[机械毕业论文]较复杂零件数控加工工艺【专业答辩必备资料】

毕业设计（论文） 较复杂零件数控加工工艺 设计与编程 The complex components of NC machining Design and programming technology 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 李明山 职 称 讲师 导师单位 机电工程技术学院 论文提交日期 201 年 月 日 徐州工业职业技术学院 毕业设计（论文）任务书 课题名称 较复杂零件数控加工 工艺设计与编程 课题性质 工程设计类 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 李明山 导师职称 讲师 一、选题意义及背景： 通过本课题训练可以使学生对书本的知识做进 一步的了解与学习，对资料的查询与合理的应用做更深入的了解，能使学生对大学期间所学知识进行综合运用，锻炼学生分析问 题、解决问题的能力。为今后更好的适用岗位需求打下基础。 二、毕业设计（论文）主要内容： 本文主要包括以下内容 :选择零件图，要求包含非圆曲线轮廓，内外轮廓的配合件，可以是两到三个零件的配合。研究零件图，分析零件的形状、技术要求，确定毛坯种类及其尺寸，选用数控机床，制定工艺路线、选用刀具、夹具、量具、制定加工工艺卡片、编写加工程序、 Pro/e 三维造型、 Mastercam 自动生成程序。 三、计划进度： 1、 第 1 周用 CAD 完成二维零件图，用 Pro/e 完成三维零件图。 2、 第 2 周分析零件形状和尺寸精度要求确定零件的毛坯。 3、 第 3 周选择机床以及工艺装备。 4、 第 4 周确定工件装夹方案与加工工序及其工步的设计。 5、 第 5 周完成零件图的手工及自动编程 6、 第 6 周答辩 四、毕业设计（论文）结束应提交的材料 : 1、二维零件 A4图纸四份 2、手工编程稿一份 3、自动编程稿一份 4、工艺卡片若干 5、工件装夹示意图 A4图纸 三份 6、毕业设计说明书一份 指导教师 : 教研主任 : 论文 真实 性 承诺及指导教师 声明 学生 论文 真实 性 承诺 本人郑重声明：所提交的 作品 是本 人在 指导教师 的指导下，独立进行研究工作所取得的成果 ，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为 。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究 做 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为， 本人 愿 承担本声明的法律责任 和一切后果 。 毕业 生签名 ： 日 期 ： 指导教师关于学生论文真实性审核的声明 本人郑重声明： 已经对学生论文所涉及的内容进行严格审 核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为 。 指 导 教 师签名 ： 日期 ： I 摘要 本毕业设计的课题为：“较复杂零件数控加工工艺设计与编程”，较为详细地介绍了数控加工技术。主要内容有：数控加工前 的零件图分析、加工工艺的制定、刀具的选择及程序的编制。重点在工件 的装夹方案、工艺路线及编程上。第一章简略地描述了数控技术及数控机床的发展史，接下来的章节则是典型三件套零件的加工工艺分析与编程。本次任务涵 盖了诸多知识，要求熟练运用 CAD软件绘制三个组建的二维零件标准图；要求熟练运用 Pro/E 软件对各个组件进行三维造型，表达实体外形；要求熟练运用 Mastercam 软件并用此软件绘制刀具切削轨迹获取自动编程程序。此次任务较为详细地描述了一个合格工件的制造流程，通过这次毕业设计的学习，使自己的专业知识得到了梳理并提高了自己的专业技能。 关键词： 零件图 加工工艺分析 程序编制 装夹定位 零件检测 II Abstract The subject of this graduation project is: machining process analysis of typical parts for car and programming, by selecting the technician level three piece parts, the paper describes in detail the NC machining technology. The main contents are as follows: