畢業(yè)設(shè)計----底座的零件造形與數(shù)控仿真加工

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(說明書)</b></p><p>　　題目:基于CAXA軟件的底座零件造形</p><p><b>　　與數(shù)控仿真加工</b></p><p>　　底座的零件造形與數(shù)控仿真加工</p><p><b>　　設(shè)</b></p>

2、<p><b>　　計</b></p><p><b>　　說</b></p><p><b>　　明</b></p><p><b>　　書</b></p><p><b>　　摘要：</b></p>&l

3、t;p>　　CAXA制造工程師不僅是是一款高效易學(xué)，具有很好工藝性的數(shù)控加工編程軟件，而且還是一套Windows原創(chuàng)風(fēng)格，全中文三維造型與曲面實體完美結(jié)合的CAD／CAM一體化系統(tǒng)。提供區(qū)域粗加工、等高粗加工、擺線粗加工、掃描粗加工、插銑粗加工、等壁厚粗加工、導(dǎo)動線粗加工等多種粗加工功能。 提供參數(shù)線、等高線、掃描線、淺平面、導(dǎo)向線、導(dǎo)動線、輪廓線、三維偏置等多種精加工半精加工功能。 提供等高線補加工、區(qū)域補加工、多筆清根加工、曲

4、線清根加工等補加工功能。CAXA制造工程師提供的后置處理器，無需生成中間文件就可直接輸出G代碼指令。系統(tǒng)不僅可以提供常見的數(shù)控系統(tǒng)后置格式，用戶還可以自定義專用數(shù)控系統(tǒng)的后置處理格式。</p><p>　　關(guān)鍵詞：CAXA軟件，轉(zhuǎn)接盤造形，數(shù)控，仿真加工</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一部分 CAXA簡介…

5、……………………………6</p><p>　　第二部分 設(shè)計任務(wù)…………………………………7</p><p>　　第三部分 工藝分析…………………………………8</p><p>　　第四部分 造型與仿真………………………………9</p><p>　?。?）造型………………………………………9</p><p>　　

6、（2）加工與仿真………………………………14</p><p>　　第五部分 總結(jié)………………………………………24 </p><p>　　第六部分 結(jié)束語……………………………………25</p><p>　　參考文獻………………………………………………</p><p><b>　　一、CAXA簡介</b></p

7、><p>　　CAXA制造工程師是北航海爾軟件有限公司研制開發(fā)的全中文、面向數(shù)控銑床和加工中心的三維CAD/CAM軟件。CAXA制造工程師基于微機平臺，采用原創(chuàng)Windows菜單和交互方式，全中文界面，便于輕松學(xué)習(xí)和操作，并且價格較低。CAXA制造工程師可以生成3~5軸的加工代碼，可用于加工具有復(fù)雜三維曲面的零件。</p><p>　　CAXA制造工程師不僅是是一款高效易學(xué)，具有很好工藝性的數(shù)

8、控加工編程軟件，而且還是一套Windows原創(chuàng)風(fēng)格，全中文三維造型與曲面實體完美結(jié)合的CAD／CAM一體化系統(tǒng)。CAXA制造工程師為數(shù)控加工行業(yè)提供了從造型設(shè)計到加工代碼生成、校驗一體化的全面解決方案。</p><p><b>　　特征實體造型 </b></p><p>　　主要有位伸、旋轉(zhuǎn)、導(dǎo)動、放樣、倒角、圓角、打孔、筋板、分模等特征造型方式，可以將二維的草圖輪廓

9、快速生成三維實體模型。 </p><p>　　多樣化的加工方式可以安排從粗到加工、半精加工、到精加工的加工工藝路線，高效生成刀具軌跡。 </p><p>　　提供區(qū)域粗加工、等高粗加工、擺線粗加工、掃描粗加工、插銑粗加工、等壁厚粗加工、導(dǎo)動線粗加工等多種粗加工功能。 </p><p>　　提供參數(shù)線、等高線、掃描線、淺平面、導(dǎo)向線、導(dǎo)動線、輪廓線、三維偏置等多種精加

