畢業(yè)論文-caxa設計連桿

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　題 目：</b></p><p><b>　　姓 名：</b></p><p><b>　　學 號：</b></p><p><b>　　所在學院：&l

2、t;/b></p><p><b>　　年級專業(yè)：</b></p><p><b>　　指導教師：</b></p><p>　　完成時間2011年 月 日</p><p>　　指導教師簽名： 年 月 日</p><

3、;p>　　系主任簽名： 年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　摘要：連桿機構是機械中的一種常見機構，主要用于運動方式的傳遞，例如將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為平移，將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為擺動，將平移轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動，將擺動轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動。連桿機構傳動的優(yōu)點是可以傳遞復雜的運動。通過計算各個連桿的長度，可以實現(xiàn)比較精確的運動傳

4、遞。</p><p>　　一般地，連桿的結構如右圖所示。可以看出，連桿的結構并不復雜，造型的難度僅為連桿體部分。所以，可以考慮首先利用草圖截面的方法設計連桿的主體部分，然后再在其上添加細部結構。</p><p>　　該設計實例即向讀者介紹采用計算機輔助設計軟件進行連桿造型設計的一般方法與基本操作過程。用CAXA制造工程師進行設計造型及編程。</p><p>　　關鍵

5、詞：連桿；連桿機構；計算計輔助制造軟件；CAXA制造工程師軟件</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Abstract： The link motion gear is in the machinery one kind of common organization, mainly uses in the mode of motio

6、n the transmission, for example will rotate transforms as the translation, will rotate transforms as swinging, will translate transforms as the rotation, will swing transforms as the rotation.The link motion gear transmi

7、ssion merit is may transmit the complex movement.Through calculates each connecting rod the length, may realize the quite precise movement transmission.</p><p>　　The connecting rod structure like figure to t

8、he right shows generally.May see, the connecting rod structure is not complex, the modelling difficulty only is continually the body of rod part.Therefore, may consider first uses the schematic diagram section the method

9、s design connecting rod main body part, then increases the detail structure again in above.</p><p>　　This design example namely to the reader introduced uses the computer-aided design software to carry on th

10、e connecting rod modelling design the general method and the elementary operation eo process.CAXA makes engineer to carry on the design modelling and the programming.</p><p>　　Key words：link rod; link mechan

11、ism； computer assistance manufaturing of the software; CAXAmakes engineer the software</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 數(shù)控CAM加工與CAXA軟件簡介……………………………………………………… 1</p><p&g

12、t;　　1.1 CAM加工的特點與發(fā)展歷程…………………………………………………1</p><p>　　1.2 CAXA制造工程師……………………………………………………………4</p><p>　　1.3 國內(nèi)外其他CAM軟件簡介……………………………………………… 10</p><p>　　第2章 連桿實體造型………………………………………………………………

13、……… 10</p><p>　　2.1 繪制草圖………………………………………………………………………… 11</p><p>　　2.2 實體造型………………………………………………………………………… 11</p><p>　　第3章 連桿的加工…………………………………………………………………………… 16</p><p>　　

14、3.1加工的工藝參考………………………………………………………………… 16</p><p>　　3.1.1連桿材料的選擇……………………………………………………………… 16</p><p>　　3.1.2材料的加工工藝要求………………………………………………………… 16</p><p>　　3.1.3材料的加工刀具要求……………………………………………………

15、18</p><p>　　3.2加工工藝過程…………………………………………………………………… 18</p><p>　　3.2.1零件圖的分析………………………………………………………………… 19</p><p>　　3.2.2確定裝夾方案………………………………………………………………… 19</p><p>　　3.2.3刀具的選擇

16、…………………………………………………………………… 19</p><p>　　3.3連桿的加工前準備工作……………………………………………………… 20</p><p>　　3.3.1設置刀具庫…………………………………………………………………… 20</p><p>　　3.3.2后置設置………………………………………………………………………21</p&

17、gt;<p>　　3.3.3設定加工毛坯………………………………………………………………… 22</p><p>　　3．4加工過程……………………………………………………………………… 23</p><p>　　3.4.1粗加工刀具軌跡生成………………………………………………………… 23</p><p>　　3.4.2精加工刀具軌跡生成……………

18、…………………………………………… 26</p><p>　　第4章 后置處理…………………………………………………………………………… 33</p><p>　　4.1軌跡仿真………………………………………………………………………… 33</p><p>　　4.2 G代碼的生成…………………………………………………………………… 35</p>

19、<p>　　4.3生成工藝清單…………………………………………………………………… 35</p><p>　　第5章 設計總結………………………………………………………………………………38</p><p>　　參考文獻………………………………………………………………………………40</p><p>　　致 謝…………………………………………………

20、……………………………41</p><p>　　第一章 CAXA軟件簡介</p><p>　　1.1 CAXA制造工程師</p><p>　　CAXA制造工程師簡介</p><p>　　CAXA制造工程師是北航海爾軟件有限公司研制開發(fā)的全中文、面向數(shù)控銑床和加工中心的三維CAD/CAM軟件。CAXA制造工程師基于微機平臺，采用原創(chuàng)Window

21、s菜單和交互方式，全中文界面，便于輕松學習和操作，并且價格較低。CAXA制造工程師可以生成3~5軸的加工代碼，可用于加工具有復雜三維曲面的零件。</p><p>　　CAXA制造工程師不僅是是一款高效易學，具有很好工藝性的數(shù)控加工編程軟件，而且還是一套Windows原創(chuàng)風格，全中文三維造型與曲面實體完美結合的CAD／CAM一體化系統(tǒng)。CAXA制造工程師為數(shù)控加工行業(yè)提供了從造型設計到加工代碼生成、校驗一體化的全面

22、解決方案。</p><p><b>　　功能特點：</b></p><p>　　1．實體曲面完美結合</p><p>　　(1)方便的特征實體造型</p><p>　　采用精確的特征實體造型技術，可將設計信息用特征術語來描述，簡便而準確。通常的特征包括孔、槽、型腔、凸臺、圓柱體、圓錐體、球體和管子等，CAXA制造工程師可