before NC machining parts diagram analysis,working process, tool selection and programming. Focus on the bow clamping scheme, process and programming. The first chapter briefly describes the history of the development of numerical control technology and CNC machine tools, the next chapter is the analysis of machining process and programming of a typical set of three parts. The mission covers many knowledge, skilled use of CAD software for drawing three formed two-dimensional standard partsdiagram； require skilled use of Pro/E software for 3D modeling of various components, the shape of demand expression； skilled use of Mastercamsoftware and this software rendering tool cutting path for automaticprogramming. This task is a bright spot manual programming using Siemenssystem and automatic programming is the FANUC system, by using the two kinds of system programming, can make the book space enthusiasts to get more knowledge. The task is more detailed description of the process manufacturing a qualified workpiece, through this graduation design learning,make their own professional knowledge has been sorted and improve their professional skills. Keywords: Part drawing The machining process analysis Programming The clamping and positioning Parts test III 目录 摘要 . I Abstract . II 目录 . III 绪论 . VI 第一章 数控机床简介 . 错误 !未定义书签。 1.1 数控机床概述 . 错误 !未定义书签。 1.2 数控机床的工作原 理 . 错误 !未定义书签。 1.3 数控机床的特点 . 错误 !未定义书签。 1.4 数控机床的应用 . 错误 !未定义书签。 1.5 数控机床的发展动向 . 错误 !未定义书签。 第二章 零件图分析 . 错误 !未定义书签。 2.1 件一 中间轴图样分析 . 错误 !未定义书签。 2.1.1 零件二维图样 . 错误 !未定义书签。 2.1.2 零件结构分析 . 错误 !未定义书签。 2.1.3 精度分析 . 错误 !未定义书签。 2.2 件二 中间套图样分析 . 错误 !未定义书签。 2.2.1 零件二维图样 . 错误 !未定义书签。 2.2.2 零件结构分析 . 错误 !未定义书签。 2.2.3 精度分析 . 错误 !未定义书签。 2.3 件三 右端球帽图样分析 . 错误 !未定义书签。 2.3.1 零件二维图样 . 错误 !未定义书签。 2.3.2 零件结构分析 . 错误 !未定义书签。 2.3.3 精度分析 . 错误 !未定义书签。 2.4 件四 三件套装配图图样分析 . 错误 !未定义书签。 2.4.1 零件二维图样 . 错误 !未定义书签。 2.4.2 零件结构分析 . 错误 !未定义书签。 2.4.3 精度分析 . 错误 !未定义书签。 第三章 数控加工工艺分析 . 错误 !未定义书签。 3.1 机床的选择 . 错误 !