數(shù)控綜合實(shí)踐報(bào)告

./數(shù)控綜合實(shí)踐報(bào)告學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院年級(jí)班級(jí)：學(xué)號(hào)：：20XX06月13日.目錄數(shù)控綜合實(shí)踐的目的及要求3數(shù)控綜合實(shí)踐實(shí)踐容概述3數(shù)控實(shí)踐容3〔一MDT生成零件的三維實(shí)體造型4〔二零件CAM及數(shù)控加工過(guò)程10快速原型制造27實(shí)踐總結(jié)36參考文獻(xiàn)39數(shù)控綜合實(shí)踐一、數(shù)控綜合實(shí)踐的目的及要求；〔1熟悉三維建模軟件〔MDT；〔2了解CAD/CAM及數(shù)控加工的基本原理及方法；〔3了解快速原型制造的基本原理及方法；〔4熟悉網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)與制造的基本思想及方法；〔5掌握零件從CAD、CAM到數(shù)控加工的完整過(guò)程或零件從CAD建模到快速制造出原型零件的全過(guò)程。二、數(shù)控綜合實(shí)踐實(shí)踐容概述；〔1MDT實(shí)踐：熟悉三維建模〔MDT,按照老師要求繪制三維模型,以備后續(xù)的數(shù)控加工實(shí)踐使用；〔2CAM實(shí)踐：本實(shí)驗(yàn)通過(guò)利用MDT所建立的模型,將其文件輸出為標(biāo)準(zhǔn)文件IGES,然后利用Mastercam對(duì)其模擬地進(jìn)行毛坯的建立、道具和加工參數(shù)的選擇、道具軌跡的生成以及加工,并在模擬加工后進(jìn)行NC代碼的輸出。最后使用NC代碼在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行實(shí)際加工；〔3RP實(shí)踐：生成三維實(shí)體,將其轉(zhuǎn)換為pmr格式文件。將該文件利用紫外光快速成型機(jī)加工出實(shí)體。三、數(shù)控實(shí)踐容；〔一MDT生成零件的三維實(shí)體造型1.MDT的兩種工作環(huán)境：〔1零件/部件環(huán)境當(dāng)用戶啟動(dòng)MDT時(shí),系統(tǒng)會(huì)首先進(jìn)入該工作環(huán)境,用戶也可以通過(guò)執(zhí)行"文件〔File→新部件文件〔New…."命令進(jìn)入零件/部件環(huán)境,在此環(huán)境下可以進(jìn)行多個(gè)零件的裝配。〔2單一零件環(huán)境一般新零件建模時(shí),都要在單一零件環(huán)境下設(shè)計(jì),此時(shí)只需要選擇"新零件文件〔NewPartFile",就能開(kāi)始創(chuàng)建一個(gè)零件。實(shí)體造型步驟：〔1零件選擇通過(guò)零件選擇,我的零件的三維圖如下：〔2建立工作平面1菜單：零件→定位特征→工作平面2對(duì)話框操作：執(zhí)行上述命令后得到下圖所示對(duì)話框,根據(jù)零件造型要求建立世界坐標(biāo)系〔WCS的XY、YZ、ZX三個(gè)平面。勾選"WCS的XY面"以及"同時(shí)創(chuàng)建草圖平面",如下圖所示：由于創(chuàng)建平面的同時(shí)選擇了"同時(shí)創(chuàng)建草圖平面",所以草圖在建立平面時(shí)也同時(shí)建立,其結(jié)果如下圖所示：〔3草圖繪制和零件生成1在草圖平面上繪制草圖,如下：2零件→處理草圖→定義截面輪廓,之后鼠標(biāo)變?yōu)橐粋€(gè)小正方形,選擇草圖輪廓,回車以確認(rèn)。至此,該草圖的輪廓截面定義完成。3在左側(cè)的模型瀏覽器窗口中選擇該定義的輪廓截面,點(diǎn)擊右鍵,會(huì)出現(xiàn)一個(gè)菜單欄,選擇拉伸,出現(xiàn)拉伸對(duì)話框,輸入拉伸參數(shù)："距離"為15mm,"拉伸傾角"為0°,"類型"為"單向"。如下圖：4在該零件的表面重新建立一個(gè)草圖平面,按照前面的步驟進(jìn)行草圖繪制,后定義單一截面輪廓,然后進(jìn)行零件的額拉伸操作,在兩步的操作后,得到的圖形如下：上圖：拉伸高度為15mm上圖：拉伸高度為10mm5再按照步驟之前步驟對(duì)圓柱孔進(jìn)行繪制草圖以及截面輪廓的定義以及進(jìn)行拉伸,進(jìn)行拉伸參數(shù)設(shè)置并確認(rèn),得到以下圖形,可見(jiàn)在圖形中生成相應(yīng)的圓柱孔：6再按照步驟之前步驟對(duì)圓柱孔進(jìn)行繪制草圖以及截面輪廓的定義以及進(jìn)行拉伸,進(jìn)行拉伸參數(shù)設(shè)置并確認(rèn),得到以下圖形,可見(jiàn)在圖形中生成相應(yīng)的階梯孔：7倒角。