(数控)加工国际象棋论文.pdf

1 国际象棋的测量与加工国际象棋的测量与加工国际象棋的测量与加工国际象棋的测量与加工 关于复杂曲面的设计制造应用关于复杂曲面的设计制造应用关于复杂曲面的设计制造应用关于复杂曲面的设计制造应用 论文摘要 论文摘要 论文摘要 论文摘要 数控机床作为自动化设备正被越来越普遍地采用 而数控编程技术则是 一门集综合性 实践性和灵活性于一体的专业课程 我国制造业正面临着市 场全球化 经济一体化的趋势 现今正处于竞争战略不断升级 相应的制造 理念和制造模式不断创新的时期 因此 在数控技术中很多都引入了计算机 而数控加工 CAD CAM是支撑现代制造业的基础 CAD简称计算机辅助设计 它帮助人们从繁琐的手工绘图中解脱出来 实现无纸 无笔 无尺 无图板 设计 不仅对简单工件的绘图效率快 而且对复杂工件的准确率和效率也很 高 并且还有利于图纸的系统化管理 关键字 关键字 关键字 关键字 测绘 复杂曲面 2 前前前前言言言言 由于现今企业面临着低成本化 高品质化 交货期缩短化 直接成型化 的挑战 我学习了自动编程造型加工 该课题涉及到的内容有 各种曲面综 合造型模具的自动编程及数控加工中心的操作加工等 重要的是自动编程软 件的应用与工艺处理及数控加工的结合 需要综合运用机加工 数控 及其 他相关学科的知识 从量上来说 由基本的识图读图开始 经过自动编程软 件 CAD 部分的绘图 2 维 3 维造型设计 标注尺寸 运用 CAM 对图形进行仿 真加工 并提升到理论的高度 通过毕业设计提高自己对该类复杂综合零件 进行适当的工艺调整与数控加工调整的能力 熟练运用自动编程软件对复杂 零件进行数控加工 达到高级技能要求 3 第一部分第一部分第一部分第一部分绘图方案绘图方案绘图方案绘图方案 根据学校在这次课题设计中所提供的材料 设备和技术要求 我们小组 在选择设计课题上紧抓三点 1 最大限度的应用所学知识 2 测绘一定要符合实际要求 3 在保证时间的前提下课题能完美的完成 最终选择国际象棋做为我们 小组这次毕业设计的课题 一 一 一 一 课题介绍课题介绍课题介绍课题介绍 如下图所示 一幅国际象棋总共有 32 颗棋子 其中王 2 个 后 2 个 象 4 个 马 4 个 车 4 个 兵 16 个 4 其中的 3 维图如下 象马 后兵 5 王车 二 二 二 二 设计思路设计思路设计思路设计思路 模具的自动编程与加工是针对自动编程在工厂中的普及和实际应用 1 先用游标卡尺测量工件的尺寸 2 经过自动编辑软件 CAD 对构思进行绘图画出国际象棋中的主视图 3 绘制出 2 维 3 维的造型 4 运用 CAM 程序对图形进行仿真模拟加工 自动进行编程与加工 第二部分第二部分第二部分第二部分总体设计总体设计总体设计总体设计 一 一 一 一 设计步骤设计步骤设计步骤设计步骤 1 工件的测绘部分 1 比例系数的确定根据学校所给的铝棒材料的尺寸与所给模型的 尺寸之比算出工件的比例系数 6 2 工件尺寸的测量用游标卡尺对所给模型进行测绘 所测量出来 的数值乘以所算的比例系数略等于工件的实际尺寸 2 图形设计部分 工件的尺寸确定国际象棋中我们测量的尺寸如下图所示 象 马 7 马的主视图 马的侧视图 后 8 兵 王 车 9 二 二 二 二 利用利用利用利用CAMCAMCAMCAM绘制零件图绘制零件图绘制零件图绘制零件图 一 象的绘制步骤如下 一 象的绘制步骤如下 一 象的绘制步骤如下 一 象的绘制步骤如下 1 打开 Mastercam Mill Version 9 0 进入主菜单画面 点击构图面 选择前视图F 再点击视角 选择前视图F 进入主功能表中 点击 绘 图 命令后出现绘图命令框 然后再点击 点 命令选择指定位置 输入 各点的坐标值 图如下 2 连接各直线 绘制各圆弧 图如下 3 进入主功能表中 点击 实体 在 建立实体 框中 点击 旋转 然后点击 串连 再任意选择一条线断或圆弧 选中的线段会呈白色显示 即表示选择成功 图如下 10 4 再点击 执行 选择垂直的主轴线作为旋转轴 