未定义书签。 3.1.1数控车床概述 . 错误 !未定义书签。 3.1.2 数控车床的加工对象 . 错误 !未定义书签。 3.1.3 确定数控车床 . 错误 !未定义书签。 3.2 夹具的选择 . 错误 !未定义书签。 3.2.1 机床夹具的概念 . 错误 !未定义书签。 3.2.2 机床夹具的组成 . 错误 !未定义书签。 3.2.3 机床夹具在机械加工中的作用 . 错误 !未定义书签。 3.2.4 数控车床的典型夹具 . 错误 !未定义书签。 3.2.5 确定夹具 . 错误 !未定义书签。 3.2.6 量具的选择 . 错误 !未定义书签。 IV 3.3 件一 中间轴数控加工工艺分析 . 错误 !未定义书签。 3.3.1 毛坯选择 . 错误 !未定义书签。 3.3.2 装夹要求、具体工步、走刀路线及基点分析（件一左端加工） 错误 !未定义书签。 3.3.3 装夹要求、具体工步、走刀路线及基点分析（件一右端加工） 错误 !未定义书签。 3.3.4 件一中间轴数控加工工艺卡片 . 错误 !未定义书签。 3.4 件二 中间套数控加工工艺分析 . 错误 !未定义书签。 3.4.1 毛坯选择 . 错误 !未定义书签。 3.4.2 装夹要求、具体工步、走刀路线及基点分析（件二右端加工） 错误 !未定义书签。 3.4.3 装夹要求、具体工步、走刀路线及基点分析（件二左端加工） 错误 !未定义书签。 3.4.4 件二中间套数控加工工艺卡片 . 错误 !未定义书签。 3.5 件三 右端球帽数控加工工艺分析 . 错误 !未定义书签。 3.5.1 毛坯选择 . 错误 !未定义书签。 3.5.2 装夹要求、具体工步、走刀路线及基点分析（件三左端加工） 错误 !未定义书 签。 3.5.3 装夹要求、具体工步、走刀路线及基点分析（件三右端加工） 错误 !未定义书签。 3.5.4 件三右端球帽数控加工工艺卡片 . 错误 !未定义书签。 第四章 手工编程 . 错误 !未定义书签。 4.1 工序 1 件一中间轴加工程序 . 错误 !未定义书签。 4.1.1 件一 左端加工程序 . 错误 !未定义书签。 4.1.2 件一左端仿图示意 . 错误 !未定义书签。 4.1.3 件一右端加工程序 . 错误 !未定义书签。 4.1.4 件一右端仿图示意 . 错误 !未定义书签。 4.2 工序 2 件二中间套加工程序 . 错误 !未定义书签。 4.2.1 件二右端加工程序 . 错误 !未定义书签。 4.2.2 件二右端仿图示意 . 错误 !未定义书签。 4.2.3 件二左端加工程序 . 错误 !未定义书签。 4.2.4 件二左端仿图示意 . 错误 !未定义书签。 4.3 工序 3 件三右端球帽加工程序 . 错误 !未定义书签。 4.3.1 件三左端加工程序 . 错误 !未定义书签。 4.3.2 件三左端仿图示意 . 错误 !未定义书签。 4.3.3 件三右端加工程序 . 错误 !未定义书签。 4.3.4 件三右端仿图示意 . 错误 !未定义书签。 第五章 自动编程 . 1 5.1 自动编程的介绍 . 1 5.1.1 自动加工与编程简介 . 1 5.1.2 MastercamX5 软件简介 . 2 5.2 件一中间轴的自动编程 . 2 5.2.1 中间轴右端自动走刀轨迹图及程序 . 2 5.2.2 中间轴左端自动走刀轨迹图及程序 . 3 5.3 件二中间套的自动编程 . 4 5.3.1 中间套右端自动走刀轨迹图及程序 . 4 5.3.2 中间套左端自动走刀轨迹图及程序 . 6 5.4 件三右端球帽的自动编程 . 8 5.4.1 右端球帽右端自动走刀轨迹图及程序 . 8 5.4.2 右端球帽左端自动走刀轨迹图及程序 . 错误 !未定义书签。 V 第六章 Pro/E 建模及零件检测 . 10 6.1 Pro/E 建模 . 10 6.1.1 Pro/E 简介 . 10 6.1.2 零件实体图 . 10 6.2 零件检测 . 13 6.2.1 评分表 . 13 总结 . 15 致谢 . 16 参考文献 . 17 VI 绪论 本课题来自于国家技能题库，其技术水平达到了技师水平。主要任务有二维图的绘制、三维实体的造型、自动程序的生成。其主要知识用到了AutoCAD2008、 Proe4.0、 MastercamX5 软件。本次毕业设计的技能点在于中间套、右端球帽 处的非圆曲线 椭圆的 编程、工艺制定与加工。中间套椭圆处的难点在于采用两次装夹时椭圆处接刀痕如何避免；右端球帽椭圆处的难点在于解决右端椭圆处加工时的刀具干涉问题。 数控车床是具有广泛通用性和较大灵活性的高度自动化车床，是切削加工的主要技术装备之一。