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前 言 畢業(yè)設(shè)計是我們在學校里面做的最后一個實踐環(huán)節(jié)，它是理論與實踐相連接的紐帶。畢業(yè)設(shè)計是我們在學習基礎(chǔ)及專業(yè)理論課后進行的，是對我們?nèi)晁鶎W知識的一次綜合應(yīng)用，同時也有助于我們更好的吸收和消化各門理論課程，并真正做到活學活用知識的一次嘗試演習。因此本次設(shè)計是對我們?nèi)晁鶎W知識的反饋和總結(jié)。我的畢業(yè)設(shè)計課題是：對鋁電解電容器引線高效焊接機中的鋁線及CP送絲裝置結(jié)構(gòu)進行參照設(shè)計,并對其中的典型零件進行數(shù)控加工. 本次畢業(yè)設(shè)計綜合了機械設(shè)計、數(shù)控加工工藝、數(shù)控編程及三維造型等知識，應(yīng)用CAD、CAM軟件對對鋁電解電容器引線高效焊接機中的鋁線及CP送絲裝置結(jié)構(gòu)進行參照設(shè)計,并對其中的典型零件進行數(shù)控加工工藝分析及數(shù)控編程，最后加工出零件。這也是我在蘇州市光機電平臺頂崗實習的基本工作，在這段工學結(jié)合，理論與實際相結(jié)合的工作中，使我從實際操作能力，分析和解決問題的能力，到設(shè)計計算、計算機輔助設(shè)計、制造和應(yīng)用并熟悉查閱資料方面的能力得到全面的提高，為今后參加工作打下堅實的基礎(chǔ)。 計算機科學技術(shù)廣泛應(yīng)用于機械、模具設(shè)計及制造等領(lǐng)域。由于市場競爭的加劇，用戶對產(chǎn)品的質(zhì)量，價格，供貨時間，服務(wù)的要求越來越高，因此必須采用先進的設(shè)計和制造技術(shù)。在這種背景下，CAD/CAM技術(shù)越來越頻繁地應(yīng)用于機械行業(yè)。我的畢業(yè)設(shè)計所用的CAD/CAM軟件有：PRO/E，MASTER CAM。鋁電解電容器引線高效焊接機是采用PRO/E進行整機設(shè)計，并進行仿真，進行必要的分析。 在競爭日趨激烈的今天，隨著中國逐漸成為世界制造中心，傳統(tǒng)的加工方法必然會大量淘汰，先進的制造技術(shù)取而代之。計算機輔助制造（CAM）是計算機在制造領(lǐng)域應(yīng)用的典型體現(xiàn)。Master CAM軟件具有強大造型功能，完整的車，銑，線切割加工系統(tǒng)，可以與典型的CAD系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，企業(yè)應(yīng)用相當廣泛。 本次畢業(yè)設(shè)計是運用Master CAM軟件進行自動編程并且進行典型零件的數(shù)控編程。在加工這一環(huán)節(jié)，主要是編制數(shù)控加工工藝，熟悉常用的刀具如銑刀，鉆頭，鏜刀等等，并且對刀具進行參數(shù)設(shè)置，懂得走刀路線，比較合理選擇切削用量（切削速度、進給量、背吃刀量），在做好以上步驟之后進行仿真模擬加工，生成NC代碼，最后實際加工。 在本次畢業(yè)設(shè)計中，由于本人能力有限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中存在了許多的不足之處，希望各位老師能夠多加指教，并且在此感謝所有的老師對我的幫助和教育。 1 第一章、鋁電解電容器引線高效焊接機 §1.1、研究本機國內(nèi)外科技創(chuàng)新發(fā)展概況和最新發(fā)展趨勢 鋁電解電容器上有兩根引線作為電容器的正、負引腳，電容器引線由一段鋁線與一段CP線（錫包鋼絲線）通過點焊、壓扁、切邊得到。以往的電容器引線生產(chǎn)主要采用分立的生產(chǎn)裝置分步生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較低。近幾年來，包括日本和中國臺灣在內(nèi)的國內(nèi)外研究機構(gòu)對電容器引線生產(chǎn)裝置進行了大量的科技創(chuàng)新，電容器引線生產(chǎn)已基本實現(xiàn)自動連續(xù)化生產(chǎn)，通過引進、消化吸收，內(nèi)地已有廣東世宏、南通全隆等少數(shù)合資企業(yè)生產(chǎn)這種電容器引線自動焊接機。當前，世界上最先進的電容器引線自動焊接機可實現(xiàn)單根引線從送料、切斷、電弧焊接、壓扁、切邊、在線檢測、自動分裝等功能，生產(chǎn)效率從過去的每分鐘120根提高到每分鐘220根。由于生產(chǎn)效率提高、勞動強度降低，這種電容器引線自動焊接機正在逐步替代原有的分立式生產(chǎn)裝置。 從市場調(diào)研中了解到，即使是最新型的電容器引線自動焊接機，也很難徹底解決電容器引線的毛刺問題，這種毛刺是在對引線的沖壓切邊過程中形成的。