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：姓名：06月13日目錄數(shù)控綜合實踐的目的及規(guī)定------------------------------3數(shù)控綜合實踐實踐內(nèi)容概述------------------------------3數(shù)控實踐內(nèi)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規(guī)定；（1）熟悉三維建模軟件（MDT）；（2）理解CAD/CAM及數(shù)控加工的基本原理及辦法；（3）理解快速原型制造的基本原理及辦法；（4）熟悉網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計與制造的基本思想及辦法；（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)控綜合實踐實踐內(nèi)容概述；（1）MDT實踐：熟悉三維建模（MDT），按照老師規(guī)定繪制三維模型，以備后續(xù)的數(shù)控加工實踐使用；（2）CAM實踐：本實驗通過運用MDT所建立的模型，將其文獻輸出為原則文獻IGES，然后運用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；（3）RP實踐：生成三維實體，將其轉(zhuǎn)換為pmr格式文獻。將該文獻運用紫外光快速成型機加工出實體。三、數(shù)控實踐內(nèi)容；（一）MDT生成零件的三維實體造型的兩種工作環(huán)境：（1）零件/部件環(huán)境當顧客啟動MDT時，系統(tǒng)會首先進入該工作環(huán)境，顧客也能夠通過執(zhí)行“文獻（File）→新部件文獻（New….）”命令進入零件/部件環(huán)境，在此環(huán)境下能夠進行多個零件的裝配。（2）單一零件環(huán)境普通新零件建模時，都要在單一零件環(huán)境下設(shè)計，此時只需要選擇“新零件文獻（NewPartFile）”，就能開始創(chuàng)立一種零件。實體造型環(huán)節(jié)：（1）零件選擇通過零件選擇，我的零件的三維圖以下：（2）建立工作平面1）菜單：零件→定位特性→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)零件造型規(guī)定建立世界坐標系（WCS）的XY、YZ、ZX三個平面。勾選“WCS的XY面”以及“同時創(chuàng)立草圖平面”，以下圖所示：由于創(chuàng)立平面的同時選擇了“同時創(chuàng)立草圖平面”，因此草圖在建立平面時也同時建立，其成果以下圖所示：（3）草圖繪制和零件生成1）在草圖平面上繪制草圖，以下：2）零件→解決草圖→定義截面輪廓，之后鼠標變?yōu)橐环N小正方形，選擇草圖輪廓，回車以確認。至此，該草圖的輪廓截面定義完畢。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)一種菜單欄，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”。以下圖：4）在該零件的表面重新建立一種草圖平面，按照前面的環(huán)節(jié)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，得到的圖形以下：上圖：拉伸高度為15mm上圖：拉伸高度為10mm5）再按照環(huán)節(jié)之前環(huán)節(jié)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)立并確認，得到下列圖形，可見在圖形中生成對應(yīng)的圓柱孔：6）再按照環(huán)節(jié)之前環(huán)節(jié)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)立并確認，得到下列圖形，可見在圖形中生成對應(yīng)的階梯孔：7）倒角。由于球頭銑刀的半徑為3mm，則在某些地方的倒圓角半徑應(yīng)不不大于3mm，根據(jù)規(guī)定倒圓角的圖形以下：通過以上的一系列環(huán)節(jié)，即完畢實體零件的造型過程，并作為CAM的演示的圖形。（二）零件CAM及數(shù)控加工過程1.實踐目的理解CAM及數(shù)控加工的基本原理及辦法。2.實踐原理本實驗通過運用MDT所建立的模型，將其文獻輸出為原則文獻IGES，然后運用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Windows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系零點，高度方向最大切削深度不得超出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rmp，刀具切深和步距自定，注意切深不能一步到位，應(yīng)采用分層加工，否則道具會因切削用量過大而損壞。4.零件CAM及數(shù)控加工環(huán)節(jié)1）CAD模型文獻輸出：在環(huán)境下進行一下操作：文獻→輸出→IGES→定義文獻名→保存2）用程序打開IGES文獻：啟動→MainMenu→File→Converters→IGES→Readfile→選擇IGES文獻→打開→進入IGESReadParameters設(shè)立界面，確認FileisinMetricunits→OK。3）多出線條的刪除：如圖所見，在打開實體后出現(xiàn)了多出的綠色線條，能夠使用一下辦法以刪除：MainMenu→Delete→All→Colour,出現(xiàn)下圖框圖，選擇“綠色”，點“OK”以確認。4）實體的渲染：選擇工具欄上的渲染圖標，出現(xiàn)下列框圖，選中框圖中“shadingactive”的方框并確認。渲染之后將實體調(diào)節(jié)到適宜位置，便得到以下圖所示的圖形：5）模型旋轉(zhuǎn)通過觀察零件坐標方位，來擬定零件如何進行旋轉(zhuǎn)方便加工，綜合分析后，擬定該位置對的，無需進行旋轉(zhuǎn)操作。6）移動模型：選擇Gview—Top，再選擇Cplane—Top，可得到下列圖形，可見坐標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原點。