《毕业设计（论文）数控设计凹模表面的CAM数控粗加工设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）数控设计凹模表面的CAM数控粗加工设计.doc（20页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、数控CAM粗加工课程设计说明书设计题目：凹模表面的CAM数控粗加工设计组 长: 李维财组 员: 蔡华君 郭世庆 何良军 蒋崇胜 李 伟 罗阳波 莫小华 倪艳祥 胡 鹏 方 雷 欧阳光仁学 生： 李 维 财指导老师：刘元2007年1月数控CAM粗加工课程设计任务书设计题目：凹模表面的CAM数控粗加工设计班 级： 04机电学 生： 李 维 财学 号: 25指导老师：刘 元2007年1月凹模CAM软件数控粗加工当我们使用机床加工零件时，通常都需要对机床的各种动作进行控制，一是控制动作的先后次序，二是控制机床各运动部件的位移量。采用数控机床加工零件时，只需要将零件图形和工艺参数、加工步骤等以数字信息的
2、形式，编成程序代码输入到机床控制系统中，再由其进行运算处理后转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制机床各部件协调动作，自动地加工出零件来。当更换加工对象时，只需要重新编写程序代码，输入给机床，即可由数控装置代替人的大脑和双手的大部分功能，控制加工的全过程，制造出任意复杂的零件。数控加工的原理可用如下框图表示：由图可以看出，数控加工过程总体上可分为数控程序编制和机床加工控制两大部分。总的来说，数控加工有如下特点：（1）自动化程度高，具有很高的生产效率。除手工装夹毛坯外，其余全部加工过程都可由数控机床自动完成（若配合自动装卸手段，则是无人控制工厂的基本组成环节）。减轻了操作者的劳动强度，改善了劳动条
3、件。省去了划线、多次装夹定位、检测等工序及其辅助操作，有效地提高了生产效率。（2）对加工对象的适应性强，改变加工对象时，除了更换刀具和解决毛坯装夹方式外，只需重新编程即可，不需要作其它任何复杂的调整，从而缩短了生产准备周期。（3）加工精度高，质量稳定。加工尺寸精度在0.0050.01mm之间，不受零件复杂程度的影响，由于大部分操作都由机器自动完成，因而消除了人为误差，提高了批量零件尺寸的一致性，同时精密控制的机床上还采用了位置检测装置，更加提高了数控加工的精度。（4）易于建立与计算机间的通信联络，容易实现群控。由于机床采用数字信息控制，易于与计算机辅助设计系统连接，形成CAD/CAM一体化系统
4、，并且可以建立各机床间的联系，容易实现群控。对于加工肥皂盒注塑凹模这样精度较高，在一般普通机床上很难加工或加工效率较低时，选用数控机床进行加工是比较好的，既省时又高效，同时也提高了经济效益。根据实际工作情况以及数控机床学习的要求，我将运用数控编程软件Mastercam，NC程序分析软件MCU以及数控仿真器（FANUC系统），全程仿真模拟再现凹模的数控加工。由上面的数控加工的原理图分析，可知进行数控仿真模拟加工的一般步骤：1、 零件图纸的工艺分析2、 相关数值的计算3、 程序清单4、 程序调试和检验，输入数控机床5、 调入程序，设定好刀具，毛坯，等机床参数6、 仿真模拟加工下面就按照上述的步骤来
5、进行。1、零件图纸的工艺分析要加工的零件如下图：图中所展现的零件就是零件底座，该图为最终成型零件152.4152.444.45 mm3。查塑料模具手册查得，该模具材料为40号钢，淬火处理，精度为10级。毛坯形状为152.4152.444.45 mm3。模具得分型面以及凹模型腔内为要加工表面。由凹模型腔形状可知，采用普通机床很难加工，因此选用数控机床，由于是要进行面加工以及挖槽加工，所以采用数控铣床或加工中心。工艺过程分析：1、 凹模型腔内的加工。该型腔表面直接关系到成品的质量，因此要求较高，但在此设计部分只设计粗加工，所以在粗加工的同时，留有0.5mm的精加工余量。查手册。选F20mm的球鼻铣
6、刀，型腔底部阶梯的深度为-7.74mm，相对毛坯表面的深度为-15.397mm。粗铣XY平面的进给量取3mm，Z向进给量取0.5mm，走刀多次，切削方式采用等矩环切（由外向内环切）、螺旋下刀方式。切削进给速度0.5mm/r、主轴转速1200n/min。2 、相关数值的计算根据零件图纸和确定的加工路线，算出数控机床所需输入数据，如零件轮廓相邻几何元素的交点和切点，用直线或圆弧逼近零件轮廓时相邻几何元素的交点和切点等的计算。这一部分工作由软件Mastercam以及其自带的post来自动生成。采用Mastercam软件自动编程。现将部分关键操作详述如下 首先根据零件尺寸及材料要求创建坯料：40钢 ，
