数控加工编程.docx
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数控加工编程
CompanyDocumentnumber:
WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
数控加工编程
XXXX大学
《数控加工工艺与编程》
课程设计说明书
学院:
航空制造工程学院
专业:
机械设计制造及其自动化
课程名称:
《数控加工工艺与编程》课程设计
学生姓名:
XXX
学号:
XXXXXXXX
设计题目:
铣削零件的数控加工工艺与编程设计
起迄日期:
2XXXX
指导教师:
XXX
上交资料要求:
1、电子文档:
零件的模型与工程图文档、NC文件、设计说明书word稿等
2、设计说明书纸质打印稿等(与电子档相同)
【摘要】
数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益,显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用,并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。
数控技术及数控机床的广泛应用,给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。
数控机床是现代加工车间最重要的装备。
在数控编程中,工艺分析和工艺设计是至观重要的,在加工前都要对所加工零件进行工艺分析,拟定加工方案,选择加工设备、刀具、夹具,确定切削用量,安排加工顺序,制定走刀路线等。
在编程过程中,还要对一些工艺问题(如对刀点,换刀点,刀具补偿等)做相应处理。
因此程序编制中的工艺分析和工艺设计是一项十分重要的工作。
本文根据铣削零件的图纸及技术要求,对该零件进行了详细的数控加工工艺分析,依据分析的结果,对该零件进行了数控加工工艺设计,并编制了工艺卡片、数控加工工序卡片和刀具卡片等。
UGNX软件是由美国UGS公司推出的功能强大的CAD/CAM/CAE软件系统,其内容涵盖了产品从概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图输出,到生产加工成品的全过程,应用范围涉及航天、汽车、机械、造船、通用机械、数控加工、医疗器械和电子等诸多领域。
由于它具有强大二完美的功能,UG近几年几乎成为三维CAD/CAM领域的一面旗帜好和标准,它在国外大学院校里已成为学习工程类专业必修课程,也成为工程技术人员必备的技术。
关键词:
工艺分析;刀具;切削用量;加工程序;加工仿真
一、课程设计概念.............................................3
二、设计目的及要求..........................................3
三、设计具体要求.............................................4
四、加工工艺...................................................6
五、仿真加工...................................................7
六、工程图.....................................................20
七、设计总结..................................................21
八、参考文献..................................................22
一、课程设计概述
《数控加工工艺与编程》课程设计是机械设计制造及自动化专业的必修课设之一,它可以提高学生的动手能力,丰富学生的理论知识。
是一门理论与实践相结合的综合性专业基础课。
通过《数控加工工艺与编程》课程设计的学习,要求学生能够独立设计箱体和型腔壳体类零件,能独立完成零件的实体造型,绘制工程图,并能够合理的选择卡具和加工设备,分析加工工艺,独立完成数控编程,生成NC代码,最终完成零件的加工。
本课程设计不仅提高了学生的设计能力,绘图能力,编程能力,还可以锻炼其机床操作能力,对今后的工作和学习打下坚实的基础。
2、设计目的及要求
1、设计目的
通过本次课程设计,了解并掌握利用UG软件对零件进行结构设能力,计算机绘图能力及掌握计算机辅助制造过程和方法,培养自动编程的技能。
掌握数控机床进行机械加工的基本方法,巩固数控加工编程的相关知识,将理论知识与实际工作结合起来,并最终达到能够独立从事数控加工程序编制的工作能力。
2、设计要求
根据本任务提供的零件图及相关技术要求,用UG软件完成零件设计,工程图绘制,零件工艺分析,加工工艺卡的编制,数控加工程序的编制,最后用FANUC0i数控机床加工出所设计的零件。
3、设计具体要求
1、绘制零件图
了解该零件在部件或总成中的位置和功用,以及部件或总成对该零件提出的技术要求;找出其要求和技术关键,并在下面拟定工艺规程时予以考虑;对所加工的零件进行结构工艺分析,分析其结构特点;检查所给零件图的完整习惯和正确性,完成该零件图的实体结构设计并按照机械制图标准会自绘零件图。
