CADCAM及數(shù)控加工技術(shù)綜合實踐

學生學號實驗課成績學生實驗報告書實驗課程名稱CAD/CAM及數(shù)控加工技術(shù)綜合實驗開課學院機電工程學院專業(yè)班級學生姓名指導老師2014--2015學年第一學期CAD/CAM及數(shù)控加工技術(shù)綜合實驗成績實驗者專業(yè)班級組別同組者實驗日期年月日一部分：實驗預(yù)習報告（包括實驗?zāi)康?、意義，實驗基本原理與方法，主要儀器設(shè)備及耗材，實驗方案與技術(shù)路線等）（一）實驗?zāi)康模?）使學生樹立機電結(jié)合、多學科融合的制造系統(tǒng)概念，對數(shù)字化制造系統(tǒng)的使用起到入門作用，培養(yǎng)學生在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進行設(shè)計加工的能力，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）通過實驗鍛煉學生對所學基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程的綜合應(yīng)用能力，引導學生自主學習，以提高學生分析問題的能力。（3）提升學生的工程設(shè)計能力，系統(tǒng)完成材料選用、公差配合，具體的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、加工工藝設(shè)計和制造等各個方面工作。（4）熟練使用CAD/CAM集成軟件工具（Solidworks，MasterCAM，UG或PRO/E等）進行設(shè)計和加工，利用圖形編程模塊自動生成NC程序并實現(xiàn)加工運動仿真。（5）通過對設(shè)計零件的制造設(shè)計、加工和檢測分析，培養(yǎng)學生從設(shè)計到制造的系統(tǒng)化設(shè)計的全局概念，并培養(yǎng)學生思考問題的能力。通過實驗，使學生在掌握機械CAD/CAM技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、計算機仿真、現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械制造裝備設(shè)計、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、產(chǎn)品分析、工藝設(shè)計、數(shù)控加工仿真、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、實際數(shù)控加工、產(chǎn)品快速成形加工方法的產(chǎn)品整個開發(fā)過程，培養(yǎng)學生專業(yè)技能，培養(yǎng)綜合與創(chuàng)新能。實驗意義現(xiàn)代數(shù)字化設(shè)計與制造是機械制造及自動化專業(yè)學生要求掌握的主要知識，CAD/CAM及數(shù)控加工技術(shù)實驗給學生提供了數(shù)字化設(shè)計與制造總體流程的動手實踐、進行綜合能力培養(yǎng)的機會，鍛煉學生對已學知識的綜合應(yīng)用，以及對未知工具與知識的自學能力。實驗各個階段中，實驗指導教師只給出設(shè)計要求及加工條件，具體的實驗方法與步驟由學生自擬，充分體現(xiàn)學生實驗的自主性與創(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(回對刀點)N21T0100(取消1號刀補）T0202(換2號刀和2號刀補）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(回對刀點）N34T0200(取消2號刀補）T0303(換3號刀和3號刀補）N35M03S300F40(主軸以300r/min正轉(zhuǎn)，切削速度為40mm/min)N36G00X0N37Z5(刀加工螺紋起點）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(回對刀點）T0300(取消3號刀補）N43M05(主軸停）N44M30(主程序結(jié)束并復位）%（2）銑削零件（1）本次實驗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，由于實驗條件的限制，該零件主要采用數(shù)控銑床進行銑削加工，實驗中數(shù)控銑床選擇FANUC系統(tǒng)。需要加工的面有整個零件的上表面、三個凸臺、三個凸臺間的平面部分、兩個圓形孔及正八邊形孔等。零件的加工精度要求沒有明確給出，分析可得三個孔的加工要求較高。在零件圖中零件厚度沒有給出，根據(jù)實驗中所給的毛坯材料，在次設(shè)計中三個凸臺的高度取為相同，設(shè)計尺寸為5mm，整個零件的高度設(shè)計為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長方體，由于實驗條件限制，實驗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，實驗中直接選取零件底面作為定位基準，采用工藝板固定在數(shù)控銑床的工作臺上。工藝路線的制定零件的工藝路線及本次實驗的零件加工順序為：鍛造毛坯→銑削零件上表面→銑削出三個凸臺→銑削出Φ9和Φ10的兩個圓孔→銑削出正八邊形孔→銑削零件外形→銑削底面。