毕业论文-CAXA设计.doc

广州科技贸易职业学院毕业论文 赵崇碧 连杆的数控CAM加工毕 业 设 计课题名称 轴的数控加工工艺、编程及仿真 (论文题目黑体小二) 姓 名张凯强 学 号20091374 所在系机电工程 专业年级 09数控班 指导教师郭晓 职 称 副 二O11 年 六8月 一 日目 录（加粗宋体小三）摘 要2第1章 概 述31.1 数控加工的产生31.2 数控加工的现状、未来41.3 本课题的内容4第2章 各种软件功能简介52.1 AutoCAD概述52.2 CAXA造型及应用5第3章 数控车削加工工艺83.1 数控机床及加工原理83.2 数控加工工艺分析93.3 数控加工工艺设计10第4章 数控程序的编制164.1 编制的内容及步骤164.2 程序的编制方法174.3 程序格式及主要指令184.4 图形的数学处理194.5 程序的编制20第5章数控加工过程仿真235.1仿真介绍235.2仿真操作23总 结26致 谢27参 考 文 献28（正文宋体小四）（目录中的标题应与正文中的标题一致）以上目录内容是上上届同学的：你们必须根据自己最后定稿内容进行修改目 录（加粗宋体小三）摘 要3第一章 概 述41.1 数控技术简介41.2 数控加工过程仿真51.3 课题的主要研究内容6第二章 轴零件的三维实体造型72.1 CAXA制造工程师2004简介72.2 凸轮的实体造型7第三章 数控车削（铣削）加工工艺11第四章 凸轮零件的数控加工工艺124.1 分析零件图样124.2 加工工艺分析12第五章 凸轮零件的自动编程165.1 数控车床编程概述165.2 凸轮加工165.3 加工仿真185.4 生成G代码185.5 生成加工工艺清单19第六章 应用宇龙仿真软件仿真数控加工过程20总 结21致 谢22参 考 文 献23摘 要（加粗宋体小三）数控加工在现代化生产中显示出很大的优越性，而数控加工过程仿真无论是在生产还是在教学上，都受到了人们的重视。本文主要进行的工作如下：1.利用AutoCAD2006绘制零件图形，2.介绍CAXA软件，利用CAXA制造工程师对该零件进行三维实体造型；3.对该零件进行工艺分析、工艺设计、拟定工序卡；4.利用CAXA制造工程师（数控车）自动生成该零件的数控加工程序；5.对该零件进行数控加工过程仿真。（正文宋体小四，200字左右，以浓缩的形式概括研究课题的内容）关键词：工艺分析 数控编程 加工过程仿真（关键词加粗宋体小四）摘要应说明研究工作目的、研究方法和实验方法及研究成果，以文献内容梗概为目的，不加评论和补充解释，不超过200字。关键词应是论文题目、摘要或正文中出现的最能反映论文主题内容的名词或名词性词组，一般为35个。（内容自己写，每个人的措词等均不相同，不要相互参照。一旦出现雷同，双方都有责任，重写至不雷同，否则双方不能答辩，无毕业证）第一章 概 述（第一层次标题用小三加粗宋体字）随着科学技术的飞速发展，社会对产品多样化的要求日益强烈，产品更新越来越快，零件的形状越来越复杂，精度要求也越来越高。激烈的市场竞争，要求产品研制的生产周期越来越短，传统的加工设备和制造方法，已难已适应多样化、柔性化与复杂形状零件的高效、高质量加工要求。为满足多品种、小批量、复杂、精密零件加工的需要，数控加工技术得到了迅速发展和广泛应用，使制造技术发生了根本性变化。（正文宋体小四，标准字符间距）1.1 数控技术简介 （第二层次标题用四加粗宋体字）数控技术是近代发展起来的一种自动化加工技术，它是计算机、自动控制、测量及机械制造技术等相结合形成的综合性学科。1.1.1 数控车床的组成与工作过程（第三层次标题用小四加粗宋体字）（各层次的序号左顶格起排，后空一个字距接排标题）（标题之间应有一段文字过渡）数控车床是指用数字化信号控制的车床。1数控车床的组成 （回车符号的意思是自己写内容）2数控车床的工作过程1.1.2 数控车削加工的特点数控车削是数控加工中应用最多的加工方法之一。