基于CAXA数控车偏心锁紧轴承组件的自动编程与虚拟加工四件套设计说明书.docx
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基于CAXA数控车偏心锁紧轴承组件的自动编程与虚拟加工四件套设计说明书
毕业设计(论文)
类型:
□毕业设计说明书□毕业论文
题目:
基于CAXA数控车偏心锁紧轴承组件的自动编程与虚拟加工
学生姓名:
指导教师:
专业:
时间:
摘要
本次毕业设计的主要内容包括有数控加工知识的介绍,尤其以偏心锁紧轴承组件中的四个零件为例,对偏心锁紧轴承组件的四个零件进行工艺性分析,主要包括其四个零件的数控工艺分析,偏心锁紧轴承组件各个零件数控加工中选择的刀具,对这些零件制定数控加工工艺卡和数控刀具卡。
并运用CAXA数控车软件对每个零件进行数控自动编程,并运用这些软件进行后置处理得出程序。
文章的主要内容为偏心锁紧轴承组件各个零件的数控加工工艺分析,还有运用CAXA数控车的软件进行自动编程,熟悉并掌握了解此类零件的数控加工方法与运用软件的能力。
关键词:
数控编程,工艺分析,CAXA
Abstract
ThemaincontentofthisgraduationdesignincludesknowledgeofCNCmachiningisintroduced,especiallytotheeccentriclocktightbearingcomponentsinfourpartsasanexample,theeccentriclocktightbearingassemblyoffourpartsforprocessanalysis,mainlyincludingfourpartsofNCmachiningprocessanalysis,theeccentriclocktightbearingpartsofthemoduleofNCmachiningtool,tothesepartsmakeNCmachiningprocesscardandCNCtoolcards.AndtheuseofCAXAnumericalcontrolsoftwareforeachpartofthenumericalcontrolautomaticallybecome,andusethesesoftwareforprocessingtodrawtheprogram.
Themaincontentofthearticleistheanalysisofthenumericalcontrolprocessingtechnologyofthevariouspartsoftheeccentriclockingbearingcomponents,andthesoftwareoftheCAXAnumericalcontrolcarisautomaticallyturnedinto.Familiarwithandmastertheabilityofthenumericalcontrolprocessingmethodandtheapplicationsoftware.
Keywords:
NCprogramming,Processanalysis,CAXA
1绪论
1.1数控铣床概述
数控铣床是数控机床的一种,具有相当强大的工作能力。
数控铣床、数控机床都是生产加工中心和柔性制造单元的基础,它们都是以铣削作为加工方式。
然而因为数控铣削工作的程序相当的复杂,在技术上面出现了很多的问题,这些问题都还待我们去研究解决,所以,在以后的数控系统和编程软件的研发过程中,要特别注重对于铣削加工的研发。
数控铣床相较于普通的铣床并没有什么区别,构造也基本相同,只是多了一个可以加工平面曲线轮廓的能力。
数控铣床在结构上的划分跟普通的铣床大致是一样的,只是构造略有不同,也就导致了它们的功能也会有些不一样。
随着科学技术的飞速发展,人们对于机械产品的要求不在满足于过去,对于产品精度、性能和生产效率的要求更高,因此,普通的铣床已经不能够满足人们的需求,而数控铣床相较于普通的铣床具有相当大的优越性,能够完成普通铣床不能够完成的加工程序,且加工出来的产品不仅精度高、性能好,而且生产效率非常的高,这使得数控技术在全国大部分制造业当中起到了举足轻重的作用,几乎无法被替代。