23、以方便地建立和管理這些特征信息。實體模型的生成可以用增料方式，通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、導動、放樣或加厚曲面來實現(xiàn)，也可以通過減料方式，從實體中減掉實體或用曲面裁剪來實現(xiàn)，還可以用等半徑過渡、變半徑過渡、倒角、打孔、增加拔模斜度和抽殼等高級特征功能來實現(xiàn)。</p><p>　　(2)強大的NURBS自由曲面造型</p><p>　　CAXA制造工程師從線框到曲面，提供了豐富的建模手段。可通過列表數(shù)據(jù)

24、、數(shù)學模型、字體文件及各種測量數(shù)據(jù)生成樣條曲線，通過掃描、放樣、拉伸、導動、等距、邊界網(wǎng)格等多種形式生成復雜曲面，并可對曲面進行任意裁剪、過渡、拉伸、縫合、拼接、相交和變形等，建立任意復雜的零件模型。通過曲面模型生成的真實感圖，可直觀顯示設計結果。</p><p>　　(3)靈活的曲面實體復合造型</p><p>　　基于實體的“精確特征造型”技術，使曲面融合進實體中，形成統(tǒng)一的曲面實體復

25、合造型模式。利用這一模式，可實現(xiàn)曲面裁剪實體、曲面生成實體、曲面約束實體等混合操作，是用戶設計產(chǎn)品和模具的有力工具。</p><p>　　2．優(yōu)質(zhì)高效的數(shù)控加工</p><p>　　CAXA制造工程師將CAD模型與CAM加工技術無縫集成，可直接對曲面、實體模型進行一致的加工操作。支持軌跡參數(shù)化和批處理功能，明顯提高工作效率。支持高速切削，大幅度提高加工效率和加工質(zhì)量。通用的后置處理可向任何

26、數(shù)控系統(tǒng)輸出加工代碼。</p><p>　　(1)兩軸到三軸的數(shù)控加工功能，支持4～5軸加工</p><p>　　兩軸到兩軸半加工方式：可直接利用零件的輪廓曲線生成加工軌跡指令，而無需建立其三維模型；提供輪廓加工和區(qū)域加工功能，加工區(qū)域內(nèi)允許有任意形狀和數(shù)量的島?？煞謩e指定加工輪廓和島的拔模斜度，自動進行分層加工。三軸加工方式：多樣化的加工方式可以安排從粗加工、半精加工到精加工的加工工藝路

27、線。4～5軸加工模塊提供曲線加工、平切面加工、參數(shù)線加工、側刃銑削加工等多種4～5軸加工功能。標準模塊提供2～3軸銑削加工。4～5軸加工為選配模塊。</p><p><b>　　(2)支持高速加工</b></p><p>　　本系統(tǒng)支持高速切削工藝，以提高產(chǎn)品精度，降低代碼數(shù)量，使加工質(zhì)量和效率大大提高?？稍O定斜向切入和螺旋切人等接近和切入方式，拐角處可設定圓角過渡，

28、輪廓與輪廓之間可通過圓弧或S字型方式來過渡形成光滑連接，從而生成光滑刀具軌跡，有效地滿足了高速加工對刀具路徑形式的要求。</p><p>　　(3)參數(shù)化軌跡編輯和軌跡批處理</p><p>　　CAXA制造工程師的“軌跡再生成”功能可實現(xiàn)參數(shù)化軌跡編輯。用戶只需選中已有的數(shù)控加工軌跡，修改原定義的加工參數(shù)表，即可重新生成加工軌跡。CAXA制造工程師可以先定義加工軌跡參數(shù)，而不立即生成軌跡

29、。工藝設計人員可先將大批加工軌跡參數(shù)事先定義而在某一集中時間批量生成。這樣，合理地優(yōu)化了工作時間。</p><p>　　(4)獨具特色的加工仿真與代碼驗證</p><p>　　可直觀、精確地對加工過程進行模擬仿真、對代碼進行反讀校驗。仿真過程中可以隨意放大、縮小、旋轉(zhuǎn)，便于觀察細節(jié)，可以調(diào)節(jié)仿真速度；能顯示多道加工軌跡的加工結果。仿真過程中可以檢查刀柄干涉、快速移動過程(G00)中的干涉、

30、刀具無切削刃部分的干涉情況，可以將切削殘余量用不同顏色區(qū)分表示，并把切削仿真結果與零件理論形狀進行比較等。</p><p><b>　　(5)加工工藝控制</b></p><p>　　CAXA制造工程師提供了豐富的工藝控制參數(shù)，可以方便地控制加工過程，使編程人員的經(jīng)驗得到充分的體現(xiàn)。</p><p><b>　　(6)通用后置處理&l

31、t;/b></p><p>　　全面支持SIEMENS、FANUC等多種主流機床控制系統(tǒng)。CAXA制造工程師提供的后置處理器，無需生成中間文件就可直接輸出G代碼控制指令。系統(tǒng)不僅可以提供常見的數(shù)控系統(tǒng)的后置格式，用戶還可以定義專用數(shù)控系統(tǒng)的后置處理格式?？缮稍敿毜募庸すに嚽鍐?，方便G代碼文件的應用和管理。</p><p>　　3．卓越的工藝性與“知識加工”</p>&

32、lt;p>　　可將某類零件的加工步驟、使用刀具、工藝參數(shù)等加工條件保存為規(guī)范化的模板，形成企業(yè)的標準工藝知識庫，類似零件的加工即可通過調(diào)用“知識加工”模板來進行。這樣就保證了同類零件加工的一致性和規(guī)范化。同時，初學者更可以借助師傅積累的知識加工模板，實現(xiàn)快速入門和提高。</p><p>　　4．Windows界面操作</p><p>　　CAXA制造工程師基于微機平臺，采用原創(chuàng)Win

