可乐瓶的造型和加工毕业(论文)设计

1、编号：河南大学本科毕业论文可乐瓶底凹模型腔的数控造型与加工Coke bottle shape concave cavity and processing of CNC论文作者姓名：作 者 学 号：所 在 学 院：所 学 专 业：导师姓名职称：论文完成时间：河南大学本科毕业生学士学位论文 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教 师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加 以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研 究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过

2、帮助和做出过贡献的个人或集体， 均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名： 日期：指导教师签名： 日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版 本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录 检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全 部内容。作者签名： 日 期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研 究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文 不包含任何其他

3、个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日目 录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookma

4、rk8 o Current Document 摘 要 5ABSTRACT. 6第一章 绪论：关于CAXA制造工程师 9 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 第二章 可乐瓶底凹模型腔的造型 10 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 1.1造型方法思路、可行性研究及分析 10 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 1.2绘制截面线 9 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 1.3生成网格面 17 HYPERLIN

5、K l bookmark40 o Current Document 1.4生成直纹面 20 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 1.5曲面实体混合造型 20 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 第三章可乐瓶底凹模型腔加工 24 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 2.1可乐瓶底凹模型腔加工前的准备工作 24设定加工刀具 33后置设置 33定义毛坯 35设定加工范围 35 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document

6、 2.2可乐瓶底的常规加工 36等高线粗加工刀具轨迹 36精加工参数线加工刀具轨迹 39轨迹仿真、检验与修改 41生成G代码 432.2.5生成加工工艺单 44 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 第四章结束语 50 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 致谢辞 50 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 参考文献 51摘 要随着CAD/CAM数控加工、快速成型等先进制造技术在模具制造中的应 用，传统的二维设计及模拟加工方式越来越不适应现代化生产和集成化技

7、术 的要求，逐步被现代化制造取代。模具供应商必须运用先进的设计及制造手 段，才能满足客户对产品的多变性、多样性要求。特别是现今复杂模具多为 复杂曲面构建，普通的制造手段已难以精确加工成型，因此模具数字化制造 势在必行，模具的加工精度和加工质量也大大提高，加快了模具设计制造的 科学化和现代化。利用CAXA制造工程师中优化的NC程序能提高模具的加工 质量，缩短现场加工时间，提高设备利用率，减少刀具、机床的磨损。现以可 乐瓶底为例，阐述CAXA制造工程师在模具设计和数控加工方面的应用。本例为我们每天都看能看得到的可乐瓶底的造型的凹模型腔。尺寸按实 物测量而成。如果软件的造型功能不强大，造此型并非易事

8、，而在CAXA制造 工程师中却是轻而易举。关键词：CAXA制造工程师数控加工加工工艺仿真加工ABSTRACTWith the CAD / CAM, CNC machining, rapid prototyping and other adva need manu facturi ngtech no logy in the mold of traditi onaltwo-dimensional design and simulation of processing methods become increasingly unsuited to modern production and inte

9、gration of technical requireme nts, and gradually replaced by moder n manu facturi ng Suppliers must use adva need mold desig n and manu facturi ng methods to meet the customers variability, diversity requirements. Especially todays complex multi-mold con struct ion for the complex surface, the ordi

10、nary means to manufacture precision molding process has been difficult, therefore imperative digital manu facturi ng mold, mold machi ning accuracy and machi ning quality has greatly improved to speed up the mold desig n and manufacture of scientific and modernization. CAXA manufacturing engineers u

11、se to optimize the NC program to improve the processing quality of the mold, reducing on-site processing time, improve equipment utilization, reduce the cutting tool, machine tool wear. The Coke bottle is an example to explai n CAXA mold desig n and manu facturi ng engin eers in the application of C

12、NC machining.In this case, we watch it every day to see the Coke bottle in the shape of the die. Measurements made by physical size. If the software is not strong modeli ng capabilities, making this type is not easy, and manu facturi ng engin eer CAXA is easy.Keywords : CAXA Manufacturing Engineer N

13、CMachining ProcessSimulatio n Process ing毕业设计任务的内容和要求1、设计内容：、收集和查阅参考资料，了解 凹模零件的加工特点；、对于可乐瓶底凹模零件加工的可行性进行分析、研究；、建模，完成零件的铣削加工造型；、根据可乐瓶底凹模零件的加工特点、工艺条件和经济情况确定加工工艺;填写工艺过程卡片(包括刀具的合理选择、加工参数的设计过程)；、根据工艺卡片中的加工顺序，设计零件的轮廓粗、精加工、钻孔等加工方法的刀路，生成加工轨迹；、合理选择机床，根据机床及数控系统的类型进行机床参数的设置和后置处理；生成加工程序；并仿真加工检查和真实零件加工；、零件图；(单件或小