图如下 5 点击 执行 出现 旋转实体 对话框 图如下 6 在 旋转实体 对话框中 选中 产生主骨 然后再点击 确定 11 即生成实体图 图如下 7 再点击 彩现 出现 着色之设定 对话框 在 着色之设定 对 话框中 勾选中 使用着色 选项 点击 确定 图如下 8 实体着色成功 图如下 12 9 为了使实体图更美观 我们可进入 主功能表 中 选择 萤幕 选择 隐藏图素 选择 所有的 再分别点击 点 直线 圆弧 将 所有的点 直线 圆弧都隐藏起来后的结果如下图 10 最后再点击 视角 等角视图 再点击 适度化 即最终所要的 结果如下图所示 二 马的绘制步骤如下 二 马的绘制步骤如下 二 马的绘制步骤如下 二 马的绘制步骤如下 1 先绘制出在数控机床上加工的马的图形 图如下 马 13 绘图步骤如下 1 打开 Mastercam Mill Version 9 0 进入主菜单画面 点击构图面 选择前视图F 再点击视角 选择前视图F 进入主功能表中 点击 绘 图 命令后出现绘图命令框 然后再点击 点 命令选择指定位置 输入 各点的坐标值 图如下 2 连接各直线 绘制各圆弧 图如下 3 进入主功能表中 点击 实体 在 建立实体 框中 点击 旋转 然后点击 串连 再任意选择一条线断或圆弧 选中的线段会呈白色显示 即表示选择成功 图如下 14 4 再点击 执行 选择垂直的主轴线作为旋转轴 图如下 5 点击 执行 出现 旋转实体 对话框 图如下 6 在 旋转实体 对话框中 选中 产生主骨 然后再点击 确定 即生成实体图 图如下 15 7 再点击 彩现 出现 着色之设定 对话框 在 着色之设定 对 话框中 勾选中 使用着色 选项 点击 确定 图如下 8 实体着色成功 图如下 9 为了使实体图更美观 我们可进入 主功能表 中 选择 萤幕 选择 隐藏图素 选择 所有的 再分别点击 点 直线 圆弧 将 16 所有的点 直线 圆弧都隐藏起来后的结果如下图 10 最后再点击 视角 等角视图 再点击 适度化 即最终所要的 结果如下图所示 2 2 2 2 在数控铣床上铣出马的最终形状 图如下 在数控铣床上铣出马的最终形状 图如下 在数控铣床上铣出马的最终形状 图如下 在数控铣床上铣出马的最终形状 图如下 17 绘图步骤如下 1 在马的实体图上按照马的前视图尺寸绘制出相应的封闭平行四边形 图如下 2 按照前视图尺寸绘制出相似的倒三角形 图如下 3 在主功能菜单中 点击 实体 再点击 挤出 选择 串连 然后 选中平行四边形和倒三角形 点击 结束选择 再点击 执行 然后默认 挤出方向点击 执行 出现 挤出实体的参数设定 框 选择 切割主体 且点击 两边同时延伸 最后点击 确定 图如下 18 4 最终挤出实体图如下 5 点击 彩现 对实体着色 图如下 19 6 在马的实体图上按照马的侧视图尺寸绘制出相应的三个倒三角形 图 如下 7 在主功能菜单中 点击 实体 再点击 挤出 选择 串连 然后 选中倒三角形 点击 结束选择 再点击 执行 然后默认挤出方向点击 执行 出现 挤出实体的参数设定 框 选择 切割主体 且点击 两边 同时延伸 最后点击 确定 生成的挤出图形如下 8 最终点击 彩现 对实体进行着色 图如下 20 9 最终马的实体图如下 三 后的绘制步骤如下 三 后的绘制步骤如下 三 后的绘制步骤如下 三 后的绘制步骤如下 1 打开 Mastercam Mill Version 9 0 进入主菜单画面 点击构图面 选择前视图F 再点击视角 选择前视图F 进入主功能表中 点击 绘 图 命令后出现绘图命令框 然后再点击 点 命令选择指定位置 输入 各点的坐标值 图如下 2 连接各直线 绘制各圆弧 图如下 21 3 进入主功能表中 点击 实体 在 建立实体 框中 点击 旋转 然后点击 串连 再任意选择一条线断或圆弧 选中的线段会呈白色显示 即表示选择成功 图如下 4 再点击 执行 选择垂直的主轴线作为旋转轴 图如下 22 5 点击 执行 出现 旋转实体 对话框 图如下 6 在 旋转实体 对话框中 选中 产生主骨 