数控车床除具有普通车床的全部功能外，其加工对象还有如下特点：1轮廓形状特别复杂的回转体零件2341.1.3 数控编程技术数控编程是实现零件数控加工的关键环节，它包括从零件分析到获得数控加工程序的全过程。1数控编程的内容编制数控程序主要包括以下几个方面的工作。（1）分析零件图，制定加工工艺方案根据零件图样，对零件的形状、尺寸、材料、精度 和热处理要求等进行工艺分析；合理选择加工方案，确定加工顺序、加工路线、装夹方式、刀具及切削用量等工艺参数；同时还要考虑所用数控机床的指令功能，充分发挥机床的效能，正确的选择对刀点、换刀点，并尽量减少换刀次数。（以上内容说明标题层次要清晰，每级标题以及每个标题下都必须有内容）2数控编程方法根据问题的复杂程度的不同，数控加工程序可通过手工编程或自动编程获得。（1）手工编程写概念、特点、应用场合等方面的内容（2）自动编程写概念、特点、应用场合等方面的内容1.1.3 数控技术的国内外现状及发展趋势1.2 数控加工过程仿真 写概念、目的、意义1.3 课题的主要研究内容 写通过什么手段（比如什么软件），有哪些主要步骤，解决了哪些具体问题。与摘要类似。（可参考标题的题目，自己搜索内容，不能与我雷同，同学之间也不能雷同。本章标题题目可以有调整，内容应覆盖最初讲给大家的内容要求。但坚决杜绝用调整标题的顺序，来实现不雷同。）第二章 轴零件的三维实体造型（标题之间应有一段文字过渡）2.1 CAXA制造工程师2004简介 介绍公司、软件的特点和主要功能2.2 凸轮的实体造型（根据各自的课题命名，正文中的名称、插图的名称要对应起来） 如图21所示为凸轮的零件图（把用CAD绘制的零件图粘贴在下面），接下来写分析零件的特点及造型思路。 图21 凸轮的零件图（此处说明关于插图的写作规范每幅插图应有图序（本例为图21）和图题（本例为凸轮的零件图），图序和图题间空1个字距，图序和图题应放在图位下方居中处，图序和图题一般用五号字。在正文中应用描述（本例为如图21所示为凸轮的零件图）插图必须精心制作，线条要匀称，图面要整洁美观。插图一定要清晰）（图21的意思是第章的第个图）。（非圆曲线，AutoCAD没有公式曲线的命令，可先求出一系列的点的坐标，利用点命令绘制点，然后利用样条曲线命令通过这一系列点即可得到凸轮轮廓线。）写具体的步骤（包括图片）（参考课本例题中写实体造型的步骤）轮廓必须是完整的封闭环、并且不允许有重复的线条，例如图22所示轴的旋转截面图。螺纹造型方法：采用导动除料/固接导动，轨迹线螺旋线，截面螺纹车刀。螺旋线：x=半径*cos(t) ,y=半径*sin(t) ,z=(螺距/6.28)* t t 的范围 0, 6.28*(螺纹长度/螺距)对于外螺纹，半径大径；对于内螺纹，半径小径。螺纹造型过程参考图24图26造型的详细步骤，自己措词（导动除料可参照导动面P79例36，以及特征生成中实体造型的步骤，螺旋线的步骤可参考凸轮中曲线的步骤P279例题，注意螺旋线用直角坐标系）。图22 轴的旋转截面图（图22在CAXA数控车中可按平均尺寸绘制（目的是用CAXA数控车加工时，仍用此图。如同手工编程按平均尺寸计算一样，便于保证加工精度），在CAXA制造工程师中打开，继续后面的操作。也可此处在CAXA制造工程师中按基本尺寸绘制，到后面加工时在CAXA数控车中按平均尺寸绘制，后面不用重复相同的步骤，只需加一句话说明是按平均尺寸绘制即可。）图23 旋转创建轴的主体图24 螺旋线图25 螺纹牙型草图图26 导动除料生成螺纹以上图片均不是同学们课题中零件的图片，千万别复制（每个人图片中的模型的大小、位置、观察模型的角度绝对不同。）第三章 数控车削（铣削）加工工艺写有关机床、刀具、夹具、切削用量、加工工艺路线等方面的内容。（与本课题中的零件紧密相关的知识，写得详细些，关系不大少写。比如铣削的两个课题中有孔，各种大小的孔的加工工艺路线，就应写得详细些。标题自己定，内容的顺序基本不变。）第四章 凸轮零件的数控加工工艺（标题之间应有一段文字过渡）4.1 分析零件图样 写以下几个方面的内容：零件外形分析（零件的类型，有哪些结构要素如：螺纹、圆柱面、圆弧面、圆锥面、端面、槽、孔等，各结构的尺寸。