14、批量生产，材料为45#钢)零件图2、设计要求：、设计方案选择合理，工艺流程具有一定灵活性，达到设计任务要求；、设计计算概念清楚，参数选择恰当，计算正确；说明书简明扼要，文字流畅，论点明确，书写工整；、图纸表达正确，符合制图规范；图面整洁，布局合理，图中线型和尺寸 标注符合要求，字体应为工程字；(4)、设计的有关技术经济指标符合国家有关规范、标准和政策要求； 、在设计过程中认真、按时完成各阶段的计算、设计和绘图任务。3、设计条件：、数控实训中心有相应的专业机房和 CAD/CAM软件，具有仿真加工和实际加工的设备和能力；、可以借助图书馆的设计参考书和有关国家标准；、数控实训中心有专业指导教师和操作

15、指导技术人员。第一章 绪论关于CAXA制造工程师CAXA制造工程师的特点：在曲面造型功能上网格面功能的强大（可做封闭的网格面，保证首 尾曲面的光滑连接）。当单纯用实体造型很难做出来时，如何充分利用软件中提供的的曲 面和实体的完美结合来做出本造型。线框造型极为方便。展示了多曲面裁实体在复杂实体造型中的应用。本造型在上一个版本的制造工程师中很难实现。提供了多种的加工方法来加工本型腔。当球刀半径大于曲面中最小曲率半径时，能够检查刀具干涉，防止 过切产生。CAXA制造工程师的功能：1、实体曲面结合（1）方便的特征实体造型采用精确的特征实体造型技术，可将设计信息用特征术语来描述，简便而准 确。通常的特征

16、有：孔、槽、型腔、凸台、圆柱体、球体等。（2）强大的NURBS自由曲面造型CAXA制造工程师引入了强大的NURBS自由曲面造型技术，提供扫描、放样、 导动、直纹、等距、边界等功能生成 NURBS曲面。（3）灵活的曲面实体复合造型基于实体的“精确特征造型”将曲面融合到实体造型中来。2、优质高效的数控加工CAXA制造工程师快速高效的加工功能涵盖了从 25轴的数控加工功能。可 直接对曲面、实体模型进行一系列的加工操作。3、最新技术的知识加工可以将某类零件的加工步骤、使用刀具、工艺参数等加工条件保存为规范化 的模板，形成企业的标准工艺知识库；以后类似零件的加工即可通过调用知识加工模板来进行，以保证同类

17、零件加工的一致性和规范化，并随着企业各种加 工工艺信息的数据积累，从而实现加工顺序的标准化。第二章 可乐瓶底凹模型腔的造型1.1造型方法思路、可行性研究及分析基于CAXA制造工程师的数控加工步骤CAXA制造工程师的使用流程如图1所 示。根据流程图所示，我们可以看出基于 CAXA制造工程师在数控加工中主要包 括以下几个方面内容：首先是根据零件图纸，对零件进行造型；其次是进行数控 加工工艺分析，选用合适的加工方法并进行相关参数的设定；最后是加工仿真，生成G代码及相关工艺性文件。下面结合可乐瓶底的数控加工这一实例，进一步 阐述基于CAXA制造工程师的具体应用方法。根据需要加工的部分用线架、曲面和实体

18、表达工件选择加工参数，产生加工轨迹加工仿真图示：CAXA制造工程师使用流程图加工工艺分析及加工方案设计准备工作：在这个阶段主要完成加工环境设计工作。在完成工艺方案设计的前提下 ，在 计算机上完成数控机床参数设置、刀具元件建库、刀具组装、通用夹具元件建库、 专用夹具元件建模、夹具组装，目的是建立一个三维工件的加工环境。(2)加工方案设计：对以上零件的三维建模进行分析，按工艺方案的要求，根据零件毛坯、夹具 装配之间的空间几何关系，筛选最适用的加工方法。对实体造型进行进一步的工 艺分析，根据加工性质修改增补造型；根据加工特点以及加工能力，确定需要加 工的三维实体面，再分析实体的组成情况，拟定刀具的进

19、入路径、切削路径、退 出路径。对刀具在运动中可能发生干涉的部位，应及时进行加工环境调整。可乐 瓶底模是一个较复杂的曲面与平面相结合的零件，由于无法准确计算曲面上各点 坐标值,很难用G弋码或APT语言进行手工NC编程，只能用CAM软件自动生成加工程 序。可乐瓶底的曲面造型比较复杂，它有五个完全相同的部分。由于直接用 实体造型不能完成，所以利用CAXA制造工程师强大的曲面造型功能作出曲 面，再利用曲面裁剪除料生成凹腔模型。可乐瓶底的侧表面可以用网格面来 生成。因为是由5个完全相同的部分组成的，其实我们只要作出一个突起的 两根截面线和一个凹进的一根截面线，然后进行环形阵列就可以得到其他几 个突起和凹

