CADCAM數(shù)控設計

1、 綜合訓練報告書 題 目 廣本車標零件的CAD/CAM與數(shù)控加工銑削 應 用 技 術 系機械設計制造及其自動化 專業(yè) 班 號 學生姓名 . 指導教師 王高升 袁平 關耀奇 郭建新 完成日期 2011年12月22日 湖南工程學院應用技術學院 二一一年十二月湖南工程學院CAD/CAM與數(shù)控加工綜合訓練任務書題目： 廣本車標零件的CAD/CAM與數(shù)控加工銑削 姓名 石 磊 系別 機械工程系專業(yè)機械設計制造及其自動化班級0885學號200813090511指導老師 王高升、袁平、關耀奇、郭建新 教研室主任 關耀奇 一、 訓練目的本綜合訓練是機械設計制造及其自動化專業(yè)教學計劃中規(guī)定的專業(yè)必修課程，是學生

2、進入專業(yè)課程學習階段必須進行的一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，其目的是提高學生計算機綜合應用能力，鞏固和加深所學的理論知識，深入了解CAD/CAM軟件在產(chǎn)品設計開發(fā)和加工制造過程中的作用，掌握產(chǎn)品數(shù)控加工的全過程，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的工作作風和分析問題、解決問題的能力。二、 指定零件（圖例）圖1-1 廣本車標零件示意圖三、訓練任務1.應用Mastercam等CAD/CAM軟件完成指定零件的CAD/CAM過程。訓練內容：1）指定零件的幾何造型；2）工藝分析；3）刀具走刀路徑的生成；4）數(shù)控仿真加工；5）指定數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控程序生成。2.指定零件的數(shù)控切削加工訓練內容：1）確定毛坯類型，編制零件的加工工序卡

3、，填寫加工程序單；2）根據(jù)已制訂的加工工序卡，填寫刀具調整單，動手調整、操作相應機床，完成零件的數(shù)控加工；3）正確地選用檢驗方法及計量器具，對零件進行質量檢測和分析。四、訓練要求1) 完成指定零件的3D造型；2) 完成指定零件的2D圖，并正確標注好尺寸；3）對零件進行正確的工藝分析，按指定的格式填寫數(shù)控加工工藝卡片；4）刀具路徑與指定數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控程序生成；5）數(shù)控加工零件，并對零件進行質量檢測和分析；6）撰寫綜合訓練說明書（上交電子稿和打印稿），說明書應涵蓋整個訓練內容，字數(shù)不少于3.5千字；7) 答辯與成績的給定。目 錄一、零件的CAD/CAM過程 01 1.1 零件CAD 01 1.2零

4、件加工工藝設計 04 1.2.2數(shù)控加工工藝分析 05 1.3 零件CAM 08 1.3.1刀具路徑生成 09 1.3.1加工程序的生成 15 1.4 CAM程序清單 15二、數(shù)控加工 17 2.1裝夾示意圖 17 2.2 數(shù)控加工仿真 18 2.3 加工過程綜述 21 2.4 檢測加工零件，分析超差原因22三、心得體會23四、參考資料24五、零件加工工序卡25CAD/CAM與數(shù)控加工綜合訓練報告一、零件的CAD/CAM過程1.1 零件CAD由UG建模所得到廣本車標零件圖（建模的大致過程、截取幾個關鍵的過程圖）建立輪廓草圖（1）建立輪廓草圖（2）拉伸外輪廓繪制內輪廓草圖倒角生成實體（1）生成實

5、體（2）1.2零件加工工藝設計1.2.1 確定毛坯類型1）銑削零件毛坯類型：圓柱型棒料(直徑為：120mm；高為30mm)2）零件材料：塑料 3）制造方法：銑削1.2.2 數(shù)控加工工藝分析1工藝分析 如圖所示，零件外形規(guī)則，被加工部分的各尺寸、形位、表面粗糙度值等要求較高。工件復雜程度一般，包含了平面、圓弧表面、空間圓柱面、內外輪廓、挖槽、鉆孔、鏜孔、鉸孔以及三維曲面的加工，且大部分的尺寸均達到IT8IT7級精度。選用機用平口鉗裝夾工件，校正平口鉗固定鉗口，使之與工作臺X軸移動方向平行。在工件下表面與平口鉗之間放入精度較高的平行墊塊(墊塊厚度與寬度適當)，利用木錘或銅棒敲擊工件，使平行墊塊不能