然后再点击 确定 即生成实体图 图如下 23 7 再点击 彩现 出现 着色之设定 对话框 在 着色之设定 对 话框中 勾选中 使用着色 选项 点击 确定 图如下 8 实体着色成功 图如下 24 9 为了使实体图更美观 我们可进入 主功能表 中 选择 萤幕 选择 隐藏图素 选择 所有的 再分别点击 点 直线 圆弧 将 所有的点 直线 圆弧都隐藏起来后的结果如下图 10 最后再点击 视角 等角视图 再点击 适度化 即最终所要的 结果如下图所示 25 四 兵的绘制步骤如下 四 兵的绘制步骤如下 四 兵的绘制步骤如下 四 兵的绘制步骤如下 1 打开 Mastercam Mill Version 9 0 进入主菜单画面 点击构图面 选择前视图F 再点击视角 选择前视图F 进入主功能表中 点击 绘 图 命令后出现绘图命令框 然后再点击 点 命令选择指定位置 输入 各点的坐标值 图如下 2 连接各直线 绘制各圆弧 图如下 26 3 进入主功能表中 点击 实体 在 建立实体 框中 点击 旋转 然后点击 串连 再任意选择一条线断或圆弧 选中的线段会呈白色显示 即表示选择成功 图如下 4 再点击 执行 选择垂直的主轴线作为旋转轴 图如下 27 5 点击 执行 出现 旋转实体 对话框 图如下 6 在 旋转实体 对话框中 选中 产生主骨 然后再点击 确定 即生成实体图 图如下 7 再点击 彩现 出现 着色之设定 对话框 在 着色之设定 对 28 话框中 勾选中 使用着色 选项 点击 确定 图如下 8 实体着色成功 图如下 9 为了使实体图更美观 我们可进入 主功能表 中 选择 萤幕 29 选择 隐藏图素 选择 所有的 再分别点击 点 直线 圆弧 将 所有的点 直线 圆弧都隐藏起来后的结果如下图 10 最后再点击 视角 等角视图 再点击 适度化 即最终所要的 结果如下图所示 五 王的绘制步骤如下 五 王的绘制步骤如下 五 王的绘制步骤如下 五 王的绘制步骤如下 1 打开 Mastercam Mill Version 9 0 进入主菜单画面 点击构图面 选择前视图F 再点击视角 选择前视图F 进入主功能表中 点击 绘 图 命令后出现绘图命令框 然后再点击 点 命令选择指定位置 输入 各点的坐标值 图如下 30 2 连接各直线 绘制各圆弧 图如下 3 进入主功能表中 点击 实体 在 建立实体 框中 点击 旋转 然后点击 串连 再任意选择一条线断或圆弧 选中的线段会呈白色显示 即表示选择成功 图如下 31 4 再点击 执行 选择垂直的主轴线作为旋转轴 图如下 5 点击 执行 出现 旋转实体 对话框 图如下 32 6 在 旋转实体 对话框中 选中 产生主骨 然后再点击 确定 即生成实体图 图如下 7 再点击 彩现 出现 着色之设定 对话框 在 着色之设定 对 话框中 勾选中 使用着色 选项 点击 确定 图如下 33 8 实体着色成功 图如下 9 为了使实体图更美观 我们可进入 主功能表 中 选择 萤幕 选择 隐藏图素 选择 所有的 再分别点击 点 直线 圆弧 将 所有的点 直线 圆弧都隐藏起来后的结果如下图 34 10 最后再点击 视角 等角视图 再点击 适度化 即最终所要的 结果如下图所示 六 车的绘制步骤如下 六 车的绘制步骤如下 六 车的绘制步骤如下 六 车的绘制步骤如下 1 打开 Mastercam Mill Version 9 0 进入主菜单画面 点击构图面 选择前视图F 再点击视角 选择前视图F 进入主功能表中 点击 绘 图 命令后出现绘图命令框 然后再点击 点 命令选择指定位置 输入 各点的坐标值 图如下 35 2 连接各直线 绘制各圆弧 图如下 3 进入主功能表中 点击 实体 在 建立实体 框中 点击 旋转 然后点击 串连 再任意选择一条线断或圆弧 选中的线段会呈白色显示 即表示选择成功 图如下 36 4 再点击 执行 选择垂直的主轴线作为旋转轴 图如下 5 点击 执行 出现 旋转实体 对话框 图如下 37 6 在 旋转实体 对话框中 选中 产生主骨 然后再点击 确定 即生成实体图 