矩形槽和遮光罩装配的工艺分析和加工方案毕业设计

1、1概述1.1轴头的结构 该轴头（HEAD-NEW）结构较复杂，需要运用数控车床和加工中心两种设备来完成其加工。1.2 UG装配与数控加工功能简介UG软件起源于美国麦道飞机公司，后于1991年11月并入世界上最大的软件公司一一美国电子资讯系统公司(Electronic Data Systems Corp; EDS )。如今，UG软件己经成为世界上一流的集成化CAD/CAE/CAM 软件。作为一个集成的全面产品工程解决方案，UG软件家族使得用户能够数字化地创建和获得三维产品定义(数模)，UG软件被当今许多世 界领先的制造商用来从事概念设计、工业设计、详细的机械设计以及工程仿真和数控加工等各个领域。

2、1.2.1 UG装配功能简介UG装配过程是在装配中建立部件之间的链接关系。它是通过关联条件在部件间建立约束关系来确定部件在产品中的位置。在装配中，部件的几何体是被装配引用，而不是复制到装配中。不管如何编辑部件和在何处编辑部件。整个装配部件保持关联性，如果某部件修改，则引用它的装配部件自动更新，反应部件的最新变化。UG NX的装配功能模块是集成环境中的一个应用模块。装配建模不仅能快速地将零部件组合成产品，而且可以在装配中参照其他组件进行部件的关联设计，并可以对装配模型进行干涉检查、间隙分析和重量管理等操作。装配模型产生后，可以建立爆炸视图，也可以生成装配和拆卸动画等。UG NX的装配功能模块可提

3、供自顶向下、自底向上两种产品结构定义方式并可在上下文中设计/编辑 ，高级的装配导航工具 ，可图示装配树结构，可方便快速的确定部件位置 ， 对装配件的简化表达，隐藏或关掉特定组件。局部着色 ，强大的零件间的相关性 ，配对条件，零件间的表达式（关系） ，协同化团队工作 ，可方便的替换产品中任一零部件，刷新部件以取得最新的工作版本，团队成员可并行设计产品中各子装配或零件。1.2.2UG数控加工功能简介CAM模块UG/CAM模块是UG NX的计算机辅助制造模块，它可以为加工中心、数控铣、数控车、电火花机床、线切割机床编程。UG/CAM提供了全面的、易于使用的功能，以解决数控刀轨生成、加工仿真和加工验证

4、等问题。(1)UG/CAM基础UG/CAM基础模块是所有UG NX加工模块的基础，它为所有数控加工模块提供了一个相同的面向用户的图形化窗口环境。用户可以在图形方式下观察刀具沿轨迹运动的情况，并可进行图形化修改，如对刀具轨迹进行延伸、缩短或修改等。 （2）车削加工UG/Lathe提供批量生产车削零件所需的能力，模块以在零件几何体和刀轨间全相关为特征，可实现粗车、多刀路精车、车沟槽、螺旋切削和中心钻等功能，输出的是可以直接进行后置处理产生机床可读的输出源文件。（3）铣加工UG/CAM铣加工模块可实现各种类型的铣削加工，包括平面铣、型腔铣、固定轴曲面轮廓铣、可边轴曲面轮廓铣、顺序铣、点位加工和螺纹铣

5、等。 2机用观察装置工艺分析与加工 2.1.1轴头工艺分析1图形分析这个图是一个轴类零件。2工艺方案1) 选料9X7的轴类料。2) 在数控车床夹加工件。3) 粗精车外轮廓。4) 换加工中心装夹。5) 粗铣外轮廓。6) 钻中心孔。7) 钻20的内轮廓下刀口。8) 粗铣内轮廓。9) 精铣外轮廓至尺寸要求。10) 精铣内轮廓至尺寸要求。3刀具选用序号刀具号加工表面备注1T01粗加工内、外轮廓16立铣刀2T02钻中心孔中心钻3T03钻20的内轮廓下刀口钻中心孔20钻头4T04精加工内、外轮廓8立铣刀4工序工序/工步号工步内容刀具号主轴转速r/min进给量mm/r背吃刀量mm量具1粗铣外轮廓留0.5余量