20、进的所有截面线。最后使用网格面功能生成五个相同部分的曲面。 可乐瓶底的最下面的平面我们使用直纹面中的“点+曲线”方式来做，这样 做的好处是在做加工时两张面（直纹面和网格面）可以一同用参数线加工。 最后以瓶底的上口为准，构造一个立方体实体，然后用可乐瓶底的两张面把 不需要的部分裁剪掉，就可以得到我们要求的凹模型腔。图1为可乐瓶底曲面造型和凹模型腔造型图2为可乐瓶底曲面造型的二维视图图1可乐瓶底曲面造型和凹模型腔造型图2可乐瓶底曲面造型的二维视图1.2绘制截面线1按下【F7】键将绘图平面切换到XOZ平面。2单击曲线工具中的“矩形”按钮三，在界面左侧的立即菜单中选择“中 心_长_宽”方式，输入长度4

21、5,宽度50,光标拾取到坐标原点，绘制一 个45 X 50的矩形。图3基本过程3 单击几何变换工具栏中的“平移”按钮:，在立即菜单中输入 DX = 22.5,DZ = -25,然后拾取矩形的四条边，单击鼠标右键确认，将矩形的左上角 平移到原点（0,0,0） 图4基本过程4单击曲线工具栏中的“等距线”按钮 勺，在立即菜单中输入距离5,拾取 矩形的最上面一条边，选择向下箭头为等距方向，生成距离为5的等距线， 如图所示。p.locoZ9x图5基本过程5相同的等距方法，生成如图所示尺寸标注的各个等距线。6单击曲面编辑工具栏中的“裁剪”按钮-，拾取需要裁剪的线段，结果如左图所示，然后单击“删除”按钮，拾

22、取需要删除的直线，按右键确认确认删除，结果如右图所示Z图7基本过程图8删除结果7作过P1、P2点且与直线L1相切的圆弧。单击 “圆弧”按钮 ，选择 “三点圆弧”方式，拾取P1点和P2点，然后按空格键在弹出的点工具菜 单中选择“切点”命令，拾取直线 L1。作过P4点且与直线L2相切，半径R为10的圆R10b单击“整圆”按 钮，拾取直线L2 （上一步中点工具菜单中选中了“切点”命令），切 换点工具为“缺省点”命令，然后拾取 P4点，按回车键输入半径10。作过直线端点P3和圆R10的切点的直线。单击“直线”按钮，拾取P3点，切换点工具菜单为“切点”命令，拾取圆R10上一点，得到切点P5图9基本过程注

23、意：在绘图过程中注意切换点工具菜单中的命令，否则容易出现拾取不到需要点的现象。8作与圆R10相切过点P5,半径为10的圆C1。单击“整圆”按钮国, 选择“两点半径”方式，切换点工具为“切点”命令，拾取 R10圆；切 换点工具为“端点”，拾取P5点；按回车键输入半径10。作与圆弧C4相切，过直线L3与圆弧C4的交点，半径为10的圆C2 单击“整圆”按钮，选择“两点半径”方式，切换点工具为“切点” 命令，拾取圆弧C4;切换点工具为“交点”命令，拾取 L3和C4得到它 们的交点；按回车键输入半径10。作与圆C1和C2相切，半径为60的圆弧C3单击“圆弧”按钮圄, 选择“两点半径”方式，切换点工具为“

24、切点”命令，拾取圆 C1和C2, 按回车键输入半径60。9单击曲面编辑工具栏中的“裁剪”按钮-和“删除”按钮，去掉不需要的部分。在圆弧C4上单击鼠标右键选择“隐藏”命令，将其隐藏掉。2图11基本过程按下F5键将绘图平面切换到XOY平面，然后再按F8显示其轴侧图。单击曲面编辑工具栏中的“平面旋转”按钮国，在立即菜单中选择“拷 贝”方式，输入角度41.6度，拾取坐标原点为旋转中心点，然后框选所有线段，单击右键确认,图12基本过程单击“删除”按钮，删掉不需要的部分。按下 Shift +方向键旋转视 图。观察生成的第一条截面线。单击“曲线组合”按钮 仝,拾取截面线, 选择方向，将其组合一样条曲线。图1

25、3 基本过程第一条截面线至此，第一条截面线完成。因为作第一条截面线用的是拷贝旋转，所以完整地保留了原来绘制的图形，我们只需要稍加编辑就可以完成第二条截面线。按F7将绘图平面切换到XOZ面内。单击“可见”按钮.，显示前面隐 藏掉的圆弧C4,并拾取确认。然后拾取第一条截面线单击右键选择 “隐藏” 命令，将其隐藏掉。选择“圆弧过渡”方式，半径为10，对P2、P3两处进行过渡。单击“曲线组合”按钮仝，拾取第二条截面线，选择方向，将其组合一样条曲线。图16第二条截面线按下F5键将绘图平面切换到XOY平面，然后再按F8显示其轴侧图。单击“圆弧”按钮厂，选择“圆心半径”方式，以Z轴方向的直线两端点为圆心，拾

