1、烏魯木齊職業大學畢業論文論文題目：盤類零件的研究姓名：學號：專業：機械制造與自動化學院：應用工程學院指導教師：完成時間：年4月8日摘要本課題主要任務是通過對盤類零件的研究，使我們對所學的、及其數控編程等方面的知識建立更深一步的認識，并對其基本概念、理論及其使用方法進一步的加深理解，提高我們對上述知識的綜合應用能力。本文根據軟件及數控機床的特點，針對盤類零件，我們選擇透蓋，對其進行了工藝方案的分析，模型建立，以及數控加工的研究，并對透蓋結構特點的分析，刀具和切削用量的選擇，加工路線和加工順序的選擇，數控加工編程的生成。通過整個工藝的過程的制定，充分體現了軟件及數控設備在提高精度，加工效率，簡化工

2、序等方面給我們帶來的優勢。關鍵詞：盤類零件目錄第一章緒論論文背景我們本次研究的論文主題是對盤類零件的研究，針對的使用我們使用了軟件，并且要熟悉軟件的造型功能和指令，以及它新增的特殊功能。對于這次研究，主要是針對于盤類零件的研究，對盤類零件的系統認識，為使這次研究更加深入透徹，我們選擇了盤類零件中的典型零件透蓋作為研究目的，我們主要對透蓋的加工工藝分析，模型建立，以及數控加工的研究作為主要研究目的。盤類零件的介紹盤類零件在機械設備中主要起連接、傳動、支承、密封等作用，如手輪、透蓋、法蘭盤、各種端蓋等。盤類零件是機械加工過程中常見的典型零件之一，它的應用范圍十分廣泛，例如：支撐傳動軸的各種形式的軸

3、承；夾具上的導向套；汽缸套等，不同的盤類零件也有許多的相同點，例如主要表面基本上都是圓柱形的，他們的尺寸精度都比較高，形狀精度和表面粗糙度要求都比較嚴格，而且有較高的同軸度要求等諸多相同之處。由于盤類零件形狀的特殊和加工復雜、以及較高的精度要求，在我國的主要生產地仍為沿海發達地區，西部地區仍需交通運輸來滿足其使用需求，對于一些特精密復雜的盤類零件，有時仍需要進口，所以，對于盤類零件的詳細研究至關重要。簡介是美國公司開發的，集于一體的三維參數化集成軟件，其加工模塊提供了強大的計算機輔助制造功能。對用或者其他軟件建立的實體模型，可在加工應用中生成精確的刀具路徑。在交互操作過程中，用戶可在圖形方式下

4、編輯刀具路徑，觀察刀具的運動過程，并進行加工仿真。生成得道具路徑，可通過后置處理產生用于指定數控機床的程序。利用進行參數化設計可培養學生綜合運用所學的基礎理論，基本知識和基本技能，提高分析解決實際問題的能力。接受專業人員必須的綜合訓練，提高實際工作能力。如調查研究、查閱文獻和收集資料并進行分析的能力；制訂設計或試驗方案的能力；設計、計算和繪圖能力；總結提高撰寫論文的能力；檢驗學生綜合素質與實踐能力。伴隨版本的不斷升級提高，的操作界面更加人性化，絕大多數功能都能通過按鈕操作來實現，并且在進行對象操作時，具有自動推理功能。同時，每個操作步驟中，在繪圖區上方的信息欄和提示欄中提示操作信息，便于做出正

5、確的選擇，使加工工作流程更加快速，使其在機械設計領域和模具加工自動化的市場上得到了廣泛的應用。本課題研究的目的及意義（）培養我們根據給定的任務，收集書面資料和生產第一手資料，確定數控加工工藝及編制程序的能力。（）培養我們根據零件圖紙和技術要求，用特定軟件進行精確繪圖、建立實體模型、編制加工程序及生成數控代碼。（）熟悉軟件的造型功能和指令，完成零件的造型；熟悉制造模塊的前置處理過程，選擇適合的機床進行后置處理，完成自動編程過程，并模擬加工。（）利用軟件的功能模塊生成走刀軌跡，進行后置處理，對機床進行設置，對加工過程中的切削用量進行給定。并利用軟件進行走刀軌跡模擬，驗證數控加工程序的可行性，分析改

