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文檔簡介

1、重慶廣播電視大學經貿學院數(shù)控自動編程實訓報告 班級: 2013春機械制造與自動化 學號: *120140* 姓名: 付 有 清 指導教師: 趙 興 科 實習單位: 經貿學院數(shù)控車間actively carry out the law on civil air defense education, drawn out of the air defense in Pingliang city Building under easy fare, daily special inspection and regulation, overfulfilled the province upper and

2、lower knots of up to 500,000 yuan fee collection tasks. 5, further standardize internal management, improve staff quality. Adhere to the數(shù)控自動編程實訓報告學號:1351201409294 姓名:付有清1、 引言數(shù)控加工程序的編制方法除了手工編制程序外,還可利用軟件編制程序即自動編程。自動編程也稱為計算機輔助編程,這種程序編制的大部分工作甚至全部工作由計算機完成。如完成坐標值計算、編寫零件加工程序單,或者進行工藝處理。自動編程的程序可以通過計算機或機床進行刀具

3、運動軌跡模擬檢查,編程人員可以及時檢查程序是否正確,并及時修改。自動編程大大減輕了編程人員的勞動強度,提高幾十倍乃至上百倍效率,同時解決了手工編程無法解決的許多復雜零件的編程難題。工作表面形狀越復雜,工藝過程越煩瑣,自動編程的優(yōu)勢越明顯。自動編程即利用電腦和軟件將繪制的圖形生成機器能識別的程序。數(shù)控自動編程是從零件圖紙到獲得合格的數(shù)控加工程序的過程,其任務是計算加工中的刀位點。刀位點一般為刀具軸線與刀具表面的交點。CAM編程是當前最先進的數(shù)控加工編程方法,它利用電腦以人機交互圖形方式完成零件幾何形狀的繪制、軌跡生成與加工仿真到數(shù)控程序生成全過程,操作過程形象生動,效率高、出錯概率低、容易簡便,

4、而且還可以通過軟件的數(shù)據接口共享已有的CAD設計結果,實現(xiàn)CAD/CAM集成一體化,實現(xiàn)無圖紙設計制造。這些也適應了現(xiàn)代工業(yè)產品形狀復雜的零件加工、多軸加工、高速加工需要。自動編程主要涉及兩大模塊,即CAD/CAM。因此在涉足自動編程之前,我們首先應理解CAD/CAM這兩個構成自動編程的基本概念以及其用途?!癈AD”計算機輔助設計,英文全稱(Computer Aided Design)。能設計制作出既滿足設計使用要求又適合CAM加工的零件模型。CAD系統(tǒng)是一個高效的設計工具,具有參數(shù)化設計功能,三維實體模型與二維工程圖形應能相互轉換并關聯(lián),CAD可分為自動設計和交互設計兩類。實際上,幾乎沒有純

5、粹的自動設計或純粹的交互設計軟件,好的軟件能根據產品對象恰當?shù)靥幚碜詣釉O計和交互設計的配合。另外,開放型的結構不僅便于用戶進行二次開發(fā),同時也使軟件系統(tǒng)本身能夠不斷地擴充與完善。一個好的CAD/CAM軟件與其它CAD/CAM 軟件的兼容性是非常重要的,軟件所帶的圖形文件接口,要能支持多種圖形文件轉換,能從其它系統(tǒng)讀取圖形文件,或將本系統(tǒng)的圖形文件傳送到其它系統(tǒng)。 “CAM”計算機輔助制造,英文全稱(Computer Aided Manufacturing)。是指應用計算機來進行產品制造的統(tǒng)稱,即利用計算機輔助完成從原料到產品的全部制造過程,在制造過程中的某些環(huán)節(jié)應用計算機,包括直接制造過程和間

6、接制造過程,主要包括計算機輔助工藝過程設計和計算機輔助加工兩部分。 當前,計算機輔助加工大多是指機械加工,而且是數(shù)控加工,它的輸 入信息是零件的工藝路線和工序內容,輸出的是加工刀具的運動軌跡(刀位文件)和數(shù)控程序。如今CAD/CAM軟件技術廣泛應用于機械產品、模具制造等企業(yè)的數(shù)控編程及加工,目前基本取代了傳統(tǒng)的手工編程方式,更重要的是將CAD/CAM軟件當作工具,進行合理的數(shù)控工藝規(guī)劃與數(shù)控編程,以實現(xiàn)高質量和高效率的數(shù)控加工。在現(xiàn)代激烈的市場競爭下,高質量、高效益、多品種、小批量的柔性生產方式已成為企業(yè)的主要生產模式,傳統(tǒng)的加工設備和制造方法已難于適應市場競爭的要求。因此,從20世紀70年代

