数控铣床加工零件及数控编程.docx

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数控铣床加工零件及数控编程

工程技术大学

《数控技术》综合训练二

班级：

机自14-2

学号：

1407010228

姓名：

钦雷

指导教师：

王洁

完成日期：

2017-04-20

任务书

一、设计原始资料

由教师指定。

二、设计任务

（1）对教师给定的装配体或零件进行设计，容包括：

二维图绘制和三维建模，建模软件可根据自己熟练程度选择。

（2）对零件进行结构分析，学生自行选择分析软件。

（3）针对某工步进行虚拟仿真制造，生成程序代码。

三、设计成果

（1）零件图（A4或A3）1

（2）三维模型及仿真过程1份

（3）数控程序代码1份

（4）说明书（2000-5000字）1份

四、成绩评定

序号

主要容

考核要求

评分标准

分值

得分

1

软件的基本操作

正确使用软件、选择系统和设置

正确选择系统，计3分

30

系统设置正确，计3分

选刀、装刀正确，计4分

程序输入正确，计10分

对刀正确，计10分

2

程序的输入与运行

利用某系统界面正确输入程序、操作运行、查看结果

运行结果正确，计10分

20

结果查看与保存正确，计10分

3

说明书质量

说明书容详实，格式规

说明书容准确，推导合理，计算无误，程序格式符合标准，记30分

50

说明书规，记20分

4

总分

100

指导教师：

王洁

日期：

2017.4.20

摘要

本次研究的目的是加深对于二维，三维软件的应用，学习用数控仿真进行模拟加工。

利用二维软件对零件进行结构和使用要求的分析。

利用三维软件对零件尺寸进行建模。

再通过CAM对零件进行加工轨迹，刀具参数，程序代码生成等相关参数设定。

进而生成仿真动画，立体直观的了解零件仿真的全过程。

最后完成对零件仿真的整个过程。

关键词：

二维软件，三维软件，建模，CAM，仿真

Abstract

Thepurposeofthisresearchistodeepenfor2d,3dsoftwareapplications,learningtousenumericalsimulationtosimulatemachining.Usingtwo-dimensionalsoftwarecomponentsfortheanalysisofthestructureandtheuserequirement.Partssizetomakeuseof3dsoftwaremodeling.TravelthroughtheCAMtrackofpartsprocessing,cuttingtoolparameters,applicationcodegenerationandrelatedparameterssetting.,inturn,generatesimulationanimation,three-dimensionalvisualsimulationduringtheprocessofunderstandingofparts.Finallycompletethewholeprocessofsimulationofparts.

Keywords:

2dsoftware,3dsoftware,modeling,CAM,simulation

1．工件二维图形的绘制………………………………………………5

1．1绘制二维图的软件caxa…………………………………………5

1．2工件的平面图及零件加工工艺分析……………………………5

2.工件的三维建模……………………………………………………6

2.1三维软件的介绍Inventor……………………………………6

2.2工件的三维建模过程…………………………………………6

2.2.1整体的三维图形……………………………………………7

2.2.2实体建模……………………………………………………7

3.工件的仿真…………………………………………………………11

3.1仿真所用的软件CAM…………………………………………11

3.2仿真过程及参数的确定…………………………………………12

4.总结…………………………………………………………………17

5.参考文献……………………………………………………………16

1.工件二维图形的绘制

1.1绘制二维图的软件caxa

数码大方科技股份（CAXA）是中国领先的工业软件和服务公司，是中国最大的CAD和PLM软件供应商，是中国工业云的倡导者和领跑者。

主要提供数字化设计（CAD）、数字化制造（MES）、产品全生命周期管理（PLM）和工业云服务，是“中国工业云服务平台”的发起者和主要运营商。

CAXA始终坚持技术创新，自主研发二维、三维CAD和PLM平台，是国最早从事此领域全国产化的软件公司，研发团队有超过二十年的专业经验积累，技术水平具有国际领先性，在、和美国设有三个研发中心，拥有超过150项著作权、专利和专利申请，并参与多项国家CAD、CAPP等技术标准的定制工作。

CAXA的产品拥有自主知识产权，产品线完整：

主要提供数字化设计（CAD）、数字化制造（MES）以及产品全生命周期管理（PLM）解决方案和工业云服务。

数字化设计解决方案包括二维、三维CAD，工艺CAPP和产品数据管理PDM等软件；数字化制造解决方案包括CAM、网络DNC、MES和MPM等软件；支持企业贯通并优化营销、设计、制造和服务的业务流程，实现产品全生命周期的协同管理；工业云服务主要提供云设计、云制造、云协同、云资源、云社区5大服务，涵盖了企业设计、制造、营销等产品创新流程所需要的各种工具和服务。

