毕业设计（论文）-凸台类零件加工设计.doc

《毕业设计（论文）-凸台类零件加工设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）-凸台类零件加工设计.doc（32页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、 数控技术专业毕业设计班 级： 姓名： 指导老师： 题目： 凸台类零件加工 日期： 年 月 日 毕业作业（论文）任务书姓名学号毕业届别届专业毕业作业（论文）题目凸台类零件加工指导教师学 历在读研究生职 称讲师毕业作业提要： 根据毕业设计要求绘制二维图。对零件进行工艺分析。根据零件外形及尺寸要求确定加工设备。用自动编程软件仿真加工。根据零件的尺寸要求进行刀具的选择以及刀具参数的设置。由计算机自动生成程序。对程序进行后置处理（进行必要的修改）指导教师签字： 年 月 日教研室意见： 教研室主任签字： 年 月 日题目发出日期2007.9.28设计（论文）起止时间9.28-10.30 毕业作业(论文)评

2、阅书姓名学号专业毕业作业(论文)题目凸台类零件加工指导教师评语：得分指导教师签字：年 月 日教研室意见： 教研室主任签字： 年 月 日目 录一、加工零件和工艺分析1(一)、工件简介2(二)、加工原点设置2(三)、加工工步分析21、 外形粗加工22、定位孔加工33、凹槽粗加工34、外形精加工35、凸台内外壁精加工36、中心通孔加工37、钻孔4(四)、工件的装夹与定位 4(五)、数控加工工艺卡及刀具卡片4二、用MASTERCAM进行仿真加工5(一)、外形铣削进行外形粗5(二)、用中心钻加工定位孔9 (三)、挖槽进行凹槽粗加工10 (四)、外形铣削进行外形精加工11 (五)、外形铣削凸台内外壁加工1

3、2(六)、全圆铣削进行中心孔加工13 (七)、钻孔进行孔加工15三、程序后处理16(一)、实体模拟切削16(二)、后处理17(三)、修改后的NC程序17四、小结23五、参考文献24凸台零件加工图 1-1加工图如1-1所示零件，零件毛坯尺寸160x160x25，材料为塑料批量生产，试分析其数控加工中心加工工艺过程。第1页一、工艺分析（一）、工件简介如图1-2所示为凸台类零件，其凸台的部位有多段圆弧和直线组成, 凸台高度为10mm，其图 1-2中有60凹槽，凹槽深度为10mm。凹槽中心处有16通孔，底面四角处有12通孔。毛坯为160x160x25的方形塑料。加工工件以底面固定在机床上。（二）、加工

4、原点设置为方便进行对刀，将工件坐标系设置在顶平面的中心，即X，Y的坐标原点位置在60圆的圆心点位置，而Z坐标原点在顶平面上。（三）、加工工步分析第2页1、外形粗加工。由于该零件的凸出部分与毛坯界线有较大的差距，所以选用较小的直径刀具将影响加工速度，为此采取先用相对较大 直径的刀具进行粗加工，再用较小直径的刀具进行精加工。粗加工时选择沿外轮廓逐层向内加工的方式，刀具有外向内进行切削，选择刀具直径为12mm的高速钢立铣刀，主轴转速设800 r/min，切削进给为400mm/min。考虑到刀具的切削负荷，所以每刀切削步距取10mm，分层切削，每层切削深为5mm。考虑到粗糙度要求，XY向、Z向预留量分

5、别都设为0.3mm。2、定位孔加工。为了保证位置精度,需要用中心钻进行加工定位。选用5的中心钻分别加工中心孔和底座四角处通孔，主轴转速设置为600 r/min，进给率设为100 mm/min。3、凹槽粗加工。对凸台凹槽进行挖槽粗加工，进行平行环切粗铣，并选用有内而外下刀。选择直径为12的立铣刀。主轴转速设为800 r/min，切削进给为400 mm/min。考虑到凹槽侧壁粗糙度要求，设XY平面预留量为0.3mm。4、外形精加工。精加工使用外形铣削方式。对底座表面进行精加工。刀具使用6的高速钢平底刀进行加工。每层切深为0.5 mm，主轴转速设置为1000 r/min，进给率设置为600 mm/m

