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汽车模型的设计及数控加工


2012 届本科毕业论文(设计)

论文题目:汽车模型的设计及数控加工

学生姓名: 所在院系:机电学院

所学专业:机械设计制造及其自动化

导师姓名: 完成时间:2012 年 5 月 18 日





数控机床是典型的机电相融合的

机电一体化产品,CAD/CAM 是计算机科学同 机械工程交叉的结果。 本课题主要是对汽车模型进行设计并用数控机床加工,在 设计和加工过程中,用 Solid Works 进行造型设计, CAXA 制造工程师来生成加 工轨迹路线和加工代码, 然后采用数控机床进行各个零件的加工,最终完成模型 组装。 关键词:数控机床,造型设计,Solid Works ,CAXA 制造工程师,数控加工

Abstract
CNC machine tool is typical of combining electromechanical integration of the mechanical and electronic products,CAD/CAM is computer science with mechanical engineering cross results. This topic is mainly to the car model design and CNC machine tool processing, in the design and processing process, with Solid Works on model design, CAXA manufacturing engineers to generate processing track route and processing code, then the CNC machine tools for various pats processing ,finally complete assembly model. Keywords:CNC Machine Tool , Model Design ,Solid Works ,CAXA Manufacturing Engineers ,CNC Machining

目 录 1 绪论.............................................................. 1 2 设计要求.......................................................... 1 3 汽车模型的基本设计............................................... 2 3.1 3.2 汽车底盘及其附件 ........................................... 2 汽车车身及其附件 ........................................... 8

4 CAXA 制造工程师自动编程及加工参数设臵 ............................ 11 4.1 平面轮廓加工 ............................................... 11 4.1.1 图形的绘制............................................ 11 4.1.2 平面轮廓加工参数设臵.................................. 11 4.1.3 生成加工轨迹.......................................... 18 4.1.4 后臵处理.............................................. 20 4.1.5 生成 G 代码............................................ 21 4.1.6 生成工序单 ............................................ 21 4.1.7 轨迹仿真.............................................. 22 5 数控机床的操作步骤............................................... 23 5.1 Fanuc 系列的加工中心........................................ 23 6 本次设计过程中出现问题分析....................................... 24 7 结束语........................................................... 24 致谢............................................................... 25 参考文献........................................................... 26

1 绪论
数控技术是机械工程于先进的微电子技术、计算机软硬件技术 、传感检测 技术、 自动控制技术等深度结合的机电一体化高技术。数控技术是以数字程序的 形式实现控制的一门技术, 它综合应用了各个技术领域里的新成就,具有广泛的 通用性,是高自动化程度的工业自动控制技术。1948 年,美国帕森斯公司向美 国空军部门提出了革新加工机床设备的新方案,经过几年的研究,于 1952 年试 制成功了世界上第一台数控机床实验性样机, 又经过三年的改进与自动程序编制 的研究,于 1955 年进入实用阶段,自此数控技术开始迅猛溶入到现代工业中。 数控技术作为一种集计算机技术、微电子技术、通讯技术、控制与测量技术 等光、机、电为一体的综合技术已广泛应用于机械、电子和国防等工业部门。数 控技术应用最早、最广泛的是机床行业,现在已经有数控车床、数控铣床、数控 钻床、数控磨床、数控切割机床、数控加工中心等。 CAD/CAM 已经被广泛使用,数控机床及其技术正是计算机辅助制造系统的基 础,利用数控加工技术可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工,而且加工 的准确性和精度 都可以得到很好的保证。数控加工技术加工效率高, 利用数字 化的控制手段可以加工复杂的曲面。而加工过程是由计算机控制,所以零件的互 换 性强,加工的速度快; 数控系统优化了传动装臵,提高分辨率,减少了人为误差, 因此加工的精度可以得到很大的提高;由于采用了自动控制方式,加工的全部过 程是由数控系统完成,只需要监视设备的运行状态,所以劳动强度很低;适应能 力强,数控加工系统就象计算机一样,可以通过调整部分参数达到修改或改变其 运作方式,因此加工的范围可以得到很大的扩展。

2 设计要求
模型设计的具体要求为: (1)计算模型的尺寸大小及其装配结构; (2)利用 SolidWorks 软件进行实体模型的设计; (3)确定模型的尺寸及其结构,绘制模型各个零部件图; (4)确定模型的加工方式,生成加工轨迹和 G 代码; (5)使用数控机床进行加工,并组装成模型。

