复杂零件的建模与数控加工

1、安徽工商职业学院毕业设计毕 业 设 计 (论 文)课题名称：复杂零件的建模与数控加工指导教师： 系 别： 电子信息系 专 业： 机电一体化 班 级： 10机电一班 姓 名： 目 录第一章 软件介绍11.1 autocad软件介绍11.2 proe软件介绍11.3 斯沃仿真软件介绍2第二章 零件绘图32.1零件图分析32.2 cad制图52.3 proe制图7 2.3.1零件建立模型及步骤82.3.2 零件装配图8第三章 零件仿真加工实例93.1毛坯选用原则及设置93.2毛皮装夹基准原则93.2.1常用装夹方式103.3 仿真加工103.3.1 工艺加工路线103.3.2刀具选择103.3.3参

2、数设置113.3.4零件加工程序及视图12第四章 盘类零件仿真加工实例234.1零件图纸234.2 用cad绘制零件图244.3 proe建模254.4 零件加工程序26总结35致谢36附录37摘 要随着电子产业的日益发展，各种各样的软件应运而生，极大地提高了人们的工作效率。而在产品的加工与制造上，cad，pro/e，数控无异于是最受欢迎的工具。以二维，三维，成品这样环环相扣的方式完美的展现出现代工业的便捷与强大。我国目前经济发展已经过了发展初期，正处于重化工业发展中期。在这样一个阶段只中，这些便捷的工业软件和机器在其中的作用可想而知。 在未来的数年之中，无论是中国还是其他一些发展中国家都将在

3、重化工业上一展宏图。中国企业规模、产品技术、质量等都将得到大幅提升，国产机械产品国际竞争力增强，逐步替代进口，并加速出口，这些都将是这些不可缺少的“工具”的历程，同时也是飞速发展的充分必要条件。关键词：cad pro/e 数控42第一章 软件介绍1.1 autocad软件介绍autocad软件是目前世界上最流行的计算机辅助绘图软件之一，它能快速而又精确地绘制任意简单或复杂的图形。autocad软件由美国autodesk公司于1982年首先推出。cad即计算机辅助设计（computer aided design）的英文缩写。是目前国内最流行的辅助制图软件系统，广泛应用于土木建筑、装饰装潢、城市规

4、划、园林设计、电子电路、机械设计、服装鞋帽、航空航天、轻工化工等诸多领域。在效果图应用中，cad的作用主要在于精确制图。一是平面的参考，因为在很多园林景观效果图中，无法用3d来绘制精确的地形，一般的作法是将cad绘制好的图导入3dmax中作为参照；二是绘制复杂图形，在制作效果图的过程中遇到较为复杂、或者要求精确的图形在3d中难以完成，就要使用cad来帮忙；三是部分模型库的使用，cad的大量专业应用模块和软件决定了在某个领域和方面有其快捷和方便的特性，不客观对待也是不对的。另外，工人们是难以根据效果图来施工的，因为效果图只制作可见部分，看不到的部分不做出来；绘制好的模型也无法测量出其精确尺寸。所

5、以许多客户会要求在绘制效果图的同时也出一份施工图，包括平、立面图、剖面图、天花图、电路图、灯位图、局部大样图等等。这就要求我们有较强的识图以及绘图能力，如果连基本的平、立面图、剖面图都看不懂的话，就无法根据图纸进行精确的效果图制作，更别说反过来根据做好的效果图绘制施工图。1.2 proe软件介绍proe是美国ptc公司旗下的产品pro/engineer软件的简称。pro/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。是一款集cad/cam/cae功能一体化的综合性三维软件，在目前的三维造型软

6、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。在中国也有很多用户直接称之为“破衣”。1985年，ptc公司成立于美国波士顿，开始参数化建模软件的研究。1988年，v1.0的pro/engineer诞生了。经过10余年的发展，pro/engineer已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了pro/engineer wildfire5.0（中文名野火5)。ptc的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。pro/engineer还提供

7、了全面、集成紧密的产品开发环境。是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能的综合性mcad软件。pro/engineer的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。 1.3 斯沃仿真软件介绍市面上的仿真软件有很多，例如：南京斯沃和上海宇龙、斐克，这里我们选用斯沃，南京斯沃软件技术有限公司开

8、发的，是结合机床厂家实际加工制造经验与高校教学训练一体所开发的国内第一款自动免费下载更新的数控仿真软件。通过该软件可以使学生达到实物操作训练的目的，又可大大减少昂贵的设备投入。斯沃数控仿真(数控模拟)软件包括16大类，66个系统，121个控制面板。具有fanuc、siemens(sinumerik)、mitsubishi、fagor、美国哈斯haas、pa、广州数控gsk、华中世纪星hnc、北京凯恩帝knd系统、大连大森dasen、南京华兴wa、 江苏仁和renhe、南京四开、天津三英、成都广泰great、巨森数控jnc编程和加工功能，学生通过在pc机上操作该软件，能在很短时间内掌握各系统数控

