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基于MCAMX的凸轮套车铣组件数字化加工技术

 2022-11-03 12:11  

论文总字数:20409字

摘 要

凸轮套是发动机和其他控制机构等广泛采用的一种零件,普遍采用的加工方法是模仿型和磨削加工,加工效率低,成本高,无法满足现代高效加工的需求,随着高效多轴数控车铣复合,加工中心的出现,可以用来车削凸轮套表面以提高精度和生产效率.

本课题研究的是利用多轴数控加工中心对凸轮套筒零件进行车铣复合加工。在熟练运用Mastercam软件的基础上,分析了凸轮套组零件车铣复合、程序快速编程、各种零件加工工艺设计的深入探讨、加工过程仿真、刀具轨迹生成、最终后处理数控程序等关键技术。目前,利用多轴数控技术进行加工已经成为提高现代数控加工效率的有效途径。

关键词:Mastercam 凸轮套组件; 车铣复合; 仿真模拟; 后置处理; 自动编程; 刀具轨迹

Digital Machining Technology of Cam Sleeve Turning and Milling Components Based on MCAMX

Abstract

Cam sleeve is a widely used part of engine and other control mechanisms. The commonly used processing method is imitation and grinding. It has low processing efficiency and high cost. It can not meet the needs of modern efficient processing. With the combination of efficient multi-axis NC turning and milling, the emergence of machining centers can be used to turn the surface of cam sleeve to improve accuracy and production efficiency.

This subject is the use of multi - axis CNC machining center for turning and milling composite machining of CAM sleeve parts. On the basis of Mastercam software, this paper analyzes the key technologies of turning and milling compound of CAM sleeve parts, rapid program programming, in-depth discussion of processing process design of various parts, machining process simulation, tool path generation and final post-processing numerical control program. At present, the use of multi-axis CNC machining technology has become an effective way to improve the efficiency of modern CNC machining.

Key words: Mastercam cam sleeve assembly; Turning-Milling composite; Simulation; Post-processing; Automatic programming; Tool path

目 录

基于MCAMX的凸轮套车铣组件 I

数字化加工技术 I

基于MCAMX的凸轮套车铣组件数字化加工技术 I

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1 课题的研究背景及意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究意义 1

