基于Mastercam六邊型腔零件的編程與加工畢業(yè)設計論文

1、*機電工程學院畢業(yè)設計（論文） 衢州職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文）課 題 名 稱：基于Mastercam六邊型腔零件的編程與加工院 別： 機電工程學院 專 業(yè) 班 級： 10數(shù)控設備應用與維護（2） 學 生 姓 名： * 指 導 教 師： * 二O一三年五月衢州職業(yè)技術學院畢業(yè)論文（設計）任務書課題名稱基于Masterca六邊型腔零件的編程與加工所在學院*專業(yè)/班級10數(shù)控（2）班學生姓名蘇傳強學 號3101435228指導教師*單位/職稱*/講師課題來源*成果形式論文合作單位*同組同學一、畢業(yè)論文（設計）課題的主要內容、任務和目標、基本要求等主要內容：六邊型腔零件MasterCAM軟件仿真加

2、工的設計及模擬，其零件圖如圖所示。零件結構簡單，零件圖里有孔的加工，還有曲面的加工，使用該軟件進行數(shù)控自動加工時要注意加工方法及刀具參數(shù)的選擇，用機床進行實體加工時要注意許多安全事項。任務目標：運用MasterCAM軟件，選用正確的粗精加工方法，完成六邊型腔零件的數(shù)控加工，尺寸、光潔度符合要求?；疽螅赫撐陌慵煨?、毛胚設置、粗加工、精加工、仿真模擬等主要部分，要求論文結構清晰、合理。二、實踐要求1.要求使用CAD軟件繪制出六邊型腔零件的零件圖，并對其進行三維造型。2.使用Mastercam軟件對六邊型腔零件進行自動編程，要選擇好的刀具，夾具及主要的機床參數(shù)，并在Mastercam軟件中

3、進行刀具仿真軌跡。3.把程序輸入到機床中，并對工件進行加工。三、進度安排2013年3月1日3月6日：初步查閱資料和調查研究，擬定題目2013年3月7日3月14日：指導教師下達畢業(yè)論文任務書2013年3月15日3月22日：撰寫開題報告2013年3月23日3月31日：查閱資料，擬定論文大綱；2013年4月1日4月7日：完成畢業(yè)論文初稿；2013年4月8日4月15日：論文排版及規(guī)范2013年4月105月20日：準備答辯四、推薦的主要參考資料1. 何滿才.數(shù)控編程與加工Mastercam9.0實例詳解M.北京：人民郵電出版社.2004年2. 陳曉英.徐誠.Mastercam軟件在數(shù)控加工中的應用M.第

4、一版.2006.13. 黃愛華Mastercam基礎教程 清華大學出版社 2004年4. 嚴烈 中文MasterCAM X10應用基礎教程 冶金工業(yè)出版社 2007年5. 楊帆淺議MasterCAM軟件在數(shù)控加工中的應用J 江蘇農機與工藝， 2007,4：26-28指導教師簽名 * 2013年3月26日專業(yè)負責人簽名 * 2013年3月26日 衢州職業(yè)技術學院畢業(yè)論文（設計）開題報告課題名稱基于Masterca六邊型腔零件的編程與加工所在系機電工程學院專業(yè)/班級10數(shù)控（2）班學生姓名蘇傳強聯(lián)系電話*指導教師*單位/職稱*/講師開題報告：一、課題研究的背景及意義近幾年來，C

5、AD/CAM軟件技術發(fā)展迅速，圖形處理功能有了很大增強，硬件平臺價格大幅下降，使用CAD/CAM系統(tǒng)產生的NC程序代碼可以替代傳統(tǒng)的手工編程，運用CAD/CAM進行復雜零件的設計和加工制造，可提高設計質量，縮短生產周期，降低產品成本從而取得良好的經(jīng)濟效益。Mastercam是美國CNC Software Inc.公司開發(fā)的基于PC平臺的CAD/CAM軟件。它集二維繪圖、三維實體造型、曲面設計、體素拼合、數(shù)控編程、刀具路徑摸擬及真實感摸擬等到功能于一身。它具有方便直觀的幾何造型 Mastercam提供了設計零件外形所需的理想環(huán)境，其強大穩(wěn)定的造型功能可設計出復雜的曲線、曲面零件。 Masterc

6、am9.0以上版本還有支持中文環(huán)境，而且價位適中，對廣大的中小企業(yè)來說是理想的選擇，是經(jīng)濟有效的全方位的軟件系統(tǒng)，是工業(yè)界及學校廣泛采用的CAD/CAM系統(tǒng)。隨著科技的進步和社會的需求，產品的競爭越來越激烈，人們對產品的要求也越來越高，更新?lián)Q代的周期也越來越短，因而要求設計者不但能根據(jù)市場的要求很快的設計出新產品，而且在盡可能短的時間內制造出產品的樣品。因此在這種情況下計算機輔助設計和計算機輔助制造的軟件就應運而生了。Mastercam就是其中之一。Mastercam是集CAD與CAM于一體，是一套完成的CAD/CAM交互型圖形繼承系統(tǒng)，自誕生以來，得到了廣泛的應用，是目前世界上安裝套數(shù)最多的

