毕业设计（论文）基于CAXA软件的底座零件造形与数控仿真加工.doc

开封大学毕业设计(说明书)题目:基于CAXA软件的底座零件造形与数控仿真加工院系：机电工程学院专业：模具设计与制造学号：2008061432姓名：时间：2010年12月31日指导教师：底座的零件造形与数控仿真加工设计说明书摘要：CAXA制造工程师不仅是是一款高效易学，具有很好工艺性的数控加工编程软件，而且还是一套Windows原创风格，全中文三维造型与曲面实体完美结合的CADCAM一体化系统。提供区域粗加工、等高粗加工、摆线粗加工、扫描粗加工、插铣粗加工、等壁厚粗加工、导动线粗加工等多种粗加工功能。 提供参数线、等高线、扫描线、浅平面、导向线、导动线、轮廓线、三维偏置等多种精加工半精加工功能。 提供等高线补加工、区域补加工、多笔清根加工、曲线清根加工等补加工功能。CAXA制造工程师提供的后置处理器，无需生成中间文件就可直接输出G代码指令。系统不仅可以提供常见的数控系统后置格式，用户还可以自定义专用数控系统的后置处理格式。关键词：CAXA软件，转接盘造形，数控，仿真加工目录第一部分 CAXA简介6第二部分 设计任务7第三部分 工艺分析8第四部分 造型与仿真9 （1）造型9 （2）加工与仿真14第五部分 总结24 第六部分 结束语25参考文献 一、CAXA简介CAXA制造工程师是北航海尔软件有限公司研制开发的全中文、面向数控铣床和加工中心的三维CAD/CAM软件。CAXA制造工程师基于微机平台，采用原创Windows菜单和交互方式，全中文界面，便于轻松学习和操作，并且价格较低。CAXA制造工程师可以生成35轴的加工代码，可用于加工具有复杂三维曲面的零件。CAXA制造工程师不仅是是一款高效易学，具有很好工艺性的数控加工编程软件，而且还是一套Windows原创风格，全中文三维造型与曲面实体完美结合的CADCAM一体化系统。CAXA制造工程师为数控加工行业提供了从造型设计到加工代码生成、校验一体化的全面解决方案。特征实体造型 主要有位伸、旋转、导动、放样、倒角、圆角、打孔、筋板、分模等特征造型方式，可以将二维的草图轮廓快速生成三维实体模型。 多样化的加工方式可以安排从粗到加工、半精加工、到精加工的加工工艺路线，高效生成刀具轨迹。 提供区域粗加工、等高粗加工、摆线粗加工、扫描粗加工、插铣粗加工、等壁厚粗加工、导动线粗加工等多种粗加工功能。 提供参数线、等高线、扫描线、浅平面、导向线、导动线、轮廓线、三维偏置等多种精加工半精加工功能。 提供等高线补加工、区域补加工、多笔清根加工、曲线清根加工等补加工功能。 加工和区域加工功能，在生成加工轨迹时，有丰富的进退刀和下刀方式可供选择。 针对深糟的加工提供了插铣式深糟加工和扫描式深糟加工方式。 通过运用知识加工，经验丰富的编程者则可以将加工的步骤、刀具、工艺条件进行记录、保存和重用，大幅提高编程效率和编程的自动化程度；数控编程的初学者可以快速学会编程，共享经验丰富的编程者的经验和技巧。并且随着企业加工工艺知识的积累和规范化，形成企业标准化的加工流程。 生成加工工艺单 CAXA制造工程师可自动按加工的先后顺序生成加工工艺单。在加工工艺单上有必要的毛胚信息、零件信息、刀具信息、代码信息、加工时间信息，方便编程者和机床操作者之间的交流，减少加工中错误的产生。 加工工艺控制 CAXA制造工程师提供了丰富的工艺控制参数，可以方便地控制加工过程，使编程人员的经验得到充分的体现。丰富的刀具轨迹编辑功能可以控制切削方向以及轨迹形状的任意细节，大大提高了机床的进给速度，得到高品质的加工效果和加工效率。 加工轨迹仿真 CAXA制造工程师提供了轨迹仿真手段以检验数控代码的正确性。可以通过实体真实感仿真模拟加工过程，显示加工余量；自动检查刀具切削刃、刀柄等在加工过程中是否存在干涉现象，确保加工正确无误。 通用后置处理 CAXA制造工程师提供的后置处理器，无需生成中间文件就可直接输出G代码指令。系统不仅可以提供常见的数控系统后置格式，用户还可以自定义专用数控系统的后置处理格式。二设计任务基于CAXA的底座造型及数控加工材料：铝 加工设备：数控铣床 毛坯：102X62X16 利用CAXA制造工程师进行零件的实体造型 数控铣床进行实际加工 仿真加工并生成NC代码三工艺分析零件造型如图所示（1）结构工艺分析 底座主要由平面·曲面·通孔·构成，造型简单，一般加工难度方法比较，可考虑用数控铣削进行加工。