煙灰缸造型設(shè)計(jì)制作研究
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一、設(shè)計(jì)過程
通過對(duì)產(chǎn)品的功能分析，確定煙灰缸的樣式，選擇用Cimatron軟件對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括草圖繪制與編輯、實(shí)體拉伸與修剪、工程圖生成與標(biāo)注等。設(shè)計(jì)煙灰缸的繪制如圖1所示。煙灰缸設(shè)計(jì)的工程圖生成。
二、加工過程描述
在自動(dòng)編程過程中，加工工藝決策是煙灰缸加工能否順利完成的基礎(chǔ)，必須依據(jù)零件的形狀特點(diǎn)、工件的材料、加工的精度、表面粗糙度等要求選擇最佳的加工方法，合理劃分加工階段、選擇適宜的加工刀具、確定最優(yōu)的切削用量、確定合理的毛坯尺寸與形狀、確定合理的路線，最終達(dá)到滿足加工要求、減少加工時(shí)間、降低加費(fèi)用的目的。
1工序劃分的主要原則
由于煙灰缸是由多個(gè)表面構(gòu)成的，精度要求較高，為了達(dá)到煙灰缸的設(shè)計(jì)精度要求，加工順序安排應(yīng)遵循一定的原則：
（1）先粗后精的原則；
（2）基準(zhǔn)面先加工原則；
（3）先面后孔原則；
（4）先內(nèi)后外原則；
（5）減少換刀次數(shù)的原則。
2選定數(shù)控銑床加工數(shù)控銑床最適合加工具有以下特點(diǎn)的零件：
（1）多品種小批量生產(chǎn)的零件；
（2）形狀結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零件；
（3）精度要求高的零件；
（4）需要頻繁改型的零件；
（5）價(jià)格昂貴，不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件；
（6）需要生產(chǎn)周期短的急需零件
（7）批量較大，精度要求高的零件。
3刀具的選用
在數(shù)控加工中，銑削平面零件內(nèi)外輪廓及銑削平面常用平底立銑刀，該刀具有關(guān)參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：
（1）是銑刀半徑RD應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑Rmin，一般取RD=（0.8-0.9）Rmin；
（2）是零件的加工高度H<（1/4-1/6）RD，以保證刀具有足夠的剛度；
（3）是用平底立銑刀銑削內(nèi)槽底部時(shí)，由于槽底兩次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半徑Re=R-r，即直徑為d=2Re=2（R-r），編程時(shí)取刀具半徑為Re=0.95（Rr）。對(duì)于一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常用球形銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀和盤銑刀。
4定位基準(zhǔn)的選擇
（1）選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面間的位置符合圖樣要求，并特別注意要盡快獲得精基面；
（2）選擇加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)選擇較為平整光潔、加工面積較大的表面為粗基準(zhǔn)，以便工件定位可靠、夾緊方便。粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上只能使用一次，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)本身就是未經(jīng)機(jī)械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重復(fù)使用將產(chǎn)生較大的誤差。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)保證零件加工精度出發(fā)，同時(shí)考慮裝夾方便結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。加工煙灰缸時(shí)選擇精基準(zhǔn)一般應(yīng)考慮如下原則：
①“基準(zhǔn)重合”原則：為滿足加工表面相對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的位置精度，應(yīng)選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。
②“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則：當(dāng)某一組精基準(zhǔn)定位可以比較方便的加工其它表面時(shí)，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用粗精基準(zhǔn)定位。
③“自為基準(zhǔn)”原則：當(dāng)工件精加工或光整加工工序要求余量盡可能小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)。
④“互為基準(zhǔn)”原則：為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的原
5加工過程中注意事項(xiàng)
（1）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的具體尺寸和工藝表，綜合考慮零件的精度和要求，尺寸要根據(jù)先后順序來完成。
（2）技術(shù)條件：要統(tǒng)一尺寸，確定各個(gè)尺寸所在哪個(gè)表面，盡量安排一刀加工出來，保證在限定的時(shí)間內(nèi)加工出來。
（3）公差精度較小的尺寸應(yīng)該在切削加工變形較大的工步后加工，試加工過程中，應(yīng)先檢查刀具和夾具有沒有干涉的現(xiàn)象，避免刀具把夾具給銑削掉，根據(jù)試刀后的結(jié)果，我們可以修正刀具補(bǔ)償值，提高零件的加工精度，并最終使刀具運(yùn)動(dòng)軌跡和編程軌跡重合。
三、數(shù)控銑削煙灰缸的關(guān)鍵技術(shù)
相對(duì)普通銑加工來說，數(shù)控銑削能加工復(fù)雜型面，加工精度高、質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控系統(tǒng)每輸出一個(gè)脈沖，機(jī)床移動(dòng)部件的移動(dòng)量稱為脈沖當(dāng)量，數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量一般為0.001mm，高精度的數(shù)控機(jī)床可達(dá)0.0001mm，其運(yùn)動(dòng)分辨率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通機(jī)床，故可以加工精度要求高的煙灰缸。數(shù)控機(jī)床的動(dòng)作是由程序控制的而且還配帶了刀庫(kù)，程序當(dāng)中帶有自動(dòng)換刀指令在內(nèi)，所以操作者一般只需裝卸零件刀具并監(jiān)視機(jī)床的運(yùn)行，從而減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度、實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化和操作簡(jiǎn)單化。大大提高了加工效益。數(shù)控銑削加工能得到高精度，高技術(shù)要求，比如：煙灰缸良好的表面粗糙度，平行度，同軸度等，以上所涉及到的各種問題在普通銑床上基本上是實(shí)行不了的，所以我們選擇數(shù)控銑床來完成煙灰缸的加工。
四、煙灰缸的加工過程展示
1選用Cimatron軟件設(shè)計(jì)工具及編程。
2煙灰缸的底座，兩個(gè)手柄及整體的加工效果圖，該煙灰缸的加工難度在于怎么樣去加工兩個(gè)手柄以及它的表面粗糙度如何去控制。
五、結(jié)語(yǔ)
經(jīng)過一輪設(shè)計(jì)和不斷的完善，同時(shí)借助了Cimatron繪圖軟件以及相應(yīng)的加工設(shè)備，也只能設(shè)計(jì)出較為簡(jiǎn)易的產(chǎn)品，其中還有很多細(xì)小的方面還欠考慮，產(chǎn)品的不足希望能夠在今后不斷的改進(jìn)，使其更加的完美，在制作中也要不斷的克服困難，迎難而上，完成創(chuàng)新的項(xiàng)目，使產(chǎn)品更加的適應(yīng)市場(chǎng)，滿足客戶的需求，帶給客戶不一樣的體驗(yàn)，能否成為一個(gè)成功的創(chuàng)新，產(chǎn)品更加需要市場(chǎng)的考驗(yàn)。其中產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是否合理，原理是否準(zhǔn)確，外觀是否美觀等等都是問題，以上這些問題是必須面對(duì)的。
作者：陳焯坤 單位：廣東省機(jī)械高級(jí)技工學(xué)校