1.2 研究方法及论文结构 1

1.2.1 研究方法 1

1.2.2 论文结构 1

第二章 数字化加工的现状和发展前景 3

2.1 国内现状 3

2.2 国外现状 3

2.3 发展前景 3

第三章 凸轮套组件的加工工艺路线 4

3.1 上盖板的加工工艺路线 4

3.1.1 零件分析 4

3.1.2 毛坯制备方案 5

3.1.3 零件加工内容 5

3.1.4数控加工工艺卡片 5

3.2 下基座的加工工艺路线 6

3.2.1 零件分析 7

3.2.2 毛坯制备方案 7

3.2.3 零件加工内容 7

3.2.4 数控加工工艺卡片 8

3.3 凸轮套的加工工艺路线 9

9

3.3.1 零件分析 9

3.3.2 毛坯制备方案 9

3.3.3 零件加工内容 9

3.3.4 数控加工工艺卡片 10

3.4 螺母的加工工艺路线 11

3.4.1 零件分析 11

3.4.2 毛坯制备方案 11

3.4.3 零件加工内容 11

3.4.4 数控加工工艺卡片 12

3.5 滑块的加工工艺路线 13

3.5.1 零件分析 13

3.5.2 毛坯制备方案 13

3.5.3 零件加工内容 13

3.5.4 数控加工工艺卡片 14

3.6 芯轴的加工工艺路线 15

3.6.1 零件分析 15

3.6.2 毛坯制备方案 15

3.6.3 零件加工内容 16

3.6.4 数控加工工艺卡片 16

第四章 Mastercam在凸轮套组件上的车铣复合加工 17

4.1车铣机床的分类加工 17

4.2机床和刀具路径的选择 17

4.3毛坯件的确定 17

4.4运用Mastercam加工上盖板的具体方案 18

4.4.1 上盖板正面的外形轮廓 18

4.4.2 上盖板正面的模拟加工 19

4.4.3 上盖板反面的外形轮廓 19

4.4.4 上盖板反面的模拟加工 20

4.5运用Mastercam加工下基座的具体方案 20

4.5.1下基座正面花形的外形轮廓 20

4.5.2 下基座正面花形的模拟加工 21

4.5.3下基座正面箭型和角边槽的外形轮廓 21

4.5.4下基座正面箭型和角边槽的模拟加工 22

4.5.5下基座反面的外形轮廓 23

4.5.6下基座反面的模拟加工 23

4.6运用Mastercam加工凸轮套的具体方案 23

4.6.1 凸轮套内外轮廓的外形轮廓 23

4.6.2 凸轮套内外轮廓的模拟加工 24

4.6.3凸轮套中间部分的外形轮廓 25

4.6.4 凸轮套中间部分的模拟加工 25

4.6.5 凸轮套凸轮槽的外形轮廓 26

4.6.6 凸轮套凸轮槽的模拟加工 26

4.7运用Mastercam加工螺母的具体方案 27

4.7.1螺母一次装夹的外形轮廓 27

4.7.2螺母一次装夹的模拟加工 27

4.7.3螺母二次装夹的外形轮廓 28

4.7.4螺母二次装夹的模拟加工 28

4.8运用Mastercam加工滑块的具体方案 29

4.8.1滑块正面的外形轮廓 29

4.8.2滑块正面的模拟加工 29

4.8.3滑块反面的外形轮廓 30

4.8.4滑块反面的模拟加工 30

4.9 运用Mastercam加工芯轴的具体方案 31

4.9.1 芯轴一次装夹的外形轮廓 31

4.9.2 芯轴一次装夹的模拟加工 31

4.9.3 芯轴二次装夹的外形轮廓 32

4.9.4 芯轴二次装夹的模拟加工 32

总 结 33

致 谢 34

参考文献(References) 35

第一章 绪 论

1.1 课题的研究背景及意义

1.1.1 研究背景

正如我们所知,在日常生活中,汽车的发动机以及其他控制汽车运行的机构中都采用了凸轮套组件,凸轮套组件的加工方法有很多,其中仿形磨削加工最为常见,主要因为该方法较为简单,适用范围广,但加工效率低,加工成本较高,从经济效益上来看,无法满足当代所要求的高效率加工。而相比较于传统的仿形磨削加工,Mastercam多轴数控加工系统不仅可以产生NC程序外,本身该软件还自带CAD的功能,可以说这是一款计算机辅助制造系统软件,集CAD和CAM这两大功能综合在一起,并且具有图形设计,尺寸标注,动态旋转,加工模拟仿真,刀具路径模拟等等传统加工所不具有的优势功能,故在数字化的进程中,这款计算机辅助制造系统软件逐渐取代了传统的仿形磨削加工,成为了当代高效率数控加工极为重要的一部分。

1.1.2 研究意义

凸轮套滑块机构为零件装配体组合件,组件的多个零件的结构具有异型结构,车铣复合,加工等特征及装配要求,而传统加工在凸轮套组件运用中,在刀具尺寸的控制方面,切深长度,切削速度等等方面无法做到精确地控制,经常会导致零件材料的损坏和不符合规格,浪费了金钱和时间,而运用Mastercam软件可以对凸轮套组件模拟加工以及模拟刀具路径,根据模拟加工中遇到的情况,及时对加工中存在的问题进行处理,选取正确的加工刀具以及准确的刀具路径等,所以Mastercam软件在研究和制造凸轮套组件过程中,显得意义重大。

1.2 研究方法及论文结构

1.2.1 研究方法

与传统编写宏程序或者子程序的形式来进行车铣复合的加工相比,运用Mastercam软件编程,可以使企业的生产变得更加方便和容易,并能在生产实践中得到推广。本课题先用UG绘图软件绘制出理想模型,再对所绘制的理想模型进行加工工艺路线的分析,制定出优质的工艺路线,然后将已绘制完成的零件图导入Mastercam软件中,选取需要的车床,选取所需的刀具,一次次的进行模拟加工,择取出符合最后结果的加工途径。

1.2.2 论文结构

本篇论文共分为四个部分:第一章为绪论,首先提出论文的研究内容以及研究重点,接着阐述了论文课题选择的背景以及研究本课题的意义;第二章着重介绍了当今数字化加工在国内和国外发展的现状以及今后发展的前景。第三章重点阐述了本课题所研究的凸轮套组件的加工工艺路线,其中包括毛坯的制备,装夹面的选择,加工表面的选择,定位基准的选择,加工方法的选择以及机械加工工序卡片等。第四章是在熟练运用Mastercam基础上,对凸轮套组件进行模拟加工,其中包括机床类别的选择,素材(毛坯件)的选择,再对所要加工的零件进行外形轮廓的绘制,然后根据每一步的加工方案,选择相对应的刀具,再根据刀具路径进行模拟加工,最后进行后处理,生成加工程序。

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