由于球頭銑刀的半徑為3mm,則在一些地方的倒圓角半徑應(yīng)大于3mm,根據(jù)要求倒圓角的圖形如下：通過(guò)以上的一系列步驟,即完成實(shí)體零件的造型過(guò)程,并作為CAM的演示的圖形。〔二零件CAM及數(shù)控加工過(guò)程1.實(shí)踐目的了解CAM及數(shù)控加工的基本原理及方法。2.實(shí)踐原理本實(shí)驗(yàn)通過(guò)利用MDT所建立的模型,將其文件輸出為標(biāo)準(zhǔn)文件IGES,然后利用Mastercam對(duì)其模擬地進(jìn)行毛坯的建立、道具和加工參數(shù)的選擇、道具軌跡的生成以及加工,并在模擬加工后進(jìn)行NC代碼的輸出,然后使用NC代碼在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行實(shí)際加工。3.實(shí)踐環(huán)境①系統(tǒng)硬件：高檔微機(jī)1臺(tái)或工作站1臺(tái)等；②系統(tǒng)軟件：Windows98或Windows2000或WindowsNT或UNIX等；③設(shè)計(jì)軟件：Mastercam或MDT或UG或CATIA或I-DEAS或Pro/E等；④網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：Internet、局域網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)；⑤加工設(shè)備：a-T10A鉆削中心、TV5立式加工中心；⑥毛皮材料及尺寸：木材、長(zhǎng)寬高〔對(duì)應(yīng)X、Y、Z方向=110mm80mm40mm；以毛坯頂面中心點(diǎn)作為攻擊坐標(biāo)系零點(diǎn),高度方向最大切削深度不得超過(guò)30mm⑦刀具：mm端銑刀〔型號(hào)為G120221,R3mm球頭銑刀〔型號(hào)為Q120211。銑刀建議用量：入刀速度為F100,正常走到速度為F1000,mm端銑刀的轉(zhuǎn)速為1000rmp,R3mm球頭銑刀轉(zhuǎn)速為2000rmp,刀具切深和步距自定,注意切深不能一步到位,應(yīng)采取分層加工,否則道具會(huì)因切削用量過(guò)大而損壞。4.零件CAM及數(shù)控加工步驟1CAD模型文件輸出：在MDT6.0環(huán)境下進(jìn)行一下操作：文件→輸出→IGES→定義文件名→保存2用MILL9.0程序打開(kāi)IGES文件：?jiǎn)?dòng)MILL9.0→MainMenu→File→Converters→IGES→Readfile→選擇IGES文件→打開(kāi)→進(jìn)入IGESReadParameters設(shè)置界面,確認(rèn)FileisinMetricunits→OK。3多余線條的刪除：如圖所見(jiàn),在打開(kāi)實(shí)體后出現(xiàn)了多余的綠色線條,可以使用一下方法以刪除：MainMenu→Delete→All→Colour,出現(xiàn)下圖框圖,選擇"綠色",點(diǎn)"OK"以確認(rèn)。4實(shí)體的渲染：選擇工具欄上的渲染圖標(biāo),出現(xiàn)以下框圖,選中框圖中"shadingactive"的方框并確認(rèn)。渲染之后將實(shí)體調(diào)整到適當(dāng)位置,便得到如下圖所示的圖形：5模型旋轉(zhuǎn)通過(guò)觀察零件坐標(biāo)方位,來(lái)確定零件如何進(jìn)行旋轉(zhuǎn)以便加工,綜合分析后,確定該位置正確,無(wú)需進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作。6移動(dòng)模型：選擇Gview—Top,再選擇Cplane—Top,可得到以下圖形,可見(jiàn)坐標(biāo)系原點(diǎn)并不在實(shí)體的中心。移動(dòng)模型,直到工件的頂面中心為坐標(biāo)原點(diǎn)。7比例縮放比例縮放的目的是讓工件盡可能大,但又符合規(guī)定尺寸的要求,在進(jìn)行指導(dǎo)書(shū)中的操作后,出現(xiàn)SCALE提示頁(yè)面,選中OPERATION的MOVE,選中SCALING中的XXY,確認(rèn)NUMBEROFSTEPS為1,輸入X、Y、Z三個(gè)方向的縮放比例,然后OK。