平面槽形凸轮的数控加工
平面槽形凸轮的数控加工[20200123174027]
【摘要】
本文介绍了平面槽形凸轮零件从毛坯到成品的加工过程。对零件的结构进行了分析，选择了数控加工的内容，制定了零件的加工工艺。选择了零件的毛坯和设备。确定了走刀路线和刀具，对零件的加工工艺方案、确定装夹方案等进行了具体的分析。编制了工艺卡、工序卡和刀具卡片，采用UG自动编写程序。
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关键字:】铣削；数控加工；加工工艺；UG（CAM）
引言 1
一、课题分析 2
二、平面凸轮的数控铣削加工工艺 2
（一）零件图工艺分析 2
（二）加工方案 3
（三）选择数控加工的内容 3
（四）确定装夹方案 5
（五）确定加工顺序 6
（六）确定走刀路线 7
（七）刀具的选择 8
（八）切削用量的选择 9
三、数控加工程序 11
附录 16
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
制造业是所有与制造有关的行业的总称，是一个国家国民经济的支柱产业。它一方面为全社会日用消费品生产创造价值，另一方面也为国民经济各部门提供生产资料和装备。据估计，工业化国家70%~80%的物质财富来自制造业，约有1/4的人口从事各种形式的制造活动。可见，制造业对一个国家的经济地位和政治地位具有至关重要的影响，在21世纪的工业生产中具有决定性的地位与作用。由于现代科学技术日新月异的发展，机电产品日趋精密和复杂，且更新换代速度加快，改型频繁，用户的需求也日趋多样化和个性化，中小批量的零件生产越来越多。这对制造业的高精度、高效率和高柔性提出了更高的要求，希望市场能提供满足不同加工需求、迅速高效、低成本地构筑面向用户的生产制造系统，并大幅度地降低维护和使用的成本。同时还要求新一代制造系统具有方便的网络功能，以适应未来车间面向任务和定单的生产组织和管理模式。
随着社会经济发展对制造业的要求不断提高，以及科学技术特别是计算机技术的高速发展，传统的制造业已发生了根本性的变革，以数控技术为主的现代制造技术占据了重要地位。数控技术集微电子、计算机、信息处理、自动检测及自动控制等高新技术于一体，是制造业实现柔性化、自动化、集成化及智能化的重要基础。这个基础是否牢固， 直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，也关系到一个国家的战略地位。因此，世界各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步，特别是在通用微机数控领域，基于PC平台的国产数控系统，已经走在了世界前列。
一、 课题分析
图1-1 平面槽形凸轮
平面凸轮是在自动和半自动机械装置中传递复杂运动的构件，其工作轮廓曲线往往是直线-圆弧、圆弧-圆弧、圆弧-非园曲线等几种曲线组成的。尽管其结构形式多种多样，但加工工艺却大同小异。如图所示的平面凸轮零件时一种平面槽形凸轮，是常见的平面凸轮，该凸轮的材料为HT200。加工该凸轮，既要满足其加工质量，提高生产效率，又要尽可能节约生产成本，因此一些简单的表面可以而且也应该由普通机床来完成，整个平面凸轮零件可由普通机床和数控机床共同加工。
二、平面凸轮的数控铣削加工工艺
（一）零件图工艺分析
图2-1 平面槽形凸轮零件图
主要从凸轮轮廓形状、尺寸和技术要求、定位基准及毛坯等方面对零件图进行分析。该凸轮工作轮廓槽的内、外轮廓是由直线和圆弧组成的，几何元素之间关系描述清楚、完整，凸轮槽侧面与Φ20+0.021 0、Φ12+0.018 0两个内孔的表面粗糙度要求较高，为Ra1.6。凸轮槽内、外轮廓面和Φ20+0.021 0孔与地面有垂直度要求。零件的材料为HT200，切削加工性能较好。
（二）加工方案
据上诉分析，凸轮槽内、外轮廓侧面与Φ20+0.021 0、Φ12+0.018 0两个内孔表面粗糙度要求较高，凸轮内、外轮廓面和Φ20+0.021 0孔与底面有垂直度要求。因此，应分别用粗、精加工两个阶段完成。凸轮槽内、外轮廓由粗铣、精铣完成；Φ20+0.021 0、Φ12+0.018 0两个孔采取钻、扩、铰的方法加工。
（三）选择数控加工的内容
1.对于某个零件而言，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成，而往往只是其中的一部分适合于数控加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。在选择并作出决定时，应结合企业设备的实际，立足于解决难题、攻克关键和提高生产率，充分发挥数控加工的优势。选择数控加工的内容时，一般可按下列顺序考虑。
（1） 通用机床无法加工的内容，应作为优选内容（如内腔成型面）。