2、编制零件数控加工工艺规程
在对零件进行详细分析的基础上,按照数控加工工艺确定原则,确定整个零件的加工工艺规程,确定毛坯,确定加工的工艺基准;拟定零件的工艺路线,包括确定各加工表面的加工方法、正确划分加工阶段、合理安排加工工序的顺序、选择工装、刀具、量具,并对其加工工艺参数进行确定;确定对刀点和换刀点。
3、确定夹具及夹紧方案
对某一道相对复杂的工序,在确定定位装夹方案的基础上,选择一个合适的夹具,完成本工序的加工。
该夹具应具有定位可靠,装卸方便、操作安全方便省力、夹紧可靠且适当等特点,适合于数控机床的加工使用。
4、确定零件设计原点与加工原点
对将进行数控加工的工序,确定加工零点、换刀方式,确定其编程坐标系,并最终通过绘制数控加工编程坐标系的方式予以明确、标识对刀点和换刀点。
5、编制零件加工工艺并编制数控加工程序
参照数控加工编程坐标系图,按照数控加工工艺规程,采用自动编程方式对该工序进行数控程序的编制,生成NC代码,并在数控仿真软件上进行调试。
6、编写课程设计说明书。
设计说明书需打印:
正文:
宋体五号,固定行距23;
设计结果包括:
设计任务书,设计思路,设计步骤,零件三维建模与工程图设计,零件的加工工艺过程设计,基于UG的数控加工编程设计(包括:
工件坐标系与毛坯的设定,刀具的设定,加工方法的设定(粗、半精和精加工等),编程过程中的相关参数设定,生成数控加工轨迹并分析,加工模拟的仿真,后处理生成N加工代码。
四、加工工艺
1、毛坯
机械加工中,需要根据零件的特性和功能确定毛坯的种类。
毛坯的种类包括铸铁、锻件、型材、挤压件、冲压件以焊接组合件等,这里我们采用毛坯为50mm×50mm×17mm的45钢。
2、机床以及夹具选择
数控加工机床主要的规格的尺寸与工件的轮廓尺寸相适应,小工件选择小型机床,大工件选择大型机床,同时,还要考虑零件的加工要求精度合理使用机床设备。
夹具分为虎钳,工艺板和直接装夹,要根据加工工件的加工部位以及加工深度来选择夹具。
此处我们选择数控机床为XKA715,所以用夹具为平口钳装夹。
3、刀具选择
刀具是数控加工重要的工艺内容之一,它不仅直接影响着机床的加工效率,而且能保证加工质量。
与传统的加工方面相比,数控机床对刀具的要求更高,不仅要求刀具的精度,刚度,耐用度,而且要求尺寸稳定,安装调试方便因此对于零件的材料和加工需求,选择合适材料的刀十分重要。
根据零件的需要,比如槽宽、槽深、零件材料等工件尺寸选择合适尺寸的刀具也是重要的环节。
一般的平面、槽或者孔都采用立铣刀、端面铣刀以及合适大小的钻头,对于一些变斜角轮廓或者主体型面的加工,常使用球头铣刀、环形铣刀、锥形刀等等,刀具数量也根据工件工艺合适选择,以合理、数量小为原则,减少机床。
的换刀时间,增加机床加工效率。
此处零件根据工艺,需要选择Ф4mm的高速平头铣刀。
4、加工工艺分析
这个零件为凸台类的零件,要求精度不是很高,通过设计图纸确定加工工艺,做到基面先行,先粗后精,先主后次,工序集中等原则。
五、仿真加工
1、进入加工环境。
选择菜单开始--加工命令,选择“要创建的CAM环境设置”中“millcontour”确认后进入加工环境。
2、创建机床坐标系及安全平面
(1)进入几何视图。
选择“几何视图”,在工序导航器中双击“MCS_MILL”,进入机床坐标系的创建,
(2)其中指定MCS中选择最上表面的圆心为机床坐标点,以该平面向上偏移10的平面为安全平面。
3、创建部件几何体
(1)在工序导航器中双击“MCSMILL”下的“WORKPIECE”,在指定部件中选择整个实体为部件几何体
(2)在指定毛坯中选择“包容块”。
4、创建刀具1
(1)选择“创建刀具”命令,类型选择“mill_contour”,刀具子类型选择“mill”的第一个刀具,在刀具下拉列表中选择“NONE”选项,并命名为“D6R1”确定。
(2)确定后出现下图所示的截面,将直径改为6,底角圆半径为1,刀具号为1,其他默认,然后确定。
5、创建工序1
(1)选择下拉菜单插入--工序命令,系统会出现“创建工序”
(2)确定加工方法。
在“类型”中选择“mill_contour”在工序类型中选择“CAVITY_MILL”,在程序中选择“PROGRAM”刀具选择“D6R1”,几何体选择“WORKPIECE_1”,方法选择“METHOD”,其他采用默认值,确定后,如下图所示
(3)指定部件选择整个零件,指定面边界是底座上平面。
(4)设置刀具路径参数,其中切削方式选择“跟随部件”;步距选择“刀具平直百分比”,在“平面直径百分比”中输入“50”,全局每刀深度输入“2”,其他默认。
(5)设置切削参数。
其中余量参数设置如下图所示,其他为默认值。
(6)设置非切削参数。
都采用默认值。
(7)设置进给率和速度。
主轴速度为1200,在进给率的切削输入250,其他默认。
(8)生成刀路轨迹并仿真。
点击操作中的第一个按钮生成刀路轨迹,之后点第三个按钮仿真加工。
如下图所示。
6、创建工序2
(1)选择下拉菜单插入--工序命令,系统会出现“创建工序”
(2)确定加工方法。