6、in。5、凸台内外壁精加工。由于凸台内外壁粗糙度要求较高。所以选择直径较小的刀具进行精加工，凸台内外侧壁精加工使用外形铣削方式加工。选择直径为6mm的立铣刀，主轴转速设为1000 r/min，切削进给设为600 mm/min。第3页6、中心通孔加工。加工凹槽中心部位的通孔。该通孔为整圆，使用全圆铣削加工的方法进行加工。选择直径为6mm的高速钢立铣刀，分层切削，每层切深为6mm。主轴转速设为1000 r/min，切削进给设为500 mm/min。7、钻孔。在工件底座四角处有4个12的通孔。钻孔加工使用12的钻头，设置主轴转速为300 r/min，切削进给设置为100 mm/min。（四）、工件的

7、装夹与定位根据定位基准原则和图纸分析，采用一次装夹就可以将工件所有表面和轮廓全部加工完，同时还可以保证图纸的尺寸精度和位置精度。如果用平口钳安装工件时，注意工件安装要放在钳口的中间部位。安装平口钳时，要对固定钳口找正，工件与被加工部分必须高出12mm15mm避免刀具与钳口发生干涉。夹紧工件时要注意工件上浮。(五)、数控加工工艺卡及刀具卡片表1数控加工刀具卡片产品名称或代号T1-1零件名称凸台零件零件图号T1-1序号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径mm备注1T0112平刀1粗加工凸台外形及凹槽0.002T025中心钻1加工凹槽及四通孔定位孔2.003T036平刀1精加工外形及凸台内外壁，中

8、心通孔0.004T0412钻头1钻四小孔2.00编制审核批准共1页第1页第4页表2 数控加工工序卡表工厂名数控加工工序卡片产品名称或代号零件名称零件图号T1-1凸台零件T1-1工序号程序编号夹具名称使用设备车间01O0000平口钳数控加工中心工步号工步内容刀具号刀具规格mm主轴转速rmin进给速度mmmin背吃刀量mm备注1外形铣削加工凸台T0112800400自动自动2中心钻加工定位孔T025600100自动自动3挖槽加工凹槽T0120800400自动自动4外形铣削精加工外形T03101000600自动自动5外形铣削精加工凸台内外壁T03101000600自动自动6全圆铣削加工中心通孔T03

9、101000500自动自动7钻孔加工四通孔T0412300100自动自动编制审核批注07年10月20日共1页第1页二、用MASTERCAM进行仿真加工(一)、外形铣削进行外形粗加工第5页1、打开文件。 单击主功能表中的文件获得文件在弹出来的文件列表中选择正确的文件路径，并选择孙银霞1-1.mc9， 打开图形文件如图2-1所示。图 2-1 图2-22、选择外形铣削模组点选主功能表上刀具路径外形铣削串连，如图2-2所示。用鼠标点选外形轮廓。选取完后，点选执行，弹出参数设置对话框。 3、选取加工刀具，设置刀具参数图 2-3 （1） 建立新刀具。打开外形铣削（2D）对话框中的 “刀具参数”选项卡在刀具

10、列表中单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“建立新刀具”选项，如图2-3 所示。设置刀具直径为12.0，其余参数均为默认值，单击“确定”，完成刀具创建。 第6页（2）、设置刀具参数。系统返回刀具参数设置，在刀具列表框中将显示创建的刀具#1-12平刀，参数设置如图2-4所示。设定主轴转速为800；切削进给率为400.0； Z轴进给率为400.0；其图 2-4余以默认值。（3）、设置外形铣削参数。1）、单击“外形铣削参数”标签。参数设置如图2-5所示。图2-52）、设置分次铣削参数。单击“XY分层铣削”，打开对话框。设置第7页粗铣次数为6；每次进给量为8.0；精铣次数为0；执行精铣为“每层精铣”打