7、CAD/CAM軟件之一。目前在我國機械加工行業(yè)也是使用較普遍的一種軟件，它可用于數(shù)控機床、數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、加工中心、數(shù)控線切割機床等，而且能適用于多種數(shù)控裝置的機床。可實現(xiàn)產品設計、工程圖繪制、2 5坐標的鏜銑加工、車削加工、24坐標的切割加工、鈑金下料等，該軟件使用方便，容易掌握，被廣泛用于機械制造行業(yè)和模具行業(yè)中的零件二維繪圖三維設計、數(shù)控自動編程與加工。現(xiàn)在各行各業(yè)的工程技術人員也逐步認識到CAD/CAM技術在現(xiàn)代工程中的重要性，掌握其中的一種或幾種軟件的使用方法和技巧，已成為他們在競爭日益激烈的市場經(jīng)濟形式下生存和發(fā)展的必備技能之一。然而僅僅知道簡單的軟件操作方法是遠遠不夠的，只有

8、將計算機技術和工程實際結合起來，才能打到通過現(xiàn)代的技術手段提高工程效益的目的。二、設計構想本課題是在Mastercam軟件的基礎上，完成六邊型腔零件的繪制及虛擬制造。利用Mastercam軟件對六邊型腔零件進行三維實體建模，繪制出三維外形后，用Mastercam軟件生成到軌跡路徑對零件進行虛擬制造，利用后處理生成數(shù)控加工程序。三、設計步驟設計初期，上網(wǎng)和查閱書籍，深入學習Mastercam軟件，查找一些有關計算機輔助設計和制造方面有關的書籍，上網(wǎng)獲取有關的信息，熟悉掌握軟硬件相關知識。設計中期，對被設計的六邊型腔零件進行二維圖、三維圖的繪制。設計后期，在計算機上設定毛坯、選擇刀具和路徑以及加工

9、方法進行虛擬加工，經(jīng)過適當修改加工參數(shù)后得出完整的數(shù)控加工程序，完成設計報告。四、進度安排2013年3月1日3月6日：初步查閱資料和調查研究，擬定題目2013年3月7日3月14日：指導教師下達畢業(yè)論文任務書2013年3月15日3月22日：撰寫開題報告2013年3月23日3月31日：查閱資料，擬定論文大綱；2013年4月1日4月7日：完成畢業(yè)論文初稿；2013年4月8日4月15日：論文排版及規(guī)范2013年4月105月20日：準備答辯五、畢業(yè)設計的具體內容1. 調研并熟悉課題及有關資料，寫出開題報告2. 用Mastercam繪制出零件的圖紙3. 進行工藝分析，刀具選擇、銑削參數(shù)選擇、相關刀具路徑設

10、置4. 用Mastercam實現(xiàn)零件的虛擬加工六、主要參考資料：1. 何滿才.Mastercam9.0實例詳解M.北京：人民郵電出版社.2004年2. 陳曉英.徐誠.Mastercam軟件在數(shù)控加工中的應用M.第一版.2006.13. 黃愛華Mastercam基礎教程 清華大學出版社 2004年4. 嚴烈 中文Master Cam X10應用基礎教程 冶金工業(yè)出版社 2007年5. 楊帆淺議MasterCAM軟件在數(shù)控加工中的應用J 江蘇農機與工藝， 2007,4：26-28指導教師審定意見：指導教師簽字：年 月 日目錄摘 要1第一章 緒論21.1數(shù)控機床的基本概況21.2

11、數(shù)控機床的發(fā)展趨勢4第二章 零件的類型及材料選擇72.1零件的類型72.2 毛坯的最佳選擇72.3該零件材料選擇7第三章 刀具選擇和零件加工工藝分析83.1零件工藝分析83.2刀具的選擇93.3零件加工時夾具選擇9第四章 刀具參數(shù)選擇以及數(shù)控仿真加工114.1零件毛坯的安裝114.2刀具參數(shù)的選擇114.3加工注意事項及仿真效果154.3.1加工注意事項164.3.2軌跡仿真效果16第五章 數(shù)控加工后處理165.1數(shù)控加工程序17結 論24參考文獻26致 謝27摘 要本設計主要課題就是六邊型腔零件Mastercam軟件仿真加工的設計安排。其零件圖是從相關的資料中篩選。零件結構看似簡單，零件圖里

12、有孔的加工，還有曲面的加工，使用該軟件進行加工時還要注意刀具參數(shù)的選擇，用機床進行實體加工時要注意許多安全事項。六邊型腔零件作為支撐零件使用要求硬度比較高，耐磨性較好，并具有足夠的韌性、表面硬度，為了滿足這些要求，因此本次材料選擇45鋼。Mastercam具有強勁的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。 Mastercam提供了多種先進的粗加工技術，以提高零件加工的效率和質量。Mastercam還具有豐富的曲面精加工功能，可以從中選擇最好的方法，加工最復雜的零件。Mastercam的多軸加工功能，為零件的加工提供了更多的靈活性。關鍵詞： 叉架板 刀具參數(shù) 45鋼 曲面加工第一章 緒論1.1數(shù)控機床

13、的基本概況數(shù)控機床的基本組成包括加工程序載體、數(shù)控裝置、伺服驅動裝置、機床主體和其他輔助裝置。下面分別對各組成部分的基本工作原理進行概要說明。1加工程序載體數(shù)控機床工作時，不需要工人直接去操作機床，要對數(shù)控機床進行控制，必須編制加工程序。零件加工程序中，包括機床上刀具和工件的相對運動軌跡、工藝參數(shù)（進給量主軸轉速等）和輔助運動等。將零件加工程序用一定的格式和代碼，存儲在一種程序載體上，如穿孔紙帶、盒式磁帶、軟磁盤等，通過數(shù)控機床的輸入裝置，將程序信息輸入到CNC單元。2數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心?，F(xiàn)代數(shù)控裝置均采用CNC(Computer Numerical Control)形式，這種C