9、车、数控铣及加工中心的操作，可手动编程或读入cam数控程序加工，教师通过网络教学，可随时获得学生当前操作信息。斯沃数控仿真软件也是目前国内唯一自动免费下载更新的数控仿真软件。第二章 零件绘图 2.1 零件图分析图（1）：工件一分析：由（图1）可知，该工件为剖视图标注。涉及基本尺寸、公差、粗糙度、锥度、垂直度以及圆跳动等。（图2）：工件二分析：由（图2）可知，该工件为剖视图标注。涉及基本尺寸、公差、粗糙度、锥度、垂直度以及圆跳动等。（图3）：工件三分析：由（图3）可知，该工件为剖视图标注。涉及基本尺寸、公差、粗糙度、锥度、垂直度以及圆跳动等。（图4）：工件四分析：由（图4）可知，该工件为剖视图标

10、注。涉及基本尺寸、公差、粗糙度、锥度、垂直度以及圆跳动等。2.2 cad制图图5图6图7图82.3 proe制图2.3.1零件建立模型及步骤图9图10图11图122.3.2 零件装配图图13第二章 零件仿真加工实例3.1毛坯选用原则及设置毛坯的形状和尺寸应尽量接近零件的形状和尺寸，以减少机械加工。毛坯选择应考虑的因素工件一：该零件由圆柱，顺圆弧，逆圆弧，内螺纹等结构组成，根据上图的尺寸选用外直为为72外直径为30 长55的空心的铸造毛坯； 工件二：该组件由圆柱，顺圆弧，逆圆弧，内外螺纹等结构组成，根据上图的尺寸选用外直径为56内直径为20 长75的空心的铸造毛坯； 工件三：该组件由圆柱，顺圆弧

11、，逆圆弧，螺纹等结构组成根据上图的尺寸选用外直径为52，长75的铸造毛坯； 工件四：该组件由圆柱，顺圆弧，逆圆弧，螺纹等结构组成根据上图的尺寸选用外直径为70，长115的铸造毛坯； 3.2毛皮装夹基准原则基准重合原则。为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。便于装夹的原则。所选择的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位、夹紧机构简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。 便于对刀的原则。批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性。在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。定

12、位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。合理选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率。以左右端大端面为定位基准。为了工件不致于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，需将工件压紧夹牢。合理的选择夹紧方式十分重要，工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响。为了工件不致于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，需将工件压紧夹牢。合理的选择夹紧方式十分重要，工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响。3.2.1常用装夹方式1

13、）在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。2）在两顶尖之间装夹。对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖装夹。该装夹方式适用于多序加工或精加工。3）用卡盘和顶尖装夹。当车削质量较大的工件时要一段用卡盘夹住，另一段用后顶尖支撑。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确，应用较广泛。4）用心轴装夹。当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹，叫心轴装夹。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确。

14、 装夹方法：先用三爪自定心卡盘毛坯左端，加工右端达到工件精度要求；再工件调头，用三爪自定心卡盘毛坯右端，再加工左端达到工件精度要求。3.3 仿真加工3.3.1 工艺加工路线工件一：a 车端面及外圆保证总长最大外径，用直径为20mm的钻头将工件轴向钻通。 b 先加工图形的左边，再加工图形的右边。螺纹在加工右边时最后加工。工件二：a 车端面及外圆保证总长最大外径，用直径为20mm的钻头将工件轴向钻通。b 先加工图形的左边，再加工图形的右边。工件三：a 车端面及外圆保证总长最大外径，用直径为20mm的钻头将工件轴向钻通。b 先加工图形的左边，再加工图形的右边。工件四：a 车端面及外圆保证总长最大外径

15、，用直径为20mm的钻头将工件轴向钻通。b 先加工图形的左边，再加工图形的右边。3.3.2刀具选择工件一：高速钢材质t0101:90度外圆粗车刀（刀宽20）t0202:35度外圆精车刀（刀宽15）t0404:90度镗刀（刀宽15）工件二：高速钢材质t0101:90度外圆粗车刀（刀宽20）t0202:35度外圆精车刀（刀宽15）t0303：刀宽为4的左割刀t0505:90度镗刀（刀宽15）t0606:60度外螺纹刀（刀宽15）t0707:60度内螺纹刀（刀宽15）t0505:60度内螺纹刀（刀宽15）工件三：高速钢材质t0101:90度外圆粗车刀（刀宽20）t0202:35度外圆精车刀（刀宽15

