毕业设计(论文)基于proE的卸货推台数控加工.doc
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1、龙岩学院 毕业论文(设计) 题目: 基于pro/E的卸货推台数控加工 专业: 电子信息工程 姓名: 学号: 指导教师(职称): 二0一0年六月二十日目录 摘要第一章:概 述1.1 数控机床 11.2 数控加工 11.3 数控加工特点 11.4 数控编程系统 21.5 Por/ENGINEER31.6 Pro/ENGINEER NC加工流程3第二章:总体方案设计与论证 第三章:各组成部分方案设计与计算 大件凹槽3.1 工艺分析 53.1.1 零件分析 53.1.2零件参数要求 6 3.1.3安装方式 6 3.1.4加工方案 6 3.1.5刀具选择7 3.1.6切削用量7 3.1.7对刀点换刀点的
2、确定7 3.1.8加工路线确定73.2 Pro/ENGIEER NC加工操作7 3.2.1参照模型的建立7 3.2.2工件模型的建立9 3.2.3制造模型的建立11 3.2.4设置加工操作环境14 3.2.5创建NC加工序列16 3.2.6数控程序的生产183.3 CIMCOEdit5仿真19小件弧面 3.4工艺分析20 3.4.1零件分析21 3.4.2零件参数要求21 3.4.3安装方式21 3.4.4加工方案21 3.4.5刀具选择21 3.4.6切削用量21 3.4.7对刀点换刀点的确定21 3.4.8加工路线确定22 3.5 Pro/ENGIEER NC加工操作 22 3.5.1底面
3、刀具加工 22 3.5.2弧面粗加工 22 3.5.3弧面精加工 23 3.6数控程序生成24 3.7 CIMCOEdit5仿真 25第四章:数控真实加工4.1加工说明264.1.1加工步骤264.2刀具卡片274.3程序清单27 第五章:设计总结 28致谢 29参考文献 29基于Pro/E的卸货推台数控加工设计龙岩学院 电子信息工程专业学号 姓名 指导老师 【摘要】本设计加工的零件属于卸货推台内部零部件,分大件凹槽与小件弧面两个部件。设计内容介绍了数控加工的特点、加工工艺分析以及数控编程的一般步骤。并利用Pro/E三维造型及自动编程,进行加工轨迹设计,实现加工仿真。使用CIMCOEdit5仿
4、真软件仿真加工。使用FANUC OM CONTROL立式加工中心加工制造。关键词: 三维造型;自动编程;仿真加工;数控加工Abstract:The design and processing of parts belong to the spare parts of internal discharge sliding table. It devoted into two parts: Large Notch and small pieces Arc Surface. Design is introduced the contents of NC machining process and c
5、haracteristics, and analysis of CNC programming. Using Pro / ENGINEER 3D modeling and automatic programming, CIMCO Edit simulation, FANUC OM CONTROL CNC machining center to processed and manufactured.The Key words:Entity the shape、Automatic programming、Simulation fabricate、CNC machining 第一章 概 述1.1 数
6、控机床20世纪40年代末,美国开始研究数控机床,1952年,美国麻省理工学院(MIT)伺服机构实验室成功研制出第一台数控铣床,并于1957年投入使用。这是制造技术发展过程中的一个重大突破,标志着制造领域中数控加工时代开始。数控加工是现代制造技术的基础,这一发明对于制造行业而言,具有划时代的意义和深远的影响。世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究的发展。我国于是1958年开始研制数控机床,成功试制出配有电子数控系统的数控机床,1965年开始批量生产配有晶体管数控系统的三坐标数控铣床。经过几十年的发展,目前的数控机床已经在工业界得到广泛应用,在模具制造行业的应用尤为普及。1.2 数控加
7、工在数控机床上加工零件时,首先要将被加工零件的几何信息和工艺信息数字化。先根据零件加工图样的要求确定零件加工的工艺过程、工艺参数、刀具参数,再按数控机床规定采用的代码和程序格式,将与加工零件有关的信息如工件尺寸、刀具运动中心轨迹、位移量、切削参数以及辅助操作等编制成数控加工程序,然后将程序输入到数控装置中,经数控装置分析处理后,发出指令控制机床进行加工,其过程如下:零件图纸工艺分析数值计算编写程序清单制备控制介质程序校核输入装置数控装置;数控装置伺服机构机床工件台工件合格产品。1.3 数控加工特点数控加工,也称之为NC(Numerical Control)加工,是以数值与符号构成的信息,控制机