14、NC裝置一般使用多個微處理器，以程序化的軟件形式實現(xiàn)數(shù)控功能，因此又稱軟件數(shù)控(Software NC)。CNC系統(tǒng)是一種位置控制系統(tǒng)，它是根據(jù)輸入數(shù)據(jù)插補出理想的運動軌跡，然后輸出到執(zhí)行部件加工出所需要的零件。因此，數(shù)控裝置主要由輸入、處理和輸出三個基本部分構成。而所有這些工作都由計算機的系統(tǒng)程序進行合理地組織，使整個系統(tǒng)協(xié)調地進行工作。（1）輸入裝置  將數(shù)控指令輸入給數(shù)控裝置，根據(jù)程序載體的不同，相應有不同的輸入裝置。目前主要有鍵盤輸入、磁盤輸入、CAD/CAM系統(tǒng)直接通信方式輸入和連接上級計算機的DNC(直接數(shù)控)輸入，現(xiàn)仍有不少系統(tǒng)還保留有光電閱讀機的紙帶輸入形式。a.紙帶

15、輸入方式?？捎眉垘Ч怆婇喿x機讀入零件程序，直接控制機床運動，也可以將紙帶內容讀入存儲器，用存儲器中儲存的零件程序控制機床運動。b.MDI手動數(shù)據(jù)輸入方式。操作者可利用操作面板上的鍵盤輸入加工程序的指令，它適用于比較短的程序。在控制裝置編輯狀態(tài)(EDIT)下，用軟件輸入加工程序，并存入控制裝置的存儲器中，這種輸入方法可重復使用程序。一般手工編程均采用這種方法。在具有會話編程功能的數(shù)控裝置上，可按照顯示器上提示的問題，選擇不同的菜單，用人機對話的方法，輸入有關的尺寸數(shù)字，就可自動生成加工程序。c.采用DNC直接數(shù)控輸入方式。把零件程序保存在上級計算機中，CNC系統(tǒng)一邊加工一邊接收來自計算機的后續(xù)程

16、序段。DNC方式多用于采用CAD/CAM軟件設計的復雜工件并直接生成零件程序的情況。（2）信息處理  輸入裝置將加工信息傳給CNC單元，編譯成計算機能識別的信息，由信息處理部分按照控制程序的規(guī)定，逐步存儲并進行處理后，通過輸出單元發(fā)出位置和速度指令給伺服系統(tǒng)和主運動控制部分。CNC系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)包括：零件的輪廓信息(起點、終點、直線、圓弧等)、加工速度及其他輔助加工信息(如換刀、變速、冷卻液開關等) ，數(shù)據(jù)處理的目的是完成插補運算前的準備工作。數(shù)據(jù)處理程序還包括刀具半徑補償、速度計算及輔助功能的處理等。（3）輸出裝置  輸出裝置與伺服機構相聯(lián)。輸出裝置根據(jù)控制器的命令接受運

17、算器的輸出脈沖，并把它送到各坐標的伺服控制系統(tǒng)，經(jīng)過功率放大，驅動伺服系統(tǒng)，從而控制機床按規(guī)定要求運動。3伺服系統(tǒng)和測量反饋系統(tǒng)伺服系統(tǒng)是數(shù)控機床的重要組成部分，用于實現(xiàn)數(shù)控機床的進給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統(tǒng)的作用是把接受來自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大、整形處理后，轉換成機床執(zhí)行部件的直線位移或角位移運動。由于伺服系統(tǒng)是數(shù)控機床的最后環(huán)節(jié)，其性能將直接影響數(shù)控機床的精度和速度等技術指標，因此，對數(shù)控機床的伺服驅動裝置，要求具有良好的快速反應性能，準確而靈敏地跟蹤數(shù)控裝置發(fā)出的數(shù)字指令信號，并能忠實地執(zhí)行來自數(shù)控裝置的指令，提高系統(tǒng)的動態(tài)跟隨特性和靜態(tài)跟蹤精度。伺服系統(tǒng)包括驅動裝置和

18、執(zhí)行機構兩大部分。驅動裝置由主軸驅動單元、進給驅動單元和主軸伺服電動機、進給伺服電動機組成。步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機是常用的驅動裝置。測量元件將數(shù)控機床各坐標軸的實際位移值檢測出來并經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到機床的數(shù)控裝置中，數(shù)控裝置對反饋回來的實際位移值與指令值進行比較，并向伺服系統(tǒng)輸出達到設定值所需的位移量指令。4機床主體機床主機是數(shù)控機床的主體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作臺、主軸箱、進給機構、刀架及自動換刀裝置等機械部件。它是在數(shù)控機床上自動地完成各種切削加工的機械部分。與傳統(tǒng)的機床相比，數(shù)控機床主體具有如下結構特點：（1）采用具有高剛度、高抗震性及較小熱變形的機床

