2023年12月16日发(作者:suv全部汽车报价)
综合训练报告书
题 目比亚迪车标零件的CAD/CAM与数控加工车削
应 用 技 术 学 院 系
机械设计制造及其自动化 专业 0885 班 30号
学生姓名 肖 喜
指导教师 王高升 袁平 关耀奇 郭建新
完成日期 2011年12月22日
湖南工程学院应用技术学院
二○一一年十二月
1
湖南工程学院
CAD/CAM与数控加工综合训练任务书
题目:
比亚迪车标零件和球柄的CAD/CAM与数控加工车削
姓名 肖喜 系别 应院 专业 机械设计制造及其自动化 班级0885学号2
指导老师
王高升 袁平 关耀奇 郭建新
一、 训练目的
本综合训练是机械设计制造及其自动化专业教学计划中规定的专业必修课程,是学生进入专业课程学习阶段必须进行的一个重要的实践性教学环节,其目的是提高学生计算机综合应用能力,巩固和加深所学的理论知识,深入了解CAD/CAM软件在产品设计开发和加工制造过程中的作用,掌握产品数控加工的全过程,培养理论联系实际的工作作风和分析问题、解决问题的能力。
二、 指定零件(图例)
图0-1
比亚迪车标零件示意图
2
球柄零件
三、训练任务
1.应用Mastercam等CAD/CAM软件完成指定零件的CAD/CAM过程。
训练内容:
1)指定零件的几何造型;
2)工艺分析;
3)刀具走刀路径的生成;
4)数控仿真加工;
5)指定数控系统的数控程序生成。
2.指定零件的数控切削加工
训练内容:
1)确定毛坯类型,编制零件的加工工序卡,填写加工程序单;
2)根据已制订的加工工序卡,填写刀具调整单,动手调整、操作相应机床,完成零件的数控加工;
3)正确地选用检验方法及计量器具,对零件进行质量检测和分析。
四、训练要求
1) 完成指定零件的3D造型;
2) 完成指定零件的2D图,并正确标注好尺寸;
3)对零件进行正确的工艺分析,按指定的格式填写数控加工工艺卡片;
4)刀具路径与指定数控系统的数控程序生成;
5)数控加工零件,并对零件进行质量检测和分析;
6)撰写综合训练说明书(上交电子稿和打印稿),说明书应涵盖整个训练内容,字数不少于3.5千字;
7) 答辩与成绩的给定。
3
目 录
课程设计任务书……………………………………………………………………………1
第一章. 零件的CAD/CAM过程…………………………………………………1
1.1零件CAD…………………………………………………………………………………...….1
1.2零件加工工艺设计……………………………………………………………………………..4
1.2.1确定毛坯类型………………………………………………………………………...……4
1.2.2数控加工工艺分析……………………………………………………………………...…4
1.3零件CAM……………………………………………………………………………….……...7
1.3.1刀具路径的生成…………………………………………………………………………...7
1.3.2加工程序的生成………………………………………………………………………….12
1.4CAM程序清单………………………………………………………………………………...12
1.5零件加工工序卡………………………………………………………………………………13
1.6零件工件坐标系及装夹示意图………………………………………………………………14
第二章.数控设计
2.1零件加工工艺分析……………………………………………...…………………………15
2.2填写加工程序单………………………………………………………………...…………15
2.2.1加工程序单………………………………………………………….…………...…15
2.2.2零件加工工序卡…………………………………………………………………...17
2.2.3零件装夹示意图…………………………………………………………………...18
2.3加工过程综述………………………………………………………………………………19
2.4检测加工零件,分析超差原因…………………………………………………………19
小结……………………………………………………………………………………………..20
参考文献……………………………………………………………………………………..21
4
CAD/CAM与数控加工综合训练报告
1.零件的CAD/CAM过程
1.1 零件CAD
由UG建模所得到车标零件图(建模的大致过程、截取几个关键的过程图)
