电缆接头加工工艺分析设计.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流电缆接头加工工艺分析设计.精品文档.岳阳职业技术学院 毕 业 设 计(2010届)任务书 题 目 电缆接头加工工艺分析 系(院) 机电工程系 专 业 数控技术 班 级 数控 学 号 学生姓名 指导教师 上交日期 2010年6月20号 一、 主要任务与目标责任: 运用MasterCAM 9.1软件对电缆接头进行造型和加工工艺分析并选用FAUNC-0I系统立式加工中心进行数控加工。二、主要内容与基本要求: 主要介绍一种小批量生产加工的钛合金电缆接头的制作全过程,从零件图分析,制定加工工艺,CAD二维、三维造型,规划加工刀具路径,生成加工程序及加工
2、刀具的使用。三、计划进度: 1. 绘制零件图、毛坯图;2. 分析零件图、重要尺寸与精度的分析;3. CAD系统造型;4. 确定加工工艺(装卡、刀具、冷却液等);5. 确定粗加工、半精加工和精加工方案;6. 制定工艺工序卡;7. 生成各加工步骤的刀具轨迹;8. 刀具轨迹仿真;9. 后置输出加工代码;10. 传给(FANUC-0I系统)XKA714/B立式加工中心机床实现加工,运用。四、主要参考文献:1.邓广敏主编. 加工中心操作工M. 北京:化学工业出版社,20052.吴长德. MasterCAM 9.0系统学习与实训M. 北京:机械工业出版社,2003 3.李华志主编. 数控加工工艺及装备M.
3、 北京:清华大学出版社,2005指导教师 年 月 日系 主 任 年 月 日岳阳职业技术学院 毕 业 设 计(2010届) 题 目 电缆接头加工工艺分析 系(院) 机电工程系 专 业 数控技术 班 级 数控高职(3)07-1班 学 号 200723043139 学生姓名 唐国春 指导教师 孙鹏(副教授) 上交日期 2010年6月20号 前言数控机床集计算机技术、电子技术、自动控制、传感测量、机械制造、网络通信技术于一体,是典型的机电一体化产品,它的发展和运用,开创了制造业的新时代,改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式,使世界制造业的格局发生了巨大变化。现代的CADCAM、FMS、CIMS等
4、,都是建立在数控技术之上。数控技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志,实现加工机床及生产过程数控化,已经成为当今制造业的发展方向。数控加工中心(Machining Center)简称MC,是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床。适宜于加工形状复杂、加工内容多、要求较高、需用多种类型的普通机床和众多的工艺装备,且经多次装夹和调整才能完成加工的零件。随着制造设备的数控化率不断提高,数控加工技术在我国得到日益广泛的使用,在模具行业,掌握数控技术与否及加工过程中的数控化率的高低已成为企业是否具有竞争力的象征。数控加工技术应用的关键在于计算机辅助设计和制造(
5、CAD/CAM)系统的质量。如何进行数控加工程序的编制是影响数控加工效率及质量的关键,传统的手工编程方法复杂、烦琐,易于出错,难以充分发挥数控机床的功能。近年来,由于计算机技术的迅速发展,计算机的图形处理功能有了很大增强现在国内使用人数最多的CAD/CAM软件就是MasterCAM自动软件。本设计主要介绍一种小批量生产加工的钛合金电缆接头的制作全过程,从零件图分析,制定加工工艺,CAD二维、三维造型,规划加工刀具路径,生成加工程序及加工刀具的使用。但是由于设计者的知识不全面,在设计中出现许多考虑不周的地方,希望指导老师能予谅解和给予帮助。目 录前言第一章、数控加工技术概述 1.1 数控加工 4
6、 1.2 CAD/CAM系统进行自动编程的基本步骤 4第二章、零件的设计与加工 2.1 零件图分析 5 2.2 工艺分析 62.2.1 装卡分析 62.2.1型腔方向加工工艺分析 72.3 零件CAD系统造型 92.3.1零件型腔方向CAD造型 92.3.2零件三角形槽方向CAD造型 92.4加工刀具路径规划 102.4.1型腔方向加工刀具路径规划 102.4.2电缆接头立式加工刀具路径 40第三章、毕业设计总结 48参考文献 49致谢 50第1章 数控加工技术概述1.1数控加工数控加工是将待加工零件进行数字化表达,数控机床按数字量控制刀具和零件的运动,从而实现零件加工的过程。被加工零件采用线