7、開始,以電子信息技術為基礎的數(shù)控技術得以迅速發(fā)展和廣泛應用,數(shù)控機床有效地解決了復雜、多品種、小批量的產品加工問題,適應了各種機械產品更新?lián)Q代快的需要,取得了明顯的效益。 隨著數(shù)控技術的發(fā)展,數(shù)控加工已經應用到各個領域之中,在數(shù)控加工過程中,加工程序的編制也越來越得到重視。因此CAD/CAM技術對數(shù)控加工領域來說顯得越來越重要了。一個完整的CAD/CAM軟件系統(tǒng)是由多個功能模塊組成的,如三維繪圖、圖形編輯、曲面造型、數(shù)控加工、有限元分析、仿真模擬、動態(tài)顯示等。這些模塊以工程數(shù)據庫為基礎,進行統(tǒng)一管理。這樣既保持了底層數(shù)據的完整性和一致性, 實現(xiàn)了數(shù)據共享,又節(jié)約了系統(tǒng)資源和運動時間。一般來說

8、, 數(shù)控加工技術涉及數(shù)控機床加工工藝和數(shù)控編程技術兩方面 , 數(shù)控編程是目前 CAD/ CAM 系統(tǒng)中最能明顯發(fā)揮效益的環(huán)節(jié)之一 . 對于復雜零件,特別是具有空間曲線、曲面的零件 ,如葉片、葉輪、復雜模具等,或者程序量很大的零件 , 數(shù)控編程通常采用自動編程系統(tǒng) ,其在實現(xiàn)設計、加工自動化、提高加工精度和加工質量、縮短產品研制周期等方面發(fā)揮著重要作用.后置處理是數(shù)控編程技術的關鍵技術之一 ,作為CAD/CAM系統(tǒng)與機械制造連接的紐帶 ,后置處理直接影響自動編程系統(tǒng)的使用效果和零件的加工質量、效率以及機床的可靠運行 . 1980年IBM公司為解決 AP T 刀位原文件的處理推出了DAPP ( D

9、esign Aid for Post Processor )系統(tǒng) ,系統(tǒng)提供給用戶生成后置處理系統(tǒng)所需的一些程序和文件 ,如輸入模塊、輸出模塊、數(shù)據處理模塊等.該系統(tǒng)將一些計算、分析模塊公共化、標準化的方法使后置處理系統(tǒng)向通用化發(fā)展邁進了一步.但它采用高級語言編寫描述機床運轉的程序,要求用戶既熟悉數(shù)控知識 ,又具備較豐富的軟件編程經驗 , 因此給程序編寫、修改和維護帶來一定困難. 隨著計算機技術的發(fā)展,編程系統(tǒng)向 CAD/CAM 一體化迅速發(fā)展。 2、 實訓目的 在學習自動編程之前,首先應對自動編程軟件有一定的了解,在這次CAD/CAM實訓期間,主要圍繞著master cam進行學習。因此,此

10、處圍繞著master cam 進行說明。master cam能夠接受來自包括UG、Pro/E、CATIA、SIMATRON、Solid Works、Auto CAD等常見的各種CAD/CAM系統(tǒng)在內的2D/3D文件格式,能完成從2D設計到3D設計及CAM編程的技術過程,適合于各種數(shù)控系統(tǒng)的機床,是將CAD和CAM集成在一起的一套比較完整的軟件。master cam共包含5個模塊:設計模塊,用于被加工零件的造型設計;銑削模塊,主要用于生成銑削加工刀具路徑;車削模塊,主要用于生成車削加工刀具路徑;線切割模塊,主要用于生成線切割加工刀具路徑;雕刻模塊,主要用于雕刻加工。使用master cam編程時