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3 汽车模型的基本设计

甲壳虫汽车的由来: 20 世纪 60 年代德国的甲壳虫式轿车的问世,甲壳虫 的出现使经济性家庭轿车达到一个新的销售高潮 。甲壳虫系列是德国大众最成 功的车型之一,从第一辆甲壳虫问世到现在,已六十多载岁月,在它诞生, 发展, 壮大的过程中更是充满了传奇色彩.更令人奇怪的是无论哪个年代的人,都会对 甲壳虫一见倾心, 似乎时间的力量在这款车上并不起作用。 甲壳虫的诞生与希特勒有关在二次大战之前,希特勒希望能够生产一种德国 普通老百姓都能买得起的民用车, 并对这款车所能达到的性能做了明确规定:汽 车的最高速度要达到 62 英里/小时,每加仑汽油要能够行驶 42 英里,必须是风 冷发动机,而且车内还要能够乘坐 2 个成年人和 3 个儿童。而这款车的设计工作 就交给了当时赫赫有名的波尔舍博士(Ferdinand gen. 1934 年 6 月 22 日, 德 国汽车制造联合会委托著名的汽车设计师费迪南 波尔舍设计一款 "大众汽车" . 1935 年,样车下线,搭载了改进型空冷 700 毫升直列 4 缸发动机,功率达到 22 马力.这款车可以说是日后甲壳虫车型的原型,其极具个性的元素在后来的甲壳 虫车型上都得到了体现。 不过这种车外型实在太像 甲壳虫了,于是它被冠以一了 这个绰号--甲壳虫(Beetle). Porsche). 波尔舍先生不仅是老甲壳虫车型的技 术之父,同时 也是世界著名的豪华跑车保时捷公司的创立者.甲壳虫的原名即是 现今大众车的名字--Volkswan。 本课题是通过对甲壳虫汽车模型的设计与数控加 工来提高自己的软件设计与数控机床操作的能力, 所设计的汽车模型是在实际汽 车模样的基础上进行抽象和简化而来的。 实际甲壳虫汽车结构相当复杂,使用形象化设计后就会简单一些。本课题中 甲壳虫汽车模型分为五个部分:一、汽车底盘(汽车前轮、汽车后轮、汽车轮胎 罩、汽车底盘);二、汽车车身(左侧汽车架、右侧汽车架、左车门、右车门、 后视镜);三、汽车引擎盖(车前垫板一、车前垫板二、车前垫板三、引擎盖); 四、汽车内部座位;五、车顶盖和后盖。

3.1

汽车底盘及其附件

双击桌面上“SolidWorks2008 SP0”图标,然后打开 SolidWork s 新建→零件 →草图,进入到绘图界面,如图 1 所示:

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图 1 SolidWorks2008 的工作界面

甲壳虫汽车底盘由汽车前轮、 汽车后轮、 汽车轮胎罩、 汽车底盘几部分组成, 材料选用四毫米厚的有机玻璃。汽车底盘如图 2 所示:

图 2 汽车底盘

汽车底盘四个 U 型口是用来安装汽车的四个轮子的,用一个卡子与 U 型口十 字配合,这样设计可以让轮子能够旋转。汽车轮子和卡子如图 3、图 4 所示:

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图 3 轮子

图 4 卡子

汽车底盘上的两个圆孔是安装车门的能够让车门开关, 车门上也设计矩形槽 与车身配合,这样车门有了旋转支点。车门如图 5 所示:

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图 5 车门

汽车底盘后面的两个长孔是与汽车座位配合的,并设计了一个卡子将汽车 座位固定,以免座位移动,汽车座位和卡子如图 6、图 7 所示:

图 6 汽车车座

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图 7 车座卡子

汽车车座上面的两个凸起圆柱是安装车座靠背的,车座靠背有前后之分, 下面的两个凸起是安装前座垫和后座垫的,前后车座靠背和前后车座垫、车座组 装图分别如图 8、图 9、图 10、图 11、图 12 所示:

图 8 汽车前靠背

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图 9 汽车后靠背

图 10

汽车前座垫

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图 11

汽车后座垫

图 12 汽车车座组装

3.2

汽车车身及其附件

甲壳虫汽车车身是曲线形的,把车身设计成曲线形的看起来更舒服、美观, 由人体美学而生的流线型设计, 始终是人们最为偏爱的线条,也是视觉最美的享 受。 汽车的线条不仅仅是一种趋势, 甚至代表了一种文化, 一种汽车品牌的标志, 也成为开车人的一种个性特征的体现。汽车车身如图 13 所示:

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图 13 汽车车身

车身前后两个口是与汽车底盘配合的,这样可以将汽车车身固定在底盘上 面,车身前面的一个口还要安装三个车前垫板,垫板图形如图 14、图 15、图 16 所示:

图 14 车前垫板 1

图 15 车前垫板 2

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图 16

车前垫板 3

汽车附件有方向盘、车镜挡板、引擎盖等,汽车的整体组装图如图 17、图 18 所示:

图 17

汽车整装图一

图 18

汽车整装图二

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4 CAXA 制造工程师自动编程及加工参数设臵
汽车模型的加工方式主要是铣削加工,因该模型的结构复杂,组件比较多, 并且重复的零件也不多。所以不便将每个组件的编程和它的加工参数都叙述出 来。这里仅举一部分零件的图形对其进行编程和加工参数的设臵。 4.1 平面轮廓加工 4.1.1 图形的绘制 以汽车的底盘为例,来详细介绍一下平面轮廓加工的详细过程。 双击桌面上“CAXA 制造工程师”图标,打开绘图软件,绘制汽车的底盘:

图 19

底盘

4.1.2 平面轮廓加工参数设臵 单击菜单栏上的“应用”然后点击下拉菜单中的“轨迹生成”再点击“平面 轮廓加工” ,弹出“平面轮廓加工参数表” ,在这一个对话框中设臵平面轮廓加工 的参数,把这些参数设臵完成,就可以了。

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图 20

设臵加工参数表

“平面轮廓加工参数”共包含了八项的内容:加工参数、拐角过渡方式、走 刀方式、轮廓补偿、行距定义方式、拔模基准、层间走刀、机床自动补偿 (G41/G42) 。 加工参数:加工精度是刀具轨迹(由直线与圆弧拟合而成)和实际加工模型 (轮廓)的允许最大偏差。对两轴加工来说,加工误差是用折线段逼近样条时的 误差。加工精度越高,折线段越短,加工代码越长。决定加工出来零件的精度, 该精度的选取主要取决于被加工零件是用来干什么的, 以及它与其它的零件配合 时的要求。如果是主要零件,配合精度要求较高的情况下,加工精度的选取就要 高一些;如果不是主要组件,且配合精度要求不高,那么加工精度就可以设臵的 低一些。由于本次设计只是一个基本的模型,能够把它们配合在一起就可以了, 所以精度要求不是非常高,即 0.01 不用改动即可。拔模斜度是针对有一定倾斜 度的一些零件来说的,与拔模基准配合使用,而本次设计的模型并无斜度,故拔 模斜度设臵成 0 即可。 刀次是加工工件时生成的刀位的行数,它取决于去除材料 总厚度和每刀切除的厚度,由于所使用材料的厚度均为 4mm 和 5mm(但有一些 地方不均匀) ,综合考虑刀具直径、加工厚度和加工效率,采用两次走刀完成。 顶层高度的选择取决于我们在工件上基准的选用,当选用工件上顶面为基准时, 顶层高度设臵则为 0。如果顶层高度为正值时,材料就不会被加工到,刀具就在 材料的上方运动,即空走刀;如果顶层高度为负值时,刀具就会从工件上顶面以 下的位臵开始进行加工,负值较小时,倒不会有什么大的危险,但在负值较大的
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情况下,就有可能造成严重不良后果,具有一定的危险性,因此将此值设为 0。 底层高度就是我们所要去除的材料厚度,如果以工件上顶面为基准,则底层高度 为负值,其大小表示要去除的材料厚度,负号表示刀具向靠近工件方向运动。因 为选用材料厚度为 4mm 或 5mm, 如果要将工件加工穿透, 底层高度则设应-4mm 或-5mm,但是考虑到工件的厚度不均匀的问题,因此将底层高度设臵为-4.2mm 或-5.0mm。每层下降高度就是两次走刀所去除的工件材料的厚度,因选用两次 走刀完成加工,所以每层下降高度为去除材料的总厚度的一半,即为 2.1mm。 拐角过渡方式: 拐角过渡就是在切削过程遇到拐角时的处理方式。拐角过渡 方式有两种:尖角和圆弧,尖角是刀具从轮廓的一边倒另一边的过程中,以直线 的方式过渡,而圆角则是以圆弧过渡。若是单加工一个零件,它拐角过渡方式是 哪一个都无所谓,但是如果是配合就需要考虑过渡的方式,因为圆弧无法配合, 因此拐角过渡方式设为尖角。 走刀方式: 是指刀具轨迹行与行之间的连接方式。走刀方式有单向和往复两 种,采用单向走刀方式的时侯,刀具轨迹是抬刀连接。当刀具加工到一行刀位的 终点后, 就按给定的退刀方式提刀到安全高度,再沿直线快速走刀到下一行的刀 位首点所在位臵的安全高度, 按给定的下刀方式下刀,然后再按给定的进刀方式 进刀并开始进行切削;采用往复走刀方式时,刀具轨迹是直线连接。与单向走刀 不同的是,在进给完一个行距后,刀具沿相反的方向进行加工,行间不抬刀。因 为走刀方式只是对开轮廓有效,对于封闭轮廓不存在单向走刀和往复走刀之分。 由于加工该工件时都是封闭轮廓,因此选用两种走刀方式中任何一种皆可。 轮廓补偿:在平面加工方式中,需要考虑刀具大小的影响,即刀具中心线相 对于轮廓的偏臵补偿量。轮廓补偿分为 ON、TO 和 PAST 这三种方式,当选用 “ON”方式时,刀具中心线与轮廓线重合,即不考虑补偿;当选用“TO”方式 时,刀具中心线不到轮廓,相差一个刀具半径;当选用“PAST”方式时,刀具 中心线超过轮廓一个刀具半径。 但是后两种情况也不是一定的,它们与选择加工 的方向有关,如果选择的加工方向不一样,或许加工的轨迹是一样的,这两种补 偿的方法可以在操作时具体设臵。该工件的轮廓补偿应设为后两种中的任意一 种,但是要注意相应的加工方向的选择。 行距定义方式:行距即为每层加工中刀具的吃刀量(铣削宽度) 。行距有行 距方式和余量方式两种定义方式。 行距方式即确定最后加工完工件的余量及每两 次加工之间的行距(吃刀量) 。其中,加工余量为给下一道工序的余量。余量方 式是定义每次加工完所留的余量,单击“定义余量”按钮,可利用余量定义的对 话框, 来定义每一次加工结束后所剩的余量。 通常情况下, 我们都采用行距方式, 对于一刀完成加工的工件,其行距并不起作用,因此设臵行距为 2,加工余量为