26、取截面线的两端点为半径，绘制如图所示的两个圆。删除两条直线。单击“可见”按钮.，显示前面隐藏的第一条截面线。单击曲面编辑工具栏中的“平面旋转”按钮 V ,在立即菜单中选择“拷贝”方式，输入角度11.2度，拾取坐标原点为旋转中心点，拾取第二条截部分截面线可乐瓶底有五个相同的部分，至此我们完成了其一部分的截面线，通过阵列 我们就可以得到全部，这是一种简化作图的有效方法。单击“阵列”按钮二，选择“圆形”阵列方式，份数为 5,拾取三条截 面线，单击鼠标右键确认，拾取原点（0,0,0）为阵列中心，按鼠标右键确 认，立刻得到如下结果。图19 阵列生成全部截面线至此为构造曲面所作的线架已经完成13生成网格面

27、按F5键进入俯视图，单击曲面工具栏中的“网格面”按钮 ，依次拾 取U截面线共2条，按鼠标右键确认；再依次拾取 V截面线共15条，按右 键确认，稍等片片刻曲面生成。依次拾取V截面线共15条依次拾取U截面线共2条图20拾取截面线图21网格面生成14生成直纹面底部中心部分曲面可以用两种方法来作：裁剪平面。直纹面（点 +曲线） 这里用直纹面“点+曲线”来做，这样的好处是在做加工时，两张面（网格面和 直纹面）可以一同用参数线来加工，而面裁剪平面不能与非裁剪平面一起来加工。1 单击曲面工具栏中的“平面”按钮-，选择中间的小圆，给定方向，右 键确认，圆形平面立即生成。图22直纹面生成2选择“设置”“拾取过滤

28、设置”命令，取消图形元素的类型中的“空间 曲面”项。然后选择“编辑”-“隐藏”命令，框选所有曲线，按右键确认，就可以将线框隐全部藏掉，结果如图所示图23基本过程至此可乐瓶底的曲面造型已经作完。下一步的任务是如何选用曲面造型造出 实体。1.5曲面实体混合造型造型思路：先以瓶底的上口为准，构造一个立方体实体，然后用可乐瓶底的 两张面（网格面和直纹面）把不需要的部分裁剪掉，得到我们要求的凹模型腔。 多曲面裁剪实体是CAXA制造工程师中非常有用的功能。单击特征树中的“平面XOY ”，选定平面XOY为绘图的基准面图24基本过程 单击“绘制草图”按钮；，进入草图状态，在选定的基准面 XOY面上绘 制草图。

29、单击曲线工具栏中的“矩形”按钮 口，选择“中心_长_宽”方式，输入 长度120，宽度120，拾取坐标原点（0,0,0）为中心，得到一个120X120的正方形图25基本过程单击特征生成工具栏中的“拉伸”按钮 二，在弹出的“拉伸”对话框中,输入深度为50，选中“反向拉伸”复选框，单击“确定”得到立方实体。图26基本过程选择“设置”-“拾取过滤设置”命令，在弹出的对话框中的“拾取时的 导航加亮设置”项选中“加亮空间曲面”，这样当鼠标移到曲面上时，曲 面的边缘会被加亮。同时为了更加方便拾取，单击“显示线架”按钮 目退出真实感显示，进入线架显示，可以直接点取曲面的网格线H暉璽愉趣瘀硕I? 口 I? 口匚

30、匸匸匸|7 口运中卿鞄瀰瀬颱口 |就綁言刘、；於图27基本过程6.单击特征生成工具栏中的“曲面裁剪除料”按钮，拾取可乐瓶底的两个曲面，选中对话框中“除料方向选择”复选框，切换除料方向为向里, 以便得到正确的结果。图28基本过程7.单击“确定”，曲面除料完成。选择“编辑”-“隐藏”命令，拾取两个曲面将其隐藏掉。然后单击“真实感显示”按钮造型结果如图所示图29凹模型腔第三章 可乐瓶底凹模型腔加工2.1可乐瓶底凹模型腔加工前的准备工作刀具的选择：刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能 力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀 柄。刀具选择总的原

31、则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足加 工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平 面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀； 加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬 质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头 铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证 加工精度，切削行距一般取得很能密，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具 在表面加工质量和切削效率方面

32、都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提 下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用 度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的 刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，贝U可以使 整个加工成本大大降低。在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀 动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具， 迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构 尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前 我国的加工中心采用TSG工具系统

33、，其刀柄有直柄（三种规格）和锥柄（四种规格） 两种，共包括16种不同用途的刀柄。在经济型数控加工中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：尽量减少刀具数量；一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位；粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；先铣后钻；先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；在可能的情况下，应尽可能利用数 控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。切削用量的选择：切削用量包括：切削速度、进给速度、背吃刀量、和侧吃刀量。在实际的生 产中如何合理地选用对提高生产效率，改善工件表面粗糙度和加工精

