一种复杂轴类零件的数控加工程序编制(三)

中北大学课程设计说明书学生姓名：李平学号：1102044228学院：机械与动力工程学院专业：机械电子工程题目：一种复杂轴类零件的数控加工程序编制与过程仿真（三）指导教师：职称:讲师2014年1月19日王义课程设计任务书1．设计目的：利用商用三维CAD设计软件，运用特征建模技术，完成工件的数控加工程序编制及工艺设计。进行读图、识图、实体建模、数控仿真等方面的工程训练。2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：加工如图所示工件，毛坯为42100mmmm的棒料，材料为硬铝，单件生产。利用CAXA数控车软件，编制相关加工程序。全部3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：设计工作量适中，完成设计后要求提供以下内容：1，课程设计说明书，要求明确设计方案，仿真结果正确清晰；2，加工程序清单；课程设计任务书4．主要参考文献：1，黄云林，黎胜荣.最新全国数控大赛模拟试题及解析[M].北京：机械工业出版社，20122，王华侨，张颖.数控机床设备选型及其应用指南[M].北京：中国水利水电出版社，20133，姬彦巧.CAXA制造工程师2011与CAXA数控车[M].北京：化学工业出版社，20125．设计成果形式及要求：1，设计说明书一份，字数3000字以上。；2，绘图过程及加工过程详细PPT一份；3，设计图纸电子文档若干；6．工作计划及进度：2015年1月19日~1月20日熟悉题目，查阅资料，熟悉软件1月21日~1月25日图纸绘制，工艺设计，撰写说明书1月26日~1月29日查漏补缺，完成最终稿1月30日答辩或成绩考核专业负责人审查意见：签字：年月日目录简介..............................................................1绘制草图..........................................................4数控加工与仿真....................................................5（一）粗加工部分..............................................5（二）精加工部分..............................................8（三）切槽加工部分...........................................10（四）螺纹加工部分............................................12（五）孔加工部分..............................................14后置处理.........................................................16最终成果.........................................................18参考文献.........................................................19附录.............................................................201简介CAXA制造工程师是北航海尔软件有限公司研制开发的全中文、面向数控铣床和加工中心的三维CAD/CAM软件。基于微机平台，采用原创Windows菜单和交互方式，全中文三维造型与曲面实体完美结合的CAD/CAM一体化系统。CAXA制造工程师可以生成3~5轴的加工代码，可用于加工具有复杂三维曲面的零件。为数控加工行业提供了从造型设计到加工代码生成、校验一体化的全面解决方案。功能特点一．曲面完美结合1、方便的特征实体造型采用精确的特征实体造型技术，可将设计信息用特征术语来描述，简便而准确。通常的特征包括孔、槽、型腔、凸台、圆柱体、圆锥体、球体和管子等，CAXA制造工程师可以方便地建立和管理这些特征信息。实体模型的生成可以用增料方式，通过拉伸、旋转、导动、放样或加厚曲面来实现，也可以通过减料方式，从实体中减掉实体或用曲面裁剪来实现，还可以用等半径过渡、变半径过渡、倒角、打孔、增加拔模斜度和抽壳等高级特征功能来实现。2、强大的NURBS自由曲面造型CAXA制造工程师从线框到曲面，提供了丰富的建模手段。可通过列表数据、数学模型、字体文件及各种测量数据生成样条曲线，通过扫描、放样、拉伸、导动、等距、边界网格等多种形式生成复杂曲面，并可对曲面进行任意裁剪、过渡、拉伸、缝合、拼接、相交和变形等，建立任意复杂的零件模型。通过曲面模型生成的真实感图，可直观显示设计结果。3、灵活的曲面实体复合造型基于实体的“精确特征造型”技术，使曲面融合进实体中，形成统一的曲面2实体复合造型模式。利用这一模式，可实现曲面裁剪实体、曲面生成实体、曲面约束实体等混合操作，是用户设计产品和模具的有力工具。二．高效数控加工CAXA制造工程师将CAD模型与CAM加工技术无缝集成，可直接对曲面、实体模型进行一致的加工操作。支持轨迹参数化和批处理功能，明显提高工作效率。支持高速切削，大幅度提高加工效率和加工质量。通用的后置处理可向任何数控系统输出加工代码。1、两轴到三轴的数控加工功能，支持4～5轴加工两轴到两轴半加工方式：可直接利用零件的轮廓曲线生成加工轨迹指令，而无需建立其三维模型；提供轮廓加工和区域加工功能，加工区域内允许有任意形状和数量的岛。可分别指定加工轮廓和岛的拔模斜度，自动进行分层加工。三轴加工方式：多样化的加工方式可以安排从粗加工、半精加工到精加工的加工工艺路线。4～5轴加工模块提供曲线加工、平切面加工、参数线加工、侧刃铣削加工等多种4～5轴加工功能。标准模块提供2～3轴铣削加工。4～5轴加工为选配模块。