砚台的造型与数控加工毕业设计说明书.pdf

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1、 目 录 一、砚台方案的确定.1（一）确定砚台的工程图.1（二）砚台立体图.1 二、使用 Mastercam X5 建模过程.2（一）砚台平面草图.2（二）外轮廓曲面拉伸过程.2（三）倒外圆弧过程.3(四)凹槽拉伸过程.3（五）倒凹槽圆弧过程.4 三、刀具轨迹设计.5（一）设置工件毛坯.5（二）创建刀具.5（三）粗精加工刀具轨迹.6 四、砚台的工艺分析.9（一）毛坯的选择.9（二）切削三要素.9（三）刀具的选择.9（四）机床的选择.10（五）零件的安装.10（六）砚台的加工工艺过程.10 五、程序后处理.11 六、砚台的数控加工结果分析.14 七、砚台加工作品.15 参考文献.15 1 砚台的

2、造型与数控加工砚台的造型与数控加工 一、砚台方案的确定一、砚台方案的确定 （一）确定砚台的工程图（一）确定砚台的工程图 通过网络、文献查找、搜集了大量有关砚台形状，综合我们现有的各方面的因素，如，设计水平、加工水平等等，确定砚台图如下。图一 砚台的工程图（二）砚台（二）砚台立体图立体图 2 二、使用二、使用 Mastercam X5 建模过程建模过程 （一）（一）砚台平面草图砚台平面草图 XY 平面草图（二）（二）外轮廓曲面拉伸过程外轮廓曲面拉伸过程 3 （三）倒外圆弧过程（三）倒外圆弧过程 (四四)凹槽拉伸过程凹槽拉伸过程 4 （五）（五）倒凹槽圆弧过程倒凹槽圆弧过程 5 三、刀具轨迹设计三

3、、刀具轨迹设计（一）设置工件毛坯（一）设置工件毛坯 创建一个 200*150*20 的毛坯 （二）创建刀具（二）创建刀具 直径为 20、12 的平底铣到和直径为 10 的圆球刀如下：6 （三）粗精加工刀具轨迹（三）粗精加工刀具轨迹 由于所用软件是 Mastercam，所以粗精加工可放一起编程。1.外轮廓粗精加工：7 2.刀具路径：3.凹槽粗精加工：4.刀具轨迹 8 5.粗精 R10、R5 圆弧 6.刀路轨迹 9 四四、砚台的工艺分析、砚台的工艺分析（一）毛坯的选择（一）毛坯的选择 毛坯材料为铝合金，强度、硬度、塑性等力学性能好，切削性能好、加工工艺性能好，便于加工，根据零件，砚台采用 170m

4、m110mm20mm。（二）切削三要素（二）切削三要素 根据被加工的材料、硬度、切削状态、材料种类、进给量、切削深度等选择合适的切削速度。因铝材较软，进给量与切削深度可考虑取大些，但切削速度选择较低些，一般为 3001000r/min（三）刀具的选择（三）刀具的选择 合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：尽量减少刀具数量；一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤；粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；先铣后钻；先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；在可能的情况下，应尽可能利用数控铣床的自动换刀功能，以提高生产效率等。10 （四）机床的选择（四）机床的选择 在确定数控

5、铣床加工时应注意不同类型的零件选用不同的铣床，本工件加工选用大连数控铣床 VDF850new，数控系统为 FANUC 数控系统。（五）零件的安装（五）零件的安装 台虎钳具有良好的工作性能：大夹紧力、强抗振性、抗大切削力、低工具消耗、高机械加工精度、长使用寿命、多功能性、节省空间、操作简便，适用于各类通用机床、数控铣床、加工中心等。砚台的加工采用台虎钳装夹。（六）砚台的加工工艺过程（六）砚台的加工工艺过程 1 数控加工工艺过程 工步号 工步内容 刀具号 刀具规格 主轴转速（R/MIN）进给速度(MM/MIN)背吃刀量 备注 1 平毛坯端面0.5 T01 20平底刀 800 100 0.2 自动

6、2 粗铣工件轮廓尺寸长宽到高 10 留0.2 余量 T01 20平底刀 800 100 2 自动 3 粗铣凹槽到尺寸留 0.2余量 T01 20平底刀 800 100 2 自动 4 精铣工件轮廓到尺寸 T02 20平底刀 1000 100 0.2 自动 5 精铣凹槽到尺寸 T02 20平底刀 1000 100 0.2 自动 11 2刀具卡 五、五、程序程序后处理后处理 （一）外轮廓粗精加工程序（一）外轮廓粗精加工程序%O1200 N12 G90 G54 G0 X-48.886 Y-40.085 S3000 M03 N14 G01 Z100.F500 M07 N16 Z-2.5 N18 G1 Z

