典型零件设计与数控加工-学习情境3PPT课件.ppt

1、1如图所示如图所示支座零件，支座零件，单件加工，单件加工，材料材料4545钢，钢，要求编制要求编制数控加工数控加工程序。程序。2学习任务1.查阅机械加工工艺手册、加工中心编程及操作手册等，分析零件信息、确定加工工艺，确定毛坯材料、形状及大小，确定加工工序。2.编制工艺文件，填写相关卡片。3.运用MasterCAM挤出实体、旋转实体等命令完成实体造型。4.编制刀具路径，生成加工程序。5.运用仿真软件进行加工仿真。学习目标知识目标：1.熟悉MasterCAM“平面铣”、“孔位加工”等刀具路径的特点及其应用；2.熟练掌握MasterCAM软件基本实体、旋转实体等命令并能灵活应用。能力目标：1.规划数

2、控加工工艺，编制工艺文件。2.会运用MasterCAM软件高效造型并编制刀具路径。3.会检验刀具路径、输出加工程序并加以优化。素质目标：1.培养爱岗敬业，追求卓越的工作习惯。2.培养对比分析，科学评价的工作方法。学习情境三 支座零件造型设计与数控加工3教学资源1.支座零件图、刀具卡、数控加工工序卡、加工程序说明书、机械加工工艺的手册、切削用量手册、通用夹具选用手册等；相关刀具手册、机床操作编程手册等。2.MASTERCAM、仿真模拟等CAD/CAM软件、投影设备、网络化教学环境；3.通用计算机、黑板、多媒体等。教学方法教学方法：项目教学法、小组讨论法、案例分析法。组织形式：创设学习情境，明确学

3、习任务，教师协调下学生自愿分组，分工；提出资讯建议，提供获取资讯的方法与途径信息；重视立体轮廓类零件的结构特点分析。学习方法1.资讯：分析零件信息、加工要求，工艺与程序编制方法、加工成本的确定方法等信息2.计划：三维造型方法确定，数控加工工艺的制定、数控加工程序的编制、仿真软件检验、填写数控加工工艺卡、程序单，制定总体工作计划等3.决策：制定工艺过程，确定加工设备，零件的装夹方法，选用刀具，确定毛坯。4.实施：运用MasterCAM软件完成零件的三维造型；完成零件数控编程；输出加工程序并检验5.检查：三维造型的尺寸准确性检查，数控加工刀具路径的合理性检查，数控加工仿真检查6.评估：小组成果展示

4、。反思工作过程，小组书面总结并交流。学习情境三 支座零件造型设计与数控加工4学习成果序号名称数量格式内容及要求1支座零件三维造型文件1.MCX正确完成支座零件造型设计2支座零件的数控加工工序卡1.doc合理安排数控加工工序3支座零件加工刀具卡1.doc合理选用数控加工刀具4支座零件刀具路径文件1.MCX合理编制支座零件的刀具路径5加工程序说明书1.doc编辑优化数控加工程序6支座零件仿真加工结果文件1仿真检验加工程序7任务学习小结1.doc检查学习成果，书面总结并交流学习情境三 支座零件造型设计与数控加工5（一）支座零件的加工工艺分析（一）支座零件的加工工艺分析1.结构分析该零件轮廓主要由直线

5、、圆弧、孔、槽等构成，图纸尺寸标注准确、清晰。2.技术要求该零件轮廓外形以及腔槽部分，尺寸精度、表面粗糙度要求较高，有垂直度、平行度等要求，须采用数控加工；刀具选择硬质合金涂层刀具。3.设备选择由于零件加工部位较多，所需刀具较多，为了减少换刀次数，选择数控加工中心进行加工。零件的加工工艺路径参考机械加工工艺卡片。4.装夹方案本工件比较规则，采用机用平口虎钳一次即可装夹即可。装夹时需要找正钳口，合理选择垫铁，保证工件至少高出钳口12mm。学习情境三 支座零件造型设计与数控加工6（二）支座零件零件（二）支座零件零件CAMCAM模型设计模型设计该零件实体可以按照底座方块凸台槽孔的顺序完成建模。1.工

6、作环境初始化2.绘制矩形轮廓线3. 绘制开口槽及圆4. 绘制十字腔槽轮廓5.绘制四方腔槽内外轮廓6.创建底座实体7.创建开口槽8.创建通孔、盲孔9.创建四方腔槽凸台10.创建四方腔槽11.创建十字腔槽12.创建通孔学习情境三 支座零件造型设计与数控加工7（三）支座零件零件的（三）支座零件零件的CAMCAM编程及刀具路径的模拟编程及刀具路径的模拟1.数控加工前半成品的设置2.选择机床类型3.设定毛坯材料4.创建四方凸台的刀具路径5.创建精铣四方凸台外轮廓的刀具路径6.创建粗铣四方腔槽的刀具路径7.创建精铣四方腔槽轮廓的刀具路径8.创建十字腔槽粗加工刀具路径9.创建精铣十字槽轮廓的刀具路径10.创