11、开“不提刀”选项。单击“确定”， 返回“外形铣削参数”对话框。3）、设置分层铣削参数。单击“Z轴分层铣深”，打开对话框，设置最大粗切量为5.0；打开“不提刀”选项，其余为默认值。单击“确定”，返回“外形铣削参数”对话框。4）、设置进/退刀量参数。单击“进/退刀量参数”按钮。打开对话框，设置参数。打开“在封闭轮廓的中心进行进刀/退刀”选项；打开“干涉检查进刀/退刀运动”选项；激活“进刀向量”选项；引线为切线方向，长度为0；斜向高度为0；圆弧半径为2.0；扫掠角度为90.0；螺旋高度为0.；关闭“有指定点下刀”，单击中间的箭头，将刀具参数复制到退刀向量设置。单击“确定”返回“外形铣削参数”对话框。

12、4、生成刀具路径。进行完所有的设置后，单击外形铣削参数对话框中的“确定”，系统即按设置的参数计算出刀具路径。生成的外形加工刀具路径如图2-6所示。第8页图2-6(二)、用中心钻加工定位孔。1、单击主功能表刀具路径钻孔手动输入圆心点，依次捕捉中心孔及四个小孔圆心。选取完后，点选执行，弹出参数对话框，参数设定如图2-7，图2-8所示 图2-7第9页图2-82、生成刀具路径。在完成刀具参数设置后单击“确定”按钮，系统即按照设置的参数计算出刀具路径。（三)、凹槽粗加工。1、在主功能区单击回主功能表刀具路径挖槽选项。点选60的圆，单击执行。弹出参数对话框，设置参数，选用12平刀，主轴转速为800，切削进

13、给率为400，Z轴进给率为400，其余为默认值。2、单击“挖槽参数”标签，参数设置如图2-9所示 图2-9 3、单击“粗铣/精铣参数”标签，按图2-10设置参数。 图2-10第10页4、生成刀具路径。在完成刀具参数设置后单击“确定”按钮，系统即按照设置的参数计算出刀具路径。(四)、外形铣削进行外形精加工1、在主功能区依次单击回主功能表刀具路径外形铣削串连，用鼠标点选外形轮廓。选取完后，点选执行，弹出参数设置对话框，进入加工参数设置。如图2-11所示。 图2-11 2、设置外形铣削参数。如图2-12所示。第11页图2-122、 设置分次铣削参数。单击“XY 分层铣削”，打开对话框。设置粗铣次数为

14、5； 每次进给量为10；精铣次数为 0；执行精铣为“每层精铣” 打开“不提刀”选项。如图2-13所示。图2-13图 2-144、设置进/退刀量参数，如图2-14所示。5、生成刀具路径。进行完所有的设置后，单击外形铣削参数对话框中的“确定”，系统即按设置的参数计算出刀具路径。第12页（五）、外形铣削凸台内外壁加工 1、在主功能区依次单击回主功能表刀具路径外形铣削串连，用鼠标点选凸台外形轮廓及60的圆，选取完后，点选执行，弹出参数设置对话框，进入加工参数设置。2、选取直径为6mm的高速钢立铣刀。设置主轴转速为1000，进给率为600。Z轴进给为500，其余为默认值。3、设置外形铣削参数。如图2-1