11、,只要在CAD部分繪制零件的二維或三維圖形后,便可在CAM中選擇適當?shù)募庸つK(銑削加工、車削加工、線切割或雕刻加工),根據工藝要求設計相應的刀具參數(shù)和特性參數(shù),生成刀具路徑NCI文件,再通過后置處理程序生成NC文件,即數(shù)控機床能夠識別的G代碼,然后進行適當?shù)木庉嫼托薷?,傳輸給數(shù)控機床,裝上相應的刀具,便可加工各種不同類型的零件。0經過這次CAD/CAM,實訓之后,應對自動編程這一概念產生一個深刻的認識,能夠靈活地運用所學理論知識付諸于實踐,有效地去解決實際當中遇到的問題。三、實訓內容 數(shù)控車削的自動編程1基本圖形的構建1)掌握:各種點和線的生成方法(如圖1.1所示,在該圖中分別運用了:繪點、

12、繪線、繪圓、繪矩形、繪橢圓、繪制螺旋線、生成曲面、生成實體等命令進行了圖素的創(chuàng)建)。圖1.12) 掌握:曲線的編輯和幾何變換方法(如圖1.2所示,該圖形為一個對稱圖形,繪制該類圖形可以采用旋轉、鏡像等方式)。圖1.23) 掌握:能夠進行典型零件的幾何造型和加工造型(如圖1.3所示為零件的幾何模型,通過仿真加工,結果如圖1.3.1所示)。 圖1.3圖1.3.1 2車削刀具的選擇和參數(shù)設置1)車削刀具的選擇的方法(如圖2.1所示為車削刀具的選擇)。圖2.12) 掌握:車削刀具的參數(shù)設置(如圖2.2所示為車削刀具的參數(shù)設置)。圖2.23輪廓粗車加工1)掌握:內外輪廓的粗車方法;(如圖3.1所示為車削

13、零件內輪廓,圖3.1.1所示為車削零件外輪廓)。圖3.1圖3.1.12) 掌握:正確進退刀的方法;(如圖3.2所示為一典型軸類零件,由多重幾何要素構成,在加工時需要考慮各部分輪廓的走刀路線,避免發(fā)生碰撞,可采用斜向進刀,角度為-1350 ,設置方法如圖3.2.1所示)。圖3.2圖3.2.13) 掌握:切削用量的正確選擇;(如圖3.3所示為切削用量的參數(shù)設置界面,可根據實際情況合理選擇切削用量)。圖3.34) 掌握:典型零件的粗車,生成粗車刀具軌跡。(如圖3.4所示為一典型零件的粗車刀具軌跡)。圖3.44輪廓精車加工1)掌握:內外輪廓的精車方法;(如圖4.1所示為零件內輪廓的精車方法,圖4.1.

14、1所示為零件的外輪廓精車方法)。圖4.1圖4.1.12) 掌握:精車的進退刀方法;(如圖4.2所示為精車時的進、退刀路線設置)。圖4.23) 掌握:精車切削用量的正確選擇;(如圖4.3所示為精車時的切削用量設置界面,可根據需要自行設定)。圖4.34) 掌握:典型零件的精車加工,生成精車刀具軌跡。(如圖4.4所示為一典型軸類零件的精加工軌跡)。圖4.45切槽加工1)掌握:內外切槽加工方法;(如圖5.1所示為內切槽,圖5.1.1所示為外切槽)。圖5.1圖5.1.12) 掌握;切槽加工的進退刀方法;(如圖5.2所示為切槽的進退刀路線設定界面,在設定進退刀路線時,應視槽的輪廓而進行設置)。圖5.23)

15、 掌握:切槽加工切削用量的正確選擇;(如圖5.3所示為切槽加工切削用量的設定界面,在進行切槽加工時,主軸轉速通常在300500r/min左右,進給率通常為0.010.05mm/r).圖5.34) 掌握:典型零件的切槽加工,生成切槽刀具軌跡。(如圖5.4所示為一典型零件的切槽加工刀具軌跡)。圖5.46螺紋加工1)掌握:內外螺紋加工方法;(如圖6.1所示為仿真加工的內螺紋,圖6.2所示為仿真加工的外螺紋)。圖6.1圖6.1.12) 掌握:螺紋加工的進退刀方法;(如圖6.2所示為進行螺紋加工時的進退刀參數(shù)設定界面,可以根據實際情況進行設定)。圖6.23) 掌握:螺紋加工切削用量的正確選擇;(如圖6.