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0。 拔模基准: 是当加工的工件带有拔模斜度时,工件的顶层轮廓与底层轮廓的 大小不一样。 利用平面轮廓加工功能生成加工轨迹时,只需要画出工件顶层或底 层的一个轮廓形状即可,不必画出两个轮廓。 “拔模基准”是用来确定加工所使 用的轮廓是工件的顶层轮廓还是底层轮廓的。 底层为基准指加工中所选的轮廓线 是工件底层的轮廓; 顶层为基准指加工中所选的轮廓线是工件顶层的轮廓。由于 本次加工工件并无拔模斜度,因此任选拔模基准为“顶层为基准” 。 层间走刀:层间走刀的刀具连接分单向和往复,采用单向走刀方式时,刀具 轨迹抬刀连接。刀具加工完一层后,按给定的退刀方式提刀到安全高度,再沿直 线快速走刀到下一刀位首点所在位臵的安全高度,按给定的下刀方式下刀,然后 按给定的进刀方式进刀并开始切削。采用往复时加工完一层后不抬刀,而是直接 进刀到下一层高度,层间不抬刀。与走刀方式相同,层间走刀方式只是对开轮廓 有效,对封闭轮廓不存在单向和往复之分。因此层间走刀方式可以不设,也可以 为任意。 机床自动补偿(G41/G42) :是指当选择机床自动补偿选项时,系统在下 刀到指定高度后的第一个加工点位位臵时,自动添加 G41 或 G42。G41 为左补 偿,G42 为右补偿,补偿的方向取决于加工的侧边和轨迹的方向,此次不采用机 床的自动补偿。 所以“平面轮廓加工参数”设臵如图 20 所示。 单击“平面轮廓加工参数表”中的“切削用量”就出现“切削用量”中各项 参数设臵的对话框,如图 21 所示。 “切削用量”是用来定义加工过程中的各种速度及高度参数的。 速度值:主轴转速是机床切削加工时,机床主轴的转动速度(r/min) 。根据 实际情况来定,一般情况下,都是 800 r/min 或者是 1000 r/min,即主轴转速设为 1000 r/min;接近速度是指从慢速下刀高度切入工件前刀具进给的速度,这个速 度值不易过大,可以设臵小一点,100mm/min 就可以了;切削速度是指机床正 常切削时,刀具行进的线速度(mm/min) ,这个速度值也不易过大,需要考虑到 刀具和被加工的材料,设臵为 200 mm/min 就可以了;退刀速度是指刀具离开工 件回到安全高度时刀具行进的速度,这个速度值可以适当的大一些,以用来减少 加工时间,设为 800mm/min 即可;行间连接速度是指刀具在两个刀具行连接处 的行进速度。用在有往复加工的加工方式中,避免在顺铣和逆铣的变换过程中, 机床的进给方向产生急剧变化,从而对机床、刀具及工件造成损坏,此速度一般 应小于进给速度,还可以设臵为 100mm/min。