而帶有毛刺的電容器引線在后續(xù)的電容器生產(chǎn)中，非常容易造成在電容器芯包卷繞過程中經(jīng)常產(chǎn)生毛刺刺破電解紙現(xiàn)象，造成斷帶或短路，是電容器生產(chǎn)工藝中一個難于解決的瓶頸問題。解決這一問題的關(guān)鍵是要針對電容器引線自動焊接機研究新的切邊裝置，使生產(chǎn)出來的電容器引線不帶毛刺。此外，由于電容器行業(yè)已基本實現(xiàn)全自動、規(guī)?；a(chǎn)，造成市場競爭加劇，電容器價格下降，電容器配件的價格也大幅下降，而制造電容器引線的原材料（如錫、鋁等）近兩年價格翻了幾倍，極大地壓縮了電容器引線生產(chǎn)企業(yè)的利潤空間，惟有通過提高生產(chǎn)效率、提高成品率、節(jié)能降耗來降低生產(chǎn)成本，才能提高企業(yè)的競爭力。 本設(shè)計瞄準這一發(fā)展趨勢，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上將對現(xiàn)有的國內(nèi)外最新型的電容器引線自動焊接機進行消化吸收再創(chuàng)新，使設(shè)計出的全自動電容器引線雙路高效無毛刺焊接機能達到生產(chǎn)效率提高近一倍，采用自主知識產(chǎn)權(quán)的專利技術(shù)徹底解決引線的毛刺問題，并通過無氣源廢邊自動吹掃裝置的創(chuàng)新設(shè)計，降低設(shè)備的能耗，填補國內(nèi)外在這一領(lǐng)域的空白，本設(shè)備與市場上現(xiàn)有同類產(chǎn)品性能對照如表1。新設(shè)備研制成功后，能迅速產(chǎn)業(yè)化，在最短的時間內(nèi)形成較大規(guī)模的生產(chǎn)能力和贏利模式。 設(shè)備名稱 性能 現(xiàn)有引線焊接機 在研的引線雙路高效無毛刺焊接機 生產(chǎn)方式 單引線 雙引線 生產(chǎn)速度 ≤220根/分鐘 400根左右/分鐘 產(chǎn)品質(zhì)量 大部分有毛刺 基本無毛刺 能源消耗 3KW（其中空壓機2 KW） 1.5 KW 設(shè)備價格 11.5萬元 15萬元 表1 §1.2、研究本機的目的、意義 一、研究本機基于規(guī)模龐大的電容器產(chǎn)業(yè) 根據(jù)國家統(tǒng)計局對全部國有及年產(chǎn)品銷售收入在500萬元以上的非國有企業(yè)的統(tǒng)計，2006年電容器制造行業(yè)共有企業(yè)170家，從業(yè)人員3418萬人，資產(chǎn)總額76.87億元，產(chǎn)品銷售收入70.93億元，利潤總額4.75億元。這些企業(yè)主要分布在華東地區(qū)。 從2002年到2007年，全球鋁電解電容器市場銷售額平均每年增長7%。根據(jù)國家信息中心的數(shù)據(jù)，2004年我國鋁電解電容器的產(chǎn)量達700億只，占全球總產(chǎn)量約40%，銷售額約為70億元人民幣，2007年我國鋁電解電容起的產(chǎn)量將達到800多億只，占全球總產(chǎn)量約50%。由于PC產(chǎn)品和DVD視頻等AV產(chǎn)品在家庭中的普及，其主板、顯示器、電源上用鋁電解電容器的需求量會越來越大，并且隨著科學技術(shù)的發(fā)展，鋁電解電容器的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的拓寬?？梢灶A見，鋁電解電容器的生產(chǎn)在今后相當長的時間內(nèi)不僅不會萎縮，而將具有更強的生命力和更廣闊的發(fā)展空間。 電容器引線自動焊接機作為鋁電解電容器上關(guān)鍵部件——電極引線的生產(chǎn)設(shè)備，必然會隨著電容器行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。 二、研究本機將提高張家港市及其周邊地區(qū)電容器引線生產(chǎn)的競爭能力，推進本地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整 張家港及其周邊地區(qū)有華虹電子、華圣電子、華婭電子、全榮電子、建云電子、季聲電子、新峰電子等幾十家有一定規(guī)模的電容器引線生產(chǎn)企業(yè)，共有各類引線焊接機2000臺左右，其中張家港市的電容器引線焊接機有600臺左右，江陰有大約300臺，南通大約有700臺，無錫大約有300臺。在這些設(shè)備中，大部分為80～90年代生產(chǎn)的落后引線焊接機。這些設(shè)備由于生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品有毛刺等問題，制約了企業(yè)的發(fā)展。 