6、移動，夾緊工件。采用試切法對刀，找正工件X、y軸零點，零點位于工件A表面120的圓柱中心位置，設置Z軸零點與機械原點重合，刀具長度補償利用z軸定位器設定；有時也可不使用刀具長度補償功能，而根據(jù)不同刀具沒定多個工件坐標系零點進行編程加工。圖中A表面為執(zhí)行刀具長度補償后的零點表面。根據(jù)零件圖樣要求給出加工工序為：1、 粗銑基準平面A選用50mm的面銑刀。2、 曲面粗加工挖槽深度為5mm的凸形槽，選用14mm平底刀。3、 曲面粗加工等高外形，選用6mm的平底刀4、 曲面精加工環(huán)繞等距，選用3mm的球刀5、 曲面精加工交線清角，選用2mm的球刀2切削參數(shù)的選擇 各工序及刀具的切削參數(shù)見表11。表11加

7、工步驟刀具與切削參數(shù)序號加工內容刀具規(guī)格主軸轉速n/r進給速度/mm類型材料1粗銑基準平面50mm面銑刀硬質合金12003002曲面粗加工挖槽14mm平底刀高速鋼12003003曲面粗加工等高外形6mm的平底刀高速鋼12003004曲面精加工環(huán)繞等距3mm的球刀高速鋼12003005曲面精加工交線清角2mm的球刀高速鋼12003001.2.2 數(shù)控加工工藝分析1、 機床坐標、工具坐標系的建立通過機床回零操作來建立機床坐標。首先建立標準工具，然后對刀通過G54建立工件坐標系。X方向對刀，如下圖：Y方向對刀，如下圖：Z方向對刀，如下圖：刀具的設置安裝：1. 3 零件CAM1.3.1刀具路徑的生成1

8、 粗銑基準平面A：（李 明-09號）加工方式：平面銑削刀具選擇：選用50mm的面銑刀切削參數(shù)：進給率300、提刀速度200、主軸轉速1200、加工預留量0、最大切削間距10.0、最大Z軸進給1.0 加工面：加工參數(shù)模擬仿真2 曲面粗加工挖槽深度為5mm的凸形槽：（劉牧人-12號）加工方式：曲面粗加工挖槽刀具選擇：選用14mm平底刀。切削參數(shù)：進給率300、提刀速度200、主軸轉速1200、加工預留量0、最大切削間距10.0、最大Z軸進給1.0 加工面：加工參數(shù)模擬仿真3 曲面粗加工等高外形，選用6mm的平底刀：（石 磊-11號）加工方式：刀具選擇：切削參數(shù)：進給率300、提刀速度200、主軸轉

9、速1200、加工預留量0、最大切削間距10.0、最大Z軸進給1.0 加工面：加工參數(shù)模擬仿真4 曲面精加工環(huán)繞等距，選用3mm的球刀加工方式：刀具選擇：切削參數(shù)：進給率300、提刀速度200、主軸轉速1200、加工預留量0、最大切削間距10.0、最大Z軸進給1.0 加工面：加工參數(shù)模擬仿真5 曲面精加工交線清角，選用2mm的球刀加工方式：刀具選擇：切削參數(shù)：進給率300、提刀速度200、主軸轉速1200、加工預留量0、最大切削間距10.0、最大Z軸進給1.0 加工面：加工參數(shù)模擬仿真1.3.2 加工程序的生成設置程序存放路徑，加載機床選項文件，按法蘭克系統(tǒng)編程格式編輯經(jīng)后置處理所產(chǎn)生的程序，并

10、將tap格式轉換為cnc或nc格式，修改程序文件名。1.4 CAM程序清單 通過后置處理產(chǎn)生NC加工程序，按法蘭克系統(tǒng)編程格式編輯經(jīng)后置處理所產(chǎn)生的程序。1) 粗銑基準平面A選用50mm的面銑刀。（第一個加工工步）2) 曲面粗加工挖槽深度為5mm的槽，選用14mm平底刀（第二個加工工步）%O00002N100 G0 G17 G40 G49 G80 G90N102 G91G28 Z0.N104 S1400 M3N106 G0 G90 G54 X-51.01 Y-11.903N108 Z4.8N110 M8（用塑料加工時載入數(shù)控機床時刪除）N112 Z2.8N114 G1 Z-.2 F300.N1

11、16 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（用塑料加工時載入數(shù)控機床時刪除）N154

12、G91 G28 Z0.N156 M05N158 M30%3) 曲面粗加工等高外形，選用6mm的平底刀。（第三個加工工步）4) 曲面精加工環(huán)繞等距，選用3mm的球刀。（第四個加工工步）5) 曲面精加工交線清角，選用2mm的球刀。（第五個加工工步）二. 數(shù)控加工2.1裝夾示意圖工件坐標系及工件裝夾示意圖圖 號JS0885-11-02 名 稱廣本車標工 序 號01 編 制石 磊 日 期2011/12/20校對李 明日期2011/12/20機床型號FANUC序號刀具類型刀具規(guī)格工 步 內 容加工時間注 意事 項操作者1基準對刀50mm基準對刀5分鐘李 明2面銑刀50mm粗銑基準平面A5分鐘 劉牧人3平

