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1、
本科畢業(yè)論文〔設計〕
題 目 數(shù)控銑削加工工藝設計及加工仿真
學 院
專 業(yè) 機械設計制造及其自動化
年 級 2009 級
學 號 2009131075
姓 名
指 導 教 師
成 績
2013年 5 月 7 日
目 錄
摘要1
關鍵詞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 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選擇機床 15
5.2銑床的對刀、程序的導入和仿真17
參考文獻23
致 24
23 / 26
數(shù)控銑削加工工藝設計及加工仿真
摘要:數(shù)控機床的技
3、術水平上下及其在金屬切削加工機床產(chǎn)量和總擁有量的百分比是衡量一個國家國民經(jīng)濟開展和工業(yè)制造整體水平的重要標志之一。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,分析了零件構造工藝,用mastercam軟件進展編程。并通過宇龍仿真軟件校驗程序的真確性。
關鍵詞:數(shù)控機床 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,零件上比擬精細外表加工,常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步到達的。對這些外表僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應的最終加工方法是不夠的,還應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
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有著十分的重要意義。定位基準選擇的好壞,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。定位基準選擇的原那么:①基準重合原那么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,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系。在制定切削用量時,應首先選擇合理的刀具壽命,而合理的刀具壽命那么應根據(jù)優(yōu)化的目標而定。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確定,后者根據(jù)工序本錢最低的目標確定。
選擇刀具壽命時可考慮如下幾點根據(jù)刀具復雜程度、制造和磨刀本錢來選擇。復雜和精度高的刀具壽命應選的比單刃刀具高些。對于機夾可轉位刀具,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)刀比擬復雜的多刀機床、組合機床與自動化加工刀具,刀具壽命應選的高些,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,刀具壽命應按零件精度和外表粗糙度來定。與普通機床加工方法相比,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)控機床高效率的要求。數(shù)控機床上所選用的刀具常采用適應高速切削的刀具材料〔如高速鋼、超細粒質(zhì)硬質(zhì)合金〕并使用可轉位刀片。
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,該刀具有關參數(shù)的經(jīng)歷數(shù)據(jù)如下:一是銑刀半徑RD應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速、背吃刀量及進給速度等。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速為600~800,精銑時可以高些。主軸轉速取〔800~1000〕
進刀量: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
主軸轉速/mm
進給速度/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),作為設計、加工制造的標準。 Mastercam為全球PC級CAM,全球銷售量第一名,是工業(yè)界及學校廣泛采用的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院校使用此來作為機械制造及NC程序制作,在中國大陸及,其業(yè)界及教育單位亦有領先地位。
4.2建立坐標系
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原點,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、序的導入
5.2.3實體仿真
成品效果圖
參考文獻
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[11]敏鳳.工程材料及熱成型工藝[M].高等教育,2003年.
致
設計的完成是在我們的導師強華教師的細心指導下進展的。在每次設計遇到問題時教師不辭辛苦的講解才使得我的設計順利的進展。從設計的選題到資料的搜集直至最后設計的修改的整個過程中,花費了郭教師很多的珍貴時間和精力,在此向導師表示衷心地感!導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度,開拓進取的精神和高度的責任心都將使學生受益終生!
還要感和我同一設計小組的幾位同學,是你們在我平時設計中和我一起探討問題,并指出我設計上的誤區(qū),使我能及時的發(fā)現(xiàn)問題把設計順利的進展下去,沒有你們的幫助我不可能這樣順利地結稿,在此表示深深的意。