CADCAM及數(shù)控加工技術(shù)綜合實(shí)踐

學(xué)生學(xué)號(hào)實(shí)驗(yàn)課成績(jī)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告書實(shí)驗(yàn)課程名稱CAD/CAM及數(shù)控加工技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)開(kāi)課學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名指導(dǎo)老師2014--2015學(xué)年第一學(xué)期CAD/CAM及數(shù)控加工技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)成績(jī)實(shí)驗(yàn)者專業(yè)班級(jí)組別同組者實(shí)驗(yàn)日期年月日一部分：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告（包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、意義，實(shí)驗(yàn)基本原理與方法，主要儀器設(shè)備及耗材，實(shí)驗(yàn)方案與技術(shù)路線等）（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）使學(xué)生樹(shù)立機(jī)電結(jié)合、多學(xué)科融合的制造系統(tǒng)概念，對(duì)數(shù)字化制造系統(tǒng)的使用起到入門作用，培養(yǎng)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行設(shè)計(jì)加工的能力，并從事現(xiàn)代制造工程（如CAD/CAM、FMS、CIMS.....等技術(shù)工作）方面的工作或研究打下基礎(chǔ)。（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)鍛煉學(xué)生對(duì)所學(xué)基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程的綜合應(yīng)用能力，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，以提高學(xué)生分析問(wèn)題的能力。（3）提升學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力，系統(tǒng)完成材料選用、公差配合，具體的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工工藝設(shè)計(jì)和制造等各個(gè)方面工作。（4）熟練使用CAD/CAM集成軟件工具（Solidworks，MasterCAM，UG或PRO/E等）進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工，利用圖形編程模塊自動(dòng)生成NC程序并實(shí)現(xiàn)加工運(yùn)動(dòng)仿真。（5）通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)零件的制造設(shè)計(jì)、加工和檢測(cè)分析，培養(yǎng)學(xué)生從設(shè)計(jì)到制造的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)的全局概念，并培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題的能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在掌握機(jī)械CAD/CAM技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)、精密加工和特種加工等課程的理論基礎(chǔ)上，初步掌握Solidworks（Pro/E，UG等）、MasterCAM等軟件的使用，掌握產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品分析、工藝設(shè)計(jì)、數(shù)控加工仿真、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、實(shí)際數(shù)控加工、產(chǎn)品快速成形加工方法的產(chǎn)品整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能，培養(yǎng)綜合與創(chuàng)新能。實(shí)驗(yàn)意義現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造是機(jī)械制造及自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生要求掌握的主要知識(shí)，CAD/CAM及數(shù)控加工技術(shù)實(shí)驗(yàn)給學(xué)生提供了數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造總體流程的動(dòng)手實(shí)踐、進(jìn)行綜合能力培養(yǎng)的機(jī)會(huì)，鍛煉學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，以及對(duì)未知工具與知識(shí)的自學(xué)能力。實(shí)驗(yàn)各個(gè)階段中，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師只給出設(shè)計(jì)要求及加工條件，具體的實(shí)驗(yàn)方法與步驟由學(xué)生自擬，充分體現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的自主性與創(chuàng)新性。