數(shù)控銑削加工工藝設(shè)計與加工仿真

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1、 本科畢業(yè)論文〔設(shè)計〕 題 目 數(shù)控銑削加工工藝設(shè)計及加工仿真 學(xué) 院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 年 級 2009 級 學(xué) 號 2009131075 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 成 績 2013年 5 月 7 日 目 錄 摘要1 關(guān)鍵詞1 Abstract1 Key words1 1工藝方案的分析 2 1.1零件圖 2 1.2零件圖分析 3 1.3加工方法

2、 3 1.4加工方案 4 2工件的裝夾 4 2.1 定位基準(zhǔn) 4 2.2裝夾方式的選擇 4 3刀具及切削用量 4 3.1選擇數(shù)控刀具的原那么 4 3.2選擇數(shù)控銑削刀具 5 3.3切削用量 5 4數(shù)控程序的編制 6 4.1 Mastercam軟件編程簡介 6 4.2建立坐標(biāo)系 6 4.3Mastercam編程截圖 7 4.4Mastercam編程程序 9 5數(shù)控加工程序的仿真 15 5.1選擇機(jī)床 15 5.2銑床的對刀、程序的導(dǎo)入和仿真17 參考文獻(xiàn)23 致 24 23 / 26 數(shù)控銑削加工工藝設(shè)計及加工仿真 摘要：數(shù)控機(jī)床的技

3、術(shù)水平上下及其在金屬切削加工機(jī)床產(chǎn)量和總擁有量的百分比是衡量一個國家國民經(jīng)濟(jì)開展和工業(yè)制造整體水平的重要標(biāo)志之一。主要用于加工體類零件和平板類零件，本文通過從零件圖紙入手，分析了零件構(gòu)造工藝，用mastercam軟件進(jìn)展編程。并通過宇龍仿真軟件校驗程序的真確性。 關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床 mastercam 數(shù)控編程 仿真軟件 Abstract： Nc machine tool's technical level and in the metal cutting machine tool production and the percentage of the total

4、ownership is the measure of a country's national economic development and the overall level of industrial production as one of the important marks. Mainly used for processing body parts and flat parts, this paper, from the view of drawing, this paper analyzes the structure of the parts process, with

5、 mastercam software programming. And through the yulong simulation software check the pleteness and accuracy of the program. Key words:Nc machine tool，mastercam nc，programming，simulation software 1工藝方案的分析 1.1零件圖 圖1.1 1.2零件圖分析 該零件為體類零件，加工時先銑工件外表輪廓再銑凹臺最后銑2個沉孔。尺寸標(biāo)注完整，選用45#鋼。工件毛

6、坯20mm×80mm×25mm，無熱處理和硬度要求。 1.3加工方法 加工方法的選擇原那么是保證加工外表的精度和外表粗糙度的要求，由于獲得同一級精度及外表粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實際選擇時，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和形位公差等要求全面考慮。通過以上數(shù)據(jù)分析，考慮加工的效率和加工的經(jīng)濟(jì)性，最理想的加工方式為銑削。 1.4加工方案 零件外表加工精度要求高，零件上比擬精細(xì)外表加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步到達(dá)的。對這些外表僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確確實定毛坯到最終成形的加工方案。 1.5工藝過程 先用Φ10立銑刀銑工件外表輪廓再銑凹

7、臺最后銑2個沉孔。工藝過程：粗銑外輪廓精銑外輪廓粗銑凹槽精銑凹槽銑2個孔。 2工件的裝夾 2.1 定位基準(zhǔn) 在制定零件加工的工藝規(guī)程時，正確的選擇工件的定位的基準(zhǔn)有著十分的重要意義。定位基準(zhǔn)選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件個外表的加工順序也有很大的影響。合理的選擇定位基準(zhǔn)是保證零件加工精度的前提，還能簡化加工工序，提高加工效率。定位基準(zhǔn)選擇的原那么：①基準(zhǔn)重合原那么②便于裝夾的原那么。③便于對刀的原那么。 2.2裝夾方式的選擇 以毛坯底面為加工基準(zhǔn)，此零件外形規(guī)那么因此采用通用夾具工藝板裝夾，工件處于完全定位狀態(tài)，方案合理。 3刀具及切削用量 3.1選擇數(shù)控刀具

8、的原那么 刀具壽命與切削用量有密切的關(guān)系。在制定切削用量時，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命那么應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低本錢刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時最少的目標(biāo)確定，后者根據(jù)工序本錢最低的目標(biāo)確定。 選擇刀具壽命時可考慮如下幾點(diǎn)根據(jù)刀具復(fù)雜程度、制造和磨刀本錢來選擇。復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選的比單刃刀具高些。對于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換到時間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選的低些，一般取15-30min對于裝刀、換刀和調(diào)刀比擬復(fù)雜的多刀機(jī)床、組合機(jī)床與自動化加工刀具，刀具壽命應(yīng)選的高些，尤其保證刀具可靠性。大件精加工時，為保證