15、5所示。 图2-153、 设置分层铣削参数。单击“Z轴分层铣深”，打开对话框，设置最大粗切量为2.0；打开“不提刀”选项，其余为默认值。单击“确 定”，返回“外形铣削参数”对话框。 5、生成刀具路径。进行完所有的设置后，单击外形铣削参数对话框中的“确定”，系统即按设置的参数计算出刀具路径。 (六)、全圆铣削进行中心孔加工第13页1、在主功能区依次单击回主功能表下一页圆弧铣削全圆铣削，用鼠标点选16的圆，选取完后，点选执行，弹出参数设置对话框，进入加工参数设置。2、选取直径为6mm的高速钢立铣刀。设置主轴转速为1000，进给率为500。Z轴进给为500，其余为默认值。3、设置外形铣削参数。如图2

16、-16所示 图2-16第14页4、设置分层铣削参数。单击“Z轴分层铣深”，打开对话框，设置最大粗切量为4.0；打开“不提刀”选项，其余为默认值。单击“确定”，返回“外形铣削参数”对话框。如图2-17所示。 图2-175、生成刀具路径。进行完所有的设置后，单击外形铣削参数对话框中的“确定”，系统即按设置的参数计算出刀具路径。(七)、钻孔进行孔加工 1、在主功能区依次单击回主功能表刀具路径钻孔串连，点选底座上四个12的圆，选取完后，点选执行 。2、设置刀具参数，图 2-18系统返回刀具参数设置，在刀具列表框中将显示创建的刀具#4-12钻头，参数设置如图2-18所示。 3、设置钻孔参数。单击“深孔钻

17、-无啄钻”标签，按图2-19设置高度，钻孔深度、钻孔方式，延时等参数。第15页图 2-194、生成刀具路径。进行完所有的设置后，单击外形铣削参数对话框中的“确定”，系统即按设置的参数计算出刀具路径。三、程序后处理（1）、实体切削模拟1、打开操作管理器单击主功能表中的刀具路径操作管理。系统将打开操作管理器，如图3-1所示。图 3-1 操作管理器第16页2、实体切削模拟。单击实体验证按钮对选取的刀具路径惊醒切削模拟。将视角切换到等角视图。单击播放按钮启动加工模拟。开始切削过程，如图3-2所示。图3-2图3-33、完成切削模拟。完成切削模拟的结果将显示完成的图形，单击动态旋转图标，可以进行视角的旋转

18、，如图3-3所示。单击工具条中的关闭切削模拟，返回到程序管理器。4、保存文件在主功能菜单上单击文件保存文件，在弹出的“请指定欲写出的文件名”对话框中输入文件名孙银霞.MC9，单击“保存文件”按钮进行文件保存。（2）后处理在操作管理器中单击全选按钮，选择所有有操作。单击操作管理器右侧的后处理按钮进行后处理操作，系统将打开后处理程序，如图3-4所示。图3-4第17页单击确定按钮开始执行后处理。（3）、程序编制（由于生成程序篇幅太多，仅保留部分。）O0000 程序名N100G21N102G0G17G40G49G80G90G28 绝对尺寸编程机床返回参考点N104T1M6 换一号刀具N106G54G0

19、G90X2.Y-118.3S800M3 建立工件坐标系,主轴正转N108G43H1Z50. 刀具长度正补偿N110Z2.N112G1Z-4.85F400. 直线插补N114G3X0.Y-116.3R2. 逆圆弧插补N116G1X-30.N118G2X-85.802Y-85.802R66.3N120X-116.3Y-30.R66.3N122G1Y30.N124G2X-85.802Y85.802R66.3N126X-30.Y116.3R66.3N128G1X30. 直线插补N130G2X85.802Y85.802R66.3 顺圆弧插补N132X116.3Y30.R66.3N134G1Y-30.N1

20、36G2X85.802Y-85.802R66.3N138X30.Y-116.3R66.3N140G1X0.N142G3X-2.Y-118.3R2. 逆圆弧插补N144G1X2.Y-108.3N146G3X0.Y-106.3R2.N148G1X-30.N150G2X-78.534Y-78.534R56.3N152X-106.3Y-30.R56.3N154G1Y30. 直线插补N156G2X-78.534Y78.534R56.3 顺圆弧插补N158X-30.Y106.3R56.3N160G1X30.N162G2X78.534Y78.534R56.3 顺圆弧插补N164X106.3Y30.R56.3

