矩形槽和遮光罩裝配的工藝分析和加工方案畢業(yè)設計

1、1概述1.1軸頭的結構 該軸頭（HEAD-NEW）結構較復雜，需要運用數(shù)控車床和加工中心兩種設備來完成其加工。1.2 UG裝配與數(shù)控加工功能簡介UG軟件起源于美國麥道飛機公司，后于1991年11月并入世界上最大的軟件公司一一美國電子資訊系統(tǒng)公司(Electronic Data Systems Corp; EDS )。如今，UG軟件己經成為世界上一流的集成化CAD/CAE/CAM 軟件。作為一個集成的全面產品工程解決方案，UG軟件家族使得用戶能夠數(shù)字化地創(chuàng)建和獲得三維產品定義(數(shù)模)，UG軟件被當今許多世 界領先的制造商用來從事概念設計、工業(yè)設計、詳細的機械設計以及工程仿真和數(shù)控加工等各個領域。

2、1.2.1 UG裝配功能簡介UG裝配過程是在裝配中建立部件之間的鏈接關系。它是通過關聯(lián)條件在部件間建立約束關系來確定部件在產品中的位置。在裝配中，部件的幾何體是被裝配引用，而不是復制到裝配中。不管如何編輯部件和在何處編輯部件。整個裝配部件保持關聯(lián)性，如果某部件修改，則引用它的裝配部件自動更新，反應部件的最新變化。UG NX的裝配功能模塊是集成環(huán)境中的一個應用模塊。裝配建模不僅能快速地將零部件組合成產品，而且可以在裝配中參照其他組件進行部件的關聯(lián)設計，并可以對裝配模型進行干涉檢查、間隙分析和重量管理等操作。裝配模型產生后，可以建立爆炸視圖，也可以生成裝配和拆卸動畫等。UG NX的裝配功能模塊可提

3、供自頂向下、自底向上兩種產品結構定義方式并可在上下文中設計/編輯 ，高級的裝配導航工具 ，可圖示裝配樹結構，可方便快速的確定部件位置 ， 對裝配件的簡化表達，隱藏或關掉特定組件。局部著色 ，強大的零件間的相關性 ，配對條件，零件間的表達式（關系） ，協(xié)同化團隊工作 ，可方便的替換產品中任一零部件，刷新部件以取得最新的工作版本，團隊成員可并行設計產品中各子裝配或零件。1.2.2UG數(shù)控加工功能簡介CAM模塊UG/CAM模塊是UG NX的計算機輔助制造模塊，它可以為加工中心、數(shù)控銑、數(shù)控車、電火花機床、線切割機床編程。UG/CAM提供了全面的、易于使用的功能，以解決數(shù)控刀軌生成、加工仿真和加工驗證

4、等問題。(1)UG/CAM基礎UG/CAM基礎模塊是所有UG NX加工模塊的基礎，它為所有數(shù)控加工模塊提供了一個相同的面向用戶的圖形化窗口環(huán)境。用戶可以在圖形方式下觀察刀具沿軌跡運動的情況，并可進行圖形化修改，如對刀具軌跡進行延伸、縮短或修改等。 （2）車削加工UG/Lathe提供批量生產車削零件所需的能力，模塊以在零件幾何體和刀軌間全相關為特征，可實現(xiàn)粗車、多刀路精車、車溝槽、螺旋切削和中心鉆等功能，輸出的是可以直接進行后置處理產生機床可讀的輸出源文件。（3）銑加工UG/CAM銑加工模塊可實現(xiàn)各種類型的銑削加工，包括平面銑、型腔銑、固定軸曲面輪廓銑、可邊軸曲面輪廓銑、順序銑、點位加工和螺紋銑

5、等。 2機用觀察裝置工藝分析與加工 2.1.1軸頭工藝分析1圖形分析這個圖是一個軸類零件。2工藝方案1) 選料9X7的軸類料。2) 在數(shù)控車床夾加工件。3) 粗精車外輪廓。4) 換加工中心裝夾。5) 粗銑外輪廓。6) 鉆中心孔。7) 鉆20的內輪廓下刀口。8) 粗銑內輪廓。9) 精銑外輪廓至尺寸要求。10) 精銑內輪廓至尺寸要求。3刀具選用序號刀具號加工表面?zhèn)渥?T01粗加工內、外輪廓16立銑刀2T02鉆中心孔中心鉆3T03鉆20的內輪廓下刀口鉆中心孔20鉆頭4T04精加工內、外輪廓8立銑刀4工序工序/工步號工步內容刀具號主軸轉速r/min進給量mm/r背吃刀量mm量具1粗銑外輪廓留0.5余量