7）比例縮放比例縮放的目的是讓工件盡量大，但又符合規(guī)定尺寸的規(guī)定，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：用鼠標點擊工具欄上的Gview—Top，再選擇Cplane—Top按鈕后進行下列操作：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，得到下列畫面：9）毛坯的建立：選擇Mainmenu→Toolpaths→Jobsetup,進行參數(shù)設(shè)立，之后點OK確認，以下圖所示：10）產(chǎn)生粗加工刀具軌跡：Mainmenu→用鼠標單擊工具欄上的Cplane—Top→ToolPaths→surface→Rough→Pocket→All→Surfaces→Done,出現(xiàn)粗加工參數(shù)界面，以下圖：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，以下圖：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)模型擬定Clearance、Retract、FeedPlane，擬定加工余量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)立球頭刀，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，一種加工角度為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，得到仿真后的圖形以下：13）NC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.)N104T15M6………精加工程序代碼（a）45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.)N104T1M6………（b）135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.)N104T1M6……………..（三）快速原型制造1.實驗原理快速原型制造是綜合運用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以下：首先運用高性能的CAD軟件設(shè)計出零件的三維曲面或?qū)嶓w模型；再根據(jù)工藝規(guī)定，按照一定的厚度在Z向（或其它方向）對生成的CAD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解決，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，確認數(shù)控代碼的對的性；然后運用數(shù)控裝置精確控制激光束或其它工具的運動，在現(xiàn)在工作層（二維）上采用輪廓掃描，加工出適宜的截面形狀；再鋪上一層新的成形材料，進行下一次的加工，直至整個零件加工完畢。能夠看出，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。快速原型制造環(huán)節(jié)1）點擊“文獻→載入模型”出現(xiàn)一種對話框，在模型中任選一種。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查并加載STL模型，以下圖：在加載完畢后，零件在坐標系中出現(xiàn)，但是其很小，以下圖所示：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。放大之后的模型以下圖所示：由于圖示中的制作方向不利于加工，通過運用數(shù)據(jù)準備Rpprogram軟件的定向功效，能對STL文獻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，從而確保零件的可操作性。調(diào)節(jié)后的零件如圖：在點擊了“現(xiàn)在模型分層”后，模型開始自動分層，分層厚度問，設(shè)立以下：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”，以下圖所示，進入輪廓編輯界面，分別點擊“去除孤立點和孤立線”、“去除輪廓中的細小線段”、“嘗試連接開口輪廓”和“消除輪庫共線中間點”。成果以下：在再次進行輪廓狀態(tài)檢查時，尚有為某些層存在病態(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)立基本參數(shù)：再點擊“支撐→顯示基礎(chǔ)支撐”，建立的基礎(chǔ)支撐以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，操作辦法為：“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，以下圖：9)之后點擊“文獻-輸出全部模型”，將文獻已pmr格式輸出。打開Rpbuliber，選擇“文獻-加載成型數(shù)據(jù)文獻”，加載完畢后以下所示：10）選擇“顯示-仿真模擬”，仿真以下：（四）實踐總結(jié)MDT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系列軟件功效更強，操作簡樸，以前的mdt顧客已紛紛改用inventor了，相似功效的軟件有solidedge,solidworks,ug,等。通過對該軟件的學(xué)習(xí)，讓我能用此軟件對某些基本的零件造型，此軟件在進行零件造型時比之前所用的某些軟件稍復(fù)雜，但是優(yōu)勢在于通過運用MDT所建立的模型，將其文獻輸出為原則文獻IGES，然后運用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)控車床的坐標系：1）坐標系：老師給我們解說了車床坐標系、工件坐標系、絕對坐標系、相對坐標系等坐標系。2）機床坐標系：機床坐標系是為了擬定工件在機床中的位置、機床運動部件特殊位置及運動范疇，即描述機床運動，產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息而建立的坐標系，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）工件坐標系：工件坐標系是機床進行加工時使用的坐標系，它應(yīng)當與編程坐標系一致。4）絕對坐標系：絕對坐標系是在機床裝配、調(diào)試時已經(jīng)擬定下來的，是機床加工的基準點。在使用中機械坐標系是由參考點相對座標來擬定的，機床系統(tǒng)啟動后，進行返回參考點操作，機械坐標系就建立了。坐標系一經(jīng)建立，只要不切斷電源，坐標系就不會變化。5）相對坐標系：相對坐標系用于反映道具相對于相對坐標系零點的位置，這個零點能夠隨意定義。其能夠用來擬定道具的長度賠償值快速原型制造在中國現(xiàn)在尚有很大的發(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)中有諸多不完整品，普通生產(chǎn)出來的零件只能用于教學(xué)觀賞。但是由于學(xué)校購置該設(shè)備實踐較長，現(xiàn)在的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)字控制技術(shù)從產(chǎn)品設(shè)計到制造的全過程，也初步認識了有關(guān)快速原型技術(shù)這一門比較有發(fā)展空間的技術(shù)。在之前的學(xué)習(xí)