6、善數控加工工藝。（）提高我們使用和查閱常用工程手冊、標準等資料的能力。和提高我們運用所學知識進行分析問題、綜合解決問題等方面的能力。第二章透盤零件的三維重構簡介即計算機輔助設計（），它利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作。在工程和產品設計中，計算機可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和制圖等項工作。可以進行平面繪圖，能以多種方式創建直線、圓、多邊形、樣條曲線等基本圖形對象。還可以進行三維繪圖，可創建實體及表面模型，能對實體本身進行編輯。在機械制造行業中發揮了極大的作用。軟件的模塊產品設計包括實體建模、特征建模、自由形狀建模、裝配建模和制圖等基本建模，是（計算機輔助工業設計）和的集成軟件

7、，較好地解決了以往難以克服的和數據傳輸的難題。模型建立思路建模之前，分析圖紙，讀懂圖紙，在腦海里理清建立模型的基本順序，先干什么，后干什么，在對其特征進行分析，把特征分解為多個簡單的模塊，建立模型前在軟件中把作圖基本環境設置好，在確定定位基準，選擇作圖圖層。先用中的模塊建立透蓋的基本輪廓草圖，生成透蓋的基本立體模型，再在模型上使用旋轉掃描、拉伸、鏜孔、倒角、修改等方法，最終生成透蓋的完整模型。構建透蓋總體輪廓線框，旋轉掃描成為大體基本外形。在底盤上繪制四個孔的草圖，用“孔”命令鉆出四個孔。繪制頂圓凹槽的草圖，實用拉伸求差切出兩凹槽。通過倒斜角、倒圓角等，形成透蓋最終模型。模型建立對于透蓋實體模

8、型的建立，在此我選用了中的建模模塊，建模模塊作為新一代產品造型模塊，它提供實體建模、特征建模、自由曲面建模等先進的造型和輔助功能。透蓋實體模型的建立過程如下：建立新文件，創建草圖，選擇軸軸平面，如圖所示。I3S3圖小一X受A圖圖繪制透蓋輪廓線，點擊“繪制直線”圖標，彈出直線輸入模式對話框如圖所示，根據透蓋工程圖尺寸，繪制其輪廓，繪制好的輪廓如圖所示圖圖透蓋實體回轉：打開“回轉”對話框，在“選擇曲線”中點擊部件導航器里的草圖，在“指定矢量”中選擇軸，點擊確定，即產生如圖所示的模型。鉆底盤上的四個孔：點擊新建草圖，平面方法選擇現有平面，在“選擇平的面或平面”中用鼠標點擊透蓋底面，如圖所示。在底面上

9、繪制一個小的圓，在畫四條交叉的將圓平均分成四分，在特征工具欄中點擊“孔”，顯示孔對話框，孔直徑選為小，在“指定點”中選擇直線與圓的四個交叉點，點擊確定，顯示如圖所示。凸臺上兩圓槽的生成：新建草圖，在“選擇平的面或平面”中選擇、軸平面，畫圓槽的輪廓線，點擊拉伸，顯示“拉伸”對話框，在“布爾”選項中選擇“求差”，點擊應用，顯示如圖所示。圖圖倒斜角，倒圓角：在特征工具欄點擊“倒斜角”按鈕，選擇要倒的邊，輸入要倒的距離2mm,如圖所示，倒圓角也同理，最后形成透蓋的最終模型。第三章透蓋的加工工藝分析分析透蓋的結構特點透蓋的零件結構圖如圖所示，該零件屬于典型的回轉體盤類零件，它的軸向尺寸比徑向尺寸要小，這