由于本機的技術(shù)先進性，大大提高了設(shè)備的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，在設(shè)備投入增加不到10%、效率提高1倍的情況下，將大大降低引線的生產(chǎn)成本，據(jù)初步測算可降低成本20%左右。在同等生產(chǎn)規(guī)模的前提下，采用本設(shè)備可減少40%以上的設(shè)備投入，同時由于產(chǎn)品質(zhì)量的提高，大大提高了這些企業(yè)的市場競爭力。 本機的研究是對電容器系列生產(chǎn)設(shè)備研發(fā)的宏大計劃中的一個重要部分，隨著本項目和其它電容器生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，必將形成國內(nèi)電容器生產(chǎn)行業(yè)更為先進的產(chǎn)業(yè)鏈，提升張家港市及其周邊地區(qū)電容器行業(yè)的技術(shù)水平和生產(chǎn)能力，推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。 三、研究本機現(xiàn)有起點科技水平及已存在的知識產(chǎn)權(quán)情況 本機研發(fā)團隊已經(jīng)對電容器生產(chǎn)的相關(guān)設(shè)備作了大量的研究，并針對本項目進行了許多前期的市場調(diào)研和基礎(chǔ)研究。目前市場上最先進的自動引線焊接機采用自動化控制技術(shù)、自動焊接技術(shù)、在線檢測技術(shù)、自動計數(shù)技術(shù)，整個生產(chǎn)過程由計算機控制，從送線、切斷、焊接、壓扁、切邊、檢測、分裝實現(xiàn)流水化作業(yè)。涉及鋁電解電容器引線生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)裝置的國內(nèi)專利主要有松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社的“鋁電解電容器引線的連接方法及其制造設(shè)備”（專利CN1122044，1996年）、臺灣陳漢廷的“一種電容器芯子引線部位結(jié)構(gòu)的改良及其專用的壓模裝置” （專利CN2888624，1994年）和臺灣陳學恒的“改良的電容器焊接引線” （專利CN12183026，1994年）等，其中以松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社的“鋁電解電容器引線的連接方法及其制造設(shè)備”研究比較完整，但也已經(jīng)是1996年的專利,近期未有其它相關(guān)方面的知識產(chǎn)權(quán)。 鋁電解電容器引線高效焊接機是在市場上最先進的自動引線焊接機基礎(chǔ)上克服了原有設(shè)備生產(chǎn)率低、產(chǎn)品有毛刺、用電量較大等缺點，使生產(chǎn)效率提高近1倍，產(chǎn)品質(zhì)量有大幅度提高。 單機雙路引線技術(shù)、無毛刺沖壓切邊技術(shù)、無氣源自動廢邊吹掃裝置三項技術(shù)為我中心獨立開發(fā)的專有技術(shù)，其中無毛刺沖壓切邊技術(shù)已獲得國家發(fā)明專利受理。 科技查新報告查新結(jié)果顯示：未見有相同的采用雙路自動焊接、復合切邊的鋁電解電容器引線生產(chǎn)設(shè)備的公開報道，未見有采用無氣源自動廢邊吹掃裝置的公開報道。從查新結(jié)論可以看出，研究本機在鋁電解電容器引線生產(chǎn)設(shè)備上將填補國內(nèi)空白，達到國內(nèi)同行業(yè)的先進水平。 四、研究本機的國內(nèi)外競爭情況及產(chǎn)業(yè)化前景 如前所述，目前電容器引線焊接機的相關(guān)技術(shù)主要來自于日本和中國臺灣，國內(nèi)有一些合資企業(yè)已開始生產(chǎn)此類設(shè)備，市場上最先進的引線焊接機都實現(xiàn)了自動控制、自動焊接、自動在線檢測、自動計數(shù)的流水線生產(chǎn)，生產(chǎn)效率最高為220根/分鐘，但生產(chǎn)的引線針腳往往存在毛刺問題，影響了后續(xù)的電容器素子的制造，對于采用單機雙路引線技術(shù)和無毛刺雙向復合切邊技術(shù)的引線焊接機未有報道。 目前國內(nèi)生產(chǎn)電容器引線的企業(yè)多集中在華東和華南地區(qū)，擁有電容器引線焊接機上萬臺，其中有很大一部分設(shè)備（通過市場調(diào)查，大約有80％以上設(shè)備為90年代落后的電容器引線焊接機或分立設(shè)備）已經(jīng)陳舊落后，急需更新?lián)Q代。高效率無毛刺的雙路焊接機由于其技術(shù)的先進性將具有很強的市場競爭力。此外電容器行業(yè)每年產(chǎn)量增長7%左右。