其加工范围很广，除可以自动对内外圆柱面、圆锥面、球面、成型表面、端面和各种螺纹进行加工外，还可以进行车槽、钻孔、扩孔、镗孔、铰孔等加工。 因学习的数控车床系统是西门子系统的因素，本次任务 加工时均选定数控车床： CAK4085ci，其数控系统为 SINUMERIK 802D。 1 第五章 自动编程 概述 本章主要是利用 MstercamX5 软件来实现中间轴、中间套、右端球帽的自动编程。因为手工编程时采用了西门子系统，为了增加此次毕业设计的质量，在自动编程时则选用了发那科系统。 5.1 自动编程的介绍 5.1.1自动加工与编程简介 控编程技术是随着数控机床的诞生而发展起来的一门技术。 随着生产的要求而不 断的发展完善起来的。数控编程技术经过三个阶段 手工编程阶段 直接由程序员通过待加工零件的外形信息逐行写出加工程序。该种方法的效率很低，而且又容易产生错误。特别是面对大型 复杂零件时，手工编程变得几乎不可能。 基于语言的计算机自动编程阶段 : APT（ AutomaticallyProgrammedTool）语言，它采用一定的语言来定义几何形状，来向计算机描述零件的几何外形和工艺要求，继而通过计算机生成加工程序。这种方法自动化程度都有所提高，但是该种方法需要专门的 编程设备，编程人员也需专门的学习，无法从直观方式进行程序的校验，仍难完全避免 错误。 基于图形的自动编程阶段。 也就是图形交互编程，是一种计算机辅助编程技术。它是利用专用的计算机软件来实现的。这种软件通常以计算机 辅助设计 (CAD)软件为基础用 CAD软件的图形编辑功能将零件的几何图形绘制到计算机上，形成零件的图形 文件，然后调用数控编程模块，采用人机交互的方式在计算机屏幕上指定被加工的部位，再输入相应的加工参数，计算机便可自动编制出数控加工程序，同时在计算机屏幕上动 态地显示出刀具地加工轨迹。采用图形交互编程系统可大大提高编程效率，减少编程出 错的可能。现在数控技术的发展正处于第三阶段，基于图形的自动化编程也得到越来越广泛的应用，但还有许多技术要研究，使之不断的完善提高。国外数控编程技术开发应用较早，出现数控机床自动编程 系统较为先进，功能相当强大。国外开发且应用较广有 MasterCAM,EDS 公司的 UG、 PTC 公司的Pro/E,Cimatron , SOLIDEDGE, SolidWorks, I-DEAS 系统、 ICEM 系统等。国内的数控编程起步较晚，较国外的落后，在线切割编程软件方面，它分三种情况，第一种就是自行开发的软件，如北航海尔自行开发的 CAXAV2WEDM 软件，以及 Band5 WEDM。这两个是基于 Windows 平台，运用 PC直接进行控制软件。这些系统具备比较完备的功 能，但 是 都 有 自己 的 缺 陷 。 如 CAXA，系 统 平 台 通 用 性 差，操作 比 较 复 杂。还 有 一种 主 流 软件是基于 DOS 平台的系统，如 YH等，人机界面较差，操作繁琐。程序长度更是限制于 640K内存，已经不能适应于新时代的需要。第二种是在现有大型国外数控软件 (MasterCAM, UG等 )下进行二次开发，生成 2 适合本企业使用的系统。第三种是在通用的 CAD 软件环境下 (如 AutoCAD)开发生成 3B指令线切割自动编程软件。如 3B精灵等。这些二次开发以及在通用 CAD平台下进行开发的软件，功能小，难以推广。 5.1.2 MastercamX5 软件简介 Mastercam 是美国 CNC Software Inc.公司开发的基于 PC 平台的 CAD/CAM软件。 Mastercam X5 集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径摸拟及真实感摸拟等到功能于一身。 Mastercam X5中文版具有方便直观的几何造型 Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境，其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。 5.2 件一中间轴的自动编程 概述 鉴于 MastercamX5 软件无西门子系统，无法 自动生成西门子系统程序。由于发那科系统普遍应用于机械行业，为了增强此次毕业设计的实用性，在自动编程时选择了发那科系统数车程序。 