16、）t0303:直径为20的钻头（刀长150）t0404:90度镗刀（刀宽15）t0505:60度内螺纹刀（刀宽15）工件四：高速钢材质t0101:55度外圆粗车刀（刀宽20）t0202:35度外圆精车刀（刀宽15）t0303:刀宽为4的左割刀t0404:直径为20的钻头（刀长150）t0505:90度镗刀（刀宽15）t0606:60度外螺纹刀（刀宽15）3.3.3参数设置工件一：t0101;g71循环切削方式400转速背吃刀量2 进给量f100 ;tt0202 g70 循环切削方式800转速背吃刀量0.5f进给量f30;0202 g70 循环切削方式800 转速背吃刀量0.5f进给量f30;t

17、0404;g90循环切削方式500转速。工件二： t0101g71循环切削方式400转速背吃刀量2 ,进给量f100 ;g71循环切削方式400转速背吃刀量2 进给量f100 ;t0404;g74循环切削方式,400 转速，背吃刀量4 进给量f30;t0505g90循环500转速,进给量f30;t0606g76循环进给量600;t0707g76循环进给量600。工件三： t0101g71循环切削方式400转速背吃刀量2 ,进给量f100 ;g71循环切削方式400转速背吃刀量2 进给量f100 ;t0303g74循环400转速转速背吃刀量4进给进给量f30;t0404转速500进给量f30;t

18、0505g76循环转速600t0303g74循环400转速转速背吃刀量4进给进给量f30;t0404转速500进给量f30;t0505g76循环转速600。工件四：t0101g71循环切削方式400转速背吃刀量2 ,进给量f100 ;g71循环切削方式400转速背吃刀量2 进给量f100 ;t0303g74循环400转速转速背吃刀量4进给进给量f30;t0404转速500进给量f30;t0505g76循环转速600t0303g74循环400转速转速背吃刀量4进给进给量f30;t0404转速500进给量f30;t0505g76循环转速600;t0606，g76循环转速600。3.3.4零件加工程

19、序及视图工件一：程序1；o0001g0x100z100t0101x80z5m3s500g71u2r1g71p10q20u1w0.5f80n10g0x62g1m8z0g3x72z-5r5g1z-15n20g0x80m9x100z100t0202x80z5g70m8p10q20f30s800g0m9x100z200t0303g0x0z10g74r1g74m8z-65q8r0s400f30g0m9x100z100t0404x18z5g90m8x22z-32s400f30x28x33x36z-24x37g0x46.11g1z0x42.11z-2x37.21z-25x36.05x34.05w-1z-30

20、z10f100g0x100z100m30视图窗口：图14程序2：o0002m03s400t0101g00x100z100x80z2g71u2r1g71p10q20u0.5w0.1f80n10g0x49g1m8z0g2x63.1151z-20.673r50g3x72z-36.354r30g1z-40n20g0x80g0m9x100z100t0202x80z5g70m8p10q20f30s800g0m9x100z100t0303x18z5g90m8x22z-25s400f30x28x33x36z-22x37g0x43.59g1z0x41.59z-1x37.21z-23x36.05x34.05w-1

21、z-25z10f100g0m9x100z100t0404x30z10z-20g76p020560q150r0.1g76x36z-32p3680q1800f1.5g0z10x100z100m30视图窗口：图15工件二：程序1：o0003m03s400t0101g00x100z100x62z5g71u2r1g71p10q20u0.2w0.1n10g0x36g1m8z0g3x44z-4r4f80g1z-30x51.428g3x56w-7.5r13.47n20g0x62g0m9x100z100t0202x62z5g70m8p10q20f30s800g0m9x100z100t0303x53z-30g1m

22、8x40f30s400x48f100g0m9x100z100t0404g00x100z100x18z2g90m8x2z-40f30x25z-24x27.5g0x36g1z0g2x28z-4r4g1z-25x25z-40x23f100z10g0m9x100z100m30视图窗口图16程序2:o0004g0x100z100t0101x62z5m3s500g71u2r1g71p10q20u1w0.5f80n10g0x34g1m8z0x36z-1z-14x39g3x41w-1r1g1x44z-30x51.428g3x56w-7.5r13.447n20g0x62g0m9x100z100t0202x62z

23、5g70m8p10q20f30s800g0m9x100z100t0303x38z-14g1m8x32f30s400x38f100g0m9x100z100t0606x38z5g76p031060q15r0g76x34.05z-11p0.9742q600f1.5g0m9x100z200t0505x18z5g90m8x22z-40f30x25z-24g0x28.05g1z0x26.05z-1z-25x25z-40x23f100z10g0m9x100z100t0707x24z5g76m8p031060q15r0g76x28z-21p0.9742q600f1.5g0m9x100z100m30视图窗口：图