6、T018000.21.5外徑千分尺2精銑外輪廓至尺寸要求T0412000.11.0外徑千分尺3鉆中心孔T024鉆下刀口T035粗銑內輪廓留0.5余量T018000.21.5內徑千分尺6精銑內輪廓至尺寸要求T0412000.11.0內徑千分尺5量具內徑千分尺、外徑千分尺和游標卡尺 游標卡尺 內徑千分尺 百分表游標卡尺是一種常用的量具，具有結構簡單、使用方便、精度中等和測量的尺寸范圍大等特點，可以用它來測量零件的外徑、內徑、長度、寬度、厚度、深度和孔距等，應用范圍很廣。游標卡尺的讀數(shù)方法：1）游標卡尺是利用主尺刻度間距與副尺刻度間距讀數(shù)的。以13-2圖0.02mm游標卡尺為例，主尺的刻度間距為1m

7、m，當兩卡腳合并時，主尺上49mm剛好等于副尺上50格，副尺每格長為0.98mm。主尺與副尺的刻度間相關為103980.02mm，因此它的測量精度為0.02mm（副尺上直接用數(shù)字刻出）2）游標卡尺讀數(shù)分為三個步驟，下面以圖13-3所示0.02游標卡尺的某一狀態(tài)為例進行說明。3）在主尺上讀出副尺零線以左的刻度，該值就是最后讀數(shù)的整數(shù)部分。圖示33mm。4）副尺上一定有一條與主尺的刻線對齊，在刻尺上讀出該刻線距副尺的格數(shù)，將其與刻度間距0.02mm相乘，就得到最后讀數(shù)的小數(shù)部分。圖示為0.24mm。5）將所得到的整數(shù)和小數(shù)部分相加，就得到總尺寸為33.24mm。游標卡尺的使用方法：1）測量前應把卡

8、尺揩干凈，檢查卡尺的兩個測量面和測量刃口是否平直無損，把兩個量爪緊密貼合時，應無明顯的間隙，同時游標和主尺的零位刻線要相互對準。這個過程稱為校對游標卡尺的零位。2）移動尺框時，活動要自如，不應有過松或過緊，更不能有晃動現(xiàn)象。用固定螺釘固定尺框時，卡尺的讀數(shù)不應有所改變。在移動尺框時，不要忘記松開固定螺釘，亦不宜過松以免掉了。3）當測量零件的外尺寸時：卡尺兩測量面的聯(lián)線應垂直于被測量表面，不能歪斜。測量時，可以輕輕搖動卡尺，放正垂直位置，圖2-6所示。否則，量爪若在如圖2-6所示的錯誤位置上，將使測量結果a比實際尺寸b要大；先把卡尺的活動量爪張開，使量爪能自由地卡進工件，把零件貼靠在固定量爪上，

9、然后移動尺框，用輕微的壓力使活動量爪接觸零件。如卡尺帶有微動裝置，此時可擰緊微動裝置上的固定螺釘，再轉動調節(jié)螺母，使量爪接觸零件并讀取尺寸。決不可把卡尺的兩個量爪調節(jié)到接近甚至小于所測尺寸，把卡尺強制的卡到零件上去。這樣做會使量爪變形，或使測量面過早磨損，使卡尺失去應有的精度。4) 用游標卡尺測量零件時，不允許過分地施加壓力，所用壓力應使兩個量爪剛好接觸零件表面。如果測量壓力過大，不但會使量爪彎曲或磨損，且量爪在壓力作用下產生彈性變形，使測量得的尺寸不準確(外尺寸小于實際尺寸，內尺寸大于實際尺寸)。5)在游標卡尺上讀數(shù)時，應把卡尺水平的拿著，朝著亮光的方向，使人的視線盡可能和卡尺的刻線表面垂直