7、架、曲面、实体等几何体来表示,CAM系统在零件几何体基础上生成刀具轨迹,经过后置处理生成加工代码,将加工代码通过传输介质传给数控机床,数控机床按数字量控制刀具运动,完成零件加工。其过程如下图所示:【零件信息】【CAD系统造型】【CAM系统生成加工代码】【数控机床】【零件】。(1)零件数据准备:系统自设计和造型功能或通过数据接口传入CAD数据。(2)确定粗加工、半精加工和精加工方案。(3)生成各加工步骤的刀具轨迹。(4)刀具轨迹仿真。(5)后置输出加工代码。(6)输出数控加工工艺技术文件。(7)传给机床实现加工。1.2 CAD/CAM系统进行自动编程的基本步骤CAM系统的编程基本步骤如下:l 理
8、解二维图纸或其它的模型数据l 建立加工模型或通过数据接口读入l 确定加工工艺(装卡、刀具等)l 生成刀具轨迹l 加工仿真l 产生后置代码l 输出加工代码第2章 零件的设计与加工2.1零件图分析电缆接头其毛坯如图2-1所示,零件毛坯在来到加工中心工序以前,已经经过车削加工和线切割加工,零件图如图2-2所示。(1) 毛坯分析 从电缆接头毛坯零件图2-1和零件图2-2可以知道,毛坯的外形直径尺寸和长度尺寸已经加工到图纸尺寸,线切割加工工序给加工中心加工工序预留加工量平均0.5mm。 图2-1 电缆接头毛坯(1) 零件图分析 分析零件图2-2可知,该零件的加工工序非常复杂,既有平面加工、槽加工、孔加工
9、又有圆弧曲面加工。型腔部分和三角形槽部分分别在两个方向上装卡,主要加工就可以全部完成。 从零件图上看,型腔加工面部分M6.0螺纹孔和6.5mm通孔的中心距精度要求比较高,两键和键槽的尺寸精度和位置精度要求也比较高,主要是用于子、母两件接头配合使用,互换性和一致性要求非常好。三角形槽加工方向的25.0mm通孔加工精度要求比较高。其他尺寸均为自由公差。图2-2 电缆接头零件2.2工艺分析2.2.1装卡分析该产品是小批量生产加工,制作专用卡具成本过高。分析零件图和毛坯图,只能使用普通装卡方式:V形垫块辅助精密平口钳夹紧。型腔方向卧式加工装卡如图2-3所示。用等高V形垫块支撑圆柱面,做Z方向定位,钳口
10、夹紧做X方向、Y方向定位,图2-3 型腔方向卧式装卡示意图并且钳口距零件左面最高点(键上面)15mm。每次装卡夹紧前,用百分表沿X方向、Y方向将零件B表面拉平,然后用力夹紧。用寻边器测量固定钳口X方向的机械坐标值,作为X方向的零点(X=0),再用寻边器测量零件Y方向中心,作为Y方向的零点(Y=0)。确定了坐标原点,Z轴零点(Z=0)设在上表面之下0.5mm处,如图2-3所示。 三角形槽方向立式加工装卡如图2-4所示,用V形垫块卡紧圆柱面,固定钳口和V形垫块夹紧做X方向、Y方向定位,平口钳导轨做Z方向定位。用百分表确定71mm中心为X、Y坐标点,71mm上表面作为Z轴零点。如图2-4 三角形槽方
11、向立式加工装卡示意图2.2.2型腔方向加工工艺分析 加工的基本原则:一次换刀尽量完成多项工作,加工刀具尺寸由大到小,加工余量大的地方尽量用大直径刀完成粗加工,小直径刀完成清根工作。 型腔方向卧式加工方案如下。a、图2-3所示A面、B面以及5.8mm键的上表面的加工余量都是0.5mm,用刀刃长度大于25.5mm的2025mm直径的立铣刀,一次加工到尺寸,即可满足加工精度Ra1.6um。B面只加工外圈即可。 b、用8mm键槽铣刀,加工图2-3俯视图中左侧19.5mmX2.3mm深度为11.0mm的立键槽,5.8mm键的R2.9mm圆弧,钻6.5mm通孔前的锪平面。 c、用6mm键槽铣刀加工图2-3
12、所示俯视图中右侧的6mmX3.2mm键槽,钻M6底孔前的锪平面。 d、用20键槽铣刀进行型腔粗加工。 e、用16球头铣刀进行型腔半精加工。 f、用12球头铣刀进行型腔精加工。 g、用8键槽铣刀清根加工。 h、用4键槽铣刀加工4mmX1.8mm环形槽。 i、用2.5中心钻加工图1-3所示的所有孔的中心孔。 j、用6.5mm、5.2mm、2.5mm钻头分别钻孔。表2-1 电缆接头卧式加工工艺单位名称岳阳职业技术学院产品名称或代号零件名称零件图号电缆接头工序号程序编号夹具名称使用设备车间001型垫块立式加工中心数控中心工步号加工内容刀具号刀具名称刀具直径/mm刀具材料背吃刀量/mm主轴转速(r/mi
13、n)进给量(mm/min)1加工A面、B面1端面立铣刀25硬质合金0.540050211mm立键槽2键槽铣刀8硬质合金111005036mm键槽3加长键槽铣刀6硬质合金11500504型腔粗加工4键槽铣刀20硬质合金1450505型腔半精加工5球头刀16硬质合金0.3 0.56001006型腔精加工6球头刀12硬质合金0.20.310002007清根加工2键槽铣刀8硬质合金111005084mm环形槽7键槽铣刀4硬质合金0.62000509钻中心孔8加长中心钻2高速钢320003010钻6.5mm孔9钻头6.5高速钢126003011钻M6螺纹底孔10钻头5.2高速钢5.26003012钻M3