10、工半精加工功能。 </p><p>　　提供等高線補加工、區(qū)域補加工、多筆清根加工、曲線清根加工等補加工功能。 </p><p>　　加工和區(qū)域加工功能，在生成加工軌跡時，有豐富的進退刀和下刀方式可供選擇。 </p><p>　　針對深糟的加工提供了插銑式深糟加工和掃描式深糟加工方式。 </p><p>　　通過運用知識加工，經(jīng)驗豐富的編程者

11、則可以將加工的步驟、刀具、工藝條件進行記錄、保存和重用，大幅提高編程效率和編程的自動化程度；數(shù)控編程的初學(xué)者可以快速學(xué)會編程，共享經(jīng)驗豐富的編程者的經(jīng)驗和技巧。并且隨著企業(yè)加工工藝知識的積累和規(guī)范化，形成企業(yè)標準化的加工流程。 </p><p><b>　　生成加工工藝單 </b></p><p>　　CAXA制造工程師可自動按加工的先后順序生成加工工藝單。在加工工藝

12、單上有必要的毛胚信息、零件信息、刀具信息、代碼信息、加工時間信息，方便編程者和機床操作者之間的交流，減少加工中錯誤的產(chǎn)生。 </p><p><b>　　加工工藝控制 </b></p><p>　　CAXA制造工程師提供了豐富的工藝控制參數(shù)，可以方便地控制加工過程，使編程人員的經(jīng)驗得到充分的體現(xiàn)。豐富的刀具軌跡編輯功能可以控制切削方向以及軌跡形狀的任意細節(jié)，大大提高了

13、機床的進給速度，得到高品質(zhì)的加工效果和加工效率。 </p><p><b>　　加工軌跡仿真 </b></p><p>　　CAXA制造工程師提供了軌跡仿真手段以檢驗數(shù)控代碼的正確性?？梢酝ㄟ^實體真實感仿真模擬加工過程，顯示加工余量；自動檢查刀具切削刃、刀柄等在加工過程中是否存在干涉現(xiàn)象，確保加工正確無誤。 </p><p><b>

14、　　通用后置處理 </b></p><p>　　CAXA制造工程師提供的后置處理器，無需生成中間文件就可直接輸出G代碼指令。系統(tǒng)不僅可以提供常見的數(shù)控系統(tǒng)后置格式，用戶還可以自定義專用數(shù)控系統(tǒng)的后置處理格式。</p><p><b>　　二．設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　基于CAXA的底座造型及數(shù)控加工</p>

15、<p>　　材料：鋁 加工設(shè)備：數(shù)控銑床 毛坯：102X62X16</p><p>　　利用CAXA制造工程師進行零件的實體造型</p><p>　　數(shù)控銑床進行實際加工</p><p>　　仿真加工并生成NC代碼</p><p><b>　　三．工藝分析</b></p><p>

16、<b>　　零件造型如圖所示</b></p><p><b>　　（1）結(jié)構(gòu)工藝分析</b></p><p>　　底座主要由平面·曲面·通孔·構(gòu)成，造型簡單，一般加工難度方法比較，可考慮用數(shù)控銑削進行加工。</p><p><b>　?。?）造型分析造型</b></

17、p><p>　　由于該零件不僅有平面孔還有曲面造型，需要用直線實體造型及曲面實體完成，所以要用CAXA工程師的直線和造型才能作出圖型。先作一個80*80的正方形，生成2厚的正方體。下一步以正方體的上一個面為基準體作四個底面支撐的20*20的正方形，生成實體，再一同基準面做四個較小的圓，生成實體。再下作曲面草繪旋轉(zhuǎn)生成實體造型，再利用拉伸除料生成凹槽，即可生成實體。</p><p><b&

18、gt;　?。?）加工工藝分析</b></p><p>　　因為實體曲面形狀復(fù)雜，所以粗加工采用等高線方式以及平面區(qū)域粗加工方式，然后采用等高線精加工方式，用D20，D10,D8端銑刀對上平面，孔進行加工以及對曲面結(jié)構(gòu)進行精加工。</p><p><b>　　（4）確定工藝路線</b></p><p>　　通過對底座零件分析可知，需在

