MINI车标CAM及数控加工.docx
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MINI车标CAM及数控加工
综合训练报告书
题目迷你车标CAD/CAM与数控加工
系
机械设计制造及其自动化专业班号
学生姓名
指导教师关耀奇袁平王高升郭建新.
完成日期2012.6.26.
湖南工程学院应用技术院
二○一二年六月
CAD/CAM与数控加工综合训练任务书
题目：
迷你车标CAD/CAM与数控加工
姓名系别应用技术学院专业机械设计班级学号
指导老师关耀奇袁平王高升郭建新教研室主任关耀奇
一、训练目的
本综合训练是机械设计与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）
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，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，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
CAD/CAM与数控加工综合训练任务书1
一、零件的CAD/CAM过程5
1.1零件CAD5
1.2零件加工工艺设计6
1.3零件CAM7
1.4CAM程序清单11
二、零件的数控加工13
2.1、工件坐标系及零件装夹示意图13
2.2数控加工仿真13
三、车削加工部分18
3.1零件图样18
3.2工艺分析18
3.3零件加工工序卡19
3.4零件装夹示意图20
3.5加工过程综述21
3.6检测加工零件，分析超差原因21
四、心得体会23
五、参考资料24
一、零件的CAD/CAM过程
1.1零件CAD
进行三维立体造型，它的造型有关数据如截图1所示，造型的结果如图2。
图一造型参数
图二三维造型
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：
70*140*8方料。
2）零件材料：
铜材。
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，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、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φ18的面铣刀；
2）等高外形铣削去除坯料内的的大部分材料，铣出车标基
本外形，选用φ4的平底刀；
3）曲面粗加工挖槽曲面粗加工铣出车标基本空间形状，同时铣出圆角面，选用φ2的圆鼻刀；
4）曲面精加工等高外形。
选用φ2的球刀。
2．切削参数的选择
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·
类型
材料
1
铣削平面
φ18面铣刀
硬质合金
2500
1200
2
等高外形铣削
φ4平底刀
高速钢
1500
1000
3
曲面粗加工挖槽
φ2圆鼻刀
高速钢
1500
1000
4
曲面精加工等高外形
φ2球头刀
高速钢
4500
500
1.3零件CAM
1.3.1刀具路径的生成
1）曲面粗加工：
加工方式：
平面铣削；
刀具选择：
φ18面铣刀；
切削参数：
进给率1200、下刀速率800、提刀速度3000、主轴转速2500、加工预留量0、最大Z轴进给2.0。
2）曲面粗加工：
加工方式：
外形铣削（等高外形）；
刀具选择：
φ4平底刀；
切削参数：
进给率1000、下刀速率750、提刀速度3000、主轴转速1500、加工预留量0.3、最大切削间距3.0、最大Z轴进给2.0。
3）曲面粗加工：
加工方式：
曲面粗加工挖槽（等距环切）；
刀具选择：
φ2圆鼻刀；
切削参数：
进给率1000、下刀速率750、提刀速度3000、主轴转速1500、加工预留量0.3、最大Z轴进给0.05。
4）曲面精加工：
加工方式：
曲面精加工等高外形；
刀具选择：
φ2球刀；
切削参数：
进给率500、下刀速率300、提刀速度3000、主轴转速4500、加工预留量0、最大Z轴进给0.05。
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
部分演示截图如下
铣端面（工序一）：
%
O0020
N100G21
N102G0G17G40G49G80G90
N104T1M6
N106G0G90G54X-79.Y34.998A0.S2500M3
N108G43H1Z25.
N110Z10.
N112G1Z5.F800.
N114X70.F1200.
N116Y24.999
N118X-70.
N120Y14.999
N122X70.
N124Y5.
N126X-70.
N128Y-5.
N130X70.
N132Y-14.999
N134X-70.
N136Y-24.999
N138X70.
N140Y-34.998
N142X-79.
N144Z15.F3000.
N146G0Z30.
N148M5
N150G91G28Z0.
N152G28X0.Y0.A0.
