数控综合训练实验报告 机设0983 17号周隽.docx

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数控综合训练实验报告机设098317号周隽

综合训练报告书

题目奥迪车标零件的CAD/CAM与波纹管的数控加工

机械工程系

机械设计专业0983班17号

学生姓名周隽

指导教师王高升关耀奇郭建新

完成日期2012年7月4日

湖南工程学院机械工程系

2012年7月

湖南工程学院

CAD/CAM与数控加工综合训练任务书

题目：

奥迪车标零件CAD/CAM与波纹管数控加工

姓名周隽系别机械工程系专业机械设计与制造班级0983学号17

指导老师王高升关耀奇郭建新教研室主任

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：

奥迪车标

波纹管

3、训练任务

奥迪车标：

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。

波纹管：

1）确定毛坯类型，编制零件的加工工序，填写加工程序单；

2）根据已制订的加工工序，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。

目录

一、零件的CAD/CAM过程·······························································5

1.1零件CAD·············································································5

1.2零件加工工艺设计······························································6

1.3零件CAM·············································································7

1.4CAM程序清单····································································11

二、零件的数控加工·······································································12

2.1零件装夹示意图································································12

2.2数控加工仿真····································································13

2.3加工过程综述···································································15

三、车削加工部分..........................................................................16

四、心得体会·················································································21

五、参考资料·················································································22