可见,数控铣床目前在促进中国制造的发展起到了不可被替代的作用,同时也极大的带动了经济的发展,从而提高了人们的生活水平。
1.2数控铣床的发展历程
数控铣床在机械加工行业使用的非常的广泛,它综合了镗铣床的功能,不仅仅是加工效率和精度得到了有效的提高,而且改善了产品质量和提高了劳动效率。
济南新超级数控镗铣床相当具有代表性,被广泛应用于机械加工的各行各业。
数控镗铣床和加工中心功能基本相同,大多用于钻直径相对而言比较大的,比较深的孔,龙门数控镗铣床一般用于铣削表面相对而言比较容易,比较浅的孔。
数控镗铣床是框架结构更大水平的床,是立式数控铣床的结构,通常而言是是比较小的。
数控镗铣床可以自动改变刀,它没有铣工具库,加工过程是通过手动工具的变化来实现的。
数控铣床是数控机床发展的先驱:
20世纪中期的美国军事工业企业用来进行较难零件的加工,而当时生产的机床加工的零件所需的设备达不到要求,因而由政府、企业资助,通过二十几年的发展,最终在二十世纪末期成型,在欧洲和亚洲国家得到了快速发展。
数控铣床在原有的普通铣床的基础上,增加了电路、电子和过程控制,现在机床可以在程序代码的控制下,实现精铣、钻削等。
数控铣床的发展:
随着国内科学技术水平的迅速发展和国民经济的整体水平快速提高,表面形状和高精密机械零件、复杂的零件将会越来越多,而数控铣床只适用于批量和单个工艺的加工,由于电主轴、主轴、滚珠丝杆、导轨精密得到限制,无法满足加工精度的要求。
导致现在精度高、多轴联动的智能加工中心更受到大型民营企业、国有企业、研究机构的欢迎。
2偏心锁紧轴承组件各零件数控工艺分析
偏心锁紧轴承组件主要由轴、左侧盖、中间体、右侧盖组成,各零件数控工艺分析如下:
2.1轴工艺分析
2.1.1零件图样分析
图2-1轴
由零件图2-1可知,该零件毛坯材料采用为棒料零件,采用切割下料后,直接上数控车床上加工。
材料为45钢。
加工大外圆后加工小外圆,先加工简单的外形后加工复杂的外形,即先加工直线轴段,后加工球面弧段,最后加工外螺纹及螺纹退刀槽。
21.2轴机械加工工艺过程卡
轴工艺路线如下表所示:
工序号
工序名称
工序内容
工序装备
1
下料Ø60X120
2
车
粗车外圆
外圆车刀
3
车
夹左端粗车右端φ56
游标卡尺、外圆车刀
4
车
精车右端φ42
游标卡尺、外圆车刀
5
车
精车右端φ27和偏心轴φ23
游标卡尺、外圆车刀
6
车
夹右端粗车左端φ56
游标卡尺、外螺纹车刀、成形槽刀
7
车
精车左端椭圆弧面
游标卡尺、外圆车刀
8
车
精车左端圆弧段退刀槽
游标卡尺、外圆车刀
9
车
精车左端外螺纹M30x1.5及推刀槽
游标卡尺、外螺纹车刀、成形槽刀
10
检验
按图样要求检验各部尺寸
2.1.3选择刀、量具
由图样分析可得,T1为端面车刀,T2为90度外圆车刀,T3为75度外圆车刀,T4为60度外螺纹车刀,T5为60度外螺纹车刀,量具选择0--150mm游标卡尺,0-25mm内径千分尺,25-50mm内径千分尺,深度游标卡尺等加工刀具的确定如下表所示
表2.1刀具卡片
序号
刀具号
刀具规格名称
数量
加工表面
备注
1
T01
端面车刀
1
端面
2
T02
90度外圆车刀
1
车外圆
3
T03
75度外圆车刀
1
外圆弧面
4
T04
60度外螺纹车刀
1
车螺纹
5
T05
60度外螺纹车刀
1
螺纹退刀槽
2.2左侧盖工艺分析
2.2.1零件图样分析
图2-2左侧盖
由零件图2-2可知,该零件为轴套类零件,采用棒料毛坯下料后加工,材料为45钢。
该零件的整体外圆和外圆各轴段,包括内孔都在数控车床上加工,先粗车外圆,后加工内孔,先钻中间底孔,然后车内孔,以内孔为基准车外圆轴段。
外圆轴段也是先车简单的特征后车复杂的轴段,先车简单的直线轴段,后车抛物线弧段。
2.2.2左侧盖机械加工工艺过程卡
左侧盖工艺路线如下表所示:
工
序
号
工序名称
工序内容
工艺装备
1
下料Ø60x40棒料