7、 152.4152.444.45 mm3 使用边界盒创建坯料。 接着创建刀具路径。由前面的工艺分析可知，先铣模具的上表面，然后再挖槽。所以在刀具路径的子菜单中先选择面铣。接着选择面铣边界，接着弹出参数选择选项卡。选平面铣刀F12mm接着开始设计加工凹模的刀具加工路径。在刀具子菜单中选 曲面加工粗加工挖槽粗加工所有的曲面执行。就又会出现刀具参数选定对话框，在该对话框中和上面的平面铣一样设定相关的加工最终生成的刀具路径为：3、程序清单将Mastercam post出的NC代码导出：（由于程序太长，只节选关键部分）%O0000(PROGRAM NAME - 4)(DATE=DD-MM-YY - 13
8、-01-07 TIME=HH:MM - 15:25)N100G21N102G0G17G40G49G80G90( 20. BULL ENDMILL 4. RAD TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 20.)N104T1M6N106G0G90G54X0.Y-91.2S1200M3N108G43H1Z50.N110Z3.N112G1Z-.5F300.N114Y-76.2F500.N116X75.2Y-75.2N118X-21.922N120Y-69.85N122Y-69.827N124G3X-25.442Y-62.335R10.236N126G1X-25.4
9、56Y-62.322N128G3X-31.747Y-60.022R9.893N130G1X-60.02Y-60.019N132G2Y-59.962R.89N134G1X-60.019Y-59.92N136Y15.571N138G2X-59.958Y15.57R.902N140G1X-59.916Y15.569N142X-50.644Y15.574N144X-50.616N146G3X-42.324Y16.615R43.624N148X-42.264Y16.631R1.N150X-38.612Y17.753R127.115N152X-38.563Y17.77R1.N154X-23.495Y28.
10、552R36.516N156G1X-23.472Y28.58N158G3X-19.803Y34.078R48.553N160X-19.777Y34.126R1.N162X-17.288Y39.95R51.594N164G1X-17.279Y39.976N166G3X-15.572Y50.757R34.697N168G1X-15.527Y60.009N170X-15.425Y60.019N172X60.02N174G2Y59.962R.891N176G1X60.019Y59.92N178X60.022Y25.4N180Y25.377N182G3X63.542Y17.885R10.236N184G
11、1X63.556Y17.872N186G3X69.847Y15.572R9.893N188G1X75.2N190Y-75.2N192X66.2Y-66.2N194X-13.311N196X-13.544Y-65.2N198X-13.834Y-64.2N200X-14.185Y-63.2N202X-14.599Y-62.2N204X-15.082Y-61.2N206X-15.639Y-60.2N208X-16.279Y-59.2N210X-17.012Y-58.2N212X-17.851Y-57.2N214X-18.818Y-56.2N216X-19.949Y-55.2N218X-21.311Y
12、-54.2N220X-22.992Y-53.2N222X-25.231Y-52.2N224X-29.208Y-51.2N226X-51.019Y-50.2N228Y5.8N230X-46.815Y6.8N972X22.341Y-9.2N974X23.073Y-10.2N976X23.865Y-11.2N978X24.686Y-12.2N980X25.538Y-13.2N982X26.2Y-14.2N984Y-26.2N986X64.197Y18.64N988G2X61.022Y25.4R9.236N990G1X61.019Y59.92N992G3X60.915Y60.622R1.891N994