一、零件的CAD/CAM过程

1.1零件CAD

用SolidWorks2010创建奥迪车标的3D零件图

1）打开SolidWorks2010，新建一个零件，在上视基准面上创建截面草图。

2）创建旋转基准轴，将第一步草图绕基准轴旋转生成实体。

3）沿X轴方向阵列第二步生成的实体，获得零件的3D造型图。

零件的最终效果图：

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：

Φ120×60棒料。

2）零件材料：

铝材。

3）制造方法：

铸造。

1.2.2数控加工工艺分析。

1．工艺分析

如图所示，零件外形规则，被加工部分的各尺寸、形位、表面粗糙度值等要求较高。

工件复杂程度一般，包含了平面、圆弧表面、空间圆柱面、内外轮廓、挖槽以及三维曲面的加工，且大部分的尺寸均达到IT8～IT7级精度。

选用机用平口虎钳装夹工件，校正平口钳，固定钳口，使之与工作台X轴移动方向平行。

在工件下表面与平口钳之间放入精度较高的平行垫块（垫块厚度与宽度适当），利用木锤或铜棒敲击工件，使平行垫块不能移动，夹紧工件。

采用试切法对刀，找正工件X、Y轴零点，零点位于工件底面中心位置。

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（4个刀片）。

2）曲面粗加工挖槽，去除零件周围大部分材料，粗铣出R19圆弧外形，R15圆弧槽以及两圆相交处凹槽。

选用φ5的三刃立铣刀。

3）曲面残料粗加工，粗加工R5外圆弧面及R7.5的内圆弧面。

选用φ3的双刃球头刀。

4）曲面精加工等高外形，精加工R5外圆弧面及R7.5的内圆弧面。

选用φ3的双刃球头刀。

5）精加工高度为2的空间圆柱面，同

加工步骤

刀时加工出R1.5的圆角。

选用φ3的三刃立铣刀。

2．切削参数的选择具与切削参数

序号

加工内容

刀具规格

主轴转速n/r·

进给速度

/mm·

类型

材料

1

铣削平面

φ50面铣刀

硬质合金

500

280

2

曲面粗加工挖槽

φ5三刃立铣刀

高速钢

800

300

3

曲面残料粗加工

φ3双刃球头刀

高速钢

1000

160

4

曲面精加工等高外形

φ3双刃球头刀

高速钢

1000

160

5

精加工外形

φ3三刃立铣刀

高速钢

1000

280

1.3零件CAM

1.3.1刀具路径的生成与仿真

1）曲面粗加工：

加工方式：

平面铣削；

刀具选择：

φ50面铣刀；

切削参数：

进给率280、下刀速率800、提刀速度800、主轴转速500。

加工预留量0、最大切削间距40.0、最大Z轴进给2.0。

生成的刀具路径

2）曲面粗加工Ⅱ：

加工方式：

曲面粗加工挖槽；

刀具选择：

φ5三刃立铣刀；

切削参数：

进给率300、下刀速率300、提刀速度800、主轴转速800。

加工预留量0、最大切削间距2.75、最大Z轴进给2.0。

生成的刀具路径

3）曲面粗加工Ⅲ：

加工方式：

曲面残料粗加工；

刀具选择：

φ3双刃球头刀；

切削参数：

进给率160、下刀速率300、提刀速度800、主轴转速1000。

加工预留量0.2、材料解析度1.0、最大Z轴进给2.0。

生成的刀具路径

4）曲面精加工：

加工方式：

曲面精加工等高外形；

刀具选择：

φ3双刃球头刀；

切削参数：

进给率160、下刀速率300、提刀速度800、主轴转速1000。

加工预留量0、最大Z轴进给0.2。

生成的刀具路径

5）曲面精加工Ⅱ：

加工方式：

曲面精加工等高外形；

刀具选择：

φ3三刃立铣刀；

切削参数：

进给率160、下刀速率300、提刀速度800、主轴转速1000。

加工预留量0、最大Z轴进给0.2。

生成的刀具路径

刀具路径生成完毕后，用MastercamX模拟加工，检验刀具路径是否正确合理。

MastercamX模拟加工结果

1.3.2加工程序的生成

用MastercamX的后处理程式自动生成NC指令代码。

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。

曲面粗加工（工序二）：

%

：

0002

N100G21

N102G0G17G40G49G80G90

N106G0G90G54X-49.499Y0.S2000M3

N108G43H0Z50.

N110Z17.5

N112G1Z.2F300.

N114X-49.47Y-.894F500.

N116X-49.381Y-1.783

N118X-49.234Y-2.665

N120X-49.028Y-3.535

N122X-48.766Y-4.39

N124X-48.447Y-5.225

N126X-48.074Y-6.037

N128X-47.648Y-6.823

N130X-47.171Y-7.579

N132X-46.645Y-8.302

N134X-46.072Y-8.988

N136X-45.455Y-9.635

N138X-44.796Y-10.24

N140X-44.1Y-10.799

N142X-43.367Y-11.312

N144X-42.602Y-11.775

N146X-41.808Y-12.186

N148X-40.989Y-12.543

………

N1412G2X-56.313Y-2.754R1.5

N1414G1X-56.447Y-1.457

N1416G2X-56.454Y-1.354R1.5

N1418G1X-56.499Y-.051

N1420G2Y.051R1.5

N1422G3X-59.395Y3.152R3.

N1424G1X-62.393Y3.255

N1426G0Z50.

N1428M5

N1430G91G28Z0.

N1432G28X0.Y0.