這樣，在國內(nèi)將有5000～6000臺電容器引線焊接機的需求量，按照每臺15萬的價格，市場規(guī)模預計達到7.5～9億元，產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。 §1.3、本機要達到的經(jīng)濟指標及社會、經(jīng)濟效益 一、主要經(jīng)濟指標： 本產(chǎn)品批量投放市場后,2008年計劃生產(chǎn)銷售5～10臺，實現(xiàn)產(chǎn)值75～150萬元人民幣，實現(xiàn)利稅20～45萬元人民幣；2009年計劃生產(chǎn)銷售20～30臺，實現(xiàn)銷售收入300～450萬元人民幣，實現(xiàn)利稅90～130萬元人民幣；2010年計劃生產(chǎn)銷售40～50臺，實現(xiàn)產(chǎn)值600～750萬元人民幣，實現(xiàn)利稅180～225萬元人民幣。 二、社會、經(jīng)濟效益： 根據(jù)前述分析，現(xiàn)有國內(nèi)市場此產(chǎn)品的需求量（設(shè)備更新?lián)Q代）大約有5000臺左右，并且每年還有400臺左右的增長量，由于本產(chǎn)品比現(xiàn)有產(chǎn)品具有較大的技術(shù)優(yōu)勢，本產(chǎn)品的成本只比現(xiàn)有產(chǎn)品成本增加大約10%左右，而產(chǎn)量增加大約100%，產(chǎn)品質(zhì)量有較大提高，因此本產(chǎn)品具有較強的市場競爭力。此外，國外市場的需求量每年也有大約2000～3000臺，本產(chǎn)品在國際市場也有較強的競爭力。據(jù)此將來按照市場占有率10%計算，本產(chǎn)品投放市場后將最終形成每年200臺左右的銷售量，年產(chǎn)值達到3000萬元人民幣左右。市場前景廣闊。 §1.4、本機主要創(chuàng)新點 一、無毛刺沖壓切邊技術(shù)。 采用專利技術(shù)的無毛刺沖壓切邊方法和裝置實現(xiàn)兩個引線的同時切邊，并且切刀采用“反向預切三分之一，正向切除全部”復合切邊工藝，使引線兩側(cè)邊在切刀運動方向無毛刺，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。 二、無氣源廢邊吹掃技術(shù)。 利用工作電機在工作間歇期間的動力作用于安裝在設(shè)備上的一個壓氣裝置產(chǎn)生壓縮氣體，通過計算機控制噴嘴的開閉對剪切完的廢邊進行吹掃。由于利用機器自身的動能產(chǎn)生壓縮空氣進行廢邊吹掃，無需外接氣源，省去了一套獨立的壓縮空氣系統(tǒng)，大大降低了能耗，單臺機器每月可節(jié)省成本近2萬，節(jié)能降耗。 §1.5、本機產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程及裝配仿真圖 一、 工藝流程: 鋁絲和CP線開卷 矯直 間歇夾送切斷焊接 機械手搬運 對齊 沖壓 切邊和吹掃 在線檢測 落料和裝袋。 一、 裝配仿真圖（圖1-1所示） 圖1-1 第二章、鋁線及CP送絲裝置設(shè)計 §2.1、鋁線及CP送絲裝置重點解決的關(guān)鍵技術(shù)問題 單機雙線送料機構(gòu)（同時送一根CP線和一根鋁線）同步技術(shù) 雙線送料機構(gòu)要求同步送進CP線（在鍍銅鋼絲上再鍍錫）和鋁線，其同步性對電容器引線的長度誤差有決定性影響。不同步會導致引線長度出現(xiàn)較大誤差，在允許的長度誤差≤0.1mm的技術(shù)要求下，必須保證送線的同步。其技術(shù)難點在于：由于送線的同時要對二根料線進行矯直，這樣造成送線機構(gòu)的拉力較大，如果夾緊力不夠或不均勻會造成料線打滑，造成送進的料線長度不一致。解決的辦法是專門設(shè)計的同步夾緊機構(gòu)（平行四邊形機構(gòu)）實現(xiàn)運動同步和夾緊力大小均勻。 §2.2、 Pro/E軟件簡介 計算機輔助設(shè)計（Computer Aided Design，簡稱CAD）是一種計算機硬、軟件系統(tǒng)輔助人們對產(chǎn)品或工程進行設(shè)計的方法與技術(shù)，包括設(shè)計、繪圖、工程分析與文檔制作等設(shè)計活動，它是一門多學科綜合應(yīng)用的技術(shù)，是一種現(xiàn)代設(shè)計方法。 CAD即是通過計算機和CAD軟件對“產(chǎn)品”進行分析、計算、仿真、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能的調(diào)整與優(yōu)化、工程繪圖，把設(shè)計人員具有的最佳特性（創(chuàng)造性思維、形象思維與經(jīng)驗知識、綜合判斷與分析能力）同計算機強大的記憶與檢索信息能、大量信息的高速精確計算與處理能力、易于修改、工作狀態(tài)穩(wěn)定且不疲勞的特性結(jié)合起來，從而大大提高了設(shè)計速度與效率，提高了設(shè)計質(zhì)量，降低了設(shè)計成本。 