16、3所示為螺紋加工切削用量的設置,在加工螺紋時,螺紋的導程也就是加工螺紋時的進給率,主軸轉速通常為500900r/min,)圖6.34) 掌握:典型零件的螺紋加工,生成螺紋刀具軌跡。(如圖6.4所示為一典型軸類零件的螺紋加工刀具軌跡)。圖6.47鉆孔加工1)掌握:孔加工方法(如圖7.1所示為一個進行仿真加工后的孔類零件,在master cam 中,孔加工的方法主要有:鉆孔、鉸孔、锪孔、擴孔以及鏜孔)。圖7.12) 掌握:孔加工的刀具參數(shù)設置(如圖7.2所示為鉆孔刀具的參數(shù)設置界面,可根據所要加工的零件特征進行相對應的修改)。圖7.23) 掌握:零件孔加工方法,生成孔加工刀具軌跡。(如圖7.3所示

17、為一典型孔類零件的刀具軌跡)。圖7.38刀具路徑的編輯與幾何變換1)掌握:刀具路徑的編輯方法(在master cam中可對刀具路徑進行編輯,主要有刀具路徑鏡像和刀具路徑旋轉以及刀具路徑轉換三種方式,還可以進行刀具路徑的修剪。如圖8.1所示為對刀具路徑進行鏡像)。圖8.12) 掌握:刀具路徑的參數(shù)修改方法(如圖8.2所示為對刀具路徑的參數(shù)進行修改)。圖8.29后處理參數(shù)設置和數(shù)控程序1)掌握:后處理的參數(shù)設置(如圖9.1所示為后處理參數(shù)設置界面)。圖9.12) 掌握:常用后處理的方法(如圖9.2所示為運用后處理生成的NC代碼,在實際加工中,可根據所使用的機床類型進行加工程序的輸出參數(shù)設置)。圖9

18、.210仿真加工或實際機床演示1)掌握:仿真軟件的使用(如圖10.1所示為一款常用仿真軟件斯沃數(shù)控的啟動界面,圖10.1.1所示為該軟件的初始運行界面,圖10.1.2所示為零件仿真加工界面)。 圖10.1圖10.1.1圖10.1.2 2)掌握:數(shù)控車床的基本操作方法(如圖10.2所示為當前國內使用比較廣泛的華中HNC-21T型數(shù)控車床,其主要操作步驟為打開機床主電源按下機床綠色啟動按鈕成功啟動進入系統(tǒng)操作界面旋回急停按鈕使機床進入正常工作狀態(tài)按下操作面板上的回參考點按鈕進行機床回零操作新建零件加工程序(可直接手工輸入,也可連接計算機進行NC代碼的傳輸)運行刀路模擬安裝工件以及刀具試切工件以確定

19、工件坐標按下循環(huán)啟動按鈕開始零件的自動加工)。圖10.23) 了解:數(shù)控系統(tǒng)與計算機之間的通訊方法(要實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)與計算機之間的通訊,通常采用專用通信電纜進行連接)。4、 實訓的要求通過這次CAD/CAM實訓,要能夠熟練地掌握master cam軟件的工具應用,能夠運用master cam軟件快速的進行二維平面圖形的繪制、生成三維實體、進行仿真模擬加工。學會曲線、曲面的編輯方法。掌握三維實體的構建技巧,能夠使用master cam 軟件進行加工參數(shù)的合理設置,學會運用刀具路徑的編輯和轉換。五、主要實訓軟件(如圖5-1所示為master cam x3軟件的圖標,圖5-2所示為該軟件的啟動界面)。

20、圖5-1圖5-2六、 實訓的時間實訓時間:一學期。時間的具體期限為: 2014年 3月 20日 2014年6月 20日 七、 實訓的地點重慶廣播電視大學經貿學院CAD/CAM與數(shù)控仿真機房8、 典型實訓作品及其工藝分析過程(如圖8-1所示為一對組合零件,也是比較典型的車削加工類零件,對于該類零件,需分兩次裝夾完成加工,在此先對件一進行刀具選用及工序安排,刀具卡及工序卡分別如表8-1、8-2所示。然后再對件二進行刀具選用及工序編排,刀具卡及工序卡分別如表8-3、8-4所示,進行仿真加工后的零件一如圖8-2所示,8-3為零件加工程序。進行仿真加工后的零件二如圖8-4所示,8-5為零件加工程序)。圖

