Mastercam毕业设计论文

项目15：综合训练加工三训练目的掌握加工外轮廓的刀具及合理切削用量的选择。掌握粗、精铣走刀路线，能正确确定刀具补偿参数。能够利用CAD/CAM软件完成简单零件的绘制与简单平面轮廓的铣削加工利用CAM设定走刀路径进行后置处理，生成加工程序任务1.工艺分析1.零件图样的分析零件图图1-15-1 零件毛坯图： 图1-15-2 毛坯如图(1)所示，零件材料为铝，切削性能较好，加工部分由椭圆凸台、六面体凸台、中心通孔以及四角均匀分布的四个精度要求较高的通孔构成，图中主要尺寸注明公差要考虑精度问题。零件毛坯100mm100mm20mm的方料，已完成上下平面及周边侧面的加工,如图1-15-2所示。2.选择加工机床：用立式三坐标数控铣床或加工中心较为合适。机床型号：XK6325（FANUC-oi MC系统）或VMA600。3.加工工艺分析：根据图样分析，材料的切削性能较好，椭圆凸台和六面体凸台加工时材料的切削量较大，刀具材料采用普通的高速钢（HSS），选择22mm立铣刀，粗精铣椭圆和六面体两凸台， 由于椭圆凸台高度有8mm，XYZ方向的切削余量较大均采用分层切削, 沿轮廓分几次进行铣削去除余量到图纸尺寸，中间20mm的通孔由于表面粗糙度要求不是太高，故可以用16mm高速钢键槽铣刀进行铣削加工。410mm孔表面精度要求较高,需要用10mm绞刀进行铰孔。由于该零件通过一次装夹及可完成零件的加工，故只需一道工序。工步一：粗铣椭圆凸台和六面体凸台下刀位置在离工件左侧30mm处采用圆弧切入进刀和切出退刀来铣削两个凸台。X、Y方向工件余量较大分三次铣削到最终尺寸，Z向同样也分几次切深到相应尺寸。工步二：精铣椭圆和六面体两凸台至图纸尺寸。工步三：中心钻分别钻削五个孔的定位孔。工步四：用麻花钻分别对五个孔进行钻孔加工。钻孔路线如图1-15-4所示。工步五：用16mm键槽铣刀铣削中间20mm的孔，采用螺旋式下刀方式进行加工。工步六：绞刀铰削四周直径为10mm的孔至图纸尺寸。4.走刀路线工步一选择22mm高速钢立铣刀粗铣两凸台，刀具从工件安全位置进刀，按照圆弧切入，圆弧切出的方法进行铣槽，根据铣削的方向建立刀具半径相应补偿，椭圆凸台采用逆时针，刀具右补偿，六面体采用顺时针，刀具左补偿。椭圆凸台铣削路线如图1-15-3所示A点为刀具下刀位置，B点为圆弧切点位置，C点为刀具抬刀位置。方向为逆时针铣削。六面体铣削路径方向与椭圆类似。图1-15-3 铣削椭圆轮廓走刀路线工步二粗铣后留0.5mm的余量进行精加工。工步三定位孔的加工。选择3mm高速钢中心钻加工，钻孔路线为：ABCDE，如图1-15-4所示。图1-15-4 X Y平面钻孔路线工步四选择9.8mm高速钢麻花钻加工孔，加工深度为20mm。加工路线如图1-15-4所示。图1-15-5 4 10孔的铰孔加工路线工步五选择16mm高速钢键槽铣刀加工20mm的通孔，加工深度为20mm。加工路线为螺旋式下刀切削如图1-15-6所示。图1-15-6 螺旋下刀路线工步六选择10H7机用铰刀精铰4个10mm孔至图纸尺寸，加工深度为20mm。加工路线ABCD，如图1-15-5所示。5.工件的装夹以已加工过的底面和侧面作为定位基准，在平口虎钳上装夹工件，钳口高度为50mm，工件顶面高于钳口16mm，工件底面用垫块将工件托起，在虎钳上夹紧前后两侧面。虎钳用T型螺栓固定在铣床工作台上。6.合理切削用量选择查表可知，铝合金允许切削速度V为180300m/min，精加工取V=180m/min，粗加工取V=180m/min70%=126 m/min；查附表参考22立铣刀的每齿切削量粗加工取Sz=0.2mm/齿，精加工取Sz=0.2mm/齿0.8=0.16mm/齿。修正系数取0.4,同理。粗加工时的键槽铣刀也取Sz=0.2mm/齿。计算22立铣刀切削用量:(1)粗加工n=1000v/D=10001260.4/3.1422=729r/min(取700r/min)F=3Szn=30.2700=420mm/min(取400mm/min)(2)精加工n=10001800.4/3.1422=1042.2r/min(取1000r/min)F=3Szn=30.161042.2=500.26mm/min (取500mm/min)(3)粗加工最大切深4mm（背吃刀量）(注：3为立铣刀的刃数，D为刀具的直径)查附表参考16键槽铣刀的每齿切削量粗加工取Sz=0.075mm/齿，精加工取Sz=0.075mm/齿0.8=0.06mm/齿。修正系数取0.4。计算16键槽铣刀切削用量：n=1000v/D=10001260.4/3.1412=1337.58r/min(取1300r/min)F=2Szn=20.0751337.58=200.6mm/min(取200mm/min)(注：2为键槽铣刀的刃数)数控加工工艺卡片如表1-15-1所示。表1-15-1数控加工工艺卡片工序号程序编号夹具名称夹具编号材料使用设备1O0001台式虎钳铝合金加工中心(VMA600)工步号工步内容刀具号刀具规格(mm)主轴转速(rmin-1)进给速度( mmmin-1)切深mm备注1粗铣凸台T0122立铣刀100030042精铣凸台T0222立铣刀15007500.53打中心孔T033中心钻14005034钻 孔T049.8麻花钻50050205铣 孔T0516键槽铣刀130026026铰 孔T0610H7铰刀2005020注意事项：启动机床回零后，检查机床零点位置是否正确。