9、至少完成一次走刀，防止切削時中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和外表粗糙度來定。與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要剛性好、精度高，而求要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高斷和排性能同時要求安裝和調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料〔如高速鋼、超細(xì)粒質(zhì)硬質(zhì)合金〕并使用可轉(zhuǎn)位刀片。 3.2選擇數(shù)控銑削刀具 在數(shù)控加工中，銑削平面零件外輪廓及銑削平面常用平底立銑刀，該刀具有關(guān)參數(shù)的經(jīng)歷數(shù)據(jù)如下:一是銑刀半徑RD應(yīng)小于零件輪廓面的最小曲率半徑Rmin，一般取RD=(0.8一0.9)Rmin。二是零件的加工高度H<(1/4-1/6)

10、RD,以保證刀具有足夠的剛度。三是用平底立銑刀銑削槽底部時，由于槽底兩次走刀需要搭接，而刀具底刃起作用的半徑Re=R-r,，即直徑為d=2Re=2(R-r)，編程時取刀具半徑為Re=0.95(Rr)。對于一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常用球形銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀和盤銑刀。本零件最小圓弧半徑為6mm，最深的孔位10mm，應(yīng)選直徑為10mm的平面銑刀精加工粗加工都能滿足。 3.3切削用量 數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫人程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。 切削用量的選擇原那么是

11、:保證零件加工精度和外表粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低本錢。 切削速度V的選擇：取決于刀具材料、工件材料、加工條件等。一般情況下，我們采用在外輪廓粗銑情況下主軸轉(zhuǎn)速為600~800，精銑時可以高些。主軸轉(zhuǎn)速取〔800~1000〕 進(jìn)刀量：主要取決于工件加工外表粗糙度要求。精加工時，外表要求高，粗加工時，可取大一些。 吃刀深度：加工時，根據(jù)工件、刀具、機(jī)床情況決定. 表3.1 數(shù)控加工刀具卡 產(chǎn)品名或代號 零件名稱 用途 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工所有外表 1 T0

12、101 Φ10平面銑刀 1 加工所有外表 表3.2 數(shù)控加工工序卡片 工步號 工步容 刀具號 刀具規(guī)格/mm 主軸轉(zhuǎn)速/mm 進(jìn)給速度/mm 背吃刀量/mm 1 粗銑外外表輪廓 T0101 Φ10 500 60 1.5 2 精銑外外表輪廓 T0101 Φ10 800 50 1 3 粗銑凹臺 T0101 Φ10 500 60 1.5 4 精銑凹臺 T0101 Φ10 600 50 1 5 粗銑2個沉孔 T0101 Φ10 500 60 1.5 6 精銑2個沉孔 T0101 Φ10

13、600 50 1 4數(shù)控程序的編制 4.1 Mastercam軟件編程簡介 Mastercam軟件是美國CSoftware,INC開發(fā)的CAD/CAM系統(tǒng)，是最經(jīng)濟(jì)有效率的全方位的軟件系統(tǒng)。包括美國在的各工業(yè)大國 皆一致采用本系統(tǒng)，作為設(shè)計、加工制造的標(biāo)準(zhǔn)。 Mastercam為全球PC級CAM，全球銷售量第一名，是工業(yè)界及學(xué)校廣泛采用的CAD/CAM系統(tǒng)，以美國和加拿大教育單位來說，共計有 2500多所高中、?？拼髮W(xué)院校使用此來作為機(jī)械制造及NC程序制作，在中國大陸及，其業(yè)界及教育單位亦有領(lǐng)先地位。 4.2建立坐標(biāo)系 所有的加工容都集中在工件上外表上，以Φ30的凹臺的中

14、心定位，所以以Φ30的凹臺的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，以工件上外表端面為X、Y平面，垂直與端面的軸為Z軸。 4.3Mastercam編程截圖 4.3.1翻開Mastercam繪制好零件圖 圖4.1 零件圖 4.3.2確定刀具和刀具路線、毛坯 圖4.2 毛坯選用圖 圖4.3 刀具選用圖 圖 4.4 外輪廓刀具路線圖 圖4.5 輪廓刀具路線圖 4.3.3實體驗證 圖4.5 實體驗證圖 4.4Mastercam編程程序 4.4.1后處理結(jié)果程序 4.4.2局部程序 % O0000 N100G21 N10

15、2G0G17G40G49 N110T1M6 N112G0G90X-59.75Y-39.75A0.S1909M3 N114G43H1Z50. N116Z10. N118G1Z-3.F3.6 N120X59.75F381.8 N122Y-32.523 N124X48.703 N126G3X54.301Y-25.295R15.25 N128G1X59.75 N130Y-18.068 N132X55.25 N134Y-10.841 N136X59.75 N138Y-3.614 N140X44.917 N142G2Y3.614R4.75 N144G1X59.75 N

