CADCAM数控设计.doc

综合训练报告书 题 目 广本车标零件的CAD/CAM与数控加工铣削 应 用 技 术 系机械设计制造及其自动化 专业 班 号 学生姓名 . 指导教师 王高升 袁平 关耀奇 郭建新 完成日期 2011年12月22日 湖南工程学院应用技术学院 二一一年十二月湖南工程学院CAD/CAM与数控加工综合训练任务书题目： 广本车标零件的CAD/CAM与数控加工铣削 姓名 石 磊 系别 机械工程系专业机械设计制造及其自动化班级0885学号200813090511指导老师 王高升、袁平、关耀奇、郭建新 教研室主任 关耀奇 一、 训练目的本综合训练是机械设计制造及其自动化专业教学计划中规定的专业必修课程，是学生进入专业课程学习阶段必须进行的一个重要的实践性教学环节，其目的是提高学生计算机综合应用能力，巩固和加深所学的理论知识，深入了解CAD/CAM软件在产品设计开发和加工制造过程中的作用，掌握产品数控加工的全过程，培养理论联系实际的工作作风和分析问题、解决问题的能力。二、 指定零件（图例）图1-1 广本车标零件示意图三、训练任务1.应用Mastercam等CAD/CAM软件完成指定零件的CAD/CAM过程。训练内容：1）指定零件的几何造型；2）工艺分析；3）刀具走刀路径的生成；4）数控仿真加工；5）指定数控系统的数控程序生成。2.指定零件的数控切削加工训练内容：1）确定毛坯类型，编制零件的加工工序卡，填写加工程序单；2）根据已制订的加工工序卡，填写刀具调整单，动手调整、操作相应机床，完成零件的数控加工；3）正确地选用检验方法及计量器具，对零件进行质量检测和分析。四、训练要求1) 完成指定零件的3D造型；2) 完成指定零件的2D图，并正确标注好尺寸；3）对零件进行正确的工艺分析，按指定的格式填写数控加工工艺卡片；4）刀具路径与指定数控系统的数控程序生成；5）数控加工零件，并对零件进行质量检测和分析；6）撰写综合训练说明书（上交电子稿和打印稿），说明书应涵盖整个训练内容，字数不少于3.5千字；7) 答辩与成绩的给定。目 录一、零件的CAD/CAM过程 01 1.1 零件CAD 01 1.2零件加工工艺设计 04 1.2.2数控加工工艺分析 05 1.3 零件CAM 08 1.3.1刀具路径生成 09 1.3.1加工程序的生成 15 1.4 CAM程序清单 15二、数控加工 17 2.1装夹示意图 17 2.2 数控加工仿真 18 2.3 加工过程综述 21 2.4 检测加工零件，分析超差原因22三、心得体会23四、参考资料24五、零件加工工序卡25CAD/CAM与数控加工综合训练报告一、零件的CAD/CAM过程1.1 零件CAD由UG建模所得到广本车标零件图（建模的大致过程、截取几个关键的过程图）建立轮廓草图（1）建立轮廓草图（2）拉伸外轮廓绘制内轮廓草图倒角生成实体（1）生成实体（2）1.2零件加工工艺设计1.2.1 确定毛坯类型1）铣削零件毛坯类型：圆柱型棒料(直径为：120mm；高为30mm)2）零件材料：塑料 3）制造方法：铣削1.2.2 数控加工工艺分析1工艺分析 如图所示，零件外形规则，被加工部分的各尺寸、形位、表面粗糙度值等要求较高。工件复杂程度一般，包含了平面、圆弧表面、空间圆柱面、内外轮廓、挖槽、钻孔、镗孔、铰孔以及三维曲面的加工，且大部分的尺寸均达到IT8IT7级精度。选用机用平口钳装夹工件，校正平口钳固定钳口，使之与工作台X轴移动方向平行。在工件下表面与平口钳之间放入精度较高的平行垫块(垫块厚度与宽度适当)，利用木锤或铜棒敲击工件，使平行垫块不能移动，夹紧工件。采用试切法对刀，找正工件X、y轴零点，零点位于工件A表面120的圆柱中心位置，设置Z轴零点与机械原点重合，刀具长度补偿利用z轴定位器设定；有时也可不使用刀具长度补偿功能，而根据不同刀具没定多个工件坐标系零点进行编程加工。图中A表面为执行刀具长度补偿后的零点表面。根据零件图样要求给出加工工序为：1、 粗铣基准平面A选用50mm的面铣刀。2、 曲面粗加工挖槽深度为5mm的凸形槽，选用14mm平底刀。3、 曲面粗加工等高外形，选用6mm的平底刀4、 曲面精加工环绕等距，选用3mm的球刀5、 曲面精加工交线清角，选用2mm的球刀2切削参数的选择 各工序及刀具的切削参数见表11。