得到圖形：8畫(huà)粗加工的邊界：用鼠標(biāo)點(diǎn)擊工具欄上的Gview—Top,再選擇Cplane—Top按鈕后進(jìn)行以下操作：MainMenu→Create→Rectangle→1Points→輸入矩形框尺寸130mm×90mm→OK→Origin→Mainmenu→點(diǎn)擊工具欄上的Cplane—Isometric,得到以下畫(huà)面：9毛坯的建立：選擇Mainmenu→Toolpaths→Jobsetup,進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,之后點(diǎn)OK確認(rèn),如下圖所示：10產(chǎn)生粗加工刀具軌跡：Mainmenu→用鼠標(biāo)單擊工具欄上的Cplane—Top→ToolPaths→surface→Rough→Pocket→All→Surfaces→Done,出現(xiàn)粗加工參數(shù)界面,如下圖：在粗加工參數(shù)界面的ToolParameters頁(yè)面的空白中點(diǎn)擊右鍵→CreateNewTool→在Tool—FlatEndMill頁(yè)面中修改Diameter、Flute、Shoulder和Overall值→點(diǎn)擊OK,如下圖：返回ToolParameters頁(yè)面,修改Len、FeedRate、Plunge、Retract、Program#、Spindle的參數(shù),Coolant為OFF,如圖：而后切換到SurfaceParameters頁(yè)面,根據(jù)模型確定Clearance、Retract、FeedPlane,確定加工余量StocktoLeave,如圖：再切換到RoughPocketParameters頁(yè)面,修改Cuttolerance、MaxStepDown、StepoverDistance,復(fù)選Promptforentrypoint和Rough〔Zigzag,修改后如圖：按Cutdepths按鈕、選擇Absolute、修改MinimumDepth和MaxmunDepth→點(diǎn)擊OK按鈕,如圖：按Gapsetting按鈕,復(fù)選Optimizecutorder→點(diǎn)擊OK,如圖：選擇粗加工邊界→Done→選入刀點(diǎn),得到生成的道具軌跡如圖所示：11產(chǎn)生精加工刀具軌跡選擇MainMenu→ToolPaths→surface→Finish→Parameters→All→Surfaces→Done→進(jìn)入精加工參數(shù)界面。創(chuàng)建球頭刀,修改其道具參數(shù),如圖：再對(duì)表面參數(shù)進(jìn)行修改：再對(duì)FinishParallelParameter進(jìn)行參數(shù)修改：定義兩把精加工刀具,一個(gè)加工角度為45度,另一把加工角度為135度,最大深度為-30mm。最后再打開(kāi)Gapsetting,選上optimizecutorders。生成刀具軌跡如圖：12加工仿真,得到仿真后的圖形如下：13NC程序的輸出粗加工程序代碼%O0001<PROGRAMNAME-粗加工><DATE=DD-MM-YY-15-06-12TIME=HH:MM-22:50>N100G20N102G0G17G40G49G80G90<TOOL-15DIA.OFF.-15LEN.-15DIA.-10.>N104T15M6N108G43H15Z20.N110Z5.N112G1Z2.F150.N114Y165.F500.N118X219.99N120Y-157.4904N122X-219.99N124Y-149.9908N126X219.99.………N1206G1X-12.9899N1210G1X16.0476N1214G1X-15.9256N1216G2X-12N1218G1X13.1044N1222G1X-.0155N1232G1Z5.N1234G0Z20.N1236M5N1238G91G28Z0.N1240G28X0.Y0.A0.N1242M30%精加工程序代碼〔a45度角精加工%O0001<PROGRAMNAME-45度角精加工><DATE=DD-MM-YY-24-06-11TIME=HH:MM-23:29>N100G21N102G0G17G40G49G80G90<TOOL-1DIA.OFF.-1LEN.-32DIA.-10.>N104T1M6N108G43H32Z50.N110Z8.N112G1Z2.F800.N114X-59.Y-44.F1600.N116X59.N118Y-39.111N120X-59.N122Y-34.222N124X59.N126Y-29.333N128X-59.N130Y-24.444N132X59.N134Y-19.556N136X-59.