二七纪念塔模型的主体设计及加工

本科毕业设计（论文）20 届本科毕业论文（设计）论文题目：“二七纪念塔”模型的主体设计及加工学生姓名： 所在院系： 所学专业： 导师姓名： 完成时间： 本科毕业设计（论文）摘 要CAD/CAM是表示 计算机 辅助设计和计算机辅助制造的专业术语，它是一种使用计算机完成某些设计和生产功能的技术。本课题主要是对二七纪念塔基本模型结构的设计和主体的数控加工，在设计和加工的过程中，通过CAXA制造工程师和CAXA数控车削软件对模型进行了设计，生成 轨迹路线,生成了加工代码，然后在数控机床上进行了加工，完成模型最终造型。关键词：实体模型,结构,设计,CAD/CAM,数控加工本科毕业设计（论文）AbstractCAD/CAM is a term which means computer-aided and computer-aided manufacturing .it is the technology concerned with the use of digital computers to perform certain functions in design and production . In the course of the design and CNC Machining , through CAXA manufacturing engineers and CAXA turning the model set up for the design, trajectory generation route ,generated a processing code, and then processed on CNC machine tools to complete the final design model. Keywords：Solid model, Structure, Design, CAD/CAM, CNC Machining本科毕业设计（论文）目 录1 绪 论 .12 设计要 求 .13 实体模型的基本设计 .13.1 侧 墙 .23.2 顶面 .23.3 五角厅 .33.4 塔 檐 .43.5 栅栏 .44 CAXA 制造工程师自动编程及加工参数设置 .54.1 平面轮廓加工 .54.1.1 图形的绘制 .54.1.2 平面轮廓加工参数设置 .54.1.3 生成加工轨迹 .104.1.4 后置处理 .114.1.5 生成 G 代码 .124.1.6 校核 G 代码 .134.1.7 生成工序单 .144.1.8 轨迹仿真 .144.2 平面区域加工 .144.2.1 图形的绘制 .144.2.2 平面区域加工参数的设置 .154.2.3 生成加工轨迹 .174.2.4 后置处理 .174.2.5 生 成 G 代码 .184.2.6 校核 G 代码 .194.2.7 生成工序单 .194.2.8 轨迹仿真 .205 CAXA 数 控车自动编程及加工参数设置 .205.1 图形的绘制 .20本科毕业设计（论文）5.2 粗车参数的设置 .215.3 粗车轮廓轨迹的生成 .225.4 精车参数的设置 .235.5 粗车轮廓轨迹的生成 .235.6 后置处理 .245.7 生成 G 代码 .245.8 轨迹仿真 .256 数控机床的操作步骤 .256.1 Fanuc 系列的加工中心 .256.2 Fanuc 系列的 车床 .266.3 Lunan 系列的铣床 .267 本次设计过程中出现问题分析 .278 结束语 .27致谢 .27参考文献 .28英文文献名称（CAD/CAM 和数字控制）本科毕业设计（论文）1 绪论数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908 年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世； 19 世纪末，以 纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938 年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了 现代计算机，包括 计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952 年，第一台数控机床问世，成 为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。 