（2）造型分析造型 由于该零件不仅有平面孔还有曲面造型，需要用直线实体造型及曲面实体完成，所以要用CAXA工程师的直线和造型才能作出图型。先作一个80*80的正方形，生成2厚的正方体。下一步以正方体的上一个面为基准体作四个底面支撑的20*20的正方形，生成实体，再一同基准面做四个较小的圆，生成实体。再下作曲面草绘旋转生成实体造型，再利用拉伸除料生成凹槽，即可生成实体。（3）加工工艺分析因为实体曲面形状复杂，所以粗加工采用等高线方式以及平面区域粗加工方式，然后采用等高线精加工方式，用D20，D10,D8端铣刀对上平面，孔进行加工以及对曲面结构进行精加工。（4）确定工艺路线 通过对底座零件分析可知，需在数控铣床上分次加工完成，按照粗加工精加工的原则，可确定工艺路线为：粗加工：主要是铣削毛坯102X62X16的上表面，使其光洁粗加工：主要是粗加工其外表面及内部的曲面，去除大量余料，提高加工效率。精加工：主要是精加工曲面，达到设计要求。四、造型及仿真（1）造型1) 双击启动CAXA制造工程师，进入设计环境，点平面XY创建草图。做长为80，宽为80的的矩形。并把图形的四个边做成半径为5的圆弧，如图1所示：（图1）2) 打开拉伸增料铵钮，在深度处写上3，拉伸增料的内容填写如图（图2）3) 按下“确实”按钮，生成的实体图形;以生成图形的上表面为基准面，做四个10*10的矩形如图3所示（图3）4) 打开拉伸除料按钮，在深度处写上2，拉伸除料的内容填写如图4；（图4）5) 以4中四个正方形为基准做四个直径为5圆 ；如图（5）所示 ；（图5）6) 打开拉伸除料按钮，在深度处写上5，拉伸除料的内容填写如图6 （图6）7) 按下“确定”按钮后，图形生成的实体图形如图7（ 图7）8) 以生成图形的上表面为基准面做直径为60的圆；如图79) 打开拉伸除料按钮，在深度处填写上10，拉伸除料表上的内容填写内容如图8：（图8）10) 按下“确定”按钮，得到的实体图形如图9:（图9）11) 以图9上表面为基准,做左边扇形草图，图形如图9：12) 按下旋转增料按钮，有深度处填上10，拉伸除料图中的内容如图11：（图10）13) 按上图10中的“确定”，图9中的图形生成的实体图形；14) 以图9上表面为基准,做右边扇形草图，图形如图11 ； （图11）15) 打开拉伸除料按钮，在深度处填写上10，拉伸除料表上的内容填写内容如图12：（图12）16) 以80*80所示平面为基准面做直径为15,8的圆，如图所示17) 打开拉伸除料按钮，在深度处填写上2，拉伸除料表上的内容填写内容如图13：（图13）18) 按下“确定”按钮，得到的实体图形如图14所示:（图14）至此，底座的实体造型完成。（2）仿真加工 1）双击图标，进入CAXA制造工程师，打开如上的实体造型，在加工管理模型树中，双击毛坯选项，弹出定义毛坯对话框，设置毛坯如图 2）设置模型参数 3)设置刀具起始点 4）单击相关线图标，选择实体的边界,实体边界如图 5）单击平面区域粗加工图标“”，按图所示设置加工参数，走刀方式为环切加工，从外向里。拐角过渡方式为圆弧，加工参数顶层高度为13底层高度为13，行距为12。主轴转速1000，切削速度100.6）单击“确定”，拾取加工边界后按右键确定，生成如图所示的加工轨迹。如图所示：仿真，如图7）然后，单击区域式粗加工图标按图所示设置加工参数， 8）单击“确定”，拾取加工边界后按右键确定，生成如图所示的加工轨迹。如图所示： 仿真，如图 9） 单击平面轮廓精加工图标，设置如图所示的参数 10）单击“确定”，拾取加工边界后按右键确定，生成如图所示的加工轨迹。如图所示：仿真，如图 11）单击等高线粗加工图标，设置如图所示的参数12）单击“确定”，拾取加工边界后按右键确定，生成如图所示的加工轨迹。如图所示：仿真，如图 13)单击等高线精加工图标，设置参数加工方向顺铣，Z切入层高2，Z轴优先，加工边界为边界内测，主轴转速3000，切削速度1000。：14）单击“确定”，拾取加工边界后按右键确定，生成如图所示的加工轨迹。