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1、杯状半盖模型腔实体造型及加工刀具路径摘要:数控机床的出现不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而其随着数控技术的发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。关键词：杯状半盖模型腔； 数控加工 目录1杯状半盖凸模的造型 31.1 绘制杯状半盖凸模的旋转面 31.2凸模的生成 82 数控加工 112.1 加工边界和定义毛坯 112.2 区域式粗加工 132.3扫描线粗加工 152.4 扫描线精加工 182.5 轨迹仿真 212.6 生成G代码 233 加工后的实体照片 254 零件的工艺分析264.1 制定产品工艺路线264.2确定切削用量
2、26致谢 28参考文献 29附录 301杯状半盖凸模的造型1.1 绘制杯状半盖凸模的旋转面（1）启动CAXA程序后，选中特征树中的XOY平面，单击鼠标右键选择“创建草图”，如图。或者直接单击创建草图 按钮（按快捷键F2），进入草图绘制状态。图1-2（2）启动CAXA程序后，单击曲线生成工具栏上的按钮，在特征树下方的立即菜单中选择“水平/铅垂线”、“水平”，输入长度=60，用鼠标点取坐标系原点，然后单击鼠标右键结束。 图1-1（3）单击曲线生成工具栏上的按钮，在特征树下方的立即菜单中选择“水平/铅垂线”、“铅垂”，输入长度=44，用鼠标点取线段端点点，然后单击鼠标右键结束。 图1-3（4）接着在
3、特征树下方的立即菜单中选择“平行线”输入距离=10，之后选择直线，在选择方向，按右键确定。 图1-4（5）在特征树下方的立即菜单中选择“角度线”选择“Y轴”，输入角度=135，画一条角度线与之前画的平行线相交，如图所示。 图1-5（6）单击线面编辑工具栏中的按钮，输入r=2,选中曲线和角度线，然后单击鼠标右键完成曲线过渡。单击线面编辑工具栏中“曲线裁剪” 按钮，裁剪掉多余的部分。 图1-6（7）接着在特征树下方的立即菜单中选择“平行线”输入距离=24，之后选择直线，在选择方向，按右键确定。 图1-7（8）在特征树下方的立即菜单中选择“角度线”选择“Y轴”，输入角度=35，画一条角度线与之前画的
4、平行线相交，如图所示。图1-8（9）再输入角度=115，画一条角度线，如图所示。图1-9（10）单击线面编辑工具栏中“曲线裁剪” 按钮，裁剪掉多余的部分。如图1-10所示。（11）单击线面编辑工具栏中的按钮，输入r=6,选中曲线和角度线，然后单击鼠标右键完成曲线过渡。之后再输入r=10，选中曲线和角度线完成过渡。如图1-11所示。图1-10图1-11（12）单击曲线生成工具栏上的按钮，在特征树下方的立即菜单中选择“两点线”，在线段的左端画一条垂线与角度线相交。单击线面编辑工具栏中“曲线裁剪” 按钮，裁剪掉多余的部分。这样凸模的旋转面就画好了，如图所示。图1-121.2 凸模的生成（1）单击曲线
5、生成工具栏上的按钮，检查草图是否存在开口环。（2）单击创建草图 按钮退出草绘，在曲线生成工具栏上选择按钮，在特征树下方的立即菜单中选择 “水平/铅垂线”、“水平”，输入长度=100，用鼠标点取坐标系原点，然后单击鼠标右键结束。图1-13（3）单击特征工具栏上的旋转增料按钮，在弹出的对话中选择角度为180，按提示选择之前画的轴线和草图0，点确定完成，这样凸模就生成了。图1-14（4）选中特征树中的XOY平面，点击按钮，进入草绘状态。单击曲线生成工具栏上的按钮，选择，输入长=80，宽=50.如图所示。用鼠标点取坐标系原点，然后单击鼠标右键结束该矩形的绘制。图1-15单击特征工具栏上的拉伸增料 按钮
