UG的三角烟灰缸凸模的
【摘要】
数控技术是20世纪40年代后期发展起来的一种自动化加工技术。为适应当代我国国情的发展要求,技术型人才的需求是尤为重要的,为达到这一目标,我们应将理论知识和实际操作紧密联系起来。烟灰缸的凸模是一种综合型零件,它能够有效的把我们三年所学的各类知识综合在一起运用,如设计与制造运用到的《数控编程与加工》、《UG 实例分析》以及《刀具与夹具技术》等。经过查阅各类书籍,得出了该零件合理的数控加工工艺方案,为使零件经过数控加工能得到最佳的精度和设计要求,该零件的设计和制造都利用到了数控加工工艺方面的许多知识。
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关键字:】烟灰缸;UG;数控加工;仿真
引言 1
一、零件图分析 2
(一)结构特点 2
(二)材料毛坯 2
(三)主要技术要求 2
二、零件特性分析 3
(一)零件加工面分析 3
(二)刀具特性分析 3
三、制定加工工艺 4
(一)设备的选择 4
(二)装夹定位选择 4
(三)加工工艺分析 5
四、仿真分析 6
总结 10
谢辞 11
参考文献 12
附录 13
引言
随着机械行业的不断发展,近年来数控加工和数控设备的应用呈突飞猛进的趋势。包括以组合机床为主的大量生产方式的出现,机床都在向以数控设备为主的生产方式转变。社会上对掌握数控技术的人才需求量越来越大,在我们学院数控设备的更新速度也越来越快。为适应实际社会生产的能力和提高全面的数控加工能力,必要将自己学到的知识运用于实践当中,这样既可以巩固自己所学的知识,又可以提升自己的动手能力。
此设计是烟灰缸凸模的加工,也是作为模具专业学生,在毕业之前对所学知识的运用和总结。论文中的加工方法就是根据我们模具专业学生所需掌握的知识及技术要求编写的,它体现了数控加工各个方面的特点,并合理的制定出了数控加工工艺规划。这样既能对三年学习的《数控编程与加工》、《刀具与夹具技术》、《UG 实例分析》等多门学科的理论知识进行巩固,又能锻炼我们的实际动手能力和实际加工过程中问题的处理。在这过程中我具体地了解了工件、刀具的材料、加工的工序等等一系列的知识。这对于我今后的工作和学习都打下了夯实的基础。
一、零件图分析
图1-1 烟灰缸凸模零件图
(一)结构特点
由图1-1可以看出零件主要加工内容主要有平面、轮廓、凸台、型腔。零件凸台平面Ra值为1.6凸台Ra值为3.2,由此需要对零件进行粗加工,半精加工以及精加工以满足零件的粗糙度要求。
(二)材料毛坯
毛坯主要是指锻件和铸件,因模锻时的欠压量与允许的铣模量会造成余量多少不等,铸造时也会因沙型误差、收缩量及金属液体的流动性差不能充满型腔等造成余量不充分、不稳定。在铣削时,一次定位将决定工件的“命运”,加工过程的自动化很难照顾到此处余量不足的问题。因此,除板料外,不管是锻件,铸件,还是型材,只要准备采用数控铣削加工,其加工面均有较充分的余量。余量大小主要考虑加工时要不要分层切削,分几层切削,也要分析加工中与加工后的变形程度。
由以上分析,该零件的材料我选择Cr12MoV,硬质合金足以达到凸模的使用要求。根据零件大小可以确定零件的毛坯形状为长方体100X100X45,如图1-2所示。
(三)主要技术要求
为保证凸模与凹模的配合,零件的壁厚为2mm,要保证成品规格,所以凸凹模的精度要求较高,保证凸模的尺寸精度至少在IT7以上。