如图所示：仿真，如图 15) 单击孔加工图标，设置如图参数，安全高度20，钻孔深度5，主轴转还1000，钻孔速度100： 16）按图所示，生成如图所示的加工轨迹仿真，如图由于零件需要两面加工，所以增加底部加工程序如下17单击平面区域粗加工图标“”，按图所示设置加工参数，走刀方式为环切加工，从外向里。18按图所示，生成如图所示的加工轨迹19图形从第一步到最后一步的加工轨迹如图生成NC代码，并传输G代码到加工中心，进行加工，所示：%O0001%(1234,2010.12.24,10:42:18.171)N10G90G54G00Z100.000;N12S1000M03;N14X0.000Y0.000Z100.000;N16X-40.000Y-49.900;N18Z23.000;N20G01Z13.000F100;N22X40.000;················N3588G98X0.000Y0.000;N3590G80G00Z100.000;N3592M05;N3594M30;%五、总结三维CAD是教学化设计制造的基础，推广应用三维CAD等现代设计制造技术，走新型工业化道路，已经成为当前设计制造行业的自觉行动，并且是大势所趋、迫在眉睫。2003年底，科技部国家制造业信息化培训中心会同中国CAD产业技术联盟共同启动了“国家制造业信息化三维CAD认证培训”工作，并在全国分片区成功地举办了多期高级师资研修班，全国30个省市自治区200多家各类院校、中介服务机构与企事业单位近500位同志参加了培训和研讨，为三维CAD认证培训以及三维CAD应用推广探索了经验。与此同时，在2004年中期，教育部机械专业课程指导委员会也先后召开专门会议，正式将三维CAD纳入工科院校设计与图学类课程的教学大纲，从未来人才培训的高度为现代三维CAD技术的应用推广创造了条件。现代三维CAD通过产品与零件的三维建模、全数字化三维虚拟装配以及三维动态模拟等形成数字样机，不仅为产品概念的形成与表达、设计方案的分析与优化，设计效果的展示与确定等产品开发过程提供基本平台，而且三维CAD数据将直接用于产品虚拟效果的制作、产品工程图纸的生成、产品与零件的分析仿真/CAE、产品生产工艺的准备（CAPP）、零件的数控加工（CAM）、产品的制造执行（MES）、以及整个产品设计和制造过程的协同与管理（EDM/PDM的集成）等。通过本次毕业设计对三维CAD有了深刻的认识，特别是对CAXA 制造工程师和电子图板三部分的学习，有了很大的收获，基本掌握了其基本操作和运用，与其他三维软件相比CAXA系列具有更强大的功能和简便的操作，易学易懂，内置了多种数据转换接口进行数据后置处理，并能够与其他三维设计软件进行数据交换，更方便了设计者的灵活运用，这是CAXA软件重要的性能之一。毕业设计期间受老师的指导、同学的交流以及相关资料的查阅我还了解到数控加工技术作为先进生产力的代表，在汽车、模具、航空航天、机械电子等制造领域发挥着重要的作用，在科研和生产上极大地促进了生产力的发展。数控加工技术在模具生产开发方面的应用从整体上改善了模具制造业的发展面貌。而且模具制造以及开发企业如何实现其高效数控加工的目的，一直是企业领导管理者、研究人员比较关注的核心之一。 数控技术作为引进多年的先进制造技术，其技术含量很高，涉及到多方面的内容，包括数控加工编程的快速高效化、空间自由曲面多轴联动加工、难加工材料的切削、高速切削的应用、数控工艺程序编制的规范化与标准化等方面。进一步联系到模具制造行业在企业中的实际生产，数控加工的效率发挥在很大程度上和企业本身的技术管理模式相关，尤其是在模具设计开发制造的早期阶段，如何在短时间内攻克一门新颖有难度的技术应用难关，使其更好地发挥效率，是企业必须重视的主要问题。三维CAD是教学化设计制造的基础，推广应用三维CAD等现代设计制造技术，走新型工业化道路，已经成为当前设计制造模具的自觉行动，并且是大势所趋、迫在眉睫。但工艺技术的信息化建设现有国内企业工艺技术的管理不可避免的都会或多或少的存在一些缺陷，企业没有根据自身的实力和发展战略采取有效的管理模式。工艺技术的信息化管理落后主要表现在模具设计制造工艺信息资源共享不充分、数控工艺程序编制及管理混乱、数控工艺与普通工艺的结合性差、CAD/CAM软件的应用水平参差不齐、数控加工工艺与程序的规范化与标准化程度低以及产品设计、数控工艺、数控编程并行模式实现程度小等方面。