6、T018000.21.5外径千分尺2精铣外轮廓至尺寸要求T0412000.11.0外径千分尺3钻中心孔T024钻下刀口T035粗铣内轮廓留0.5余量T018000.21.5内径千分尺6精铣内轮廓至尺寸要求T0412000.11.0内径千分尺5量具内径千分尺、外径千分尺和游标卡尺 游标卡尺 内径千分尺 百分表游标卡尺是一种常用的量具，具有结构简单、使用方便、精度中等和测量的尺寸范围大等特点，可以用它来测量零件的外径、内径、长度、宽度、厚度、深度和孔距等，应用范围很广。游标卡尺的读数方法：1）游标卡尺是利用主尺刻度间距与副尺刻度间距读数的。以13-2图0.02mm游标卡尺为例，主尺的刻度间距为1m

7、m，当两卡脚合并时，主尺上49mm刚好等于副尺上50格，副尺每格长为0.98mm。主尺与副尺的刻度间相关为103980.02mm，因此它的测量精度为0.02mm（副尺上直接用数字刻出）2）游标卡尺读数分为三个步骤，下面以图13-3所示0.02游标卡尺的某一状态为例进行说明。3）在主尺上读出副尺零线以左的刻度，该值就是最后读数的整数部分。图示33mm。4）副尺上一定有一条与主尺的刻线对齐，在刻尺上读出该刻线距副尺的格数，将其与刻度间距0.02mm相乘，就得到最后读数的小数部分。图示为0.24mm。5）将所得到的整数和小数部分相加，就得到总尺寸为33.24mm。游标卡尺的使用方法：1）测量前应把卡

8、尺揩干净，检查卡尺的两个测量面和测量刃口是否平直无损，把两个量爪紧密贴合时，应无明显的间隙，同时游标和主尺的零位刻线要相互对准。这个过程称为校对游标卡尺的零位。2）移动尺框时，活动要自如，不应有过松或过紧，更不能有晃动现象。用固定螺钉固定尺框时，卡尺的读数不应有所改变。在移动尺框时，不要忘记松开固定螺钉，亦不宜过松以免掉了。3）当测量零件的外尺寸时：卡尺两测量面的联线应垂直于被测量表面，不能歪斜。测量时，可以轻轻摇动卡尺，放正垂直位置，图2-6所示。否则，量爪若在如图2-6所示的错误位置上，将使测量结果a比实际尺寸b要大；先把卡尺的活动量爪张开，使量爪能自由地卡进工件，把零件贴靠在固定量爪上，

9、然后移动尺框，用轻微的压力使活动量爪接触零件。如卡尺带有微动装置，此时可拧紧微动装置上的固定螺钉，再转动调节螺母，使量爪接触零件并读取尺寸。决不可把卡尺的两个量爪调节到接近甚至小于所测尺寸，把卡尺强制的卡到零件上去。这样做会使量爪变形，或使测量面过早磨损，使卡尺失去应有的精度。4) 用游标卡尺测量零件时，不允许过分地施加压力，所用压力应使两个量爪刚好接触零件表面。如果测量压力过大，不但会使量爪弯曲或磨损，且量爪在压力作用下产生弹性变形，使测量得的尺寸不准确(外尺寸小于实际尺寸，内尺寸大于实际尺寸)。5)在游标卡尺上读数时，应把卡尺水平的拿着，朝着亮光的方向，使人的视线尽可能和卡尺的刻线表面垂直

