众泰车标零件数控设计刘彬豪21.docx

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众泰车标零件数控设计刘彬豪21

综合训练报告书

题目众泰车标零件CAD/CAM与数控加工

机械工程　　系

材料成型及控制工程专业1002班21号

学生姓名刘彬豪.

指导教师关耀奇王高升袁平郭建新

完成日期2013.7.5.

湖南工程学院机械工程学院

二○一三年七月

湖南工程学院

CAD/CAM与数控加工综合训练任务书

题目：

众泰车标零件CAD/CAM与数控加工

姓名刘彬豪系别机械工程系专业材料成型及控制工程班级1002学号21

指导老师关耀奇王高升袁平郭建新教研室主任

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1众泰车标工程图

图2众泰车标图

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。

一、零件的CAD/CAM过程………………………………………………….5

1.1零件的CAD…………………………………………………………5

1.2零件加工工艺工艺设计…………………………………………6

1.3零件CAM……………………………………………………………7

1.4CAM程序清单……………………………………………………11

二、数控加工……………………………………………………………………15

2.1数控加工仿真………………………………………………………15

2.2零件加工工艺规程…………………………………………………23

2.3工件坐标系及工件装夹示意图…………………………………24

2.4检测加工零件，分析超差原因…………………………………26

三、心得体会……………………………………………………………………26

四、参考资料…………………………………………………………………….27

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

1）打开UG，新建一个零件，进行外圈拉升倒角，并且建立图标草图。

图3车标草图

2）拉升草图，并且进行倒角处理。

图4处理后的车标图

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：

Φ120*50棒料。

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，众泰车标的外形是个近似正方形，其内部是个z字母，零件较为简单，包含了平面、圆弧表面、内外轮廓、挖槽、三维曲面的加工，加工精度要求不高，七加工精度在IT9~IT10之间。

选用机用虎钳装夹工件，校正虎钳固定钳口，使之与工作台X轴移动方向平行，夹紧工件。

采用手动试切刀方法对刀，找正工件X、y轴零点，零点位于工件中心位置，设置Z轴零点与机械原点重合。

根据零件图样要求给出加工工序为：

1）铣削平面，使坯料端面平整，选用Φ50的面铣刀。

2）曲面粗加工挖槽，去除零件周围大部分材料，选用Φ8的双刃立铣刀。

3）曲面粗加工平行铣削，铣削出零件的基本轮廓，选用Φ6的双刃球头刀。

4）曲面精加工等高外形，精加工外形，选用Φ4的双刃球头刀。

2．切削参数的选择

各工序及刀具的切削参数见下表。

各工序及刀具的切削参数见下表

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（n/r）

进给速度（mm/min）

类型

材料

1

铣削平面

Φ50面铣刀

高速钢

1200

300

2

曲面粗加工挖槽

Φ8双刃

立铣刀·

高速钢

800

360

3

曲面粗加工平行铣削

Φ6双刃

球头刀

高速钢

1000

360

4

曲面精加工等高外形

Φ4双刃

球头刀

高速钢

1000

200

1.3零件CAM

1.3.1刀具路径的生成

1）曲面粗加工1：

（唐伟25号）

加工方式：

平行铣削，双向切削；

刀具选择：

Φ50面铣刀；

切削参数：

主轴转速1200、进给率300、下刀速率200、提刀速度为快速提刀。

加工预留量0、最大切削间距40.0、最大Z轴进给2.0。

图5铣削平面刀具选择图

图6铣削平面仿真图

2）曲面粗加工2：

（肖骁22号）

加工方式：

曲面粗加工挖槽；

刀具选择：

Φ8双刃立铣刀

切削参数：

主轴转速800、进给率360、下刀速率300。

加工预留量0.2、最大切削间距2.75、最大Z轴进给1.0

图7曲面粗加工挖槽刀具选择图

图8曲面粗加工挖槽模拟仿真图

3）曲面粗加工：

（郭炉23号）

加工方式：

曲面粗加工平行铣削；

刀具选择：

Φ6双刃球头刀；

切削参数：

主轴转速1000、进给率360、下刀速率300.加工预留量0.2，z轴进给量1.0.