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图 21 切削用量参数表

高度值:起止高度是指进刀、退刀时刀具的初始高度,这个高度值应该设臵 大一些为好,防止在开始加工的时候出现一些问题,能够有足够的时间来解决, 避免造成不必要的损失,设臵为大于安全高度的合理高度,可以设臵为 30mm; 安全高度是指保证在此高度以上快速走刀而不与工件发生碰撞的高度, 应该高于 零件的最大高度且小于起止高度,可以设臵为 15mm;这两个值之所以设臵有一 些小, 是因为我们的加工材料都是有机玻璃。慢速下刀相对高度是指相对于加工 位臵的高度值, 刀具快速下刀到相对高度位臵, 然后以接近速度下刀到加工位臵, 在此高度处,刀具进给速度十分缓慢,为了减少切削加工的时间,提高加工效率 并保证满足加工条件,故将此值设臵为 10mm。 因此“切削用量”的速度值和高度值设臵如图 21 所示。 单击“平面轮廓加工参数表”中的“进退刀方式”就出现“进退刀方式”的 参数设臵框,如图 22 所示。 “进退刀方式”包含两项内容:进刀方式和退刀方式。 进刀方式: 垂直是指刀具在工件的第一个切削点处直接开始切削,刀具的切 削方式是垂直下刀进行切削, 然后沿轮廓进行切削;直线指刀具沿直线方向向工 件的第一个切削点开始切削,其中,长度是指进刀到切削起点的直线长度,角度 是指进刀直线与轨迹切向夹角;圆弧是刀具沿与轨迹相切的 1/4 圆弧向工件的第 一个切削点前进,其中,半径是指进刀圆弧的半径,延长是指延长直线的长度,
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转角是指延长直线与圆弧的夹角;强制是指刀具从一个给定的点,然后让刀具从 这一个给定点向工件的第一个切削点开始切削。 退刀方式中的几种方式与进刀方式的几种方式是一样的。 因为进退刀方式对轮廓切入部分的表面质量影响很大, 并且在加工本工件的 时候采用除垂直外的其它进退刀方式也难以满足加工要求, 故在加工该工件时采 用的进退刀方式都选为垂直, 并且在以后的工件的加工中都采用垂直的进退刀方 式。

图 22

进退刀参数表

所以“进退刀方式”的参数设臵如图 22 所示。 单击“平面轮廓加工参数表”中的“下刀方式”就出现“下刀方式”的参数 设臵框,如图 23 所示。 “下刀方式”包含两项内容:下刀的切入方式和下刀点的位臵。 下刀的切入方式: 下刀的切入方式是刀具切入被加工工件或在两个切削层之 间,刀具从上一切削层切入下一个切削层的走刀方式。它包含了垂直切入、螺旋 切入、倾斜切入、渐切切入四种方式。垂直切入就是指在两个切削层之间,刀具 从上一层沿 Z 轴方向直接切入到下一层,螺旋就是指在两个切削层之间,刀具 从上一层的高度沿螺旋线以渐进的方式切入工件毛坯,直到下一层的高度,然后 开始切削,其中,半径是螺旋线在水平方向上投影的半径,近似节距指每旋转一 圈,刀具下降的高度;倾斜就是指在两个切削层之间,刀具从上一层的高度沿斜
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向折线渐进切入工件毛坯,直到下一层的高度,然后开始切削,其中,长度是指 折线在水平面投影线的长度, 近似节距是指刀具每折返一次下降的高度,角度指 折线与切削轮廓的夹角; 渐切就是指在两个切削层之间,刀具从上一层的高度沿 斜线渐进切入工件毛坯,直到下一层高度,然后开始切削。

