马自达车标CAD-CAM与数控加工数控加工训练综合报告书.doc

综合训练报告书题 目 马自达车标CAD/CAM与数控加工 XXXXXXXXXXXXXX专业 XXXXXXXX 班 XXX 号学生姓名 XXXXXXX .指导教师 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 完成日期 2011年7月5日 湖南工程学院机械工程学院二一一年七月 湖南工程学院CAD/CAM与数控加工综合训练任务书题目： 马自达车标CAD/CAM与数控加工 姓名 XXXXX 专业 XXXXXXXXXX 班级 XXXXXXXX 学号 X 指导老师 XXXXXXXXXXXXXXXXXX 教研室主任 一. 训练目的本综合训练是材料成型及其控制工程专业教学计划中规定的专业必修课程，是学生进入专业课程学习阶段必须进行的一个重要的实践性教学环节，其目的是提高学生计算机综合应用能力，巩固和加深所学的理论知识，深入了解CAD/CAM软件在产品设计开发和加工制造过程中的作用，掌握产品数控加工的全过程，培养理论联系实际的工作作风和分析问题、解决问题的能力。二. 指定零件（见图纸）马自达车标图三、训练任务1.应用Mastercam等CAD/CAM软件完成指定车标的CAD/CAM过程。训练内容：1）指定车标的几何造型；2）数控加工工艺分析；3）刀具走刀路径的生成；4）数控仿真加工；5）指定数控系统的数控程序生成。6）查阅相关资料说明指定车标的来历、目前该品牌的市场行业情况、完成该车标实际生产过程中材料的选定、以及生产工艺流程的编写，并进行成本核算。2.指定零件的数控加工训练内容：1）确定毛坯类型，编制零件的加工工序卡，填写加工程序单；2）根据已制订的加工工序卡，填写刀具调整单，动手调整、操作相应机床，完成零件的数控加工；3）正确地选用检验方法及计量器具，对零件进行质量检测和分析。四、训练要求1）完成指定零件的2D图，并正确标注好尺寸；2）完成指定零件的3D造型；3）对零件进行正确的工艺分析，按指定的格式填写数控加工工艺卡片；4）刀具路径与指定数控系统的数控程序生成；5）数控加工零件，并对零件进行质量检测和分析；6）撰写综合训练说明书（上交电子稿和打印稿），说明书应涵盖整个训练内容，字数不少于3.5千字；7）答辩与成绩的给定。目 录1.铣削零件CAD/CAM过程1 1.1零件CAD1 1.2零件加工工艺设计2 1.3零件CAM3 1.4 CAM程序清单9 1.5 VNUC4.0加工仿真12 1.6马自达车标概况及加工162.数控加工183.心得体会194.参考文献 20CAD/CAM与数控加工综合训练报告1.零件的CAD/CAM过程1.1 零件CAD由零件建模所得到的模具上模体图（建模的大致过程、截取几个关键的过程图）采用solidworks软件进行零件的CAD，具体步骤如下。第一步，进行相关尺寸确定，暂定尺寸为120X50，进行二维造型。而实际造型中按需要的尺寸确定具体值。图1零件二维尺寸第二步，进行三维立体造型。采用拉伸、圆角等一系列特征工具生成模型特征。它的造型有关数据如截图所示。实际造型的结果如下2图 图2模型特征列表图3三维实体造型1.2零件加工工艺设计1.2.1 确定毛坯类型1）铣削零件毛坯类型：120*50mm 2）零件材料：铝合金 3）制造方法：数控铣削1.2.2 数控加工工艺分析1工艺分析 如图所示，零件外形规则，被加工部分的各尺寸、形位、表面粗糙度值等要求较高。工件复杂程度一般，包含了平面、圆弧表面、空间圆柱面、内外轮廓、挖槽、钻孔、镗孔、铰孔以及三维曲面的加工，且大部分的尺寸均达到IT8IT7级精度。选用机用平口钳装夹工件，校正平口钳固定钳口，使之与工作台X轴移动方向平行。在工件下表面与平口钳之间放入精度较高的平行垫块(垫块厚度与宽度适当)，利用木锤或铜棒敲击工件，使平行垫块不能移动，夹紧工件。采用试切法对刀，找正工件X、Y轴零点，零点位于工件A表面外形中心位置，设置Z轴零点与机械原点重合，刀具长度补偿利用z轴定位器设定；有时也可不使用刀具长度补偿功能，而根据不同刀具没定多个工件坐标系零点进行编程加工。图中A表面为执行刀具长度补偿后的零点表面。根据零件图样要求给出加工工序为：根据零件图样要求给出加工工序及各工序及刀具的切削参数如下表：表一：马自达车标零件数控加工工序零件图号工序号零件名称材料夹具名称使用设备马自达车标铝合金机用虎钳三轴立式铣床工步号工步内容刀具规格刀具材料主轴转速/mm进给速度/r.min-1背吃刀量/mm1平面铣削20面铣刀硬质合金6003002.02挖槽10端面铣刀高速钢10008001.03等高外形精加工8球刀高速钢12008000.54环绕等距精加工6端面铣刀高速钢12008000.31. 