2
车
粗车外圆
3
车
钻中间孔至φ25
游标卡尺
4
车
粗车内孔φ43
游标卡尺
5
车
精车内孔φ43深10mm
游标卡尺
6
车
精车内圆弧面φ39.464
百分表
7
车
精车内螺纹M30x1.5
游标卡尺
8
车
精车外椭圆弧面
游标卡尺
9
车
精车外圆
游标卡尺
10
车
车两端面
游标卡尺
11
检验
按图样要求检验各部尺寸
2.2.2选择刀、量具
由零件左侧盖分析得出,T01为端面车刀,T02为90外圆车刀,T03为φ25钻头,T04为内孔车刀,T05为75度内圆车刀,T06为75度内圆车刀,T07为60度内螺纹车刀,量具选择0--150mm游标卡尺,0-25mm内径千分尺,25-50mm内径千分尺,深度游标卡尺等,加工刀具如下表所示
表2.2刀具卡片
序号
刀具号
刀具规格名称
数量
加工表面
备注
1
T01
端面车刀
1
端面
2
T02
90度外圆车刀
1
车外圆
3
T03
φ25钻头
1
中间孔底孔
4
T04
内孔车刀
1
中间孔底孔
5
T05
75度内圆车刀
1
内圆弧面
6
T06
75度内圆车刀
1
外椭圆弧面
7
T07
60度内螺纹车刀
1
内螺纹
2.3中间体工艺分析
2.3.1零件图样分析
图2-3中间体
由零件图2-3可知,该零件45号钢采用棒料为毛坯。
先切割下料后再进行后续加工。
加工均在数控车床上加工,先粗车外圆后,再加工内孔,先钻底孔,后车内孔,再车内螺纹,最后车外圆轴段和椭圆弧段。
2.3.2中间体机械加工工艺过程卡
中间体工艺路线如下表所示:
工
序
号
工序名称
工序内容
工艺装备
1
下料Ø80x40
2
车
粗车外圆
3
车
钻中间孔至φ35
游标卡尺
4
车
精车中间孔φ46
游标卡尺
5
车
精车内孔φ50
游标卡尺
6
车
精车内圆弧面
游标卡尺
7
车
车左端外凸台外圆φ66
游标卡尺
8
车
车右端外圆弧
游标卡尺
9
车
精车外圆φ76
游标卡尺
10
车
车两端面
游标卡尺
11
车
车右端端面圆弧凹槽
12
检验
按图样要求检验各部尺寸
2.3.2选择刀具、量具
由零件中间体分析得出,T01为T01端面车刀,T02为90度外圆车刀,T03为φ35钻头,T04为内孔车刀,T05为75度内圆车刀,T06为75度内圆车刀,T07为满面圆弧R刀,量具选择0--150mm游标卡尺,0-25mm内径千分尺,25-50mm内径千分尺,深度游标卡尺等。
加工刀具的确定如下表所示
2.3中间体刀具卡片
序号
刀具号
刀具规格名称
数量
加工表面
备注
1
T01
端面车刀
1
端面
2
T02
90度外圆车刀
1
车外圆
3
T03
φ35钻头
1
中间孔底孔
4
T04
内孔车刀
1
中间孔底孔
5
T05
75度内圆车刀
1
内圆锥面及圆弧面
6
T06
75度内圆车刀
1
外圆弧面
7
T07
端面圆弧R刀
1
圆弧凹槽
2.4右侧盖工艺分析
2.4.1右侧盖图样分析
图2-4右侧盖
已知图2-4的右侧盖零件图,可知采用45号棒料,直接上数控车床,先粗车外圆,后加工内孔,先钻底孔后车内孔,最后精车外圆,先车直线轴段后加工抛物线弧段,最后车退刀槽。
2.4.2右侧盖机械加工工艺过程卡
右侧盖工艺路线如下表所示:
工序号
工序名称
工序内容
工序装备
1
下料Ø80x70
2
车
粗车外圆
3
车
钻中间孔至φ20
游标卡尺
4
车
车中间孔φ28
游标卡尺
5
车
车中间偏心孔φ29
游标卡尺
6
车
精车外梯形螺纹Tr.46x6和螺纹退刀槽
游标卡尺
7
车
精车左端外圆φ38和退刀槽
游标卡尺
8
车
精车外圆抛物线弧面
游标卡尺
9
检验
按图样要求检验各部尺寸
2.4.3选择刀具、量具
由零件右侧盖分析得出,T01为端面车刀,T02为90度外圆车刀,T03为Φ20钻头,T04为内孔车刀,T05为60度外螺纹车刀,T06为75度内圆车刀,T07为成形槽刀,量具选择0--150mm游标卡尺,0-25mm内径千分尺,25-50mm内径千分尺,深度游标卡尺等。
加工刀具的确定如下表所示
2.4刀具卡片
序号
刀具号
刀具规格名称
数量