10、類零件上常有退刀槽、凸臺、凹坑、倒角、圓角、螺孔和作為定位或連接用孔等結構。內圓凹槽是加工的難點，透蓋頂部厚度為4mm,內圓中的型凹槽的厚度僅為2mm,所以該零件在加工過程中如果工藝方案或加工參數設置不當，很容易變形，引起尺寸誤差。透蓋模型圖如圖所示。圖透蓋零件圖圖模型圖透蓋的材料與毛坯盤類零件常用的材料是鋼、鑄鐵、黃銅等。有些要求較高的盤類零件，為節省貴重材料而采用雙金屬結構，即用離心鑄造法在鋼或鑄鐵的內壁上澆注一層巴氏合金等材料，用來提高其實用壽命。考慮到透蓋的單件小批量生產，及實用成本，我們選用的材料為號鋼。盤類零件毛坯的選擇與材料、結構尺寸、批量等因素有關。直徑較小（如80mm）的盤類

11、零件，常選用無縫鋼管或帶孔的鑄、鍛件，大批量生產時可采用冷擠壓和粉末冶金等先進的毛坯制造工藝，既提高了生產率又節約了金屬材料。為方便其加工的合理性、及選材方便，對于透蓋毛坯的選用我們選用了方鋼。透蓋加工工藝過程分析設備選擇根據透蓋零件的外形和材料等條件，選擇型數控機床。工藝過程該零件的毛坯選用圓鋼，采用粗加工、熱處理、再精加工的工藝方案，具體工藝流程為：毛坯粗車粗銃時效精車精銃檢驗。粗車：為保證在數控加工時使工件定位可靠，在加工前將底座端面小外圓加工預留2mm余量，掉頭車另一頭，車外圓小70mm,也預留2mm余量粗銑：粗銑內圓粗加工主要是去除大余量。所以加工內圓時，選擇低成本的普通數控銃床加工

12、。該工序要求按所示零件結構圖加工出內形輪廓，將內圓小加工為小圓、內圓小加工為小圓。時效：去除材料內應力和加工時產生的應力。精車：精車端面、外圓內圓及外圓兩個凹槽，達到尺寸要求。并鏈小9mm的孔，要求一次裝夾完成，以保證同軸度，為后序加工打好基礎。精銑：精銑內圓里的三個凹槽，精銑到零件精度最終要求。檢驗：檢驗加工好的透蓋有無過切、少切，用量具量其尺寸是否達到要求。加工透蓋的具體工藝過程見表所示。表序號 工序名稱粗車粗銑工序內容定位與夾緊車外圓：外圓。車到。,厚度為8mm二爪宓外目掉頭車另一端：另一端車到長度為28mm二小頭外囪銃內圓：內圓。加工為。34mm長度為20mm二爪夾外圓掉頭：將內圓（）

13、加工為（）68mm長度為20mm-貝時效去除材料內應力和加工時產生的應力精車精車外圓、軸向長及倒角，使其達到尺寸要求4內圓可漲心軸精銃內圓4、4,使其達精度要求精銃精銃頂圓上的兩個凹槽、及底盤上四個孔軟爪夾4外圓精銃內圓里的三個凹槽及圓角，使其達精度要求檢驗用量具測量，是否合格刀具的選擇刀具的選擇是在數控編程的人機交互狀態下進行的。根據機床的加工能力、工件材料、加工工序、切削用量以及其他相關因素，正確選用刀具。刀具選擇的總原則是安裝調整方便、剛性好及精度高。注意在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀柄，以提高刀具加工的剛性。選取刀具時，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應。生產中，銃削

14、平面時，應選硬質合金銃刀；平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銃刀；加工凸臺、凹槽時，選高速鋼立銃刀；加工毛坯表面或粗加工孔時，可選取鑲硬質合金的玉米銃刀；對一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭銃刀、錐形銃刀和盤形銃刀等。在加工中心上，各種刀具分別裝在刀庫上，按程序規定隨時進行選刀和換刀因此必須采用標準刀柄，以便使鉆、鏈、銃等工序的標準刀具，迅速準確地裝到機床主軸或刀庫上去。編程人員應了解機床上所用刀柄的結構尺寸、調整方法及調整范圍，以便在編程時確定刀具的經向和軸向尺寸，達到加工的最優化。在加工透蓋時，選用的刀具如圖所示。T1n,T5nT9留股nr*T61TI03圖刀具的選擇加工過程中切

