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CAXA的战斗机工艺品模型的设计及制作

数控产品网 www.cncproduct.com   2014-04-09   来源:网络转载   阅读:879次

 CAXA软件是一种全中文、面向数控机床的三维CAD/CAM软件。其具有强大的实体造型、曲面造型等功能和优质高效工艺性的数控自动加工特点,主要用于加工具有复杂三维曲面的零件。借助于CAXA软件,笔者完成了一战斗机工艺品模型的外形设计、三维造型、程序后置处理、数控自动加工及实体装配的整个过程。

1 外形设计

    参考军事网站资料及相关军事书籍,充分考虑结构合理,美观耐用,精致小巧,适宜摆放在书桌上,方便作为工艺品进行展示的特点,结合CAXA软件造型的参数设置、现有的机床加工设备及加工工艺合理性的要求,我们将战斗机上模、下模设计成如图1所示的外形。

战斗机上、下模设计图 

图1 战斗机上、下模设计图

2 三维造型

    根据战斗机上模、下模设计图纸的尺寸要求,结合美观的特点,采用CAXA软件三维造型中扫掠、拉伸、旋转、桥接等曲面造型方式,分别完成对战斗机上模、下模的建模造型。

3 加工工艺分析

    3.1 战斗机上、下模的加工工艺

    根据战斗机上、下模的设计图及造型图,由于战斗机上、下模含有大量曲面造型,所以我们采用加工中心(型号HASS VF1)数控加工。可以用φ8mm立铣刀进行粗加工,再用φ4mm球头铣刀进行精加工,采用精密平口钳夹具进行装夹。

    在加工完成后,需要去除残料,因为加工中心去除残料不方便,我们决定选用数控线切割进行EDM(数控电火花线切割)加工去除残料的加工工艺方法。考虑到材料为铝(AL),普通快走丝数控线切割机床不容易导电,我们选用了慢走丝数控线切割机床(型号DK7732),装夹方式采用钻夹头夹具装夹,利用数控线切割机床进行EDM加工将模型与底部的残料成功分离。

    3.2 战斗机支撑脚的加工工艺

    战斗机支撑脚以外圆轮廓的中心线为定位基准,由于支撑脚是圆柱形台阶轴,因此采用普通车床(型号CDS6136)三爪自定心卡盘装夹,装夹时工件需保持垂直,由于零件比较小,所以支撑脚轴中间的滚轮槽采用数控线切割机床进行电火花线切割的加工方法。

    3.3 战斗机滚轮的加工工艺

    从精致美观和方便观察角度考虑,滚轮采用紫铜作为原材料。因为滚轮属于轴类零件,装夹方式采用普通车床三爪卡盘自定心装夹。加工时车削好端面之后先打轴孔,打完轴孔再进行割断,轴孔中间可以穿一根铜丝作为滚轴,两头铆接,以方便战斗机滚轮前后滚动。

    3.4 切削三要素的计算及选择

    影响切削用量的因素一般有刀具材料、零件材料、刀具类型、刀具直径、加工方式、尺寸要求、表面粗糙度及加工效率等,可以通过查机械加工工艺手册,根据切削要素计算公式计算确定合理的切削用量。这里选取战斗机上模粗加工时的切削三要素计算及选择为例进行说明。

    (1)切削速度计算

n=1000Vc/πD

    式中,

    D为铣刀直径;

    π为圆周率,π=3.14;

    n为主轴转速;

    Vc为切削速度。

    粗加工选择φ8硬质合金刀立铣刀,查《机械加工工艺手册》,Vc -般选择70-90m/nun、铣刀直径φ8mm,则将π=3.14、D=8mm、Vc=75mm/min代人公式π=1000Vc/πD=(1000×75)÷(3.14×8)r/min=2985.66r/min。圆整后取3000r/min。

    (2)进给量计算

Vf=f×n=fz×z×n

    式中,

    Vf为进给速度;

    f为每转进给量;

    fz为每齿进给量;

    n为铣刀转速;

    z为铣刀齿数。

    可得每转进给量f=z×fz。

    查《机械加工工艺手册》fz选择0.2-0.3mm,主轴转速已选3 000 r/min,若选择每齿进给量为0.2mm,则Vf=fz×z×π=0.2×4×3000mm/min=2400mm/min,因而工作台的进给速度选为2400mm/min。

4 程序后置处理

    以战斗机上模数控自动加工为例,通过CAXA软件草图对毛坯进行设定,同时确定毛坯中心在系统坐标系(绘图坐标系)中的坐标值。因为战斗机模型绘图原点在图形的下方,Z轴方向对刀时需注意:设定Z轴零点时Z轴坐标须向下20mm。首先设定加工坐标系、工件加工的安全平面,然后开始对工件进行加工。

    (1)参数设置过程

    点击进入等扫掠线精加工,如图2所示。

扫掠线精加工 

图2 扫掠线精加工

    分别进行加工精度、切削用量、刀具参数等的设置,如图3所示。

切削用量与刀具参数设置 

图3 切削用量与刀具参数设置

    (2)刀具轨迹生成

    完成上述参数设置后,点击确定,生成刀具加工轨迹并进行实体模拟仿真,如图4所示。

战斗机上模仿真精加工 

图4 战斗机上模仿真精加工

    (3)数控程序的后置处理(自动生成的部分程序)

    N12 G5501

    N14 S3000 M03

    N16 G90 G54 C0 250.

    N18 G0 X-52.55 Y-30.082 M08

    N22 CO G90 X-52.55 Y-30.082

    N32714 GO G90 X52.45 Y30.712 250.

    N32716 M05

    N32718 M30

    战斗机下模的数控加工模拟仿真及程序的后置处理生成同上模,仿真结果如图5所示。

战斗机下模仿真精加工 

图5 战斗机下模仿真精加工

5 实体加工与装配

    5.1 战斗机零部件的加工过程

    根据战斗机模型上模、下模、支撑架、滚轮零部件的图纸及加工工艺流程,进行零部件实体加工,加工过程汇总如表1所示。

表1 战斗机零部件加工过程汇总表

战斗机零部件加工过程汇总表 

    5.2 战斗机零部件的装配过程

    (1)支撑脚与下模的装配:在台虎钳上将支撑脚固定,将φ2.5mm的滚轴朝上,穿过上模的轴孔稍露头,再用销钉将φ2.5mm滚轴露头端铆住。

    (2)滚轮与支撑架的装配:将滚轮放进支撑轴的槽中(如果装配较紧,可用锉刀将滚轮挫削薄一些),用φ2mm的滚轴连接。

    (3)上模与下模的装配:用502强化胶均匀涂满上、下模的结合表面,再将上、下模牢牢粘贴在一起,装配过程汇总如表2所示,最终的战斗机工艺品模型实体如图6所示。

表2 战斗机零部件装配过程汇总表

战斗机零部件装配过程汇总表 

战斗机工艺品模型实体图 

图6 战斗机工艺品模型实体图

6 结束语

    采用CAXA自动编程软件设计和制作出的战斗机模型在外观、尺寸、表面粗糙度和光滑度方面均符合要求,产品质量较好。CAXA在编程的过程中,能进行合理的工艺计算、刀路模拟和加工仿真,有效地提高了生产效率,可广泛应用于实际生产中产品的三维造型和数控编程领域。

CncProduct.Com(编辑:小朱)
本文标签(Tag)CAXA软件 数控机床
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