Pro/e自問世以來，日趨盛行，已成為當今世界最為普及的3D CAD/CAM設(shè)計系統(tǒng)。它集零件設(shè)計，產(chǎn)品裝配，模具開發(fā)、NC加工、鈑金件設(shè)計、反求工程、自動測量、機構(gòu)設(shè)計、仿真、應(yīng)力分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、協(xié)同設(shè)計開發(fā)等功能于一體。 Pro/e在企業(yè)制造三維設(shè)計中占有極其重要的地位，已經(jīng)發(fā)展到了汽車、航空、造船等重要企業(yè)，比如國內(nèi)汽車行業(yè)一汽、二汽，都分別使用它進行整車的設(shè)計，而且是全三維應(yīng)用。在航空領(lǐng)域負責研發(fā)運載火箭和衛(wèi)星的航空一院、二院、三院、五院，以及國內(nèi)船舶行業(yè)的軍船設(shè)計企業(yè)均采用Pro/e進行研發(fā)與設(shè)計。鋁電解電容器引線高效焊接機也是采用Pro/e進行整機設(shè)計，并進行必要的分析。 §2.3鋁線及CP送絲送料裝置總裝設(shè)計 一、鋁線及CP送絲送料裝置裝配示意圖如圖2-1所示（其裝配圖見附件1） 圖2-1 送料裝置 送料裝置中的各零件三維造型示意圖： 二、鋁線及CP送絲送料裝置中的零件三維圖： 1.焊接臺板（圖號12-14），如圖2-2 圖2-2 焊接臺板 2.隨動件（圖號z_test_part_01），如圖2-3 如圖2-3 隨動件 3. 位移壓板（圖號19-44），如圖2-4 圖2-4 位移壓板 4.位移擺臂（圖號19-42），如圖2-5 圖2-5 位移擺臂 圖2-6 上壓板 5.上壓板（圖號add_05），如圖2-6 6.CP線壓板座（圖號19-40），如圖2-7 圖2-7 CP線壓板座 7. CP線壓桿（圖號19-35），如圖2-8 圖2-8 CP線壓桿 8. T型壓桿（圖號19-36），如圖2-9 圖2-9 T型壓桿 9． 調(diào)整螺絲座（圖號19-26），如圖2-10 圖2-10 調(diào)整螺絲座 10. 支承（圖號19-31），如圖2-11 圖2-11 支承 11. 拉桿（圖號19-02），如圖2-12 圖2-12 拉桿 12.位移軸（圖號add_02），如圖2-13 圖2-13 位移軸 13.CP線壓塊（圖號19-33），如圖2-14 圖2-14 CP線壓塊 14. CP線送料套座(19-30) ，如圖2-15 圖2-15 CP線送料套座 15.支撐塊(圖號19-21) ，如圖2-16 圖2-16 支撐塊 16. AL送線固定座（19-14-4），如圖2-17 圖2-17 AL送線固定座 17.AL線壓塊（圖號19-17），如圖2-18 圖2-18 AL線壓塊 18.上固定塊（圖號19-20），如圖2-19 圖2-19 上固定塊 19. Al線滑塊（圖號19-22），如圖2-20 圖2-20 Al線滑塊 20.壓開斜塊（圖號19-19），如圖2-21 圖2-21 壓開斜塊 21. CP線送料擺桿（圖號01-06），如圖2-22 圖2-22 CP線送料擺桿 22.隨動件（圖號bearing01-06），如圖2-23 圖2-23 隨動件 23. CP線長度調(diào)整螺桿（圖號01-09），如圖2-24 圖2-24 CP線長度調(diào)整螺桿 24.送料擺桿支柱（圖號01-02-l），如圖2-25 圖2-25 送料擺桿支柱 25. AL鋁送料擺桿（圖號01-01），如圖2-26 圖2-26 AL鋁送料擺桿 26.調(diào)整墊片（圖號01-03），如圖2-27 圖2-27 調(diào)整墊片 27.凸輪（圖號17-03），如圖2-28 圖2-28 凸輪 28.位移板底座(圖號19-46)，如圖2-29 圖2-29 位移板底座 29. 位移板(圖號19-29) ，如圖2-30 圖2-30 位移板 30. 前后調(diào)整塊(圖號19-25) ,如圖2-31 圖2-31 前后調(diào)整塊 31. 送料凸輪(圖號17-06) ,如圖2-32 圖2-32 送料凸輪 32. 送料軸(圖號22-14) ,如圖2-33 圖2-33 送料軸 33.螺釘(圖號bolt-m5-1) ,如圖2-34 圖2-34 螺釘 34.彈簧擋板(圖號19-11) ，如圖2-35 圖2-35 彈簧擋板 35. AL鋁線壓塊（圖號19-10），如圖2-36 圖2-36 AL鋁線壓塊 36. T型桿取副塊（圖號19-32），如圖2-37 圖2-37 T型桿取副塊 37. 前后壓桿座（圖號19-40），如圖2-38 圖2-38 前后壓桿座 38. 位移擺桿（圖號19-43），如圖2-39 圖2-39 位移擺桿 39.