10、，以免由于視線的歪斜造成讀數(shù)誤差。6) 為了獲得正確的測量結果，可以多測量幾次。即在零件的同一截面上的不同方向進行測量。對于較長零件，則應當在全長的各個部位進行測量，務使獲得一個比較正確的測量結果。內徑千分尺用于內尺寸精密測量（分單體式和接桿） 確測量方法 內徑千分尺在測量及其使用時，必需用尺寸最大的接桿與其測微頭連接，依次順接到測量觸頭，以減少連接后的軸線彎曲。 測量時應看測微頭固定和松開時的變化量。 在日常生產中，用內徑尺測量孔時，將其測量觸頭測量面支撐在被測表面上，調整微分筒，使微分筒一側的測量面在孔的徑向截面內擺動，找出最小尺寸。然后擰緊固定螺釘取出并讀數(shù)，也有不擰緊螺釘直接讀數(shù)的。這

11、樣就存在著姿態(tài)測量問題。姿態(tài)測量：即測量時與使用時的一致性。例如：測量 75600/0.01mm的內徑尺時，接長桿與測微頭連接后尺寸大于 125 mm 時。其擰緊與不擰緊固定螺釘時讀數(shù)值相差 0.008 mm 既為姿態(tài)測量誤差。內徑千分尺測量時支承位置要正確。接長后的大尺寸內徑尺重力變形，涉及到直線度、平行度、垂直度等形位誤差。其剛度的大小，具體可反映在“自然撓度”上。理論和實驗結果表明由工件截面形狀所決定的剛度對支承后的重力變形影響很大。如不同截面形狀的內徑尺其長度 L 雖相同，當支承在（2/9）L 處時,都能使內徑尺的實測值誤差符合要求。但支承點稍有不同，其直線度變化值就較大。所以在國家標

12、準中將支承位置移到最大支承距離位置時的直線度變化值稱為“自然撓度”。為保證剛性，在我國國家標準中規(guī)定了內徑尺的支承點要在（2/9）L 處和在離端面 200 mm 處，即測量時變化量最小。并將內徑尺每轉 90°檢測一次，其示值誤差均不應超過要求。 外徑千分尺外徑千分尺它的量程是025毫米，分度值是001毫米。外徑千分尺的結構由固定的尺架、測砧、測微螺桿、固定套管、微分筒、測力裝置、鎖緊裝置等組成。固定套管上有一條水平線，這條線上、下各有一列間距為1毫米的刻度線，上面的刻度線恰好在下面二相鄰刻度線中間。微分筒上的刻度線是將圓周分為50等分的水平線，它是旋轉運動的。 根據螺旋運動原理，當微

13、分筒（又稱可動刻度筒）旋轉一周時，測微螺桿前進或后退一個螺距05毫米。這樣，當微分筒旋轉一個分度后，它轉過了150周，這時螺桿沿軸線移動了150×05毫米001毫米，因此，使用千分尺可以準確讀出001毫米的數(shù)值。 使用千分尺時先要檢查其零位是否校準，因此先松開鎖緊裝置，清除油污，特別是測砧與測微螺桿間接觸面要清洗干凈。檢查微分筒的端面是否與固定套管上的零刻度線重合，若不重合應先旋轉旋鈕，直至螺桿要接近測砧時，旋轉測力裝置，當螺桿剛好與測砧接觸時會聽到喀喀聲，這時停止轉動。如兩零線仍不重合（兩零線重合的標志是：微分筒的端面與固定刻度的零線重合，且可動刻度的零線與固定刻度的水平橫線重合）

14、，可將固定套管上的小螺絲松動，用專用扳手調節(jié)套管的位置，使兩零線對齊，再把小螺絲擰緊。不同廠家生產的千分尺的調零方法不一樣，這里僅是其中一種調零的方法。 檢查千分尺零位是否校準時，要使螺桿和測砧接觸，偶而會發(fā)生向后旋轉測力裝置兩者不分離的情形。這時可用左手手心用力頂住尺架上測砧的左側，右手手心頂住測力裝置，再用手指沿逆時針方向旋轉旋鈕，可以使螺桿和測砧分開。外徑千分尺的讀數(shù) 讀數(shù)時，先以微分筒的端面為準線，讀出固定套管下刻度線的分度值（只讀出以毫米為單位的整數(shù)），再以固定套管上的水平橫線作為讀數(shù)準線，讀出可動刻度上的分度值，讀數(shù)時應估讀到最小刻度的十分之一，即0001毫米。如果微分筒的端面與固