8、床实现自动运转。数控加工经历了半个世纪的发展已成为应用于当代各个制造领域的先进制造技术。数控加工的最大特征有两点:一是可以极大地提高精度,包括加工质量精度及加工时间误差精度;二是加工质量的重复性,可以稳定加工质量,保持加工零件质量的一致。也就是说加工零件的质量及加工时间是由数控程序决定而不是由机床操作人员决定的。数控加工具有如下优点:(1)提高生产效率;(2)不需熟练的机床操作人员;(3)提高加工精度并且保持加工质量;(4)可以减少工装卡具;(5)可以减少各工序间的周转,原来需要用多道工序完成的工件,数控加工一次装夹完成加工,缩短加工周期,提高生产效率;(6)容易进行加工过程管理;(7)可以减
9、少检查工作量;(8)可以降低废、次品率;(9)便于设计变更,加工设定柔性;(10)容易实现操作过程的自动化,一个人可以操作多台机床;(11)操作容易,极大减轻体力劳动强度1.4 数控编程系统数控编程可分为机内编程和机外编程。机内编程指利用数控机床本身提供的交互功能进行编程,机外编程则是脱离数控机床本身在其他设备上进行编程。机内编程的方式随机床的不同而异,可以以“手工”的形式分行输入控制代码(手工编程)、交互方式输入控制代码(会话编程)、图形方式输入控制代码(图形编程),甚至可以语音方式输入控制代码(语音编程)或通过高级语言方式输入控制代码(高级语言编程)。但机内编程一般来说只适用于简单形体,而
10、且效率较低。机外编程也可以分成手工编程、计算机辅助APT编程和CAD/CAM编程等方式。机外编程由于其可以脱离数控机床进行数控编程,相对机内编程来说效率较高,是普遍采用的方式。随着编程技术的发展,机外编程处理能力不断增强,已可以进行十分复杂形体的灵敏控加工编程。随着微电子技术和CAD技术的发展,自动编程系统也逐渐过渡到以图形交互为基础的与CAD集成的CAD/CAM系统为主的编程方法。与以前的语言型自动编程系统相比,CAD/CAM集成系统可以提供单一准确的产品几何模型,几何模型的产生和处理手段灵活、多样、方便,可以实现设计、制造一体化。虽然数控编程的方式多种多样,毋庸置疑,目前占主导地位的是采用
11、CAD/CAM数控编程系统进行编程。1.5 Proe/ENGINEERPro/E(Pro/Engineer操作软件)是美国参数技术公司(Parametric Technology Corporation,简称PTC)的重要产品。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位,并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广,是现今最成功的CAD/CAM软件之一。PTC公司提出等单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念,开发出来等第三代机CAD/CAE/CAM产品Pro/Engineer软件能将设计至生产全过程集成到一起,让所有用户能够同时进行同一产品等设计制造工作,既实现
12、所谓等并行工程。Pro/Engineer采用技术指标化设计、基于特征等实现模型化系统,工程设计人员采用具有智能特征等基于特征等功能区生成模型,如腔、壳、倒角及圆角,您可以随意勾画草图,轻易改变模型。Pro/Engineer系统用户界面简洁,概念清晰,符合工程人员等设计思想与习惯,整个系统建立在统一的数据库上,具有完整而统一的模型。1.6 Pro/ENGINEER NC 加工操作流程利用Pro/NC加工模块实现产品数控加工的基本过程与实际加工的过程基本相同。先是利用计算机辅助设计将零件的几何图形绘制到计算机中,形成零件的图形文件,然后调用Pro/NC加工模块进行刀具路劲处理,由计算机自动对零件加
13、工轨迹进行计算和数学处理,从而生成刀位数据文件,然后经过相应的后置处理自动生成数控加工代码,并在计算机上动态模拟刀具的加工轨迹。流程图如下:参照模型工件模型制造模型加工工艺设计刀具选择机床选择加工操作环境设置定义机床类型、参数定义夹具类型、参数设计NC加工序列生成刀具路径模拟、检验刀具路劲后置处理NC代码定义后置处理定义退刀面定义加工几何体加工刀具参数加工工艺参数驱动数控机床加工(1)创建制造模型在进行Pro/NC加工时,必须先设定制造模型,然后在此基础上设定加工参数,并产生正确的刀具路径。一个完整的制造模型一般包含参照模型和工件模型两部分。其中参照模型是必须的,而工件模型是可选的。(2)设置