表11加工步骤刀具与切削参数序号加工内容刀具规格主轴转速n/r进给速度/mm类型材料1粗铣基准平面50mm面铣刀硬质合金12003002曲面粗加工挖槽14mm平底刀高速钢12003003曲面粗加工等高外形6mm的平底刀高速钢12003004曲面精加工环绕等距3mm的球刀高速钢12003005曲面精加工交线清角2mm的球刀高速钢12003001.2.2 数控加工工艺分析1、 机床坐标、工具坐标系的建立通过机床回零操作来建立机床坐标。首先建立标准工具，然后对刀通过G54建立工件坐标系。X方向对刀，如下图：Y方向对刀，如下图：Z方向对刀，如下图：刀具的设置安装：1. 3 零件CAM1.3.1刀具路径的生成1 粗铣基准平面A：（李 明-09号）加工方式：平面铣削刀具选择：选用50mm的面铣刀切削参数：进给率300、提刀速度200、主轴转速1200、加工预留量0、最大切削间距10.0、最大Z轴进给1.0 加工面：加工参数模拟仿真2 曲面粗加工挖槽深度为5mm的凸形槽：（刘牧人-12号）加工方式：曲面粗加工挖槽刀具选择：选用14mm平底刀。切削参数：进给率300、提刀速度200、主轴转速1200、加工预留量0、最大切削间距10.0、最大Z轴进给1.0 加工面：加工参数模拟仿真3 曲面粗加工等高外形，选用6mm的平底刀：（石 磊-11号）加工方式：刀具选择：切削参数：进给率300、提刀速度200、主轴转速1200、加工预留量0、最大切削间距10.0、最大Z轴进给1.0 加工面：加工参数模拟仿真4 曲面精加工环绕等距，选用3mm的球刀加工方式：刀具选择：切削参数：进给率300、提刀速度200、主轴转速1200、加工预留量0、最大切削间距10.0、最大Z轴进给1.0 加工面：加工参数模拟仿真5 曲面精加工交线清角，选用2mm的球刀加工方式：刀具选择：切削参数：进给率300、提刀速度200、主轴转速1200、加工预留量0、最大切削间距10.0、最大Z轴进给1.0 加工面：加工参数模拟仿真1.3.2 加工程序的生成设置程序存放路径，加载机床选项文件，按法兰克系统编程格式编辑经后置处理所产生的程序，并将tap格式转换为cnc或nc格式，修改程序文件名。1.4 CAM程序清单 通过后置处理产生NC加工程序，按法兰克系统编程格式编辑经后置处理所产生的程序。1) 粗铣基准平面A选用50mm的面铣刀。（第一个加工工步）2) 曲面粗加工挖槽深度为5mm的槽，选用14mm平底刀（第二个加工工步）%O00002N100 G0 G17 G40 G49 G80 G90N102 G91G28 Z0.N104 S1400 M3N106 G0 G90 G54 X-51.01 Y-11.903N108 Z4.8N110 M8（用塑料加工时载入数控机床时删除）N112 Z2.8N114 G1 Z-.2 F300.N116 X-51.203 Y-11.534 F400.N118 X-51.386 Y-10.76N120 X-51.394 Y-10.718N122 X-51.871 Y-8.101N124 X-51.878 Y-8.058N126 X-52.22 Y-5.42N128 X-52.224 Y-5.377N130 X-52.429 Y-2.724N140 X2.159 Y-3.485N142 X2.085 Y-3.498N144 X-2.085 Y-3.497N146 X-2.158 Y-3.485N148 G0 Z-3.8N150 Z.2N152 M9（用塑料加工时载入数控机床时删除）N154 G91 G28 Z0.N156 M05N158 M30%31 / 313) 曲面粗加工等高外形，选用6mm的平底刀。（第三个加工工步）4) 曲面精加工环绕等距，选用3mm的球刀。（第四个加工工步）5) 曲面精加工交线清角，选用2mm的球刀。（第五个加工工步）二. 