14、螺纹底孔11钻头2.5高速钢122000302.3 零件型腔方向CAD造型 2.3.1 零件型腔方向CAD造型通过对Mastercam的了解,对于一些简单的二维零件,造型时只需在一个绘图深度上绘出线框图,如图2-5所示,在生成刀具路径时根据零件图所标注尺寸,设置不同切削深度,达到不同深度的加工。如果需要三维造型可将二维造型向上或向下拉伸、复制、平移等方法构建三维模型,这样可以简化、加快造型过程。图2-5 零件型腔2.3.2零件三角形槽方向CAD造型 参看零件图2-2,电缆接头三角形槽方向造型的绘图原点与图2-4零件装卡原点设置为同一点,而且构图方向与装卡方向也要一致。分析零件图,三角形槽方向造
15、型均为一些简单的二维曲线,零件造型时只需在一个绘图深度上绘出线框图,如图2-6所示,在生成刀具路径时根据零件图所标尺寸,设置不同切削深度,达到不同深度的加工。图2-6 零件三角形槽2.4加工刀具路径规划.4.1型腔方向加工刀具路径规划 已经进行了加工工艺分析,加工顺序一般是按照加工刀具直径,由大到小顺序加工。(1) 读取文件及设置绘图环境 从文档中取出型腔卧式方向造型 从主菜单开始单选命令,弹出对话框,在目录中选取“电缆接 头型腔方向MC9”文件单击按钮,屏幕上显示出以前存储的电缆接头型腔方向的造型。 设置绘图环境 构图平面设为T,绘图深度Z=0;俯视图视角T,第1绘图层;调整图形大小适中,如
16、图2-7所示。 图2-7 串联刀具路径一(1) 25mm端铣刀刀具路径规划 加工图2-3所示A面的上半部操作步骤如下。a、从主菜单开始依次单选命令,用鼠标选取图2-7箭头所示直线,单选命令,系统弹出外形加工对话框如图2-8所示。图2-8 外形刀具参数对话框 b、在刀具栏空白区内单击鼠标右键,弹出选择刀具对话框,单击图2-8中箭头所示命令,系统弹出如图2-9所示刀具管理对话框,选取25mm平底刀,单击按键,返回刀具参数选项卡。图2-9 刀具管理对话框c、设定各项加工刀具参数如图2-10所示。 图2-10 外形加工刀具参数对话框 d、单击标签,弹出外形铣削选项卡。图2-3所示零件A面分为两层加工,
17、上一层的加工深度Z=10.0,刀具补正方式设为计算机右补正,其他各项外形铣削深度设置如图2-11所示。图2-11 外形铣削对话框 e、单击按钮,弹出如图2-12所示进/退刀向量对话框,参数设置如图2-12所示。单击按钮,返回图2-11所示外形铣削对话框。 图2-12 进/退刀向量对话框一 f、单击外形铣削对话框按钮,系统自动生成刀具路径如图2-13所示。图2-13 自动生成刀具路径 打断圆弧及绘制辅助线步骤a、打断6.0mm键槽和5.8mm键的圆弧。从主菜单开始,依次单选命令,用鼠标选取6.0mm键槽圆弧,屏幕底部提示,用鼠标选取直线端点,打断第一个圆弧。用同样的方法打断其他圆弧或直线,绘制加
18、工辅助线及打断点如图2-14所示。图2-14 绘制加工辅助线及打断点b、 绘制加工B面辅助线段。从主菜单开始依次选择命令,补正距离设为12.0mm,偏置出两条加工辅助线,并连接辅助线如图2-14所示。 串联辅助线加工A面下部及B面步骤。 a、从主菜单开始依次单选命令,用鼠标选取并串联图2-14所示浅色线框,单选命令,系统弹出如图2-10所外形加工对话框,所有参数设置与图2-10相同。 b、单击选项卡标签,弹出外形铣削对话框如图2-11所示。设置A 面下一层的加工深度Z=0,其他各项外形铣削深度数值、刀具补正方向及进/退刀向量设置均同上,单击外形铣削对话框中按钮,系统自动生成刀具路径。 c、单选
19、命令,弹出如图2-15所示操作管理对话框。单击按钮,依次选择显示路径、显示刀具、着色验证,单击观察刀具路径及屏幕底部刀具位置坐标显示情况,直到完成如图2-16所示。 图2-15 操作管理对话框、 d、将辅助线存入第3 图层,并关闭第3图层。具体操作参照图2-5。 图2-16 模拟加工路径 加工5.8mm键的上面操作步骤 a、从主菜单开始依次单选命令,用鼠标选取图2-17箭头所示直线,单选命令,系统弹出外形加工对话框如图2-10所示,所有参数设置与图2-10相同。图2-17 串联刀具路径 b、单击标签,弹出如图2-18所示外形铣削对话框。设置5.8mm键上表面的加工深度Z=3.0,刀具补正选项关
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