图1-2 三角烟灰缸凸模的毛坯
二、零件特性分析
(一)零件加工面分析
该零件由凸台,型腔以及平面组成,对凸台以及型腔需要进行型腔铣已达到加工工艺,零件对于凸台的加工精度要求高,必须进行粗铣,半精铣以及精铣达到对凸台的进一步加工,已达到模具要求精度。
(二)刀具特性分析
根据零件加工面的特点,选择刀具如图2-1所示
图2-1 所选刀具
如图2-1所示是选择的刀具,加工中心上所使用的刀具主要为铣刀,包括立铣刀、球头铣刀、环形铣刀(又称R角立铣刀或牛鼻刀)等,如图2-2所示,除此之外还包括各种孔加工刀具,如麻花钻头、铰刀、镗刀、丝锥等。
根据刀具的头部形状,铣刀可以分为平底铣刀、球头铣刀、环形铣刀、倒角刀、T形铣刀、齿型刀等。平底铣刀主要用于加工槽(包括键槽)、侧平面、台阶面等;球头铣刀主要用于加工型腔、斜面、成型面等,进行曲面的半精铣和精铣,小球刀可以精铣陡峭面、直壁的小倒角。
铣刀常见的材料主要有高速钢和硬质合金,后者相对前者硬度高,切削力强,可提高转速和进给率,且让刀不明显,可加工不锈钢等难加工材料,但成本较高。
平底铣刀 球头铣刀 环形铣刀
图2-2 常用铣刀结构
球头铣刀的端面是带切削刃的球面,加工时球头与工件为点接触且在刀具上同时存在高速切削区(外径处)、低速切削区(刀头中心处)。加工时应注意尽量缩短伸出量(应保证有效加工长度),减小背吃刀量,增大进给量,有利于提高刀具使用寿命。
如图2-3所示为球头铣刀与环形铣刀的加工工艺性比较。
图2-3 球头铣刀与环形铣刀的工艺性比较
根据以上考虑,选择环形刀具与球头刀具以满足零件特性。
三、制定加工工艺
(一)设备的选择
根据该零件的外形结构特点,且零件为单件生产,故可选择在数控铣床或加工中心上完成零件的加工。遵循机床规格与零件外形尺寸相适应原则,机床精度与工件加工精度相适应原则,机床生产效率与工件生产类型相适应原则,选用功率相当的Fadal加工中心机床进行零件数控加工。
(二)装夹定位选择
在数控铣床或加工中心上安装零件时,应尽量优先选用通用夹具进行装夹。该零件的毛坯为方料,采用通用平口钳进行装夹,装夹时可用毛坯的侧面和底面作为工艺基准。
装夹时,应尽量减少装夹次数,尽可能的在一次装夹中完成最多的加工内容,第一次装夹以毛坯底面为基准进行定位,手动铣削零件平面;然后翻身以加工面为基准进行二次装夹,用平口钳加紧后加工长方体外轮廓100X100,并进行零件的型腔铣。
(三)加工工艺分析
烟灰缸凸模的数控加工工艺过程卡如表3-1所示。
表3-1 烟灰缸凸模的机械加工工艺过程卡
序号 工序名称 工序内容 设备
1 备料(铸) Cr12MoV,要求不能有气泡、龟裂等缺陷
2 下料 加工100X100X45长方体块料 锯床、切割机
3 零件数控加工 加工零件上平面、长方体外轮廓等 数控铣床
4 钳工 去毛刺
烟灰缸凸模的数控加工工艺卡如表3-2所示。
表3-2 烟灰缸凸模件数控加工工艺卡
零件名称 烟灰缸凸模 加工中心加工工艺卡 机床型号 FADAL-IB
工序号 12 机床编号
刀具表 量具表 工具表
T01 Ф10R2面铣刀(粗) 1 游标卡尺(0~150mm) 1 平口钳
T02 Ф6R2立铣刀(粗) 2 千分尺(0~25mm) 2 扳手
T03 Ф4球刀 3 千分尺(25~50mm) 3 垫块
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