13、X60.104Y61.019R1.025N996G1X-15.47N998X-15.97Y60.973N1000G3X-16.525Y60.406R.585N1002G1X-16.572Y50.759N1004G2X-18.23Y40.285R33.697N1006X-20.67Y34.575R50.594N1008X-24.264Y29.191R47.553N1010X-38.92Y18.704R35.516N1012X-42.543Y17.591R126.115N1014X-50.645Y16.574R42.624N1016G1X-59.916Y16.569N1018G3X-60.622Y
14、16.465R1.902N1020X-61.019Y15.654R1.025N1022G1Y-59.92N1024G3X-60.915Y-60.622R1.89N1026X-60.104Y-61.019R1.025N1028G1X-31.75Y-61.022N1030G2X-26.097Y-63.09R8.893N1032X-22.922Y-69.85R9.236N1034G1Y-76.2N1036X76.2N1038Y16.572N1040X69.85N1042G2X64.197Y18.64R8.893N1044G0Z3.N1046Z20.N1048X0.Y-91.2N1050Z2.503N
15、1052G1Z-.997F300.N1054Y-76.2F500.N1056X75.2Y-75.2N1058X-21.398N1060Y-69.85N1062X-21.399Y-69.824N1064G3X-24.412Y-62.549R10.985N1066X-24.449Y-62.512R1.N1068X-31.724Y-59.499R10.985N1070G1X-31.75Y-59.498N1072X-59.496Y-59.496N1074Y15.046N1076X-50.644Y15.05N1078X-50.617Y15.051N1080G3X-42.188Y16.11R43.92N1
16、082X-42.129Y16.125R1.N1084X-38.416Y17.268R125.15N1086X-38.368Y17.285R1.N1088X-23.078Y28.236R37.045N1090G1X-23.056Y28.264N1092G3X-19.333Y33.847R48.978N1094X-19.308Y33.895R1.N1096X-16.514Y40.673R49.196N1098G1X-16.503Y40.711N1100G3X-15.049Y50.749R38.299N1102G1X-15.006Y59.496N1104X59.496N1106X59.498Y25.
17、4N1108X59.499Y25.374N1110G3X62.512Y18.099R10.985N1112X62.549Y18.062R1.N1114X69.824Y15.049R10.985N1116G1X69.85Y15.048N1118X75.2N1120Y-75.2N1122X66.2Y-66.2N1124X-12.781N1126X-13.008Y-65.2N1128X-13.289Y-64.2N1130X-13.628Y-63.2N1132X-14.027Y-62.2N1134X-14.492Y-61.2N1136X-15.026Y-60.2N1138X-15.636Y-59.2N
18、1140X-16.332Y-58.2N1160X-42.878Y6.8N1162X-38.543Y7.8N1164X-35.365Y8.8N1166X-32.919Y9.8N1168X-30.81Y10.8N1170X-28.941Y11.8N1172X-27.255Y12.8。N9316X-.008Y-29.2N9318X-1.183N9320X-11.28Y-28.2N9322X-11.269Y-19.2N9324X-11.266Y-18.2N9326X-8.848Y-17.2N9328X-6.563Y-16.2N9330X-4.685Y-15.2N9332X-4.022N9334X-3.