15、削用量的確定切削用量包括切削速度、背吃刀量、進給量。對于不同的加工方法，需要選擇不同的切削用量，并應編入程序單內。合理選擇切削用量的原則：粗加工時,一般以提高生產率為主，同時也應考慮經濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，考慮到切削效率、經濟性和加工成本等。具體數值應根據機床說明書、切削用量手冊，并結合經驗而定。高速加工技術精銑內圓高速加工技術是近年應用起來的制造技術。在高速切削加工中，由于切削力小，可減小零件的加工變形，比較適合于薄壁件，而且切屑在較短時間內被切除，絕大部分切削熱被切屑帶走，工件的熱變形小，有利于保證零件的尺寸、形狀精度；高速加工可以獲得較高的表面質量

16、，加工周期也大大縮短，所以結合該類薄壁盤類零件的特點，精加工型腔時亦選用高速加工。防止透蓋變形的工藝措施透蓋零件由于凸臺壁薄、底座厚度小，加工中常因緊力、切削力、內應力和切削熱的作用而產生變形。所以在加工時應注意以下問題。為了減少切削力和切削熱對加工透蓋的影響，粗、精加工應分開進行，使粗加工產生的熱變形在精加工中可以得到糾正，而且還應嚴格控制精加工時的切削用量，以減少零件加工時的變形。為減少夾緊力的影響，工藝上可以采取以下措施：改變夾緊力的方向，即變徑向夾緊為軸向夾緊，使夾緊力作用在工件剛性較好的部位；當需要徑向夾緊時，為了減少夾緊變形和使變形均勻，應盡可能的使徑向夾緊力沿圓周均勻分布，加工中

17、可用過渡套或彈性套及扇形夾爪來滿足要求；或者制造工藝凸邊或工藝螺紋，以減少夾緊變形。為減少熱處理變形的影響，熱處理工序應置于粗加工之后、精加工之前，以便使熱處理引起的變形在精加工中得以糾正第四章透蓋的數控加工程序總方案數控加工程序總方案思路在用通用機床加工時，許多具體的加工工藝問題，如工藝中各工步的劃分與順序安排、刀具的幾何形狀、走到路線及切削用量等，在很大程度上都是由操作工人根據自己的實踐經驗和習慣自行考慮而決定的，一般無須工藝人員在設計工藝規程時進行過多的規定。而在數控加工時，上述這些具體工藝問題，不僅僅成為數控工藝設計時必須認真考慮的內容，而且還必須作出正確的選擇并編入加工程序中。也就是

18、說，本來是由操作工人在加工中靈活掌握并可通過適時調整來處理的許多具體工藝問題和細節，在數控加工時就轉變為編程人員必須事先設計和安排的內容。所以對于透蓋要有一個正確合適的加工工藝步驟，其具體分析思路如下面結構圖所示。透蓋加工方案數控加工簡介系統擁有的過程支持功能，對于機械制造公司與機械產品相關系列產品的公司有非常重要的價值。在這個工業領域中，對加工多樣性的需求較高，包括對零件的大批量加工以及鑄造和焊接的高效精加工。如此廣泛的應用要求軟件必須靈活，并且具備對重復過程進行捕捉和自動重用的功能。子系統擁有非常廣泛的加工能力，從自動粗加工到用戶定義的精加工，十分適合這些應用。它可以自動生成加工程序，控制