（2） 通用机床加工、质量也难以保证的内容应作为重点选择内容（如车锥面、断面时，普通车床转速不恒定，使表面粗糙度不一致，而数控车床具有恒线速度功能，可选择最佳线速度，使加工后的表面粗糙度小而一致）。
（3） 通用机床效率低、工人劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富余能力的基础上进行选择（可选内容）
2.一般来说，上诉这些加工内容采用数控加工后，在产品质量、生产效率和综合效益等方面都会得到明显的提高。相比之下，下列一些内容则不宜采用数控加工：
（1） 占机调整时间长，如以毛坯的粗基准定位加工第一个精基准、要用专用工装协调的加工内容。
（2） 加工部位分散，要多次安装、设置原点，这时采用数控加工很麻烦，效果不明显，则安排通用机床加工。
（3） 按照某些特定的制造依据（如样板等）加工的型面轮廓，因获取数据困难，易与检验依据发生矛盾，增加编程难度，故不宜进行数控加工。
3.此外，在选择和决定加工内容时，也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等。总之，要尽量做到合理使用数控机床，达到多、快、好、省的目的；要防止把数控机床降格为通用机床使用。
4.分析平面槽形凸轮零件。普通机床无法加工或加工难度较大、质量难以保证的内容作为数控加工的优先内容，对于普通机床能加工单加工效率低，而且又可以在数控加工其他表面时顺带加工出的内容也可用数控加工。因此，凸轮槽内、外轮廓应选作数控铣削加工的内容，其余则由普通机床来完成。
图2-2 数控铣床
（四）确定装夹方案
1．夹紧装置应满足的基本要求
（1） 夹紧过程可靠，不可改变工件定位后所占据的正确位置。
（2） 夹紧力大小适当，既要保证工件在加工过程中其位置稳定不变、振动小，又要使工件不会产生过大的夹紧变形。
（3） 操作简单、方便、省力、安全
（4） 结构性好，夹紧装置的结构力求简单、紧凑，便于制造与维修。
2．常见的夹具类型
机床夹具的种类很多，按专业化程度可分为以下几种类型的夹具
（1） 通用夹具。通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同零件的夹具。例如，车床上三爪自定心卡盘、顶尖和鸡心夹头，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。它们有很大的通用性、一般已经标准化由专业工厂生产，作为机床附件供给用户。这类夹具主要用于单件、小批生产。
【摘要】
本文介绍了平面槽形凸轮零件从毛坯到成品的加工过程。对零件的结构进行了分析，选择了数控加工的内容，制定了零件的加工工艺。选择了零件的毛坯和设备。确定了走刀路线和刀具，对零件的加工工艺方案、确定装夹方案等进行了具体的分析。编制了工艺卡、工序卡和刀具卡片，采用UG自动编写程序。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】铣削；数控加工；加工工艺；UG（CAM）
引言 1
一、课题分析 2
二、平面凸轮的数控铣削加工工艺 2
（一）零件图工艺分析 2
（二）加工方案 3
（三）选择数控加工的内容 3
（四）确定装夹方案 5
（五）确定加工顺序 6
（六）确定走刀路线 7
（七）刀具的选择 8
（八）切削用量的选择 9
三、数控加工程序 11
附录 16
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
制造业是所有与制造有关的行业的总称，是一个国家国民经济的支柱产业。它一方面为全社会日用消费品生产创造价值，另一方面也为国民经济各部门提供生产资料和装备。据估计，工业化国家70%~80%的物质财富来自制造业，约有1/4的人口从事各种形式的制造活动。可见，制造业对一个国家的经济地位和政治地位具有至关重要的影响，在21世纪的工业生产中具有决定性的地位与作用。由于现代科学技术日新月异的发展，机电产品日趋精密和复杂，且更新换代速度加快，改型频繁，用户的需求也日趋多样化和个性化，中小批量的零件生产越来越多。这对制造业的高精度、高效率和高柔性提出了更高的要求，希望市场能提供满足不同加工需求、迅速高效、低成本地构筑面向用户的生产制造系统，并大幅度地降低维护和使用的成本。同时还要求新一代制造系统具有方便的网络功能，以适应未来车间面向任务和定单的生产组织和管理模式。
随着社会经济发展对制造业的要求不断提高，以及科学技术特别是计算机技术的高速发展，传统的制造业已发生了根本性的变革，以数控技术为主的现代制造技术占据了重要地位。数控技术集微电子、计算机、信息处理、自动检测及自动控制等高新技术于一体，是制造业实现柔性化、自动化、集成化及智能化的重要基础。这个基础是否牢固， 直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，也关系到一个国家的战略地位。因此，世界各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步，特别是在通用微机数控领域，基于PC平台的国产数控系统，已经走在了世界前列。