N18G01X24Z-60(精加工Φ24外圓，精加工輪廓結(jié)束）N19X50(退出已加工面）N20G00X50Z50(回對(duì)刀點(diǎn))N21T0100(取消1號(hào)刀補(bǔ)）T0202(換2號(hào)刀和2號(hào)刀補(bǔ)）M03S300(主軸以300r/min正轉(zhuǎn)）N22G00X50N23Z-20N24X20(到退刀槽處）N25G01X10F10（切深度為1mm的槽）N26G04P4(暫停4s)N27G01X50Z-50N29X28(到退刀槽處）N30X20F10(切深度為2mm的槽）N31G04P4(暫停4s)N32G01X50N33G00X50Z50(回對(duì)刀點(diǎn)）N34T0200(取消2號(hào)刀補(bǔ)）T0303(換3號(hào)刀和3號(hào)刀補(bǔ)）N35M03S300F40(主軸以300r/min正轉(zhuǎn)，切削速度為40mm/min)N36G00X0N37Z5(刀加工螺紋起點(diǎn)）N38G92X11.2Z-15P180F1.5(第一次循環(huán)切螺紋，切深0.8mm)N39X10.6Z-15(第二次循環(huán)切螺紋，切深0.6mm)N40X10.2Z-15(第三次循環(huán)切螺紋，切深0.4mm)N41X10.04Z-15(第四次循環(huán)切螺紋，切深0.16mm)N42G00X50Z50(回對(duì)刀點(diǎn)）T0300(取消3號(hào)刀補(bǔ)）N43M05(主軸停）N44M30(主程序結(jié)束并復(fù)位）%（2）銑削零件（1）本次實(shí)驗(yàn)的銑削零件如圖所示：零件的加工要求該零件屬于盤類零件，零件的加工方式較多，由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，該零件主要采用數(shù)控銑床進(jìn)行銑削加工，實(shí)驗(yàn)中數(shù)控銑床選擇FANUC系統(tǒng)。需要加工的面有整個(gè)零件的上表面、三個(gè)凸臺(tái)、三個(gè)凸臺(tái)間的平面部分、兩個(gè)圓形孔及正八邊形孔等。零件的加工精度要求沒(méi)有明確給出，分析可得三個(gè)孔的加工要求較高。在零件圖中零件厚度沒(méi)有給出，根據(jù)實(shí)驗(yàn)中所給的毛坯材料，在次設(shè)計(jì)中三個(gè)凸臺(tái)的高度取為相同，設(shè)計(jì)尺寸為5mm，整個(gè)零件的高度設(shè)計(jì)為20mm。工件材料的選擇工件材料選取45鋼，毛坯制造形式為鍛造，毛坯尺寸為110mmx90mmx25mm長(zhǎng)方體，由于實(shí)驗(yàn)條件限制，實(shí)驗(yàn)中選擇的工件材料為膠木。零件的定位夾緊方式盡量采用一次裝夾完成重要表面的所有加工工序，實(shí)驗(yàn)中直接選取零件底面作為定位基準(zhǔn)，采用工藝板固定在數(shù)控銑床的工作臺(tái)上。工藝路線的制定零件的工藝路線及本次實(shí)驗(yàn)的零件加工順序?yàn)椋哄懺烀鳌娤髁慵媳砻妗娤鞒鋈齻€(gè)凸臺(tái)→銑削出Φ9和Φ10的兩個(gè)圓孔→銑削出正八邊形孔→銑削零件外形→銑削底面。（6）刀具的選擇由于實(shí)驗(yàn)條件的限制且銑削過(guò)程中最好不要換刀，本次實(shí)驗(yàn)中選擇直徑為8mm的立銑刀。（7）切削用量的確定主軸轉(zhuǎn)速為1500r/min，進(jìn)給速度為F200--400mm/min，切削深度：粗加工為4--5mm，精加工為1mm。CAM走刀軌跡（9）銑削零件數(shù)控加工程序清單%O0000(T)(DATE=DD-MM-YY-12-01-15TIME=HH:MM-21:21)(MCXFILE-C:\USERS\ADMINISTRATOR\DESKTOP\A6.MCX-5)(NCFILE-C:\USERS\ADMINISTRATOR\DESKTOP\T.NC)(MATERIAL-ALUMINUMMM-2024)(T2|8.FLATENDMILL|H2)N100G21N102G0G17G40G49G80G90N104T2M6N106G0G90G54X16.714Y33.998A0.S2387M3N108G43H2Z25.N110Z10.N112G1Z0.F200.N114X43.994F477.4N116X46.598Y28.265N118X8.181N120X-4.352Y22.532N122X46.321N124X42.898Y16.799N126X-14.666N128X-19.361Y11.066N130X35.735......................N5142X0.Y-44.I1.J0.N5144X1.Y-43.I0.J1.N5146G0Z11.262N5148X.7N5150Z-3.737N5152G1Z-15.7F200.N5154G3X0.Y-42.3I-.7J0.F477.4N5156X-.7Y-43.I0.J-.7N5158X0.Y-43.7I.7J0.N5160X.7Y-43.I0.J.7N5162G0Z9.3N5164X1.N5166Z-3.737N5168G1Z-15.7F200.N517N5184G1Z-16.F200.N5186G3X0.Y-42.3I-.7J0.F477.4N5188X-.7Y-43.I0.J-.7N5190X0.Y-43.7I.7J0.N5192X.7Y-43.I0.J.7N5194G0Z9.N5196X1.N5198Z-5.7N5200G1Z-16.F200.N5202G3X0.Y-42.I-1.J0.F477.4N5204X-1.Y-43.I0.J-1.N5206X0.Y-44.I1.J0.N5208X1.Y-43.I0.J1.N5210G0Z25.N5212M5N5214G91G28Z0.N5216G28X0.Y0.A0.N5218M30%第三部分結(jié)果與討論（可加頁(yè)）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（包括數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析、影響因素討論、綜合分析和結(jié)論等）小結(jié)、建議及體會(huì)一、預(yù)習(xí)思考題數(shù)控車、數(shù)控銑、加工中心、線切割機(jī)和、快速成型機(jī)的加工特點(diǎn)？它們各自適合加工的零件類型？答：數(shù)控車、銑床：生產(chǎn)效率高，可以加工形狀復(fù)雜、精度要求高的零件，還有一些普通機(jī)床不能或不便于加工的零件，裝夾定位后能加工多道工序，工序集中，加工質(zhì)量穩(wěn)定，減輕了工作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。