7、建开口槽加工刀具路径11.钻中心孔12.粗加工12的孔13.精加工12的孔14.粗加工10的孔15.精加工10的孔16.粗/精加工M8的螺纹孔17.加工程序与加工报表的生成学习情境三 支座零件造型设计与数控加工四方台加工中间槽加工8学习情境三 支座零件造型设计与数控加工刀具路径图实体切削结果91.启动斯沃数控仿真软件，选择FANUC 0iM加工中心，打开急停按钮，选择回参考点模式，点击X、Y、Z，回参考点。2.设置并装夹毛坯（14510020），对中装夹。3.按照CAM软件编程时设置的刀具刀位号和刀具号，添加刀具到机床刀库。4.选择基准工具，完成对刀5.导入程序，自动加工。结果文件参见附盘。（

8、四）支座零件数控仿真加工（四）支座零件数控仿真加工学习情境三 支座零件造型设计与数控加工10 Mastercam 中的三维造型可以分为线架造型、曲面造型以及实体造型，这三种造型产生的模型从不同角度来描述一个物体。 线架模型用来描述三维对象的轮廓及端面特征，它主要由点、直线、曲面等组成，不具有面和体的特征，不能进行消影、渲染等操作。 曲面模型用来描述曲面的形状，一般是将线架模型经过进一步处理得到的。曲面模型不仅可以显示出曲面的轮廓，而且可以显示出曲面的真实形状。各种曲面是由许多的曲面片组成的，而这些曲面片又通过多边形网格来定义。 实体造型使设计者们能在三维空间中建立计算机模型。实体模型中除包含二

9、维图形数据外，还包括相当多的工程数据，如体积、边界面和边等。实体模型具有体的特征，可以进行布尔运算等各种体的操作。学习情境三 支座零件造型设计与数控加工11基本实体的创建方法比较简单，只需定义模型的尺寸参数和放置的位置坐标即可创建模型。Mastercam提供了生成圆柱体、圆锥体、立方体、球体和圆环体等基本实体的操作。1.创建圆柱体2.创建圆锥体3.创建立方体（一）创建基本实体（一）创建基本实体学习情境三 支座零件造型设计与数控加工124.创建球体5.创建圆环体学习情境三 支座零件造型设计与数控加工13（二）旋转实体旋转实体是选取一个或多个串连曲线，围绕一根轴线旋转而成的实体。 学习情境三 支座

10、零件造型设计与数控加工14（三）编辑三维实体（三）编辑三维实体1.倒圆角实体倒圆角是以指定的曲率半径或变化的曲率半径构建一个圆弧面，构建的圆弧面与相邻的两个面相切，实现曲面与平面、曲面与曲面、曲线与曲面之间的平滑过渡。（1）边倒圆角（2）变半径倒圆角（3）面倒圆角学习情境三 支座零件造型设计与数控加工152.倒角实体倒角可通过选取实体边、实体面或整个实体创建实体倒角的操作。 3.布尔运算它通过结合、切割、交集的方法将多个实体合并为一个实体。它是实体造型中的一种重要方法，利用它可以迅速地构建出复杂而规则的形体。在布尔运算中选择的第一个实体为目标主体，其余的为工件主体，运算的结果为一个主体。学习情

11、境三 支座零件造型设计与数控加工16（1）关联布尔运算在目标实体上添加相应的布尔运算操作，使若干个工具实体组合到目标实体上形成相互关联的一个整体。其“结果”继承目标实体的图层、颜色等属性。（2）非关联布尔运算 利用目标实体和工具实体共同创建一个新实体，原有的目标实体和工具实体可以保留或删除。其“结果”具有当前的构图属性。学习情境三 支座零件造型设计与数控加工17（四）面铣削加工（四）面铣削加工 1.面铣刀具设置 平面铣削需要从刀具库中选择面铣刀进行。面铣刀与一般的铣刀相比切削面积更大，效率更高。“刀具参数”选项卡的设置同前。2.平面铣削加工参数 在设置平面铣削参数时，除了要设置一组刀具、材料等