现在，数控技术也叫计 算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。 这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑 判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。数控加工是 CAD/CAM 技 术中最能明显发挥效益的生产环节之一。它可以保证产品达到极高的加工精度和稳定的加工质量，操作过程容易实现自动化，生产率高；生产准备周期短，可以大量节省专用工艺装备，适应产品快速更新换代的需要；它与 CAD 衔接紧密，可以直接从产品的数字定义产生加工指令，保证零件具有精度的协调和互换性；产品最后用数控测量机检测，容易严格控制外形和尺寸精度。生产对象的形状越复杂，加工精度要求越高， 设计更改越频繁，生产批量越小，数控加工的优越性就越容易得到发挥。2 设计要求模型的具体设计要求为：2.1.计算模型的尺寸及配合的结构2.2.利用 CAD/CAM 软件 设计实体模型2.3.确定模型的尺寸及结构2.4.确定加工方案，给出加工轨迹2.5.在数控机床上加工，并组装该模型3 实体模型的基本设计为 了 纪 念 伟 大 的 “二 七 ”罢 工 运 动 和 “二 七 ”烈 士 ，继 承 和 发 扬 “二 七 ”光 荣革 命 斗 争 传 统 ，1951 年 ，在 原 “长 春 桥 ”旧 址 附 近 修 建 了 “二 七 ”广 场 ，当 时 场本科毕业设计（论文）内 建 一 座 15 米 高 的 木 制 纪 念 塔 。1971 年 改 修 成 现 在 的 塔 式 。二 七 纪 念 塔 为双 身 并 联 式 塔 身 ，塔 全 高 63 米 ，共 14 层 ，其 中 塔 基 座 为 3 层 塔 身 为 11 层 ，钢 筋 混 凝 土 结 构 。每 层 顶 角 为 仿 古 挑 角 飞 檐 ，绿 色 琉 璃 瓦 覆 顶 。塔 顶 建 有 钟楼 ，六 面 直 径 2.7 米 的 大 钟 ，整 点 报 时 演 奏 东 方 红 乐 曲 。钟 楼 上 高 矗 一 枚 红五 星 。塔 平 面 为 东 西 相 连 的 两 个 五 边 形 ，从 东 西 方 向 看 为 单 塔 ，从 南 北 方 向看 则 为 双 塔 。本 设 计 只 是 通 过 对 该 模 型 的 设 计 与 数 控 加 工 来 提 高 自 己 的 设 计与 数 控 机 床 的 操 作 能 力 ，所 以 该 模 型 是 从 生 活 中 简 化 而 来 的 ，即 该 模 型 与 原型 的 比 例 为 1：75。二 七 塔 的 结 构 比 较 复 杂 ，但 是 大 部 分 的 结 构 都 是 重 复 的 ，所 以 只 要 设 计部 分 结 构 即 可 。本 次 设 计 将 二 七 塔 分 为 几 部 分 ：侧 墙 、顶 面 、五 角 厅 、屋 檐 、栅栏 。3.1 侧 墙双击桌面“CAXA 制造工程师”图标，打开制造工程 师的工作界面，如 图 1 所示：图 1 CAXA 制造工程师的工作界面二七塔的墙壁上有窗户，数量很多，又由于有实验室的材料所限制，即二七塔墙壁上的窗户只做出其形状，不做出真正的窗户。因为二七塔为两个五角形相连而成，即二七塔有十个侧墙 。侧墙的简易图形，如 图 2 所示：本科毕业设计（论文）图 2 塔身的侧墙3.2 顶面二七塔的塔 平 面 为 东 西 相 连 的 两 个 五 边 形 ，从 东 西 方 向 看 为 单 塔 ，从 南北 方 向 看 则 为 双 塔 。