先进制造技术学期报告.docx
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先进制造技术学期报告.docx
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先进制造技术学期报告
先进制造技术学期报告
数控技术发展的认识
当今制造业的发展和变化可谓日新月异。
计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)已显示出巨大的潜力,并广泛应用于产品设计和机械制造中。
MasterCAM是美国CNCSoftware公司开发的CAD/CAM一体化软件,集二维绘图、三维曲面及实体设计、体素拼合、数控编程、刀具路径模拟及真实感模拟等功能于一身。
MasterCAM基于PC平台,对系统运行环境要求低,提供友好的人机交互,操作灵活、易学易用、具有良好的价格性能比。
使用MasterCAM能迅速自动生成数控代码,免去繁琐的计算,提高工作效率,提高设计品质、缩短生产周期,从而取得良好的经济效益。
使用MasterCAM进行编程的一般操作流程为:
绘制或转入图形一零件及加工工艺分析一选择合适的加工方式一编排加工工艺与选择切削用量一生成刀具路径(NCI文件)一刀具路径模拟生成NC程序一传给CNC机床进行加工。
以下简述风筒的制造过程:
1调入图档
F档案一G取档,选取所要加工的文件后,单击0打开,打开加工图档。
T刀具路径-J-工作设定,将工件参数分别设置为X240、Y240和Z160,点选显示工件,工件原点设置为x0、Y0和Z164.368,单击Q确定,生成风筒模具下模如图1所示:
2零件及加工工艺分析
风筒材料要求使用绝缘性能好、耐高温和耐老化的ABS塑料。
如图1所示的风筒下模,一模两件对称布置。
此模加工难度主要是产品造型复杂,高度落差大,曲面起伏变化大、死角多。
加工起来比较复杂。
其数控加工工艺如下:
a)工件粗加工:
采用曲面挖槽粗加工,以高强度、大直径的d30R5圆鼻刀去掉绝大部分加工余量;
b)二次粗加工:
采用残料加工粗加工,以d12合金刀清除上述粗加工刀具无法加工到的区域,为下一步精加工清除障碍;
C)曲面外形中光加工:
使用d12R6的球刀采用“等高外形加工工艺”加上“浅平面加工工艺”两种工艺相辅助做出;
d)曲面精~JHq-:
使用d8斛的球刀采取3D环绕等距精加工方式进行曲面精加工;
e)交线清角:
采用交线清角加工工艺尽可能清除掉上一步精加工在曲面交线处的残料;
f)电火花成型加工:
对于无法或者不方便使用加工中心加工的部分采用电火花成型加工。
2.1工件粗加工
曲面挖槽加工是分层清除曲面与加工范围之内的所有材料的加工方法。
刀路计算时间短,刀具切削负荷均匀,加工效率高。
挖槽加工的主要目的是去除大部分材料,一般作为粗加工的第一步首选方案。
选择T刀具路径一u曲面加工一R粗加工一K挖槽加工一A所有的一u曲面一D执行。
选择刀具后设置刀具参数如下:
进给率2100mm/min;z轴进给率1500mm/min;提刀速率3500mm/min(后面加工步骤设置如同此值,不再重述);主轴转速1850r/min。
安全高度采用绝对坐标180mm(后面加工步骤设置如同此值,不再重述);过滤公差0.05,最大z轴进给量0.5mm。
选择平行环切铣削方式,斜插式下刀,预留0.3mm的加工余量。
实体验证结果如图2所示。
2.2二次粗加工
残料加工生成用于清除前面粗加工中刀具未切削或不能切削到的残留区域的粗加工刀路,目的在于使毛坯的余量均匀,方便后面半精加工或精加工。
选择T刀具路径一u曲面加工一R粗加工一R残料加工一A所有的一u曲面一D执行。
选择刀具后设置如下刀具参数:
进给率2100mm/min;z轴进给率1000mm/min;主轴转速1800r/min。