（6）刀具的選擇由于實驗條件的限制且銑削過程中最好不要換刀，本次實驗中選擇直徑為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）實驗結(jié)果分析（包括數(shù)據(jù)處理、實驗現(xiàn)象分析、影響因素討論、綜合分析和結(jié)論等）小結(jié)、建議及體會一、預(yù)習思考題數(shù)控車、數(shù)控銑、加工中心、線切割機和、快速成型機的加工特點？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，可以加工形狀復雜、精度要求高的零件，還有一些普通機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強度。加工中心：傳遞精度高，速度快，主軸功率大，調(diào)速范圍寬，并可無級調(diào)速；低速進給時不爬行及運動中靈敏度高；設(shè)置有刀庫和換刀機構(gòu)，控制系統(tǒng)功能較全，其加工的主要對象有箱體類零件、復雜曲面、異形件、盤套板類零件和特殊加工等五類。線切割機：工作平穩(wěn)，加工精度高，不適合加工厚度比較大的零件，其加工的主要對象有各種難加工材料、復雜表面和有特殊要求的零件、刀具和模具等?？焖俪尚蜋C：可以制造任意的三維幾何實體；快速性，高柔度性，其加工的主要對象有沖模、粉末冶金模、擠壓模、型孔零件及小孔等。主流CAD設(shè)計軟件？特點？答：Solidworks:軟件功能強大，組件繁多。有功能強大、易學易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點，SolidWorks能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks不僅提供如此強大的功能，而且對每個工程師和設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學易用，使用SolidWorks，整個產(chǎn)品設(shè)計是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計、裝配設(shè)計和工程圖之間的是全相關(guān)的PRO/E:Pro/E采用了模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計、鈑金設(shè)計、加工處理等。參數(shù)化設(shè)計(無論多么復雜的幾何模型，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（工程中的資料全部來自一個庫，在整個設(shè)計過程的任何一處發(fā)生改動，亦可以前后反應(yīng)在整個設(shè)計過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上，這種獨特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)合起來。這一優(yōu)點，使得設(shè)計更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場，價格也更便宜）。UG:具有強大的實體造型、曲面造型、虛擬裝配和產(chǎn)生工程圖等設(shè)計功能；而且，在設(shè)計過程中可進行有限元分析、機構(gòu)運動分析、動力學分析和仿真模擬，提高設(shè)計的可靠性；同時，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)控機床。另外它所提供的二次開發(fā)語言UG/OPenGRIP，UG/openAPI簡單易學，實現(xiàn)功能多，便于用戶開發(fā)專用CAD系統(tǒng)。數(shù)控加工工藝設(shè)計的主要內(nèi)容？答：1、選擇適合在數(shù)控機床上加工的零件，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，如對刀點、換刀點的選擇、加工路線的確定、刀具的補償?shù)龋环峙鋽?shù)控加工中的容差；處理數(shù)控機床上部分工藝指令。確定走刀路線和工步順序的要點？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？答：背吃刀量ap應(yīng)根據(jù)工件的加工余量來確定；背吃刀量選定后，應(yīng)盡可能選用較大的進給量f；在背吃刀量和進給量選定后，在保證刀具合理耐用度的條件下，用計算的方法或查表法確定切削速度Vc的值。CAD模型如何導入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；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)交換標準）格式，在版本兼容的情況下，CAM軟件可以直接導入。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)置大小：“操作管理”→“刀具路徑”→“機器群組屬性”→“材料設(shè)置”→“XYZ的長度參數(shù)”。修改工件形狀：“操作管理”→“刀具路徑”→“機器群組屬性”→“材料設(shè)置”→“形狀”。MasterCAM后處理怎么設(shè)置？在“