15、定刻度的下刻度線之間無上刻度線，測量結果即為下刻度線的數(shù)值加可動刻度的值；如微分筒端面與下刻度線之間有一條上刻度線，測量結果應為下刻度線的數(shù)值加上05毫米，再加上可動刻度的值。有的千分尺的可動刻度分為100等分，螺距為1毫米，其固定刻度上不需要半毫米刻度，可動刻度的每一等分仍表示001毫米。有的千分尺，可動刻度為50等分，而固定刻度上無半毫米刻度，只能用眼進行估計。對于已消除零誤差的千分尺，當微分筒的前端面恰好在固定刻度下刻度線的兩線中間時，若可動刻度的讀數(shù)在4050之間，則其前沿未超過05毫米，固定刻度讀數(shù)不必加05毫米；若可動刻度上的讀數(shù)在010之間，則其前端已超過下刻度兩相鄰刻度線的一半

16、，固定刻度數(shù)應加上05毫米。外徑千分尺的零誤差的判定 校準好的千分尺，當測微螺桿與測砧接觸后，可動刻度上的零線與固定刻度上的水平橫線應該是對齊的，如果沒有對齊，測量時就會產生系統(tǒng)誤差零誤差。如無法消除零誤差，則應考慮它們對讀數(shù)的影響。若可動刻度的零線在水平橫線上方，且第x條刻度線與橫線對齊，即說明測量時的讀數(shù)要比真實值小x100毫米，這種零誤差叫做負零誤差，它的零誤差為003毫米；若可動刻度的零線在水平橫線的下方，且第y條刻度線與橫線對齊，則說明測量時的讀數(shù)要比真實值大y100毫米，這種零誤差叫正零誤差，它的零誤差為005毫米。 對于存在零誤差的千分尺，測量結果應等于讀數(shù)減去零誤差，即物體長度

17、固定刻度讀數(shù)可動刻度讀數(shù)零誤差。6數(shù)控加工中心銑刀的種類和用途(一)圓柱銑刀 圓柱銑刀主要用于臥式銑床加工平面。圓柱銑刀一般為整體式。銑刀的材料為高速鋼，主切削刃分布在圓柱表面上，無副切削刃。銑刀有粗齒和細齒之分。粗齒銑刀的齒數(shù)少，刀齒強度大，容屑空間也大，可重磨次數(shù)多，適合于粗加工。細齒銑刀的齒數(shù)多，工作平穩(wěn)，適合于精加工。圓加工中心柱銑刀的直徑范圍d二50100mm，齒數(shù)一般為z二614齒，螺旋角口二3045*。 (二)面銑刀面銑刀主要用于立式銑床加工平面和臺階面等。面銑刀的主切削刃分布在銑刀的圓柱面上或圓機床電器錐面上，副切削刃分布在銑刀的端面上。面銑刀按結構可以分為整體式面銑刀、硬質合

18、金整體焊接式面銑刀、硬質合金機夾焊接式面銑刀、硬質合金可轉位式面銑刀等形式。(1)整體式面銑刀。由于這種面銑刀的材料為高速鋼，所以其切削速度和進給量都受到一定的限制，生產率較低，并且由于該銑刀的刀齒損壞后很難修復，所以整體加工中心式面銑刀的應用較少。(2)硬質合金整體焊接式面銑刀。這種面銑刀由硬質合金刀片與合金鋼刀體焊接而成，結構緊湊，切削效率高。由于它的刀齒損壞后很也難修復，所機床電器以這種銑刀的應用也不多。(3)硬質合金可轉位式面銑刀。這種面銑刀是將硬質合金可轉位刀片直接裝夾在刀體槽中，切削刃磨鈍后，只需將刀片轉位或更換新的刀片即可繼續(xù)使用。硬質合金可轉位式面銑刀具有加工質量穩(wěn)定、切削效率