图9曲面粗加工平行铣削刀具选择图

图10曲面粗加工平行铣削模拟仿真图

4）曲面精加工：

（刘彬豪，21号；蒋祖洪，24号）

加工方式：

曲面精等高外形；

刀具选择：

Φ4双刃球头刀；

切削参数：

主轴转速1000、进给率200、下刀速率150、。

加工预留量0、最大Z轴进给0.1。

图11曲面粗精加工平行铣削刀具选择图

图12曲面精加工等高外形模拟仿真图

1.4CAM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。

用MastercamX的后处理程式自动生成NC指令代码

图13输出NC文件图

①曲面粗加工挖槽：

（工步四）

%

O0000

（PROGRAMNAME-4）

（DATE=DD-MM-YY-05-07-13TIME=HH:

MM-22:

56）

N100G21

N102G0G17G40G49G80G90

（20.FLATENDMILLTOOL-229DIA.OFF.-229LEN.-229DIA.-4.）

N104T229M6

N106G0G90G54X-27.204Y-38.103A0.S1000M3

N108G43H229Z44.919

N110Z24.919

N112G1Z19.919F150.

N114X-27.289Y-38.018F200.

N116X-27.355Y-37.914

N118X-27.397Y-37.834

N120Y-36.053

N122X-27.439Y-35.694

N124X-27.442Y-35.614

N126X-27.424Y-35.626

N128X-27.441Y-35.466

N130X-27.413Y-35.455

N132X-27.438Y-35.2

N134X-27.402Y-35.069

N136X-27.431Y-34.701

N138X-27.397Y-34.17

N140X-27.426Y-33.608

N142X-27.421Y-33.225

N144X-27.072Y-33.143

N146X-26.952Y-33.158

N148X-26.875Y-33.181

N150X-26.744Y-33.208

N152X-26.018Y-33.346

N154X26.012

N156X27.019Y-33.136

N158X27.139Y-33.151

N160X27.297Y-33.217

N162X27.411Y-33.235

N164X27.397Y-33.276

N166Y-37.834

N168X27.302Y-38.004

N170X27.224Y-38.096

N172X27.181Y-38.119

N174X26.952Y-38.281

…...

N6224X-40.479Y-32.917

N6226X-40.651Y-32.652

N6228X-41.132Y-31.789

N6230X-41.19Y-31.69

N6232X-41.599Y-30.811

N6234X-41.651Y-30.706

N6236X-41.774Y-30.428

N6238X-42.161Y-29.418

N6240X-42.467Y-28.414

N6242X-42.545Y-28.12

N6244X-42.761Y-27.186

N6246X-42.778Y-27.107

N6248X-42.936Y-26.115

N6250X-43.362Y-22.45

N6252X-43.426Y-21.847

N6254X-43.755Y-18.464

N6256X-43.86Y-17.252

N6258X-44.05Y-14.787

N6260X-44.173Y-12.959

N6262X-44.28Y-11.105

N6264X-44.397Y-8.659

N6266X-44.444Y-7.419

N6268X-44.532Y-4.352

N6270X-44.542Y-3.732

N6272X-44.575Y-.043

N6274X-44.542Y3.646

N6276X-44.532Y4.266

N6278X-44.444Y7.333

N6280X-44.397Y8.573

N6282X-44.28Y11.019

N6284X-44.156Y13.178

N6286X-44.032Y15.016

N6288X-43.842Y17.481

N6290X-43.737Y18.693

N6292X-43.498Y21.163

N6294G0Z20.

N6296Z40.

N6298M5

N6300G91G28Z0.

N6302G28X0.Y0.A0.

