基于Cimatron的五轴数控铣削加工及仿真 毕业设计

毕 业 论 文

题 目：基于Cimatron的五轴数控铣削加工及仿真

诚 信 声 明

本人声明：

1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；

2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不

包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；

3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。

作者签名：

年 日期：日

毕业设计（论文）任务书 题目： 基于Cimatron的五轴数控铣削加工及仿真

姓名 学院 专业 班级 学号

指导老师 职称 教研室主任

一、基本任务及要求：

1. 叶轮零件的3D设计；

2. 加工工艺分析及工艺规程的编制；

3. CAM刀路设计及优化；

4. 叶轮在VX850-5AX机床（华中HNC-22系统）上数控铣削加工的，NC编程、G代码后置处理及刀路仿真，并进行加工验证；

5. 撰写文献综述（3000字、参考文献15篇以上）、开题报告；

6. 撰写设计说明书一份(字数15000字以上)；

7. 毕业调研及撰写毕业调研报告。

二、进度安排及完成时间：

1. 查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告（2.5周）；

2. 毕业调研及撰写毕业调研报告（1.5周）；

3. 毕业设计（9周），其中：总体方案（1周），叶轮的三维造型（1周），加工工艺分析及工艺规程的编制（2.5周），CAM刀路设计及优化（1.5周），NC编程，G代码后置处理及刀路仿真，加工验证（3周）；

4. 撰写毕业设计说明书并将初稿交导师评阅（1.5周）；

5. 指导老师评阅、学生修改及打印说明书（0.5周）；

6. 评阅老师评阅设计说明书、学生准备答辩（0.5周）；

7. 毕业答辩（0.5周）。

目 录

摘要…………………………………………………………………………………………Ⅰ Abstract………………………………………………………………………………Ⅱ

第1章 绪论…………………………………………………………………………1

1.1 引言…………………………………………………………………………1

1.2研发背景及意义………………………………………………………… ……2

1.3数控编程技术的关键技术及仿真技术在国内外的研究状况………2

1.3.1数控编程技术的关键技术……………………………………………2

1.3.2数控仿真技术在国内外的研究状况………………………………3

1.4 论文的研究内容…………………………………………………………………4

第2章 叶轮零件的三维造型……………………………………………………………6

2.1概述 ………………………………………………………………………6

2.2叶轮轮毂的创建………………………………………………………………7

2.3叶轮叶片的创建………………………………………………………………8

2.4叶轮的创建……………………………………………………………………9

2.5 本章总结…………………………………………………………………… ……9

第3章 叶轮加工工艺分析及工艺规程设计……………………………………………10

3.1 叶轮的加工工艺分析…………………………………………………………10

3.1.1叶轮的结构特点………………………………………………………10

3.1.2叶轮的加工技术要求…………………………………………………10

3.1.3叶轮的加工难点………………………………………………………10

3.2 叶轮的加工工艺规程的设计…………………………………………………11 3.2.1毛坯的选择……………………………………………………………11 3.2.2 定位基准的选择………………………………………………………12 3.2.3刀具的选择…………………………………………………………12 3.2.4 机床夹具的选择………………………………………………………13 3.2.5 切削参数……………………………………………………………14 3.2.6叶轮加工阶段的划分……………………………………………………15

第4章 基于Cimatron叶轮刀具轨迹设计及优化……………………………………17

4.1概述 ………………………………………………………………………17

4.2 叶轮的CAM编程……………………………………………………………18

4.2.1叶轮的五轴加工过程…………………………………………………18

第5章 后置处理&基于VERICUT的加工仿真验证……………………………………28

5.1概述 ………………………………………………………………………28

5.2后置处理……………………………………………………………………28

5.3 VERICUT仿真步骤………………………………………………………28

5.3.1项目初始化……………………………………………………………28

5.3.2建立机床模型和加载控制系统文件………………………………29

5.3.3安装夹具和毛坯………………………………………………………31

5.3.4新建刀具和载入加工程序…………………………………………33

5.3.5建立坐标系……………………………………………………………36

5.3.6设置G代码偏置………………………………………………………37

5.3.7仿真演示………………………………………………………………37

5.4刀具轨迹的优化………………………………………………………………38 结论…………………………………………………………………………………………40 参考文献……………………………………………………………………………………41 致谢…………………………………………………………………………………………42 附录…………………………………………………………………………………………43

基于Cimatron的五轴数控铣削加工及仿真

摘要：数控加工技术的发展是日新月异，而五轴联动数控加工技术以其特有的优越性在复杂、高精度零件加工方面发挥着越来越重要的作用。论文研究了叶轮零件的五轴数控加工工艺，在Cimatron中创建叶轮的三维模型，并使用CAM模块设计其刀路轨迹，经后置处理生成NC文件。基于VERICUT构建捷甬达VX850-5AX机床建立仿真环境，通过模拟整个机床加工过程，验证了数控加工程序和后置处理的正确性，从而缩短设计生产周期，降低成本，提高企业的核心竞争力，具有很大的现实意义。

关键字：五轴联动；叶轮；仿真；Cimatron；VERICUT

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图4.5叶轮流道整体开粗刀路图

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