19、高、刀具壽命長、刀片的調整和更換方便以及刀片重復定位精度高特點，所以該銑刀是生產上應用最廣的刀具之一。 (三)立銑刀 立銑刀是數(shù)控銑削加工中應用最廣的一種銑加工中心刀。它主要用于立式銑床上加工凹槽、臺階面和成型面等。立銑刀的主切削刃分布在銑刀的圓柱表面上，副切削刃分布在銑刀的端面上，并且端面中心有中心孔，因此銑削時一般不能沿銑刀軸向作進給運動，而只能沿銑刀徑向作進給運動。立銑刀也有粗機床電器齒和細齒之分，粗齒銑刀的刀齒為36個，一般用于粗加工；細齒銑刀的刀齒為510個，適合于精加工。立銑刀的直徑范圍是280mm，其柄部有直柄、莫氏錐柄和7：24錐柄等多種形式。 為了提高生產效率，除采用普通高速

20、鋼立銑刀外，數(shù)控銑床上還普遍采用硬質合金螺旋齒立銑刀和波形刃立銑刀。 (1)硬質合金螺旋齒立銑刀。通常這種刀具的硬質合金刃做成焊接、機夾及可轉位三種形式，它具有良好的剛性和排屑性能，可對工件的平面、階梯面、內側面及溝槽進行粗、精銑削加工，生產效率比同類型高速鋼銑刀提高25倍。當銑刀的長度足夠時，可以在一個刀槽中焊上兩個或更多的加工中心硬質合金刀片，并使相鄰刀齒間的接縫相互錯開，利用同一刀槽中刀片之間的接縫作為分屑機床電器槽。這種銑刀俗稱“玉米銑刀”，通常在粗加工時使用。(2)波形刃立銑刀。波形刃立銑刀與普通立銑刀的最大區(qū)別是其刀刃為波形。采用這種這種立銑刀能有效降低切削阻力，防止銑削時產生振動

21、，并顯著地提高銑削效率。它能將狹長的薄切屑變?yōu)楹穸痰乃閴K切屑，使排屑順暢。由于刀刃為波形，使它與被加工工件接觸的切削刃長度較短，刀具不容易產生振動；波形刀刃還能使切削刃的長度增大，有利于散熱。它還可以使切削液較易滲入切削區(qū)，能充分發(fā)揮切削液的效果。 (四)鍵槽銑刀鍵槽銑刀主要用于立式銑床上加工圓頭封閉鍵加工中心槽等。該銑刀外形似立銑刀，端面無頂尖孔，端面刀齒從外圓開止軸心，且螺旋角較小，增強了端面刀齒的強度。端面刀齒上的切削刃為主切削刃，圓柱面上的切削刃為副切削刃。加工鍵槽時，每次先沿銑刀軸向進給較小的量，然后再沿徑向進給，這樣反復多次，即機床電器可完成鍵槽的加工。由于該銑刀的磨損是在端面和

22、靠近端面的外圓部分，所以修磨時只修磨端面切削刃，這樣銑刀直徑可保持不變，使加工鍵槽精度較高，銑刀壽命較長。鍵槽銑刀的直徑范圍為263mm，柄部有直柄和莫式錐柄。 (五)模具銑刀模具銑刀主要用于立式銑床上加工模具型腔、三維成型表面等。模具銑刀按工作部分形狀不同，可分為圓柱形球頭銑刀、圓錐形球頭銑刀和圓錐形立銑刀加工中心三種形式。 圓柱形球頭銑刀壞人圓錐形機床電器球頭銑刀，在這兩種銑刀的圓柱 面、圓錐面和球面上的切削刃均為主切削刃，銑削時不僅能沿銑刀軸向作進給運動，也能沿銑刀徑向作進給運動，而且球頭與工件接觸往往為一點，這樣，銑刀在數(shù)控銑床的控制下，就能加工出各種復雜的成型表面。 圓錐形立銑刀的作

23、用與立銑刀基本相同，只是該銑刀可以利用本身的圓錐體，方便地加工出模具型腔的出模角。 (六)成型銑刀 成型銑刀一般是為特定形狀的工件或加工內容專門設加工中心計制造的，如漸開線齒面、燕尾槽和T形槽等。 (七)角度銑刀 角度銑刀主要用于臥式銑床上加工各種角度槽、斜面等。角度銑刀的材料一般是高速鋼。角度機床電器銑刀根據本身外形不同，可分為單角銑刀、不對稱雙角銑刀和對稱雙角銑刀三種。5量具游標卡尺、深度尺。 (1）游標卡尺 尺身和游標尺上面都有刻度。以準確到01毫米的游標卡尺為例，尺身上的最小分度是1毫米，游標尺上有10個小的等分刻度，總長9毫米，每一分度為09毫米，比主尺上的最小分度相差01毫米。量爪