故 上 面 的 形 状 为 一 个 十 边 形 的 图 形 ，如 图 3 所 示 ：图 3 塔 的 顶 面3.3 五角厅上面有两个完全一样的五角厅，即设计的时候，只需要设计一个五角厅的形状就可以了。但每一个五角厅也包含了几部分的结构。其中五角厅都是两层的，有厅檐， 还有五根柱子。即为：上层，下层，柱子。上层的形状：本科毕业设计（论文）图 4 厅底面上层厅面的形状：（五个）图 5 厅面下层的形状：图 6 厅底面柱子（五根）：本科毕业设计（论文）图 7 柱子3.4 塔檐由于塔身共有九层，且每一层的塔檐都是一样的，即把其中一层的塔檐设计出即可。然后在数控机床上多次加工就行了.塔檐与塔墙一样的，它们都有自己不同的位置，并且有一定的斜度。即塔檐的形状为：两个 三个三个 两个图 8 塔檐3.5 栅栏本科毕业设计（论文）图 9 栅栏（各五个）4 CAXA制造工程师自 动编程及加工参数设 置二七塔模型的加工主要是用铣削，还有一小部分是用车削。因该模型的结构比较复杂， 组件比较多。所以不便将每一个组件的编 程和加工参数都一一叙述。在此期间也有很多是重复的，即只举一个组件的图形对其进行编程和加工参数的设置。4.1 平面轮廓加工4.1.1 图形的绘制以二七塔的顶面为例，来详细介绍一下平面轮廓加工的详细过程。双击“CAXA制造工程师”图标，打开绘图软件，绘制二七塔的 顶面：图10 顶面4.1.2 平面轮廓加工参数设置单击工具栏上“ 应用”“轨迹生成”“平面轮廓加工”，打开“ 平面轮廓加工参数表”，即在这一个对话框中设置轮廓加工所设置的参数，把这些参数设置完，即可。本科毕业设计（论文）表 1 平面轮廓加工参数“平面轮廓加工参数 ”共包含了七 项的内容：加工参数、拐角过渡方式、走刀方式、轮 廓补偿、行距定义方式、拔模基准、层间走刀。加工参数：加工精度就是加工出来组件的精度，该精度主要取决于该组件是用来干什么的，是不是主要的组件，它与其它的 组件配合时的要求，若是主要的组件，配合精度要求较高的情况下，精度就要高一些，若不是主要的组件，且配合精度也没有过高的要求，那么精度就可以设置的低一些，也可随意设置一个。因为本设计只是一个基本模型，能够把他们配合在一起就可以，所以精度没有必要那么高，即 0.01 不用改 动即可；拔模斜度主要时候针对一些组件有一定的斜度来说的，而本设计的模型不需要斜度，故拔模斜度 为 0 即可；刀次是加工该部分需要加工的次数，取决于需要加工的厚度和每一刀加工的厚度，因实验室的材料的厚度均为 5mm（但有一些地方不均匀），考虑到刀具的直径、加工的厚度，刀具每一次下降的厚度为 1.4mm 即可，故刀次为 4；顶层高度，由于我们在“ CAXA 制造工程师”中所 绘制的图形都是以材料的上 顶面为 基准的，所以 顶层的高度应该为 0，若 顶层高度为正值时 ，材料就不会被加工到，刀具就会在材料的上方运 动，即为空运动，若顶层高度为负值时，刀具就会从材料表面向下这个值开始加工，本科毕业设计（论文）这个值小的情况下，倒不会有什么大的危险，若 这个值比较大的情况下，就可能造成一些想不到的后果，是有一定危险的，即此 值设为 0；底层高度就是我们所要加工的深度，若我们要把这个材料加工到底，底 层高度就取决于材料的厚度，若我们不加工到底，只是一定的深度，那么这个底层高度就是这一个值，因 实验室的材料都为 5mm，但有些不均匀，故为防止有些地方太厚，底层高度设为-5.5mm；每层下降的高度就是刀具每一次所加工的厚度，考虑到刀具的直径、加工的厚度，还有一些安全问题，每 层下降高度设为 1.4mm。拐角过渡方式：拐角过渡方式有两种，尖角和圆弧，如果单加工一个组件，它拐角过渡方式是哪一个都无所谓，但是如果是配合就要考虑这个过渡的方式，因为圆弧无法配合，故拐角过 渡方式设为尖角。走刀方式：它也有两种方式，单向和往复，但是 这两种方式是适合于不同的情况的，单向主要的指加工的 轮廓为开轮廓的情况，而往复主要是指加工的轮廓为封闭的轮廓，此为平面轮 廓加工，需要把 这一个形状加工出来，所以为封闭的轮廓，故走刀方式设为往复。