7、-12.5 F300 N20 X-48.259 Y-40.107 Z-12.504 6 粗铣轮廓R10 与凹槽R5 圆弧到尺寸留 0.2 余量 T02 12平底刀 800 100 0.2 自动 7 精铣 R10 与R5 圆弧到尺寸 T03 10圆球刀 1000 100 0.2 自动 8 平毛坯反面端面 0.5 T01 20平底刀 800 100 0.5 自动 9 粗铣后面工件到尺寸留0.2 余量 T01 20平底刀 800 100 2 自动 10 精铣后面工件到尺寸 T02 12平底刀 1000 100 0.2 自动 刀具号 刀具名称 加工表面 刀具半径补偿 备注 T01 20 平底刀 铣外轮

8、廓与槽 0 自动 T02 12 平底刀 精加工 0 自动 T03 10 圆球刀 精加工圆弧 0 自动 12 N22 X-47.639 Y-40.207 Z-12.508 N24 X-47.036 Y-40.384 Z-12.512 N26 X-46.461 Y-40.636 Z-12.516 N28 X-45.922 Y-40.957 Z-12.52 N30 X-45.427 Y-41.344 Z-12.524 N32 X-44.985 Y-41.79 Z-12.528 .由于程序过多中间部分省略 N3470 G3 Y52.325 I29.565 J52.325 N3472 G2 X-48.8

9、86 Y40.085 I-46.685 J82.623 N3474 G3 Y-40.085 I-1.114 J-40.085 N3476 G1 Z-8.5 F300 N3478 G0 Z100.N3480 M05 N3482 M30 （二）凹槽粗精加工程序（二）凹槽粗精加工程序%O0002 N100 G21 N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90 N104 T1 M6 N106 G0 G90 G54 X90.Y-45 S800 M3 N108 G43 H1 Z25.N110 Z10.N112 G1 Z-1.85 F80.N114 G2 X80.99 Y-55.I-60.J45.

10、F100.N116 G1 X90.N118 Y-45.13 由于程序过多中间部分省略 N3230 X1.686 Y-6.311 N3232 X1.837 Y-6.956 N3234 X1.88 Y-7.126 N3236 G0 Z0.N3238 Z20.N3240 M5 N3242 G91 G28 Z0.N3244 G28 X0.Y0.A0.N3246 M30（三）圆弧粗加工编程（三）圆弧粗加工编程%O0003 N100 G21 N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90 N104 T1 M6 N106 G0 G90 G54 X90.Y-45.A0.S800 M3 N108 G43

11、 H1 Z25.N110 Z10.N112 G1 Z-1.85 F80.N114 G2 X80.99 Y-55.I-60.J45.F100.N116 G1 X90.N118 Y-45.由于程序过多中间部分省略 N3036 X1.837 Y-6.956 N3038 X1.88 Y-7.126 N3040 G0 Z0.N3042 Z20.N3044 M5 14 N3046 G91 G28 Z0.N3048 G28 X0.Y0.A0.N3050 M30（四四）圆弧精加工编程）圆弧精加工编程%O0003 N100 G21 N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90 N104 T1 M6 N

12、106 G0 G90 G54 X90.Y-45.A0.S800 M3 N108 G43 H1 Z25.N110 Z10.N112 G1 Z-1.85 F80.N114 G2 X80.99 Y-55.I-60.J45.F100.N116 G1 X90.N118 Y-45.由于程序过多中间部分省略 N3036 X1.837 Y-6.956 N3038 X1.88 Y-7.126 N3040 G0 Z0.N3042 Z20.N3044 M5 N3046 G91 G28 Z0.N3048 G28 X0.Y0.A0.N3050 M30 六、砚台的数控加工结果分析六、砚台的数控加工结果分析 零件加工接刀痕明显，表面质量不好，特别是砚台圆角边粗糙，不光整。零件的15 轮廓粗糙度明显达不到要求，其原因主要有；刀具的选择、切削用量的确定、下刀点的选择等。应尽可能选较大的刀具，以提高轮廓表面质量。二是进给量的确定等等。七、砚台加工作品七、砚台加工作品 参考文献参考文献 姚云英.公差配合与测量技术,机械工业出版社,2008.2(2013.2 重印)。许启高，王曼娇.数控机床加工技术理实一体化 汪哲能,AutoCAD2013 机械制图,机械工业出版社，2013.11。阳益贵，汪哲能.机械设计基础,清华大学出版社，2014。