1.画草图
2.拉伸
5
3.完成倒角
4.拉伸下底面
6
5求和
7
1.2零件加工工艺设计
1.2.1 确定毛坯类型
1)铣削零件毛坯类型:长方体型(为:240X160X40mm)
2)零件材料:塑料
3)制造方法:铣削
1.2.2 数控加工工艺分析
1.工艺分析
如图所示,零件外形规则,被加工部分的各尺寸、形位、表面粗糙度值等要求较高。工件复杂程度一般,包含了平面、圆弧表面、空间圆柱面、内外轮廓、挖槽、钻孔、镗孔、铰孔以及三维曲面的加工,且大部分的尺寸均达到IT8~IT7级精度。
选用机用平口钳装夹工件,校正平口钳固定钳口,使之与工作台X轴移动方向平行。在工件下表面与平口钳之间放入精度较高的平行垫块(垫块厚度与宽度适当),利用木锤或铜棒敲击工件,使平行垫块不能移动,夹紧工件。采用试切法对刀,找正工件X、y轴零点,零点位于工件A表面Φ120的圆柱中心位置,设置Z轴零点与机械原点重合,刀具长度补偿利用z轴定位器设定;有时也可不使用刀具长度补偿功能,而根据不同刀具没定多个工件坐标系零点进行编程加工。图中A表面为执行刀具长度补偿后的零点表面。根据零件图样要求给出加工工序为:
1、粗铣基准平面A选用Φ50mm的面铣刀。
2、曲面粗加工挖槽深度为5mm的凸形槽,选用Φ20mm平底刀。
3、曲面粗加工等高外形,选用Φ10mm的平底刀
4、曲面精加工环绕等距,选用Φ3mm的球刀
5、曲面精加工交线清角,选用Φ3mm的球刀
2.切削参数的选择
各工序及刀具的切削参数见表1-1。
表1-1
加工步骤
序号
1
2
3
4
5
8
刀具与切削参数
刀具规格
类型 材料
高速钢
高速钢
高速钢
高速钢
主轴转速
1200
1200
1200
1200
1200
进给速度 长度
300
300
300
300
300
100
100
100
100
100
加工内容
粗铣基准平面
曲面粗加工挖槽
曲面粗加工等高外形
曲面精加工环绕等距
曲面精加工交线清角
Φ50mm的面铣刀 硬质合金
Φ20mm平底刀
Φ10mm的平底刀
Φ3mm的球刀
Φ3mm的球刀 1.2.2 数控加工工艺分析
1、机床坐标、工具坐标系的建立
通过机床回零操作来建立机床坐标。首先建立标准工具,然后对刀通过G54建立工件坐标系。
X方向对刀,如下图:
Y方向对刀,如下图:
9
Z方向对刀,如下图:
刀具的设置安装:
10
1. 3 零件CAM
1.3.1刀具路径的生成
① 粗铣基准平面A
加工方式:平面铣削
刀具选择:选用Φ50mm的面铣刀
切削参数:进给率600、Z轴进给率300、提刀速度200、主轴转速1200、
加工预留量0、最大切削间距10.0、最大Z轴进给1.0
加工面:
11
② 曲面粗加工挖槽深度为5mm的凸形槽,
加工方式:曲面粗加工挖槽
刀具选择:选用Φ20mm平底刀。
切削参数:进给率600、Z轴进给率300、提刀速度200、主轴转速1200、
加工预留量0、最大切削间距10.0、最大Z轴进给1.0
加工面:
12
③ 曲面粗加工等高外形,选用Φ10mm的平底刀
加工方式:
刀具选择:
切削参数:进给率600、Z轴进给率300、提刀速度200、主轴转速1200、
加工预留量0、最大切削间距10.0、最大Z轴进给1.0
加工面:
13
④ 曲面精加工环绕等距,选用Φ3mm的球刀
加工方式:
刀具选择:
切削参数:进给率600、Z轴进给率300、提刀速度200、主轴转速1200、
加工预留量0、最大切削间距10.0、最大Z轴进给1.0
加工面:
14
⑤ 曲面精加工交线清角,选用Φ3mm的球刀
加工方式:
刀具选择:
切削参数:进给率600、Z轴进给率300、提刀速度200、主轴转速1200、
加工预留量0、最大切削间距10.0、最大Z轴进给1.0
加工面:
15
1.3.2 加工程序的生成
设置程序存放路径,加载机床选项,按法兰克系统编程格式后置处理所产生的程序,并用mastercan输出.cnc或者.nc格式,修改程序去掉中文部分并修改文件名。
1.4 CAM程序清单
通过后置处理产生NC加工程序,按华中HNC-21M系统编程格式编辑经后置处理所产生的程序。
1) 粗铣基准平面A选用Φ50mm的面铣刀。
%
O00001
N100 G21
N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90
N104 T229 M6
N106 G0 G90 G54 X-128.767 Y-79.998 S1200 M3
N108 G43 H0 Z50.