图如下 7 再点击 彩现 出现 着色之设定 对话框 在 着色之设定 对 话框中 勾选中 使用着色 选项 点击 确定 图如下 38 8 实体着色成功 图如下 9 为了使实体图更美观 我们可进入 主功能表 中 选择 萤幕 选择 隐藏图素 选择 所有的 再分别点击 点 直线 圆弧 将 所有的点 直线 圆弧都隐藏起来后的结果如下图 39 10 最后再点击 视角 等角视图 再点击 适度化 即最终所要的 结果如下图所示 三 三 三 三 程序设计程序设计程序设计程序设计 毛坯材料是 25 100 的铝棒 一 象的程序如下 40 O1 T0101 选用35 车刀 M3 S800 粗加工 G0 X30 Z2 G73 U12 W0 R12 选用 G73 循环指令 G73 P10 Q30 U0 5 W0 F0 12 N10 G1 XO Z0 G3 X13 Z 6 R6 G1 Z 8 G3 X17 Z 13 R5 G1 X14 Z 27 G3 X14 Z 34 R5 G1 X20 Z 47 G3 X20 Z 52 R6 G3 X22 Z 58 R6 N30 G1 Z 60 M05 M30 T0101 选用35 车刀 M3 S1500 G70 P10 Q30 F0 07 精加工 G0 X50 Z100 M05 M02 41 二 马在数控车床上加工的程序如下 O1 T0101 M03 S800 G0 X30 Z5 G73 U3 R4 G73 P10 Q20 U0 5 WO F0 12 N10 G01 X24 Z0 Z 33 4 G2 X22 Z 39 R3 G3 X22 Z 45 R5 G3 X24 Z 51 R5 G1 X30 G0 X100 Z100 M05 M30 T0101 M03 S1500 G0 X30 Z5 G70 P10 Q20 U0 5 F0 07 G0 X100 Z100 M05 M30 马在数控铣床上加工两侧的程序如下 42 O2 G54 M3 S1000 T0101 选用 12的铣刀 G90 G00 X30 Y 50 Z0 1 6 2 0 N10 G10 L12 P1 R 1 G01 Z 2 F1000 G42 D01 G1 X5 Y50 G40 X30 G00 Y 50 1 1 0 07 2 2 0 37 IF 2 GE 37 GOTO10 M05 M30 三 后的程序如下 O0001 T0101 M03S600 G01X30Z2 43 G73U7R9 G73P10Q20U0 5F0 15 N10 G01X0 G01Z0 G03X11Z 5R5 5 G03X12Z 11R6 G01X12Z 14 G03X19Z 23R19 G01X13Z 34 G03X13W 5R5 5 G03X13W 6R6 G01X13W 4 G02X20 4W 11R 11 G03X22W 7R7 G02X22W 6R5 G03X22W 6R11 N20 G03X24W 5R5 G00X100Z100 M05 M0 T0101 M03S600 G00X30Z2 G70P10Q20F0 08 G00X100Z100 M05 44 M00 四 兵的程序如下 O1 T0101 选用35 车刀 M3 S800 粗加工 GO X30 Z5 G73 U6 W0 R6 选用G73循环指令 G73 P10 Q20 U0 2 W0 5 F0 12 N10 G1 X0 Z0 G3 X15 Z 13 R9 G3 X18 Z 19 R9 G2 X16 Z 21 R2 G1 X22 Z 32 G3 X24 Z 35 R5 Z 39 R5 N20 G1 X30 G0 X100 Z100 M05 M30 T0101 选用35 车刀 M3 S1500 G00 X30 Z5 G70 P10 Q20 F0 07 精加工 G0X100 Z100 45 M05 M30 五 王的程序如下 O1 T0101 M3 S600 G0 X30 Z5 G73U7 WO R7 G73 P10 Q20 U0 2 W0 FO 12 N10 