轮廓补偿：分为 ON，TO，PAST， 这三种方式中， 选用“ ON”时，刀具轨迹就会在选定的轮廓线上加工，需要选择的轮廓就是我们画好的轮廓，若选择它，拾取轮廓时直接选定轮廓就可以了，选用“TO”时，刀具轨迹会在轮廓线内，选用“PAST”时，刀具轨迹会在轮廓线外，但是 这两种情况不是一定的，它们也与选择加工方向有关，如果选择的加工方向不一样，也 许加工的轨迹是一样的， 这两种补偿方法可在操作时具体设置，刀具轨迹线便是刀具的中心点所在的路线。此为平面轮廓加工，且所画的图 形都是正好的尺寸，所以轮廓补偿应设为后两种中的任意一种。行距定义方式：也有两种方式，行距方式和余量方式，在平常我们加工的过本科毕业设计（论文）程中，我们都采用行距方式，因为这个方式主要取决于我们所使用刀具的半径，即不能超过刀具的半径，要不然的情况下，就会加工的不彻底，会留下一些没有加工的，故设为行距方式，行距为 1，加工余量 为 0.拔模基准：是用来确定加工所使用的轮廓（加工轨迹）是工件的顶层轮廓还是底层轮廓，考虑到材料的厚度不均匀，不能 设为底层 ，故拔模基准以 顶层的轮廓为基准。层间走刀：它只对加工开轮廓时有效，对加工封闭轮廓不存在单向和往复之分。故层间 走刀方式可以不 设，也可以 为任意。机床自动补偿（G41/G42） ：G41 为左刀补，G42 为右刀补，补偿的方向取决于加工的侧边和轨迹的方向，此时不采用机床的自动补偿。即“平面轮廓加工参数 ”设为 如表 1 所示。单击“平面轮 廓加工参数表 ”中的“切削用量”即出现 ，平面 轮廓加工参数表的对话框：表 2 切削用量“切削用量”共包含了两项 的内容：速度值和高度值 。速度值：主轴转速是机床加工切削时，机床主轴的转动速度（r/min ），可以根据实际情况来定，一般情况下，都为800 r/min或者是1000 r/min，即主 轴转速设为本科毕业设计（论文）1000 r/min；接近速度是从慢速下刀高度切入工件前刀具进行的速度，这个速度值不易过大，设一个小一点的就行了，100r/min就可以了；切削速度是机床正常切削时，刀具进行的线速度（mm/min），这个速度值也不易过大，它需要考虑刀具和被加工的材料，200 mm/min即可；退刀速度是刀具离开被加工的工件回到安全高度时刀具进行的速度，这个速度值可以适当的大一些，以减少时间，可 设为800 r/min；行间连接速度是刀具在两个刀具行连接处的行进速度，用于有往复加工的加工方式中，避免在顺、逆铣的变换中，机床的 进给 方向产生急剧变化，而对机床、刀具及工件造成损坏，此速度一般应小于进给速度，还可为100 r/min。高度值：起止高度是进、退刀时的刀具的初始高度，这个高度值大一些为好，防止在开始加工的时候出现什么问题，以有足够的时间解决，避免造成不必要的损失，但是大于安全高度的初始高度，可设为30mm ；安全高度是保证在此高度以上快速走刀而不与工件发生碰撞的高度，应高于零件的最大高度小于起止高度，可设为25mm；这两个值之所以有一些小，是因为我们的加工材料是塑料的。慢速下刀相对高度是相对于加工位置的高度值，设为10mm。即“切削用量 ”的速度值和高度 值设为如表2所示。单击“平面轮 廓加工参数表 ”中的“进退刀方式”即出 现：表 2 进退刀方式“进退刀方式 ”包含了两项 的内容：进刀方式和退刀方式。本科毕业设计（论文）进刀方式：垂直是指刀具在工件的第一个切削点处直接开始切削，是垂直的；直线是指刀具沿直线方向向工件的第一个切削点开始切削，其中，长度是进刀直线的长度，角度是进刀直线 与轨迹切向之间的夹角；圆弧是指刀具沿与轨迹相切的1/4圆弧向工件的第一个切削点开始切削，其中，半径是进刀圆弧的半径，延长是延长直线的长度，转角是延 长直线与圆弧的夹角；强制是从一个给定的点，然后让刀具从这一个给定点向工件的第一个切削点开始切削。退刀方式的几种形式与进刀方式的几种形式是一样的。由于进退刀方式对接刀部分的表面质量影响很大，并且，本设计也不需要一些很特别的配合方式，故进退刀方式都选为垂直的，如表 2 所示。