六、结束语通过这次毕业设计，让我又再次温习了CAD和CAXA软件的操作，并在原有的基础上有了进一步的提高，与此同时，对数控车床的加工也有的更进一步的熟悉。让我感受最大的是，在设计中，有很多的知识本以为自己已经了如指掌，但在做的时候，才发现很多原来已经学过的东西已经在不知不觉中又还给了老师，当手碰到键盘时却不知道做些什么，所幸的是，我的身边有好多好心的同学，他们非常的热心的帮助自己找回已经忘记的知识，并且我们的课程设计老师魏成杰老师和刘明显老师都在毕业设计中，给了我很多很多的帮助！在此，特别感谢毕业设计指导老师魏成杰老师和刘明显老师，感谢他们能够在百忙之中，抽出宝贵的时间，给我们的指导和帮助！也感谢课程设计中，同学们给的帮助和支持！参考文献数控机床实训技术.电子工业出版社.王金城主编2006.8数控加工编程与操作.人民邮电出版社.顾晔楼章华主编2009.5数控工艺培训教程.数控铣部分.清华大学出版社.杨伟群主编2006.8CAXA制造工程师2006实例教程。清华大学出版社.刘颖主编附录工艺方案报告一、刀具卡片产品名称或代号数控编程与零件加工实训件零件名称零件造型零件图号6118序号刀具号刀具名称数量加工表面刀尖半径Rmm刀半径备注1T0101端铣刀D201上表面， 0102T0202端铣刀D101上表面，圆角053T0303端铣刀D81圆柱外边面044T0404铣刀1曲面结构555T0505钻头1孔54编制王彦伟审核批准共1页第1页二、工艺卡片单位名称开封大学机电工程学院产品名称或代号零件名称零件图号毕业设计任务零件造型6118工序号程序编号夹具名称使用设备数控系统场地001O6118铣床夹具XD40AFANUC0i MateMC数控实训中心机房、车间工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速n（r/min）进给量f (mm/r)背吃刀量mm备注1安装毛坯手动2上表面， 041010000.3自动3上表面， 021010000.3自动4外圆柱表面051010000.自动5上表面031010000.3自动6粗加工曲面011010000.37精加工曲面0210100008孔001010000.5编制王彦伟审核批准共1页第1页零件检测报告任务编号： 6118 任务名称： 底座零件造型 完成人： 王彦伟 指导教师： 魏成杰 刘明显 班级08模具2班姓名王彦伟学号22008061432日期4.5实训课题零件造型的仿真与加工零件图号6118基本检查编程序号检测项目配分学生评分教师评分1切削加工工艺制定正确22切削用量选用合理23程序正确、简单明确、规范6操作4设备的正确操作与维护保养25安全、文明生产3基本检查结果总计15尺寸检测序号检测要素允差量具配分实测结果分数名称规格学生自测教师检测1图纸2图纸3图纸尺4图纸尺567尺寸检测结果总计基本检查结果尺寸检测结果成绩论文内容简介作者姓名：王彦伟作者班级：08模具设计与制造二班指导教师：魏成杰 刘明显CAXA制造工程师不仅是是一款高效易学，具有很好工艺性的数控加工编程软件，而且还是一套Windows原创风格，全中文三维造型与曲面实体完美结合的CADCAM一体化系统。CAXA制造工程师为数控加工行业提供了从造型设计到加工代码生成、校验一体化的全面解决方案。零件造型如图所示：（1）结构工艺分析实体主要由实体构成，造型复杂，可考虑用数控铣削进行加工。（2）造型分析由于可以直接实体造型，所以利用CAXA制造工程师的拉伸造型功能作出实体，再利用拉伸除料生成凹槽，即可生成实体。（3）加工工艺分析 因为实体曲面形状复杂，所以粗加工采用等高线方式以及区域式粗加工方式，然后采用等高线精加工方式，用D10端铣刀对上平面进行加工以及对曲面进行精加工。（4）确定工艺路线 通过对零件分析可知，需在在数控铣床上分次装夹完成，按照粗加工-精加工的原则，可艺路线为：粗加工：主要是铣削毛坯130X160X38的型腔，去除大量余料，提高加工效率。粗加工：主要是铣削毛坯130X160X38的上表面，使其光洁粗加工：铣削毛坯130X160X38的曲面精加工：内孔的加工精加工：主要是精加工型腔，达到设计要求。（5）仿真加工并生成NC代码（6）数控铣床进行实际加工