33、dows菜單和交互，全中文界面，讓您一見如故，輕松流暢地學習和操作。全面支持英文、簡體和繁體中文Windows環(huán)境。</p><p>　　5．豐富流行的數(shù)據(jù)接口</p><p>　　CAXA制造工程師是一個開放的設計／加工工具。它提供了豐富的數(shù)據(jù)接口，包括：直接讀取市場上流行的三維CAD軟件，如CATIA，Pro／ENGINEER的數(shù)據(jù)接口；基于曲面的DXF和IGES標準圖形接口，基于實體

34、的STEP標準數(shù)據(jù)接口；Parasolid幾何核心的x—T、x—B格式文件；ACIS幾何核心的SAT格式文偉面向快速成型設備的STL以及面向Internet和虛擬現(xiàn)實的VRML等接13。這些接口保證了于世界流行的CAD軟件進行雙向數(shù)據(jù)交換，使企業(yè)可以跨平臺和跨地域地與合作伙伴實現(xiàn)虛擬產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)。</p><p>　　6．全面開放的2D、3D開發(fā)平臺</p><p>　　CAXA制造工程

35、師充分考慮用戶的個性化需求，提供了專業(yè)而易于使用的2D和3D開發(fā)平臺，以實現(xiàn)產(chǎn)品的個性化和專業(yè)化。用戶可以隨心所欲地擴展制造工程師的功能，甚至可以開發(fā)出全新的CAD／CAM產(chǎn)品。</p><p>　　7．品質(zhì)一流的刀具軌跡和加工質(zhì)量</p><p>　　加工路徑的優(yōu)化處理使刀具軌跡更加光滑、流暢、均勻、合理，大大提高了加工走刀的流暢性，保證了工件表面的加工質(zhì)量。</p>&l

36、t;p>　　1.3國內(nèi)外其他CAM軟件簡介</p><p><b>　　PRO/E軟件</b></p><p>　　PRO/E 是ParametricTechnologyCrop公司（PTC）的Pro/Engineer以其參數(shù)化、基于特征、全相關等概念聞名于CAD界。該軟件的應用領域主要是針對產(chǎn)品的三維實體模型建立、三維實體零件的加工、以及設計產(chǎn)品的有限元分析。

37、該公司新推出的Pro/Engineer2000i2是在原Pro/E的產(chǎn)品上新增了柔性工程技術，包括可視化檢查（VisualSearch），行為建模技術（BehaviorModeling），形狀索引（ShapeIndexing），特征靈活性（FeatureAgility），CDRE渲染（CDRERendering），疲勞預測（FatiguePnediction）。這些針對用戶的人性化的設計技術可以使得設計人員把主要的精力集中到優(yōu)化設計及產(chǎn)

38、品的創(chuàng)新上，從而提高設計效率。該軟件的參數(shù)化特性造型的功能是它的一個主要功能，它貫穿與整個系統(tǒng)，包括特征、曲面、曲線以及線框模型等。而且系統(tǒng)經(jīng)過多年的努力，已經(jīng)把參數(shù)化的造型技術應用到工程設計的各個模塊，如繪圖、工程分析、數(shù)控編程、布線設計和概念設計等。但是由于它的系統(tǒng)不是基于Windows操作平臺開發(fā)的，因此</p><p>　　Mastercam軟件</p><p>　　Masterc

39、am是美國CNC公司開發(fā)的基于PC平臺的CAD/CAM軟件，它具有方便直觀的幾何造型 Mastercam提供了設計零件外形所需的理想環(huán)境，其強大穩(wěn)定的造型功能可設計出復雜的曲線、曲面零件。 </p><p>　　Mastercam具有強勁的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。 Mastercam提供了多種先進的粗加工技術，以提高零件加工的效率和質(zhì)量。Mastercam還具有豐富的曲面精加工功能，可以從中選擇最好的方

40、法，加工最復雜的零件。Mastercam的多軸加工功能，為零件的加工提供了更多的靈活性。 </p><p>　　可靠的刀具路徑校驗功能 Mastercam可模擬零件加工的整個過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況。 </p><p>　　Mastercam提供400種以上的后置處理文件以適用于各種類型的數(shù)控系統(tǒng)，我廠采用的是FANUC系統(tǒng)，機床為四

41、軸聯(lián)動臥式銑床。根據(jù)機床的實際結構，我們編制了專門的后置處理文件，繩槽曲面加工刀具路徑NCI文件經(jīng)后置處理后生成加工程序。 </p><p>　　使用Mastercam 實現(xiàn)DNC加工, DNC（直接數(shù)控）是指用一臺計算機直接控制多臺數(shù)控機床，其技術是實現(xiàn)CAD/CAM的關鍵技術之一。由于本工件較大，處理的數(shù)據(jù)多，所生成的程序長，數(shù)控機床的磁泡存儲器已不能滿足程序量的要求，這樣就必須采用DNC加工方式，利用RS-

42、232串行接口，將計算機和數(shù)控機床連接起來。利用Mastercam的Communic功能進行通訊，而不必考慮機床的內(nèi)存不足問題,經(jīng)大量的實踐，用Mastercam軟件編制復雜零件的加工程序極為方便，而且能對加工過程進行實時仿真，真實反映加工過程中的實際情況，不愧為一優(yōu)秀的CAD/CAM軟件。</p><p>　　Mastercam強項在3軸數(shù)控加工，簡單易用，產(chǎn)生的NC程序簡單高效。</p><

43、;p>　　主要競爭對手有UG NX，Cimatron, Delcam(Powermill)</p><p><b>　　UG軟件</b></p><p>　　UG是Unigraphics的縮寫，是一個商品名。這是一個交互式CAD/CAM(計算機輔助設計與計算機輔助制造)系統(tǒng)，它功能強大， 可以輕松實現(xiàn)各種復雜實體及造型的建構。它主要基于工作站。 CAD是計算

