 設(shè)備 ，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高，價(jià)格進(jìn)一步下降，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床 種類(lèi) 和 數(shù)量 的發(fā)展。 通過(guò) 對(duì) 火箭模型的設(shè)計(jì)和 加工 的全過(guò)程 來(lái)學(xué)習(xí)數(shù)控車(chē)床的使用，了數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展趨勢(shì) 。 關(guān)鍵詞： 火箭模型組合件； CAD； Solid Work 建模； 數(shù)控仿真 ； NC 加工 火箭模型組合件造型及數(shù)控加工 第 2 頁(yè) 共 78 頁(yè) Abstract： Nowadays， Along with the rapid development of puter technology, Digital control technology (Referred to NC)has been widely used in industrial control fields, Especially in the machinery manufacturing industry, General machine tools are also going to be highefficiency, highprecision, highly automated CNC machines are replaced, CNC machine tools and CNC lathe is the most important one of the products by the world field of mechanical processing of all ages. Its development has been much industry attention, the design, manufacture and application level in a way represents a country39。 第四代數(shù)控機(jī)床， 60 年代末 采用小型計(jì)算機(jī)控制的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) (簡(jiǎn)稱(chēng) CNC),使數(shù)控裝置進(jìn)入了以小型計(jì)算機(jī)化為特征的第四代。高檔次的系統(tǒng)全都是進(jìn)口。是全數(shù)字總線(xiàn)式高檔數(shù)控裝置，具有高速現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)、多通道、多軸聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)、納米插補(bǔ)技術(shù)、超前預(yù)讀、小線(xiàn)段高速速度平滑 、雙軸同步控制、刀具空間長(zhǎng)度補(bǔ)償、復(fù)合加工、空間誤差補(bǔ)償、切削力自適應(yīng)控制、對(duì)話(huà)式式編程、遠(yuǎn)程故障診斷、數(shù)控機(jī)床快速調(diào)試等技術(shù)。技術(shù)特點(diǎn)：納米級(jí)精度控制；納米平滑功能；多路徑控制；學(xué)習(xí)控制功能；（ 31iB5）五軸聯(lián)動(dòng)控制功能；標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)； USB 接口；高速高精度加工功能 AICCⅡ 。 通過(guò)本設(shè)計(jì) 來(lái)學(xué)習(xí)實(shí)體造型軟件和數(shù)控車(chē)床的使用，了解數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)和使用方法，從設(shè)計(jì)和加工過(guò)程中體會(huì)數(shù)控技術(shù)的 優(yōu)勢(shì)和發(fā)展趨勢(shì)。 ⑹ 可編程控制器 可編程控制器 (PC， Programmable Controller) 是一種以微處理器為基礎(chǔ)的通用型自動(dòng)控制裝置，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。 （ 6）按工藝分類(lèi) ： 數(shù)控車(chē)床 、 數(shù)控鉆床 、 數(shù)控銑床 、 數(shù)控鏜床 發(fā)及加工中心 。 需要注意事項(xiàng)包括：放置于 恒溫的環(huán)境 ， 遠(yuǎn)離震動(dòng)較大的設(shè)備和有電磁干擾的設(shè)備；電源要求；定期的維護(hù)、保養(yǎng)；不宜長(zhǎng)期封存；注意培訓(xùn)和配備操作人員、維修人員及編程人員數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)；嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和日常維護(hù)制度； 防止灰塵進(jìn)入數(shù)控裝置 ；定時(shí)清掃數(shù)控柜的散熱通風(fēng)系統(tǒng)； 經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓、電網(wǎng)電壓范圍在額定值的 85％～ 110％； 定期更換 存儲(chǔ)器 用電池； 數(shù)控 系 統(tǒng)長(zhǎng)期不用時(shí)的維護(hù)經(jīng)常給數(shù)控系統(tǒng)通電或使數(shù)控機(jī)床運(yùn)行溫機(jī)程序； 備用電路板的維護(hù)機(jī)械部件的維護(hù)。 整流罩建模 先作出輪廓的截面 曲線(xiàn)草圖，再利用回旋命令生成實(shí)體，最后利用邊倒角命令使過(guò)渡圓滑， 具體步驟 如下： （ 1） 在桌面上雙擊 SolidWorks的快捷方式，打開(kāi)軟件 （ 2） 在工具條上單擊“新建文件”按鈕 。選擇主菜單上“旋轉(zhuǎn)凸臺(tái) /基體”，系統(tǒng)將彈出旋轉(zhuǎn)實(shí)體特征欄。 （ 12） 繪制圓弧，以圓弧為基點(diǎn)繪制螺旋線(xiàn)，并繪制垂直于螺旋線(xiàn)的切割三角形，用于掃描切除，生成螺紋。單擊“ＯＫ”按鈕新建一個(gè)零件文件。 （ 10） 選擇特征功能 ， 選擇主菜單上“ 掃 描切除 /基體”，系統(tǒng)將彈出 掃描切除特征欄。 火箭模型組合件造型及數(shù)控加工 第 12 頁(yè) 共 78 頁(yè) （ 6） 選擇特征功能 ， 選擇主菜單上“旋轉(zhuǎn)凸臺(tái) /基體”，系統(tǒng)將彈出旋轉(zhuǎn)實(shí)體特征欄。 （ 4） 繪制截面曲線(xiàn)，利用草圖工具欄上的“直線(xiàn)”、“圓弧”、等命令繪制截面曲線(xiàn)，利用幾何關(guān)系命 令使各段圓弧光滑。選擇 剛生成的草圖輪廓，并選擇沿螺旋線(xiàn)掃描切除，點(diǎn)擊“確定”切除實(shí)體如圖 39所示。選擇剛生成的草圖輪廓，并選擇旋轉(zhuǎn)中心，點(diǎn)擊“確定”生成 實(shí)體，如圖 310 所示。 （ 3） 進(jìn)入草圖狀態(tài)，選擇前視基準(zhǔn)面為繪圖平面，點(diǎn)擊“繪制草圖”按鈕進(jìn)入草圖繪制界面 。 圖 312 裝配過(guò)程 圖 313 裝配體 （ 4） 裝配完成 （如圖 313 裝配體） ，保存文件。 AutoCAD 具有強(qiáng)大的編輯功能，可以移動(dòng)、復(fù)制、旋轉(zhuǎn)、陣列、拉伸、延長(zhǎng)、修剪、縮放對(duì)象等。 整流罩 零件圖 1 第一子級(jí) 零件圖 2 第二子級(jí) 零件圖 3 第三子級(jí) 零件圖 4 底座 零件圖 5 助推器 零件圖 6 裝配體 裝配圖 數(shù)控車(chē)削加工工藝 數(shù)控車(chē)削加工的范圍 （ 1）輪廓形狀特別復(fù)雜或難于控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件 數(shù)控車(chē)較適合車(chē)削普通車(chē)床難于實(shí)現(xiàn)的由任意直線(xiàn)和平面曲線(xiàn)（圓弧和非圓曲線(xiàn)類(lèi)）組成的形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件，斜線(xiàn)和圓弧均可直接由插補(bǔ)功能實(shí)現(xiàn)，非圓曲線(xiàn)可火箭模型組合件造型及數(shù)控加工 第 18 頁(yè) 共 78 頁(yè) 用數(shù)學(xué)手段轉(zhuǎn)化為小段直線(xiàn)或小段圓弧后作插補(bǔ)加工得到。 車(chē)削 端 面主要指的是車(chē)端平面，常見(jiàn)的方法圖偏刀車(chē)削平面，可采用較大背吃刀量，切削順利，表面光潔，大、小平面均可車(chē)削使用 90176。 （ 7）車(chē)削成型面 車(chē)削成型面是車(chē)床加工零件時(shí)候最常用的加工內(nèi)容之一，可以加工圓弧表面，曲線(xiàn)表面，等復(fù)雜表面。數(shù)控車(chē)削選擇刀具主要考慮如下幾個(gè)方面的因素：一次連續(xù)加工 表面盡可能多；在切削過(guò)程中，刀具不能與工件輪廓發(fā)生干涉；有利于提高加工效率和加工表面質(zhì)量；有合理的刀具強(qiáng)度和壽命。 （ 7） 數(shù)控加工效率高，加工精度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，對(duì)不同工件適應(yīng)能力強(qiáng)。 （ 4）準(zhǔn)備工作。合理的確定對(duì)刀點(diǎn)，對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工零件上，但注意對(duì)刀點(diǎn)必須是基準(zhǔn)位或已精加工過(guò)的部位 。然后掉頭加工，夾住零件右端，對(duì)左端進(jìn)行加工， 先用中心鉆打中心孔 Φ 20mm，再用 Φ 20mm的 鏜孔刀鏜 Φ 25mm的孔 ，再用內(nèi)螺紋刀車(chē) M27 的螺紋 。 裝夾方法選擇為 先用三爪自定心卡盤(pán)夾住右端，加工左端達(dá)到工件精度要求；再工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤(pán)夾住工件右端 。鏜孔：選用 Φ 20mm 硬質(zhì)合金鏜刀。 表 43 工藝卡表 工序號(hào) 零件名稱(chēng) 夾具 設(shè)備 車(chē)間 001 整流罩 三抓卡盤(pán) CKA6136 數(shù)控實(shí)訓(xùn)室 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具 刀具 名稱(chēng) S(r/min) Vc（ m/min） F（ mm/r） 備注 1 粗車(chē)外輪廓 T01 35176。 加工順序?yàn)椋侯A(yù)備加工 車(chē)端面 粗 車(chē) 外輪廓 精車(chē)外輪廓 切槽 切斷 掉頭 中心鉆鉆孔 鏜孔 粗車(chē)內(nèi)螺紋 精車(chē)內(nèi)螺紋 華北科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 25 頁(yè) 共 78 頁(yè) （ 5）確定裝夾定位方案 確定零件的定位基準(zhǔn) ：根據(jù)定位 原則， 以左右端大端面為定位基準(zhǔn)。 硬質(zhì)合金螺紋刀 切斷刀：選用硬質(zhì)合金 4mm 切斷刀。 外圓車(chē)刀 粗，精車(chē)外輪廓 1 02 T02 4mm 切斷刀 切斷 1 03 T03 60176。 圖 43 二子級(jí)圖紙 （ 2）零件圖分析 華北科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 27 頁(yè) 共 78 頁(yè) 該零件表面由圓柱 面 、 圓錐面 、 切槽 、 外螺紋 、 倒角 組成，尺寸標(biāo)注完整，選用毛坯為 鋁制鑄件 ， Φ 55mm 120mm，無(wú)熱處 理和硬度要求。 粗、精車(chē)外圓：選用硬質(zhì)合金 35176。 外圓車(chē)刀 粗，精車(chē)外輪廓 1 02 T02 4mm 切斷刀 切斷 1 03 T03 60176。 螺紋刀 500 自動(dòng) 零件四：三子級(jí)工藝分析 （ 1）零件圖紙 ， 如圖 44 所示。 圖 44 三子級(jí)圖紙 （ 6）刀具選擇 車(chē)端面：選用硬質(zhì)合金 35176。 硬質(zhì)合金 螺紋刀 。 外圓刀 1000 110 自動(dòng) 3 鉆孔 尾座 Φ20 中心鉆 500 手動(dòng) 手動(dòng) 手 動(dòng) 4 鏜孔 T03 Φ20 鏜孔刀 8