19、新結構。通常用提高結構系統(tǒng)的靜剛度、增加阻尼、調整結構件質量和固有頻率等方法來提高機床主機的剛度和抗震性，使機床主體能適應數(shù)控機床連續(xù)自動地進行切削加工的需要。采取改善機床結構布局、減少發(fā)熱、控制溫升及采用熱位移補償?shù)却胧蓽p少熱變形對機床主機的影響。（2）廣泛采用高性能的主軸伺服驅動和進給伺服驅動裝置，使數(shù)控機床的傳動鏈縮短，簡化了機床機械傳動系統(tǒng)的結構。（3）采用高傳動效率、高精度、無間隙的傳動裝置和運動部件，如滾珠絲杠螺母副、塑料滑動導軌、直線滾動導軌、靜壓導軌等。5數(shù)控機床的輔助裝置輔助裝置是保證充分發(fā)揮數(shù)控機床功能所必需的配套裝置，常用的輔助裝置包括：氣動、液壓裝置，排屑裝置，冷卻

20、、潤滑裝置，回轉工作臺和數(shù)控分度頭，防護，照明等各種輔助裝置。1.2數(shù)控機床的發(fā)展趨勢 為了滿足市場和科學技術發(fā)展的需要，為了達到現(xiàn)代制造技術對數(shù)控技術提出的更高的要求，數(shù)控未來仍然繼續(xù)向開放式、基于PC的第六代方向、高速化和高精度化、智能化等方向發(fā)展。1.開放式 為適應數(shù)控進線、聯(lián)網(wǎng)、普及型個性化、多品種、小批量、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的要求，最重要的發(fā)展趨勢是體系結構的開放性，設計生產開放式的數(shù)控系統(tǒng)，例如美國、歐共體及日本發(fā)展開放式數(shù)控的計劃等。 2.基于PC的第六代方向 基于PC所具有的開放性、低成本、軟硬件資源豐富等特點，更多的數(shù)控系統(tǒng)生產廠家會走上這條道路。PC機床的加工精度已由&#

21、177;10m提高到±5m，精密級加工中心的加工精度則從±35m，提高到±11.5m。 5.高可靠性 數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要高于被控設備的可靠性在一個數(shù)量級以上，但也不是可靠性越高越好，仍然是適度可靠，因為是商品，受性能價格比的約束。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16小時內連續(xù)正常工作，無故障率P(t)99%以上的話，則數(shù)控機床的平均無故障運行時間MTBF就必須大于3000小時。MTBF大于3000小時，對于由不同數(shù)量的數(shù)控機床構成的無人化工廠差別就大多了，我們只對一臺數(shù)控機床而言，如主機與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10：1的話（數(shù)控的可靠比主機高一個數(shù)量級）

22、。此時數(shù)控系統(tǒng)的MTBF就要大于33333.3小時，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅動等的MTBF就必須大于10萬小時。 6.智能化 隨著人工智能在計算機領域的不斷滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高，智能化的內容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面。 （1）應用自適應控制技術 數(shù)控系統(tǒng)能檢測過程中一些重要信息，并自動調整系統(tǒng)的有關參數(shù)，達到改進系統(tǒng)運行狀態(tài)的目的。 （2）引入專家系統(tǒng)指導加工 將熟練工人和專家的經(jīng)驗，加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中，以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫為支撐，建立具有人工智能的專家系統(tǒng)。 （3）引入故障診斷專家系統(tǒng) （4）智能化數(shù)字伺服驅動裝置 可以通過自動識別負載，而自動調整參數(shù)，使

23、驅動系統(tǒng)獲得最佳的運行。 綜上所述，由于數(shù)控機床不斷采納科學技術發(fā)展中的各種新技術，使得其功能日趨完善，數(shù)控技術在機械加工中的地位也顯得越來越重要，數(shù)控機床的廣泛應用是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。a，個性化是市場適應性發(fā)展趨勢當今的市場，國際合作的格局逐漸形成，產品競爭日趨激烈，高效率、高精度加工手段的需求在不斷升級，用戶的個性化要求日趨強烈，專業(yè)化、專用化、高科技的機床越來越得到用戶的青睞。開放性是體系結構的發(fā)展趨勢新一代數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)核心是開放性。開放性有軟件平臺和硬件平臺的開放式系統(tǒng)，采用模塊化，層次化的結構，并通過形式向外提供統(tǒng)一的應用程序接口。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應用軟件的

24、產業(yè)化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究， 數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結構規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。網(wǎng)絡化數(shù)控裝備是近兩年的一個新的焦點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡化將極大地滿足生產線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控。b，數(shù)控機床的發(fā)展方向1高速度、高精度化。速度和精度是數(shù)控機床的兩個重要指標，它直接關系到加工效率和產品質量。目前，數(shù)控系統(tǒng)采用位數(shù)、頻率更高的處理器，以提高系統(tǒng)的基本

25、運算速度。同時，采用超大規(guī)模的集成電路和多微處理器結構，以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，并采用直線電動機直接驅動機床工作臺的直線伺服進給方式，其高速度和動態(tài)響應特性相當優(yōu)越。采用前饋控制技術，使追蹤滯后誤差大大減小，從而改善拐角切削的加工精度。 為適應超高速加工的要求，數(shù)控機床采用主軸電動機與機床主軸合二為一的結構形式，實現(xiàn)了變頻電動機與機床主軸一體化，主軸電機的軸承采用磁浮軸承、液體動靜壓軸承或陶瓷滾動軸承等形式。目前，陶瓷刀具和金剛石涂層刀具已開始得到應用。 2多功能化。配有自動換刀機構（刀庫容量可達把以上）的各類加工中心，能在同一臺機床上同時實現(xiàn)銑削、鏜削、鉆削、鉸孔、擴孔、攻螺紋等多種工序加