………N8054G0Z-4.994N8056Z20.N8058M5N8060G91G28Z0.N8062G28X0.Y0.A0.N8064M30%〔b135度角精加工%O0001<PROGRAMNAME-135度角精加工><DATE=DD-MM-YY-24-06-11TIME=HH:MM-23:29>N100G21N102G0G17G40G49G80G90<TOOL-1DIA.OFF.-1LEN.-32DIA.-10.>N104T1M6N108G43H32Z50.N110Z8.N112G1Z2.F800.N114X-59.Y-44.F1600.N116X59.N118Y-39.111N120X-59.N122Y-34.222N124X59.N126Y-29.333N128X-59.N130Y-24.444N132X59.…………….N8028G1Z-9.994F640.N8030Y5.345Z-9.961F1280.N8054G0Z-4.994N8056Z20.N8058M5N8060G91G28Z0.N8062G28X0.Y0.A0.N8064M30%〔三快速原型制造1.實(shí)驗(yàn)原理快速原型制造是綜合利用CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光加工技術(shù)和材料技術(shù)實(shí)現(xiàn)從零件設(shè)計(jì)到三維實(shí)體原型制造一體化的系統(tǒng)技術(shù)。它采用軟件離散—材料堆積的原理實(shí)現(xiàn)零件的成型?？焖僭椭圃斓木唧w過(guò)程如下：首先利用高性能的CAD軟件設(shè)計(jì)出零件的三維曲面或?qū)嶓w模型；再根據(jù)工藝要求,按照一定的厚度在Z向〔或其它方向?qū)ι傻腃AD模型進(jìn)行切面分層,生成各個(gè)截面的二維平面信息；然后對(duì)層面信息進(jìn)行工藝處理,選擇加工參數(shù),系統(tǒng)自動(dòng)生成刀具移動(dòng)軌跡和數(shù)控加工代碼；再對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行仿真,確認(rèn)數(shù)控代碼的正確性；然后利用數(shù)控裝置精確控制激光束或其它工具的運(yùn)動(dòng),在當(dāng)前工作層〔二維上采用輪廓掃描,加工出適當(dāng)?shù)慕孛嫘螤?；再鋪上一層新的成形材?進(jìn)行下一次的加工,直至整個(gè)零件加工完畢?？梢钥闯?快速原型制造技術(shù)是個(gè)由三維換成二維〔軟件離散化,再由二維到三維〔材料堆積的工作過(guò)程?？焖僭椭圃觳襟E1點(diǎn)擊"文件→載入模型"出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框,在模型中任選一個(gè)。選擇所需模型進(jìn)行后選擇"加載",在裝入模型后軟件開(kāi)始自動(dòng)的檢驗(yàn)并加載STL模型,如下圖：在加載完成后,零件在坐標(biāo)系中出現(xiàn),但是其很小,如下圖所示：2由于零件在畫(huà)面上顯示的很小,因此需要對(duì)其進(jìn)行放大,點(diǎn)擊"模型→縮放",出現(xiàn)一下對(duì)話框,在"X縮放因"中輸入"30",再點(diǎn)擊均等縮放,然后確認(rèn)。放大之后的模型如下圖所示：由于圖示中的制作方向不利于加工,通過(guò)利用數(shù)據(jù)準(zhǔn)備Rpprogram軟件的定向功能,能對(duì)STL文件的模型資料進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換,以控制紫外快速成型制作原型零件的方向,從而保證零件的可操作性。調(diào)整后的零件如圖：在點(diǎn)擊了"當(dāng)前模型分層"后,模型開(kāi)始自動(dòng)分層,分層厚度問(wèn)0.1,設(shè)置如下：在模型分層后點(diǎn)擊"輪廓→輪廓狀態(tài)檢查",在進(jìn)行輪廓狀態(tài)檢查后,發(fā)現(xiàn)：6打開(kāi)"輪廓-輪廓編輯",如下圖所示,進(jìn)入輪廓編輯界面,分別點(diǎn)擊"去除孤立點(diǎn)和孤立線"、"去除輪廓中的細(xì)小線段"、"嘗試連接開(kāi)口輪廓"和"消除輪庫(kù)共線中間點(diǎn)"。結(jié)果如下：在再次進(jìn)行輪廓狀態(tài)檢查時(shí),還有為一些層存在病態(tài)輪廓線：再進(jìn)行輪廓狀態(tài)檢查,未發(fā)現(xiàn)異常狀態(tài)輪廓線：7基礎(chǔ)支撐的建立：點(diǎn)擊"支撐-基礎(chǔ)支撐",設(shè)置基本參數(shù)：再點(diǎn)擊"支撐→顯示基礎(chǔ)支撐",建立的基礎(chǔ)支撐如下圖底部的紅色部位所示：人工支撐的建立：由于此零件最上層加工時(shí)的剛性太差,故需要加人工支撐以增加其剛性,操作方法為："支撐→人工支撐",之后進(jìn)入"人工支撐編輯器",進(jìn)行人工支撐的編輯,即使用右下角菜單欄的按鈕依次在每層進(jìn)行十字支撐的建立,如下圖：9>之后點(diǎn)擊"文件-輸出全部模型",將文件已pmr格式輸出。