工艺夹具毕业设计85凸台类零件加工设计

数控技术专业 毕 业 设 计 班 级： 姓名： 指导老师： 题目： 凸台类零件加工 日期： 年 月 日 毕业作业（论文）任务书 姓名 学号 毕业 届别 届 专业 毕业作业（论文）题目 凸台类零件加工 指导教师 学 历 在读研究生 职 称 讲师 毕业作业提要： 根据毕业设计要求绘制二维图。对零件进行工艺分析。 根据零件外形及尺寸要求确定加工设备。用自动编程软件仿真加工。根据零件的尺寸要求进行刀具的选择以及刀具参数的设置。由计算机自动生成程序。对程序进行后置处理（进行必要的修改） 指导教师签字： 年 月 日 教研室意见： 教研室主任签字： 年 月 日 题目发出日期 2007.9.28 设计（论文）起止时间 9.28-10.30 毕业作业 (论文 )评阅书 姓名 学号 专业 毕业作业 (论文 )题目 凸台类零件加工 指导教师评语： 指导教师签字： 年 月 日 得分 教研室意见： 教研室主任签字： 年 月 日 目 录 一、加工零件和工艺分析 1 (一 )、工件简介 2 (二 )、加工原点设置 2 (三 )、加工工步分析 2 1、 外形粗加工 2 2、定位孔加工 3 3、凹槽粗加工 3 4、外形精加工 3 5、凸台内外 壁精加工 3 6、中心通孔加工 3 7、钻孔 4 (四 )、工件的装夹与定位 4 (五 )、数控加工工艺卡及刀具卡片 4 二、用 MASTERCAM 进行仿真加工 5 (一 )、外形铣削进行外形粗 5 (二 )、用中心钻加工定位孔 9 (三 )、挖槽进行凹槽粗加工 10 (四 )、外形铣削进行外形精加 工 11 (五 )、外形铣削凸台内外壁加工 12 (六 )、全圆铣削进行中心孔加工 13 (七 )、钻孔进行孔加工 15 三、程序后处理 16 (一 )、实体模拟切削 16 (二 )、后处理 17 (三 )、修改后的 NC 程序 17 四、小结 23 五、参考文献 24 凸台零件加工 加工图如 1-1 所示零件，零件毛坯尺寸 160x160x25，材料为塑料批 量 生 产 ， 试 分 析 其 数 控 加 工 中 心 加 工 工 艺 过 程 。第 1 页 图 1-1 一、工艺分析 （一）、工件简介 如图 1-2 所示为凸台类零件， 其凸台的部位有多段圆弧和直 线组成 , 凸台高度为 10mm，其 中有 60 凹槽，凹槽深度为 10mm。 凹槽中心处有 16 通孔，底面四角处有 12 通孔。毛坯为 160x160x25 的方形塑料。加工工件以底面固定在机床上。 （二）、加工原点设置 为方便进行对刀，将工件坐标系设置在顶平面的中心，即 X， Y的坐标原点位置在 60圆的圆心点位置，而 Z坐标原点在顶平面上。 （三）、加工工步分析 1、外形粗加工。由于该零件的凸出部分与毛坯界线有较大的差距，所以选用较小的直径刀具将影响加工速度，为此采取先用相对较大 直径的刀具进行粗加工，再用较小直径的刀具进行精加工。粗加工时选择沿外轮廓逐层向内加工的方式，刀具有外向内第 2 页 图 1-2 进行切削，选 择刀具直径为 12mm 的高速钢立铣刀，主轴转速设 800 r/min，切削进给为 400mm/min。考虑到刀具的切削负荷，所以每刀切削步距取 10mm，分层切削，每层切削深为 5mm。考虑到粗糙度要求， XY 向 、 Z 向预留量分别都设为 0.3mm。 2、定位孔加工。为了保证位置精度 ,需要用中心钻进行加工定位。选用 5 的中心钻分别加工中心孔和底座四角处通孔 ， 主轴转速设置为 600 r/min，进给率设为 100 mm/min。 3、凹槽粗加工。对凸台凹槽进行挖槽粗加工，进行平行环切粗铣，并选用有内而外下刀。选择直径为 12 的立 铣刀。主轴转速设为 800 r/min，切削进给为 400 mm/min。考虑到凹槽侧壁粗糙度要求，设 XY 平面预留量为 0.3mm。 4、外形精加工。精加工使用外形铣削方式。对底座表面进行精加工。刀具使用 6的高速钢平底刀进行加工。每层切深为 0.5 mm，主轴转速设置为 1000 r/min，进给率设置为 600 mm/min。 5、凸台内外壁精加工。由于凸台内外壁粗糙度要求较高。所以选择直径较小的刀具进行精加工，凸台内外侧壁精加工使用外形铣削方式加工。选择直径为 6mm 的立铣刀，主轴转速设为 1000 r/min，切削 进给设为 600 mm/min。 6、中心通孔加工。加工凹槽中心部位的通孔。该通孔为整圆，使用全圆铣削加工的方法进行加工。选择直径为 6mm 的高速钢立铣刀，分层切削，每层切深为 6mm。