5.2.1中间轴右端自动走刀轨迹图及程序 （ 1） 自动走刀轨迹图 （ 2） 自动编程（参考程序） 中间轴右端程序 O0000 T0101 G18 G97 S1200 M03 G0 G54 X44.8 Z1.25 Z-22.436 X42.828 G1 X40. Z-23.85 F.05 X26. G0 X42.828 Z-28.414 3 G50 S1200 G96 S800 Z1.18 G71 U1. R1. G71 P100 Q102 U1. W0. F.2 N100 G0 X24.703 S800 G1 X29.531 Z-1.234 G3 X30. Z-1.8 I-.566 K-.566 G1 Z-36.469 X31.531 Z-37.234 G3 X31.978 Z-37.669 I-.566 K-.566 G1 X41.978 Z-67.668 G3 X42. Z-67.8 I-.789 K-.132 G1 Z-69. N102 X44.8 G0 Z1.18 Z1.25 G28 U0. V0. W0. M05 T0100 M01 T0202 G18 G97 S800 M03 G0 G54 X44. Z-25.425 G50 S800 G96 S500 G1 X26.4 F.05 G0 X44. Z-26.8 G1 X26.4 F.1 X26.675 Z-26.663 G0 X44. Z-24.05 G1 X26.4 X26.675 Z-24.188 G0 X44. G97 S500 G1 X40. Z-27. X26. Z-25.5 G0 X42.828 G28 U0. V0. W0. M05 T0200 M01 T0303 G18 G97 S600 M03 G0 G54 X34. Z2.346 G76 P010029 Q0. R0. G76 X28.05 Z-22. P9750 Q3858 R0. E1.5 G28 U0. V0. W0. M05 T0300 M30 5.2.2中间轴左端自动走刀轨迹图及程序 （ 1） 自动走刀轨迹图 4 （ 2）自动编程（参考程序） 中间轴左端程序 O0000 T0101 G18 G97 S800 M03 G0 G54 X62.8 Z-.203 G50 S800 G96 S500 G71 U2. R.2 G71 P100 Q102 U.4 W.2 F.2 N100 G0 X29.464 S500 G3 X40. Z-11.178 I-10.511 K-11.797 G1 Z-21. X54.4 G3 X55.531 Z-21.235 K-.8 G1 X57.531 Z-22.234 G3 X58. Z-22.8 I-.566 K-.566 G1 Z-29. N102 X62.8 G0 Z-.203 G28 U0. V0. W0. M05 T0100 M30 5.3 件二中间套的自动编程 5.3.1中间套右端自动走刀轨迹图及程序 （ 1）自动走刀轨迹图 5 （ 2）自动编程（参考程序） 中间套右端程序 O0000 T0101 G18 G97 S800 M03 G0 G54 X80.301 Z3.837 G50 S800 G96 S600 G73 U80.301 W3.837 R6 G73 P100 Q102 U.4 W0. F.2 N100 G0 X58. S600 G1 Z-10.099 G3 X58.281 Z-10.14 I-.154 K-.785 G1 X59.563 Z-10.393 G3 X59.875 Z-10.476 I-.294 K-.744 G1 X61.147 Z-10.908 G3 X61.381 Z-11.006 I-.45 K-.662 G1 X62.635 Z-11.634 G3 X62.802 Z-11.733 I-.567 K-.565 G1 X64.072 Z-12.619 X65.285 Z-13.771 T0202 G18 G97 S600 M03 G0 G54 X0. Z5. Z2. G1 Z-20. F.5 G0 Z5. G28 U0. V0. W0. M05 T0200 M01 T0303 G18 G97 S800 M03 G0 G54 X21.6 Z1.297 G50 S800 G96 S600 G71 U1. R1. G71 P104 Q106 U-.4 W0. F.3 N104 G0 X37.063 S600 G1 X32.234 Z-1.117 G2 X32. Z-1.4 I.283 K-.283 6 X66.326 Z-15.13 X67.149 Z-16.672 X67.711 Z-18.357 X67.96 Z-20. N102 X70.6 G0 Z2. G28 U0. V0. W0. M05 