6、，选择固定深度，深度为10，反向拉伸，选择矩形为草图点击确定。图1-16图1-172 数控加工2.1 加工边界和定义毛坯（1）单击曲面生成工具栏上的按钮，在状态树下选择，用鼠标在实体图上选择实体轮廓线，选择完后单击鼠标右键完成。（2）单击工具栏上的“加工”按钮，在菜单中选择“定义毛坯”。在弹出的对话框中选择，之后点击按钮，在“毛坯类型”中选择“铸件”，单击确定完成。图2-1图2-22.2 区域式粗加工（1）单击菜单条上的“加工”按钮，在主菜单下选择“粗加工”中的“区域式粗加工”，在弹出的“区域式粗加工”对话框中设置粗加工参数。（2）设置区域式粗加工“加工参数”如图2-3左，“切入切出”如图2-
7、3右。（3）设置区域式粗加工“刀具参数”如图2-4左，“加工边界”如图2-4右。 图2-3 图2-4（3）设置区域式粗加工“刀具参数”如上图2-4左，“加工边界”如上图2-4右。（4）确认其他参数系统默认值。单击“确定”按钮退出参数设置。（5）按系统提示拾取加工轮廓。拾取矩形矩形边框后单击鼠标右键，按系统提示“拾取岛屿” ，然后单击鼠标右键结束。（6）拾取完毕后，系统进行相关计算。稍等片刻，屏幕上会显示生成如图所示的轨迹，“加工管理”中也会出现轨迹树。（7）生成区域式粗加工轨迹如图2-5。图2-5（7）拾取轨迹，单击鼠标右键在弹出菜单中选择“隐藏”命令，隐藏生成的区域式粗加工轨迹，以便于下一步
8、操作。2.3扫描线粗加工（1）单击菜单条上的“加工”按钮，在主菜单下选择“粗加工”中的“扫描线粗加工”， 在弹出的“扫描线粗加工”对话框中设置粗加工的参数。（2）设置扫描线粗加工“加工参数”如图2-6左，“刀具参数”如图2-6右。（3）设置扫描线粗加工“切削用量”如图2-7左，“加工边界”如图2-7右。 图2-6 图2-7（4）确认其他参数系统默认值。单击“确定”按钮退出参数设置。按计算机系统提示选取加工对象，按鼠标右键确定，之后选择加工边界，然后单击鼠标右键结束。（5）拾取完毕后，系统进行相关计算。稍等片刻，屏幕上会显示生成如图所示的轨迹，“加工管理”中也会出现轨迹树。生成扫描线粗加工轨迹如
9、图。图2-8（6）拾取轨迹，单击鼠标右键在弹出菜单中选择“隐藏”命令，隐藏生成的扫描线粗加工轨迹，以便于下一步操作。2.4 扫描线精加（1）单击菜单条上的“加工”按钮，在主菜单下选择“精加工”中的“扫描线线精加工”， 在弹出的“扫描线精加工”对话框中设置精加工的参数。（2）设置扫描线精加工“加工参数”如图2-9左，“切削用量”如图2-9右。（3）设置扫描线精加工“刀具参数”如图2-10左，“加工边界”如图2-10右。 图2-9 图2-10（4）确认其他参数系统默认值。单击“确定”按钮退出参数设置。（5）按计算机系统提示选取加工对象，按鼠标右键确定，之后选择加工边界，然后单击鼠标右键结束。（6）
10、拾取完毕后，系统进行相关计算。稍等片刻，屏幕上会显示生成如图所示的轨迹，“加工管理”中也会出现轨迹树。（7）生成扫描线精加工轨迹如图2-11。图2-11（6）在轨迹树边单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“全部显示”。如图所示。图2-122.5 轨迹仿真（1）在左边的轨迹树中选定“1-区域式粗加工”单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“轨迹仿真”。 系统将进入轨迹仿真界面，按按钮，在弹出的“仿真加工”框中点击按钮进行仿真加工。 2-13（2）在轨迹树中依次选中“2-扫描线粗加工”，“3-扫描线精加工”，进行仿真加工。 图2-14 图2-15（3）在轨迹树中按住Ctrl键，同时选中“1-区域式粗加工”
11、、“2-扫描线粗加工”、“3-扫描线精加工”，进行轨迹仿真。 图2-162.6 生成G代码（1）选中“区域式粗加工”单击“加工”/“后置处理”/“生成G代码” ，在弹出的“选择后置文件”对话框中给定要生成的G代码文件名，o0001.cut,如图2-17，选择其存储路径，单击“保存”按钮。（2）之后选择“扫描线粗加工”轨迹生成“等高线粗加工”G代码，以文件名o0002.cut保存,如图2-18.（3）选择“扫描线精加工”轨迹生成“扫描线精加工”G代码，以文件名o0003.cut保存.如图2-19。图2-17图2-18图2-193 加工后的实体照片4 零件的工艺分析4.1 制定产品工艺路线（1）