主轴转速设为 1000 r/min，切削进给设为 500 mm/min。 第 3 页 7、钻孔。在工件底座四角处有 4 个 12 的通孔。钻孔加工使用12 的钻头，设置主轴转速为 300 r/min，切削进给设置为 100 mm/min。 （四）、工件的装夹与定位 根据定位基准原则和图纸分析，采用一次装夹就可以将工件所有表面和轮廓全部加工完，同时还 可以保证图纸的尺寸精度和位置精度。如果用平口钳安装工件时，注意工件安装要放在钳口的中间部位。安装平口钳时，要对固定钳口找正，工件与被加工部分必须高出 12mm15mm 避免刀具与钳口发生干涉。夹紧工件时要注意工件上浮。 (五 )、数控加工工艺卡及刀具卡片 表 1 数控加工刀具卡片 产品名称或代号 T1-1 零件名称 凸台零件 零件图号 T1-1 序号 刀具号 刀具规格名称 数量 加工表面 刀尖半径mm 备注 1 T01 12 平刀 1 粗加工凸台外形及凹槽 0.00 2 T02 5 中心钻 1 加工凹槽及 四通孔定位孔 2.00 3 T03 6 平刀 1 精加工外形及凸台内外 壁，中心通孔 0.00 4 T04 12 钻头 1 钻四小孔 2.00 编制 审核 批准 共 1页 第 1页 第 4 页 表 2 数控加工工序卡表 二、用 MASTERCAM 进行 仿真加工 (一 )、外形铣削进行外形粗加工 1、打开文件。 单击主功能表中的 文件 获得文件 在弹出来的文件列表中选择正确的文件路径，并选择孙银霞 1-1.mc9， 打开图形文件如图 2-1 所示 。 工厂名 数控加工工序卡片 产品名称或代号 零件名称 零件图号 T1-1 凸台零件 T1-1 工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 车间 01 O0000 平口钳 数控加工中 心 工步号 工步内容 刀具 号 刀具规格mm 主轴转速rmin 进给速度mmmin 背吃刀量mm 备注 1 外形铣削加工凸台 T01 12 800 400 自动 自动 2 中心钻加工定位孔 T02 5 600 100 自动 自动 3 挖槽加工凹槽 T01 20 800 400 自动 自动 4 外形铣削精加工外形 T03 10 1000 600 自动 自动 5 外形铣削精加工凸台内外壁 T03 10 1000 600 自动 自动 6 全圆铣削加工中心通孔 T03 10 1000 500 自动 自动 7 钻孔加工四通孔 T04 12 300 100 自动 自动 编制 审核 批注 07 年 10 月20 日 共 1 页 第 1 页 第 5 页 2、选择外形铣削模组 点选主功能表上 刀具路径 外形铣削 串连 ， 如图 2-2 所示 。 用鼠标点选外形轮廓 。 选取完后 ， 点选执行 ， 弹出参数设置对话框 。 3、选取加工刀具，设置刀具参数 （ 1） 建立新刀具。打开外形铣削（ 2D）对话框中的 “刀具参数”选项卡 在刀具列表中单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“建立新刀具”选项，如图 2-3 所示。设置刀具直径为 12.0，其余参数均为默认值，单击“确定”，完成刀具创建。 （ 2）、设置刀具参数。系统返回刀具参数设置，在刀具列表框中 第 6 页 图 2-1 图 2-2 图 2-3 将显示创建的刀具 #1- 12 平刀，参数设置如 图 2-4 所示。设定主 轴转速为 800；切削 进给率为 400.0； Z 轴进给率为 400.0；其 余以默认值。 （ 3）、 设置外形铣削参数。 1）、单击“外形铣削参数”标签。参数设置如图 2-5 所示。 图 2-5 2）、设置分次铣削参数。单击“ XY 分层铣削”，打开对话框。设置 粗铣次数为 6；每次进给量为 8.0；精铣次数为 0；执行精铣为“每层精铣”打开“不提刀”选项。单击“确定”， 返回“ 外形铣削参数”对话框。 第 7 页 图 2-4 3）、设置分层铣削参数。单击“ Z 轴分层铣深”，打开对话框，设置最大粗切量为 5.0；打开“不提刀”选项，其余为默认值。单击“确定”，返回“ 外形铣削参数”对话框。 4）、设置进 /退刀量参 数。单击“进 /退刀量参数”按钮。打开对话框，设置参数。打开“在封闭轮廓的中心进行进刀 /退刀”选项；打开“干涉检查进刀 /退刀运动”选项；激活“进刀向量”选项；引线为切线方向，长度为 0；斜向高度为 0；圆弧半径为 2.0；扫掠角度为 90.0；螺旋高度为 0.