24、并攏時尺身和游標的零刻度線對齊，它們的第一條刻度線相差01毫米，第二條刻度線相差02毫米，第10條刻度線相差1毫米，即游標的第10條刻度線恰好與主尺的9毫米刻度線對齊。 當量爪間所量物體的線度為01毫米時，游標尺向右應移動01毫米。這時它的第一條刻度線恰好與尺身的1毫米刻度線對齊。同樣當游標的第五條刻度線跟尺身的5毫米刻度線對齊時，說明兩量爪之間有05毫米的寬度，依此類推。 在測量大于1毫米的長度時，整的毫米數(shù)要從游標“0”線與尺身相對的刻度線讀出。 游標卡尺的使用 用軟布將量爪擦干凈，使其并攏，查看游標和主尺身的零刻度線是否對齊。如果對齊就可以進行測量：如沒有對齊則要記取零誤差：游標的零刻度

25、線在尺身零刻度線右側的叫正零誤差，在尺身零刻度線左側的叫負零誤差（這件規(guī)定方法與數(shù)軸的規(guī)定一致，原點以右為正，原點以左為負）。 測量時，右手拿住尺身，大拇指移動游標，左手拿待測外徑（或內徑）的物體，使待測物位于外測量爪之間，當與量爪緊緊相貼時，即可讀數(shù). 游標卡尺的讀數(shù) 讀數(shù)時首先以游標零刻度線為準在尺身上讀取毫米整數(shù)，即以毫米為單位的整數(shù)部分。然后看游標上第幾條刻度線與尺身的刻度線對齊，如第6條刻度線與尺身刻度線對齊，則小數(shù)部分即為06毫米（若沒有正好對齊的線，則取最接近對齊的線進行讀數(shù)）。如有零誤差，則一律用上述結果減去零誤差（零誤差為負，相當于加上相同大小的零誤差），讀數(shù)結果為： L整數(shù)

26、部分小數(shù)部分零誤差 判斷游標上哪條刻度線與尺身刻度線對準，可用下述方法：選定相鄰的三條線，如左側的線在尺身對應線左右，右側的線在尺身對應線之左，中間那條線便可以認為是對準了。 如果需測量幾次取平均值，不需每次都減去零誤差，只要從最后結果減去零誤差即可。 游標卡尺的保管 游標卡尺使用完畢，用棉紗擦拭干凈。長期不用時應將它擦上黃油或機油，兩量爪合攏并擰緊緊固螺釘，放入卡尺盒內蓋好。 游標卡尺有0.1毫米、0.05毫米和0.02毫米3種最小讀數(shù)值 【注意事項】 1游標卡尺是比較精密的測量工具，要輕拿輕放，不得碰撞或跌落地下。使用時不要用來測量粗糙的物體，以免損壞量爪，不用時應置于干燥地方防止銹蝕。

27、2測量時，應先擰松緊固螺釘，移動游標不能用力過猛。兩量爪與待測物的接觸不宜過緊。不能使被夾緊的物體在量爪內挪動。 3讀數(shù)時，視線應與尺面垂直。如需固定讀數(shù)，可用緊固螺釘將游標固定在尺身上，防止滑動。 4實際測量時，對同一長度應多測幾次，取其平均值來消除偶然誤差。（2） 深度尺定義：利用游標原理對尺框測量面和尺身測量面相對移動分隔的距離進行讀數(shù)的測量器具?？蓽y孔（階梯孔、盲孔）和槽的深度、臺階高度以及軸肩長度等。深度尺的使用方法: 深度尺的操作和讀數(shù)方法與游標卡尺大致相同。（1）尺框的測量面比較大，在使用前應檢查是否有毛刺、銹蝕等缺陷；要擦干凈測量面上的油污、灰塵和切屑等。（2）深度尺可用于絕對測量和相對測量。測量時，要松開緊固螺釘，把尺框測量面靠在被測件的頂面上，左手稍加壓力，不要傾斜，右手向下輕推尺身，當尺身下端面與被測底面接觸后，就可以讀數(shù)；或者用緊固螺釘把尺身固定好，取出深度尺進行讀數(shù)。（3）深度尺使用完畢，要把尺身退回原位，用緊固螺