34、度都有密切 的关系。三种进给量的关系为：Vf=fn=afzn式中 af 每齿进给量，mm/z n铣刀（主轴）转速， r/min ； z铣刀齿数。推荐数值表如下:工件材料硬度/HB高速钢铣刀硬质合金铣刀立铣刀端铣刀立铣刀端铣刀低炭钢1500.04 0.200.15 0.300.07 0.250.20 0.401502000.03 0.180.15 0.300.06 0.220.20 0.35中、高炭钢2200.04 0.200.15 0.250.06 0.220.15 0.352252350.03 0.150.10 0.200.05 0.200.12 0.253254250.03 0.120.0

35、8 0.150.04 0.150.10 0.20灰铸铁1501800.07 0.180.20 0.350.12 0.250.20 0.501802200.05 0.150.15 0.300.10 0.200.20 0.402203000.03 0.100.10 0.150.08 0.150.15 0.30可锻铸铁1101600.08 0.200.20 0.400.12 0.200.20 0.501602000.07 0.200.20 0.350.10 0.200.20 0.402002400.05 0.150.15 0.300.08 0.150.15 0.302402800.02 0.080.

36、10 0.200.05 0.100.10 0.25合金钢2200.05 0.180.15 0.250.08 0.200.12 0.402202800.05 0.150.12 0.200.06 0.150.10 0.302803200.03 0.120.07 0.120.05 0.120.08 0.203203800.02 0.100.05 0.100.03 0.100.06 0.15工具钢退火状态0.05 0.100.12 0.200.08 0.150.15 0.50HRC 360.03 0.080.07 0.120.05 0.120.12 0.25HRC 35 460.04 0.100.10

37、 0.20HRC 46 560.03 0.080.07 0.10铝镁合金95 1000.05 0.120.20 0.300.08 0.300.15 0.38切削速度：V n D n /1000D铣刀直径（mm n 铣刀转速r/min, n 圆周率 从公式中可以看出，直径、转速和铣削速度成正比，也就是 D n越大, V也越大。在实际加工中，对刀具耐用度影响最大的是铣削速度，而不是转速。因 此，我们往往是根据刀具和被加工工件的材料等因素先选好合适的铣削速度，然 后再根据铣刀直径和铣削速度来计算并选择合适的转速。转换公式如下：n=1000V/ n D公式中可以看出两个变量 V、D中VT、nT, D

38、T、nJ。铳削速度参照表如下:工件材料硬度/HB铳削速度V(m/min)高速钢铳刀硬质合金铳刀低、中炭钢22021 40603654 11530042591536 75高炭钢22018 36602153 10532537582136 4837542561035 45合金钢22015 3555 12022532510 2437 803254255930 60工具钢20025012 2345 83灰铸铁11014024 3611011515022515 2160 11023029091845 9030032051021 30可锻铸铁1101604

39、2 5010020016020024 3683 12020024015 2472 11024028091140 60铸钢低炭10015018 2768 105中炭10016018 2768 10516020015 2160 9020024012 2153 75钢80铝合金180300360600铜合金45 100120190镁合金180270150600本设计的加工材料是45号钢，用硬质合金铣刀，因此可以选择铣削速度为60150,进给量可以选择 0.060.35填写数控加工工序卡：各工步的加工内容、所用刀具和切削用量见表班级：07自动化 姓名：王三伟 学号：07044

40、0081工艺方案报告、刀具卡片产品名称或代号毕业设计的数控加工零件名称可乐瓶底凹模型腔的造型加工零件 图号序号刀具号刀具名称数量加工表面刀尖半径 R/ mm刀尖方位T备注1T0101R5球铣刀1凹模型腔52T0202R5球铣刀1铣削凹模型腔5编制王三伟审核批准共1页第1页、工艺卡片单位名称河南大学产品名称或代号零件名称零件图号可乐瓶底凹模型腔的 造型加工工序号程序编号夹具名称使用设备数控系统车间00100001虎钳XD 40AFANUCOi Mate MC数控实训 中心丄步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转/ r - min，进给量速度/mm min_1背吃 刀量/mm备注1粗铣凹模型腔T0

41、101R51500500.2自动2精铣凹模型腔T0202R516001000自动编制王三伟审核批准共1页第1页三零件编程报告任务名称：可乐瓶底凹模型腔造型加工 完成人：王三伟指导教师：魏成杰程序段号程序内容说明（可乐瓶底粗加工.mxe,2011.5.10,13:45:58.46）N10G90G54G00Z60.000N12S1500M03N14X0.000Y0.000Z60.000N16X-22.666Y13.269N18Z7.800N20G01Z-2.200F50N22X-1.193Y0.707F800N24G03X-0.980Y-0.977I1.202J-0.703F400N4602X18