26、工，現(xiàn)代數(shù)控機床還采用了多主軸、多面體切削，同時對一個零件的不同部位進行不同方式的切削加工。數(shù)控系統(tǒng)由于采用了多結構和分級中斷控制方式，即可在一臺機床上同時進行零件加工和程序編制，實現(xiàn)所謂的“前臺加工，后臺編輯”。為了適應柔性制造系統(tǒng)和計算機集成系統(tǒng)的要求，數(shù)控系統(tǒng)具有遠距離串行接口，甚至可以聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)控機床之間的數(shù)據(jù)通信，也可以直接對多臺數(shù)控機床進行控制。 3智能化。現(xiàn)代數(shù)控機床將引進自適應控制技術，根據(jù)切削條件的變化，自動調節(jié)工作參數(shù)，使加工過程中能保持最佳工作狀態(tài)，從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度，同時也能提高刀具的使用壽命和設備的生產效率?#65310;哂兇哉鋃?、自修復功能

27、，在整個工作狀態(tài)中，系統(tǒng)隨時對系統(tǒng)本身以及與其相連的各種設備進行自診斷、檢查。一旦出現(xiàn)故障時，立即采用停機等措施，并進行故障報警，提示發(fā)生故障的部位、原因等。還可以自動使故障模塊脫機，而接通備用模塊，以確保無人化工作環(huán)境的要求。為實現(xiàn)更高的故障診斷要求，其發(fā)展趨勢是采用人工智能專家診斷系統(tǒng)。 4數(shù)控編程自動化。隨著計算機應用技術的發(fā)展，目前圖形交互式自動編程已得到較多的應用，是數(shù)控技術發(fā)展的新趨勢。它是利用繪制的零件加工圖樣，再經(jīng)計算機內的刀具軌跡數(shù)據(jù)進行計算和后置處理，從而自動生成零件加工程序，以實現(xiàn)與的集成。隨著技術的發(fā)展，當前又出現(xiàn)了集成的全自動編程方式，它與系統(tǒng)編程的最大區(qū)別是其編程所

28、需的加工工藝參數(shù)不必由人工參與，直接從系統(tǒng)內的數(shù)據(jù)庫獲得。 5可靠性最大化。數(shù)控機床的可靠性一直是用戶最關心的主要指標。數(shù)控系統(tǒng)將采用更高集成度的電路芯片，利用大規(guī)?；虺笠?guī)模的專用及混合式集成電路，以減少元器件的數(shù)量，來提高可靠性。還通過自動運行啟動診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序，實現(xiàn)對系統(tǒng)內硬件、軟件和各種外部設備進行故障診斷和報警。6控制系統(tǒng)小型化。數(shù)控系統(tǒng)小型化便于將機、電裝置結合為一體。6*機電工程學院畢業(yè)設計（論文）第二章 零件的類型及材料選擇2.1零件的類型零件類型包括軸類、回轉體、軸桿類零件、盤套類零件和箱體機架類零件等等，不同零件類型具有不同的特征，可以根據(jù)零件這些特

29、征來判斷它是何種零件，以此類型來選擇不同的加工方式來加工此零件。2.2 毛坯的最佳選擇毛坯最佳適配的目的在于通過毛坯精調整來完成毛坯曲面在空間對理論曲面的包容過程，使得理論曲面均勻地嵌入毛坯曲面之中，再利用細微處理，對毛坯曲面進行精確的姿態(tài)控制，以達到毛坯曲面上加工余量分布最優(yōu)狀態(tài)，即加工余量盡可能均勻分布且負余量最小，便于安排切削參數(shù)，優(yōu)化刀位軌跡，減少毛坯的堆焊量，降低操作人員的勞動強度。2.3該零件材料選擇這次設計的零件為六邊型腔零件，作為型腔零件，要求具有較高的強度，塑性好，其次要求有足夠的韌性、表面硬度，以保證零件在工作室不發(fā)生斷裂。以此選用45鋼，它的洛氏硬度為43-48HRC，具

30、有良好的力學性能，主要用于強度、塑性要求較高的機械零件。表2-1 45鋼化學成分碳0.42-0.5硅0.17-0.37錳0.5-0.8硫不大于0.035磷不大于0.035鉻不大于0.25鎳不大于0.25銅不大于0.25第三章 刀具選擇和零件加工工藝分析3.1零件工藝分析1該零件是由一個圓、槽和一個圓孔組成。2在加工該六邊型腔零件時，先對外輪廓進行粗加工，然后進行精加工，外輪廓進行加工完畢以后，換挖槽刀對倆個槽進行粗加工和精加工，最后換直柄麻花鉆對孔進行加工，這樣可以保證該零件具有較高的精度。3對六邊型腔零件進行后處理，并在軟件中正確選擇刀具參數(shù)，刀具參數(shù)選定以后并在電腦中進行軌跡仿真，以保證看

31、到自己滿意的效果，如有不當之處要進行修改，直到加工出自己滿意的效果為止。表3-1叉架板加工工藝卡零件名稱：六邊型腔零件機床型號:FANUC加工速度零件精度序號加工內容切削速度(mm/min)主軸轉速(r/min)進給速(mm/min)加工余量（mm）1外輪廓粗加工400150050012外輪廓精加工400150050003槽粗加工40020005000.54槽精加工40025004000.15孔加工400250050003.2刀具的選擇表3-2刀具的選擇序號加工部位刀具直徑1平面銑削直徑20的立銑刀2鉆孔加工直徑20的直柄麻花鉆3粗加工ø110圓外形直徑20的立銑刀4精加工ø