单击“平面轮 廓加工参数表 ”中的“下刀方式”即出现 ：表 3 下刀方式“下刀方式”包含了两项的内容：下刀的切入方式和下刀点的位置。下刀的切入方式：下刀的切入方式是指刀具切入被加工的工件或者在两个切削层之间，刀具从上一切削 层切入下一个切削层的走刀方式，包含了，垂直、螺旋、倾斜、渐切。垂直就是指在两个切削层之间，刀具从上一层沿Z轴方向直接切入到下一层，螺旋就是指在两个切削层之间，刀具从上一层的高度沿螺旋线以渐本科毕业设计（论文）进的方式切入工件毛坯，直到下一层的高度，然后开始切削，其中，半径是螺旋线的半径，近似节距指没旋转一圈，刀具下降的高度；倾斜就是指在两个切削层之间，刀具从上一层的高度沿斜向折线渐进切入工件毛坯，直到下一层的高度，然后开始切削，其中，长度是指折线在XY面投影线 的长度，近似 节距是指刀具每折返一次，刀具下降的高度，角度指折线与进刀段的夹角；渐切就是指在两个切削层之间，刀具从上一层的高度沿斜线渐进切入工件毛坯，直到下一层高度，然后开始切削。下刀点的位置: 斜线的端点或螺旋线的切点就是指如以倾斜方式下刀时，下刀点是斜线的端点，如以螺旋 线下刀时，下刀点是螺旋线的切点；斜线的中点或螺旋线的圆心就是指如以倾斜方式下刀时，下刀点是斜线的中点，如以螺旋线下刀时，下刀点是螺旋线的圆 心。如果下刀的切入方式选为垂直，即下刀点的位置即为不可选的。即在下刀的切入方式中选择垂直。单击“平面轮 廓加工参数表 ”中的“铣刀参数”，来设置铣刀的一些参数：在铣刀的参数中，根据自己的需要开设置铣刀的参数。“ 当前铣刀名”中直接选择自已需要的刀具，如果没有自己需要的刀具，可以在“ 增加刀具”中设置所需刀具；刀具号和刀具补偿号都设为 25，刀具半径根据自己的需要设为 1mm；因为是平面轮廓加工，故铣刀为 平头，即刀角半径 为 0；刀刃的长度和刀杆的长度就30 和 40 就行了。然后单击 “预览铣刀参数”就可以在上面看到铣刀的形状了。如果那把刀具不需要还可以删除。即铣刀的参数设置为：表 4 铣刀参数本科毕业设计（论文）4.1.3 生成加工轨迹单击“平面轮 廓加工参数表 ”对话框上的“确定”按钮 ，在命令的状 态栏里出现“ ”然后将鼠 标移至绘图区， 单击空格，即出现选取轮廓的三种方式，即“ ”然后选择单个选取，即“ ”，然后就可以选取轮廓了。但选择了一个轮廓后，在图形上就会出现一个箭头，即为加工方向，选择一个方向后，即可在一一的选取该图形的轮廓了。当把整个封闭的轮廓都选完了，此时，又出 现了一个箭头，此箭头决定了刀具的加工轨迹,在命令框中又出现了“ ”。轮廓补偿本科毕业设计（论文）选择了“TO”，此时应该选择轮廓外面，这样加工轨迹就在图形的外面了。单击轮廓外面的箭头后，命令框中出现了“ ”，此时单击右键即可，单击右键后，命令框中又出现了“ ”再次单击右键，整个轮廓的加工轨迹就完成了，即：图 11 外轮廓的加工轨迹对于里面的那一个小的轮廓的加工轨迹也是一样的，即：图 12 小方孔的加工轨迹当小轮廓的加工轨迹完成后，整个图形的加工轨迹就算生成了：图 13 顶面的加工轨迹轨迹生成后，进行后置处理。4.1.4 后置处理单击“应用”-“后置处理”-“后置设置”，即出 现：本科毕业设计（论文）表 5 后置处理在“增加机床 ”对话框中，设置需要的参数。如果没有相应的机床的名字，可以增加机床名称，也可以删除当前的机床。设置完后， 单击 “后置处理设置”，即出 现后置处理设置，在此对话框中设置行号、坐 标输出格式、圆弧控制一些设置。设置完后，单击“ 确定”即可。 设置如表 5 所示。4.1.5 生成 G 代码单击“应用”-“后置处理”-“生成 G 代码”，出现代码要保存的位置，即：表 6 选择后置文件选择一个位置，命一个文件名“o1111”，单击“保存”，命令框中出现“ ”然后，按照加工的顺序选择轨迹， 单击右键，即出现 G 代码:表 7 G 代码本科毕业设计（论文）而后把文件的开头改为： 单击“文件” 中的“保存”，即把 G 代码就保存到相应的位置了。