10、，以免由于视线的歪斜造成读数误差。6) 为了获得正确的测量结果，可以多测量几次。即在零件的同一截面上的不同方向进行测量。对于较长零件，则应当在全长的各个部位进行测量，务使获得一个比较正确的测量结果。内径千分尺用于内尺寸精密测量（分单体式和接杆） 确测量方法 内径千分尺在测量及其使用时，必需用尺寸最大的接杆与其测微头连接，依次顺接到测量触头，以减少连接后的轴线弯曲。 测量时应看测微头固定和松开时的变化量。 在日常生产中，用内径尺测量孔时，将其测量触头测量面支撑在被测表面上，调整微分筒，使微分筒一侧的测量面在孔的径向截面内摆动，找出最小尺寸。然后拧紧固定螺钉取出并读数，也有不拧紧螺钉直接读数的。这

11、样就存在着姿态测量问题。姿态测量：即测量时与使用时的一致性。例如：测量 75600/0.01mm的内径尺时，接长杆与测微头连接后尺寸大于 125 mm 时。其拧紧与不拧紧固定螺钉时读数值相差 0.008 mm 既为姿态测量误差。内径千分尺测量时支承位置要正确。接长后的大尺寸内径尺重力变形，涉及到直线度、平行度、垂直度等形位误差。其刚度的大小，具体可反映在“自然挠度”上。理论和实验结果表明由工件截面形状所决定的刚度对支承后的重力变形影响很大。如不同截面形状的内径尺其长度 L 虽相同，当支承在（2/9）L 处时,都能使内径尺的实测值误差符合要求。但支承点稍有不同，其直线度变化值就较大。所以在国家标

12、准中将支承位置移到最大支承距离位置时的直线度变化值称为“自然挠度”。为保证刚性，在我国国家标准中规定了内径尺的支承点要在（2/9）L 处和在离端面 200 mm 处，即测量时变化量最小。并将内径尺每转 90°检测一次，其示值误差均不应超过要求。 外径千分尺外径千分尺它的量程是025毫米，分度值是001毫米。外径千分尺的结构由固定的尺架、测砧、测微螺杆、固定套管、微分筒、测力装置、锁紧装置等组成。固定套管上有一条水平线，这条线上、下各有一列间距为1毫米的刻度线，上面的刻度线恰好在下面二相邻刻度线中间。微分筒上的刻度线是将圆周分为50等分的水平线，它是旋转运动的。 根据螺旋运动原理，当微

13、分筒（又称可动刻度筒）旋转一周时，测微螺杆前进或后退一个螺距05毫米。这样，当微分筒旋转一个分度后，它转过了150周，这时螺杆沿轴线移动了150×05毫米001毫米，因此，使用千分尺可以准确读出001毫米的数值。 使用千分尺时先要检查其零位是否校准，因此先松开锁紧装置，清除油污，特别是测砧与测微螺杆间接触面要清洗干净。检查微分筒的端面是否与固定套管上的零刻度线重合，若不重合应先旋转旋钮，直至螺杆要接近测砧时，旋转测力装置，当螺杆刚好与测砧接触时会听到喀喀声，这时停止转动。如两零线仍不重合（两零线重合的标志是：微分筒的端面与固定刻度的零线重合，且可动刻度的零线与固定刻度的水平横线重合）

14、，可将固定套管上的小螺丝松动，用专用扳手调节套管的位置，使两零线对齐，再把小螺丝拧紧。不同厂家生产的千分尺的调零方法不一样，这里仅是其中一种调零的方法。 检查千分尺零位是否校准时，要使螺杆和测砧接触，偶而会发生向后旋转测力装置两者不分离的情形。这时可用左手手心用力顶住尺架上测砧的左侧，右手手心顶住测力装置，再用手指沿逆时针方向旋转旋钮，可以使螺杆和测砧分开。外径千分尺的读数 读数时，先以微分筒的端面为准线，读出固定套管下刻度线的分度值（只读出以毫米为单位的整数），再以固定套管上的水平横线作为读数准线，读出可动刻度上的分度值，读数时应估读到最小刻度的十分之一，即0001毫米。如果微分筒的端面与固