44、機輔助設計的縮寫，是行業(yè)通用名稱。它不包括CAM(計算機輔助制造)?？梢詫崿F(xiàn)CAD功能的軟件有很多，UG是其中一個，還有AutoCAD、Cimatron、Pro/ENGINEER、SOLIDWORKS、開目CAD等等。而AutoCAD則是另外一個由歐特克(Autodesk)公司開發(fā)的主要基于PC機的CAD軟件。 UG的開發(fā)始于1990年7月。如今大約十人正工作于核心功能之上。當前版本具有大約450,000行的C代碼.UG是一個

45、在二和三維空間無結構網(wǎng)格上使用自適應多重網(wǎng)格方法開發(fā)的一個靈活的數(shù)值求解偏微分方程的軟件工具。其設計思想足夠靈活地支持多種離散方案。因此軟件可對許多不同的應用再利用。一個給定過程的有效模擬需要來自于應用領域 (自然科學或工程)、數(shù)學(分析和數(shù)值數(shù)學) 及計算機科學的知識。一些非常成功的解偏微分方程的技術，特別是自適應網(wǎng)格加密（adaptive mesh</p><p>　　Cimatron軟件</p>

46、<p>　　Cimatron是基于CAD/CAM/PDM的產(chǎn)品，這套軟件的針對性較強，被更多的應用到模具開發(fā)設計中，該軟件能夠給應用者提供一套全面的標準模架庫，方便于使用者進行模具設計中的分型面、抽芯等工作，而且在操作過程中都能進行動態(tài)的檢查，可以說該軟件在模具設計領域是非常出色的，國內(nèi)南方的一些模具企業(yè)都在使用這套軟件，但由于它針對的專業(yè)性強，因此Cimatron更多的被應用于模具的生產(chǎn)制造業(yè)，而其他行業(yè)的使用者較少，另

47、外該軟件的價格相對較貴。 </p><p>　　SOLIDWORKS軟件</p><p>　　SolidWorks提供了一系列獨特的全新功能，不僅可以幫助工程設計人員以更快的速度將質(zhì)量更佳的產(chǎn)品帶入市場，而且能夠?qū)崿F(xiàn)更為簡便的從2D設計至3D 設計的轉(zhuǎn)化過程。該軟件具有用戶需求的200余項強化功能和重要創(chuàng)新，為工程設計工作實現(xiàn)了具有突破意義的高效率。這些創(chuàng)新功能之中包括全新的工作方法，使工

48、程設計人員能夠在進行作業(yè)的同時對設計方案完成分析和驗證。SolidWorks 2006提供了多種優(yōu)化功能，能夠使工程設計作業(yè)過程更為簡便快捷，且集成化程度更高，其中包括:工作性能以幾何級數(shù)提高;新型用戶工作能力輔助提高工具，如智能化零部件功能;服務于日常消費品、金屬板材及機械設備設計人員的全新功能，如Mounting Bosses, Snap Hooks, 和Vents;新型主流設計驗證功能。</p><p>　

49、　第二章 連桿實體造型</p><p><b>　　2.1 繪制草圖</b></p><p>　　鼠標左鍵雙擊桌面上CAXA制造工程師圖標。</p><p>　　單擊“標準工具欄”上的圖標。</p><p>　　按F5鍵，確定在XOY平面內(nèi)繪圖,用繪制圓命令繪制R20及R37.5的圓,其中兩圓的中心距是140mm.如圖2

50、-1</p><p><b>　　圖2-1</b></p><p>　　用兩點半徑的圓弧命令作250.6的圓弧,修剪去多余的弧,如圖2-2所示.</p><p><b>　　圖2-2</b></p><p><b>　　2.2 實體造型</b></p><p

51、>　　(1)用拉伸工具命令拉伸實體,出現(xiàn)對話框如圖所示,設好其參數(shù)如下圖2-3圖所示，拉伸完成后得實體圖2-4。</p><p><b>　　圖2-3</b></p><p><b>　　圖2-4</b></p><p>　　(2)在XY在平面上作拉伸的草圖如圖2-5所示，其中要用到實體相關線。</p>

52、<p><b>　　圖 2-5</b></p><p>　?。?）拉伸的參數(shù)設置如圖2-6，拉伸完成后得圖2-7圖所示。</p><p><b>　　圖2-7</b></p><p><b>　　圖2-8</b></p><p>　?。?）用旋轉(zhuǎn)去除材料命令去掉的凸

53、臺的的材料，首先要作偏移平面XY向上10的平面，在新建的平面上作草圖如圖2-9，旋轉(zhuǎn)的參數(shù)2-10所示，完成后得圖2-11</p><p><b>　　圖2-9</b></p><p><b>　　圖2-10</b></p><p><b>　　圖2-11</b></p><p&g

54、t;　?。?）再用相同的方法旋轉(zhuǎn)去除大凸臺多余的材料，作XY平面上15的平面，畫圓30MM。再修剪去一個半圓如圖2-12所示。</p><p><b>　　圖2-12</b></p><p>　　（6）旋轉(zhuǎn)去多余的材較得圖1-13，設置參數(shù)如圖1-14所示。</p><p><b>　　圖2-13</b></p>

55、;<p><b>　　圖2-14</b></p><p>　?。?）用拉伸命令拉伸去除連桿的中間的槽，首先在要用實體相關線作出兩條圓弧為250.6的線,然后用偏移4.5得所要的255.1的圓弧。，再畫圓R47.6與其相交。再畫小凸臺向右偏27。4的直線。倒圓用R2。用修剪命令修去多余的線條如圖2-15所示。</p><p><b>　　圖2-1

56、5</b></p><p>　?。?）然后設置拉伸去除材料的命令的參數(shù)如圖2-16。完成拉伸后得圖2-17。</p><p><b>　　圖2-16</b></p><p><b>　　圖2-17</b></p><p>　?。?）倒圓角R5、R6、R3如圖1-18所示</p>

