【正文】 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)。在這個(gè)過(guò)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)。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。 4. 利用 Pro/E 的 NC 模塊對(duì)溝槽凸輪的仿真加工過(guò)程的軌跡生成，軌跡的演示過(guò)程，加工過(guò)程中參數(shù)的轉(zhuǎn)化。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(guò)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)。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。 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)。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（ ）機(jī)床設(shè)置對(duì)話框 單擊“切削刀具”選項(xiàng)卡，如圖（ ）所示。 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。 (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。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。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。 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。 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。 。 建立加工坐標(biāo)系一般應(yīng)遵循以下原則 ： 。 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。有較大變動(dòng)范圍。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。開粗公差為 ，加工余量為 。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 。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。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。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。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。 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。 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。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(lái)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。腔槽加工可以用于銑削腔槽中包含的水平面、垂直面或傾斜曲面。 腔槽加工主要用來(lái)加工不 同形狀的凹槽。輪廓加工通過(guò)配置加工參數(shù)，可以用來(lái)粗加工或精加工垂直度或傾斜度不大的輪廓表面。表面加工通過(guò)配置加工參數(shù)，可以用來(lái)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。通過(guò)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。曲面加工可以用來(lái)加工水平或傾斜度的曲面。 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。局部銑削通過(guò)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。 局部銑削是 Pro/NC 模塊中提供的清根加工方法。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。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。 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。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(cè)數(shù) 、 據(jù)后處理。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。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。 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 V? ： min/ min/ 0 mrmmndV ?????? ? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 mf ： m z wf f zn? 式（ 372） 取 zf = ? ， 6Z? ， wn = min/210rn ? 代入公式（ 372）得： mf ? m i n/ i n/ mmr ??? 取 m in/100 mmfm ? 根據(jù)表 543可得 ： 被切削層長(zhǎng)度 l ：由毛坯尺寸可知 mml 150? 刀具切入長(zhǎng)度 1l ： 1 30l? 刀 具切出長(zhǎng)度 2l ： mml 22 ? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 1jt ： 121jml l lt f??? 式（ 373） 取 mml 150? ， mml 301 ? ， mml 22 ? , m in/100 mmfm ? 代入 式 （ 373） 得： m i i n/100 2301501 ???? mm mmmmmmt j 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 溝槽凸輪的工藝分析 16 以上為銑一個(gè)端面的機(jī)動(dòng)時(shí)間，故本工序機(jī)動(dòng)工時(shí)為 m i i 11 ???? jtt 工序 3：粗車 mm150? 外圓輪廓面 所選的機(jī)床為 數(shù)控車 床 （ CK6108A）所選的刀具為 硬質(zhì)合金刀，刀具材料為 P 類YT5 粗車 ： 車 削深度 pa ： mmap 3? 進(jìn)給量 fa ：根據(jù)表 54，按取 rmma f /? 車 削速度 V ：參照表 56，取 min/44mV ? ，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ： 01000Vn d?? 式（ 374） 取 V = min/44m , 0d = mm150 入公 式（ 374）得： m i n/ m i n/441000 rmmmn ???? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 f ： m i n/ mmnaf f ????? 式（ 375） 根據(jù) 表 539得： 被切削層長(zhǎng)度 l ：由毛坯尺寸可知 mml 28? 刀具切入長(zhǎng)度 1l ： mml 51? 刀具切出長(zhǎng)度 2l ： mml 52 ? 進(jìn)給 次數(shù)為 i=1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 1jt ： ifn lllLt j 211 ???? 式（ 376） 取 mml 28? ， mml 51? ， mml 52 ? , min/14 mmf ? 代入公式得： m i 5528211 ??? ?????? ifn lllt j 工序 4：鉆，擴(kuò)，鉸 ?? 孔 所選的機(jī)床為 立式鉆床 （ Z550），所選的 刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀 mm12? 孔 切削深度 pa ： mmap ? 進(jìn)給量 f ：根據(jù) 表 521，表 522，表 541 取 rmmf /~? 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 溝槽凸輪的工藝分析 17 由于本零件在加工 mm12? 孔時(shí)屬于底剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù) ，則rmmrmmf /)~(/)~( ??? 根據(jù) 表 522，取 rmmf /? 取切削速度 min/15mV ? 取 V =15, 0d =12 代入以下公式得 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ： m i n/ 1510001000 0 rd vn ????? ? ，根據(jù) 表 49，取 min/500rn ? 實(shí)際切削速度 V? ： min/ min/ 0 mrmmndV ?????? ? 根據(jù) 表 541可得： 被切削層長(zhǎng)度 l ： mml 28? 刀具切入長(zhǎng)度 1l ： mml 101 ? 刀具切出長(zhǎng)度 2l ： mml 22 ? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt ： 121j l l lt fn??? 取， 28?l ， 101?l ， 22?l , ?f ， 500?n ,代入以下公式得： m i i n/ 210281 ?? ??? r mmmmmmt j mm12? 孔 切削