4.1.6 校核 G 代码单击“应用”-“后置处理”-“校核 G 代码”，出现“选择后置文件”对话框， 选择相应的文件，单击“打开”即可：表 8 选择后置文件出现“圆弧圆 心的 I，J，K 含义”对话框，然后 选择“ 圆 心对起点”:本科毕业设计（论文）单击“确定”按钮，即校核 G 代码：图 14 校核顶面的 G 代码4.1.7 生成工序单单击“应用”-“后置处理”-“生成工序单”，即 选择保存的位置和文件名:单击“ 保存”按钮，即出现“加工轨迹明细单” ：表 8 加工轨迹明细单4.1.8 轨迹仿真单击“应用”-“轨迹仿真”，命令框中出 现“ ”单击右键，出 现“”，确定一个点，单击右键，出现“ ”，在确定一个点，这两个本科毕业设计（论文）点为空间的两个点，单击右键后即可进行轨迹仿真：图 15 轨迹仿真4.2 平面区域加工4.2.1 图形的绘制由于二七塔上的窗户是一个样式，故用平面区域加工，加工出大致形状即可。又因塔墙壁上的窗户太多， 为了介绍平面区域加工，只画出一个窗户。双击“CAXA 制造工程师”图标，打开绘图软件，绘制一个窗 户：图 16 窗户4.2.2 平面区域加工参数的设置单击工具栏上“ 应用”“轨迹生成”“平面区域加工”，打开“ 平面区域加工参数表”的对话 框，在平面轮廓加工中还保留了其设 置的参数，但是此为平面区域加工，所以只需要部分的参数改一下即可。表 9 平面区域加工参数本科毕业设计（论文）“平面区域加工参数 ”中的参数 设为如表 9 所示。“下刀方式”中的内容与平面 轮廓加工中的一样，故下刀的切入方式设为垂直即可：表 10 下刀方式“切削用量”中的参数与平面 轮廓加工的一样，不需要改动即可：表 11 切削用量本科毕业设计（论文）“清根参数”这一个参数与加工的精度有关系，如果加工精度要求不高的情况下，可以不清根，若清根就要设置其进退刀的方式：表 12 清根方式“进退刀方式 ” 中的参数与平面 轮廓加工的一样，不需要改动即可：表 13 进退刀方式“铣刀参数”与平面轮廓加工的一 样：表 14 铣刀参数本科毕业设计（论文）单击“确定”按钮即可。4.2.3 生成加工轨迹参数设置完毕后，在命令框中出现“ ”，此时应该注意，如果加工的轮廓不是整条直线时，应把这条直线先打断，然后再选取，根据命令一一选取加工的轮廓。之后单击右键， 轨迹生成：图 17 窗户的轨迹4.2.4 后置处理单击“应用”-“后置处理”-“后置设置”，即出 现后置设置对话框，根据需要设置即可：表 15 后置处理本科毕业设计（论文）单击“后置 处理设置”，即出 现对话框，设置其参数图表 15 所示。4.2.5 生成 G 代码单击“应用”-“后置处理”-“生成 G 代码”，出现代码要保存的位置，并命名，而后单击“保存 ”按钮，即：即图形的 G 代码就生成了：表 16 G 代码然后把开头改为下图所示，单击“文件”中的“保存”即可：本科毕业设计（论文）4.2.6 校核 G 代码单击“应用”-“后置处理”-“校核 G 代码”，出现“选择后置文件”对话框， 选择相应的文件，单击“打开”即可：出现“圆弧圆心的 I，J，K 含义”对话框，然后选择“圆心对起点”:单击“ 确定”按钮，即校核 G 代码：图 18 校核窗户的 G 代码4.2.7 生成工序单本科毕业设计（论文）单击“应用”-“后置处理”-“生成工序单”，即 选择保存的位置和文件名单击“ 保存” 按钮，即出现“加工轨迹明细单”：表 17 加工轨迹明细单4.2.8 轨迹仿真单击“应用”-“轨迹仿真”，命令框中出 现“ ”单击右键，出 现“”，确定一个点，单击右键，出现“ ”，在确定一个点，这两个点为空间的两个点，单击右 键后即可进行轨迹仿真： 图 19 窗户的轨迹仿真5 CAXA数控车自动编 程及加工参数设置5.1 图形的绘制双击“CAXA数控车” 图标 ，打开绘图软件，绘制阶梯 轴的形状，因为在粗车与精车的过程中，需要选择 毛坯，故需要画出 阶梯轴 的毛坯：本科毕业设计（论文）图 21 柱子及毛坯5.2 粗车参数的设置单击“ ”，出现“ 粗车参数表 ”对话框,将其对话框中的参数设置为：表 18 粗车参数表在“进退刀方式 ”的对话框中，分别将其进退刀方式设为垂直：表 19 进退刀方式在“切削用量 ”的对话框中，分别将其进刀量设为 0.5mm/rev，主轴转速设为800rpm：本科毕业设计（论文）表 20 切削用量在“轮廓车刀 ”的对话框中，将其参数都设置为：表 21 车刀参数5.3 粗车轮廓轨迹的生成参数设置完后，单击“确定”按钮后，命令框中出现“ ”然后在绘图区中，单击空格，出现“ ”，然后选择“ ”，而后将阶梯轴的轮廓一一选取，选取完后， 单击右键，命令框中出 现“本科毕业设计（论文）”，然后在将毛坯的轮廓选取，在确定刀具的进退点，粗车的轮廓轨迹即生成：图 22 柱子的加工轨迹5.4 精车参数的设置精车的参数设置与粗车的参数设置大部分都是一样的，不一样的有，在“ 切削用量”中，把进刀量设为 0.3mm/rev 即可，主 轴的 转速也可以适当的大一点：表 22 精车的切削用量刀具还可以使用同一把即可。5.5 粗车轮廓轨迹的生成参数设置完毕后，确定进退刀的位置，精 车的轮廓轨迹即生成：本科毕业设计（论文）图 23 柱子的轨迹5.6 后置处理单击“ ”，即可对粗、精 车的后置处理进行设置：5.7 生成 G 代码单击“ ”，出现“ 选择后置文件 ”的对话框，命名 G 代码的名字，并保存到适当的位置： 单击“打开 ”按钮后，出现“”单击“是”按钮，命令框中出现“ ”，然后把粗精车的加工轨迹选取后，单击 右键，即：表 23 G 代码本科毕业设计（论文）单击“文件”中的“保存”即可。5.8 轨迹仿真单击“ ”，在命令框中出现“ ”，然后把轨迹选取完毕后，单击右键，即进行轨迹仿真：图 24 轨迹仿真6 数控机床的操作步骤本实验有 Fanuc 系列的加工中心和 车床、Lunan 系列的铣床，下面就 进行本设计的过程中，以自己所操作的过程，将 这三台机床的操作步骤概括如下：6.1 Fanuc 系列的加工中心 操作步骤： 1.传程序：本科毕业设计（论文）在加工中心上：编辑-PROG- 列表-操作-读入-（输入名字）-执行（出现 LSK）在电脑上：CNCEDit4-CIMCOEdit.exe- 机床通讯-发送文件-（Machine）为默认- 确定-“ 找到程序”-打开，即可。 （传完后，单击“确定”按钮即可）2.机床回零：回参考点：- +X ，+Y，+Z.注意：在参考点不能久停，回零后应移动适当的距离。3.对刀：手轮-OFS/SET-坐标系- 选 G54-分别输入 X0，Y0，Z0-测量4.模拟：1）.手动-Z 轴锁住、机床 锁住、空运行2）.编辑-列表- （输入名字）-input （或者“ 下列”）-CUTM/GR-图形-自动- 循环启动5.机床加工：编辑-列表- （输入名字）- input（或者 “下列”）-自动- 循环启动6.2 Fanuc 系列的车床操作步骤：开机后，先按“液压启动”-“reset ”,看钥匙指向红圆圈。1.传程序：本科毕业设计（论文）编辑-PROG- 操作-RED-EXEC（出现 SKP）2.移动：按“ 手动” 上，移动适当的距离。3.回零：回参考点 - +X，+Z （直到原点的灯亮为止）4.对刀：1）.车外圆，车端面 POS-相对-操作 -起源-全轴（清零）编辑-off/SET -补正-形状-X0，Z0-测量2）.手动（对横边上） off/SET-补正-形状-操作- X（直径），Z0 -测量5.模拟：手动-机床锁住、空运行编辑-PROG- DIR-（输入名字）-下拉键-CSTM/GR-图形-循 环启动6.加工：编辑-PROG- DIR-（输入名字）-下拉键-自动-循环启动6.3 Lunan 系列的铣床操作步骤：1. 传程序：在机床上：DNC 通讯-X在电脑上：COM- 打开串口- 发送 G 代码-打开传送完，退出在机床上按“X”2. 机床回零：回零 -+X，+Y，+Z本科毕业设计（论文）注意：在参考点不能久停，回零后应移动适当的距离。3. 对刀：增量-手轮设置-坐标系设定-输入（机床指令坐标）4. 模拟：程序-选择程序（找到程序）- ENTER程序校验-显示切换- 显示切换手动-机床锁住、Z 轴锁住自动-循环启动5. 