24、17工件三：程序1:o0005g0x100z100t0101x62z5m3s500g71u2r1g71p10q20u1w0.5f80n10g0x30g1m8z0x32z-1w-5.886g2x37.132w-15.811r50g1x44.67w-11.303x54x56w-1w-7n10g0x62g0m9x100z100t0202x62z5g70m8p10q20f30s800g0m9x100z100m30 视图窗口： 图18程序2:o0006g0x100z100t0202x62z5m3s500g71u2r1g71p10q20u1w0.5f80n10g0x46g1m8z0x48z-1w-4x38

25、w-5w-15x48w-5w-3x54x56w-1n20g0x62g70p10q20f30s800g0m9x100z200t0303x0z10g74m8r1g74z-30q8r0f30s400g0m9x100z100t0404x18z5g90m8x22z-23f30x25x30z-7g0x34.96g1m8z0x30.57z-1.6z-8x26.05z-23x26f100z10g0m9x100z100t0505x26z5z-6g76m8p031060q15r0g76x28z-20p0.9742q600f1.5s500g0m9z10x100z100m30视图窗口：图19工件四：程序1：o0007

26、;g0x100z100t0101;x75z5;m3s500;g71u2r1;g71p10q20u1r0.5f80s400;n10g0x26;g1m8z0;x28z-1;z-16;x35.19;g3x39.19w-2r2;g1x43z-34;x49;g2x61.42w-30.132r50;g3x67.875w-26.823r35;n20g0x75;g0m9x100z100;t0202;x75z5;g70m8p10q20f30s800;g0m9x100z100;t0303;x30z-16;g1m8x24f30s400;x28f100;w-1;x26w-1f30;x30f100;g0m9x100z1

27、00;t0404;x30z5;g76m8p031060q15r0;g76x26.05z-13p0.9742q600f1.5s500;g0m9x100z100;m30;视图窗口：图20程序2：o0008;g0x100z100t0101;x75z5;m3s400;g71u2r1;g71p10q20u0.8w0.5f80;n10g0x68;g1m8z0;x70z-1;z-2.079;g2x67.875z-19.045r25;n20g0x75;g0m9x100z100;t0202;x75z5;g70m8p10q20f30s800;g0m9x100z100;t0505;z10;x0;g74m8r2;g7

28、4z-45p6r0f30s400;g0m9x100z100;t0606;x18z5;g90m8x22z-34f30;x28;x31;x36z-12.3;g1x46.66;z0;x44.66z-1;x37.132w-11.303;g2x32w-15.811r50;g1z-35;x30;z10f100;g0m9x100z100;m30;宏程序段：n20 g65 h01 p#200 q2.097;g65 h3 p#201 q12 r#200;g65 h4 p#202 q#201 r#201;g65 h5 p#203 q#202 r15;g65 h27 p#204 q1 r#203;g65 h4 p#

29、205 q#204 r2;g65 h3 p#206 q82 r#205;g1 x#206 z-#200;g65 h2 p#207 q#200 r0.005;g65 h86 p20 q#200 r19.045;图21第三章 盘类零件仿真加工实例4.1 示例零件图纸4.2 用cad绘制零件图图22图234.3 proe建模图24图25图26图274.4 零件加工程序程序1： o0009；g54g90g0x100y100z100t1x0y0z10x56m3s400g1m8z-15f30g2i-56j0g1x50g2i-50j0g1x45g2i-45j0g1x43g2i-43j0g1z10g0x19.

30、365y40g1z-15x-19.365y38x19.365z10g0y-40g1z-15x-19.365y-38x19.365z10f100g0x28.28y28.28g1z-10f30x30.5y25.43g2x25.43y30.5r10g1x32.54y22.75g2x22.76y32.57r10g1z10f100g0x-28.28y28.28g1z-10f30x-30.5y25.43g3x-25.43y30.5r10g1x-32.54y22.75g3x-22.76y32.57r10g1z10f100g0x-28.28y-28.28g1z-10f30x-30.5y-25.43g2x-25

31、.43y-30.5r10g1x-32.54y-22.75g2x-22.76y-32.57r10g1z10f100g0x28.28y-28.28g1z-10f30x30.5y-25.43g3x25.43y-30.5r10g1x32.54y-22.75g3x22.76y-32.57r10g1z10f100g0x0y30.5g1z-5f30x13.95g3x30.5y13.95r14.5g2y-13.95r38.5g3x13.95y-30.5r14.5g1x7y-40x-7y-30.5x7y-35x-7y-30.5x-13.95g3x-30.5y-13.95r14.5g2y13.95r38.5g3x

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