《马头凹模的数控编程与加工》由会员分享，可在线阅读，更多相关《马头凹模的数控编程与加工（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、题 目：马头凹模的数控编程与加工姓 名： 系 别： 机械与电子系 专业班级： 数控技术与应用 指导教师： 1评语：成 绩： 良 好 指导教师： 窦凯 教研室主任： 林新贵 日 期： 06.6.21 2目录摘 要 （ 3）引 言 （ 3）一 、 马头模型的建模 （3）二、马头凹模的零件分析 （ 4）1、零件结构分析2、零件工艺分析（1）毛坯选用（2）选择安装基准、确定装夹方式（3）数控刀具的选择三、工件参数设置及加工编程 （5）1、工件参数设置2、粗加工3、精加工四、CAM 编程过程中的参数选项设置 （7）五、Mastercam 后置处理 （10）六、加工过程遇到的问题与解决方法 （11）七、加
2、工后存在的问题 （11）八、毕业设计感想 （11）九、附件 （13）十、参考文献 （14）十一、英文摘要 （14） 3马 头 凹 模 的 数 控 编 程 与 加 工摘 要 : 本 文 主 要 论 述 模 的 数 控 编 程 加 工 ,在 MasterCAM 环 境 下 进 行 了 数 控 编 程 加 工 ,并 生成 了 NC加 工 程 序 。 通 过 对 马 头 凹 模 的 加 工 操 作 ,探 讨 了 数 控 编 程 与 加 工 操 作 中 的 一 些 新 的 方法 和 应 用 。关 键 词 ： 文 件 转 换 ;NC编 程 ;加 工 操 作引 言 ：随 着 历 史 的 车 轮 在 岁 月
3、的 流 逝 中 向 前 滚 动 ,不 知 不 觉 中 已 跨 进 了 21 世 纪 .经 济 的 发 展 ,造就 了 工 业 飞 速 .当 前 计 算 机 辅 助 设 计 与 编 程 已 成 为 了 现 代 制 造 技 术 中 的 一 项 关 键 技 术 ,特 别在 机 械 制 造 和 数 控 加 工 领 域 得 到 了 越 来 越 广 泛 的 应 用 。 目 前 比 较 成 熟 的 CAM 系 统 主 要 以 两种 形 式 实 现 CAD/ CAM 系 统 集 成 :一 体 化 的 CAD/ CAM 系 统 ( 如 : Pro/ ENGINEERU、 UG 、 SolidWorks 等 )
4、和 相 对 独 立 的 CAM 系 统 (如 :MasterCAM、 PowerMill、 Cimatron 等 ) 。 前 者 以 内 部 统 一 的 数 据 格 式 直 接 从 CAD 系 统 获 取产 品 几 何 模 型 ,而 后 者 主 要 通 过 转 换 从 其 它 CAD 系 统 获 取 产 品 几 何 模 型 。 然 而 ,无 论 是 哪 种形 式 的 CAM 系 统 ,都 由 五 个 模 块 组 成 ,即 交 互 工 艺 参 数 输 入 模 块 、 刀 具 轨 迹 生 成 模 块 、 刀 具 轨迹 编 辑 模 块 、 三 维 加 工 动 态 仿 真 模 块 和 后 置 处 理
5、模 块 。 按 照 传 统 的 CAD/CAM 系 统 和 CNC 系统 的 工 作 方 式 ,CAM 系 统 以 直 接 或 间 接 (通 过 中 性 文 件 )的 方 式 从 CAD 系 统 获 取 产 品 的 几 何 数据 模 型 。 CAM 系 统 以 三 维 几 何 模 型 中 的 点 、 线 、 面 或 实 体 为 驱 动 对 象 ,生 成 加 工 刀 具 轨 迹 ,并 以 刀 具 定 位 文 件 的 形 式 经 后 置 处 理 ,以 NC 代 码 的 形 式 提 供 给 CNC 机 床 ,实 现 了 零 件 的 NC加 工 。一、马头模型的建模我是根据下图的图片来构建模型的，我们