14、加工操作环境 Pro/NC加工模块可以对实际的加工操作环境进行模拟。在模拟之前,必须先设置相应的参数,如工艺操作名称、加工机床、刀具、夹具、加工坐标系、加工安全退刀曲面等,这些参数称为加工环境参数。(3)定义NC序列 Pro/NC加工模块提供了10多种加工方法,为相应这些不同的加工方法,在Pro/NC加工模块中可通过NC序列对刀具路径进行设置。加工过程中的主要参数都是在NC序列中设置的。 (4)生成刀具路径数据文件刀具路径也称刀具轨迹,由多个刀位点连接组成。当加工操作环境、NC序列设置完成后,接下来的操作就是利用这些设置产生刀位数据文件。系统产生的刀位数据文件经过后置处理后,会成为能驱动数控机
15、床运动的数控程序。(5)刀具路径检测对产生的刀具路径,可通过“屏幕显示”功能,对刀具路径进行播放,或通过“过切检测”功能,对刀具路径进行检测,如果检测有误,可对加工操作环境、NC序列进行编辑修改,直接刀具路径完全合理。(6)后置处理在建立起加工模型并设置完各项加工参数后,系统首先生成的是刀位(CL)数据文件。这是一种ASCII格式的数据文件,这种文件不能直接驱动数控机床进行加工。所以要对数据文件进行后置处理,将其转化成指定数控机床能够执行的数控程序。第二章 总体方案设计与论证本设计加工的零件属于卸货推台内部零部件,分大件凹槽与小件弧面两个部件。我根据实际情况分配自己的时间,在时间安排上我基本上
16、是按照黄老师的要求的进度来进行的。在接到任务书(2010-1-16)开始到1月26日,调研、收集并消化资料,随后进行了对零件工艺分析以及进一步熟悉此次设计用到的软件。因为我是初学者,在消化资料上很大一方面得到了黄启峰老师的耐心的指点;1月27-2月3日。在这段时间,我认真对Pro/ENGINEER和Master cam软件以及CIMCO Edit仿真软件的操作,数控加工中心操作的复习演练,完成了2个零件的实体造型和仿真加工,并且对FANCUC数控加工中心系统的操作和原理进行了了解。我们直接在Pro/ENGINEER NC加工流程中直接生成NC序列。根据实际加工环境对自动编辑的程序进行了手动修正
17、,使程序变的简洁明了,从而完成了程序设计。在完成上面一系列的准备工作后,成功完成了真实的加工。第三章 各组成部分方案设计与计算大件凹槽3.1工艺分析3.1.1 零件分析:此零件是由钢材(材质:Q345;外形:604*350*180)加工而成。Q345是一种钢材的材质。它是低合金钢(C0.2%),广泛应用于桥梁、车辆、船舶、建筑、压力容器等。Q代表的是这种材质的屈服,后面的345,就是指这种材质的屈服值,在345左右。 图3-1a Pro/Engineer画出的参照模型 图3-1b 工件模型3.1.2零件参数要求:各参数要求如图2所示。图3-2 侧视图 标准参数主要参数:长为604mm宽为350
18、mm,高为180mm,内部大圆弧r为800mm,小圆弧r为2mm.。大范围参数根据要求设置。另外底部四边倒角将在下面部分表述。3.1.3安装方式:由于材料体积比较大,而且重量大。我们采用的方法是,在零件两边焊上长方形小钢条,然后用固定长螺钉固定在机床平台上。3.1.4加工方案:结合零件的特点,加工时候可以先加工凹槽,再加工倒角。3.1.5刀具选择:D50R5的飞刀开粗大件凹槽, D16平底光刀左右壁分三刀洗,D12平底合金刀铣R2小圆弧,用直径12R6的合金刀精铣底凹面。3.1.6切削用量:在编程过程中确定主轴转速S为1200,背吃刀量为0.8mm,进给量F1200。一般情况,在实际加工过程中
19、,主轴转速和进给量都可以相应做出调整。3.1.7对刀点换刀点确定:在安装好工件测量水平之后,建立工件坐标系。以工件中心作为对刀点,每次加工完成归零后进行换刀。3.1.8加工路线的确定:首先是凹槽开粗,设置为从外到内循环加工。其次是两壁精洗,分三刀完成。再次是对小圆弧R2的加工,用合金刀成45度角加工。最后是凹面大圆弧的精洗,同样采用45度加精加工。此工件加工路线主要是根据软件自动编程的路线,稍微做出些比较有效的修改而确定的。3.2 Pro/ENGINEER NC加工操作3.2.1 参照模型的建立参照模型也称设计模型,是所有NC加工中心不可缺少的部分。参照模型可以由Pro/ENGINEER基本模
20、块产生的实体零件、钣金件,也可以是装配件,这里我们产生的是实体零件。(1)启动Pro/ENGINEER Wildfire 4.0后,依次选择主菜单上的【文件】【新建】命令,系统弹出如图3的【新建】对话框。在【新建】对话框的【类型】中选取【零件】,在【子类型】栏中选取【实体】,同时取消【使用默认模块】复选框的勾选,最后点击“确定”按钮。在弹出的【新文件选项】对话框选择【mmns_part_solid】选项,然后“确定”。 图3-3 新建零件绘制模块(不使用缺省模块) 图3-4 选择对应的模块(2)建立草绘图形,选择TOP作为草绘平面。点击拉伸指令,选择自定义后出现草绘对话框,点击草绘后出现工作界
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