數(shù)控綜合實踐報告

./數(shù)控綜合實踐報告學(xué)院：機械工程學(xué)院年級班級：學(xué)號：：20XX06月13日.目錄數(shù)控綜合實踐的目的及要求3數(shù)控綜合實踐實踐容概述3數(shù)控實踐容3〔一MDT生成零件的三維實體造型4〔二零件CAM及數(shù)控加工過程10快速原型制造27實踐總結(jié)36參考文獻39數(shù)控綜合實踐一、數(shù)控綜合實踐的目的及要求；〔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)控加工的完整過程或零件從CAD建模到快速制造出原型零件的全過程。二、數(shù)控綜合實踐實踐容概述；〔1MDT實踐：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)控加工實踐使用；〔2CAM實踐：本實驗通過利用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對其模擬地進行毛坯的建立、道具和加工參數(shù)的選擇、道具軌跡的生成以及加工,并在模擬加工后進行NC代碼的輸出。最后使用NC代碼在數(shù)控機床上進行實際加工；〔3RP實踐：生成三維實體,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加工出實體。三、數(shù)控實踐容；〔一MDT生成零件的三維實體造型1.MDT的兩種工作環(huán)境：〔1零件/部件環(huán)境當(dāng)用戶啟動MDT時,系統(tǒng)會首先進入該工作環(huán)境,用戶也可以通過執(zhí)行"文件〔File→新部件文件〔New…."命令進入零件/部件環(huán)境,在此環(huán)境下可以進行多個零件的裝配?！?單一零件環(huán)境一般新零件建模時,都要在單一零件環(huán)境下設(shè)計,此時只需要選擇"新零件文件〔NewPartFile",就能開始創(chuàng)建一個零件。實體造型步驟：〔1零件選擇通過零件選擇,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對話框操作：執(zhí)行上述命令后得到下圖所示對話框,根據(jù)零件造型要求建立世界坐標(biāo)系〔WCS的XY、YZ、ZX三個平面。勾選"WCS的XY面"以及"同時創(chuàng)建草圖平面",如下圖所示：由于創(chuàng)建平面的同時選擇了"同時創(chuàng)建草圖平面",所以草圖在建立平面時也同時建立,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€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,點擊右鍵,會出現(xiàn)一個菜單欄,選擇拉伸,出現(xiàn)拉伸對話框,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草圖平面,按照前面的步驟進行草圖繪制,后定義單一截面輪廓,然后進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圓柱孔進行繪制草圖以及截面輪廓的定義以及進行拉伸,進行拉伸參數(shù)設(shè)置并確認(rèn),得到以下圖形,可見在圖形中生成相應(yīng)的圓柱孔：6再按照步驟之前步驟對圓柱孔進行繪制草圖以及截面輪廓的定義以及進行拉伸,進行拉伸參數(shù)設(shè)置并確認(rèn),得到以下圖形,可見在圖形中生成相應(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：通過以上的一系列步驟,即完成實體零件的造型過程,并作為CAM的演示的圖形?！捕慵﨏AM及數(shù)控加工過程1.實踐目的了解CAM及數(shù)控加工的基本原理及方法。2.實踐原理本實驗通過利用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對其模擬地進行毛坯的建立、道具和加工參數(shù)的選擇、道具軌跡的生成以及加工,并在模擬加工后進行NC代碼的輸出,然后使用NC代碼在數(shù)控機床上進行實際加工。3.實踐環(huán)境①系統(tǒng)硬件：高檔微機1臺或工作站1臺等；②系統(tǒng)軟件：Windows98或Windows2000或WindowsNT或UNIX等；③設(shè)計軟件：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、長寬高〔對應(yīng)X、Y、Z方向=110mm80mm40mm；以毛坯頂面中心點作為攻擊坐標(biāo)系零點,高度方向最大切削深度不得超過30mm⑦刀具：mm端銑刀〔型號為G120221,R3mm球頭銑刀〔型號為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,否則道具會因切削用量過大而損壞。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IGES文件：啟動MILL9.0→MainMenu→File→Converters→IGES→Readfile→選擇IGES文件→打開→進入IGESReadParameters設(shè)置界面,確認(rèn)FileisinMetricunits→OK。3多余線條的刪除：如圖所見,在打開實體后出現(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"OK"以確認(rèn)。4實體的渲染：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)通過觀察零件坐標(biāo)方位,來確定零件如何進行旋轉(zhuǎn)以便加工,綜合分析后,確定該位置正確,無需進行旋轉(zhuǎn)操作。6移動模型：選擇Gview—Top,再選擇Cplane—Top,可得到以下圖形,可見坐標(biāo)系原點并不在實體的中心。移動模型,直到工件的頂面中心為坐標(biāo)原點。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,在進行指導(dǎo)書中的操作后,出現(xiàn)SCALE提示頁面,選中OPERATION的MOVE,選中SCALING中的XXY,確認(rèn)NUMBEROFSTEPS為1,輸入X、Y、Z三個方向的縮放比例,然后OK。