21、N166G1Y-30.第18页N168G2X78.534Y-78.534R56.3 顺圆弧插补N170X30.Y-106.3R56.3N172G1X0. 直线插补N174G3X-2.Y-108.3R2. 逆圆弧插补N176G1X2.Y-98.3N178G3X0.Y-96.3R2.N180G1X-30.N182G2X-71.174Y-71.174R46.3 顺圆弧插补N184X-96.3Y-30.R46.3N186G1Y30.N188G2X-71.174Y71.174R46.3N190X-30.Y96.3R46.3N192G1X30. 直线插补N194G2X71.174Y71.174R46.3

22、顺圆弧插补N196X96.3Y30.R46.3N198G1Y-30.N200G2X71.174Y-71.174R46.3N202X30.Y-96.3R46.3N488G2X-50.Y46.3R16.3N490G3X-46.3Y50.R3.7N492G2X-30.Y66.3R16.3N494G1X30.N496G2X46.3Y50.R16.3N498G3X50.Y46.3R3.7N500G2X66.3Y30.R16.3N502G1Y-30.N504G2X50.Y-46.3R16.3N506G3X46.3Y-50.R3.7N508G2X30.Y-66.3R16.3N510G1X0.N512G3X-

23、2.Y-68.3R2. 图3-5 外形粗加工N514G0Z50.N516M5N518G91G28Z0.N520G28X0.Y0.第19页N522M01N524T2M6 换二号刀具N526G0G90X0.Y0. S600M3N528G43H2Z50. 刀具长度补偿N530Z-2.N532G1Z-25.004F100. 直线插补N534G0Z50.N536X-60.Y60.N538Z-2.N540G1Z-25.004N542G0Z50.N544Y-60. N546Z-2.N548G1Z-25.004N550G0Z50.N552X60.N554Z-2.N556G1Z-25.004N558G0Z50.

24、N560Y60.N562Z-2.N564G1Z-25.004 图3-6 定位孔加工N566G0Z50.N568M5N570G91G28Z0.N572G28X0.Y0.N574M01N576T1M6 换一号刀具N578G0G90X2.7Y0. S800M3N580G43H1Z30.N582Z2.N584G1Z-5.F400.N586G3X-2.7R2.7 逆圆弧插补N588X2.7R2.7N590G1X5.7N592G3X-5.7R5.7N594X5.7R5.7N596G1X11.7 直线插补第20页N598G3X-11.7R11.7N600X11.7R11.7N602G1X17.7N604G3

25、X-17.7R17.7N606X17.7R17.7N608G1X23.7N610G3X-23.7R23.7 逆圆弧插补N612X23.7R23.7N614G0Z30.N616X2.7N618Z-3.N620G1Z-10.N622G3X-2.7R2.7N624X2.7R2.7N626G1X5.7N628G3X-5.7R5.7N630X5.7R5.7N632G1X11.7N634G3X-11.7R11.7N636X11.7R11.7 N638G1X17.7N640G3X-17.7R17.7N642X17.7R17.7 图3-7 凹槽粗加工N644G1X23.7N646G3X-23.7R23.7N6

26、48X23.7R23.7N650G0Z30.N652M5N654G91G28Z0.N656G28X0.Y0.N658M01N660T3M6 换三号刀具N662G0G90X-30.Y-108. S1000M3N664G43H3Z30. 刀具长度补偿N666Z-7.N668G1Z-10.F500. 直线插补N670G2X-79.774Y-79.774R58.F600. 顺圆弧插补N672X-108.Y-30.R58.第21页N674G1Y30.N676G2X-79.774Y79.774R58.N678X-30.Y108.R58.N680G1X30.N682G2X79.774Y79.774R58.