21、8-1件一加工工藝分析如下:該零件由圓柱、圓錐、順圓弧、單線螺紋等表面組成,圓錐面和外螺紋沒有較嚴格的精度要求,順圓弧表面要求表面粗糙度控制在Ra1.6。工件材料為45#鋼,無熱處理和硬度要求。通過上述分析,可采取以下幾點工藝措施:1) 對圖樣上給出的幾個形狀尺寸,因其無公差要求,故編程時不必取平均值,直接取其基本尺寸即可。2) 由于該零件的兩端皆有輪廓要素需要進行車削加工,且左端圓柱表面需加工外螺紋,考慮到以上因素,在加工零件右端的順圓弧時,為避免夾傷M28*1的外螺紋,在裝夾時需采用內螺紋軸套進行輔助裝夾。3) 該零件的最大徑向尺寸為48mm,總長為50mm,在加工時選擇50*50的45#

22、鋼作為毛坯,采用三爪自動定心卡盤進行夾緊。表8-1 件一數(shù)控加工刀具卡片產品名稱或代號件一零件名稱配合件零件圖號01 序 號刀 具 號刀 具加工表面?zhèn)渥⒁?guī)格名稱數(shù)量刀長/mm刀尖半徑/mm1T01硬質合金900外圓車刀11300.3粗車零件輪廓自動3T03硬質合金600外螺紋車刀11200.2車螺紋、精車零件輪廓自動編制付有清審核批準2014年06月 09 日共 1 頁第 1頁 表8-2 件一數(shù)控加工工序卡單位名稱產品名稱或代號零件名稱零件圖號件一配合件01工序號程序編號夾具名稱使用設備車間001三爪自動定心卡盤華中HNC-21T經貿學院數(shù)車實訓車間工步號工步內容刀具號刀具規(guī)格/mm主軸轉速/

23、(r*min-1)進給速度/(mm*min-1)背吃刀量/mm備注1粗車左端輪廓至圓錐收尾處T0125*255002002自動2精車左端輪廓至圓錐收尾處T0125*259001800.5自動3粗車外螺紋T0225*253209600.3自動4精車外螺紋T0225*253209600.1自動5 粗車右端順圓弧輪廓T0125*256002102自動6 精車右端順圓弧輪廓T0125*2512001600.5自動編制付有清審核批準2014年06月 09日共 1頁第 1頁 件二加工工藝分析如下:1.零件圖工藝分析該零件表面由內外圓柱面、圓錐面、順圓弧、逆圓弧、內螺紋等表面構成,其中多個徑向尺寸和軸向尺寸

24、有較高的尺寸精度和表面粗糙度要求,零件圖尺寸標注完整,符合數(shù)控加工尺寸標注要求;輪廓描述清楚完整,零件材料為45#鋼,切削加工性能較好,無熱處理和硬度要求。通過上述分析,采取以下幾點工藝措施:1)零件圖樣上帶公差的尺寸,因公差值較小,故編程時不必取其平均值,而取基本尺寸即可。2)左右兩端面均為多個尺寸的設計基準,相應工序加工前,應先將兩端面加工出來。3)由圖紙得知,該零件右端需進行內孔加工,所以應首先車削加工出零件左端輪廓至600錐度槽收尾處,以方便調頭加工時好夾持。由于該槽角度較大,槽底寬度僅為3mm,不適合使用外圓車刀進行加工,因而此處可使用切槽刀進行徑向車削加工。該零件最大徑向尺寸為48

25、mm,零件全長為86mm。為符合零件精度要求,可選用90*50的45#鋼作為毛坯。2.裝夾方案加工內孔時以外圓定位,用三爪自動定心卡盤夾緊,加工外輪廓時,先夾持零件右端加工出左端輪廓,然后再將零件調頭加工出其余內外輪廓。3. 加工順序及走刀路線加工順序按先面后孔、先近后遠、先粗后精的原則確定。在一次加工中盡可能加工出較多的工件表面,結合該零件的結構特征,可先加工出各外部輪廓,然后再進行內孔的加工。由于該零件為單件小批量生產,走刀路線設計不必考慮最短進給路線或最短空行程路線。表8-3 件二數(shù)控加工刀具卡片產品名稱或代號件二零件名稱配合件零件圖號01 序 號刀 具 號刀 具加工表面?zhèn)渥⒁?guī)格名稱數(shù)量刀長/mm刀尖半徑/mm1T01硬質合金900外圓車刀11300.3車端面自動2T01硬質合金900外圓車刀11300.3粗車零件外輪廓自動3T01硬質合金900外圓車刀11300.3精車零件外輪廓自動4T02硬質合金外切槽車刀11300.25車外槽自動5T03Ø5中心鉆180鉆中心

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