19、機床或加工中心加工零件。使用加工模塊可根據建立起的三維模型生成數控代碼，用于產品的加工，其后處理程序支持多種類型的數控機床。加工模塊提供了眾多的基本模塊，如車削、固定軸銃削、可變軸銃削、切削仿真、線切割等。所以它的應用十分廣泛。加工方案思路對透蓋的數控加工主要進行了粗加工、精加工模擬加工，該模型加工編程設置包括進入加工環境、創建幾何體、創建操作、仿真刀具路徑和程序的輸出等環節設置。對其工藝過程，按照“先面，后孔”的工藝原則，先用普通磨床加工；內孔用普通臥式銃床加工，然后在加工中心加工所有的孔和倒角。加工環境設置J創建幾何體；創建程序創建刀具創建/修改操作刀具軌跡生成后處理透蓋模擬加工流程面銃加

20、工啟動，在“標準”工具欄中，單擊“打開”按鈕，彈出“打開”對話框，打開透蓋模型文件。創建加工環境。在“標準”工具欄中單擊“開始”“加工”命令，進入加工模塊，彈出“加工環境”對話框。在“要創建的設置”列表框中選擇“，單擊”確定”按鈕，進入加工環境，如圖所示。力口工環境要制蟀的CAH設群Anill contota1 n i llJiul t i-aicls nill_nLiul t i_bl a de trillhsl e_ji ak I ngI tuzning：，定l取消I創建刀具。在“操作導航器”中選擇X圖“機床視圖”，在其上右擊，在彈出的快捷菜單中選擇“刀具”命令，彈出“創建刀具”對話框，如

21、圖所示。單擊“庫”按鈕，彈出“庫類選擇對話框，從中可以選擇所需的刀具。選擇端銃刀“（）”，單擊“確定”按鈕，彈出“搜索準則”對話框。設置直徑為8mm,單擊“確定”按鈕。在搜索結果對話框中選擇刀具“002”,如圖所示。ToolH MillingfEndMilJ.(ninLnciexable)EndMill(.IrtLlexable)BallMUILnonindrxableFaceMillCindezib1eMillCtiMiijideXablcBarrelHill5ParaJielerfill117ParnfteierMill10 FarametBr 111ThreadMillMillformT

22、ool國 Drilling4 Tur nine創建幾何體。在“操作導航器”中選擇“幾何視圖”，進入操作導航器幾何試圖，雙擊幾何體“”,彈出“銃削幾何體”對話框。在“幾何體”選項組中單擊“指定部件”按鈕，彈出“部件幾何體”對話框，選擇透蓋模型，單擊“確定”按鈕。單擊“指定毛坯”按鈕，彈出“毛坯幾何體”對話框。在“選擇選項”選項組中點選“自動塊”單選鈕，單擊“確定”按鈕，完成毛坯幾何體的創建，如圖所示。名稱操作模式【褫定 后運都件幾何體事撲結憫定制數據id0附加總創建加工坐標系。系統提供了默認的加工坐標系，該加工坐標系的名稱為“”，在此就不用創建新的加工坐標系了。雙擊操作導航器幾何試圖中的”選項,

23、彈出“（坐標系定向）”對話框，將原點移動到軸中心圓表面位置。如圖所示。圖創建操作。在“操作導航器”中選擇“程序順序視圖”按鈕，單擊“插入”工具欄中的“創建操作”按鈕，創建一個操作，彈出“手工面銃削”對話框。單擊“幾何體”選項組中的“指定部件”按鈕，選定零件；單擊“指定切削區域”按鈕，選擇零件中要加工的表面；在“刀軌設置”選項組的“切削模式”下拉列表中選擇“往復”。單擊“操作”選項組中的“生成”按鈕生成刀軌，如圖所示。程序生成。在“操作”工具欄中單擊“后處理”按鈕，彈出“后處理”對話框。在“后處理器”中，選擇后處理文件為“（三軸聯動數控銃床）”，設置程序保存路徑，單擊“確定”按鈕，對選定的刀軌進