19、數(shù)控銑床上分次加工完成，按照粗加工——精加工的原則，可確定工藝路線為：</p><p>　　★粗加工：主要是銑削毛坯102X62X16的上表面，使其光潔</p><p>　　★粗加工：主要是粗加工其外表面及內(nèi)部的曲面，去除大量余料，提高加工效率。</p><p>　　★精加工：主要是精加工曲面，達到設(shè)計要求。</p><p><b>

20、;　　四、造型及仿真</b></p><p><b>　　（1）造型</b></p><p>　　雙擊啟動CAXA制造工程師，進入設(shè)計環(huán)境，點平面XY創(chuàng)建草圖。做長為80，寬為80的的矩形。并把圖形的四個邊做成半徑為5的圓弧，如圖1所示：</p><p><b>　?。▓D1）</b></p>&l

21、t;p>　　打開拉伸增料銨鈕，在深度處寫上3，拉伸增料的內(nèi)容填寫如圖</p><p><b>　?。▓D2）</b></p><p>　　按下“確實”按鈕，生成的實體圖形;以生成圖形的上表面為基準面，做四個10*10的矩形如圖3所示</p><p><b>　?。▓D3）</b></p><p>

22、　　打開拉伸除料按鈕，在深度處寫上2，拉伸除料的內(nèi)容填寫如圖4；</p><p><b>　?。▓D4）</b></p><p>　　以4中四個正方形為基準做四個直徑為5圓 ；如圖（5）所示 ；</p><p><b>　?。▓D5）</b></p><p>　　打開拉伸除料按鈕，在深度處寫上5，拉伸除

23、料的內(nèi)容填寫如圖6 </p><p><b>　　（圖6）</b></p><p>　　按下“確定”按鈕后，圖形生成的實體圖形如圖7</p><p><b>　　（ 圖7）</b></p><p>　　以生成圖形的上表面為基準面做直徑為60的圓；如圖7</p><p>　　打

24、開拉伸除料按鈕，在深度處填寫上10，拉伸除料表上的內(nèi)容填寫內(nèi)容如圖8：</p><p><b>　?。▓D8）</b></p><p>　　按下“確定”按鈕，得到的實體圖形如圖9:</p><p><b>　?。▓D9）</b></p><p>　　以圖9上表面為基準,做左邊扇形草圖，圖形如圖9：<

25、;/p><p>　　按下旋轉(zhuǎn)增料按鈕，有深度處填上10，拉伸除料圖中的內(nèi)容如圖11：</p><p><b>　?。▓D10）</b></p><p>　　按上圖10中的“確定”，圖9中的圖形生成的實體圖形；</p><p>　　以圖9上表面為基準,做右邊扇形草圖，圖形如圖11 ；

26、 </p><p><b>　?。▓D11）</b></p><p>　　打開拉伸除料按鈕，在深度處填寫上10，拉伸除料表上的內(nèi)容填寫內(nèi)容如圖12：</p><p><b>　?。▓D12）</b></p><p>　　以80*80所示平面為基準面做直徑為

27、15,8的圓，如圖所示</p><p>　　打開拉伸除料按鈕，在深度處填寫上2，拉伸除料表上的內(nèi)容填寫內(nèi)容如圖13：</p><p><b>　　（圖13）</b></p><p>　　按下“確定”按鈕，得到的實體圖形如圖14所示:</p><p><b>　?。▓D14）</b></p>

28、<p>　　至此，底座的實體造型完成。</p><p>　?。?）仿真加工 </p><p>　　1）雙擊圖標，進入CAXA制造工程師，打開如上的實體造型，在加工管理模型樹中，雙擊毛坯選項，彈出定義毛坯對話框，設(shè)置毛坯如圖</p><p><b>　　2）設(shè)置模型參數(shù)</b></p>

29、<p><b>　　3)設(shè)置刀具起始點</b></p><p>　　4）單擊相關(guān)線圖標，選擇實體的邊界,實體邊界如圖</p><p>　　5）單擊平面區(qū)域粗加工圖標“”，按圖所示設(shè)置加工參數(shù)，走刀方式為環(huán)切加工，從外向里。拐角過渡方式為圓弧，加工參數(shù)頂層高度為13底層高度為13，行距為12。主軸轉(zhuǎn)速1000，切削速度100.</p><p