凸輪固定塊（圖號17-19），如圖2-40 圖2-40 凸輪固定塊 40.凸輪（圖號17-08），如圖2-41 圖2-41 凸輪 41. 位移軸（圖號22-15），如圖2-42 圖2-42 位移軸 42. 位移凸輪（圖號17-17），如圖2-43 圖2-43 位移凸輪 43. AL線母絲座（圖號19-23），如圖2-44 圖2-44 AL線母絲座 44. 本體（圖號19-24），如圖2-45 圖2-45 本體 45.立桿（圖號19-16），如圖2-46 圖2-46 立桿 46. 螺釘（圖號bolt-m6），如圖2-47 圖2-47 螺釘 47. CP線壓桿（圖號19-34），如圖2-48 圖2-48 CP線壓桿 第三章、典型零件（凸輪）的數(shù)控加工 §3.1、 凸輪（17-03）三維造型過程 根據(jù)送料裝置的工作要求,選定凸輪(17-03)機構(gòu)的類型和從動件的運動規(guī)律后,可根據(jù)其它必要的給定條件,進行凸輪輪廓線的設(shè)計. 利用幾何法確定凸輪輪廓曲線誤差會比較大，而解析法則比較麻煩。故利用PRO/E其強大的造型功能,省時、準確的設(shè)計出凸輪的輪廓. 下面是描述凸輪（17-03）的三維造型過程: step1.：建立參考曲線curve1.：在 front面上繪制φ30的圓 Step2.：,拉伸為深度為6的圓柱體 Step3.：建立余弦升程曲線curve2：從方程，使用笛卡兒坐標系輸入方程 x=t*pi*35.8*2*45/360 y=(39.4-35.8)/2*(1-cos(180*x*360/35.8/pi/45/2)) z=0 Step3.：建立余弦降程曲線curve3：從方程，使用笛卡兒坐標系輸入方程 x=t*pi*35.8*2*45/360 y=(39.4-35.8)/2*(1+cos(180*x*360/35.8/pi/45/2)) z=0 Step4.：建立一個圖形（Graph）特征名稱為graph1： （1） 進如草繪模式，front面為草繪平面。 （2），選擇余弦升程曲線curve2然后保存副本，新建名稱為“17-03- curve2” （2），選擇余弦降程曲線curve3然后保存副本，新建名稱為“17-03- curve3” （3）執(zhí)行“插入(I)”—“模型基準（D）”—“圖形（G）” -- feature名為“CAM17-03”進入草繪模式 (4) 以在繪圖面繪制一個坐標，并以建立水平軸及垂直軸。 (5) 選擇下拉菜單“草繪(S)”--“數(shù)據(jù)來自文件（D）”—“文件系統(tǒng)”—調(diào)出副本余弦升程曲線curve2,比例為1,旋轉(zhuǎn)角度為0—拖動副本曲線curve2,使得曲線下端點與坐標系原點重合. (6)同步驟(5),調(diào)出副本余弦降程曲線curve3,比例為1,旋轉(zhuǎn)角度為0—拖動副本曲線curve3,使得曲線下端點與坐標系X軸重合. (7) 補全凸輪從動件運動規(guī)律圖 (8)關(guān)系式驅(qū)動尺寸sd11～sd14 sd11 = pi*35*45/360 sd12 = pi*35*140/360 sd13 = pi*35*45/360 sd14 = pi*35*130/360 驅(qū)動關(guān)系式: (9)．確定,然后單擊 ?按鈕完成圖形特征“graph1”的創(chuàng)建。 Step5.：用可變截面掃描的命令生成凸輪曲面 執(zhí)行Insert（插入）→Variable Section Sweep（可變截面掃描）命令,選擇參考曲線curve1為Origin Traj（原始軌跡），執(zhí)行，僅進入草繪模式繪制如圖所示截面，添加關(guān)系：sd3=35.8-15+evalgraph("cam17-03",trajpar*pi*30) 確認后得到凸輪曲面。 Step6.：建立其他孔特征 執(zhí)行，進入草繪模式，繪制如下圖所示截面，確認完成。 Step7.：建立坐標系: Step8.：保存，然后保存副本“17-03”，類型為IGES(*igs)，坐標系選擇 ，輸出選擇“線框”+“曲面”，確定。 §3.2、 零件數(shù)控加工工藝分析 1.選擇加工方法 （1）.凸輪端面采用車削加工 （2）、對于凸輪曲面加工，可以選擇“粗銑—精銑” （3）、 孔加工方法的選擇 孔加工之前，首先必須用鉆頭進行定位，然后在鉆孔，此時獲得的孔的精度還不高，還必須用鏜刀進行鏜孔，以期達到預定精度。 2．零件（17-03凸輪）的工藝卡片（見附件2） §3.3、凸輪曲面 的Master CAM自動編程操作 §3.3.1、 Master CAM的基本知識 Master CAM 軟件是美國CNC Software 公司開發(fā)的基于PC windows 的CAD/CAM系統(tǒng)。