进给下刀增量坐标0.5mm,过滤公差0.05,最大z轴进给量0.15mm,斜插式下刀,预留0.2mm的加工余量。
刀路计算完成后选择T刀具路径一0操作管理一B刀路模拟,模拟刀具路径,实体验证如图3所示。
2.3曲面外形中光加工
因本例工件外形陡坡大,高度落差变化起伏。
故半精加工可以考虑用“等高外形加工工艺”加上“浅平面加工工艺”两种工艺相辅助做出。
等高外形加工:
等高外形精加工一般常用于侧壁外形曲面精加工及清角加工,一般作为挖槽加工后的二次粗加工,以小直径刀具去除残料。
选择T刀具路径一u曲面加工一F精加工一c等高外形一A所有的一u曲面一D执行。
选择刀具,设置刀具参数:
进给率1500mm/min;z轴进给率800mm/min;主轴转速3000r/min。
进给下刀增量坐标3mm,切削误差0.025,采用双向切削方式,最大层间切削距离为0.18mm。
加工面预留0.1mm的加工余量。
产生的刀路经实体验证如图4所示。
b)浅平面加工:
浅平面加工是针对斜率较小的曲面或等高外形加工的顶部进行再加工。
选择T刀具路径一U曲面加工一F精加工一S浅平面加工一A所有的一u曲面一D执行。
选择刀具,设置刀具参数:
进给率1500mm/min;z轴进给率800mm/min;主轴转速3000r/min。
进给下刀增量坐标3mm,切削误差0.025,采用双向切削方式,切削步距设置为0.1mm,需加工的斜坡角度定义为0。
一25。
,产生的刀路经实体验证如图5所示。
2.4曲面环绕等距精加工
等距环绕精加工产生的刀路以等距离环绕加工曲面,刀路较均匀,计算时间较长。
选择T刀具路径一u曲面加工一F精加工一0环绕等距一A所有的一U曲面一D执行。
选择刀具,设置刀具参数:
进给率t500mm/min;z轴进给率500mm/min;主轴转速3000r/rain。
进给下刀增量坐标lmm,切削误差0.025,采用由内向外扩展的切削方式,切削步距设置为0.3ram,产生的刀路经实体验证如图6所示
2.5曲面清根加工
交线清角精加工是对曲面相交位置进行加工以清除残料的加工方式。
采用交线清角功能,在所有曲面交接处产生精加工刀具路径,以清除前一步精加工中曲面交接处的残料。
选择T刀具路径一u曲面加工一F精加工一E交线清角一A所有的一U曲面一D执行。
选择刀具,设置刀具参数:
进给率1200mm/min;z轴进给率300mm/min;主轴转速3300r/rain0进给下刀增量坐标hnm,切削误差0.025,其它参数则按软件默认值设置,产生的刀具路径如图7所示。
3生成加工NC代码
点选T刀具路径一Q操作管理一§全选一P后处理。
选择所使用的数控设备系统相应的后处理程序,再选取s储存NC档和E编辑,单击0确定,输入NC文件名“风筒下模”;单击s保存,系统弹出NC程式文件编辑器,就可以对NC程序文件进行检查、编辑,保存。
利用MasterCAM系统的传输功能将系统自动生成的NC程序代码传输到XH714D上进行加工,效果良好,产品符合客户的要求。
4总结
a)加工图形可以是二维或三维图形的MC9文件或者扫描后的数据进行编辑得到的图形,也可以是其它文档交换格式得到的图形,要根据实际情况灵活选用;
b)注意考虑加工工艺,辅助工艺(如线切割、电火花),综合使用2D或3D刀路,下刀时注意下刀工艺不宜直对工件表面直接下刀;
c)注意曲面工件的实际高度,合理确定安全高度、参考安全高度、COO下刀高度,以免产生过切或撞刀。
实际an:
i:
中,安全高度=工件高度(夹具高度)+(10—20)mm;
参考高度=工件高度(夹具高度)+(5—10)mil。
COO下刀高度:
工件最高高度+(0.1—0.3)mm。
应先知道工件的最高高度和对称中心(工件原点)再进行编程;d)在满足an:
i:
精度要求的前提下,尽可能加大走刀步长和行距,以提高编程和加工效率。
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