24、行后處理，生成數控加工用的程序，具體程序請見附錄。圖鉆削加工在“標準”工具欄單擊“開始”“加工”命令，彈出“加工環境”對話框。在“要創建的設置”列表框中選擇，單擊“確定”按鈕。在“操作導航器”中選擇“幾何視圖”，進入操作導航器幾何試圖，雙擊幾何體“”，彈出”工件幾何體”對話框。具體操作方法如上面所示。創建刀具。將操作導航器切換到機床視圖，在“插入”工具欄中單擊“創建刀具”按鈕。彈出“創建刀具”對話框。單擊“庫”按鈕，彈出“庫類選擇”對話框。選擇“”中的中心孔“”，單擊“確定”按鈕，彈出“搜索準則”對話框。在“搜索參數”選項組中設置直徑為2mm,在“刀具”下拉列表中選擇“032”作為加工刀具。在

25、用同樣方法創建麻花鉆“”，設置直徑為10mm。圖圖在“插入”工具欄中點擊“創建操作”按鈕，彈出“創建操作”對話框在“操作子類型”選項組中單擊“點鉆”按鈕，點擊確定，彈出“點到點幾何體”對話框。選擇要加工的孔，再選擇孔所在的加工表面，點擊“確定”按鈕，設置刀軸方向為“”軸方向，單擊“操作”選項組中的“生成”按鈕，生成刀軌，如圖所示。用同樣方法選擇“鉆”按鈕，定義模型深度為模型深度，設置深度偏置“通孔安全距離”為1.5mm,單擊“操作”選項組中的“生成”按鈕，生成刀軌，如圖所示。選擇合適的后處理器，這里選擇“（三軸聯動數控銃床），單擊“確定”按鈕，生成程序。第五章心得與體會經過這次畢業論文的寫作，

26、我感觸頗多，不僅深化了對專業知識的進一步認識，更學到了一些除專業技能以外的其他東西，領略到了在處理專業技能問題時所需要的優秀品質，更深切地體會到小組之間那種相互協調合作的機制，最重要的還是自己對一些問題的看法變得更加深刻，更加有自己獨到的觀點。社會是一個大群體，無論做什么事情，都不是自己一人輕而易舉能完成的，更需要團隊之間的合作。要合作，為人處世是基本，怎樣協調彼此之間的關系值得我們去深思和體會，有些人很有責任感，把任務看作是自己的重要任務，并為之付出巨大的努力，不斷思考問題，不斷地解決問題，有些人則不以為然，總認為自己很弱勢，什么都不會，其實在生活中這樣的事情很多，面對問題，重要的是解決問題

27、的心態，而不是過去我們的能力強弱，剛拿到我的論文題目，一看，要用到，我在自己的心里已經對自己說，這次完了，我的計算機是那么的差，該怎么辦啊！通過在電腦上艱難的安裝軟件，我經過了多次的安裝與卸載，終于安裝成功，得到了喜悅，對于論文寫作，我總是迷茫、困惑，但經過我一步一個腳印的進行，終于把難題解決了，完成了論文。所以我們對待問題的心態一定要端正，目的要明確，把自己置于具體的問題之中，我們才能更好的解決問題。對于這次論文寫作，更讓我擔憂的是我國在機械行業的創新，只有創新才能發展，目前，我們是有了許多自己的核心技術，有了自己的專利，但相對于國外發達國家，我們擁有的實在是少之又少，就在汽車行業，我國的品牌倒不少，但沒有一個是世界品牌，我們所用的核心技術仍要受制于國外。在數控領域，我們的進步主要還是按照國外的模式，按部就班的發展，真正屬于自己的創新成分并不多，但對于一個發展中國家的起步階段，這又是無奈的，發展的制約主要是人才的缺乏，所以，我們必須深刻理解和落實“科學技術是第一生產力”的偉大論斷，加大數控領域的科技創新，努力研究屬于自己的數控先進技術，逐步建立自己獨立的、先進的技術體系。在畢業設計過程中，我們不斷發現錯誤，不斷改正，不斷地完善，才做出了一篇完整的論文。我們要學會思考，融會貫通，在改的地方要思考為什么要改