其系統(tǒng)具有強大完整的曲線、曲面、實體造型功能，可以與典型的CAD系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，尤其是其具有完整的車，銑，線切割等加工系統(tǒng)，能大大提高設(shè)計制造效率和質(zhì)量，充分發(fā)揮數(shù)控機床的優(yōu)勢，提高整體生產(chǎn)水平，實現(xiàn)設(shè)計/制造一體化。 刀具路徑的選擇:Master CAM9.0提供了多種加工刀具路徑，下面介紹各刀路的特點: 1、二維曲線加工 （1）外形加工（Contour） （2）挖槽加工（Pocket） （3）面加工（Face） 2、鉆孔加工（Drill） 有鉆孔、攻螺紋、鏜孔等多種加工方式，以點確定加工位置。 3、曲面開粗（曲面粗加工） （1）曲面挖槽加工（Pocket） （2）高等外形加工（Contour） （3）平行加工（Parallel） （4）徑向加工（Radial） （5）投影加工（Project） 將以有的刀路數(shù)據(jù)投影到曲面上進行加工。 （6）曲面流線加工（Flow line） （7）粗加工殘料清除（Rest mill） （8）插入式加工（Plunge） 4、 曲面光刀（曲面精加工） （1）平行加工（Parallel） （2）等高外形加工（Contour） （3）徑向加工（Radial） （4）投影加工（Project） （5）曲面流線加工（Flow line） （6）平行陡斜面加工（Par. steep） （7）淺平面加工（Shallow） （8）交線清角加工（Pencil） 對曲面相交位置進行加工以清除殘料。 （9）殘料清除加工（Leftover） （10）環(huán)繞等距加工（Scallop） 3.3.2 構(gòu)建加工模型 （1）進入Master CAM 9.0系統(tǒng)的Mill模塊，執(zhí)行“主菜單” “F檔案” “V檔案轉(zhuǎn)換” “ IGES” “ 讀取”命令，選擇零件加工模型文件 “17-03.igs”。 （3）構(gòu)建加工范圍曲線、加工平面曲線、位置點。加工模型如下圖。 §3.3.3、 Master CAM自動編程步驟 step1.：凸輪曲面粗加工 執(zhí)行“T刀具路徑”---“外形銑削”---“C串聯(lián)”，然后選擇凸輪外輪廓曲線—“E結(jié)束選擇”—“D執(zhí)行” 建立新的刀具φ30平刀，設(shè)置參數(shù)如下： 1.定義刀具 2.設(shè)置刀具參數(shù)如下： 3.外形銑削參數(shù)設(shè)定如下： Step2.：凸輪曲面精加工 執(zhí)行“T刀具路徑”---“外形銑削”---“C串聯(lián)”，然后選擇凸輪外輪廓曲線—“E結(jié)束選擇”—“D執(zhí)行” 建立新的刀具φ10平刀，設(shè)置參數(shù)如下： 1. 定義刀具 2. 設(shè)置刀具參數(shù)如下： 3. 外形銑削參數(shù)設(shè)定如下： 生成刀具路徑如下： Step3.：執(zhí)行執(zhí)行“T刀具路徑”---“O操作管理”---“V實體驗證”，設(shè)置毛坯為圓柱體。 Step4.：執(zhí)行執(zhí)行“T刀具路徑”---“O操作管理”---“ P后處理”—“儲存NC檔”,命名為”17-03.NC”,生成NC代碼經(jīng)修改成為程序O0003： 刀號 刀具類型 H刀長 D半徑 T05 φ30立銑刀 H05 T06 φ10立銑刀 H06 % O0003; G0G17G40G49G80G90G54 G91G30Z0 G30X0Y0 T05M06 G0X80Y-5.1596 加工凸輪輪廓的工件 G43H05Z200. S180M3 Z5. G1Z-8.F15. G01X58.974Y-5.1596F30 G3X59.2Y0.R59.2F30. X0.Y59.2R59.2 X-41.8607Y41.8607R59.2 G01X-41.9811Y41.739F30 X-42.3604Y41.3514F30. X-42.8466Y40.8329 X-43.3221Y40.3041 X-43.7865Y39.7652 X-44.2398Y39.2164 X-44.6818Y38.6582 X-45.1123Y38.0906 X-45.5312Y37.514 X-45.9383Y36.9287 X-46.3335Y36.3349 X-46.7165Y35.7329 X-47.0873Y35.123 X-47.4456Y34.5056 X-47.7818Y33.898 X-48.0527Y33.3872 X-48.366Y32.77 X-48.6755Y32.1285 X-48.9724Y31.4803 X-49.2567Y30.8257 X-49.5284Y30.165 X-49.7875Y29.4983 X-50.0339Y28.8258 X-50.2678Y28.1478 X-50.4892Y27.4645 X-50.698Y26.776 X-50.8944Y26.0826 X-51.0782Y25.3845 X-51.2456Y24.6983 X-51.3752Y24.1278 X-51.521Y23.4353 。 