12、确定毛坯为80x80x50mm的铝合金。（2）由零件图得,以毛坯的上端面为粗基准,以下端面为精基准。工序1:以下端面为定位基准,粗铣上端面。工序2:以下端面为定位基准, 粗铣凸台上表面。工序3:以下端面为定位基准,粗铣模型上表面。工序4:以下端面为定位基准,精铣模型上表面。工序5:去毛刺。工序6:终检。4.2确定切削用量（1）加工条件机床：数控铣床刀具：高速钢直柄立铣刀（2）确定背吃刀量根据已知数据查表得，ap=1.5mm （3）计算切削速度VcVc=Cvd0qv/Tmapxvfzyvaeuvzpv(kv) （公式1-1） 将数据代入公式:Vc1101.23m/min故取Vc100m/min（
13、4）确定机床主轴转速:Ns=1000vc/d0=800r/min （公式2-1）（5）校验机床功率:查表得：Pcc=3.0KW主轴允许功率Pcm=4.5*0.75KW=3.375KW （公式3-1）Pcm.Pcc 故校验合格所以ap=1.5mm,nc=800r/min,Vc=100m/min致谢在论文完成之际，我要特别感谢指导我的张老师.在张老师的热情关怀和悉心指导。在我撰写论文的过程中，张老师倾注了大量的心血和汗水，无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了张老师悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是他广博的学识、深厚的学术素养、严谨的治学精神和一
14、丝不苟的工作作风使我终生受益，在此表示真诚地感谢和深深的谢意。 在论文的写作过程中，也得到了许多同学的宝贵建议，同时还到许多在工作过程中许多同事的支持和帮助，在此一并致以诚挚的谢意。 感谢所有关心、支持、帮助过我的良师益友。 最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位老师表示衷心地感谢！参考文献1 高晓康主编.几何精度设计及检测M上海.上海交通大学出版社，20022 王纪安主编.工程材料与材料成型工艺M北京，高等教育出版社，20043 中国机械工业教育协会组编.机械制造基础M北京，机械工业出版社，20014 杨可桢、程光蕴.设计基础M北京，高等教育出版社，19995 西北大学机
15、械原理及机零教研主编.机械设计M.北京：高等教育出版社.1988.6 上海工业大学史美堂主编.金属材料及热处理M.上海：上海科学技术出版社.1993.7 汪恍主编.设计机械标准应用手册M.北京:机械工业出版社.1997.8 万辉青主编.机械优化设计方法M.北京:清华大学出版社.1995.9洪慎章，实用注塑成型及模具设计M. 北京：机械出版社,2006.10中国机械工业教育协会组编.机械制造基础M北京，机械工业出版社，200111冯荣坦主编.CAXA制造工程师2004基础教程M北京，机械工业出版社.200512何伟等编著. Mastercam基础与应用教程M.机械工业出版社,2005.13华中铣削数控系统编程说明书14华中铣削数控系统操作说明书附录主要参数：杯状半盖模型腔（凸模）设计：（其它不确定参数自定。）主要参考资料：1洪慎章，实用注塑成型及模具设计M. 北京：机械出版社,2006.2中国机械工业教育协会组编.机械制造基础M北京，机械工业出版社，20013冯荣坦主编.CAXA制造工程师2004基础教程M北京，机械工业出版社.20054何伟等编著. Mastercam基础与应用教程M.机械工业出版社,2005.5华中铣削数控系统编程说明书6华中铣削数控系统操作说明书7华中车削数控系统编程说明书
