比亚迪车标零件的CADCAM与数控加工车削.doc

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0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。目 录课程设计任务书1第一章. 零件的CAD/CAM过程11.1零件CAD.11.2零件加工工艺设计.41.2.1确定毛坯类型.41.2.2数控加工工艺分析.41.3零件CAM.71.3.1刀具路径的生成.71.3.2加工程序的生成.121.4CAM程序清单.121.5零件加工工序卡131.6零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.152.2填写加工程序单.152.2.1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.182.3加工过程综述192.4检测加工零件，分析超差原因19小结.20参考文献.21CAD/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3.完成倒角4.拉伸下底面5求和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IT8IT7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120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50mm的面铣刀。2、 曲面粗加工挖槽深度为5mm的凸形槽，选用20mm平底刀。3、 曲面粗加工等高外形，选用10mm的平底刀4、 曲面精加工环绕等距，选用3mm的球刀5、 曲面精加工交线清角，选用3mm的球刀2切削参数的选择 各工序及刀具的切削参数见表11。表11加工步骤刀具与切削参数序号加工内容刀具规格主轴转速进给速度长度类型材料1粗铣基准平面50mm的面铣刀硬质合金12003001002曲面粗加工挖槽20mm平底刀高速钢12003001003曲面粗加工等高外形10mm的平底刀高速钢12003001004曲面精加工环绕等距3mm的球刀高速钢12003001005曲面精加工交线清角3mm的球刀高速钢12003001001.2.2 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：Z方向对刀，如下图：刀具的设置安装：1. 3 零件CAM1.3.1刀具路径的生成 粗铣基准平面A加工方式：平面铣削刀具选择：选用50mm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： 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20mm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： 曲面粗加工等高外形，选用10mm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： 曲面精加工环绕等距，选用3mm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： 曲面精加工交线清角，选用3mm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：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50mm的面铣刀。%O00001N100 G21N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90N104 T229 M6N106 G0 G90 G54 X-128.767 Y-79.998 S1200 M3N108 G43 H0 Z50.N110 Z25.N112 G1 Z10. F400.N114 X103.665 F500.N116 X135.36N118 G3 Y-47.999 R16.N120 G1 X-135.315N122 X-148.407N124 G2 Y-16. R16.N126 G1 X148.431N128 G3 Y16. R16.N130 G1 X-148.404N132 G2 Y47.999 R15.999N134 G1 X135.315N136 G3 Y79.998 R15.999N138 G1 X-128.717N140 Z20. F7.2N142 G0 Z50.N144 M5N146 G91 G28 Z0.N148 G28 X0. Y0.N150 M302) 曲面粗加工挖槽深度为5mm的凸形槽，选用20mm平底刀。3) 曲面粗加工等高外形，选用10mm的平底刀4) 曲面精加工环绕等距，选用3mm的球刀5) 曲面精加工交线清角，选用3mm的球刀零件加工工序卡工 序 卡型号共 1 页第 1 页图 号 机设0885-30-01名 称比亚迪车标零件数量1 材 料铝代用材料塑料材料数量1序号 工 步 内 容单件/准备首检工作者检验员1铣削毛胚端面 2曲面粗加工挖槽 3曲面粗加工等高外形4曲面精加工环绕等距5曲面精加工交线清角编制肖喜 校对审 核审 定工件坐标系及工件装夹示意图图 号机设0885-11-02 名 称比亚迪车标工 序 号01 编 制肖喜 日 期2011/12/24校对日期2011/12/24机床型号序号刀具类型刀具规格mm工 步 内 容加工时间注 意事 项操作者1平底刀50铣削毛胚端面2平底刀20曲面粗加工挖槽3平底刀10曲面粗加工等高外形4球刀3曲面精加工环绕等距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）=49.40mm2.2 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说明%001程序名M03 S600 T0101主轴正转 转速600 启用1号刀G00 X65 Z3快进G71 U2 R1 P4 Q11 X0.2 Z0.1 F100粗车切削深度2mm退刀量1mm 指定循环程序N4 G00 X0 Z2快进G01 Z0 到切入点G03 X30 Z-45 R25车圆弧G01 X50 Z-65车台阶Z-80X52台阶直径Z-105车螺纹外表面N11 X65回安全面G00 X150 Z200回参考点T0202启用2号车槽刀M03 S200主轴正转 转速200G00 X65 Z-79切槽第一刀位置刀背4mmG01 X45 F40槽最深初X65回安全面Z-80切槽第二刀X45X65回安全面Z-109到螺纹结束点X45槽深X65安全面G00 X150 Z200回参考点T0303启用3号刀螺纹车刀G00 X65 Z-79螺纹起点G82 X51.48 Z-105 F2第一刀 G82 X50.48 Z-105 F2第二刀 G82 X49.60 Z-105 F2第三刀 G82 X49.40 Z-105 F2第四刀 G82 X49.40 Z-105 F2螺纹精车G00 X150 Z200回参考点M30停止程序2.2.2零件加工工序卡零件加工工序卡球柄工 序 卡型号共 1 页第 1 页图 号 JS0885-30名 称球柄零件数量1 材 料铝代用材料塑料件材料数量1序号 工 步 内 容单件/准备首检工作者检验员1车端面 毛坯直径约60mm 喻畅2粗车外轮廓 肖喜3精车外轮廓4切槽刘朔5车螺纹6切断袁柱编制 肖喜校对肖喜审 核审 定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0885-30 名 称球柄工 序 号1 编 制肖喜 日 期12.24校对肖喜日期12.24序号刀具类型刀具规格工 步 内 容加工时间注 意事 项操作者1外圆车刀车端面，初车外轮廓，精车外轮廓25分钟喻畅2切槽刀切槽15分钟肖喜3螺纹车刀切螺纹10分钟刘朔4去毛刺5分钟袁柱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 寸检测用计量器具检测尺寸结 论备 注50游标卡尺50.02合格52游标卡尺51.92合格40游标卡尺40.02合格25游标卡尺25.02合格50游标卡尺50.02合格心得体会 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.2011.12.26参考文献1 邓奕现代数控机床及应用国防工业出版社，200892 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，20063 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