27、顺圆弧插补N684X108.Y30.R58.N686G1Y-30. 直线插补N688G2X79.774Y-79.774R58.N690X30.Y-108.R58.N692G1X-30.N694Y-103.N696G2X-76.118Y-76.118R53.N698X-103.Y-30.R53.N700G1Y30. 直线插补N702G2X-76.118Y76.118R53.N704X-30.Y103.R53.N706G1X30.N708G2X76.118Y76.118R53. 顺圆弧插补N710X103.Y30.R53.N1016Y-5.R5.N1018Y5.R5.N1020Y0.R2.5N10

28、22G1Z-19.2N1024G3Y5.R2.5N1026Y-5.R5.N1028Y5.R5.N1030Y0.R2.5N1032G1Z-22.6N1034G3Y5.R2.5N1036Y-5.R5.N1038Y5.R5.N1040Y0.R2.5N1042G1Z-26.N1044G3Y5.R2.5 图3-8 中心孔加工N1046Y-5.R5.N1048Y5.R5.第22页N1050Y0.R2.5N1052G0Z30. 返回安全高度N1054M5 主轴停止N1056G91G28Z0.N1058G28X0.Y0.N1060M01N1062T4M6 换四号刀具N1064G0G90X-60.Y-60. S

29、300M3N1066G43H4Z50. 刀具长度补偿N1068Z-7.N1070G1Z-34.21F100. 直线插补N1072G4P1. 停留1SN1074G0Z50. N1076X60.N1078Z-7.N1080G1Z-34.21N1082G4P1.N1084G0Z50. N1086Y60.N1088Z-7.N1090G1Z-34.21N1092G4P1.N1094G0Z50.N1096X-60.N1098Z-7.N1100G1Z-34.21N1102G4P1.N1104G0Z50. 图3-9 钻孔加工N1106M5 主轴停止N1108G91G28Z0. 机床返回参考点N1110G28X

30、0.Y0+. N1112M30 机床返回第二参考点%第23页四、小结毕业设计小结数控加工作为现代制造业先进生产力的代表，在机械、航空航天和模具等行业发挥着极为重要的作用。目前加工中心主轴最大转速已达100000r/min。在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10m提高到5m，精密级加工中心则从35m提高到11.5m，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01m)。零件毛坯为塑料。切削性能良好，是比较容易加工的材料之一。可以选用高速刚铣刀进行加工。而且其主轴转速可以快些。由于加工过程当中所使用的刀具都不大，所以应该采用较大的主轴转速，在加工的过程当中保持较为均匀的刀具负载。

31、合理安排加工顺序尽量减少加工步骤。凸台工件的加工路径安排是：用直径为12的平刀进行外形粗加工用直径为5的中心钻进行定位孔加工接着进行挖槽加工在用直径是6的平刀进行外形精加工及凸台内外壁精加工，中心孔加工最后通孔的加工采用钻孔加工。在这篇毕业设计中，零件尺寸比较大，所以粗加工选刀时，尽量选大的刀具，以提高加工速度。精加工时，为了保证精度，尽量选用直径较小的刀具。第24页通过这次设计，我复习了大一，大二专业课程，提高了知识的牢固性，在设计的过程当中曾受到指导老师 ,授课老师 、 等老师以及院、系领导的大力帮助、支持，在这里表示忠心的感谢！参考文献1 王卫兵. Msstercam数控编程实例教程 清华大学出版社06.62 李 航. Mastercam应用教程江西高校出版社05.83 杨静云.数控编程与加工江西高校出版社04.84 彭小兰. 机械制图与计算机绘图 江西高校出版社03.85 朱 宏. Autocad应用基础 高等教育出版社01.76 赵 忠. 金属材料及热处理机械工业出版社2000.107 汪 程. 数控加工实训教程江西高校出版社05.88 高保真. 机械制造技术江西高校出版社04.8第25页