CAXA是我国制造业信息化CAD/CAM/PLM领域自主知识产权软件的优秀代表和知名品牌。

CAXA十多年来坚持“软件服务制造业”理念，开发出20多个系列软件产品，覆盖了制造业信息化设计、工艺、制造和管理四大领域，曾连续五年荣获“国产十佳优秀软件”以及中国软件行业协会20年“金软件奖”等荣誉；CAXA始终坚持走市场化的道路，截至2004年底已累计成功销售正版软件超过150,000套，赢得广大企业用户与工程技术人员的信任和好评；还成功在全国建立起了35个办事处、300多个教育培训中心、300多家代理经销商和多层次合作伙伴组成的技术服务体系，是我国CAD/CAM/PLM业界的领导者和主要供应商。

CAXA四个字母是由：

C--Computer（计算机），A--Aided（辅助的），X（任意的），A--Alliance、Ahead（联盟、领先）四个字母组成的，其涵义是"领先一步的计算机辅助技术和服务"。

1.2工件的平面图

零件分析：

该零件是个结构对称图形，中间是个掏空的直径是30的圆形，四周是直径为18的四个小半圆，与中间直径为45的圆形以半径为8的圆角进行平滑连接。

整体厚度为20，凹槽为6，所有的部边缘都用45°长度为1的倒角保持安全。

这就是该零件的整体部分。

厚度采用拉伸进行。

加工工艺分析：

我们这里不考虑零件的粗加工和精加工。

因此，直接采用毛胚进行加工。

毛胚长和宽都为90，厚度为20.应分为两次加工，四叶状的槽应该用铣削加工，中间的通孔应使用钻头加工。

第一步，使用直径为15毫米的平头铣刀铣削四叶状的凹槽，加工四个直径为18毫米的半圆和直径为45毫米的整圆，铣削深度为6毫米。

（18毫米的平头铣刀加工不成功，无法一次性走刀完成，故采用15毫米的平头铣刀。

）第二步，使用直径为30毫米的钻头，深度略大于20，进行钻孔加工。

加工完成。

2.工件的三维建模

2.1三维软件的介绍Inventor

AutodeskInventor软件是美国AutoDesk公司于1999年底推出的三维可视化实体模拟软件，目前已推出最新版本INVENTor2012，实验室使用的是INVENTor6。

它包含三维建模、信息管理、协同工作和技术支持等各种特征。

使用AutodeskInventor可以创建三维模型和二维制造工程图、可以创建自适应的特征、零件和子部件，还可以管理上千个零件和大型部件，它的“连接到网络”工具可以使工作组人员协同工作，方便数据共享和同事之间设计理念的沟通。

Inventor在用户界面简单，三维运算速度和着色功能方面有突破的进展。

它是建立在ACIS三维实体模拟核心之上，设计人员能够简单迅速地获得零件和装配体的真实感，这样就缩短了用户设计意图的产生与系统反应时间的距离，从而最小限度的影响设计人员的创意和发挥。

Inventor为设计者提供了一个自由的环境，使得二维设计能够顺畅地转入三维设计环境，同时能够在三维环境中重用现有的DWG文件，并且能够与其他应用软件的用户共享三维设计的数据。

Inventor为设计和制造提供了优良的创新和简便的途径，从而使其销售量连续五年超越了其他竞争对手。

2.2工件的三维建模过程

2.2.1整体三维图形如下图

2.2.2实体建模

（1）打开Inventor软件，新建一个草图，首先绘制90x90的外轮廓。

（2）对外轮廓进行拉伸，厚度为20。

（3）绘制外轮廓草图。

（4）对外轮廓进行拉伸，厚度为6。

（5）对外轮廓进行倒角。

（6）绘制圆草图。

（7）对圆进行拉伸。

（8）对圆进行倒角。

总：

完成三维建模。

3.对工件进行仿真

3.1仿真所用的软件CAM

CAM（computerAidedManufacturing，计算机辅助制造）的核心是计算机数值控制（简称数控），是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统。

1952年美国麻省理工学院首先研制成数控铣床。

数控的特征是由编码在穿孔纸带上的程序指令来控制机床。

此后发展了一系列的数控机床，包括称为“加工中心”的多功能机床，能从刀库中自动换刀和自动转换工作位置，能连续完成锐、钻、铰、攻丝等多道工序，这些都是通过程序指令控制运作的，只要改变程序指令就可改变加工过程，数控的这种加工灵活性称之为“柔性”。