57、;<p><b>　　圖2-18</b></p><p><b>　　圖2-19</b></p><p>　?。?0）完成過渡后，倒其余的R2圓角。全部完成后得出連桿的實體設計。如圖2-20所示。</p><p><b>　　圖2-20</b></p><p>　

58、?。?1）到這里連桿的草繪及實體造型已經(jīng)全部完成。</p><p><b>　　第三章 連桿的加工</b></p><p>　　3.1加工的工藝參考：</p><p>　?。?）連桿材料的選擇</p><p>　　連桿機構中兩端分別與主動和從動構件鉸接以傳遞運動和力的桿件。連桿是汽車發(fā)動機中的重要零件，它連接著活塞和曲軸

59、，其作用是將活塞的往復運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，并把作用在活塞上的力傳給曲軸以輸出功率。連桿在工作中，除承受燃燒室燃氣產(chǎn)生的壓力外，還要承受縱向和橫向的慣性力。因此，連桿在一個復雜的應力狀態(tài)下工作。它既受交變的拉壓應力、又受彎曲應力。　連桿的主要損壞形式是疲勞斷裂和過量變形。通常疲勞斷裂的部位是在連桿上的三個高應力區(qū)域。連桿的工作條件要求連桿具有較高的強度和抗疲勞性能；又要求具有足夠的鋼性和韌性。</p><p>

60、;　　凸輪材料20Cr的性能特點如下：</p><p><b>　　機械特性：</b></p><p>　　C45(1.0503)是泛用于機械制造，這種鋼的機械性能很好。但是這是一種中碳鋼，淬火性能并不好， 45號鋼可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望發(fā)揮45＃鋼優(yōu)越的機械性能，常將45＃鋼表面滲碳淬火，這樣就能得到需要的表面硬度。</p&g

61、t;<p>　　強度較高的一種中碳優(yōu)質(zhì)鋼，因淬透性差，一般以正火狀態(tài)使用，機械性能要求較高時，采用調(diào)質(zhì)處理。冷變形塑性中等，退火和正火的切削加工性比調(diào)質(zhì)的好。用于制造強度要求較高的零件，如齒輪、軸、活塞銷等和受力不很大的機械加工件、鍛件、沖壓件和螺栓、螺母、管接。</p><p>　　1.45鋼淬火后沒有回火之前，硬度大于HRC55（最高可達HRC62）為合格。 實際應用的最高硬度為HRC55（高

62、頻淬火HRC58）。 </p><p>　　2. 45鋼不要采用滲碳淬火的熱處理工藝。 調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機械性能，廣泛應用于各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。但表面硬度較低，不耐磨?？捎谜{(diào)質(zhì)＋表面淬火提高零件表面硬度。</p><p>　　碳處理一般用于表面耐磨、芯部耐沖擊的重載零件，其耐磨性比調(diào)質(zhì)＋表面淬火高。其表面含碳量0.8－－1

63、.2％，芯部一般在0.1－－0.25％（特殊情況下采用0.35％）。經(jīng)熱處理后，表面可以獲得很高的硬度（HRC58－－62），芯部硬度低，耐沖擊。</p><p><b>　　化學成份</b></p><p>　　碳 C ：0.42～0.50</p><p>　　硅 Si：≤0.40</p><p>　　錳 Mn：0.5

64、0～0.80</p><p>　　硫 S ：≤0.045</p><p>　　磷 P ：≤0.045</p><p>　　鉻 Cr：≤0.40</p><p>　　鎳 Ni：≤0.40</p><p>　　鉬 Mo：≤0.10</p><p><b>　　力學性能：</b>

65、</p><p>　　抗拉強度 σb (MPa)：≥600(61)</p><p>　　屈服強度 σs (MPa)：≥355(36)</p><p>　　伸長率 δ5 (％)：≥16</p><p>　　斷面收縮率 ψ (％)：≥40</p><p>　　沖擊功 Akv (J)：≥39</p><p

66、>　　沖擊韌性值 αkv (J/cm2)：≥49(5)</p><p>　　硬度 ：未熱處理,≤229HB;退火鋼,≤197HB</p><p>　　試樣尺寸：試樣尺寸為25mm</p><p>　　熱處理規(guī)范及金相組織：</p><p>　　熱處理規(guī)范：正火,850℃;淬火,840℃;回火,600℃。</p><p

67、>　　（2）材料的加工工藝要求</p><p>　　由連桿圖可以分析加工藝及其要求：連桿由圓和圓弧形組成而高度帶有7度的拔模斜度。，幾何元素之間關系描述清楚。根據(jù)零件的應用場合，得到合適的精度要求。</p><p><b>　　確定裝夾方案：</b></p><p>　　采用平口鉗的夾緊或螺旋壓板式夾緊。</p><p

68、>　　走刀順序及走刀路線：</p><p>　　加工順序的擬訂照“基面先行”，“先粗后精”的原則確定。先加工外輪廓再加工內(nèi)槽。</p><p>　　加工過和中的進給量、切削進給量速度、背吃刀量如下：</p><p>　　切削方向：采用順時針走刀</p><p>　　冷卻情況：用乳化液冷卻循環(huán)利用</p><p>

69、　?。?）材料的加工刀具要求：</p><p>　　刀具材料應具備的性能</p><p>　　性能優(yōu)良的刀具材料，是保證刀具高效工作的基本條件。刀具切削部分在強烈摩擦、高壓、高溫下工作，應具備如下的基本要求</p><p><b>　　高硬度和高耐磨性 </b></p><p>　　刀具材料的硬度必須高于被加工材料的硬度

70、才能切下金屬，這是刀具材料必備的基本要求，現(xiàn)有刀具材料硬度都在60HRC以上。刀具材料越硬，其耐磨性越好，但由于切削條件較復雜，材料的耐磨性還決定于它的化學成分和金相組織的穩(wěn)定性。</p><p>　　足夠的強度與沖擊韌性 </p><p>　　強度是指抵抗切削力的作用而不致于刀刃崩碎與刀桿折斷所應具備的性能。一般用抗彎強度來表示。</p><p>　　沖擊韌性是指