加工：取消机床锁住： 手动-机床锁住、Z 轴锁住程序-选择程序（找到程序）- 自动-循环启动7 本次设计过程中出现问题分析以上是我这次设计的基本过程，设计模型也能拼接完成，总体上还是比较成功的，但是也避免不了会出现一些问题。比如：塔的主体部分有缝隙，配合不太好；塔檐连接部分的角度存在误差。通过分析，我 认为是材料的厚度的不均，刀具角度误差造成的。主要还是我考虑不全面，在以后的 设计中我一定吸取教训，争取做到最好。8 结束语CAXA 软件可以对已生成的轨迹进行仿真加工和刀具干涉检查，如有刀具干涉现象可以通过改变加工参数表中刀具干涉角度的大小来重新生成轨迹和代码，再次仿真加工，检查干涉，直至消除。排除了由于刀具干涉发生废品的可能性件采用自动编程是最合理的编程方案。它方便、准确、加工效率高，工件加工本科毕业设计（论文）程序的编制工作全部由计算机完成，可以有效解决手工编程中出现的图形基点计算困难、无法进行刀具干涉检查、刀具走刀路 线不合理的问题， 这也是数控编程发展的趋势。在此次设计的过程中，培养了我的综合运用所学知识的能力，分析和解决实际中所遇到问题的能力，并且能巩固和深化我所学的专业 知识，使我在调查研究和收集资料等方面有了显著的提高，同 时在理解分析能力、制定设计计算和绘图能力方面有较大的进步；另外我的技术分析和组织工作的能力也有一定程度的提高。致谢在设计完成之际，我由衷感谢指导老师。非常感 谢学院领导和老师给我提供了这次良好的深入学习的机会和宽松的学习环境。本设计 是在老师的精心指导下完成的，毕业设计的过程中始 终得到了老师的指导。指导老师丰富的知识、 为人师表的作风及严谨的治学态度使我受益匪浅并深深敬佩。我从指 导老师的身上学到了许多优秀的品质， 这些都是我应该永远学习的。通过这次毕业设计，不但使我将大学期间所学的专业知识再次回顾学习，而且也使我学到了专业领域中一些前沿的知识。非常感 谢在本次设计中曾给予我耐心指 导和亲切关怀的老师及帮助过我的同学，正是由于他 们的帮助和鼓励才使我能 够在毕业设计过程中克服种种困难，最 终顺利完成 设计，他 们的学识和 为 人也深深地影响着我。在此，请允 许我再次向曾直接 给予我多次指导的导师表示最忠 诚的敬意！本科毕业设计（论文）参考文献1 宛剑业.CAXA 数控车教程M.北京：化学工业出版社，20052 徐宏海.数控机床刀具及其应用M.北京：化学工业出版社，20053 周旭.数控车床实用技术M.北京：国防工业出版社， 20064 赵刚.数控铣削编程与加工T.北京：化学工业出版社，2007 5 谢骐. 数控车削加工工艺问题的探讨J. 机床与液压 , 2008（3）6 徐宏海.数控加工工艺M.北京：化学工业出版社， 20037 杨伟群.数控工艺培训教程（数控铣）.北京.清华大学出版社，20088 杜家熙，李 颖.数控编程与 结构M.中国国际商务出版社，20039 鞠全勇, 禹宏云,王颖. 数控技术简介J. 金陵职业大学学 报 2000（3）10 张超英，谢 富春.数控编程技 术M.北京：化学工业出版社，200411 李斌主编.数控加工技术M.北京：高等教育出版社，200112 徐嘉元.机械加工工艺手册M.北京：机械工业出版社，199013 邓爱国.数控工艺员考试指南.北京：清华大学出版社，200814 蔡复之等. 实用数控加工技术M. 北京：兵器工业出版社 , 199515 贺曙新，张 恩第，文少波.数控加工工艺M.北京化学出版社，200116 廖效果等. 数控技术M. 武汉：湖北科学技术出版社 ,2000本科毕业设计（论文）本科生毕业论文（设计）课题审核表院（系）名称 专业名称 指导教师姓名 课题名称 “二七纪念塔”模型的主体设计及加工课题来源 学院老师布置的论文立题理由和所具备的条件1. 数控技术是实现机械制造自动化的关键,直接影响到一个国家的经济发展和综合国力,关系到一个国家的战略地位。作 为制造系 统最基本的加工单元,以数控技术为核心的数控机床的生产和应用已成为衡量一个国家工业化程度和技术水平的重要