CAM（computerAidedManufacturing，计算机辅助制造）：

利用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程。

它输入信息是零件的工艺路线和工序容，输出信息是刀具加工时的运动轨迹（刀位文件）和数控程序。

加工程序的编制不但需要相当多的人工，而且容易出错，最早的CAM便是计算机辅助加工零件编程工作。

麻省理工学院于1950年研究开发数控机床的加工零件编程语言APT，它是类似FORTRAN的高级语言。

增强了几何定义、刀具运动等语句，应用APT使编写程序变得简单。

这种计算机辅助编程是批处理的。

CAM系统一般具有数据转换和过程自动化两方面的功能。

CAM所涉及的围，包括计算机数控，计算机辅助过程设计。

3.2仿真过程及参数的确定

（1）打开CAM软件，在界面上画出所需的轮廓，如图

（2）工件的设定如下图。

（3）选用刀具，挖槽的深度及设定情况如下图。

（3）数控铣的各种参数情况如图所示。

总结

这是我们数控技术本学期第二次综合训练了，结合了上一次综合训练的不足之处，这次我感觉进步了很多。

本次的综合训练让我巩固了对于二维软件的使用熟练程度，同时加深了对于三维建模的认识以及操作过程，之前不理解的地方理解了很多，虽然不能说完全了解了这个三模建模的过程，但我一定会继续了解的。

本次最重要的是我学了仿真的过程，为我从图纸上到立体图再到完全的虚拟仿真这个思想建立了基础。

通过仿真的实现，我可以更好地了解工件加工的过程以及状况，可以及时更好地修改加工的不足之处，尤其是当出现加工的过切或者欠切现象是，可以直观立体的察觉并且及时的改进。

本次的综合训练总的来说我收获颇多，不仅学习了多种软件的操作，并且让我的思想更加先进。

我将会继续努力。

参考文献

●蒲志新《数控技术》.：

理工大学.2014.3

●于杰《数控加工与编程》.：

国防工业.2009.1

●春龙，友良，孔建寿 - 《计算机工程与应用》 基于可重用的支持三维建模仿真的组件设计- 2001 –

●郝志敏 - 《科学与财富》数控铣床的运动仿真分析 - 2015 -

●王明红.数控技术.：

清华大学，2009

●王道宏.数控技术.工业大学，2008

●徐元昌.数控技术.中国轻工业，2004

%

O0000

（PROGRAMNAME-钦雷）

（DATE=DD-MM-YY-09-05-17TIME=HH:

MM-11:

16）

N100G21

N102G0G17G40G49G80G90

（15.FLATENDMILLTOOL-4DIA.OFF.-4LEN.-4DIA.-15.）

N104T4M6

N106G0G90X-26.34Y24.572A0.S1909M3

N108G43H4Z50.

N110Z10.