G1 X10 Z0 G3 X18 Z 5 R5 G1 Z 7 5 G3 X21 42 Z 9 52 R3 X20 Z 22 5 R20 Z 27 5 R4 Z 32 5 R4 Z 43 5 R15 Z 48 5 R5 X24 Z 53 5 R5 Z 58 5 R5 Z 63 5 R5 N20 G1 X30 G0 X100 Z100 M5 M30 46 T0101 M3 S1500 G0 X30 Z5 G70 P10 Q20 F0 07 G0 X100 Z100 M5 M30 六 车的程序如下 O0001 T0101 选用35 车刀 M3 S800 粗加工 G00 X26 Z5 G71 U1 R2 选用G71循环指令 G71 P10 Q20 U0 5 W0 FO 15 N10 G01 X14 5 G01 Z0 G01 X16 Z 1 5 G03 X15 Z 8 R16 5 G03 X15 Z 12 R8 G03 X13 Z 19 R8 G01 X22 Z 32 G03 X22 Z 35 R8 G03 X24 Z 40 R8 N20 G01 Z 40 M05 M00 47 T0101 选用35 车刀 M03 S1200 G70 P10 Q20 F0 07 精加工 G00 X50 Z50 M05 M30 四 四 四 四 加工步骤加工步骤加工步骤加工步骤 一 象的加工工艺如下 1 夹紧 24 100 的铝棒 方向伸出 70mm 2 选择 35 车刀进行加工 如果选择 90 车刀在车削两椎度和中 间圆弧时会产生干涉的情况 所以我们选用 35 车刀避免车削时产生过 切或刮伤等现象 3 手动车端面 对刀 由于铝棒较软所以我们可以给主轴转速为 600r min 4 粗车零件 留 1mm余量 主轴转速为 800 r min 每刀进给量 0 12mm r 出现的问题 是选用 G71 循环还是选用 G73 循环 解决的方法 找出 G71 与 G73 的区别如下 G71外圆 内孔粗车循环 格式 G71UR G71PQUWF U 每刀切削深度 R 退刀量 P Q 起始段号 终止段号调用 U X 方向加工余量 48 W Z 方向加工余量 F 循环进给量 G73 平行轮廓粗车循环 G73UWR G73PQUWF U X 方向加工值 2 工件最小值毛坯直径 R 每刀切深 即走刀次数 P Q 起始段号 终止段号调用 U X 方向加工余量 W Z 方向加工余量 F 循环进给量 由此我们可以看出在此类工件加工中选用 G73 循环要比较好 可以 避免刀具产生干涉 更有利于零件的加工 5 精车零件至尺寸 主轴转速为 1500r min 每刀进给量 0 07mm r 6 换切槽刀 手动将零件切断 主轴转速为 400r min 二 马的加工工艺如下 1 数控车加工步骤 1 夹紧 24 100 的铝棒 方向伸出 60mm 2 选择 35 车刀进行加工 3 手动车端面 主轴转速为 600r min 4 调用O1 粗车零件 留 1mm余量 主轴转速为 800 r min 每刀进给量 0 12mm r 5 精车零件至尺寸 主轴转速为 1500 r min 每刀进给量 0 07mm r 6 加工完成后取下工件 2 数控铣加工步骤 1 把在车床上加工的马的工件垂直装夹在数控铣床上 然后铣 49 出马耳的上部分 主轴转速为 1000r min 每刀进给量 1000mm min 2 调用O2程序 铣出马两侧的形状 主轴转速为 1000r min 每刀进给量 1000mm min 3 把马水平装夹在数控铣床上 然后铣锥面3 主轴转速为1000 r min 每刀进给量 1000mm min 三 后的加工工艺如下 1 夹紧 24 100 的铝棒 方向伸出 70mm 2 手动车端面 主轴转速为 600 3 粗车零件 留 1mm余量 选用35 车刀 主轴转速为 800 4 精车零件至尺寸 选用 35 车刀 主轴转速为 1500 5 换切槽刀 手动将零件切断 主轴转速为 400 四 兵的加工工艺如下 1 夹紧 24 100 的铝棒 方向