30、>　　6）單擊“確定”，拾取加工邊界后按右鍵確定，生成如圖所示的加工軌跡。如圖所示：</p><p><b>　　仿真，如圖</b></p><p>　　7）然后，單擊區(qū)域式粗加工圖標按圖所示設(shè)置加工參數(shù)， </p><p>　　8）單擊“確定”，拾取加工邊界后按右鍵確定，生成如圖所示的加工軌跡。如圖所示：</p><

31、;p><b>　　仿真，如圖</b></p><p>　　9） 單擊平面輪廓精加工圖標，設(shè)置如圖所示的參數(shù)</p><p>　　10）單擊“確定”，拾取加工邊界后按右鍵確定，生成如圖所示的加工軌跡。如圖所示：</p><p><b>　　仿真，如圖</b></p><p>　　11）單擊等高線

32、粗加工圖標，設(shè)置如圖所示的參數(shù)</p><p>　　12）單擊“確定”，拾取加工邊界后按右鍵確定，生成如圖所示的加工軌跡。如圖所示：</p><p><b>　　仿真，如圖 </b></p><p>　　13)單擊等高線精加工圖標，設(shè)置參數(shù)加工方向順銑，Z切入層高2，Z軸優(yōu)先，，加工邊界為邊界內(nèi)測，主軸轉(zhuǎn)速3000，切削速度1000。：&l

33、t;/p><p>　　14）單擊“確定”，拾取加工邊界后按右鍵確定，生成如圖所示的加工軌跡。如圖所示：</p><p><b>　　仿真，如圖</b></p><p>　　15) 單擊孔加工圖標，設(shè)置如圖參數(shù)，安全高度20，鉆孔深度5，主軸轉(zhuǎn)還1000，鉆孔速度100：</p><p>　　16）按圖所示，生成如圖所示的加工

34、軌跡</p><p><b>　　仿真，如圖</b></p><p>　　由于零件需要兩面加工，所以增加底部加工程序如下</p><p>　　17單擊平面區(qū)域粗加工圖標“”，按圖所示設(shè)置加工參數(shù)，走刀方式為環(huán)切加工，從外向里。</p><p>　　18按圖所示，生成如圖所示的加工軌跡</p><p&g

35、t;　　19圖形從第一步到最后一步的加工軌跡如圖</p><p>　　生成NC代碼，并傳輸G代碼到加工中心，進行加工，所示：</p><p><b>　　%</b></p><p><b>　　O0001%</b></p><p>　　(1234,2010.12.24,10:42:18.171)&l

36、t;/p><p>　　N10G90G54G00Z100.000;</p><p>　　N12S1000M03;</p><p>　　N14X0.000Y0.000Z100.000;</p><p>　　N16X-40.000Y-49.900;</p><p>　　N18Z23.000;</p><p&g

37、t;　　N20G01Z13.000F100;</p><p>　　N22X40.000;</p><p>　　················</p><p>　　N3588G98X0.000Y0.000;&

38、lt;/p><p>　　N3590G80G00Z100.000;</p><p><b>　　N3592M05;</b></p><p><b>　　N3594M30;</b></p><p><b>　　%</b></p><p><b>　　五

39、、總結(jié)</b></p><p>　　三維CAD是教學(xué)化設(shè)計制造的基礎(chǔ)，推廣應(yīng)用三維CAD等現(xiàn)代設(shè)計制造技術(shù)，走新型工業(yè)化道路，已經(jīng)成為當(dāng)前設(shè)計制造行業(yè)的自覺行動，并且是大勢所趨、迫在眉睫。</p><p>　　2003年底，科技部國家制造業(yè)信息化培訓(xùn)中心會同中國CAD產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟共同啟動了“國家制造業(yè)信息化三維CAD認證培訓(xùn)”工作，并在全國分片區(qū)成功地舉辦了多期高級師資研修班，

40、全國30個省市自治區(qū)200多家各類院校、中介服務(wù)機構(gòu)與企事業(yè)單位近500位同志參加了培訓(xùn)和研討，為三維CAD認證培訓(xùn)以及三維CAD應(yīng)用推廣探索了經(jīng)驗。與此同時，在2004年中期，教育部機械專業(yè)課程指導(dǎo)委員會也先后召開專門會議，正式將三維CAD納入工科院校設(shè)計與圖學(xué)類課程的教學(xué)大綱，從未來人才培訓(xùn)的高度為現(xiàn)代三維CAD技術(shù)的應(yīng)用推廣創(chuàng)造了條件。</p><p>　　現(xiàn)代三維CAD通過產(chǎn)品與零件的三維建模、全數(shù)字化三