；关闭“有指定点下刀”，单击中间的箭头，将刀具参数复制到退刀向量设置。单击“确定”返回“ 外形铣削参数”对话框。 4、生成刀具路径。进行完所有的设置后，单击外形铣削参数对话框中的“确定”，系统即按设置的参数计算出刀具路径。生成的外形加工刀具路径如图 2-6 所示。 图 2-6 第 8 页 (二 )、用中心钻加工定位孔。 1、单击主功能表 刀具路径 钻孔 手动输入 圆心点 ，依次捕捉中心孔及四个小孔圆心。选取完后，点选执行，弹出参数对话框，参数设定如图 2-7，图 2-8 所示 图 2-7 图 2-8 2、 生成刀具路径。在完成刀具参数设置后单击“确定”按钮，系统第 9 页 即按照设置的参数计算出刀具路径。 （三 )、凹槽粗加工。 1、在主功能区单击回 主功能表 刀具路径 挖槽 选项。点选 60的圆，单击 执行 。弹出参数对话框，设置参数，选用 12 平刀，主 轴 转 速 为800，切削进给率为 400， Z 轴进给率为 400，其余为默认值。 2、单击“挖槽参数”标签，参数设置如图 2-9 所示 图 2-9 3、单击“粗铣 /精铣参数”标签，按图2-10 设置参数。 图 2-10 4、生成刀具路径。 在完成刀具参数设置后单击“确定”按钮，系统即按照设置的参数计算出刀具路径。 第 10 页 (四 )、外形铣削进行外形精加工 1、 在主 功能区依 次单击 回主功能表 刀具路径 外 形铣削 串连 ， 用鼠标点选外形轮廓 。 选取完后 ， 点选执行 ，弹出参数设置对话框，进入加工参数设置。如图 2-11 所示。 图 2-11 2、设置外形铣削参数。如图 2-12 所示。 图 2-12 第 11 页 2、 设置分次铣削参数。单击“ XY 分层铣削”，打开对话框。设置粗铣次数为5； 每次进给量为 10；精铣次数为 0；执行精铣为“每层精铣” 打开“不提刀”选项。如图 2-13所示。 图 2-13 4、设置进 /退刀量参数，如图 2-14 所示。 5、 生成刀具路径。进行 完所有的设置后，单击外形铣削参数对话框中的“确定”，系统即按设置的参数计算出刀具路径 。 （五）、外形铣削凸台内外壁加工 1、在主功能区依次单击 回主功能表 刀具路径 外形铣削 串连 ，第 12 页 图 2-14 用鼠标点选凸台外形轮廓及 60 的圆，选取完后，点选 执行 ，弹出参数设置对话框，进入加工参数设置。 2、选取直径为 6mm 的高速钢立铣刀。设置主轴转速为 1000，进给率为 600。 Z 轴进给为 500，其余为默认值。 3、设置外形铣削参数。如图 2-15 所示。 图 2-15 3、 设置分层铣削参数。单击“ Z 轴分层铣深”，打开对话框，设置最大粗切量为 2.0；打开“不提刀”选项，其余为默认值。单击“确 定”，返回“ 外形铣削参数”对话框。 5、生成刀具路径。进行完所有的设置后，单击外形铣削参数对话框中的“确定”，系统即按设置的参数计算出刀具路径 。 (六 )、全圆铣削进行中心孔加工 1、 在主功能区依次单击 回主功能表 下一页 圆弧铣削 全圆铣削 ，第 13 页 用鼠标点选 16 的圆，选取完后，点选 执行 ，弹出参数设置对话框，进入加工参数设置。 2、选取直径为 6mm 的高速钢立铣刀。设置主轴转速为 1000，进给率为 500。 Z 轴进给为 500，其余为默认值。 3、设置外形铣削参数。如图 2-16 所示 图 2-16 4、设置分层铣削参数。单击“ Z轴分层铣深”，打开对话框，设置最大粗切量为 4.0；打开“不提刀”选项，其余为默认值。单击“确定”，返回“ 外形铣削参数”对话框。如图2-17 所示。 图 2-17 第 14 页 5、 生成刀具路径。进行完所有的设置后，单击外形铣削参数对话框中的“确定”，系统即按设置的参数计算出刀具路径 。 (七 )、钻孔进行孔加工 1、 在主功能区依次单击 回主功能表 刀具路径 钻孔 串连 ， 点选底座上四个 12 的圆 ， 选取完后 ， 点选 执行 。 2、设置刀具参数， 系统返回刀具参数设置，在刀具列表框中将显示创 建 的 刀 具#4-12 钻头，参数 设 置 如 图2-18 所示。 3、设置钻孔参数。单击“深孔钻 -无啄钻”标签，按图 2-19设置 高度，钻孔深度、钻孔方式，延时等参数。 第 15 页 图 2-19 图 2-18 4、生成刀具路径。进行完所有的设置后，单击外形铣削参数对话框中的“确定”，系统即按设置的参数计算出刀具路径 。 三、程序后处理 （ 1）、实体切削模拟 1、打开操作管理器单击主功能表中的 刀具路径 操作管理 。系统将打开操作管理器，如图 3-1 所示。 