得到圖形：8畫粗加工的邊界：用鼠標(biāo)點擊工具欄上的Gview—Top,再選擇Cplane—Top按鈕后進行以下操作：MainMenu→Create→Rectangle→1Points→輸入矩形框尺寸130mm×90mm→OK→Origin→Mainmenu→點擊工具欄上的Cplane—Isometric,得到以下畫面：9毛坯的建立：選擇Mainmenu→Toolpaths→Jobsetup,進行參數(shù)設(shè)置,之后點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頁面的空白中點擊右鍵→CreateNewTool→在Tool—FlatEndMill頁面中修改Diameter、Flute、Shoulder和Overall值→點擊OK,如下圖：返回ToolParameters頁面,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→點擊OK按鈕,如圖：按Gapsetting按鈕,復(fù)選Optimizecutorder→點擊OK,如圖：選擇粗加工邊界→Done→選入刀點,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：再對表面參數(shù)進行修改：再對FinishParallelParameter進行參數(shù)修改：定義兩把精加工刀具,一個加工角度為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.實驗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)實現(xiàn)從零件設(shè)計到三維實體原型制造一體化的系統(tǒng)技術(shù)。它采用軟件離散—材料堆積的原理實現(xiàn)零件的成型。快速原型制造的具體過程如下：首先利用高性能的CAD軟件設(shè)計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模型進行切面分層,生成各個截面的二維平面信息；然后對層面信息進行工藝處理,選擇加工參數(shù),系統(tǒng)自動生成刀具移動軌跡和數(shù)控加工代碼；再對加工過程進行仿真,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動,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?進行下一次的加工,直至整個零件加工完畢?？梢钥闯?快速原型制造技術(shù)是個由三維換成二維〔軟件離散化,再由二維到三維〔材料堆積的工作過程?？焖僭椭圃觳襟E1點擊"文件→載入模型"出現(xiàn)一個對話框,在模型中任選一個。選擇所需模型進行后選擇"加載",在裝入模型后軟件開始自動的檢驗并加載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由于零件在畫面上顯示的很小,因此需要對其進行放大,點擊"模型→縮放",出現(xiàn)一下對話框,在"X縮放因"中輸入"30",再點擊均等縮放,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,通過利用數(shù)據(jù)準(zhǔn)備Rpprogram軟件的定向功能,能對STL文件的模型資料進行旋轉(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：在點擊了"當(dāng)前模型分層"后,模型開始自動分層,分層厚度問0.1,設(shè)置如下：在模型分層后點擊"輪廓→輪廓狀態(tài)檢查",在進行輪廓狀態(tài)檢查后,發(fā)現(xiàn)：6打開"輪廓-輪廓編輯",如下圖所示,進入輪廓編輯界面,分別點擊"去除孤立點和孤立線"、"去除輪廓中的細(xì)小線段"、"嘗試連接開口輪廓"和"消除輪庫共線中間點"。結(jié)果如下：在再次進行輪廓狀態(tài)檢查時,還有為一些層存在病態(tài)輪廓線：再進行輪廓狀態(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：點擊"支撐-基礎(chǔ)支撐",設(shè)置基本參數(shù)：再點擊"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",之后進入"人工支撐編輯器",進行人工支撐的編輯,即使用右下角菜單欄的按鈕依次在每層進行十字支撐的建立,如下圖：9>之后點擊"文件-輸出全部模型",將文件已pmr格式輸出。打開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：〔四實踐總結(jié)1.MDTMDT是autodesk三維機械設(shè)計軟件,是對autocad的擴展,但現(xiàn)在autodesk新推出的inventor系列軟件功能更強,操作簡單,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。通過對該軟件的學(xué)習(xí),讓我能用此軟件對一些基本的零件造型,此軟件在進行零件造型時比之前所用的一些軟件稍復(fù)雜,但是優(yōu)勢在于通過利用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對其模擬地進行毛坯的建立、道具和加工參數(shù)的選擇、道具軌跡的生成以及加工,并在模擬加工后進行NC代碼的輸出,然后使用NC代碼在數(shù)控機床上進行實際加工。這給數(shù)控加工帶來很大的便利。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、絕對坐標(biāo)系、相對坐標(biāo)系等坐標(biāo)系。2機床坐標(biāo)系：機床坐標(biāo)系是為了確定工件在機床中的位置、機床運動部件特殊位置及運動圍,即描述機床運動,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。在技工過程中看做工件為靜止,刀具運動。3工件坐標(biāo)系：工件坐標(biāo)系是機床進行加工時使用的坐標(biāo)系,它應(yīng)該與編程坐標(biāo)系一致。4絕對坐標(biāo)系：絕對坐標(biāo)系是在機床裝配、調(diào)試時已經(jīng)確定下來的,是機床加工的基準(zhǔn)點。在使用中機械坐標(biāo)系是由參考點相對座標(biāo)來確定的,機床系統(tǒng)啟動后,進行返回參考點操作,機械坐標(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)系就不會變化。5相對坐標(biāo)系：相對坐標(biāo)系用于反映道具相對于相對坐標(biāo)系零點的位置,這個零點可以隨意定義。其可以用來確定道具的長度補償值3.RP快速原型制造在中國目前還有很大的發(fā)展空間,在參觀本校的RP原型機時發(fā)現(xiàn)該機器零件生產(chǎn)效率較低,且在生產(chǎn)中有很多不完整品,一般生產(chǎn)出來的零件只能用于教學(xué)觀賞。不過由于學(xué)校購買該設(shè)備實踐較長,目前的RP已發(fā)展到一定水平,可發(fā)展空間也很大。通過本次數(shù)控加工實踐,讓我更加熟悉了基于數(shù)字控制技