检查结构公工艺性的合理性，尺寸的完整性，找出设计基准。）精度分析（哪个表面精度要求高，通过什么措施保证）表面粗糙度（哪个表面的粗糙度要求高，通过什么措施保证）确定毛坯尺寸4.2 加工工艺分析4.2.1 确定装夹方案、定位基准、编程原点、加工起始点、换刀点写选用三爪卡盘、顶尖、虎钳、专用夹具等夹具，如何进行装夹，对于装夹方案不易叙述清楚的，绘制装夹方案示意图。4.2.2 制定加工方案加工路线1选择数控机床及数控系统2制定加工方案及加工路线先分析每个表面的加工加工方法，例如孔：钻中心孔钻孔扩孔铰孔方案，当然是否采用此访案，需考虑孔的大小、孔的精度、毛坯材料等因素，然后将各表面的粗、精加工综合起来考虑，得到整个零件的加工顺序。4.2.3 选择刀具依据加工表面的形状、尺寸、加工性质等选择每个表面的每个工步所用的刀具的材料、类型和规格，例如：粗车外圆选用YT15(T0101)硬质合金90外圆车刀，为防止与工件轮廓干涉，取副偏角Kr=?。4.2.4 确定加工参数1确定背吃刀量分工步写，例如：粗车外圆、精车外圆等，依据的是什么，背吃刀量又是什么？2确定进给速度分工步写，必须写明数据的来源，例如，查参考文献2，得到与本题有关的硬质合金车刀粗车外圆及端面的进给量，如表41所示：表41 硬质合金车刀粗车外圆及端面的进给量 3确定主轴转速分工步写，必须写明数据的来源，例如，查参考文献2，得到与本题有关的硬质合金外圆车刀切削速度的参考值，如表42所示：表42 硬质合金外圆车刀切削速度 （此处说明对于表格的写作规范每个表格应有表序（本例为图42）和表题（本例为硬质合金外圆车刀切削速度），表序和表题间空1个字距，表序和表题应放在表格上方居中排放，表序和标题一般用五号字。在正文中应用描述（本例为硬质合金外圆车刀切削速度的参考值，如表42所示）（表42的意思是第4章的第2个表）。用什么公式计算主轴转速，然后带入数据，最后得到主轴转速等于多少？分工步，写出计算过程。例如：根据参考文献2，得车削时的切削速度计算公式为： （41）式中 vc切削速度，m/min； n工件或刀具的转速，r/min； d工件或刀具选定点的旋转直径，mm。根据式41，得n1000vc /d =?（r/min ）（以上说明写清公式的来源，公式居中，公式的编号用圆括号（本例为（41）括起放在公式右边行末，公式与编号之间不加虚线。公式中各字母有解释。） （切削用量查表得到的是个范围，每个同学取任意取值（单号取值略小于中间值，双号取值略大小于中间值），避免雷同。）4.2.5 数控加工工序卡片将以上内容整理后，列表填写，格式不做统一要求，但要求包括工步号、加工内容、刀具号、刀具名称、补偿号、主轴转速、进给量（进给速度）、背吃刀量、加工余量等内容。本章内容大致顺序是这样的，你们参考的资料不同，有个别地方可能略有差异，这是允许的，但拿来其他同学的论文后，企图通过调整顺序，来达到不雷同的目的是大错特错的，坚决杜绝。本章内容也可不单独作为一章，而是放在第三章内容的后面，变成第三章的一部分内容。第五章 凸轮零件的自动编程（标题之间应有一段文字过渡）5.1 数控车床编程概述1数控加工程序的格式与组成2数控机床的有关功能3数控机床的编程规则4CAXA数控车简介5.2 凸轮加工造型尺寸均为平均尺寸。先总体分析，确定加工方法。5.2.1 加工前的准备工作1定义毛坯2设定加工刀具3后置设置4设定加工范围5.2.2 粗加工5.2.3 精加工5.2.4 补加工（对于轴类零件5.2.1为绘制加工零件各工步加工前毛坯的轮廓，后置设置放在加工仿真与生成G代码之间）（后置设置一定要根据所选择数控系统认真填写，且有图片，程序说明、程序头、换刀、程序尾采用叙述方式）后置设置：编程方式绝对、代码是否优、坐标输出格式为小数、机床分辩率为1000、输出到小数点后3位、圆心坐标、圆心相对起点、X值表示直径机床类型设置：行结束符、螺纹切削、螺纹节距、延时表示； 刀号、刀具补偿号、主轴转速、进给量、切削行距、退刀距离、进退刀点要求在加工方法的参数表中设置。 