32、;110圓外形直徑20的立銑刀5粗加工凸臺外形直徑20的平底刀6精加工凸臺外形直徑20的立銑刀7粗加工梅花型腔直徑8的三刃立銑刀8精加工梅花型腔直徑8的三刃立銑刀3.3零件加工時夾具選擇1對夾具的基本要求：實際上數(shù)控銑削加工時般不要求很復雜的夾具，只要求有簡單的定位、夾緊機構就可以了。其設計原理也與通用銑床夾具相同，結合數(shù)控銑削加工的特點，這里只提出幾點基本要求：（1）為保持零件安裝方位與機床坐標系及程編坐標系方向的一致性，夾具應能保證在機床上實現(xiàn)定向安裝，還要求能協(xié)調零件定位面與機床之間保持一定的坐標尺寸聯(lián)系。（2）為保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夾具要做得盡可能開敞

33、，因此夾緊機構元件與加工面之間應保持一定的安全距離，同時要求夾緊機構元件能低則低，以防止夾具與銑床主軸套筒或刀套、刃具在加工過程中發(fā)生碰撞。（3）夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。盡量不采用在加工過程中更換夾緊點的設計，當非要在加工過程中更換夾緊點不可時，要特別注意不能因更換夾緊點而破壞夾具或工件定位精度。2常用夾具類型數(shù)控銑削加工常用的夾具大致有下列幾種：（1）萬能組合夾具 適用于小批量生產或研制時的中、小型工件在數(shù)控銑床上進行銑加工。（2）專用銑切夾具 是特別為某一項或類似的幾項工件設計制造的夾具，一般在批量生產或研制時非要不可時采用。（3）多工位夾具 可以同時裝夾多個工件，可減少換刀次數(shù)，也便于一

34、面加工，一面裝卸工件，有利于縮短準備時間，提高生產率，較適宜于中批量生產。（4）氣動或液壓夾具 適用于生產批量較大，采用其他夾具又特別費工、費力的工件。能減輕工人勞動強度和提高生產率，但此類夾具結構較復雜，造價往往較高，而且制造周期較長。（5）真空夾具 適用于有較大定位平面或具有較大可密封面積的工件。有的數(shù)控銑床(如壁板銑床)自身帶有通用真空平臺，在安裝工件時，對形狀規(guī)則的矩形毛坯，可直接用特制的橡膠條(有一定尺寸要求的空心或實心圓形截面)嵌入夾具的密封槽內，再將毛坯放上，開動真空泵，就可以將毛坯夾緊。對形狀不規(guī)則的毛坯，用橡膠條已不太適應，須在其周圍抹上膩子(常用橡皮泥)密封，這樣做不但很麻

35、煩，而且占機時間長，效率低。為了克服這種困難，可以采用特制的過渡真空平臺，將其疊加在通用真空平臺上使用。除上述幾種夾具外，數(shù)控銑削加工中也經(jīng)常采用虎鉗、分度頭和三爪夾盤等通用夾具。3數(shù)控銑削夾具的選用原則在選用夾具時，通常需要考慮產品的生產批量，生產效率，質量保證及經(jīng)濟性等，選用時可參照下列原則：（1）在生產量小或研制時，應廣泛采用萬能組合夾具，只有在組合夾具無法解決工件裝夾時才可放棄;（2）小批或成批生產時可考慮采用專用夾具，但應盡量簡單;（3）在生產批量較大時可考慮采用多工位夾具和氣動;液壓夾具。本零件加工的外輪廓、槽以及孔加工都在一個平面上，以此在選擇夾具加工時選擇三爪夾盤夾具，這樣可以

36、完全固定該零件，在加工時不會使零件產生放動，以保證零件在加工時具有較高的精度。第四章 刀具參數(shù)選擇以及數(shù)控仿真加工41零件毛坯的安裝利用三爪夾盤的扳手將卡盤打開，并將要加工零件的毛坯放在卡盤里，并用扳手將毛坯夾緊，然后將三爪卡盤放到機床的工作臺上，用螺釘固定，使其在加工時不會動彈，以防影響在加工時工件放動，影響加工精度。42刀具參數(shù)的選擇1，面銑刀參數(shù)選擇：（1）單擊刀具路徑菜單下的面銑刀，選擇直徑為20的面銑刀，在單擊平面加工參數(shù)選項卡。（2）取消參考高度，進給下刀位置為5，深度為-0.1，步進量為50%。（3）截斷方向的超出量為100%。（4）點擊確定按鈕，查看刀具軌跡，并看加工效果。圖4

37、-1面銑刀參數(shù)選項卡2，挖槽刀參數(shù)選擇：（1）直徑為6的平底刀，挖槽加工形式為平面加工，取消參考高度。（2）進給下刀位置為5，工件表面為-0.1，深度為-4。（3）選擇精切粗切的參數(shù)，并選擇平行環(huán)切清角，切削間距為50，并取消精加工。（4）全部選擇查看刀具路徑圖4-2挖槽刀中2D挖槽參數(shù)選擇3，六邊型腔零件內部的大槽的刀具參數(shù)選擇：（1）選擇直徑為8的立銑刀，并點擊2 d挖槽參數(shù)選項卡。（2）挖槽加工形式為使用島嶼深度，工件表面為-0.1，深度為-4，刀具走圓弧為全部。（3）點擊粗切/精修的參數(shù)選項卡，選擇平行環(huán)切清角，切削間距為50%,并選擇精加工，間距為0.2，然后點擊確定，并進行刀具軌跡