N112G1Z-6.F5.4

N114G2X-24.572Y26.34R1.25F572.7

N116G1X-17.022Y18.79

N118G3X-2.846Y14.473R15.75

N120G2X0.Y14.75R14.75

N122X2.846Y14.473R14.75

N124G3X17.022Y18.79R15.75

N126G1X24.572Y26.34

N128G2X26.34Y24.572R1.25

N130G1X18.79Y17.022

N132G3X14.473Y2.846R15.75

N134G2X14.75Y0.R14.75

N136X14.473Y-2.846R14.75

N138G3X18.79Y-17.022R15.75

N140G1X26.34Y-24.572

N142G2X24.572Y-26.34R1.25

N144G1X17.022Y-18.79

N146G3X2.846Y-14.473R15.75

N148G2X0.Y-14.75R14.75

N150X-2.846Y-14.473R14.75

N152G3X-17.022Y-18.79R15.75

N154G1X-24.572Y-26.34

N156G2X-26.34Y-24.572R1.25

N158G1X-18.79Y-17.022

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N162G2X-14.75Y0.R14.75

N164X-14.473Y2.846R14.75

N166G3X-18.79Y17.022R15.75

N168G1X-26.34Y24.572

N170X-26.6Y25.799

N172X-25.564Y26.601

N174X-24.309Y26.069

N176X-23.302Y25.062

N178X-22.299Y24.06

N180X-21.298Y23.061

N182X-20.301Y22.067

N184X-20.12Y21.888

N186X-17.022Y18.79

N188G3X-16.409Y18.209R15.75

N190G1X-16.338Y18.138

N192X-15.287Y17.24

N194X-14.167Y16.438

N196X-12.987Y15.737

N198X-11.756Y15.141

N200X-10.484Y14.654

N202X-9.18Y14.28

N204X-7.854Y14.019

N206X-6.517Y13.874

N208X-5.178Y13.844

N210X-3.847Y13.929

N212X-2.534Y14.124

N214X-1.221Y14.281

N216X.099Y14.315

N218X1.413Y14.227

N220X2.71Y14.018

N222X4.002Y13.803

N224X5.301Y13.701

N226X6.597Y13.712

N228X7.882Y13.834

N230X9.144Y14.067

N232X10.375Y14.407

N234X11.566Y14.851

N236X12.706Y15.395

N238X13.788Y16.033

N240X14.805Y16.76

N242X15.747Y17.57

N244X16.328Y18.136

N246G3X17.022Y18.79R15.75

N248G1X18.012Y19.78

N250X18.39Y20.149

N252X19.263Y20.999

N254X20.133Y21.845

N256X20.999Y22.687

N258X21.861Y23.523

N260X22.72Y24.355

N262X23.847Y24.575

N264X24.585Y23.616

N266X24.109Y22.456

N268X23.2Y21.523

N270X22.295Y20.593

N272X21.394Y19.665

N274X20.496Y18.74

N276X20.141Y18.373

N278X18.79Y17.022

N280G3X17.931Y16.091R15.75

N282G1X17.825Y15.982

N284X16.948Y15.063

N286X16.137Y14.089

N288X15.413Y13.053

N290X14.78Y11.962

N292X14.243Y10.825

N294X13.804Y9.651

N296X13.467Y8.448

N298X13.232Y7.226

N300X13.102Y5.994

N302X13.076Y4.76

N304X13.153Y3.534

N306X13.33Y2.325

N308X13.471Y1.116

N310X13.5Y-.099

N312X13.418Y-1.308

N314X13.226Y-2.501

N316X13.027Y-3.689

N318X12.931Y-4.883

N320X12.936Y-6.074

N322X13.041Y-7.254

N324X13.245Y-8.413

N326X13.546Y-9.543

N328X13.94Y-10.635

N330X14.423Y-11.682

N332X14.991Y-12.676

N334X15.638Y-13.609

N336X16.359Y-14.476

N338X17.127Y-15.29

N340X17.892Y-16.099

N342X18.652Y-16.903

N344X19.406Y-17.704

N346X20.155Y-18.501

N348X20.898Y-19.294

N350X21.637Y-20.084

N352X22.37Y-20.869

N354X22.551Y-21.894

N356X21.668Y-22.569

N358X20.604Y-22.148

N360X19.744Y-21.337

N362X18.887Y-20.53

N364X18.031Y-19.726

N366X17.179Y-18.925

N368X16.329Y-18.127

N370X15.481Y-17.333

N372X14.636Y-16.541

N374X13.789Y-15.757

N376X12.892Y-15.033

N378X11.939Y-14.387

N380X10.937Y-13.823

N382X9.895Y-13.344

N384X8.818Y-12.954

N386X7.717Y-12.653

N388X6.598Y-12.445

N390X5.47Y-12.33

N392X4.342Y-12.308

N394X3.221Y-12.377

N396X2.116Y-12.535

N398X1.01Y-12.661

N400X-.099Y-12.685

N402X-1.203Y-12.609

N404X-2.292Y-12.433

N406X-3.376Y-12.252

N408X-4.465Y-12.161

N410X-5.551Y-12.16

N412X-6.626Y-12.248

N414X-7.681Y-12.424

N416X-8.71Y-12.685

N418X-9.705Y-13.029

N420X-10.659Y-13.452

N422X-11.564Y-13.949

N424X-12.414Y-14.517

N426X-13.204Y-15.149

N428X-13.947Y-15.822

N430X-14.684Y-16.491

N432X-15.417Y-17.155

N434X-16.145Y-17.812

N436X-16.87Y-18.464

N438X-17.59Y-19.11

N440X-18.306Y-19.75

N442X-19.017Y-20.385

N444X-19.941Y-20.527

N446X-20.553Y-19.72

N448X-20.188Y-18.752

N450X-19.475Y-17.965

N452X-18.765Y-17.181

N454X-18.058Y-16.398

N456X-17.354Y-15.618

N458X-16.652Y-14.839

N460X-15.953Y-14.063

N462X-15.257Y-13.29

N464X-14.567Y-12.514

N466X-13.93Y-11.694

N468X-13.362Y-10.825

N470X-12.866Y-9.913

N472X-12.446Y-8.964

N474X-12.103Y-7.986

N476X-11.84Y-6.985

N478X-11.658Y-5.97

N480X-11.558Y-4.947

N482X-11.539Y-3.924

N484X-11.601Y-2.908

N486X-11.741Y-1.907

N488X-11.851Y-.905

N490X-11.87Y.099

N492X-11.8Y1.098

N494X-11.641Y2.083

N496X-11.476Y3.063

N498X-11.39Y4.047

N500X-11.383Y5.027

N502X-11.455Y5.997

N504X-11.602Y6.95

N506X-11.824Y7.878

N508X-12.118Y8.775

N510X-12.48Y9.635

N512X-12.908Y10.452

N514X-13.395Y11.219

N516X-13.939Y11.933

N518X-14.517Y12.604

N520X-15.091Y13.269

N522X-15.658Y13.93

N524X-16.219Y14.586

N526X-16.773Y15.2