15、定刻度的下刻度线之间无上刻度线，测量结果即为下刻度线的数值加可动刻度的值；如微分筒端面与下刻度线之间有一条上刻度线，测量结果应为下刻度线的数值加上05毫米，再加上可动刻度的值。有的千分尺的可动刻度分为100等分，螺距为1毫米，其固定刻度上不需要半毫米刻度，可动刻度的每一等分仍表示001毫米。有的千分尺，可动刻度为50等分，而固定刻度上无半毫米刻度，只能用眼进行估计。对于已消除零误差的千分尺，当微分筒的前端面恰好在固定刻度下刻度线的两线中间时，若可动刻度的读数在4050之间，则其前沿未超过05毫米，固定刻度读数不必加05毫米；若可动刻度上的读数在010之间，则其前端已超过下刻度两相邻刻度线的一半

16、，固定刻度数应加上05毫米。外径千分尺的零误差的判定 校准好的千分尺，当测微螺杆与测砧接触后，可动刻度上的零线与固定刻度上的水平横线应该是对齐的，如果没有对齐，测量时就会产生系统误差零误差。如无法消除零误差，则应考虑它们对读数的影响。若可动刻度的零线在水平横线上方，且第x条刻度线与横线对齐，即说明测量时的读数要比真实值小x100毫米，这种零误差叫做负零误差，它的零误差为003毫米；若可动刻度的零线在水平横线的下方，且第y条刻度线与横线对齐，则说明测量时的读数要比真实值大y100毫米，这种零误差叫正零误差，它的零误差为005毫米。 对于存在零误差的千分尺，测量结果应等于读数减去零误差，即物体长度

17、固定刻度读数可动刻度读数零误差。6数控加工中心铣刀的种类和用途(一)圆柱铣刀 圆柱铣刀主要用于卧式铣床加工平面。圆柱铣刀一般为整体式。铣刀的材料为高速钢，主切削刃分布在圆柱表面上，无副切削刃。铣刀有粗齿和细齿之分。粗齿铣刀的齿数少，刀齿强度大，容屑空间也大，可重磨次数多，适合于粗加工。细齿铣刀的齿数多，工作平稳，适合于精加工。圆加工中心柱铣刀的直径范围d二50100mm，齿数一般为z二614齿，螺旋角口二3045*。 (二)面铣刀面铣刀主要用于立式铣床加工平面和台阶面等。面铣刀的主切削刃分布在铣刀的圆柱面上或圆机床电器锥面上，副切削刃分布在铣刀的端面上。面铣刀按结构可以分为整体式面铣刀、硬质合

18、金整体焊接式面铣刀、硬质合金机夹焊接式面铣刀、硬质合金可转位式面铣刀等形式。(1)整体式面铣刀。由于这种面铣刀的材料为高速钢，所以其切削速度和进给量都受到一定的限制，生产率较低，并且由于该铣刀的刀齿损坏后很难修复，所以整体加工中心式面铣刀的应用较少。(2)硬质合金整体焊接式面铣刀。这种面铣刀由硬质合金刀片与合金钢刀体焊接而成，结构紧凑，切削效率高。由于它的刀齿损坏后很也难修复，所机床电器以这种铣刀的应用也不多。(3)硬质合金可转位式面铣刀。这种面铣刀是将硬质合金可转位刀片直接装夹在刀体槽中，切削刃磨钝后，只需将刀片转位或更换新的刀片即可继续使用。硬质合金可转位式面铣刀具有加工质量稳定、切削效率

19、高、刀具寿命长、刀片的调整和更换方便以及刀片重复定位精度高特点，所以该铣刀是生产上应用最广的刀具之一。 (三)立铣刀 立铣刀是数控铣削加工中应用最广的一种铣加工中心刀。它主要用于立式铣床上加工凹槽、台阶面和成型面等。立铣刀的主切削刃分布在铣刀的圆柱表面上，副切削刃分布在铣刀的端面上，并且端面中心有中心孔，因此铣削时一般不能沿铣刀轴向作进给运动，而只能沿铣刀径向作进给运动。立铣刀也有粗机床电器齿和细齿之分，粗齿铣刀的刀齿为36个，一般用于粗加工；细齿铣刀的刀齿为510个，适合于精加工。立铣刀的直径范围是280mm，其柄部有直柄、莫氏锥柄和7：24锥柄等多种形式。 为了提高生产效率，除采用普通高速