N6304M30

%

2.数控加工

2.1数控加工仿真

1、打开vnuc模拟仿真，选择FANUC0iMC型数控系统，建立新毛坯，并安装。

图14vnuc模拟仿真毛坯建立图

2、选择基准刀具，并建立刀具，开启电源，并机械回零，

图15vnuc模拟仿真刀具建立图

3、建立工件坐标系（对刀）

1）对X轴X=（X1+X2）/2=（-718.425-581.565）/2=-649.995

图16X轴对刀图

2）对Y轴Y=（Y1+Y2）/2=（-184.870.4-321.8200）/2=-253.34

图17Y轴对刀图

3）对Z轴Z=Z1-H=-196.04-25-1=-212.04

图18Z轴对刀图

4）对刀完成，并回零

图19vnuc模拟仿真对刀完成图

4、载入ＮＣ程序

图20载入NC程序图

5、选择刀具，铣端面

图21vnuc模拟仿真已完成的端面铣削图

6、更换刀具，曲面粗加工挖槽

图22vnuc模拟仿真已完成的粗加工挖槽

7、更换刀具，曲面粗加工平行铣削

图23vnuc模拟仿真已完成的粗加工平行铣削

8、更换刀具，曲面精加工等高外形

图24vnuc模拟仿真已完成的精加工平行铣削

9、仿真完成，刀具回到机床原点

图25模拟仿真成品图

2.2零件加工工艺规程

工序卡

机床型号

XK714

共1页

第1页

图号

1

名称

众泰汽车车标

零件数量

1

材料

铝合金

代用材料

塑料

材料数量

1

序号

工序内容

刀具/工装

首检

工作者

检验员

1

备料Φ120x50

2

装夹毛坯

虎钳

蒋祖洪

3

铣削平面

Φ50面铣刀

唐伟

4

曲面粗加工挖槽

Φ8双刃立铣刀

肖骁

5

曲面粗加工平行铣削

Φ6双刃立铣刀

郭炉

6

曲面精加工等高外形

Φ4双刃球头刀

刘智源

编制

校对

审核

审定

2.3

工件坐标系及工件装夹示意图

图号

名称

装夹毛坯

工序号

2

编制

日期

校对

日期

2013.7.05

机床型号

XK714

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

备料Φ120×50

圆柱棒料

2

装夹毛坯

3

面铣刀

Φ50

铣Φ120的圆平面

2.4检测加工零件，分析超差原因

（1）确定检验方法，选择计量器具：

（2）检测加工零件（将测量结果填入记录表）

（3）分析超差原因（无误差者不写）

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

100mm

游标卡尺

99.90mm

合格

80mm

游标卡尺

78.98mm

合格

9.6mm

游标卡尺

9.30mm

合格

三．心得体会：

为期三周的CAD/CAM与数控加工综合训练结束了，我们的任务是用数控技术加工技术来加工一个众泰汽车车标零件。

首先，我们五个人为一个小组，从绘制三维模型图，数控加工工艺分析，加工模拟仿真，到最后加工出实体零件，我们的小组成员们集思广益，分工合作，大家发挥着自己的优势，齐心协力，团结一致，终于圆满完成了本次的数控加工任务，不得不说，团结的力量是巨大的。

其次，通过本次的数控加工综合训练，提高了我们学生的计算机综合应用能力，巩固和加深了所学的理论知识，深入了解了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。

通过这三周的综合训练，我不仅熟悉和掌握了mastercam、solidworks等CAD软件，也学会了斯沃数控软件仿真和数控机床操作等方面的知识，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，掌握了产品数控加工过程，以及加工中的刀具选择、对刀、换刀、仿真等等一系列过程。

总之，这次的训练使我们各方面的能力都得到了锻炼提高，为以后的学习和工作打下扎实的基础。

同时，我也意识了自己在数控加工方面的不足之处，今后还得更加努力的学习才行。

最后，感谢各位老师们在综合训练期间对我们认真耐心的指导，帮助我们解决遇到的棘手的问题，使我们能顺利完成任务。

四、参考资料：

[1]MastercamX二维绘图与加工自学手册/钟华玉，陈添镇编著.北京：

人民邮电出版社，2006.8

[2]MastercamX三维绘图与加工自学手册/钟华玉，陈添镇编著.北京：

人民邮电出版社，2006.8

[3]数控加工工艺与编程/赵先仲，程俊兰主编.—北京:

电子工业出版社，2011.5

[4]铣工实用技术手册/吴国梁主编.——南京：

江苏科学技术出版社，2003.1