41、維虛擬裝配以及三維動態(tài)模擬等形成數(shù)字樣機，不僅為產(chǎn)品概念的形成與表達、設(shè)計方案的分析與優(yōu)化，設(shè)計效果的展示與確定等產(chǎn)品開發(fā)過程提供基本平臺，而且三維CAD數(shù)據(jù)將直接用于產(chǎn)品虛擬效果的制作、產(chǎn)品工程圖紙的生成、產(chǎn)品與零件的分析仿真/CAE、產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的準備（CAPP）、零件的數(shù)控加工（CAM）、產(chǎn)品的制造執(zhí)行（MES）、以及整個產(chǎn)品設(shè)計和制造過程的協(xié)同與管理（EDM/PDM的集成）等。</p><p>　　通過本

42、次畢業(yè)設(shè)計對三維CAD有了深刻的認識，特別是對CAXA 制造工程師和電子圖板三部分的學(xué)習(xí)，有了很大的收獲，基本掌握了其基本操作和運用，與其他三維軟件相比CAXA系列具有更強大的功能和簡便的操作，易學(xué)易懂，內(nèi)置了多種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口進行數(shù)據(jù)后置處理，并能夠與其他三維設(shè)計軟件進行數(shù)據(jù)交換，更方便了設(shè)計者的靈活運用，這是CAXA軟件重要的性能之一。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計期間受老師的指導(dǎo)、同學(xué)的交流以及相關(guān)資料的查閱

43、我還了解到數(shù)控加工技術(shù)作為先進生產(chǎn)力的代表，在汽車、模具、航空航天、機械電子等制造領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，在科研和生產(chǎn)上極大地促進了生產(chǎn)力的發(fā)展。數(shù)控加工技術(shù)在模具生產(chǎn)開發(fā)方面的應(yīng)用從整體上改善了模具制造業(yè)的發(fā)展面貌。而且模具制造以及開發(fā)企業(yè)如何實現(xiàn)其高效數(shù)控加工的目的，一直是企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)管理者、研究人員比較關(guān)注的核心之一。 數(shù)控技術(shù)作為引進多年的先進制造技術(shù)，其技術(shù)含量很高，涉及到多方面的內(nèi)容，包括數(shù)控加工編程的快速高效化、空間自

44、由曲面多軸聯(lián)動加工、難加工材料的切削、高速切削的應(yīng)用、數(shù)控工藝程序編制的規(guī)范化與標準化等方面。</p><p>　　進一步聯(lián)系到模具制造行業(yè)在企業(yè)中的實際生產(chǎn)，數(shù)控加工的效率發(fā)揮在很大程度上和企業(yè)本身的技術(shù)管理模式相關(guān)，尤其是在模具設(shè)計開發(fā)制造的早期階段，如何在短時間內(nèi)攻克一門新穎有難度的技術(shù)應(yīng)用難關(guān)，使其更好地發(fā)揮效率，是企業(yè)必須重視的主要問題。三維CAD是教學(xué)化設(shè)計制造的基礎(chǔ)，推廣應(yīng)用三維CAD等現(xiàn)代設(shè)計制造

45、技術(shù)，走新型工業(yè)化道路，已經(jīng)成為當(dāng)前設(shè)計制造模具的自覺行動，并且是大勢所趨、迫在眉睫。但工藝技術(shù)的信息化建設(shè)現(xiàn)有國內(nèi)企業(yè)工藝技術(shù)的管理不可避免的都會或多或少的存在一些缺陷，企業(yè)沒有根據(jù)自身的實力和發(fā)展戰(zhàn)略采取有效的管理模式。工藝技術(shù)的信息化管理落后主要表現(xiàn)在模具設(shè)計制造工藝信息資源共享不充分、數(shù)控工藝程序編制及管理混亂、數(shù)控工藝與普通工藝的結(jié)合性差、CAD/CAM軟件的應(yīng)用水平參差不齊、數(shù)控加工工藝與程序的規(guī)范化與標準化程度低以及產(chǎn)品設(shè)