CAXA制造工程师2004，FANUC 0i 程序说明：O $POST_CODE ;程序头：G17 G40 G80 G49 G21 $G90 $WCOORD G91 G28 Z0M06 T $TOOL_NO $SPN_F $SPN_SPEED $SPN_CWG90 $G0 G43 H $COMP_NO $ $COORD_Z换刀：$SPN_OFFG91 G28 Z0M06 T $TOOL_NO $SPN_F $SPN_SPEED $SPN_CW G90 $G0 G43 H $COMP_NO $COORD_Z程序尾：$SPN_OFF$PRO_STOPCAXA数控车XP，FANUC 0i 说明：O $POST_CODE ;程序头：$G90 $ $WCOORD $ $CHANGE_TOOL $TOOL_NO $COMP_NO $ $SPN_CW $ $COOL_ON $ $SPN_F $SPN_SPEED $G0 $ $COORD_Y $ $COORD_X换刀：$CHANGE_TOOL $TOOL_NO $COMP_NO $ $SPN_F $SPN_SPEED $ $SPN_CW 程序尾：$PRO_STOP（为避免雷同，蓝色内容可调换位置，绿色内容可删除，还可进行其他修改，不再一一列举，同学们自己改吧，学得较好的同学，可用选择SIEMENS系统）（加工精度不取默认值，而是取公差的一半甚至再小一点，否则加工出的零件尺寸超差。）（各种加工方法设置的参数要与你在工艺分析一章中确定的参数一致）精度高的零件采用多次精加工，第一次的精加工余量不为0，相当于半精加工，最后一次的精加工余量为0，与零件的工艺设计中的加工次数及余量等要一致。）CAXA数控车螺纹参数表中的切削用量标签中的速度设定/进刀量螺纹的导程，单头的与螺距相等，单位mm/rev。 虽然等高线粗加工可用于任意零件的粗加工，但它未必是最适合的加工方法。（例如：孔必须用孔的加工方法，平底直壁零件的粗加工可用区域式粗加工，轮廓可采用轮廓线精加工）5.3 加工仿真5.4 生成G代码G代码较长，分两栏写。（生成的G代码需检查、修改至与手工编程的格式一致为止。曾碰到过刀号刀补与设置的不一致等等，轴类零件的刀具半径补偿应为G42，但生成的G代码为G41，需更正过来）5.5 生成加工工艺清单（本章内容一定要写的详细具体，有各步的图片（拷贝屏幕的一般必须裁剪），参考教材中相关内容的写作的方法。）（本章每个人的步骤，不可能完全相同；每个人图片中的模型的大小、位置、观察模型的角度绝对不同。）第六章 应用宇龙仿真软件仿真数控加工过程重点写以下内容： 选用哪种机床？是标准（平身前置刀架）还是其它哪种？是哪个数控系统？FANUC 0i还是SIEMENS 802S? 操作步骤简单叙述应用宇龙仿真软件仿真的整个操作过程，同时包括以下内容。机床、且安装上毛坯、刀具后的一个总图片（目的是要毛坯与机床的相对位置，机床的类型，刀具类型及刀具的安装位置。一个图片表达不清，也可两个图片）说明采用哪种对刀的方式、设置工件坐标系的方法？如：是G54还是G50，若G54还需说明是采用了设置基准刀还是其它什么方法？若设置了基准刀，则需说明哪把刀是基准刀？各把刀的刀位点在哪儿？切槽刀的刀位点、与自动编程切槽时编程刀位的设置一致；外圆车刀的刀位点与自动编程时轮廓车刀的对刀点方式一致。在CAXA数控车中刀尖半径补偿若选择了编程时考虑半径补偿则在用宇龙仿真软件仿真及实际加工时，刀具的刀尖半径及刀尖方位必须与在该软件中设置的一致，但在刀补界面中不必设置R和T。若在CAXA数控车中刀尖半径补偿若选择了由机床进行半径补偿，则在用宇龙仿真软件仿真及实际加工时，刀具的刀尖半径，刀补界面中的刀尖半径R及刀尖方位T的设置，与用手工编程编制的程序时设置的方法一样（即不必考虑在CAXA软件中的设置）。在CAXA制造工程师中，半径补偿若选择了生成半径补偿轨迹，则在用宇龙仿真软件仿真及实际加工时，刀具的类型、刀具的半径必须与在该软件中设置的一致，但在刀补界面中不必设置。在CAXA制造工程师中，半径补偿若选择了添加半径补偿代