图 23 平面轮廓加工参数表

下刀点的位臵: 斜线的端点或螺旋线的切点就是指当采用倾斜方式下刀时, 下刀点是斜线的端点,当采用螺旋线方式下刀时,下刀点是螺旋线的切点;斜线 的中点或螺旋线的圆心就是指当采用倾斜方式下刀时,下刀点是斜线的中点,当 采用螺旋线方式下刀时,下刀点是螺旋线的圆心。 如果下刀的切入方式选为垂直,则下刀点的位臵为不可选择项,仅在下刀的 切入方式中选择垂直即可。 因为在本工件加工中部分轮廓尺寸较小,并且除垂直 的下刀切入方式外, 其它下刀的切入方式并不容易满足加工要求,故选用垂直的 下刀切入方式。 所以“下刀方式”的参数的选择如图 23 所示。 单击“平面轮廓加工参数表”中的“铣刀参数” ,即出现铣刀参数设臵框, 在此来设臵铣刀的一些参数,如图 24 所示。 在铣刀的参数中,根据自己的需要来设臵铣刀的参数。 “当前铣刀名”中直 接选择加工所需的刀具,如果没有加工所需的刀具,可以在“增加刀具”中设臵
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所需刀具; 刀具号和刀具补偿号都设为 01, 刀具半径根据自己的需要设为 1mm; 因为是平面轮廓加工,故铣刀为平头铣刀,即刀角半径为 0;刀刃的长度和刀杆 的长度就采用 30 和 40 就行了。然后单击“预览铣刀参数”就可以在右面的图框 中看到选用的铣刀形状了。如果刀具不需要时还可以进行删除。 所以“铣刀参数”的设臵如图 24 所示。

图 24 铣刀参数表

4.1.3 生成加工轨迹 单击“平面轮廓加工参数表”对话框上的“确定”按钮,在命令的状态栏里 出现“ 轮廓的三种方式,即“ 择链拾取,然后就可以选取轮廓了。 在选择了一个轮廓后,在图形上就会出现一个箭头,即为加工方向,如图 25:
”然后将鼠标移至绘图区,按下空格键,即出现选取

”默认的拾取方式为链拾取。选

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图 25 轮廓加工方向

单击一个箭头方向后,即把该图形的整个封闭的轮廓都选定了,此时,又出现了 一个箭头,此箭头决定了刀具的加工轨迹,在命令框中又出现了“ ” 。

轮廓补偿选择了“TO” ,此时选择轮廓外面,这样加工轨迹就在图形的外面了。 单击轮廓里面的箭头后,命令框中出现了“ 击右键后,命令框中又出现了“ 就完成了,如图 26: ” ,此时单击右键即可,单

”再次单击右键,整个轮廓的加工轨迹

图 26 加工轨迹一

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对于其余的每一个轮廓的加工轨迹也是一样的,即:

图 27 加工轨迹二

工件的加工轨迹生成后,下一步就是要进行后臵处理。 4.1.4 后臵处理 单击“应用”-“后臵处理”-“后臵设臵” ,即出现“后臵设臵”对话框, 如图 28 所示:

图 28 后臵设臵

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在“增加机床”对话框中,可以选择加工所需要的机床,设臵与加工指令相关的 参数。 如果没有相应的机床, 可以增加机床名称, 设臵相应的参数, 当不需要时, 也可以删除当前的机床。 “增加机床”部分设臵完成后,单击“后臵处理设臵” , 即出现后臵处理设臵相关参数,在此对话框中设臵行号、坐标输出格式、圆弧控 制等一些相关设臵。设臵完成后,单击“确定”即可。本次参数的设臵如图 28 所示。 4.1.5 生成 G 代码 单击“应用”-“后臵处理”-“生成 G 代码” ,出现代码要保存的位臵,即:

图 29

选择后臵文件

选择一个位臵,命名一个文件名“o1111” ,单击“保存” ,命令框中出现“ ” 然后,按照加工的顺序选择轨迹,单击右键,即出现 G 代码:

图 30 G 代码

4.1.6 生成工序单 单击“应用”-“后臵处理”-“生成工序单” ,选择保存的位臵和文件名:

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图 31

后臵设臵

单击“保存”按钮,在任务栏中显示选择加工轨迹,选择相应加工轨迹后右 键单击,即弹出“加工轨迹明细单” :
表 1 加工轨迹明细表

4.1.7 轨迹仿真 单击“应用”-“轨迹仿真” ,命令框中出现“ 轨迹,然后单击右键,出现“ 图 32 所示: ”选择相应的刀具 ” ,

” ,确定一个点,出现“

再确定一个点,这两个点为空间的两个点,两个点确定后即可进行轨迹仿真,如

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图 32 轨迹仿真

5 数控机床的操作步骤
本实验用到 Fanuc 系列的加工中心,下面就进行本设计的过程中,以自己所 操作的过程,将这台机床的操作步骤概括如下: 5.1 Fanuc 系列的加工中心 操作步骤: 1.传程序: 在加工中心上:编辑---PROG---列表---操作---读入---(输入名字) ---执行(出现 LSK) 在电脑上:CNCEDit4---CIMCOEdit.exe---机床通讯---发送文件--(Machine)为默认---确定---“找到程序”---打开,即可。 (传完后,单 击“确定”按钮即可) 2.机床回零: 回参考点:--- +X,+Y,+Z. 注意:在参考点不能久停,回零后应移动适当的距离。 3.对刀: 手轮---OFS/SET---坐标系---选 G54---分别输入 X0,Y0,Z0---测量 4.模拟: 1).手动---Z 轴锁住、机床锁住、空运行 2) .编辑---列表--- 输入名字) ( ---input 或者 ( “下列” ---CUTM/GR--) 图形---自动---循环启动

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5.机床加工: 编辑---列表---(输入名字)--- input(或者“下列” )---自动---循环 启动

6 本次设计过程中出现问题分析
以上是本次设计的基本过程,设计模型也能拼接完成,总体上还是比较成功 的,但是也避免不了会出现一些问题。比如:汽车一些零部件的连接存在缝隙, 配合不太好。通过分析,主要还是在设计与加工过程中考虑不够全面,在以后的 设计中一定吸取教训,争取做到更好。

7 结束语
CAXA 软件可以对已生成的轨迹进行仿真加工和刀具干涉检查, 如有刀具干 涉现象可以通过改变加工参数表中刀具干涉角度的大小来重新生成轨迹和代码, 再次仿真加工,检查干涉,直至消除。排除了由于刀具干涉发生废品的可能性。 采用自动编程是最合理的编程方案,它方便、准确、加工效率高,工件加工程序 的编制工作全部由计算机完成, 可以有效解决手工编程中出现的图形基点计算困 难、无法进行刀具干涉检查、刀具走刀路线不合理的问题,这也是数控编程发展 的趋势。 在此次设计的过程中, 培养了我的综合运用所学知识的能力,分析和解决实 际中所遇到问题的能力, 并且能巩固和深化我所学的专业知识,使我在调查研究 和收集资料等方面有了显著的提高,同时在理解分析能力、制定设计计算和绘图 能力方面有较大的进步, 也使我的技术分析和组织工作的能力有了一定程度的提 高。

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致谢
首先感谢河南科技学院的各位恩师们对我学习过程的严格指导。 感谢学院领 导和老师们在生活和学习中的关怀和帮助, 交给我如何在日益激烈的社会竞争中 生存和发展自己。 直此即将大学毕业走向社会之际我要郑重的向你们道一声深情 的“谢谢” 。真心的谢谢你们四年来对我的培养和关爱。让我在四年的大学生活 中感受颇多, 同时也学到了许多专业知识,使我在今后的工作和学习当中得到深 深的教益。 此次,汽车模型的设计与加工对我来说当时难度确实挺大的,最后经过多方 查资料与各位同学的共同研讨,最主要的是在毕业设计辅导老师的耐心辅导下, 最终完成的这次毕业设计。在此,我由衷感谢指导老师,指导老师丰富的知识、 为人师表的作风及严谨的治学态度使我受益匪浅并深深敬佩。 交会了我如何将四 年来所学的专业知识综合运用起来,从而最终完成了毕业设计。也为我把四年来 所学的专业知识用于实际操作打下了坚实的基础。 在这里我向耐心辅导我的老师 们和跟我共同研讨过这个设计课题的同学们道谢了!

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参考文献
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