38、仿真。圖4-3大槽的刀具2D參數(shù)選擇圖4-4粗切、精修的參數(shù)選擇4，六邊形凸臺刀具參數(shù)選擇：（1）選擇直徑為20的立銑刀，并點擊2 d挖槽參數(shù)選項卡。（2）挖槽加工形式為使用島嶼深度，工件表面為-0.1，深度為-4，刀具走圓弧為全部。（3）點擊粗切/精修的參數(shù)選項卡，選擇平行環(huán)切清角，切削間距為50%,并選擇精加工，間距為0.2，然后點擊確定，并進行刀具軌跡仿真，查看仿真效果。圖4-5圓環(huán)槽刀具參數(shù)選擇5，鉆孔刀具參數(shù)選擇：（1）在刀具路徑菜單下選擇鉆孔命令，并選擇直徑為20的直柄麻花鉆，并點擊深孔鉆無琢鉆這個選項卡。（2）參考高度為5，工件表面為-0.1，深度為-15。（3）單擊確定，并查看

39、軌跡仿真。圖4-6鉆孔刀具參數(shù)選擇4.3加工注意事項及仿真效果4.3.1加工注意事項1，將軟件后置處理編出的程序傳入機床中，打開機床，鎖定刀具，進行空運行一次，查看刀具軌跡，并對程序進行調試。2，在程序調試好以后，將毛胚放在做好的夾具中，使其固定，并進行對刀，降低刀具行進速度，進行試加工。防止刀具撞擊工件，致使刀具受到損壞，造成不必要的經(jīng)濟損失。3，在進行工件加工時應注意速度和進給量的選擇。4，在操作機臺時，應集中精力，一旦發(fā)現(xiàn)有撞刀現(xiàn)象，應立即按下急停按鈕，防止刀具的損壞。5，在進行加工時，嚴禁帶手套。6，機臺在進行工件加工時，會有切屑液注入工件上，對工件進行冷卻，防止工件在加工時產生大量的

40、熱，防止產生變形，導致工件報廢。所以在工件加工時必須關閉安全門，防止切削液濺到操作者的身上或眼睛里面，對人身體產生危害。7，該工件具有對稱的兩面性，在加工時要翻面加工，在一面加工完以后，從夾具中取出工件，并在高度規(guī)下檢測該工件的尺寸，是不是達到圖紙所要求的尺寸，換另一面進行加工，并使該工件在夾具中固定，然后打開機床調用程序進行加工。8，當所有的程序運行完以后，取出工件，并用高度規(guī)對照圖紙進行檢測，看看是不是達到圖紙的要求，并檢驗其精度。9，取出工件以后，關閉機臺，并清掃機臺中加工工件時留下的廢料，并用刷子對機身進行清理，保證機臺的干凈，以方便別人下次使用機臺，打開機臺裝切削液的閥門，倒出剩余的

41、切削液，防止切削液在機臺中變臭。4.3.2軌跡仿真效果圖4-7輪廓軌跡仿真圖4-8大槽軌跡仿真圖4-9鉆孔軌跡仿真第五章 數(shù)控加工后處理5.1數(shù)控加工程序23% O0000(32) N100 G21N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90 N104 T219 M6 N106 G0 G90 G54 X-91.933 N108 G43 H219 Z4.9 N110 G1 Z-.1 F3.6 N112 X85.067N114 G3 Y-121.342 R2.5 N116 G1 X-86.933N118 G2 Y-116.342 R2.5 N120 G1 X85.067N122 G3 Y

42、-111.343 R2.5N124 G1 X-86.933N126 G2 Y-106.343 R2.5N128 G1 X85.067N130 G3 Y-101.343 R2.5N132 G1 X-86.933N134 G2 Y-96.343 R2.5N136 G1 X85.067N138 G3 Y-91.343 R2.5N140 G1 X-86.933 N142 G2 Y-86.343 R2.5N144 G1 X85.067N146 G3 Y-81.343 R2.5N148 G1 X-86.933N150 G2 Y-76.343 R2.5N152 G1 X85.067N154 G3 Y-71.

43、343 R2.5 N156 G1 X-86.933N158 G2 Y-66.343 R2.5N160 G1 X85.067N162 G3 Y-61.344 R2.499 N164 G1 X-86.933N166 G2 Y-56.344 R2.5N168 G1 X85.067N170 G3 Y-51.344 R2.5N172 G1 X-86.933N174 G2 Y-46.344 R2.5N176 G1 X85.067N178 G3 Y-41.344 R2.5N180 G1 X-86.933N182 G2 Y-36.344 R2.5N184 G1 X85.067N186 G3 Y-31.344

44、R2.5N188 G1 X-86.933N190 G2 Y-26.344 R2.5N192 G1 X85.067N194 G3 Y-21.344 R2.5N196 G1 X-86.933N198 G2 Y-16.345 R2.5 N200 G1 X85.06N202 G3 Y-11.345 R2.5N204 G1 X-86.933N206 G2 Y-6.345 R2.5N208 G1 X85.067N210 G3 Y-1.345 R2.5N212 G1 X-86.933N214 G2 Y3.655 R2.5N216 G1 X85.067N218 G3 Y8.655 R2.5N220 G1 X-