12、共同参数外，还要设置一组其特有的加工参数。 面铣加工用于铣削工件的顶部平面或凸台的上表面等特征表面。一般情况下，由于机床加工的需要或者工艺保障的要求，用来加工的坯料表面，其形状精度和位置精度不能满足使用要求，在进行其他特征加工前，可采用“面铣”铣削加工方式对表面进行铣削加工，以达到对表面形状、位置精度和表面粗糙度的要求。面铣可以选择封闭的一个或多个外形边界进行平面加工。铣削的主要加工部位都是平面，可以连续加工多个封闭的外形边界平面，加工时，主要采用大刀具，加工速度快、效率高。学习情境三 支座零件造型设计与数控加工18（五）钻孔（五）钻孔 钻孔加工是机械加工中经常使用的一种方法，钻孔功能可以应用

13、于钻直孔、镗孔和攻螺纹孔等加工。Mastercam X6的钻孔加工可以指定多种参数进行加工，设定钻孔参数后，自动输出相对应的钻孔固定循环加工指令，包括钻孔、铰孔、镗孔、攻丝等加工方式，常用的刀具有钻头、镗刀、绞刀、丝攻、中心钻等。在进行钻孔加工时，孔的大小是由刀具直径确定的，所以在绘制图形时，不必画出圆，只要确定圆心位置并标出圆心点即可。如果只画出圆而没有标出圆心点，系统可通过所存在的圆来确定圆心位置，所以钻孔加工程序可以用于工件上各种点的加工，对于使用数控加工中心进行加工的工件来说，为了保证有足够的精度，通常在数控加工机床上直接进行孔的加工。1.钻孔点的选择 钻孔加工的选点方式有手动选取、自

14、动选取、选取图素、窗选、限定圆弧等。 学习情境三 支座零件造型设计与数控加工192.钻孔加工参数设置（1）钻孔方式 Mastercam X6提供了标准钻孔、深孔啄钻、断屑式钻孔、攻螺纹、镗孔1#、镗孔2#、高级镗孔等七种钻孔方式和一种自定义钻孔方式，如图3-62所示。（2）关于“安全高度”和“退刀高度” （3）刀尖补偿 学习情境三 支座零件造型设计与数控加工203.钻孔的注意事项（1）一般钻孔前需先钻定位点。（2）钻孔加工时尽量安排最短的加工路线。（3）钻螺纹底孔时需加深2-3个螺距深度。（4）钻大于30以上的孔最好先钻一个小孔后再扩孔。（5）绝对深度是指孔底部z的深度。（6）钻深孔时，使用深

15、孔啄钻和断屑式钻孔。深孔啄钻用于铁屑难排的工件，断屑式钻孔不退至安全高度，可节省时间，但排屑能力不及深孔啄钻。步进距离一般为1.5D（D为钻头直径）。（7）攻丝时，主轴转速要和进给量配合，如果使用了可伸缩夹头，则要求可以降低。学习情境三 支座零件造型设计与数控加工21（一）全圆铣削加工（一）全圆铣削加工 （二）螺旋铣孔加工（二）螺旋铣孔加工 （三）螺旋铣削加工（三）螺旋铣削加工（四）自动钻孔加工（四）自动钻孔加工 全圆铣削的刀具路径是从圆心开始进刀绕内圆加工一圈后退加圆心位置。全圆加工是以圆弧、圆或圆心点为几何模型进行加工的，是专门为圆设定的加工路径，由切入刀具路径、全圆刀具路径和切出刀具路径

16、组成。全圆铣削加工一般用于扩孔加工。可以采用高速螺旋铣削方式实现圆孔的加工。 可对选取的圆或圆弧，自动从刀具库中选择适当的刀具，按点钻、钻孔、倒角等工序完成钻孔加工刀具路径；自动钻孔铣削步骤与前面两种铣削方法类似，不同的是自动钻孔铣削的刀具设置参数不同， （五）起始孔加工（五）起始孔加工 可依据已完成的挖槽加工等操作，自动计算下刀起始位置，创建相应的钻孔刀具路径。 （六）铣键槽加工（六）铣键槽加工 可用于生成适应键槽加工特点的刀具路径。 学习情境三 支座零件造型设计与数控加工22 “支座零件造型设计与数控加工项目支座零件造型设计与数控加工项目”考核指标考核指标任务名称序号任务内容任务标准分值得分支座零件造型设计与数控加工1支座零件造型设计（1）快速准确阅读零件图。（2）高效完成支座零件造型设计。（3）尺寸符合图纸要求。152工艺过程合理（1）分析零件的工艺性，制定零件加工方案包括毛坯定位与夹紧。（2）编制工序卡片（3）合理选择刀具，编制刀具卡片。153刀具路径合理选择合理加工刀具路径，编制加工程序，生成G代码，编制数控加工程序说明书。404仿真结果正确利用仿真软件，选择合理设备，完成零件仿真加工并进行精度检测。105文件资料按照任务单准时、齐全、正确提交相关文件156工作效率及职业操守时间观念、责任意识、团队合作、工作主动性及其工作效率5学习情境三 支座零件造型设计与数控加工