N110 Z25.
N112 G1 Z10. F400.
N114 X103.665 F500.
N116 X135.36
N118 G3 Y-47.999 R16.
N120 G1 X-135.315
N122 X-148.407
N124 G2 Y-16. R16.
N126 G1 X148.431
N128 G3 Y16. R16.
N130 G1 X-148.404
N132 G2 Y47.999 R15.999
N134 G1 X135.315
N136 G3 Y79.998 R15.999
N138 G1 X-128.717
N140 Z20. F7.2
N142 G0 Z50.
N144 M5
N146 G91 G28 Z0.
N148 G28 X0. Y0.
N150 M30
2) 曲面粗加工挖槽深度为5mm的凸形槽,选用Φ20mm平底刀。
3) 曲面粗加工等高外形,选用Φ10mm的平底刀
4) 曲面精加工环绕等距,选用Φ3mm的球刀
5) 曲面精加工交线清角,选用Φ3mm的球刀
16 零件加工工序卡
工 序 卡
图 号
材 料
序号
1
2
3
4
5
编制 肖喜 校对
机设0885-30-01
铝
名 称
代用材料
比亚迪车标
塑料
型号
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1
1
零件数量
材料数量
首检
审 定
工 步 内 容
铣削毛胚端面
曲面粗加工挖槽
曲面粗加工等高外形
曲面精加工环绕等距
曲面精加工交线清角
审 核
单件/准备
工作者 检验员
17
工件坐标系及工件装夹示意图
图 号
机设0885-11-02
肖喜
名 称
比亚迪车标
工 序 号
01
编 制 日 期
2011/12/24
校对
日期
2011/12/24
机床型号
序号
1
2
3
4
刀具
类型
刀具
规格
mm
50
20
10
3
铣削毛胚端面
曲面粗加工挖槽
曲面粗加工等高外形
曲面精加工环绕等距
工 步 内 容 加工时间
注 意
事 项
操作者
平底刀
平底刀
平底刀
球刀
18
5
球刀
3
曲面精加工交线清角
2. 数控加工
2.1、零件加工工艺分析
此零件的车削加工包括车端面、外圆、端面、圆弧过渡、切槽加工、螺纹加工及螺纹精加工。
(1)选择刀具。根据加工要求需要三把刀:1号刀车外圆,2号刀切槽,刀宽4mm,3号刀车螺纹。
(2)工艺路线。首先车销外形,然后进行切槽加工,最后螺纹加工。
(3)确定切削用量。车外圆S=600R/min,进给速度F=100;
切槽:主轴转速S=300 R/min进给速度F=40车螺纹S=200 R/min.
(4)数值
螺纹大径:D大=D公称-0.1x螺距=(52-0.1x2)=51.48mm
螺纹小径:D小=D公称-0.3x螺距=(52-1.3x2)=49.40mm
2.2 填写加工程序单、零件加工工序卡、零件装夹示意图
2.2.1加工程序单
数控加工程序
程序
%001
M03 S600 T0101
G00 X65 Z3
G71 U2 R1 P4 Q11 X0.2 Z0.1 F100
N4 G00 X0 Z2
G01 Z0
G03 X30 Z-45 R25
G01 X50 Z-65
Z-80
X52
Z-105
N11 X65
G00 X150 Z200
T0202
M03 S200
G00 X65 Z-79
G01 X45 F40
X65
Z-80
X45
X65
Z-109
说明
程序名
主轴正转 转速600 启用1号刀
快进
粗车切削深度2mm退刀量1mm 指定循环程序
快进
到切入点
车圆弧
车台阶
台阶直径
车螺纹外表面
回安全面
回参考点
启用2号车槽刀
主轴正转 转速200
切槽第一刀位置刀背4mm
槽最深初
回安全面
切槽第二刀
回安全面
到螺纹结束点
19 X45
X65
G00 X150 Z200
T0303
G00 X65 Z-79
G82 X51.48 Z-105 F2
G82 X50.48 Z-105 F2
G82 X49.60 Z-105 F2
G82 X49.40 Z-105 F2
G82 X49.40 Z-105 F2
G00 X150 Z200
M30
槽深
安全面
回参考点
启用3号刀螺纹车刀
螺纹起点
第一刀
第二刀
第三刀
第四刀
螺纹精车
回参考点
停止程序
20
2.2.2零件加工工序卡
零件加工工序卡
球柄
图 号
材 料
序号
1
2
3
4
5
6
JS0885-30
铝
工 序 卡
名 称
代用材料
球柄
塑料件
型号
零件数量
材料数量
首检
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1
1
工 步 内 容
车端面 毛坯直径约60mm
粗车外轮廓
精车外轮廓
切槽
车螺纹
切断
校对 肖喜 审 核
单件/准备
工作者
喻畅
肖喜
刘朔
袁柱
检验员
编制 肖喜 审 定
21
2.2.3 零件装夹示意图
选用机用平口钳装夹工件,校正平口钳固定钳口,使之与工作台X轴移动方向平行。在工件下表面与平口钳之间放入精度较高的平行垫块(垫块厚度与宽度适当),利用木锤或铜棒敲击工件,使平行垫块不能移动,夹紧工件。采用试切法对刀,找正工件X、Y、Z轴零点.