加工表面
备注
1
T01
端面车刀
1
端面
2
T02
90度外圆车刀
1
车外圆
3
T03
Φ20钻头
1
中间孔底孔
4
T04
内孔车刀
1
中间孔扩孔
5
T05
60度外螺纹车刀
1
外梯形螺纹
6
T06
75度内圆车刀
1
外圆抛物线弧面
7
T07
成形槽刀
1
退刀槽
2.5确定安装定位夹紧方式
夹紧均选择的是本次的偏心锁紧轴承组件加工均选择在数控车床上加工,在数控车床上定位三爪卡盘,所不同的是有的零件需要偏心轴的车削,这是需要安装四爪卡盘来定位进行车削偏心轴段。
3零件的自动编程与虚拟仿真
3.1CAXA数控车的介绍
CAXA数控车不仅具有可以和AUTOCAD软件相媲美的绘图能力,而且可以和外部数据接口完美相接,还可以将相当复杂的图制作出来,想要进行不同系统的数据交换时,只需要使用DXF/IGES数据接口与之相接便可以了。
CAXA数控车的功能真的是实用和完善,使用一个不复杂的路径生成和通用后置处理功能。
软件提供了一种功能实用和完善的功能且路径生成的方法也容易使用,可以用来处理在基础上复杂图形的生成要求。
通用后置处理模块允许CAXA数控车可以满足多种格式的机器代码,您可以输出G代码,我们可以检查生成的代码和过程模拟。
CAXA数控23D图形和数控加工提供了良好的解决方案,结合专业设计软件CAXA电子图板CAXA数控车CAXA制造CAD/CAM可以完全满足你的要求。
3.2CAXA数控车软件特点
3.2.1CAXA数控车图形编辑功能
CAXA数控车操作速度快,尤其是在复杂图形的编辑上,其操作速度是手工编程所远远不能够追上的。
曲线分成好多种,如样条、直线、圆弧、点、等类型。
工作坐标系可定义在任意位置,也可以在多坐标系间随意切换;图层、颜色、拾取过滤工具应有尽有,系统完善。
3.2.2CAXA数控车的虚拟加工
内外轮廓和端面粗糙和细切割、切割、钻孔、线程将任意功能,样条曲线和自定义公式曲线车削,刀具轨迹自动干扰消除功能,避免人为因素的误判。
支持没有循环指令旧机编程,解决这类机床的乏味工作。
支持小内存的机器系统处理程序,程序会自动屏蔽输出函数。
开放的功能一般,根据自定义处理代码允许特殊机床基础,支持加工中心的定义,代码读取函数可以看到代码的输出图形编程,仿真功能提供了最后检查的处理程序,DXF、IGES数据接口畅通,大多数软件数据都可以被它所接收。
3.3偏心锁紧轴承各零件数控编程
3.3.1左侧轴零件的数控编程
轴零件为典型的阶梯轴,在使用CAXA数控车的时候,只需用到外形车削方式就可以了,采用外轮廓车削、外螺纹车削、切槽等三种切削方式,左侧轴的外形车削刀具路径如下图:
图3-1轴的车削刀具路径
相对来说,此轴的刀具设置参数也较为简单,刀具的直线轴段采用95度外轮廓车刀,圆弧段采用75度外圆车刀,具体的刀具设置参数如下:
图3-2轴外轮廓的加工参数
图3-3轴车刀的刀具参数
外轮廓车削完后继续对工件的螺纹进行车削,螺纹车削采用CAXA软件的螺纹车削功能,在选择设置外螺纹车削的具体参数,外螺纹车削选择CAXA数控车软件中的车螺纹功能。
先点击“车螺纹”菜单,然后选择螺纹的起始点和最终点,在图形上点击相应的位置即可,然后设置螺纹的螺距,选择螺距为1.5mm,选择外螺纹车刀,具体设置的参数见下图所示:
图3-4外螺纹车削加工路径
图3-5外螺纹加工参数1
图3-6外螺纹加工参数2
图3-7外螺纹刀具参数
在进行外螺纹车削完成后,相应的还有螺纹退刀槽和外圆退刀槽。
本次需要加工退刀槽,也采用CAXA数控车的软件,进行槽的加工,具体设置的参数如下图所示:
图3-8退刀槽的刀具路径
图3-9退刀槽的切槽加工参数
图3-10螺纹退刀槽的切槽刀具参数
完成轴的外形车削和螺纹车削后,即可对此零件进行模拟仿真,最后按照后置处理的方式得出该零件的后置处理的程序,程序如下:
N10T0M6
N12G90G54G0X110.933Y40.604S3000M03
N14G43H0Z0.M07
N16G1X110.707F2000
N18Y27.707
N20Y12.207
N22X110.Y11.5
N24X92.