数控加工2.1装夹示意图工件坐标系及工件装夹示意图图 号JS0885-11-02 名 称广本车标工 序 号01 编 制石 磊 日 期2011/12/20校对李 明日期2011/12/20机床型号FANUC序号刀具类型刀具规格工 步 内 容加工时间注 意事 项操作者1基准对刀50mm基准对刀5分钟李 明2面铣刀50mm粗铣基准平面A5分钟 刘牧人3平底刀14mm曲面粗加工挖槽30分钟石 磊4平底刀6mm曲面粗加工等高外形40分钟戴 丰5球刀3mm曲面精加工环绕等距30分钟黄琪瑶6球刀2mm曲面精加工交线清角40分钟邝松涛2.2 数控加工仿真1）打开VNUC仿真软件，2）选择FANUC0iMC型数控系统。3）新建并安装毛坯：4）安装刀具：5）建立工件坐标系：6）载入NC程序：7）自动加工仿真。8）更换道具，读取后面程序加工，直到完成最后一步9） 加工完成，刀具回到机床原点2.3加工过程综述（1）机床坐标系、工件坐标系的建立：开启机床主轴，摇动手轮对刀，将计算出来的工件坐标系输入到G54中。（2）各工步的加工操作注意事项：工步l 粗铣基准平面A；在铣削毛胚端面时要限制最高转速，以免铣削至圆心时转速过高使工件飞出，另外应铣过中心一些；注意选好切入点和切出点；为保证工件的表面粗糙度应使转速高些，进给量小些。工步2 曲面粗加工挖槽；切槽时，进给量不宜选择过大，切至槽底时应短时暂停，以保证环槽的表明粗糙度。工步3 曲面粗加工等高外形；主轴转速不宜太大，进给量不宜选择过大，防止速度太快打坏刀具，转速也不宜太慢，要保证表面加工的光滑。工步4 曲面精加工环绕等距；轴转速不宜太大，进给量不宜选择过大，防止速度太快打坏刀具。工步5 曲面精加工交线清角；轴转速不宜太大，进给量不宜选择过大，防止速度太快打坏刀具。2.3 检测加工零件，分析超差原因（1）确定检验方法，选择计量器具：（2）检测加工零件（将测量结果填入记录表）（3）分析超差原因(无误差者不写) 零件检测记录表图 纸尺 寸检测用计量器具检测尺寸结 论备 注高5mm游标卡尺4.92mm合格厚4mm游标卡尺4.02mm合格长74.5mm游标卡尺74.48mm合格宽64mm游标卡尺63.98mm合格三、心得体会 这次CAD/CAM与数控加工铣削课程设计为期三周，这次课程设计是培养我们学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的一个重要环节,是对我们学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着现在科学技术发展的日新日异，CAD/CAM与数控加工已经成为当今加工应用中空前活跃的领域，在工业中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的工程师来说掌握CAD/CAM与数控加工技术是十分重要的。回顾起此次CAD/CAM与数控加工课程设计，让我仍感慨颇多，我觉学习得最多最充实的是在课程设计的时候，的确，从公布课题到定稿，从理论到实践，在整整三星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说怎么使用Mastercam X这个软件生成数控加工路径，如何设置刀具，如何在模拟机床系统中对刀，如何在模拟机床系统中加载程序，如何运用VNUC模拟仿真和加工通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。 这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，我们要感谢王高升老师和袁平老师等指导老师的辛勤指导，开始我们的UG图导入Mastercam X软件生成数控仿真刀具路径后生成的仿真图不是很好看，毛刺很多，为了解决这个问题，我后来重新画了UG图，然后按照袁平老师的指导方式我自己生成Mastercam X软件生成数控仿真刀具路径，最后终于解觉了问题，后来加工的仿真零件就好看些了，在王高升老师和袁平老师等指导老师的身上我学得到很多实用的知识，再次我表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！四、参考文献1 邓奕现代数控机床及应用国防工业出版社，200892 法兰克（中国）有限公司编程指南用户文件M北京：法拉科（中国）有限公司，20063 邓奕，关耀奇华中I型数控系统基于MasterCAM的后置处理J湖南工程学院学报，2001(3)，52-54 4