6、首先是在此模型上划线，然后就在机床上测量各个划马头模型的原始塑件 4出来的点的坐标值，接着就在 PRO/E 里面进行模型的建造。我先在 PRO/E 里面的造型里面描绘出马头的形状，再根据在机床上测量到的数据来绘制正面看去的轮廓线，做轮廓线时是先绘根据坐标来绘制点，再绘样条曲线来连结各个点便得到，然后就根据这些线来进行边界曲面的混合生成曲面，待所有的曲面都已做好了之后就进行曲面的合并就得到了一个整体的曲面模型，最后进行加厚操作来得到实体。再另建一个实体文件来构建马头的底座图形，此底座的造形比较的简单只有一个旋转和一个拉伸切剪就完成了。分模的操作是在 MasterCAM 里面来做的，因此最完成的零
7、件的构建后就把文件格式转换成 IGES 格式以便在 MasterCAM 里也能读到进行下一步的操作。边界混合曲面 最得到的实体 底座零件进入到 MasterCAM 里面后，就读取上面在 PRO/E 里面转换出来的 IGES 格式文件进行分模，在里面进行变换和移动，使之移动到适合的位置，而模型的分型面根据零件的形状决定是做成台阶形的。最后进行修剪多余出来的曲面平整完成并移动复制到不同的图层形成凸模凹模模型。最后分出来的模型如下面的图形所示。马 头 凹 凸 模二、马头凹模的零件分析零件图样分析主要分析零件的形状、尺寸、和技术要求、定位基准及毛坯等。如 图 1 所示。 、零件结构分析马 头 凹 模
8、主 要 是 用 于 玩 具 方 面 的 塑 料 产 品 ， 该 模 型的 形 状 比 较 复 杂 ， 宽 窄 不 一 ， 在 数 控 加 工 方 面 ， 由 于很 多 曲 面 ， 增 加 了 编 程 的 步 骤 。 并 且 需 要 打 点 火 花 的地 方 。 增 加 了 加 工 的 难 度 。、零件工艺分析 分析一个零件的工艺，主要是分析加工该零件所用的毛坯性能、定位基准、装夹方式及加工切削用量、刀具的选用。 5（1） 、毛坯选用 图 1 马 头 凹 模 零 件 二 维 图根据我们这次毕业设计所做出的零件需要注塑,学校给我的毛坯是 21010067 的#45 钢。但考虑到加工零件时毛坯是否便
9、于定位和装夹，是否需要热处理。毛坯尺寸要考虑到零件的尺寸，是否留有足够的加工余量等问题。判断毛坯加工的难易程度，为刀具材料和切削用量的选择提高依据。零件的加工范围是 70x180x45.25。（2） 、选择安装基准、确定装夹方式1.在普通铣床中铣一个长方体，再在磨床上磨出定位基准。在加工装夹时,正确选择定位基准对保证表面间的位置要求(位置尺寸和位置精度)和安排加工顺序都有很大的影响。一个零件加工的基准包括设计基准、定位基准和装配基准（因为我们要合模） 。一般都是采用设计基准作为定位基准的基准重合原则，这样可以避免基准之间的误差。选择装夹时，在数控加工中心中夹具主要任务就是保证零件的加工精度，夹
10、具要有足够的刚性和强度。我们使用虎钳装夹 。 （3）选择数控刀具及切削用量在数控机床中加工，特别是加工中心，其主轴转速一般比普通机床的主轴转速高 25 倍，我们实训中心的加工中心主轴转速是 3000 转/秒，所以对刀具的要求也相对高点，刀具要具有较高的刚度和良好的断屑性能，刀头材料热脆性要好。加工一般都是按照先粗后精的步骤来加工零件。对于我们加工的凹模零件材料，开粗时使用的是合金刀，因为合金刀的硬度使吃刀量可以大点,这样就节省了很多时间。我们这次加工一般用的都是三刃、四刃立铣刀。加长球刀、合金刀，如图 2 所示。 图 2 刀 具 刀具的选择主要是根据零件材料切削加工性，工件表面几何形状和尺寸大