N154M30
%
二、零件的数控加工
2.1、工件坐标系及零件装夹示意图
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）新建并安装毛坯与基准工具
4）建立工件坐标系
5）安装刀具
6）载入NC程序
7）自动加工仿真。
铣端面
粗加工
精加工
去余料
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、圆弧面、外圆、锥面、螺纹加工、切槽加工和切断，。
（1）选择刀具：
1号刀车外圆。
2号刀切槽、切断。
3号刀车锥面和圆弧面过度面、车螺纹。
（2）工艺路线：
a、车削外形和螺纹表面。
b、分两次切槽。
c、分三次对锥面和圆弧面过度面削薄，然后再切圆弧面和锥面。
d、分四次进行螺纹加工。
e、切断。
（3）确定切削用量：
车外圆：
主轴转速s=600r/min,进给速度F=0.15mm/r；
切槽：
主轴转速s=300r/min,进给速度F=0.15mm/r；
过度面：
主轴转速s=500r/min,进给速度F=0.15mm/r；
车螺纹：
主轴转速s=200r/min,进给速度F=1.00mm/r；
切断：
主轴转速s=300r/min,进给速度F=0.15mm/r。
（4）加工程序单
O0001程序号
N010G50X200Z300建立工件坐标系
N020S600M03T0101M08起动主轴，换T01车刀并建立刀补，
开切削液
N030G00X0Z2快速接近工件
N040G01X0Z0F0.15以进给速度到达接触点
N050G03X50Z-25车圆弧面
N060G01X50Z-80车端面
N070X52
N080Z-110车螺纹外表面
N090G00X200Z300M05T0100快速返回起始点，撤销刀补，主轴停
N100S300M03T0202M08启动主轴，换T02车刀并建立刀补，开切削液
N110G00X55Z-80车刀定位至第一切槽点
N120G01X40F0.15第一次切槽
N130G00X55径向退刀
N140Z-（75+刀宽（刀宽小于5））车刀定位至第二切槽点
N150G01X40F0.15第二次切槽
N160G00X200径向退刀
N170Z300M05T0200快速返回起始点，撤销刀补，主轴停
N180S500M03T0303M08起动主轴，换T03车刀并建立刀补，开切削液
N190G00X55Z-33快速靠近工件至定位点
N200G01X50F0.15以进给速度到达接触点
N210X44Z-38第一次削薄
N220Z-59
N230X50Z-65
N240G00X55快速返回定位点
N250Z-33
N260G01X50F0.15以进给速度到达接触点
N270X38Z-43第二次削薄
N280Z-53
N290X50Z-65
N300G00X55快速返回定位点
N310Z-33
N320G01X50F0.15以进给速度到达接触点
N330X32Z-47第三次削薄
N340X50Z-65
N350G00X55
N360Z-25
N370G01X50F0.15以进给速度到达接触点
N380G03X30Z-45切圆弧面
N390G01X50Z-65切斜面
N400G00X200径向退刀
N410Z300S200快速返回起始点，更改主轴转速
N420G00X55Z-77刀具定位至螺纹车削循环点
N430G92X51Z-107F1.0螺纹循环，螺距为2mm
N440X50.3螺纹切削第二刀
N450X49.8螺纹切削第三刀
N460X49.4M09螺纹切削第四刀
N470G00X200Z300M05T0300快速返回起始点，撤销刀补，主轴停
N480S300M03T0202起动主轴，换T02车刀并建立刀补，开切削液
N490G00X55Z-（105+刀宽）M08刀具定位至切断点
N500G01X0F0.15M09切断
N510G00X200Z300M05T0200快速返回起始点，撤销刀补，主轴停
N520M30程序结束
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
CKI6132
共1页
第1页
图号
名称
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
2
仿真、夹紧工件
3
车端面、对刀
4
车外轮廓
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
名称
工序号
编制
日期
2012.6.28
校对
日期
2012.6.29
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
外圆
车刀
高速钢
对刀
10min
2
外圆
车刀
高速钢
车外形轮廓
30min
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
Φ30mm
游标卡尺
Φ29.96mm
允许范围内
118mm
钢尺
118mm
允许范围内
Φ26mm
游标卡尺
Φ25.98mm
允许范围内
Φ32mm
游标卡尺
Φ31.96mm
允许范围内
四、心得体会
数控技术课程设计是很注重实际操作应用的一次设计，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。
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，要感谢我们的指导老师关耀奇、王高升、袁平以及郭建新老师.。
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
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