一、 课题分析
图1-1 平面槽形凸轮
平面凸轮是在自动和半自动机械装置中传递复杂运动的构件，其工作轮廓曲线往往是直线-圆弧、圆弧-圆弧、圆弧-非园曲线等几种曲线组成的。尽管其结构形式多种多样，但加工工艺却大同小异。如图所示的平面凸轮零件时一种平面槽形凸轮，是常见的平面凸轮，该凸轮的材料为HT200。加工该凸轮，既要满足其加工质量，提高生产效率，又要尽可能节约生产成本，因此一些简单的表面可以而且也应该由普通机床来完成，整个平面凸轮零件可由普通机床和数控机床共同加工。
二、平面凸轮的数控铣削加工工艺
（一）零件图工艺分析
图2-1 平面槽形凸轮零件图
主要从凸轮轮廓形状、尺寸和技术要求、定位基准及毛坯等方面对零件图进行分析。该凸轮工作轮廓槽的内、外轮廓是由直线和圆弧组成的，几何元素之间关系描述清楚、完整，凸轮槽侧面与Φ20+0.021 0、Φ12+0.018 0两个内孔的表面粗糙度要求较高，为Ra1.6。凸轮槽内、外轮廓面和Φ20+0.021 0孔与地面有垂直度要求。零件的材料为HT200，切削加工性能较好。
（二）加工方案
据上诉分析，凸轮槽内、外轮廓侧面与Φ20+0.021 0、Φ12+0.018 0两个内孔表面粗糙度要求较高，凸轮内、外轮廓面和Φ20+0.021 0孔与底面有垂直度要求。因此，应分别用粗、精加工两个阶段完成。凸轮槽内、外轮廓由粗铣、精铣完成；Φ20+0.021 0、Φ12+0.018 0两个孔采取钻、扩、铰的方法加工。
（三）选择数控加工的内容
1.对于某个零件而言，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成，而往往只是其中的一部分适合于数控加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分析，选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。在选择并作出决定时，应结合企业设备的实际，立足于解决难题、攻克关键和提高生产率，充分发挥数控加工的优势。选择数控加工的内容时，一般可按下列顺序考虑。
（1） 通用机床无法加工的内容，应作为优选内容（如内腔成型面）。
（2） 通用机床加工、质量也难以保证的内容应作为重点选择内容（如车锥面、断面时，普通车床转速不恒定，使表面粗糙度不一致，而数控车床具有恒线速度功能，可选择最佳线速度，使加工后的表面粗糙度小而一致）。
（3） 通用机床效率低、工人劳动强度大的内容，可在数控机床尚存在富余能力的基础上进行选择（可选内容）
2.一般来说，上诉这些加工内容采用数控加工后，在产品质量、生产效率和综合效益等方面都会得到明显的提高。相比之下，下列一些内容则不宜采用数控加工：
（1） 占机调整时间长，如以毛坯的粗基准定位加工第一个精基准、要用专用工装协调的加工内容。
（2） 加工部位分散，要多次安装、设置原点，这时采用数控加工很麻烦，效果不明显，则安排通用机床加工。
（3） 按照某些特定的制造依据（如样板等）加工的型面轮廓，因获取数据困难，易与检验依据发生矛盾，增加编程难度，故不宜进行数控加工。
3.此外，在选择和决定加工内容时，也要考虑生产批量、生产周期、工序间周转情况等。总之，要尽量做到合理使用数控机床，达到多、快、好、省的目的；要防止把数控机床降格为通用机床使用。
4.分析平面槽形凸轮零件。普通机床无法加工或加工难度较大、质量难以保证的内容作为数控加工的优先内容，对于普通机床能加工单加工效率低，而且又可以在数控加工其他表面时顺带加工出的内容也可用数控加工。因此，凸轮槽内、外轮廓应选作数控铣削加工的内容，其余则由普通机床来完成。
图2-2 数控铣床
（四）确定装夹方案
1．夹紧装置应满足的基本要求
（1） 夹紧过程可靠，不可改变工件定位后所占据的正确位置。
（2） 夹紧力大小适当，既要保证工件在加工过程中其位置稳定不变、振动小，又要使工件不会产生过大的夹紧变形。
（3） 操作简单、方便、省力、安全
（4） 结构性好，夹紧装置的结构力求简单、紧凑，便于制造与维修。
2．常见的夹具类型
机床夹具的种类很多，按专业化程度可分为以下几种类型的夹具
（1） 通用夹具。通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同零件的夹具。例如，车床上三爪自定心卡盘、顶尖和鸡心夹头，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。它们有很大的通用性、一般已经标准化由专业工厂生产，作为机床附件供给用户。这类夹具主要用于单件、小批生产。
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