11、小。而切削用量则根据零件材料特 点、刀具性能及加工精度要求来确定，一般为了提高切削效率要尽量选用大直径的铣刀，侧吃刀量取刀具直径三分之一到二分之一，背吃刀量应大于冷硬层厚度。切削速度和进给速度应视加工情况来选取效率和刀具的综合最佳值，精铣时切削速度应高一些。三、零件加工编程及参数设置MasterCAM 是 一 套 基 于 Windows 的 PC 级 CAD/ CAM 软 件 。 它 具 有 优 秀 的 数 控 编 程 功 能 ,有效 地 解 决 了 几 何 造 型 、 零 件 几 何 形 状 的 显 示 ,交 互 设 计 、 修 改 及 刀 具 轨 迹 生 成 ,走 刀 过 程 的仿 真 显
12、 示 、 验 证 等 问 题 。 本 文 采 用 MasterCAM 对 由 Pro/E 所 生 成 的 马 头 凹 模 进 行 NC 加 工 ，如 图 3 所 示 。 参 照 前 面 马 头 凹 模 的 零 件 分 析 ,考 虑 到 精 度 问 题 ， 采 用 粗 精 加 工 相 结 合 ， 进 行不 同 方 式 的 加 工 达 到 要 求 。 6图 3 马 头 凹 模 加 工 实 体图 4 工 件 参 数 的 设 置、马 头 凹 模 的 工 件 参 数 设 定在 对 马 头 凹 模 进 行 曲 面 挖 槽 粗 加 工 模 拟 前 ， 先 要 对 坯 料 工 件 参 数 进 行 设 定 。
13、如 图 4 所示 ， 工 件 是 210x100x67 的 A3 钢 。 工 件 的 原 点 是 设 在 （ 0， 0， 67） 。2、粗加工对于这个零件我首先对它整个外形做三维曲面挖槽粗加工与一般挖槽，选用平刀直径 16 的合金刀，为达到好的效率，设 Z 下刀量为 0.5mm 主轴转速为 1000、进给速度 800、Z 轴下刀速率200，余量留 0.1mm。我加工的马头是两个，我就分开来编程的。由于第一步的三维曲面挖槽粗加工的刀具直径大，还有很多的地方的余量还很大。我用了一些小刀对这些部分分开来加工。从第四步开始就是半精加工，根据工件的空间的大小我用 8 的平刀来加工。Z 下刀量为 0.2m
14、m 主轴转速为1600、进给速度 1000、Z 轴下刀速度 500、余量留 0.08mm。从这第四步起到第 14 步都属于半精加工，用的都是 8 的平刀，在第八步到十一步用的是等高外型加工。设 Z 下刀量为 0.1、主轴转速为1600、进给速度 1000、Z 轴下刀速度 500、余量 0.08。 7第十二步和第十三步采用的是一般挖槽，对台阶的下面加工，两步的粗切削角度分别为 0 度和 90 度，就是应用了十字铣。8 的平刀，设主轴转速为 1600、进给速度 1000、Z 轴下刀速度500、余量留 0.08。第十四步和第十五步采用了一般挖槽和曲面挖槽加工，加工中间的部分，第十四步曲面挖槽，粗加工中间的槽，Z 轴最大进给 0.5mm，主轴转速为 1600、进给速度 1000、Z 轴下刀速度 500、余量 0.5mm，第 15 步是一般挖槽，精加工槽底的部分，主轴转速为 2000、进给速度 1200、Z 轴下刀速度 600、XY 余量留 0.08、Z 向留量为 0。如图 5-6 所示图 5 粗加工刀路图 图 6 组加工刀路图3、精加工第十六步对中间内圆内册等高外型精加工. 选用平刀直径 2 的高速钢刀，Z 下刀量为一刀切削、Z 轴最大进给量 0.05，主轴转速为 3500