N1434M30

%

二、数控加工

2.1零件装夹示意图

选用机用平口虎钳装夹工件，校正平口钳固定钳口，使之与工作台X轴移动方向平行。

在工件下表面与平口钳之间放入精度较高的平行垫块（垫块厚度与宽度适当），利用木锤或铜棒敲击工件，使平行垫块不能移动，夹紧工件。

采用试切法对刀，找正工件X、Y、Z轴零点。

工件坐标系及零件装夹示意图

图号

1

名称

奥迪车标零件

工序号

1

编制

谢珉

日期

2010.6

校对

陆宁

日期

2010.6

序号

刀具类型

刀具规格

工步内容

加工时间

操作者

1

备料φ120×60

10min

陆宁

2

装夹毛坯

5min

谢珉

3

面铣刀

φ50

铣φ120的圆平面

15min

谢珉

2.2数控加工仿真

1）打开VNUC仿真软件，

2）选择FANUC0iMC型数控系统。

3）新建并安装毛坯：

4）安装刀具：

5）建立工件坐标系：

6）载入NC程序：

7）自动加工仿真。

VNUC仿真最终结果

2.3加工过程综述

（1）机床坐标系、工件坐标系的建立：

开启机床主轴，摇动手轮对刀，将计算出来的工件坐标系输入到G54中。

（2）各工步的加工操作注意事项：

工步1：

注意Z轴进给量不宜太多，应小于2mm。

工步2：

对刀时小心调节手轮，主轴应开启正转。

工步3：

注意定义下刀点位置，避免发生碰撞。

工步4：

注意进给量不宜太多。

工步5：

注意Z方向对刀。

三、车削加工部分

3.1零件图样

3.2工艺分析

此零件的车削加工包括车端面.倒角.钻孔.镗孔.圆弧过渡面和切断。

（1）选择刀具：

1号刀车端面，3号刀车圆弧

（2）工艺路线：

首先钻孔，然后车外形。

（3）确定切削用量：

车圆弧：

主轴转速s=500r/min,进给速度F=200mm/r；

（4）加工程序单

O098017程序名

M03S500T0303启动主轴给定转速500r/min，启动刀具

G00X54Z5快速定位至循环起点

G71U3R1P10Q20U0.2W0.05F200粗车每次切削深度为3mm，退刀量为1mm，进给率为200mm/r

N10G00X50Z0快速定位，开始精车程序段

G01X50Z-3

G03X47.17Z-5.21R2

G02X46.16Z-14.61R5

G03X46.16Z-20.39R3.13

G02X46.16Z-29.61R5

G03X46.16Z-35.39R3.13

G02X46.16Z-44.61R5

G03X46.16Z-50.39R3.13

G02X47.17Z-59.79R5

G03X50Z-62R2

G01X50Z-65

N20G00X54Z5完成精车程序段并快速定位至循环起点

G00X100

Z100

M30

3.3零件加工工序卡

零件加工工序卡

湖南工程学院

工序卡

型号

共1页

第1页

图号

0983-17

名称

波纹管

零件数量

1

材料

合金

代用材料

塑料

材料数量

1

序号

工步内容

单件/准备

首检

工作者

检验员

1

编写程序

周隽

徐伯民

2

检验与修改加工程序

楚峰

杨钦文

3

选毛坯

邓智慧

4

仿真、夹紧工件

刘汨远

5

车端面、对刀

马云

蔡冬

6

车外轮廓

张作兵

编制

校对

审核

审定

3.4零件装夹示意图

选用机用三爪卡盘装夹工件，使之与工作台X轴移动方向平行。

在工件下表面与三爪卡盘之间放入精度较高的平行垫块（垫块厚度与宽度适当），利用木锤或铜棒敲击工件，使平行垫块不能移动，夹紧工件。

采用试切法对刀，找正工件X、Z轴零点。

工件坐标系及零件装夹示意图

图号

0983-17

名称

波纹管

工序号

01-04

编制

周隽

日期

2012.7.4

校对

日期

2012.7.4

机床型号

CKI6132

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

螺纹刀

高速钢

对刀

10min

周隽，楚峰，刘汨远

2

螺纹刀

高速钢

车外形轮廓

30min

邓智慧，马云，张作兵

3.5加工过程综述

1、机床坐标系、工件坐标系的建立：

开启机床主轴，摇动手轮对刀，将计算出来的工件坐标系输入到G54中。

2、各工步的加工操作注意事项：

1）注意Z轴进给量不宜太多，应小于2mm。

2）对刀时小心调节手轮并注意倍率的调整，主轴开启正转。

3）注意定义下刀点位置，避免发生碰撞。

4）注意进给量不宜太大。

5）注意Z方向对刀。

3.6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：

用游标卡尺检验零件的尺寸精度。

（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

Φ50mm

游标卡尺

Φ49.92mm

允许范围内

四、心得体会

经过了三周的数控课程设计我体会很深，这三周里我们运用了很多书本知识，真正做到了把书本上的运用到了实际当中，当然，在做课程设计的工程中我遇到了许许多多的的问题，课程设计不仅暴露了我对于实际操作的缺乏经验，让我在设计过程中一次又一次的出现问题单总是找不到解决的方法。

但同样也增加了我各方面的知识。

在课程设计过程中,老师耐心地给我们讲解数控软件上面每个指令的使用，在老师的指导下，我们很快就上手了，踏入了数控这个门槛同时能更熟练的运用Solidworks、MastercamX、VNUC等CAD/CAM软件进行零件的设计、仿真和加工，提高了自己的动手能力。

辛苦了三个星期课程设计总算是完成了。

我收获的有辛酸也有快乐。

我想我以后会更加注重自己的动手操作能力，一些设计都都离不开现实实际。

这次的设计我增加操作能力，对数控机床的操作有了更深入的熟悉与了解。

我也懂得了只有踏踏实实掌握好牢固的基础知识，在以后工作中才不会再犯同样的错误。

大四了，我们就要步入社会，面临就业了，就业单位不会像老师那样点点滴滴细致入微地把要做的工作告诉我们，更多的是需要我们自己去观察、学习、总结。

不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。

随着科学的迅猛发展，新技术的广泛应用，会有很多领域是我们未曾接触过的，只有敢于去尝试才能有所突破，有所创新。

两的数控实习带给我们的，不全是我们所接触到的那些操作技能，也不仅仅是通过几项工种所要求我们锻炼的几种能力，更多的则需要我们每个人在实习结束后根据自己的情况去感悟，去反思，勤时自勉，有所收获，使这次实习达到了他的真正目的。

最后，感谢所有老师的指导。

正是他们的耐心指导与细心教导让我在设计过程中不断得以进步。

同时还要感谢此次共同设计的同学们，正是不断的交流与讨论，才让设计按时完成！

五、参考资料

[1]法拉科（中国）有限公司．编程指南用户文件[M]．北京：

法拉科（中国）有限公司。

2006

[2]吴国梁.铣工实用技术手册.江苏科学技术出版社.2003.1

[3]邓奕.现代数控机床及应用.国防工业出版社.2008.9

[4]邓奕.数控加工技术实践.机械工业出版社.2010.1