换刀后，应对Z轴进行对刀。正确操作机床，注意安全，文明生产。表1-15-2数控加工刀具及其补偿编号刀具名称刀具规格数量用途刀具材料加工性质刀具补偿H(mm)D(mm)1立铣刀222铣凸台高速钢粗铣凸台H01=？D01=？精铣凸台H02=？D02=？3中心钻31打中心孔高速钢定位H03=？D03=？4麻花钻9.81钻 孔高速钢加工孔H04=？D04=？5键槽铣刀161铣 孔高速钢铣通孔H05=？D05=？6铰 刀10H71铰 孔铰 孔H06=？D06=？注：H01H06中的数值根据具体对刀情况而定任务2 程序编制使用自动编程软件编制程序，在加工一些复杂的零件来说效率更高，本项目中以Mastercam为例，从图形绘制，自动编程中参数的设定，后处理传输和后处理修改进行简单讲解。1. 二维图形绘制利用Mastercam中的直线、矩形、圆弧和椭圆等命令完成零件二维图形绘制，图形如图1-15-7所示：图1-15-7 零件二维图形绘制2. 建立实体将观看视角变成等角视图：单击“等角视图”图标，删去多余的线。如图1-15-8所示：图1-15-8 等角视图 (主菜单) (实体)(挤出)，如图1-15-9所示，建立零件的三维实体，通过布尔运算得到最终实体。图1-15-9 三维效果 单击(着色)后，出现着色对话框如图1-15-10所示。所得三维实体效果图如图1-15-11所示。图1-15-10 着色设定对话框 图1-15-11 着色效果3. 生成刀具路径(1) 工件设定单击(刀具路径)(工件设定)，根据已知毛坯尺寸100mm100mm20mm在工件设定对话框中设置相应参数如图1-15-12所示。单击“确定”得到如图1-15-13所示。图1-15-12 工件设定对话框图1-15-13 毛坯设定效果图(2) 粗铣椭圆凸台单击(刀具路径),选择要铣削的椭圆轮廓如图1-15-14所示:图1-15-14 粗加工外型铣削相关设置步骤：刀具的建立如图1-15-15所示，右击出现建立新刀具，单击得到定义刀具对话框如图1-15-16所示。图1-15-15 “外型铣削”对话框图1-15-16 “定义刀具”对话框图1-15-17 刀具加工参数设置在外型铣削对话框中设置参数：参考高度绝对坐标为：50mm,进给下刀位置增量坐标为：10mm，加工深度绝对坐标为：8mm(Z向坐标零点在工件上表面)，其它设置如图1-15-18所示：图1-15-18 外形铣削加工XY分层铣削参数设置：粗铣次数：3次，间距：10mm如图1-15-19所示, 设置好单击“确定”。图1-15-18 “XY分层铣削” 对话框Z向分层铣削参数设置：最大粗切量：3mm, 如图1-15-19所示, 设置好单击“确定”。图1-15-19 “Z轴分层铣削”对话框进刀点和退刀点的参数设置如图1-15-20所示，设置好单击“确定”。图1-15-20 进退刀点参数设定 外型铣削对话框所有参数全部设置好后单击“确定”按钮生成椭圆刀具路径，如图1-15-21所示：图1-15-21 椭圆刀具路径(3)粗铣六面体凸台粗铣六面体加工参数设置和椭圆方法相同,不同之处如图1-15-22所示:图1-15-22 六面体外形加工参数设置参数设置好单击“确定”按钮，生成六面体刀具路径。如图1-15-23所示：图1-15-23 六面体刀具路径(4)钻定位孔单击选择要钻孔的孔心，分别选择五个孔的孔心，生成钻孔路径，如图1-15-24所示。图1-15-24 钻孔路径单击钻孔参数设置，如图1-15-25所示：图1-15-25 “钻孔加工参数”对话框(5)钻孔加工选择直径为9.8mm的麻花钻进行钻削五个通孔，刀具参数设置如图1-15-26所示。图1-15-26 刀具参数设置钻削参数设置如图1-15-27所示：图1-15-27 “钻孔加工参数”对话框(5)铣孔加工选择直径为16mm的键槽铣刀，铣削零件中间直径为20mm的通孔，铣削至图纸尺寸。参数设置如图图1-15-28所示。图1-15-28 铣孔加工参数设置图1-15-29 单击“确定”得到刀具铣孔螺旋路径，如图1-15-30所示：图1-15-30 刀具路径(7)铰孔加工对直径为10mm的四个通孔进行铰孔加工，铰刀参数设置如图1-15-31所示：图1-15-31 “定义刀具”对话框铰孔加工参数设置如图1-15-32所示，单击“确定”得到刀具加工路径如图1-15-33所示：图1-15-32 铰孔加工参数设置图1-15-33 铰孔加工路径全部刀具路径生成结束， 选择图1-15-34中的实体验证，单击确定，图1-15-34 操作管理员对话框观察整个加工仿真加工效果，效果图如图1-15-35所示。图1-15-35 仿真加工效果四程序后处理及程序传输设置 程序后处理单击图中的得到1-15-36图，在后处理程式对话框中做些设置如图1-15-37所示，单击确定得到程序如图1-15-38所示：图1-15-36图1-15-37 后处理程式对话框图1-15-38 输入程序名，单击“保存”得到自动生成的加工程序如图图1-15-39所示。图1-15-39 自动生成程序注：程序生成后需要对刀号，补偿号做相应的修改与机床上要加工使用的刀具号对应起来。程序