46、計、數(shù)控工藝、數(shù)控編程并行模式實現(xiàn)程度小等方面。</p><p><b>　　六、結(jié)束語</b></p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計，讓我又再次溫習(xí)了CAD和CAXA軟件的操作，并在原有的基礎(chǔ)上有了進一步的提高，與此同時，對數(shù)控車床的加工也有的更進一步的熟悉。讓我感受最大的是，在設(shè)計中，有很多的知識本以為自己已經(jīng)了如指掌，但在做的時候，才發(fā)現(xiàn)很多原來已經(jīng)學(xué)過的東西已

47、經(jīng)在不知不覺中又還給了老師，當(dāng)手碰到鍵盤時卻不知道做些什么，所幸的是，我的身邊有好多好心的同學(xué)，他們非常的熱心的幫助自己找回已經(jīng)忘記的知識，并且我們的課程設(shè)計老師xx***老師都在畢業(yè)設(shè)計中，給了我很多很多的幫助！在此，特別感謝畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師***老師，感謝他們能夠在百忙之中，抽出寶貴的時間，給我們的指導(dǎo)和幫助！也感謝課程設(shè)計中，同學(xué)們給的幫助和支持！</p><p><b>　　參考文獻</b

48、></p><p>　　數(shù)控機床實訓(xùn)技術(shù).電子工業(yè)出版社.王金城主編2006.8</p><p>　　數(shù)控加工編程與操作.人民郵電出版社.顧曄樓章華主編2009.5</p><p>　　數(shù)控工藝培訓(xùn)教程.數(shù)控銑部分.清華大學(xué)出版社.楊偉群主編2006.8</p><p>　　CAXA制造工程師2006實例教程。清華大學(xué)出版社.劉穎主編&

49、lt;/p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　工藝方案報告</b></p><p><b>　　一、刀具卡片</b></p><p><b>　　二、工藝卡片</b></p><p><b>　　零

50、件檢測報告</b></p><p>　　任務(wù)編號： 6118 任務(wù)名稱： 底座零件造型 </p><p>　　完成人： 王彥偉 指導(dǎo)教師： 魏成杰 劉明顯 </p><p><b>　　論文內(nèi)容簡介</b></p><p>　　CAXA制造工程師不僅是是一款高效易學(xué)，具有很好工藝性的數(shù)控加工編程

51、軟件，而且還是一套Windows原創(chuàng)風(fēng)格，全中文三維造型與曲面實體完美結(jié)合的CAD／CAM一體化系統(tǒng)。CAXA制造工程師為數(shù)控加工行業(yè)提供了從造型設(shè)計到加工代碼生成、校驗一體化的全面解決方案。</p><p><b>　　零件造型如圖所示：</b></p><p><b>　　（1）結(jié)構(gòu)工藝分析</b></p><p>　

52、　實體主要由實體構(gòu)成，造型復(fù)雜，可考慮用數(shù)控銑削進行加工。</p><p><b>　?。?）造型分析</b></p><p>　　由于可以直接實體造型，所以利用CAXA制造工程師的拉伸造型功能作出實體，再利用拉伸除料生成凹槽，即可生成實體。</p><p><b>　?。?）加工工藝分析</b></p>&

53、lt;p>　　因為實體曲面形狀復(fù)雜，所以粗加工采用等高線方式以及區(qū)域式粗加工方式，然后采用等高線精加工方式，用D10端銑刀對上平面進行加工以及對曲面進行精加工。</p><p><b>　?。?）確定工藝路線</b></p><p>　　通過對零件分析可知，需在在數(shù)控銑床上分次裝夾完成，按照粗加工---精加工的原則，可藝路線為：</p><p

54、>　　粗加工：主要是銑削毛坯130X160X38的型腔，去除大量余料，提高加工效率。</p><p>　　粗加工：主要是銑削毛坯130X160X38的上表面，使其光潔</p><p>　　粗加工：銑削毛坯130X160X38的曲面</p><p><b>　　精加工：內(nèi)孔的加工</b></p><p>　　精加工：