2、支持高速加工本系统支持高速切削工艺，以提高产品精度，降低代码数量，使加工质量和效率大大提高。可设定斜向切入和螺旋切人等接近和切入方式，拐角处可设定圆角过渡，轮廓与轮廓之间可通过圆弧或S字型方式来过渡形成光滑连接，从而生成光滑刀具轨迹，有效地满足了高速加工对刀具路径形式的要求。3、参数化轨迹编辑和轨迹批处理CAXA制造工程师的“轨迹再生成”功能可实现参数化轨迹编辑。用户只需选中已有的数控加工轨迹，修改原定义的加工参数表，即可重新生成加工轨迹。3CAXA制造工程师可以先定义加工轨迹参数，而不立即生成轨迹。工艺设计人员可先将大批加工轨迹参数事先定义而在某一集中时间批量生成。这样，合理地优化了工作时间。4、独具特色的加工仿真与代码验证可直观、精确地对加工过程进行模拟仿真、对代码进行反读校验。仿真过程中可以随意放大、缩小、旋转，便于观察细节，可以调节仿真速度；能显示多道加工轨迹的加工结果。仿真过程中可以检查刀柄干涉、快速移动过程(G00)中的干涉、刀具无切削刃部分的干涉情况，可以将切削残余量用不同颜色区分表示，并把切削仿真结果与零件理论形状进行比较等。5、加工工艺控制CAXA制造工程师提供了丰富的工艺控制参数，可以方便地控制加工过程，使编程人员的经验得到充分的体现。6、通用后置处理全面支持SIEMENS、FANUC等多种主流机床控制系统。CAXA制造工程师提供的后置处理器，无需生成中间文件就可直接输出G代码控制指令。系统不仅可以提供常见的数控系统的后置格式，用户还可以定义专用数控系统的后置处理格式。可生成详细的加工工艺清单，方便G代码文件的应用和管理。4绘制草图1.点击“CAXA数控车2011”图标，打开软件。2.进入页面后，点击工具栏“直线”绘图方式，如下图1.1图1.1在左下角选择“正交”方式如下图1.2开始绘图图1.2画出以X坐标轴为中心线的零件的上半部分，并将其毛坯画出。（注意零件要与毛坯封闭）3.选择“过渡”工具，进行倒角，输入长度与倒角角度。如图1.3如图1.34.完成草绘部分，如图1.4图1.45数控加工与仿真（一）粗加工部分1.点击工具栏“数控车”选择“轮廓粗车”如图1.5图1.52.设定粗车参数表如图1.6图1.663.选取“单个拾取”4.逐个拾取工件表面，并选择车刀方向，再拾取毛坯表面，选择车刀方向。鼠标右键，进行进退刀点选择，在空白处点击鼠标左键，开始粗加工仿真车刀路线，如图1.7图1.75.工件处有未被加工到的地方，所以选择补充毛坯，调整刀具，再次粗车，如下图1.9图1.976.点击“数控车”下拉菜单中的“轨迹仿真”进行二维仿真如图1.10图1.107.生成代码。点击“数控车”下拉菜单中的“代码生成”，鼠标左键点击所选取曲线，生成代码，如图1.11的两次粗车代码图1.118（二）精加工部分1.点击工具栏“数控车”选择“轮廓精车”如图1.12图1.122.设定精车参数表如图1.13图1.133.选取“单个拾取”94.逐个拾取工件表面，并选择车刀方向，选择进退刀点。开始精加工仿真车刀路线，如图1.14图1.145.生成代码。点击“数控车”下拉菜单中的“代码生成”，鼠标左键点击所选取精加工曲线，生成代码，如图1.15图1.1510（三）切槽加工部分1.点击工具栏“数控车”选择“切槽”如图1.16图1.162.设定切槽参数表，选择切槽刀具，注意刀刃宽度，不可大于切槽。如图1.17图1.173.逐个拾取切槽工件表面，并选择车刀方向，选择进退刀点。开始切槽加工仿真车刀路。4.点击“数控车”下拉菜单中的“轨迹仿真”进行二维仿真如图1.1811图1.185.代码生成如图1.19图1.1912（四）螺纹加工部分1.点击工具栏“数控车”选择“车螺纹”如图1.20图1.202.设定螺纹参数表，选择螺纹刀具。如图1.21设定的螺纹长度应大于工件实际螺纹长度，以保证退刀时，刀具进入退刀槽。图1.213.选择螺纹加工起点与终点，选择进退刀点，生成螺纹轨迹。4.生成代码，如图1.2213图1.22此时完成所有工件外表面加工。如图1.23所示图1.2314（五）孔加工部分1.点击工具栏“工具”选择“用户坐标系”再选择“设置”，设置新坐标系。如图1.24图1.242.草绘出工件孔与毛坯如图1.25图1.253.点击工具栏“数控车”选择“轮廓粗车”，并设置粗车参数表和刀具表。注意此时选择“内轮廓”。如图1.26所示15图1.264.精车轮廓，依然选择内轮廓。仿真轨迹线如下图所示图1.27图1.275.生成代码。注意，要将坐标系移动到原坐标系生成。16后置处理1.点击工具栏“数控车”，设置“后置设置”与“机床设置”，注意选择FANUC系统。如图1.28图1.28172.生成总代码图1.29图1.2918最终成果19参考文献1.黄云林，黎胜荣.最新全国数控大赛模拟试题及解析[M].北京：机械工业出版社，20122.王华侨，张颖.数控机床设备选型及其应用指南[M].北京：中国水利水电出版社，20133.姬彦巧.CAXA制造工程师2011与CAXA数控车[M].北京：化学工业出版社，20124.董玉红．机床数控技术[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社20035.刘跃南．机床计算机数控及其应用[M].北京:机械工业出版20016.林其骏．数控技术与应用[M]．北京：机械工业出版社，20007.孙汉卿．数控机床维修技术[M]．北京：机械工业出版社，20018.严爱珍．机床数控原理与系统[M]．北京：机械工业出版社，20009.李宏胜．机床数控技术及应用[M]．北京：高等教育出版社，200320附录%O1234(NC0014,01/22/15,15:09:52)N10G50S10000N12G00G97S20T00N14M03N16M08N18G00X45.151Z112.196N20G00X52.000Z100.969N22G98G01X40.493F5.000N24G01X40.988Z100.000N26G03X42.000Z99.685I-7.294K-12.300F1