手轮的三维设计与数控加工分析
目录
引言 1
一、 手轮的用途与图纸分析 2
（一）手轮的主要用途 2
（二）手轮的结构与尺寸 2
（三）手轮的技术要求 2
二、手轮的三维设计 3
（一）三维设计的总体步骤 3
（二）三维设计的具体过程 3
三、手轮的工序分析 9
四、手轮的加工设备 10
（一）机床选择 10
（二）机床使用注意事项 12
五、手轮的装夹 12
（一）工件装夹的概念 12
（二）选择基准面 12
（三）夹具的选用 12
六、刀具的选用 13
（一）刀具的材料 13
（二）刀具的参数 13
七、CAM编程与仿真加工 15
（一）创建几何体 15
（二）创建刀具 15
（三）编程和仿真加工过程 16
八、加工过程中出现的问题及解决办法 27
（一）加工过程中出现的问题 27
（二）解决办法 27
总结 28
致谢 29
参考文献 30
附录 31
引言
手轮全称手动脉冲发生器，使用光电编码器。主要用于数控机床：立式加工中心、卧式加工中心、龙门加工中心等数控设备，如造型新颖，移动方便，抗干扰，带载能力强；全塑料外壳，绝缘强度高，防油污密封设计；具备X1，X10，X100三档倍率，可实现4轴倍率切换；具备控制开关、急停开关可选，人性设计，便于操作。
目前市面上的大部分零件都是由数控机床生产出来的，而手轮作为数控机床的一部分，有着重要作用。作为一个较为基础的零件，手轮的加工精度要求不是特别的高，但正是基础的零件才能体现技能的熟练度。
随着科学技术不断发展，数控机床的发展也越来越快，数控机床也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。 高性能：随着数控系统集成度的增强，数控机床也实现多台集中控制，甚至远距离遥控。高精度：数控机床本身的精度和加工件的精度越来越高，而精度的保持性要好。高 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
速度：数控机床各轴运行的速度将大大加快。高柔性：数控机床的柔性化将向自动化程度更高的方向发展，将管理、物流及各相应辅机集成柔性制造系统。模块化：数控机床要缩短周期和降低成本，就必然向模块化方向发展，这既有利于制造商又有利于客户。 我国近几年数控机床虽然发展较快，但与国际先进水平还存在一定的差距，主要表现在：可靠性差，外观质量差，产品开发周期长，应变能力差。我们只有紧跟先进技术进步的大方向，并不断创新，才能赶超世界先进水平。
手轮的用途与图纸分析
（一）手轮的主要用途
主要用于机床设备，印刷机械，纺织机械，包装机械，医疗器械，石油石化设备，锅炉锅盖配件等等。天然橡胶手轮主要用途天然橡胶手轮因其具有很强的弹性和良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉和耐磨等特点，广泛地运用于工业、农业、国防、交通、运输、机械制造、医药卫生领域和日常生活等方面，如交通运输上用的轮胎；工业上用的运输带、传动带、各种密封圈；医用的手套、输血管；日常生活中所用的胶鞋、雨衣、暖水袋等都是以橡胶手轮为主要原料制造的，国防上使用的飞机、大炮、坦克，甚至尖端科技领域里的火箭、人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等都需要大量的橡胶手轮零部件。
（二）手轮的结构与尺寸
手轮的结构与尺寸如图11所示。
图11 手轮的图纸
从图纸上分析可得该零件的结构特征及φ115+0.1的环；尺寸为R5、R25及R35构成的四个扇形槽；四个扇形内凹型腔的定形尺寸为10±0.1；定形尺寸为φ20的握把，；手轮中心有φ8.4的通孔，底部有边长为16+0.05、边角为R4，深度为8的正方形凹槽，还有一个φ26、深R3的槽。由于手轮不是特别重要的零件，故形位公差精度要求不高。零件用45钢材料进行加工。
（三）手轮的技术要求
手轮的规定的一些技术要求如下：
锐边倒钝约0.02mm；
未注公差按IT14标准执行；
未注圆角均为R5；
图纸按1:1.5比例缩放；
去除所有毛刺和锐边Ra3.2；
本图纸尺寸为公制。
二、手轮的三维设计
（一）三维设计的总体步骤
通过图纸可以得到手轮的具体结构，该零件是由环，扇形内凹型腔，正方形凹槽，边倒圆等特征组成的。利用学过的UG软件可以对其进行三维设计，从而得到手轮的三维模型。我为手轮设计了如图21所示的三维设计总体步骤。
图21 三维设计总体步骤
（二）三维设计的具体过程
1．建立手轮文件
首先打开UG10.0软件，使用“文件”菜单下的“新建”命令，系统弹出“新建”文件对话框。选择“模型”选项卡，单位使用默认的毫米设置。在“文件名”文本框中输入新的文件名，由于工件是手轮，所以文件名为“手轮”。在位置文本框中选择好文件的存放位置，然后单击“确定”进入建模模块。使用草图命令，选择基准坐标系中的“xy”平面，以默认的坐标原点为起点，开始画出手轮的外环及底座草图，输入相应的约束参数，如图22所示。
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