20、钢立铣刀外，数控铣床上还普遍采用硬质合金螺旋齿立铣刀和波形刃立铣刀。 (1)硬质合金螺旋齿立铣刀。通常这种刀具的硬质合金刃做成焊接、机夹及可转位三种形式，它具有良好的刚性和排屑性能，可对工件的平面、阶梯面、内侧面及沟槽进行粗、精铣削加工，生产效率比同类型高速钢铣刀提高25倍。当铣刀的长度足够时，可以在一个刀槽中焊上两个或更多的加工中心硬质合金刀片，并使相邻刀齿间的接缝相互错开，利用同一刀槽中刀片之间的接缝作为分屑机床电器槽。这种铣刀俗称“玉米铣刀”，通常在粗加工时使用。(2)波形刃立铣刀。波形刃立铣刀与普通立铣刀的最大区别是其刀刃为波形。采用这种这种立铣刀能有效降低切削阻力，防止铣削时产生振动

21、，并显著地提高铣削效率。它能将狭长的薄切屑变为厚而短的碎块切屑，使排屑顺畅。由于刀刃为波形，使它与被加工工件接触的切削刃长度较短，刀具不容易产生振动；波形刀刃还能使切削刃的长度增大，有利于散热。它还可以使切削液较易渗入切削区，能充分发挥切削液的效果。 (四)键槽铣刀键槽铣刀主要用于立式铣床上加工圆头封闭键加工中心槽等。该铣刀外形似立铣刀，端面无顶尖孔，端面刀齿从外圆开止轴心，且螺旋角较小，增强了端面刀齿的强度。端面刀齿上的切削刃为主切削刃，圆柱面上的切削刃为副切削刃。加工键槽时，每次先沿铣刀轴向进给较小的量，然后再沿径向进给，这样反复多次，即机床电器可完成键槽的加工。由于该铣刀的磨损是在端面和

22、靠近端面的外圆部分，所以修磨时只修磨端面切削刃，这样铣刀直径可保持不变，使加工键槽精度较高，铣刀寿命较长。键槽铣刀的直径范围为263mm，柄部有直柄和莫式锥柄。 (五)模具铣刀模具铣刀主要用于立式铣床上加工模具型腔、三维成型表面等。模具铣刀按工作部分形状不同，可分为圆柱形球头铣刀、圆锥形球头铣刀和圆锥形立铣刀加工中心三种形式。 圆柱形球头铣刀坏人圆锥形机床电器球头铣刀，在这两种铣刀的圆柱 面、圆锥面和球面上的切削刃均为主切削刃，铣削时不仅能沿铣刀轴向作进给运动，也能沿铣刀径向作进给运动，而且球头与工件接触往往为一点，这样，铣刀在数控铣床的控制下，就能加工出各种复杂的成型表面。 圆锥形立铣刀的作

23、用与立铣刀基本相同，只是该铣刀可以利用本身的圆锥体，方便地加工出模具型腔的出模角。 (六)成型铣刀 成型铣刀一般是为特定形状的工件或加工内容专门设加工中心计制造的，如渐开线齿面、燕尾槽和T形槽等。 (七)角度铣刀 角度铣刀主要用于卧式铣床上加工各种角度槽、斜面等。角度铣刀的材料一般是高速钢。角度机床电器铣刀根据本身外形不同，可分为单角铣刀、不对称双角铣刀和对称双角铣刀三种。5量具游标卡尺、深度尺。 (1）游标卡尺 尺身和游标尺上面都有刻度。以准确到01毫米的游标卡尺为例，尺身上的最小分度是1毫米，游标尺上有10个小的等分刻度，总长9毫米，每一分度为09毫米，比主尺上的最小分度相差01毫米。量爪