19、928Y-16.2N9336X-3.807Y-17.2N9338X-3.659Y-18.2N9340X-3.485Y-19.2N9342X-3.284Y-20.2N9344X-3.055Y-21.2N9346X-2.797Y-22.2N9348X-2.511Y-23.2N9350X-2.196Y-24.2N9352X-1.847Y-25.2N9354X-1.442Y-26.2N9356X-1.002Y-27.2N9358X-.524Y-28.2N9360X-.008Y-29.2N9362X10.369Y-28.711N9364G3X19.772Y-36.367R26.849N9366G1X19
20、.807Y-36.383N9368G3X25.409Y-38.323R35.546N9370G1X25.439Y-38.33N9372G3X53.337Y-26.687R26.248N9374G1X63.685Y-26.2N9376X64.082Y-25.2N9378X64.444Y-24.2N9380X64.772Y-23.2N9382X65.068Y-22.2N9384X65.332Y-21.2N9386X65.565Y-20.2N9388X65.767Y-19.2N9390X65.94Y-18.2N9392X66.083Y-17.2N9394X66.197Y-16.2N9396X66.2
21、N9398Y-27.2N9400X65.633N9402X63.685Y-26.2N9404X64.135Y-37.125N9406G2X69.385Y-38.532R11.964N9408X73.228Y-42.375R11.964N9410X74.635Y-47.625R11.964N9412G1Y-63.5N9414X74.584Y-64.283N9416G2X74.025Y-66.961R8.077N9418X72.792Y-69.403R8.077N9420X70.97Y-71.442R8.077N9422X68.681Y-72.94R8.077N9424X66.083Y-73.79
22、5R8.077N9426G1X64.918Y-73.949N9428X64.135Y-74.N9430X48.26N9432G2X43.01Y-72.593R11.964N9434X39.167Y-68.75R11.964N9436X37.76Y-63.5R11.964N9438G1Y-47.625N9440G2X39.167Y-42.375R11.964N9442X43.01Y-38.532R11.964N9444X48.26Y-37.125R11.964N9446G1X64.135N9448X56.371Y-12.701N9450G2X25.656Y-37.354R25.248N9452X
23、20.212Y-35.469R34.546N9454X7.484Y-21.602R25.849N9456X5.861Y-12.867R28.687N9458G1X5.857Y-4.665N9460G2X4.74Y-.021R11.922N9462G1X4.709Y14.897N9464X.358N9466X.34Y10.755N9468G2X-12.928Y-8.051R20.108N9470X-21.234Y-9.231R24.229N9472G3X-21.248Y-46.31R4334.887N9474G2X8.547Y-67.992R18.425N9476X-8.263Y-75.476R
24、18.425N9478X-15.512Y-73.124R16.522N9480X-21.247Y-67.988R16.657N9482G1X-21.248Y-76.2N9484X76.2N9486Y14.9N9488X57.508Y14.897N9490X57.49Y-.011N9492G2X56.373Y-4.665R11.064N9494G1X56.371Y-12.701N9496G0Z-13.405N9498Z20.N9500X0.Y-91.2N9502Z-13.902N9598X75.2Y13.9N9600Y-44.662N9602G3X74.11Y-41.904R12.964N960
25、4X74.078Y-41.847R1.N9606X69.913Y-37.682R12.964N9608X69.856Y-37.65R1.N9610X64.168Y-36.126R12.964N9612G1X64.135Y-36.125N9614X48.26N9616X48.227Y-36.126N9618G3X42.539Y-37.65R12.964N9620X42.482Y-37.682R1.N9622X38.317Y-41.847R12.964N9624X38.285Y-41.904R1.N9626X36.761Y-47.592R12.964N9628G1X36.76Y-47.625N96