工件坐标系及零件装夹示意图
图 号
编 制
0885-30
肖喜
名 称
日 期
球柄
12.24
校对
工 序 号
肖喜 日期
1
12.24
序号 刀具
类型
1
外圆车刀
2
切槽刀
刀具
工 步 内 容
规格
车端面,初车外轮廓,精车外轮廓
切槽 15分钟
肖喜
25分钟
加工时间
事 项
喻畅
注 意
操作者
3
螺纹车刀
切螺纹 10分钟
刘朔
4
去毛刺 5分钟
袁柱
22
2.3加工过程综述
(1)机床坐标系、工件坐标系的建立:机床坐标系是数控机床固有的坐标系,用于确定被加工零件在机床中的坐标、机床运动不见的特殊位置以及运动范围等。工件坐标系的建立:以材料右端面为z轴零点,右端面圆心为x轴0点。对刀时按左刀面为基准刀面。
(2)各工步的加工操作注意事项:
工步l:切端面时限制最高转速,以免车至圆心时转速过高使工件飞出;选好切入点和切出点;为保证工件的表面粗糙度应使转速高些,进给量小些。
工步2:切槽时,进给量不宜选择过大,切至槽底时应短时暂停,以保证环槽的表明粗糙度。
工步3:切螺纹时,应在恒转速下切削,有一定切入和切出引导距离,每次背吃刀量应递减。
2.4 检测加工零件,分析超差原因
(1)确定检验方法,:游标卡尺
(2)检测加工零件(将测量结果填入选择计量器具记录表)
零件检测记录表
图 纸
尺 寸
检测用
计量器具
游标卡尺
游标卡尺
游标卡尺
游标卡尺
游标卡尺
检测尺寸 结 论
合格
合格
合格
合格
合格
备 注
Φ50
Φ52
Φ40
25
50
Φ50.02
Φ51.92
Φ40.02
25.02
50.02
23
心得体会
经过3个星期的课程设计,让我学到了很多,同时也发现了自己在学习上的一些不足,对于以前的一些简单认识让我学会了要思考和自己去探索老师所教的,有时候老师教的并不会是用一次就懂了,而是要经过自己的实验和操作才能够领会,对于这次的设计,加深了很多书本上都没有熟习过的内容,和对mastercan的重新认识和操作,对于操作和一些知识的理解,一开始遇到了很多难题,都是老师的耐心指导和同学的热心帮助使我对这个专业又多了更多的热爱。
许多程序都很复杂,在我遇到困难的时候请教老师都是很耐心的帮我检查程序,在加工的时候还遇到了很多阻力,其中包括机床的一些小bug,也是我感觉到做每一个细节都要很有耐心才能做好,在看到零件加工出来的时候也很开心,经过了自己的努力看到有一点成功,这也离不开组员的紧密合作,是我的一些小收获,在零件加工的时候认真的时候我会忘记吃饭,那时候我才觉得自己学到的比在课堂的多多了,动手才是检查自己的不组。
感谢老师的指导,让我学到了更多!收获更多.
2011.12.26
24
参考文献
[1] 邓奕.现代数控机床及应用.国防工业出版社,2008.9
[2] 法拉科(中国)有限公司.编程指南用户文件[M].北京:法拉科(中国)有限公司,2006
[3] 邓奕,关耀奇.华中I型数控系统基于MasterCAM的后置处理[J].湖南工程学院学报,
2001(3),52-54
25
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加工,工件,刀具
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