T0100 M01 G1 Z-10. N106 X21.6 G0 Z1.297 G28 U0. V0. W0. M05 T0300 M30 5.3.2中间套左端自动走刀轨迹图及程序 （ 1）自动走刀轨迹图 （ 2）自动编程（参考程序） 中间套左端程序 O0000 T0101 G18 G97 S800 M03 G0 G54 X78.485 Z3.037 G50 S800 G96 S600 T0202 G18 G97 S500 M03 G0 G54 X0. Z5. Z2. G1 Z-40. F.5 G0 Z5. G28 U0. V0. W0. M05 7 G73 U78.485 W3.037 R6 G73 P100 Q102 U.4 W0. F.3 N100 G0 X52.703 S600 G1 X57.531 Z-1.234 G3 X58. Z-1.8 I-.566 K-.566 G1 Z-10.099 G3 X58.281 Z-10.14 I-.154 K-.785 G1 X59.563 Z-10.393 G3 X59.875 Z-10.476 I-.294 K-.744 G1 X61.147 Z-10.908 G3 X61.381 Z-11.006 I-.45 K-.662 G1 X62.635 Z-11.634 G3 X62.802 Z-11.733 I-.567 K-.565 G1 X64.072 Z-12.619 X65.285 Z-13.771 X66.326 Z-15.13 X67.149 Z-16.672 X67.711 Z-18.357 X67.96 Z-20. N102 X68.8 G0 Z1.18 G28 U0. V0. W0. M05 T0100 M01 T0200 M01 T0303 G18 G97 S800 M03 G0 G54 X21.6 Z1.297 G50 S800 G96 S600 G71 U1. R1. G71 P104 Q106 U-.4 W0. F.3 N104 G0 X47.063 S600 G1 X42.234 Z-1.117 G2 X42.012 Z-1.332 I.283 K-.283 G1 X32. Z-30.366 Z-32. N106 X21.6 G0 Z1.297 G28 U0. V0. W0. M05 T0300 M30 8 5.4 件三右端球帽的自动编程 5.4.1右端球帽右端自动走刀轨迹图及程序 （ 1）自动走刀轨迹图 （ 2）自动编程（参考程序） 右端球帽右端程序 O0000 T0101 G18 G97 S800 M03 G0 G54 X65.201 Z4.578 G50 S800 G96 S600 G73 U65.201 W4.578 R6 G73 P100 Q102 U.4 W0. F.3 N100 G0 X-5.555 S600 G1 X4.592 Z-.084 X10.685 Z-.335 X16.594 Z-.745 T0202 G18 G97 S800 M03 G0 G54 X71.389 Z-26.916 G50 S800 G96 S600 G75 R0. G99 G75 X43. Z-34. P0. Q.2 F.2 G0 X71.389 Z-25.502 X70.217 G1 X67.389 Z-26.916 X43. X43.185 Z-27.009 9 X22.24 Z-1.304 X27.557 Z-1.998 X32.491 Z-2.811 X37.001 Z-3.725 X41.062 Z-4.724 X44.661 Z-5.79 X47.797 Z-6.908 X50.479 Z-8.064 X52.72 Z-9.246 X54.54 Z-10.447 X55.959 Z-11.658 X56.994 Z-12.875 X57.662 Z-14.093 X57.896 Z-15. N102 X60.543 G0 Z.054 G28 U0. V0. W0. M05 T0100 M01 G0 X70.217 Z-35.414 G1 X67.389 Z-34. X43. Z-28.566 G0 X70.217 G28 U0. V0. W0. M05 T0200 M01 T0202 M03 M44 G0X58Z0 G73U12R9 G73P1Q3U0.5W0.1F0.2 N1G01Z-15F0.3 #1=-15 N2#3=Z+15/15 #2=58*SQRT1-#3*#3 G01X#2Z#1F0.2 #1=#1-0.5 IF#