2、实体切削模拟。单击实体验证按钮对选取的刀具路径惊醒切削模拟。将视角切换到等角视图。单击播放按钮 启动加工模拟。开始切削过程，如图 3-2 所示。 图 3-2 第 16 页 图 3-1 操作管理器 3、完成切削模 拟。完成切削模拟的结果将显示完成的图形，单击动态旋转图标，可以进行视角的旋转，如图3-3 所示。单击工具条中的 关闭切削模拟，返回到程序管理器。 4、保存文件 在主功能菜单上单击文件保存文件，在弹出的“请指定欲写出的文件名”对话框中输入文件名孙银霞 .MC9，单击“保存文件”按钮进行文件保存。 （ 2）后处理 在操作管理器中单击 全选按钮，选择所有 有操作。单击操作管 理器右侧的后处理按 钮进行后处理操作， 系统将打开后处理程 序，如图 3-4 所示。 单击确定按钮开始执行后处理。 图 3-3 图 3-4 第 17 页 （ 3）、程序 编制 （由于生成程序篇幅太多，仅保留部分。） O0000 程序名 N100G21 N102G0G17G40G49G80G90G28 绝对尺寸编程机床返回参考点 N104T1M6 换一号刀具 N106G54G0G90X2.Y-118.3S800M3 建立工件坐标系 ,主轴正转 N108G43H1Z50. 刀具长度正补偿 N110Z2. N112G1Z-4.85F400. 直线插补 N114G3X0.Y-116.3R2. 逆圆弧插补 N116G1X-30. N118G2X-85.802Y-85.802R66.3 N120X-116.3Y-30.R66.3 N122G1Y30. N124G2X-85.802Y85.802R66.3 N126X-30.Y116.3R66.3 N128G1X30. 直线插补 N130G2X85.802Y85.802R66.3 顺圆弧插补 N132X116.3Y30.R66.3 N134G1Y-30. N136G2X85.802Y-85.802R66.3 N138X30.Y-116.3R66.3 N140G1X0. N142G3X-2.Y-118.3R2. 逆圆弧插补 N144G1X2.Y-108.3 N146G3X0.Y-106.3R2. N148G1X-30. N150G2X-78.534Y-78.534R56.3 N152X-106.3Y-30.R56.3 N154G1Y30. 直 线插补 N156G2X-78.534Y78.534R56.3 顺圆弧插补 N158X-30.Y106.3R56.3 N160G1X30. N162G2X78.534Y78.534R56.3 顺圆弧插补 N164X106.3Y30.R56.3 N166G1Y-30. N168G2X78.534Y-78.534R56.3 顺圆弧插补 N170X30.Y-106.3R56.3 第 18 页 N172G1X0. 直线插补 N174G3X-2.Y-108.3R2. 逆圆弧插补 N176G1X2.Y-98.3 N178G3X0.Y-96.3R2. N180G1X-30. N182G2X-71.174Y-71.174R46.3 顺圆弧插补 N184X-96.3Y-30.R46.3 N186G1Y30. N188G2X-71.174Y71.174R46.3 N190X-30.Y96.3R46.3 N192G1X30. 直线插补 N194G2X71.174Y71.174R46.3 顺圆弧插补 N196X96.3Y30.R46.3 N198G1Y-30. N200G2X71.174Y-71.174R46.3 N202X30.Y-96.3R46.3 N488G2X-50.Y46.3R16.3 N490G3X-46.3Y50.R3.7 N492G2X-30.Y66.3R16.3 N494G1X30. N496G2X46.3Y50.R16.3 N498G3X50.Y46.3R3.7 N500G2X66.3Y30.R16.3 N502G1Y-30. N504G2X50.Y-46.3R16.3 N506G3X46.3Y-50.R3.7 N508G2X30.Y-66.3R16.3 N510G1X0. N512G3X-2.Y-68.3R2. 图 3-5 外形粗加工 N514G0Z50. N516M5 N518G91G28Z0. N520G28X0.Y0. N522M01 N524T2M6 换二号刀具 第 19 页 N526G0G90X0.Y0. S600M3 N528G43H2Z50. 刀具长度补偿 N530Z-2. N532G1Z-25.004F100. 