cadcam在数控机床中的应用

cadcam在数控机床中的应用

虚拟设计、装配、加工及虚拟夹具的设计及特点我们知道，要制作出一个复杂的合格零件，我们需要开展许多辅助工作，如产品零件的设计、尺寸分析、加工工艺的准备、床的选择、刀的选择、夹紧的设计等。工作量大，容易发生错误。应用数控技术和UG软件后相应的工作量就减少了很多,基本上实现了无图纸加工。所谓无图纸加工就是用UG虚拟三维软件对零件产品进行了虚拟设计、装配、加工及虚拟夹具的设计,产品虚拟设计就是根据零件设计尺寸建立一个与实际零件大小相等的三维模型,从而能够对零件进行尺寸和相应的力学分析。虚拟装配可以验证产品尺寸的正确与否和产品的设计缺陷。虚拟加工可描述刀具的真实运动轨迹,完成如碰撞、干涉检验等功能外,还可逼真地描述加工后工件的形状误差、位置误差、几何尺寸误差和表面粗糙度等缺陷。虚拟夹具能够对产品的装夹方法进行优化改进,从而设计出更加符合产品加工要求的夹具。总之虚拟装配、虚拟加工及虚拟夹具它们是数字产品,它最大的优点是不消耗实际的资源和能量,为实际加工提供理论依据和方法。结合多年的设计和加工经验,通过对机床的合理选择、零件尺寸的标注原则、零件加工部位的结构工艺性是否符合数控加工的特点、加工方法的选择和确定原则、夹具的定位与选择原则、刀具的选择与切削用量的确定、数控工艺的编制、CAM应用等,我们运用UG软件对发动机外壳进行工艺分析和的应用。(1)局部分散标注的应用零件图纸尺寸的标注方法应符合数控加工的特点,也就是要从基准出发标注尺寸、并考虑测量方便,一般常选用零件的主要加工面、端面、零件的结合面、轴肩、轴孔的轴线等为基准,该基准一般为设计基准。但为了加工、测量方便也可选择必要的辅助基准,一般为工艺基准,两个基准之间要有一定的尺寸相联系。由于在零件的尺寸标注中考虑到装配等其他原因,所以采用了局部分散的标注方法,这样就会给工序安排与数控编程加工带来许多不便。但是数控机床的加工精度和重复定位精度都很高,因此不会因产生较大的积累误差而破坏使用特性,对零件的加工精度也不会产生太大的影响,如图。(2)发动机端盖大孔加工原则加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多,因而在实际选择时,要结合零件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。例如,对于IT7级精度的孔采用镗孔、铰孔、磨孔等加工方法均可达到精度要求,箱体上的孔一般采用镗孔或铰孔,而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱体孔选择铰孔,当孔径较大时则应选择镗孔。根据此原则发动机端盖上大孔的加工方式是:粗铣—半精镗孔—精镗孔的加工方式,小孔的加工方式是:钻孔—铰孔的加工方式。而工件的内轮廓和外轮廓要求较高的地方则采用:粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。总之,当工件既有平面又有孔需要加工时,加工原则是:先基准后其它、先粗后精、先主后次、先面后孔。因为金属材料有一定的塑性变形能力,材料不同,抵抗切削的阻力也不同,当切削力较大时,工件的塑性变形能力使工件易发生变形。所以当加工一个面上的孔时应先铣面后镗孔,使其有一段时间塑性变形恢复,减少由变形引起的对孔的精度的影响。(3)数控加工刀具的选择是数控加工工艺中重要内容之一,不同的刀具有它不同的加工路径,刀具的合理选择是正确设置切削用量的前提条件,它是保证产品质量的基础。它不仅影响机床的加工效率,而且直接影响零件的加工质量。编程时,选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统的加工方法相比,数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度好、耐用度高,而且要求尺寸稳定、安装调整方便。切削用量的确定:主轴转速、铣削速度、进给量、不是一个固定值,要根据实际加工情况设定。设定时主要考虑以下几个方面:1.机床的加工能力及机械性能,2.选用的是何种刀具,3.被加工的工件是何种材料,4.刀具材料和直径的大小,所以要求采用新型优质材料制造数控加工刀具,并优选刀具参数,由于端盖的材料是合金铝所以在加工当中选用山特维克平底铣刀、三面刃铣刀及精镗孔刀具。(4)孔口尺寸1、下料585×410×125(mm)尺寸达图。2、精加工外形581.5×405×121(mm)尺寸达图。保证底面与侧面垂直。3、刮研工件的侧面及底面并保证底面与侧面垂直。4、以工件的侧面及底面为基准精加工凸台170×130×63(mm)及Ø50mm工艺孔尺寸图。5、将工件底面向上、找平底面、以工艺孔、侧面为基准,加工工件外轮廓尺寸达图。内型腔单边留量2—3㎜深度尺寸达图。6、修整底面,并保证底面与工艺孔垂直。7、精加工右端盖的内型腔、工艺孔的台阶孔、及销孔和各螺丝孔尺寸达图,并保证孔距249.63±0.01及30.651±0.01尺寸达图,8、以定位元件和菱型销为基准如图(3)、加工右端盖的余量如图(4)、及用三面刃轮铣刀加工端盖的凹槽部分如图(5)、及加工台阶孔、销孔、螺丝孔等尺寸达图。9、检验。(5)ug和cm加工应用方案右端盖(6)合格零件的加工UnigraphicsCAD/CAM是一种高级三维数控加工辅助软件,但它不是万能的。该软件只是在设计和加工上的某些环节有很大的优势和特点,而一个合格零件的加工包含很多的内容。首先就是工艺分析,它包括:机床的选择、零件的尺寸分析、加工方法和加工路径的选择、夹具的选择、刀具的选择及切削用量的确定;其次零件加工前还要编写正确的数控加工工艺及加工程序,