13、底刀14mm曲面粗加工挖槽30分鐘石 磊4平底刀6mm曲面粗加工等高外形40分鐘戴 豐5球刀3mm曲面精加工環(huán)繞等距30分鐘黃琪瑤6球刀2mm曲面精加工交線清角40分鐘鄺松濤2.2 數(shù)控加工仿真1）打開VNUC仿真軟件，2）選擇FANUC0iMC型數(shù)控系統(tǒng)。3）新建并安裝毛坯：4）安裝刀具：5）建立工件坐標系：6）載入NC程序：7）自動加工仿真。8）更換道具，讀取后面程序加工，直到完成最后一步9） 加工完成，刀具回到機床原點2.3加工過程綜述（1）機床坐標系、工件坐標系的建立：開啟機床主軸，搖動手輪對刀，將計算出來的工件坐標系輸入到G54中。（2）各工步的加工操作注意事項：工步l 粗銑基準平面

14、A；在銑削毛胚端面時要限制最高轉速，以免銑削至圓心時轉速過高使工件飛出，另外應銑過中心一些；注意選好切入點和切出點；為保證工件的表面粗糙度應使轉速高些，進給量小些。工步2 曲面粗加工挖槽；切槽時，進給量不宜選擇過大，切至槽底時應短時暫停，以保證環(huán)槽的表明粗糙度。工步3 曲面粗加工等高外形；主軸轉速不宜太大，進給量不宜選擇過大，防止速度太快打壞刀具，轉速也不宜太慢，要保證表面加工的光滑。工步4 曲面精加工環(huán)繞等距；軸轉速不宜太大，進給量不宜選擇過大，防止速度太快打壞刀具。工步5 曲面精加工交線清角；軸轉速不宜太大，進給量不宜選擇過大，防止速度太快打壞刀具。2.3 檢測加工零件，分析超差原因（1）

15、確定檢驗方法，選擇計量器具：（2）檢測加工零件（將測量結果填入記錄表）（3）分析超差原因(無誤差者不寫) 零件檢測記錄表圖 紙尺 寸檢測用計量器具檢測尺寸結 論備 注高5mm游標卡尺4.92mm合格厚4mm游標卡尺4.02mm合格長74.5mm游標卡尺74.48mm合格寬64mm游標卡尺63.98mm合格三、心得體會 這次CAD/CAM與數(shù)控加工銑削課程設計為期三周，這次課程設計是培養(yǎng)我們學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的一個重要環(huán)節(jié),是對我們學生實際工作能力的具體訓練和考察過程.隨著現(xiàn)在科學技術發(fā)展的日新日異，CAD/CAM與數(shù)控加工已經(jīng)成為當今加工應用中空

16、前活躍的領域，在工業(yè)中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀的工程師來說掌握CAD/CAM與數(shù)控加工技術是十分重要的?；仡櫰鸫舜蜟AD/CAM與數(shù)控加工課程設計，讓我仍感慨頗多，我覺學習得最多最充實的是在課程設計的時候，的確，從公布課題到定稿，從理論到實踐，在整整三星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考

17、的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說怎么使用Mastercam X這個軟件生成數(shù)控加工路徑，如何設置刀具，如何在模擬機床系統(tǒng)中對刀，如何在模擬機床系統(tǒng)中加載程序，如何運用VNUC模擬仿真和加工通過這次課程設計之后，一定把以前所學過的知識重新溫故。 這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多編程問題，我們要感謝王高升老師和袁平老師等指導老師的辛勤指導，開始我們的UG圖導入Mastercam X軟件生成數(shù)控仿真刀具路徑后生成的仿真圖不是很好看，毛刺很多，為了解決這個問題，我后來重新畫了UG圖，然后按照袁平老師的指導方式我自己生成Mastercam X軟件生成數(shù)控仿真刀具路徑，最后終于解覺了問題，后來加工的仿真零件就好看些了，在王高升老師和袁平老師等指導老師的身上我學得到很多實用的知識，再次我表示感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位指導老師再次表示忠心的感謝！四、參考文獻1 鄧奕現(xiàn)代數(shù)控機床及應用國防工業(yè)出版社，200892 法蘭克（中國）有限公司編程指南用戶文件M北京：法拉科（中國）有限公司，20063 鄧奕，關耀奇華中I型數(shù)控系統(tǒng)基于MasterCAM的后置處理J湖南工程學院學報，2001(3)，52-54 4