。 。 X56.9915Y-14.0003 X57.2311Y-13.3268 X57.4569Y-12.6485 X57.6687Y-11.9658 X57.8664Y-11.2788 X58.05Y-10.588 X58.2192Y-9.8936 X58.374Y-9.196 X58.5142Y-8.4954 X58.6397Y-7.7922 X58.7504Y-7.0867 X58.8462Y-6.3791 X58.9242Y-5.6937 X58.9634Y-5.2828 G0Z200. M5 M09 G91G30Z0 G30X0Y0 T06M06 X-25Y0 G43H06Z200. S800M3 Z5. G1Z-8.F15. X46.2234Y-4.044F20 G3X46.4Y0.R46.4F20. X0.Y46.4R46.4 X-32.8098Y32.8098R46.4 G01X-32.8325Y32.7866F20 X-33.117Y32.4959F20. X-33.4183Y32.1747 X-33.7138Y31.846 X-34.0033Y31.5101 X-34.2867Y31.167 。 。 。 X44.815Y-10.011 X44.9757Y-9.5871 X45.1276Y-9.1601 X45.2706Y-8.7305 X45.4046Y-8.2985 X45.5295Y-7.8645 X45.6453Y-7.4288 X45.7518Y-6.9918 X45.849Y-6.5537 X45.9368Y-6.1148 X46.0152Y-5.6754 X46.0842Y-5.2359 X46.1437Y-4.7965 X46.1931Y-4.3621 X46.2212Y-4.0674 X54 G0Z200. M05 M09 M30 % 其他加工步驟略； 最后加工出的零件實物圖下： 小結(jié) 這次畢業(yè)設(shè)計，使我的設(shè)計、加工綜合能力得到了進一步提高 ，對我們?nèi)蘸蠊ぷ魇怯泻艽蟮膸椭?，它教會了分析和解決問題的方法。且為我們以后的社會工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。社會是一個充滿競爭的大舞臺，我們要在這個大舞臺上尋找一塊自己的立足之地就必須不斷的去豐富和充實自己，而緊張又短暫的叁個月的畢業(yè)設(shè)計已接近尾聲，這也就意味著我將以一種嶄新的姿態(tài)走向社會。因此也可以說這次畢業(yè)設(shè)計是對大學三年所學知識的一次綜合應(yīng)用。也只有這樣才能認識自己的優(yōu)缺點，發(fā)現(xiàn)自己的不足，同樣發(fā)揮自己的長處，做到學以致用。 回顧這段時間的設(shè)計真可以說是思緒萬千。從畢業(yè)設(shè)計中發(fā)現(xiàn)，雖然我們已經(jīng)學過PRO/E三維實體造型，Master CAM軟件、數(shù)控加工工藝等專業(yè)課程，但實際的應(yīng)用能力還有一定缺欠，特別是靈活應(yīng)用能力。我的指導老師張福榮老師在設(shè)計過程中給了很大的幫助，他幫我理順思路，仔細講解，把好多設(shè)計方面的經(jīng)驗傳授給我。我也始終抱著認真、實事求是的態(tài)度，一絲不茍的去做，在設(shè)計過程中，我參閱了許多CAD/CAM、加工工藝、等方面的書籍。克服了許多困難，按時完成了畢業(yè)設(shè)計。 本次畢業(yè)設(shè)計，我在整個設(shè)計過程中，對三年學習的理論知識有了更深刻的理解。特別是數(shù)控加工工藝的特點，加工的整個流程，為我以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)，積累了知識和實際加工經(jīng)驗。 參考文獻 1、《PRO/Engineer零件設(shè)計》基礎(chǔ)篇 北京大學出版社 林清安 編著 2、《PRO/Engineer野火3.0中文版基礎(chǔ)零件設(shè)計(下)》 電子工業(yè)出版社 林清安 編著 3、《Master CAM實用教程》 簡琦昭 機械工業(yè)出版社 4、數(shù)控加工工藝 李正峰 上海交通大學出版社 5、《機械工程設(shè)計手冊》 機械工業(yè)出版社（第一冊）（第二冊）（第五冊） 6、《機械設(shè)計手冊》 機械工業(yè)出版社（中冊） 7、《非標準設(shè)備設(shè)計手冊》 兵器工業(yè)出版社（第三冊） 43 -