42、.857Y-1.096N4604X22.000Y-0.805N4606X22.786Y-0.790N4608X26.518Y-0.679N4610G03X27.778Y-0.732I0.985J8.319N4612G01Z-25.200F1000N4614G00Z60.000N4616X0.000Y0.000N4618M05N4620M30（可乐瓶底精加工.mxe,2011.5.10,13:47:23.906）N10G90G54G00Z60.000N12S1600M03N14X0.000Y0.000Z60.000可乐瓶底凹模型腔造型加工粗加工程序N16X37.500N18Z15.000N20G

43、01Z-5.000F100N22X37.493Y0.727Z-4.999F1000N24X37.472Y1.457Z-4.995N26X37.426Y2.344Z-4.990N28X37.382Y2.961Z-4.988N30X37.324Y3.631Z-4.987N32X37.210Y4.644Z-4.989N3494X12.444Y4.010Z-33.229N3496X12.590Y3.661Z-33.242N3498X12.718Y3.299Z-33.252N3500X12.889Y2.663Z-33.260N3502X13.006Y2.031Z-33.262N3504X13.077Y1

44、.528Z-33.265N3506X13.130Y1.017Z-33.266N3508X13.159Y0.522Z-33.265N3510X13.162Y-0.019Z-33.260N3512Z-13.260F100N3514G00Z60.000N3516X0.000Y0.000N3518M05N3520M30可乐瓶底凹模型腔造型加工粗加工程序零件检测报告任务名称：可乐瓶底凹模型腔造型加工 完成人：王三伟指导教师：魏成杰班级07自动化姓名王三伟学号07044008日期实训课题可乐瓶底凹模型腔造型加工零件图号1号基本检查编程序号检测项目配分学生评分教师评分1切削加工工艺制定正确222切削用量选用

45、合理223程序正确、简单明确、规65操作4设备的正确操作与维护225安全、文明生产33基本检查结果总计1514尺 寸 检 测序号检测要素允差-量.ma /、配分实测结果分数名称规格学生自测教师检测1图纸2图纸3图纸尺4图纸尺尺寸检测结果总计基本检查结果尺寸检测结果成绩2.1.1设定加工刀具双击结构树中的刀具库，弹出刀1 选择屏幕左侧的“加工管理”结构树,具库管理对话框。单击“增加铣刀”按钮，在对话框中输入铣刀名称图30 “加工定义“对话框一般都是以铣刀的直径和刀角半径来表示，刀具名称尽量和工厂中用刀的习 惯一致。刀具名称一般表示形式为“ D10，r3”，D代表刀具直径，r代表刀角半 径。2 设

46、定增加的铣刀的参数。在刀具库管理对话框中键入正确的数值，刀具定 义即可完成。其中的刀刃长度和刃杆长度与仿真有关而与实际加工无关，在实际 加工中要正确选择吃刀量和吃刀深度，以免刀具损坏。2.1.2后置设置用户可以增加当前使用的机床，给出机床名，定义适合自己机床的后置格式。 系统默认的格式为FANUC系统的格式。1 选择屏幕左侧的“加工管理”结构树，双击结构树中的“机床后置”，弹出“机床后置”对话框。2增加机床设置。选择当前机床类型，如图所示。图31 “机床后置“对话框（1）3后置处理设置。选择“后置处理设置”标签，根据当前的机床，设置各参数，如图所示图32 “机床后置“对话框（2）2.1.3定义

47、毛坯1选择屏幕左侧的“加工管理”结构树，双击结构树中的“毛坯”，弹出“毛坯”对话框图33 “定义毛坯”对话框2 点中“参照模型”复选框，在单击“参照模型”按钮，系统按现有模型自 动生成毛坯。2.1.4设定加工范围此例的加工范围直接拾取实体造型上的轮廓线即可H y B丄图342.2可乐瓶底的常规加工我们造型的目的最终是要进行加工，把设计的构想变为现实，数控铣加工是 重要的手段之一。当我们拿到一个工件和图纸后，总是要根据零件的形状特点和 软件提供的加工功能来制定我们的加工方案。CAXA制造工程师2006提供了多种 加工加工方法，如平面轮廓、平面区域、参数线加工，曲面区域加工、曲面轮廓 加工、限制线

48、加工、投影加工，空间曲线加工、等高线加工、粗加工等十种加工 方式，每一种加工方式，针对不同工件的情况，又可以有不同的出色表现基本上 满足了数控铣床、加工中心的编程和加工需求。数控铣、加工中心的加工的工件一般都是六面加工好，满足找正和装卡要求 的。因此本工件加工的第一项任务就是如何迅速的去除型腔中的余量，而数控铣、加工中心加工效率的高低，很大程度上取决于粗加工去余量的快慢。CAXA制造工 程师2006提供了一种粗加工的方法，它把整个型腔根据编程者给定的参数，自 动分为多层，而每一层中又相当于一个平面区域加工。它适用于平刀、球刀和带 R的平刀，因此，它可以高效可靠的去除型腔内的余量，并可以根据精加