24、并拢时尺身和游标的零刻度线对齐，它们的第一条刻度线相差01毫米，第二条刻度线相差02毫米，第10条刻度线相差1毫米，即游标的第10条刻度线恰好与主尺的9毫米刻度线对齐。 当量爪间所量物体的线度为01毫米时，游标尺向右应移动01毫米。这时它的第一条刻度线恰好与尺身的1毫米刻度线对齐。同样当游标的第五条刻度线跟尺身的5毫米刻度线对齐时，说明两量爪之间有05毫米的宽度，依此类推。 在测量大于1毫米的长度时，整的毫米数要从游标“0”线与尺身相对的刻度线读出。 游标卡尺的使用 用软布将量爪擦干净，使其并拢，查看游标和主尺身的零刻度线是否对齐。如果对齐就可以进行测量：如没有对齐则要记取零误差：游标的零刻度

25、线在尺身零刻度线右侧的叫正零误差，在尺身零刻度线左侧的叫负零误差（这件规定方法与数轴的规定一致，原点以右为正，原点以左为负）。 测量时，右手拿住尺身，大拇指移动游标，左手拿待测外径（或内径）的物体，使待测物位于外测量爪之间，当与量爪紧紧相贴时，即可读数. 游标卡尺的读数 读数时首先以游标零刻度线为准在尺身上读取毫米整数，即以毫米为单位的整数部分。然后看游标上第几条刻度线与尺身的刻度线对齐，如第6条刻度线与尺身刻度线对齐，则小数部分即为06毫米（若没有正好对齐的线，则取最接近对齐的线进行读数）。如有零误差，则一律用上述结果减去零误差（零误差为负，相当于加上相同大小的零误差），读数结果为： L整数

26、部分小数部分零误差 判断游标上哪条刻度线与尺身刻度线对准，可用下述方法：选定相邻的三条线，如左侧的线在尺身对应线左右，右侧的线在尺身对应线之左，中间那条线便可以认为是对准了。 如果需测量几次取平均值，不需每次都减去零误差，只要从最后结果减去零误差即可。 游标卡尺的保管 游标卡尺使用完毕，用棉纱擦拭干净。长期不用时应将它擦上黄油或机油，两量爪合拢并拧紧紧固螺钉，放入卡尺盒内盖好。 游标卡尺有0.1毫米、0.05毫米和0.02毫米3种最小读数值 【注意事项】 1游标卡尺是比较精密的测量工具，要轻拿轻放，不得碰撞或跌落地下。使用时不要用来测量粗糙的物体，以免损坏量爪，不用时应置于干燥地方防止锈蚀。

27、2测量时，应先拧松紧固螺钉，移动游标不能用力过猛。两量爪与待测物的接触不宜过紧。不能使被夹紧的物体在量爪内挪动。 3读数时，视线应与尺面垂直。如需固定读数，可用紧固螺钉将游标固定在尺身上，防止滑动。 4实际测量时，对同一长度应多测几次，取其平均值来消除偶然误差。（2） 深度尺定义：利用游标原理对尺框测量面和尺身测量面相对移动分隔的距离进行读数的测量器具。可测孔（阶梯孔、盲孔）和槽的深度、台阶高度以及轴肩长度等。深度尺的使用方法: 深度尺的操作和读数方法与游标卡尺大致相同。（1）尺框的测量面比较大，在使用前应检查是否有毛刺、锈蚀等缺陷；要擦干净测量面上的油污、灰尘和切屑等。（2）深度尺可用于绝对测量和相对测量。测量时，要松开紧固螺钉，把尺框测量面靠在被测件的顶面上，左手稍加压力，不要倾斜，右手向下轻推尺身，当尺身下端面与被测底面接触后，就可以读数；或者用紧固螺钉把尺身固定好，取出深度尺进行读数。（3）深度尺使用完毕，要把尺身退回原位，用紧固螺