直线插补 N534G0Z50. N536X-60.Y60. N538Z-2. N540G1Z-25.004 N542G0Z50. N544Y-60. N546Z-2. N548G1Z-25.004 N550G0Z50. N552X60. N554Z-2. N556G1Z-25.004 N558G0Z50. N560Y60. N562Z-2. N564G1Z-25.004 图 3-6 定位孔加工 N566G0Z50. N568M5 N570G91G28Z0. N572G28X0.Y0. N574M01 N576T1M6 换一号刀具 N578G0G90X2.7Y0. S800M3 N580G43H1Z30. N582Z2. N584G1Z-5.F400. N586G3X-2.7R2.7 逆圆弧插补 N588X2.7R2.7 N590G1X5.7 N592G3X-5.7R5.7 N594X5.7R5.7 N596G1X11.7 直线插补 N598G3X-11.7R11.7 N600X11.7R11.7 第 20 页 N602G1X17.7 N604G3X-17.7R17.7 N606X17.7R17.7 N608G1X23.7 N610G3X-23.7R23.7 逆圆弧插补 N612X23.7R23.7 N614G0Z30. N616X2.7 N618Z-3. N620G1Z-10. N622G3X-2.7R2.7 N624X2.7R2.7 N626G1X5.7 N628G3X-5.7R5.7 N630X5.7R5.7 N632G1X11.7 N634G3X-11.7R11.7 N636X11.7R11.7 N638G1X17.7 N640G3X-17.7R17.7 N642X17.7R17.7 图 3-7 凹槽粗加工 N644G1X23.7 N646G3X-23.7R23.7 N648X23.7R23.7 N650G0Z30. N652M5 N654G91G28Z0. N656G28X0.Y0. N658M01 N660T3M6 换三号刀具 N662G0G90X-30.Y-108. S1000M3 N664G43H3Z30. 刀具长度补偿 N666Z-7. N668G1Z-10.F500. 直线插补 N670G2X-79.774Y-79.774R58.F600. 顺圆弧插补 N672X-108.Y-30.R58. N674G1Y30. N676G2X-79.774Y79.774R58. 第 21 页 N678X-30.Y108.R58. N680G1X30. N682G2X79.774Y79.774R58. 顺圆弧插补 N684X108.Y30.R58. N686G1Y-30. 直线插补 N688G2X79.774Y-79.774R58. N690X30.Y-108.R58. N692G1X-30. N694Y-103. N696G2X-76.118Y-76.118R53. N698X-103.Y-30.R53. N700G1Y30. 直线插补 N702G2X-76.118Y76.118R53. N704X-30.Y103.R53. N706G1X30. N708G2X76.118Y76.118R53. 顺圆弧插补 N710X103.Y30.R53. N1016Y-5.R5. N1018Y5.R5. N1020Y0.R2.5 N1022G1Z-19.2 N1024G3Y5.R2.5 N1026Y-5.R5. N1028Y5.R5. N1030Y0.R2.5 N1032G1Z-22.6 N1034G3Y5.R2.5 N1036Y-5.R5. N1038Y5.R5. N1040Y0.R2.5 N1042G1Z-26. N1044G3Y5.R2.5 图 3-8 中心孔加工 N1046Y-5.R5. N1048Y5.R5. N1050Y0.R2.5 N1052G0Z30. 返回安全高度 第 22 页 N1054M5 主轴停止 N1056G91G28Z0. N1058G28X0.Y0. N1060M01 N1062T4M6 换四号刀具 N1064G0G90X-60.Y-60. S300M3 N1066G43H4Z50. 刀具长度补偿 N1068Z-7. N1070G1Z-34.21F100. 直线插补 N1072G4P1. 停留 1S N1074G0Z50. N1076X60. N1078Z-7. N1080G1Z-34.21 N1082G4P1. N1084G0Z