49、工的要 求，留出余量，为精加工打下一个好的基础。根据本例的形状特点，难于用普通铣床进行粗加工，而用CAXA制造工程师2006,却是一件轻而易举的事。因为可乐瓶底凹模型腔的整体形状较为陡峭，所 以粗加工采用等高粗加工方式。然后我们采用参数线加工方式对凹模型腔中间曲 面进行精加工。加工思路：等高线粗加工、参数线精加工2.2.1等高线粗加工刀具轨迹1 设置“粗加工参数”。单击【加工】【粗加工】【等高线粗加工】，在 弹出的“等高线粗加工”中设置“粗加工参数”，如图左所示。设置粗加工“铣 刀参数”，如图右所示。表1等咼线粗加工参数表图35 “等高线加工加工”对话框（1）2 设置粗加工“切削用量”参数。如

50、图所示。加工参数切削用量加工方向顺铳主轴转速1500层咼3慢速下刀速度50行距3切入切出连接速度800切削模式环切切削速度400行间连接方式直线退刀速度1000加工顺序Z优先下刀方式加工精度0.1安全速度20加工余量0.8慢速下刀距离15区域切削类型抬刀切削混合退刀距离15起始点坐标X=0 , Y=0 , Z=60切入方式垂直毛坯类型参照模型刀具参数零件类型P 模具型腔刀具名R5球铳刀其他参数不设定刀具半径5加工边界刀角半径5最小最大-50/0图36 “等高线加工加工”对话框（2）3确认“起始点”、“下刀方式”、“切入切出”系统默认值。按“确定”退出 参数设置。按系统提示拾取加工对象和加工边界

51、。选中整个实体表面作为加工对象, 系统将拾取到的所有实体表面变红，然后按鼠标右键确认拾取；拾取轮廓圆为加 工边界，点中提示的箭头的一端，按鼠标右键结束。生成粗加工刀路轨迹。系统提示：“正在计算轨迹请稍候”，然后系统就会自动生成粗加工轨迹。结果如图所示1粗加工YZ平面轨迹2粗加工轨迹3粗加工XY平面轨迹图374粗加工XZ平面轨迹 粗加工刀路轨迹隐藏生成的粗加工轨迹。拾取轨迹，单击鼠标右键在弹出菜单中选择【隐藏】命令，隐藏生成的粗加工轨迹，以便于下步操作2.2.2精加工参数线加工刀具轨迹可以直接加工原始的曲面，这样会显得更简单一点。也可以直接加工实体。但曲面截实体以后形成的实体表面比原始的曲面要多

52、一些。内型腔表面为5张曲面。精加工可以采用多种方式，如参数线、等高线+等高线补加工、放射线加工等。下面仅以参数线加工为例介绍软件的使用方法和注意事项。曲面的参数线加 工要求曲面有相同的走向、公共的边界，点取位置要对应。选择“加工精加工参数线精加工”命令，弹出参数线加工参 数表，按照表中内容设置参数线加工参数。刀具和其他参数按粗加工的参数来设 定。完成后单击“确定”。表2参数线精加工参数表加工参数切削用量切入方式不设定主轴转速1600切出方式不设定慢速下刀速度100行距3切入切出连接速度800遇面干涉抬刀切削速度1000第一系列限制曲面无退刀速度100第一系列限制曲面无下刀方式加工精度0.01安

53、全速度20加工余量0慢速下刀距离15区域切削类型抬刀切削混合退刀距离15起始点坐标X=0，Y=0，Z=60切入方式垂直毛坯类型参照模型刀具参数零件类型模具型腔刀具名R5球铳刀其他参数不设定刀具半径5加工边界刀角半径5最小最大-50/0图38“参数线加工”对话框2根据状态栏提示拾取曲面，当把鼠标移到型腔内部时，曲面自动被加亮显 示，拾取同一高度的二张曲面后，按鼠标右键确认，根据提示完成相应的工作， 最后生成轨迹。1精加工轨迹3精加工ZX平面轨迹2精加工XY平面轨迹4精加工YZ平面轨迹图39精加工轨迹2.2.3轨迹仿真、检验与修改按“可见”铵扭，显示所有已生成的粗/精加工轨迹并将它们选中。 单击【

54、加工】【轨迹仿真】，选择屏幕左侧的“加工管理”结构树，依 次点中“等高线粗加工”和“扫描线精加工”，右键确认。系统自动启动 caxa轨迹仿真器，点中仿真图标 石，弹出仿真加工对话框，如图所示； 调整三下拉菜单中的值为10，按*按钮来运行仿真，口仿真加工图40 “仿真加工”对话框在仿真过程中，可以按住鼠标中间来拖动旋转被仿真件，可以滚动鼠标中 间来缩放被仿真件。图41仿真加工过程调整I ； I，w-下拉菜单中的值，可以帮助检查干涉情况，如有干涉会自动报警。5仿真完成后，单击 V按钮，可以将仿真后的模型与原有零件作对比。做对比时，屏幕右下角会出现一个+4-4其中绿色表示和原有零件一致,颜色越蓝，表