在“类型”中选择mill_contour”在工序类型中选择“CAVITY_MILL”,刀具选择“D6R1”,几何体选择“WORKPIECE_1”,方法选择“METHOD”,其他采用默认值,确定后,如下图所示
(9)指定部件选择整个零件,指定面边界是底座上平面。
(10)设置刀具路径参数,其中切削方式选择“跟随部件”;步距选择“刀具平直百分比”,在“平面直径百分比”中输入“50”,毛坯距离输入“2”,其他默认。
(11)设置切削参数。
其中余量参数设置如下图所示,其他为默认值。
(12)设置非切削参数。
都采用默认值。
(13)设置进给率和速度。
主轴速度为2000,在进给率的切削输入250,其他默认。
(14)生成刀路轨迹并仿真。
点击操作中的第一个按钮生成刀路轨迹,之后点第三个按钮仿真加工。
如下图所示。
7、创建刀具2
(1)选择“创建刀具”。
在“类型”中,选择“drill”,在刀具子类型中选择“DRILLING_TOOL”,名称输入“Z4”,确定。
(2)在钻刀直径中输入4,刀具号输入2,其他默认
8、创建工序3
(1)选择“创建工序”,在类型中选择“drill”,工序子类型中选择“DRILLING”,刀具选择“Z4”,几何体选择“WORKPIECE_1”,确定。
(2)确定后出现“钻”对话框。
指定孔,点击进去,点到点几何体,单击“选择”,然后选择四个底座圆;指定顶面,选择底座上表面;指定底面选择零件底面。
(3)设置循环控制参数。
在循环类型中选择“标准钻”,单击编辑按钮。
确定,再单击“depth-模型深度”中“模型深度”确定后,在选择“Rtrcto-无”,单击“距离”输入5,确定
(4)生成刀轨并仿真。
单击操作中的第一个按钮,生成刀轨。
单击第三个按钮确定反正加工。
图示如下
9、后处理。
============================================================
信息清单创建者:
Administrator
日期:
2014/11/3014:
32:
48
当前工作部件:
G:
\ProgramFiles(x86)\UGS\NX\UGII\
节点名:
mdream
============================================================
N0010G00G90
N0020G01
N0030
N0040
N0050
N0060
N0070
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N0190G02
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N0240G03
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N0990
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N1010G02
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N1030G02
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N1150G02
N1160G01
N1170G02
N1180G01
N1190G03
N1200G01
N1210G02
N1220G03...
六、工程图
七、设计总结
在这次实训中,经过一系列的困难挫折,我终于完成了课程设计,并且知道了解了许多知识,包括:
(1)在设计零件时,不能随心所欲,一定要符合实际加工要求,能够在现实条件和工具加工设备中加工出来。
(2)在使用仿真加工程序加工零件出现过切或切错的时候,一定要重新分析加工工艺,分析NC代码,然后再通过在UG软件上对零件进行重新制造或修改,再次生成NC代码,直到零件仿真加工完成。
通过《数控加工工艺与编程》课程设计实训的学习,我提高了动手能力,丰富了理论知识,并能够独立设计箱体和孔类零件,能独立完成零件的实体造型,绘制工程图,并能够合理的选择卡具和加工设备,分析加工工艺,独立完成数控编程,生成NC代码,最终完成零件的加工。
这次课程设计不仅提高了我的设计能力,绘图能力,编程能力,还锻炼了我的机床操作能力,对今后的工作和学习打下坚实的基础。
通过本次课程设计,我了解并掌握了利用UG软件对零件进行结构设计能力,计算机绘图能力及掌握计算机辅助制造过程和方法,培养了自动编程的技能。
掌握了数控机床进行机械加工的基本方法,巩固了数控加工编程的相关知识,将理论知识与实际工作结合起来,并最终达到能够独立从事数控加工程序编制的工作能力。
九、参考文献
1.王润孝主编.机床数控原理与系统.西安:
西北工业大学出版社.1989
2.毕承恩,丁乃建编着.现代数控机床.北京:
机械工业出版社.1991
3.李诚人等编.机床计算机数控.西安:
西北工业大学出版社.1988
4.竺钦尧,尉忠信,王润孝编着.机床数字控制.北京:
航空工业出版社.1993
5.林其骏主编.机床数控系统.北京:
中国科技技术出版社.1993
6.北京兆迪科技有限公司.UG数控加工教程.北京:
机械工业出版社.2014