45、86.933N222 G2 Y13.655 R2.5N224 G1 X85.067N226 G3 Y18.655 R2.5N228 G1 X-86.933N230 G2 Y23.655 R2.5N232 G1 X85.067N234 G3 Y28.655 R2.5N236 G1 X-86.933N238 G2 Y33.654 R2.499N240 G1 X85.067N242 G3 Y38.654 R2.5N244 G1 X-86.933N246 G2 Y43.654 R2.5N248 G1 X85.067N250 G3 Y48.654 R2.5N252 G1 X-86.933N254 G2

46、Y53.654 R2.5N256 G1 X85.067N258 G3 Y58.654 R2.5N260 G1 X-86.933N262 G2 Y63.654 R2.5N264 G1 X90.067N266 Z4.9 N268 G0 X-53.754 Y73.656 N270 G1 Z-5 N272 Y63.656N274 Y41.156N276 X-58.433N278 Y34.19N280 G2 X-53.754 Y41.156 R67.701N282 G1 X-48.427 Y43.656N284 X-60.933N286 Y26.545N288 G2 X-59.42 Y26.838 R2

47、7.2N290 X-48.427 Y43.656 R65.2N292 G1 X-35.449 Y48.656N294 X-65.933N296 Y19.321N298 G2 X-57.043 Y22.106 R22.2 N300 G3 X-55.548 Y23.204 R1.8N302 G2 X-35.449 Y48.656 R60.2N304 G1 X-27.309 Y47.971N306 G2 X34.936 Y42.738 R55.2N308 G1 X53.754 Y41.156N310 G2 X56.567 Y37.194 R67.7N312 G1 Y41.156N314 X53.75

48、4N316 X59.067 Y43.656N318 X48.427N320 G2 X59.067 Y27.606 R65.2N322 G1 Y43.656N324 X64.067 Y48.656N326 X35.449N328 G2 X55.548 Y23.204 R60.2N330 G3 X57.043 Y22.106 R1.8N332 G2 X64.067 Y20.264 R22.2N334 G1 Y48.656N336 X61.684 Y15.848N338 G2 X59.323 Y-16.648 R17.2N340 G1 X56.567 Y-54.573N342 X51.271 Y-7

49、2.522N344 G2 X56.567 Y-75.35 R29.7N346 G1 Y-54.573N348 X59.067 Y-37.268N350 X48.208 Y-74.068N352 G2 X59.067 Y-80.602 R27.2N354 G1 Y-37.268N356 X58.062 Y-23.008N358 X42.466 Y-75.86N360 G3 X43.878 Y-78.141 R1.8N362 G2 X59.083 Y-111.344 R22.2N364 G1 X64.067N366 Y-20.264N368 G2 X59.429 Y-21.754 R22.2N37

50、0 G3 X58.062 Y-23.008 R1.799N372 G1 X47.935 Y-39.66N374 X37.671 Y-74.445N376 G3 X43.005 Y-83.065 R6.8N378 G2 X36.995 Y-116.935 R17.2N380 X27.93 Y-112.254 R17.2N382 G3 X9.976 Y-102.078 R39.8N384 G1 X5.862 Y-108.844N386 G3 X-5.862 R32.3N388 G1 X5.862N390 X18.833 Y-111.344N392 G3 X-18.833 R34.8N394 G1

51、X18.833N396 X-.328 Y-100.809N398 G3 X-27.93 Y-112.254 R39.8N400 G2 X-52.07 Y-87.746 R17.2N402 X-43.005 Y-83.065 R17.2N404 G3 X-38.375 Y-79.89 R6.801N406 G1 X-54.285 Y-71.142N408 X-55.933 Y-65.558N410 Y-72.018N412 G2 X-54.285 Y-71.142 R32.2N414 G1 X-48.208 Y-74.068N416 X-60.933 Y-30.947N418 Y-82.631N

52、420 G2 X-48.208 Y-74.068 R27.201N422 G1 X-43.878 Y-78.141N424 G3 X-42.466 Y-75.86 R1.8N426 G1 X-58.062 Y-23.008N428 G3 X-59.429 Y-21.754 R1.8N430 G2 X-65.933 Y-19.321 R22.2N432 G1 Y-111.344N434 X-59.083N436 G2 X-43.878 Y-78.141 R22.2N438 G1 X-64.218 Y-14.521N440 G2 X-70.933 Y6.48 R17.2N442 X-56.583

53、Y17.127 R17.2N444 G3 X-50.935 Y21.277 R6.8N446 G2 X-12.965 Y53.656 R55.2N448 G1 X-70.933N450 Y6.48N452 G2 X-56.583 Y17.127 R17.2N454 G3 X-50.935 Y21.277 R6.8N456 G2 X12.965 Y53.656 R55.2N458 X50.935 Y21.277 R55.2N460 G3 X56.583 Y17.127 R6.799N462 G2 X69.067 Y9.897 R17.2N464 G1 Y53.656N466 X12.965N468 G2 X50.935 Y21.277 R55.2N470 G3 X56.583 Y17.127 R6.799N472 G2 X58.432 Y-16.854 R17.2N474 G3 X53.267 Y-21.593 R6.8N476 G1 X37.671 Y-74.445N478 G3