55、示余量越多，颜色越红，表示过切越厉害6 仿真检验无误后，可保存粗/精加工轨迹。224生成G代码1 单击【加工】【后置处理】【生成 G代码】，在弹出的“选择后置文 件”对话框中给定要生成的NC代码文件名（可乐瓶底.cut）及其存储路径，按“确 定”退出。图42“ |选择后置文件”对话框2 分别拾取粗加工轨迹与精加工轨迹，按右键确定，生成加工G代码。可乐麵居殂煎工 程広-逆审至BEIE可乐穎底陌如工 程肓-记爭玉回田立仲 笛姐 格式妙 近丟边 帮助苗t可示瓶底粗山工丘101：1;町：汕上蓟上 HI UUS-UUVOIBIH 伽hi择忙也 加叭氛U.O100HZ2 K-1 * 1 3 0 BF B

56、00H2!A|.l；03X-aayB0V-iUiB|?i1 .202J-0 7HaFU曲 0H26fia3X-|.371VSi.1ML-1 1呢SL 妇&HJDUBJKD.ilAIYI 悝11.-1 即陀J-趴24H32ISBJX-1.13B.?B/j-BuSb2j-1 a 01?H3 陆聘 at 齬一醞 lenv-a.eiSfliM-FWJ-E 出 EmoEiHU BE4,355V D H弓产 1 -3 431J2 5frH42 G B3M3 亠 CM W H 盟 1 f 455J- 0.467如吧 歸辑 林式畑査君 据肋可乐瓶底精加工-nx叭20诃占川0肌时熄氛g&0N1QG9K5W0K4

57、Q .mH12S1600HO3N1li0BQl3aVOBQiaO2A0.aOQN16X37.5S0NS2M37.W9V0.737Z-JI9WF100OH?mX37,47ZV1 .7 1|QMH2猷3了詁2科2.3岫27996N2B37.382Y2.N1Z-498B柏m翻口 2驭997HS2X9721W4AU2-Jh泗N337 jmY5：.79diZ-4N36X36.EI9l9Vfii.figa?-4lg利N38X36.725V7.5832-5000H4F9X36 9日 0V8一峙tn 即 1|口01N2QGB1 足-5 0BQF100图43加工G代码225生成加工工艺单生成加工工艺单的目的有三

58、个：一是车间加工的需要，当加工程序较多时可 以使加工有条理，不会产生混乱。二是方便编程者和机床操作者的交流，凭嘴讲 的东西总不如纸面上的文字更清楚。三是车间生产和技术管理上的需要，加工完 的工件的图形档案、G代码程序可以和加工工艺单一起保存，一年以后如需要再 加工此工件，那么可以立即取出来就加工，一切都是很清楚的，不需要再做重复 的劳动。1 选择【加工】-【工艺清单】命令，弹出工艺清单对话框，如下左图。输 入零件名等信息后，按拾取轨迹按钮，点中粗加工和精加工轨迹，右键确 认后，按生成清单按钮生成工艺清单。如下右图。图44 “工艺清单”对话框2.工艺清单输出结果共有general（NC数据检查表

59、）、function（功能参数）、tool（刀具路径）、ncdata（NC数据）5个NC数据检查表文件。点中工艺清单输出 结果中的各项，可以查看到毛坯、工艺参数、刀具等信息。如图所示：| CAXA工艺清单图45 CAXA工艺清单界面图表1 ：关键字一一模型、毛坯、机床、其他项目结果备注零件名称CAXAMEDmiLPARTNAMELlll零件目医号CAXAMHDETAILPARTID零件镐号CAIAMHDETAILDRAWINGID生成日期CASAHEDETAILDATt201 17设计人员CAXAJEDETAILDESIGJO-工艺人员CAXAJEDETAILPROCE SSMAU-校樓人员C

60、MAMEDETAILCHBCKMN-机床名祢CAXAMMACHINENAMEfanuc刀具起绘点HCmiEJIACHHOMEFOSla刀具起姑点YCAJLAMENACHHOHEPOSYa刀貝起始点2CAXAIEKACHHONEPOSZ100,刀具起贻点CAXAMENACHHOMEFOS(o., a, too J模型示岂图CmifEltCDELIlKHTJL代硏槿型框最大iZAXAMHNODELEOXHAXCao., 60.,生 025e-003)模型框最小CAXAJOCOELBOXMTNC-60,-60.,-50.)模型框怏度CAXAJOODELBOKSIZEX120.图表2 :关键字-功能参