3 零件CAM1.3.1刀具路径的生成 平面铣削加工： 加工方式：平面铣削，双向切削；刀具选择：20面铣刀；切削参数：进给率600、Z轴进给率700、提刀速度800、主轴转速800、最大切削间距1.0、最大Z轴进给1.0图1 平面铣削粗加工参数选项卡图2 平面铣削粗加工刀具路径仿真 曲面挖槽粗加工：加工方式：高速切削；刀具选择：10端面铣刀；切削参数：进给率800、Z轴进给率800、提到速度900、主轴转速1000、加工预留量0、最大切削间距0.5。 图3挖槽粗加工参数选项卡图4 曲面挖槽粗加工刀具路径仿真 曲面精加工I：加工方式：曲面精加工等高外形 刀具选择：8球刀；切削参数：进给率900、Z轴进给率900、提刀速度1000、主轴转速1200、加工预留量0、最大切削间距0.2、精修方向为顺时针；图5 曲面精加工等高外形参数选项卡图6 曲面精加工等高外形刀具路径仿真4 曲面精加工II：加工方式：环绕等距精加工； 刀具选择：6球刀；切削参数：进给率900、Z轴进给率900、提刀速度1000、主轴转速1200、加工预留量0、最大切削间距0.5、精修方向为顺时针；图7 曲面精加工环绕等距参数选项卡图8 曲面精加工环绕等距刀具路径仿真1.3.2 加工程序的生成采用mastercam软件自动生成加工程序1.4 CAM程序清单 通过后置处理产生NC加工程序，按华中HNC-21M系统编程格式编辑经后置处理所产生的程序。 曲面粗加工：（工步二）%o002N100 G0 G17 G40 G49 G80 G90N102 G91G28 Z0.N104 S1000 M3N106 G0 G90 G54 X-33.32 Y-19.797N108 Z25.N110 M8N112 Z14.867N114 G1 Z11.867 F900.N116 X-34.023 Y-19.083N118 X-34.052 Y-19.052N120 X-34.633 Y-18.4N122 X-34.661 Y-18.367N124 X-35.311 Y-17.561N126 X-35.337 Y-17.527N128 X-35.835 Y-16.846N130 X-35.859 Y-16.811N132 X-36.444 Y-15.92N134 X-36.466 Y-15.884.N6588 X-6.133 Y16.444N6590 X-6.958 Y16.918N6592 X-7.552 Y17.25N6594 X-8.274 Y17.63N6596 X-8.546 Y17.767N6598 X-9.121 Y18.045N6600 X-10.247 Y18.562N6602 X-10.689 Y18.756N6604 X-11.42 Y19.062N6606 G0 Z3.2N6608 Z25.N6610 M9N6612 G91 G28 Z0.N6614 M05N6616 M30%零件加工工序卡 工 序 卡型号共1 页第 1 页图 号名 称马自达车标零件数量1材 料铝合金代用材料塑料材料数量1序号工步内容单件/准备首检工作者检验员1平面铣削加工1黄强黄强黄强2曲面粗加工挖槽1谢文漾谢文漾谢文漾3等高外形精加工1杜梅花杜梅花杜梅花4环绕等距精加工1邓乾程邓乾程邓乾程编制黄强校对杜梅花审核谢文漾审定邓乾程工件坐标系及零件装夹示意图图 号 名 称马自达车标工 序 号 编 制 日 期2011-07-2校对日期机床型号XK714序号刀具类型刀具规格工 步 内 容加工时间注 意事 项操作者1面铣刀20平面铣削加工10min谭飞强2端铣刀10曲面粗加工挖槽30min黄强3球头刀8曲面等高外形精加工40min谢文漾4球头刀6曲面环绕等距精加工40min杜梅花1.5 VNUC4.0加工仿真1）打开南京斯沃仿真软件，2）选择 FANUC 18i M型数控系统。3）新建并安装毛坯与基准工具4）建立工件坐标系5）安装刀具6）载入NC程序7）自动加工仿真X方向对刀Y方向对刀Z方向对刀平面铣削 曲面粗加工挖槽曲面精加工等高外形曲面精加工环绕等距1.6马自达车标概况及加工1.6.1马自达车标的来历马自达汽车公司的原名为东洋工业公司，生产的汽车用公司创始人“松田”来命名，又因“松田”的拼音为MAZDA（马自达），所以人们便习惯称为马自达。马自达起初使用的车标，是在椭圆之中有双手捧着一个太阳，寓意马自达公司将拥有明天，马自达汽车跑遍全球。马自达公司与福特公司合作之后，采用了新的车标，椭圆中展翅飞翔的海鸥，同时又组成“M”字样。