71、刀具材料在間斷切削或有沖擊的工作條件下保證不崩刃的能力，一般地，硬度越高，沖擊韌性越低，材料越脆。硬度和韌性是一對矛盾，也是刀具材料所應克服的一個關鍵。</p><p><b>　　高耐熱性 </b></p><p>　　耐熱性又稱紅硬性，是衡量刀具材料性能的主要指標。它綜合反映了刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性、強度、抗氧化、抗粘結和抗擴散的能力。</p>

72、;<p>　　良好的工藝性和經(jīng)濟性 </p><p>　　為了便于制造，刀具材料應有良好的工藝性。</p><p>　　由加工材料及刀肯應用的場合，加工材料為20Cr的合金滲碳鋼的凸輪，用的是銑床加工，根據(jù)強度各韌性和熱穩(wěn)定性要求，硬度和耐磨性要求，化學穩(wěn)定性要求，導熱性和耐沖擊性，結構鋼性及刀口要求。選擇加工的刀具有：</p><p>　　粗加工時用

73、φ16的高速鋼立銑刀刀具</p><p>　　高速鋼是一種加人了較多的鎢、鉻、釩、相等合金元素的高合金工具鋼，有良好的綜合性能。其強度和韌性是現(xiàn)有刀具材料中最高的。高速鋼的制造工藝簡單，容易刃磨成鋒利的切削刃；鍛造、熱處理變形小，目前在復雜的刀具，如麻花鉆、絲錐、拉刀、齒輪刀具和成形刀具制造中，仍占有主要地位。</p><p>　　半精加工時應用φ6硬質(zhì)合金鋼立銑刀刀具</p>

74、<p><b>　　精加工時用R3球刀</b></p><p>　　硬質(zhì)合金鋼耐熱可達800-1000攝氏度?？箯?-1.75Gpa，沖擊韌性0.4MJ/m2。硬質(zhì)合金鋼抗彎強度和韌性不及高速鋼，但耐熱性好切削速度快，應用較為廣泛。</p><p>　　3.2加工工藝過程：</p><p>　　材料為C45，毛坯尺寸是210X85

75、X40mm。</p><p>　　加工工藝過程分別如下：</p><p>　　(1)零件圖的分析：由連桿圖可以分析加工藝及其要求：連桿由圓和圓弧形組成而高度帶有7度的拔模斜度。，幾何元素之間關系描述清楚。根據(jù)零件的應用場合，得到合適的精度要求。</p><p>　　(2)確定裝夾方案：</p><p>　　采用平口鉗的夾緊或螺旋壓板式夾緊。&

76、lt;/p><p>　　(3)刀具的選擇：粗加工時用φ16的高速鋼立銑刀刀具，精加工時應用φ8硬質(zhì)合金鋼立銑刀刀具，精加工用R3球刀。</p><p><b>　　4切削用量的選擇：</b></p><p>　　5填寫數(shù)控加工工序卡片：</p><p>　　3.3連桿的加工前準備工作：</p><p>

77、;<b>　　(1)．設置刀具庫</b></p><p>　　鼠標左鍵雙擊樹管理器中的“刀具庫”，鼠標左鍵單擊彈出的對話框中的“清除刀庫”按鈕并單擊“增加刀庫”按鈕，單擊“確定”按鈕，設置刀具參數(shù)。如下圖3-1：</p><p><b>　　圖3-1</b></p><p><b>　　(2)．后置設置</

78、b></p><p>　　選擇“加工”→“后置處理”→“后置處理”命令，彈出“機床后置”對話框，如圖3-2所示。</p><p>　　增加機床設置，選擇當前機床類型。</p><p>　　后置處理設置，選擇“后置設置”選項卡，根據(jù)當前的機床，設置各參數(shù)，如圖3-3所示。</p><p><b>　　圖3-2</b>

79、</p><p><b>　　圖3-3</b></p><p><b>　　(3)設定加工毛坯</b></p><p>　　選擇“加工”→“定義毛坯”命令，彈出“定義毛坯”對話框。選擇“兩點方式”→“鑄件”，其他參數(shù)如圖2-2所示，單擊“確定”按鈕，完成毛坯的定義，鼠標左鍵單擊曲線工具條中的矩形按鈕，在彈出的對話框中輸入長

80、度為210mm寬度為85mm，高是40mm.再按F5鍵，點擊坐標原點，單擊鼠標右鍵，按F8鍵，如圖3-4，3-5所示。</p><p><b>　　圖3-4</b></p><p><b>　　圖3-5</b></p><p><b>　　3．4加工過程</b></p><p>

81、;　　(1)．粗加工刀具軌跡生成</p><p><b>　　等高線粗加工</b></p><p>　　連桿的加工的第一步應選用等高線粗加工。其原因有以下幾方面：等高線粗加工能把毛坯的多余的部分余量快速去掉；等高線粗加工能加工出所需要的加工輪廓；等高線粗加工時還留有一定余量，能為下一步的輪廓線精加工作準備；④等高線粗加工時還留有一定余量，能為下一步的區(qū)域式粗加工作準備

82、；⑤等高線粗加工用于具有深度方向加工的這樣場合非常適合。</p><p>　　把鼠標箭頭放進樹管理器區(qū)域內(nèi)，單擊鼠標右鍵，選擇“加工”“粗加工”“等高線粗加工”，如圖3-6所示。單擊鼠標左鍵，這時彈出對話框，設置參數(shù)如圖3-7～圖3-14所示。</p><p><b>　　圖3-6</b></p><p><b>　　圖3-7加工參數(shù)