打開(kāi)Rpbuliber,選擇"文件-加載成型數(shù)據(jù)文件",加載完成后如下所示：10選擇"顯示-仿真模擬",仿真如下：〔四實(shí)踐總結(jié)1.MDTMDT是autodesk三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件,是對(duì)autocad的擴(kuò)展,但現(xiàn)在autodesk新推出的inventor系列軟件功能更強(qiáng),操作簡(jiǎn)單,以前的mdt用戶已紛紛改用inventor了,相同功能的軟件有solidedge,solidworks,ug,pro.Engineer等。通過(guò)對(duì)該軟件的學(xué)習(xí),讓我能用此軟件對(duì)一些基本的零件造型,此軟件在進(jìn)行零件造型時(shí)比之前所用的一些軟件稍復(fù)雜,但是優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)利用MDT所建立的模型,將其文件輸出為標(biāo)準(zhǔn)文件IGES,然后利用Mastercam對(duì)其模擬地進(jìn)行毛坯的建立、道具和加工參數(shù)的選擇、道具軌跡的生成以及加工,并在模擬加工后進(jìn)行NC代碼的輸出,然后使用NC代碼在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行實(shí)際加工。這給數(shù)控加工帶來(lái)很大的便利。CAM在加工中老師為我們數(shù)控車床的坐標(biāo)系：1坐標(biāo)系：老師給我們講解了車床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系、絕對(duì)坐標(biāo)系、相對(duì)坐標(biāo)系等坐標(biāo)系。2機(jī)床坐標(biāo)系：機(jī)床坐標(biāo)系是為了確定工件在機(jī)床中的位置、機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件特殊位置及運(yùn)動(dòng)圍,即描述機(jī)床運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息而建立的坐標(biāo)系,將右手的拇指、食指以及中指互相展為直角,其中拇指為X軸、食指為Y軸、中指為Z軸。在技工過(guò)程中看做工件為靜止,刀具運(yùn)動(dòng)。3工件坐標(biāo)系：工件坐標(biāo)系是機(jī)床進(jìn)行加工時(shí)使用的坐標(biāo)系,它應(yīng)該與編程坐標(biāo)系一致。4絕對(duì)坐標(biāo)系：絕對(duì)坐標(biāo)系是在機(jī)床裝配、調(diào)試時(shí)已經(jīng)確定下來(lái)的,是機(jī)床加工的基準(zhǔn)點(diǎn)。在使用中機(jī)械坐標(biāo)系是由參考點(diǎn)相對(duì)座標(biāo)來(lái)確定的,機(jī)床系統(tǒng)啟動(dòng)后,進(jìn)行返回參考點(diǎn)操作,機(jī)械坐標(biāo)系就建立了。坐標(biāo)系一經(jīng)建立,只要不切斷電源,坐標(biāo)系就不會(huì)變化。5相對(duì)坐標(biāo)系：相對(duì)坐標(biāo)系用于反映道具相對(duì)于相對(duì)坐標(biāo)系零點(diǎn)的位置,這個(gè)零點(diǎn)可以隨意定義。其可以用來(lái)確定道具的長(zhǎng)度補(bǔ)償值3.RP快速原型制造在中國(guó)目前還有很大的發(fā)展空間,在參觀本校的RP原型機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)該機(jī)器零件生產(chǎn)效率較低,且在生產(chǎn)中有很多不完整品,一般生產(chǎn)出來(lái)的零件只能用于教學(xué)觀賞。不過(guò)由于學(xué)校購(gòu)買該設(shè)備實(shí)踐較長(zhǎng),目前的RP已發(fā)展到一定水平,可發(fā)展空間也很大。通過(guò)本次數(shù)控加工實(shí)踐,讓我更加熟悉了基于數(shù)字控制技