“M”是“MAZDA”第一个大写字母，预示该公司将展翅高飞，以无穷的创意和真诚的服务，迈向新世纪1.6.2马自达车标市场行业情况马自达公司创立于1920年，1931年正式开始在广岛生产小型载货车，60年代初正式生产轿车，自1981年到2002年，马自达已累积生产了3,500多万辆各种汽车。在九十年代之前，马自达汽车公司始终在日本国内排名仅在丰田，日产之后,也是世界知名的日本汽车品牌之一。自2000年开始，马自达公司通过实施“新千年计划”，使公司的发展进入了一个新的阶段。2002年开始，马自达公司先后推出了MAZDA6、MAZDA3，MAZDA2，MAZDA8，RX8，Roadstar，CX-7等一系列新车型，在世界各地都取得了不俗的销售业绩。从08年马自达的销售业绩以及市场拓展来看，无疑为新年度投放打下了稳定的基础。在经历了奥运经济影响、金融危机影响等不利于汽车市场的情况下，马自达在国内的表现，依然有稳步的提升，如整体销售已增长到12万8千多辆、4S店的建设步伐逐渐加快等等，这些都成为马自达在国内市场加大力度的主要前提。说来也巧，马自达能在国内外市场形成异军突起之势，也是与他们拥有令人折服的一招绝不无关系的。突出驾驶乐趣得“Zoom-Zoo市场攻城拔寨的关键m”理念正是马自达能在各主流。而现在，在国内市场走势越来越被看好的情况下，马自达能集中优势发力，不能不说是其敏锐的市场洞察力的体现！而马自达能与合作伙伴的合作深化，更是被业界看好他们在中国市场未来前景的主要原因1.6.3马自达车标实际生产过程中材料的选定、以及生产工艺流程材料的选定根据车子的豪华程度，一般的车子选用的是合金钢表面镀铬。惰性材料，高度防腐蚀、防氧化、可以长时间保持光泽。一般采用先削加工(流程参考铣削加工的CAD,CAM过程)然后进行镀铬。车标与汽车的性能无太多牵连，其力学性能与其它性能的要求并不是很高，故可以用钢材来制造。车标的形状不是很复杂，并且车标已经确定就不会改变，所以可以采用铸造的方式。成型后的车标一般需要镀铬，防止腐蚀。电镀的一般生成过程为：除油-水洗两次-酸洗-水洗两次-电镀-水洗两次-出光-水洗-钝化-水洗-烘干1.6.4马自达车标实际生产成本核算在实际生产过程中按批量生产，应先计算批量生产特定数目的零件后，再计算单个成本。估计如下： 设每生产1000个零件，设备维修费用100元；发放工人工资1000元；原材料成本费用5元/个；零件不合格率1%。则1000个零件生产成本 = 1000+1000+1000*5= 25000 （元）所以单个零件的实际生产成本 =25000/1000*（1-1%） =25.25 (元)2. 数控加工（1）机床坐标系、工件坐标系的建立：开启机床主轴，摇动手轮对刀，将计算出来的工件坐标系输入到G54中。（2）刀具及切削用量的计算与选择工步l: 用10的面铣刀平面铣削加工，背吃刀量为2mm。工步2: 用10的平底刀挖槽加工，背吃刀量为1mm。工步3: 用4的球刀精加工等高外形加工，背吃刀量为0.5mm。工步4: 用4的球刀精加工环绕等距加工，背吃刀量为0.3mm。（3）各工步的加工操作注意事项：1）注意Z轴进给量不宜太多，应小于2mm。2）对刀时小心调节手轮并注意倍率的调整，主轴开启正转。3）注意定义下刀点位置，避免发生碰撞。4）注意进给量不宜太大。5）注意Z方向对刀。3、心得体会： 这次课程设计是一组五个同学一起完成同一个项目，大家分工合作，集思广益，最终圆满完成设计任务。让我感受到团队的力量是巨大的，同时也认识到以后我们工作也是需要团队合作完成的,自己的工作就是为团队其他成员提供最大的方便，如何综合团队成员的能力，使团队的力量发挥到最大，是我们在以后的道路上需要好好学习的！这次课程设计的任务是设计加工一个车标（我们组是马自达）。目的是提高学生计算机综合应用能力，巩固和加深所学的理论知识，深入了解CAD/CAM软件在产品设计开发和加工制造过程中的作用，掌握产品数控加工的全过程，培养理论联系实际的工作作风和分析问题、解决问题的能力。通过这三周的综合训练，我不仅熟悉和掌握了mastercam、solidworks等CAD软件，也学会了斯沃数控软件仿真和数控机床操作等方面的知识，深入了解CAD/CAM软件在产品设计开发和加工制造过程中的作用，掌握了产品数控加工过程，以及加工中的刀具选择、对刀、换刀、仿真等等一系列过程。总之，这次的训练使我们各方面的能力都得到了锻炼提高，为以后的学习和工作打下夯实的基础。课程设计的任务完成！目的达到！非常开心！感谢老师们在综合训练期间对我们认真耐心的指导，帮助我们解决遇到的棘手的问题，使我们能顺利完成任务。你们辛苦了！4、参考文献：1 邓奕现代数控机床及应用M北京：国防工业出版社，20082 邓奕数控加工技术实践M北京：机械工业出版社，20093 陈家芳实用金属切削加工工艺手册M上海科学技术出版社，2006