83、1</b></p><p>　　圖3-8 加工參數(shù)2</p><p><b>　　圖3-9 切入切出</b></p><p><b>　　圖3-10下刀方式</b></p><p><b>　　圖3-11切削用量</b></p><p>&l

84、t;b>　　圖3-12加工邊界</b></p><p><b>　　圖3-13刀具參數(shù)</b></p><p>　　鼠標左鍵單擊對話框中的“確定”按鈕，分別拾取加工對象和拾取加工邊界，生成的刀路軌跡如圖3-14所示。</p><p><b>　　圖3-14</b></p><p>

85、<b>　　精加工刀具軌跡生成</b></p><p><b>　　(1)等高線精加工</b></p><p>　　連桿的加工的第二步應選用等高線精加工。其原因有以下幾方面：1.等高線精加工能作為最后是精加工，也可以為最后的淺平面加工作準備；2.等高線精加工能加工出所需要的加工輪廓； 3.等高線精加工用于具有深度方向加工的這樣場合非常適合。<

86、;/p><p>　　把鼠標箭頭放進樹管理器區(qū)域內(nèi)，單擊鼠標右鍵，選擇“加工”“精加工”“等高線精加工”，如圖3-15所示。單擊鼠標左鍵，這時彈出對話框，設置參數(shù)如圖3-16～圖2-22所示。</p><p>　　圖3-15加工參數(shù)1</p><p>　　圖3-16加工參數(shù)2</p><p><b>　　圖3-17切入切出</b&g

87、t;</p><p><b>　　圖3-18下刀方式</b></p><p><b>　　圖3-19切削用量</b></p><p><b>　　圖3-20加工邊界</b></p><p><b>　　圖3-21刀具參數(shù)</b></p>&l

88、t;p><b>　　圖3-22</b></p><p><b>　　(2)淺平面精加工</b></p><p>　　連桿加工的第三步應選用淺平面精加工。其原因有以下幾方面：凸輪加工的第一步選用等高線粗加工和第二步選用等高線精加工，而選用淺平面精加工是為了承接等高線粗加工和輪廓線精加工；淺平面精加工能夠達到所要求平面的光滑度；淺平面精加工能把

89、毛坯的多余的部分余量去掉；④淺平面精加工非常適合帶有球面及圓角的精加工。</p><p>　　選中樹管理器中的“淺平面精加工”并單擊鼠標右鍵，在彈出的對話框中選擇“隱藏”，把鼠標箭頭放進樹管理器區(qū)域內(nèi)，單擊鼠標右鍵，選擇“加工”“精加工”“ 淺平面精加工”，如圖3-33所示。單擊鼠標左鍵，這時彈出對話框，設置參數(shù)如圖3-34～圖3-39所示。</p><p>　　圖3-33加工參數(shù)1<

90、;/p><p><b>　　圖3-34切入切出</b></p><p><b>　　圖3-35下刀方式</b></p><p><b>　　圖3-36切削用量</b></p><p><b>　　圖3-37加工邊界</b></p><p&g

91、t;<b>　　圖3-38刀具參數(shù)</b></p><p><b>　　圖3-39</b></p><p><b>　　第四章 后置處理</b></p><p><b>　　4.1軌跡仿真</b></p><p>　?。?）單擊“線面可見”按鈕，顯示所有已

92、經(jīng)生成的加工軌跡，然后拾取所有加工軌跡，單擊鼠標右鍵確認。</p><p>　?。?）選擇“加工”→“軌跡仿真”命令。拾取粗加工與精加工的刀具軌跡，單擊鼠標右鍵結束，系統(tǒng)彈出“軌跡仿真”界面。</p><p>　?。?）單擊按鈕，系統(tǒng)將立即進行加工仿真，并彈出“加工仿真”對話框。</p><p>　　仿真加工過程中，系統(tǒng)顯示走刀過程。如圖4-1到4-3所示。<

93、/p><p><b>　　圖4-1</b></p><p><b>　　圖4-2</b></p><p><b>　　圖4-3</b></p><p>　　4.2 G代碼的生成</p><p>　?。?）選擇“加工”→“后置處理”→“生成G代碼”命令，彈出“

94、選擇后置文件”對話框，填寫加工代碼文件名“凸輪加工”，單擊“保存”按鈕。狀態(tài)欄提示“拾取刀具軌跡”，選擇以上1加工軌跡，單擊鼠標右鍵，彈出記事本文件，內(nèi)容為生成的G代碼程序，如圖4-1所示。注意每一把刀都要獨自生成一個文件的G代碼。同理，第二和第三個加工方式都要生成一個文件的G代碼。如圖4-4所示。</p><p><b>　　圖4-4</b></p><p>　　4

95、.3 生成工藝清單</p><p>　　（1）選擇“加工”→“工藝清單”命令，彈出“工藝清單”對話框，如圖4-5所示。</p><p><b>　　圖4-5</b></p><p>　?。?）在對話框中填寫零件名稱“凸輪加工”，單擊“拾取軌跡”按鈕，返回工作界面，拾取所有加工軌跡后，單擊鼠標右鍵，返回“工藝清單”對話框，單擊“生成清單”按鈕。彈

96、出“CAXA工藝清單”界面，如圖4-6所示。</p><p><b>　　圖4-6</b></p><p>　　注：工藝清單共有general（NC數(shù)據(jù)檢查表）、function（功能參數(shù)）、tool（刀具）、path（刀具路徑）、ncdata（NC數(shù)據(jù))5個NC數(shù)據(jù)檢查表文件，如圖4-7所示。</p><p><b>　　圖4-7&

97、lt;/b></p><p>　　(3)鼠標左鍵單擊ncdata.html，生成工藝清單如圖4-8所示，這樣就知道加工過程所需要的時間。</p><p><b>　　圖4-8</b></p><p><b>　　第五章 設計總結</b></p><p><b>　　設計總結：<