加工中心：傳遞精度高，速度快，主軸功率大，調(diào)速范圍寬，并可無(wú)級(jí)調(diào)速；低速進(jìn)給時(shí)不爬行及運(yùn)動(dòng)中靈敏度高；設(shè)置有刀庫(kù)和換刀機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)功能較全，其加工的主要對(duì)象有箱體類零件、復(fù)雜曲面、異形件、盤套板類零件和特殊加工等五類。線切割機(jī)：工作平穩(wěn)，加工精度高，不適合加工厚度比較大的零件，其加工的主要對(duì)象有各種難加工材料、復(fù)雜表面和有特殊要求的零件、刀具和模具等。快速成型機(jī)：可以制造任意的三維幾何實(shí)體；快速性，高柔度性，其加工的主要對(duì)象有沖模、粉末冶金模、擠壓模、型孔零件及小孔等。主流CAD設(shè)計(jì)軟件？特點(diǎn)？答：Solidworks:軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。有功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點(diǎn)，SolidWorks能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks不僅提供如此強(qiáng)大的功能，而且對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用，使用SolidWorks，整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間的是全相關(guān)的PRO/E:Pro/E采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等。參數(shù)化設(shè)計(jì)(無(wú)論多么復(fù)雜的幾何模型，都可以分解成有限數(shù)量的構(gòu)成特征，而每一種構(gòu)成特征，都可以用有限的參數(shù)完全約束)；基于特征建模（工程設(shè)計(jì)人員可以采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型）；單一數(shù)據(jù)庫(kù)（工程中的資料全部來(lái)自一個(gè)庫(kù)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的任何一處發(fā)生改動(dòng)，亦可以前后反應(yīng)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的相關(guān)環(huán)節(jié)上，這種獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)。這一優(yōu)點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場(chǎng)，價(jià)格也更便宜）。UG:具有強(qiáng)大的實(shí)體造型、曲面造型、虛擬裝配和產(chǎn)生工程圖等設(shè)計(jì)功能；而且，在設(shè)計(jì)過(guò)程中可進(jìn)行有限元分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力學(xué)分析和仿真模擬，提高設(shè)計(jì)的可靠性；同時(shí)，可用建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼，用于產(chǎn)品的加工，其后處理程序支持多種類型數(shù)控機(jī)床。另外它所提供的二次開(kāi)發(fā)語(yǔ)言UG/OPenGRIP，UG/openAPI簡(jiǎn)單易學(xué)，實(shí)現(xiàn)功能多，便于用戶開(kāi)發(fā)專用CAD系統(tǒng)。數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容？答：1、選擇適合在數(shù)控機(jī)床上加工的零件，確定工序內(nèi)容；分析被加工零件圖樣，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求，在此基礎(chǔ)上確定零件的加工方案，制定數(shù)控加工工藝路線，如工序的劃分、加工順序的安排與傳統(tǒng)加工工序的銜接等；設(shè)計(jì)數(shù)控加工工序，如工步的劃分、零件的定位與夾緊、刀具的選擇、切削用量的確定等；調(diào)整數(shù)控加工工序的程序，如對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的選擇、加工路線的確定、刀具的補(bǔ)償?shù)龋环峙鋽?shù)控加工中的容差；處理數(shù)控機(jī)床上部分工藝指令。確定走刀路線和工步順序的要點(diǎn)？答：尋求最短加工路線；最終輪廓一次走刀完成；選擇合適的切入和切出方向；選擇使零件加工后變形少的路線等。切削用量選擇的要點(diǎn)？答：背吃刀量ap應(yīng)根據(jù)工件的加工余量來(lái)確定；背吃刀量選定后，應(yīng)盡可能選用較大的進(jìn)給量f；在背吃刀量和進(jìn)給量選定后，在保證刀具合理耐用度的條件下，用計(jì)算的方法或查表法確定切削速度Vc的值。CAD模型如何導(dǎo)入CAM軟件（如ｍａｓｔｅｒｃａｍ軟件）中？格式？答：造型所用的CAD軟件與CAM軟件相同，則可以直接打開(kāi)；若造型所用CAD軟件與后續(xù)的CAM軟件不同，可以將三維模型文件另存為IGES（初始圖形交換規(guī)范）或STEP（產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)）格式，在版本兼容的情況下，CAM軟件可以直接導(dǎo)入。MasterCAM中如何設(shè)置工件大??？如何修改工件形狀（棒料、塊料）？答：設(shè)置大?。骸安僮鞴芾怼薄暗毒呗窂健薄皺C(jī)器群組屬性”→“材料設(shè)置”→“XYZ的長(zhǎng)度參數(shù)”。修改工件形狀：“操作管理”→“刀具路徑”→“機(jī)器群組屬性”→“材料設(shè)置”→“形狀”。MasterCAM后處理怎么設(shè)置？在“