16、146Y10.841 N148X55.25 N202Y-25.295 N204X-47.129 N206X-39.902Y-32.523 N208X-59.75 N210G0Z50. N212Y-39.75 N214Z7. N216G1Z-6.F3.6 N218X59.75F381.8 N220Y-32.523 N222X48.703 N224G3X54.301Y-25.295R15.25 N226G1X59.75 N228Y-18.068 N230X55.25 N232Y-10.841 N234X59.75 N236Y-3.614 N238X44.91

17、7 N240G2Y3.614R4.75 N242G1X59.75 N244Y10.841 N246X55.25 N248Y18.068 N250X59.75 N252Y25.295 N254X54.301 N256G3X48.703Y32.523R15.25 N258G1X59.75 N260Y39.75 N262X-59.75 N264Y32.523 N266X-39.902 N268X-47.129Y25.295 N270X-59.75 N272Y18.068 N274X-54.356 N276X-55.25Y17.175 N542X-20. N5

18、44X-25. N546G3Y-5.R5. N548G1X-20. N550X-14.434 N552X-12.99Y-7.5 N554G3X10.781Y-10.429R15. N556G1X13.125Y-8.006 N558X16.25Y-9.27 N560G3X23.75Y9.27R10. N562X16.25R10. N564G1X13.125Y8.006 N566G0Z50. N568X-25.012Y-.75 N570Z10. N572G1Z-5.F3.6 N574X-24.988F381.8 N576G3X-24.25Y0.R.75 N578X

19、-24.988Y.75R.75 N580G1X-25.012 N582G0Z50. N584Y-.75 N586Z5. N588G1Z-10.F3.6 N590X-24.988F381.8 N592G3X-24.25Y0.R.75 N594X-24.988Y.75R.75 N596G1X-25.012 N598G0Z50. N600X19.988Y-.75 N602Z10. N604G1Z-5.F3.6 N606X20.012F381.8 N608G3X20.75Y0.R.75 N610X20.012Y.75R.75 N612G1X19.988 N614G0

20、Z50. N616Y-.75 N618Z5. N620G1Z-10.F3.6 N622X20.012F381.8 N624G3X20.75Y0.R.75 N626X20.012Y.75R.75 N628G1X19.988 N630G0Z50. N632X-24.Y0. N634Z10. N636G1Z-5.F3.6 N638G3X-26.R1.F381.8 N640X-24.R1. N642G1Z-10.F3.6 N644G3X-26.R1.F381.8 N646X-24.R1. N648G0Z50. N650X21. N652Z10. N654G1Z-

21、5.F3.6 N656G3X19.R1.F381.8 N658X21.R1. N660G1Z-10.F3.6 N662G3X19.R1.F381.8 N664X21.R1. N666G0Z50. N668M5 N670G91G28Z0. N672G28X0.Y0.A0. N674M30 5數(shù)控加工程序的仿真 5.1選擇機(jī)床 5.1.2定義毛坯 5.1.3選擇夾具和放置零件 5.1.4刀具的選擇 5.2銑床的對刀、程序的導(dǎo)入和仿真 5.2.1銑床的對刀 X軸 Y軸 Z軸 5.2.2程

22、序的導(dǎo)入 5.2.3實體仿真 成品效果圖 參考文獻(xiàn) [1]王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)[第2版] [M].機(jī)械工業(yè)，2006年. [2]陸建中，家寧.金屬切削原理與刀具[第4版] [M].機(jī)械工業(yè)，2005年. [3]龔仲華.數(shù)控技術(shù) [M].機(jī)械工業(yè)，2004年. [4]瑞成，丁旭.機(jī)械工程材料[第2版] [M].大學(xué)，2004年. [5]洪斌，肖新華.AutoCAD2010[中文版] [M].人民郵電，2009年. [6]吳宗澤，羅圣國．機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊[第3版] [M].高等教

23、育，2006年. [7]紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計[第八版] [M].高等教育，2006年. [8]賈亞洲．金屬切削機(jī)床概論 [M].機(jī)械工業(yè)，1996年． [9]家齊.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書[第2版] [M].機(jī)械工業(yè)，2000年. [10]王伯平.互換性與測量技術(shù)根底[第3版] [M].機(jī)械工業(yè)，2008年. [11]敏鳳.工程材料及熱成型工藝[M].高等教育，2003年. 致 設(shè)計的完成是在我們的導(dǎo)師強(qiáng)華教師的細(xì)心指導(dǎo)下進(jìn)展的。在每次設(shè)計遇到問題時教師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計順利的進(jìn)展。從設(shè)計的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計的修改的整個過程中，花費(fèi)了郭教師很多的珍貴時間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡馗校?dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使學(xué)生受益終生！ 還要感和我同一設(shè)計小組的幾位同學(xué)，是你們在我平時設(shè)計中和我一起探討問題，并指出我設(shè)計上的誤區(qū)，使我能及時的發(fā)現(xiàn)問題把設(shè)計順利的進(jìn)展下去，沒有你們的幫助我不可能這樣順利地結(jié)稿，在此表示深深的意。