98、/b></p><p>　　經(jīng)過這次CAXA軟件工程師的連桿設計使我能夠更好地認識到產(chǎn)品設計的流程。能更一步了解和運用CAXA 2006制造工程師。我學會了運用CAXA 2006制造工程師建模和編程。CAXA 實體設計2006具有很強的由三維實體模型生成二維工程圖的能力,具有符合國標的二維繪圖模板,可生成不同種類視圖.生成可視的,可編輯的明細表后可以自動添加全部零件序號,使得建立物料清單非常容易.三維智能尺

99、寸投影到圖紙后,可以在圖紙環(huán)境直接編輯這些尺寸.按照最新的國家標準提供了標準件圖庫,用戶還可根據(jù)情況自己定義圖庫.這樣可以大大提高出圖的效率.我覺得CAXA 2006制造工程師操作起來比其他CAM軟件方便，操作起來比較省時間；但是CAXA 2006制造工程師屬于比較新出的國產(chǎn)CAM軟件，其中的缺點還有不少，包括有功能用起來時很不穩(wěn)定、計算參數(shù)時比較慢，而肯要不計算機的配置較高等，技術還待進一步完善。其實每個軟件都有它的優(yōu)點和缺點。關鍵是

100、我們能怎樣應用到最好，充分運用它的功能來達到最佳效果。以下是我對這次設計的總結：</p><p>　　（1）產(chǎn)品的選材。產(chǎn)品的材料是關鍵。跟據(jù)產(chǎn)品的功能及應用場合等各種綜合因素來選擇材料。從這次課程設計中，讓我懂得了選用連桿的材料-C45。連桿機構中兩端分別與主動和從動構件鉸接以傳遞運動和力的桿件。連桿是汽車發(fā)動機中的重要零件，它連接著活塞和曲軸，其作用是將活塞的往復運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，并把作用在活塞上的力

101、傳給曲軸以輸出功率。連桿在工作中，除承受燃燒室燃氣產(chǎn)生的壓力外，還要承受縱向和橫向的慣性力。因此，連桿在一個復雜的應力狀態(tài)下工作。它既受交變的拉壓應力、又受彎曲應力?！∵B桿的主要損壞形式是疲勞斷裂和過量變形。通常疲勞斷裂的部位是在連桿上的三個高應力區(qū)域。連桿的工作條件要求連桿具有較高的強度和抗疲勞性能；又要求具有足夠的鋼性和韌性。</p><p>　　（2）數(shù)控加工刀具材料的選取。</p><

102、p>　　從這次課程設計中，讓我懂得了選用刀具材料。因為連桿所選用材料硬度比較高，所以這就要求刀具具有高硬度和高耐磨性、足夠的強度與沖擊韌性、良好的化學穩(wěn)定性、較高的結構剛度及良好的工藝性和經(jīng)濟性等，我懂得了根據(jù)加工的零件材料來確定所使用的刀具材料。粗加工和精加工選擇的刀具材料也不一樣。分為高速鋼和硬質(zhì)合金鋼。 </p><p><b>　　加工工藝分析</b></p>&

103、lt;p>　　在這次課程設計中，我能夠更好地反學過的數(shù)控加工工藝課程有效有運用。如1）零件圖分析，2）夾具的選擇，3）加工方案的確定，4）刀具材料的選擇，5）切削用量的選擇，6）加工工序卡的填寫……</p><p>　?。?）還有重要的一部分就是運用軟件進行建模及加工編程及刀路的仿真。其實加工編程是我們加工的重點部分。使我們能夠認識到CAM軟件功能的強大。</p><p>　　總的來

104、說，這次課程任務設計的得比較成功。從開始我就用認真的態(tài)度去對待。頭腦清析地去考慮每一部分的方案。還有就是我們應該利用好我們學過的知識、從網(wǎng)絡查找資料，到圖書館看一些關于設計的資料，如機械設計手冊等。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]柳冠中：《工業(yè)設計學概論》，哈爾濱，黑龍江科學技術出版社，1997年版。 [2]柳冠中：《蘋果集

105、——設計文化論》，哈爾濱，黑龍江科學技術出版社，1996年版。 [3]李樂山：《工業(yè)設計思想基礎》，北京，中國建筑工業(yè)出版社，2004年版。 [4]李樂山.：《工業(yè)設計心理學》，北京，高等教育出版社，2004年版。 阮寶湘、邵祥華：《工業(yè)設計人機工程》，北京，機械工業(yè)出版社，2005年版。 [5] [美] 美國工業(yè)設計師協(xié)會編：《工業(yè)產(chǎn)品設計秘訣》，雷曉紅、鄒玲譯，北京，中國建筑工業(yè)出版社，2005年版。 [6]邱松：《造型設

106、計基礎》，北京，清華大學出版社，2005年版。</p><p>　　[7]楊正：《工業(yè)產(chǎn)品造型設計》，武漢大學出版社，2003年版。 [8]張福昌主編：《造型基礎》，北京理工大學出版社，1994年版。 [9]張錫主編：《設計材料與加工工藝》，北京， 化學工業(yè)出版社，2004年版。</p><p>　　[10] GB3100-3102 0001—1994，中華人民共和國國家標準[S]

107、.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本文是在我的導師xx老師的親切關懷和悉心指導下完成的。xx老師以其嚴謹求實的治學態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。在論文（設計）的選題、資料查詢及定稿過程中，xx老師都始終給予我無私的幫助和悉心的指導，并在他的正確引導下，我最終順利完成了畢業(yè)論文，在此謹向

108、xx老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。</p><p>　　大學三年的學習過程中，班主任xx老師以實實在在的敬業(yè)精神認真授課、不斷豐富課堂內(nèi)容以及對我們的熱心幫助，并在他們求真務實的教導下，通過自己的努力系統(tǒng)地學習和掌握了較為扎實的專業(yè)基礎知識，我將會學以致用，把所學知識運用到以后的工作實踐當中，在這里請接受我誠摯的謝意！在此，我還要感謝在一起愉快的度過大學生活的同學們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個