26、30Y-63.5N9632X36.761Y-63.533N9634G3X38.285Y-69.221R12.964N9636X38.317Y-69.278R1.N9638X42.482Y-73.443R12.964N9640X42.539Y-73.475R1.N9642X48.227Y-74.999R12.964N9644G1X48.26Y-75.N9646X64.135N9648X64.168Y-74.999N9650G3X69.094Y-73.851R12.964N9652G1X69.116Y-73.841N9654G3X74.09Y-69.257R11.648N9656G1X74.11Y
27、-69.221N9658G3X75.2Y-66.463R12.964N9660G1Y-75.2N9662X69.004Y-73.891N9664G2X64.168Y-74.999R12.964N9666G1X64.135Y-75.N9668X48.26N9670X48.227Y-74.999N9672G2X42.539Y-73.475R12.964N9674X42.482Y-73.443R1.N9676X38.317Y-69.278R12.964N9678X38.285Y-69.221R1.N9680X37.423Y-67.221R12.964N9682G1X27.853Y-65.2N9684
28、X20.911N9686X21.187Y-64.2N9688X21.423Y-63.2N9690X21.622Y-62.2N9692X21.785Y-61.2N9694X21.911Y-60.2N9696X22.001Y-59.2N9698X22.055Y-58.2N9700X22.074Y-57.2N9702X22.059Y-56.2N9704X22.007Y-55.2N9706X21.921Y-54.2N9708X21.799Y-53.2N9710X21.64Y-52.2N9712X21.445Y-51.2N9714X21.212Y-50.2N9716X20.94Y-49.2N9718X2
29、0.628Y-48.2N9720X20.276Y-47.2N9722X22.382N9724X27.76Y-48.2N9726Y-63.2N9728X27.781Y-64.2N9730X27.853Y-65.2N9732X-.436Y-29.2N9734X-1.183N9736X-11.28Y-28.2。N776X57.508Y14.897N778X57.49Y-.011N780G2X57.243Y-2.171R12.947N782G1X57.24Y-12.701N784G0Z-15.397N786Z50.N788M5N790G91G28Z0.N792G28X0.Y0.N794M30%4、程序
30、调试和检验，并输入数控机床在模拟运行之前，采用分析软件对Mastercam post出的NC代码进行可行性分析，然后运用软件Mastercam 进行模拟运行，查看工作状况。采用MCU分析的结果为：通过上图的数据显示，可知post出的NC 代码运行正常，没有出撞刀等不良现象，能够在实际的数控加工设备上进行加工。使用Mastercam操作管理对话框中的 实体切削验证选项进行实体模拟切削。（见右图所示）点选全选，然后点选实体切削验证，就可以模拟了。实体模拟切削验证结果如下图所示： 由实体切削过程以及结果可知，加工过程良好，刀具路线清晰。因此生成的NC代码可以到实际的机床上运行。下面我就将这个程序调入
31、仿真数控机床进行真实加工再现，查看在真正的数控机床上，程序是怎样进行加工的。5、调入程序，设定好刀具，毛坯，等机床参数按照实际数控机床加工的操作步骤：1、 将毛坯装夹到工作台上，在本数控仿真系统上选用工艺板装夹，并对好刀。接着进行刀具的选择，根据前面工艺的分析，这里1号刀选端面铣刀，2号刀选球头刀。2、打开程序保护开关，调入先前post出的NC代码。6、仿真模拟加工将AUTO按钮按下，执行自动加工。同时将程序开始运行按钮也按下，主轴正转按钮按下，就可以开始自动加工了。加工结果效果图：设计小结通过本次课程设计，使我对现代机械制造技术有了更为深入的认识。体会到数控加工的高度集成化和自动化。在对本次
32、课程设计题目的数控加工过程中，充分运用了Mastercam CAM9.1，MCU，数控仿真系统等软件，巩固和熟悉了相关操作。特别是在数控仿真系统上的仿真加工，着实让我具体的上了一次数控机床，实实在在的在数控机床上进行了数控加工，效果很好。不但具体，而且很形象。每一个操作步骤都很有实际意义，对于我的数控理论和数控技术都有很大提高，同时也让我深深的体会到现代加工和制造技术的快速发展和对数控加工人员综合技术要求之高。为此，我应该博闻强识，与时俱进。参考文献1、 田坤主编.数控机床与编程.武汉：华中科技大学出版社，2001.2、 王永章 杜君文 程国全主编.数控技术.北京：高等教育出版社，20013、 吴宗泽 罗圣国主编.机械设计课程设计设计手册.北京：高等教育出版社，1999