N26Y13.5
N28G17G3X91.Y14.5I-1.J0.
N30G1X73.
N32Y21.
N34G3X72.Y22.I-1.J0.
N36G1X54.
N38X54.707Y22.707
......
......
......
N1342X45.8
N1344Y28.
N1346Y21.
N1348X39.
N1350Y22.616
N1352Y33.
N1354Y45.349
N1356X43.017
N1358G0
N1360M05
N1362M30
3.3.2左侧盖的数控加工
根据左侧盖的外形特征,由于左侧盖的右端面有一凹面,因此要进行端面车削,其余的方式的外轮廓车削左侧轴相同。
内孔的车削采用先钻孔后车内孔,具体的步骤如下:
先开始进行外轮廓车削,外轮廓车削的设置参数如下:
图3-11外轮廓车削的刀具路径
图3-12外轮廓车削加工参数
在对左侧盖的内圆加工的时候先开始用钻头钻底孔,根据本次的内圆特征,最小的内圆直径为φ46,选择内孔钻孔的钻头为φ35。
内孔钻孔的设置参数如下:
图3-13钻孔设置加工参数
图3-14钻孔刀具参数
钻完孔后对内圆特征进行内轮廓的加工参数设置:
图3-15左侧盖的内轮廓车削刀具路径
图3-16内轮廓加工参数
图3-17内轮廓刀具参数
最后对工件的右端面进行端面车削,端面车削的刀具参数和加工参数以及刀具路径设置如下:
图3-18右端面的刀具路径
图3-19右端面的加工参数
图3-20左侧盖的右端面刀具参数
通过CAXA软件进行数控加工,并最终后置处理得出程序,程序如下:
N10T0M6
N12G90G54G0X47.583Y65.112S3000M03
N14G43H0Z0.M07
N16G1X49.694F2000
N18Y44.224
N20Y24.707
N22X48.987Y24.
N24X26.987
N26G17G3X26.813Y23.985I0.J-1.
N28G1X19.987Y22.781
N30Y29.
N32G3X18.987Y30.I-1.J0.
N34G1X17.993
N36G2X15.46Y31.392I0.J3.
N38G3X14.859Y32.301I-24.687J-15.671
N40X14.204Y33.197I-16.186J-11.142
N42X12.79Y34.782I-12.161J-9.425
N44X11.18Y36.158I-11.203J-11.478
......
......
......
N288Y8.793
N290X-11.72
N292Y13.793
N294X-11.013Y14.5
N296X13.987
N298X13.28Y13.793
N300Y7.793
N302Y-3.437
N304X-33.388
N306G0
N308M05
N310M30
3.3.3中间体的数控加工
中间体的外圆轮廓加工和内圆轮廓加工同前面的左侧轴和左侧盖相同,由于设置的方式都基本相同,本次就不再过多累述,详情见相应的模型文件即可,以下是此零件有关的设置参数图和刀具参数图等。
图3-21件3数控加工的刀具路径
通过CAXA软件进行数控加工,并最终后置处理得出程序,程序如下:
N10T0M6
N12G90G54G0X56.171Y43.949S3000M03
N14G43H0Z0.M07
N16G1X26.28F2000
N18Y29.707
N20Y24.707
N22X26.987Y24.
N24X48.987
N26X48.28Y24.707
N28Y29.707
N30X26.28
N32Y24.207
N34X26.987Y23.5
N36X48.987
N38X48.28Y24.207
......
......
......
N1958X26.487
N1960Y23.
N1962Y34.
N1964X20.787
N1966Y29.
N1968Y19.
N1970X26.987
N1972Y23.
N1974Y34.
N1976X20.787
N1978Y29.
N1980Y19.
N1982X26.987
N1984Y23.
N1986Y34.
N1988Y58.365
N1990X29.027
N1992G0
N1994M05
N1996M30
3.3.3右侧盖的数控加工
右侧盖的外圆轮廓加工和内圆轮廓加工同前面的轴和左侧盖、中间体
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- 基于 CAXA 数控 偏心 轴承 组件 自动 编程 虚拟 加工 四件套 设计 说明书