CADCAM及數(shù)控加工技術(shù)綜合實(shí)踐

1、學(xué)生學(xué)號(hào) XXXX實(shí)驗(yàn)課成績(jī)學(xué) 生 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 書(shū)實(shí)驗(yàn)課程名稱(chēng)CAD/CAM及數(shù)控加工技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)開(kāi) 課 學(xué) 院機(jī)電工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)班級(jí)機(jī)自1004學(xué) 生 姓 名XXX指導(dǎo)老師XXX2013-2014學(xué)年第一學(xué)期實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)CAD/CAM及數(shù)控加工技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)成績(jī)實(shí) 驗(yàn) 者XXX專(zhuān)業(yè)班級(jí)機(jī)自1004組 別同 組 者實(shí)驗(yàn)日期 年 月 日一部分：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告（包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、意義，實(shí)驗(yàn)基本原理與方法，主要儀器設(shè)備及耗材，實(shí)驗(yàn)方案與技術(shù)路線(xiàn)等）1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c意義通過(guò)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在掌握機(jī)械CAD/CAM技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)、精密加工和特種加工等

2、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(jì)、產(chǎn)品分析、工藝設(shè)計(jì)、數(shù)控加工仿真、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、實(shí)際數(shù)控加工、產(chǎn)品快速成形加工方法的產(chǎn)品整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)技能，培養(yǎng)綜合與創(chuàng)新能。2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 該設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)可能涉及到的設(shè)備包括以下軟硬件： 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、 三維掃描儀、 數(shù)控車(chē)床 、數(shù)控銑床、 數(shù)控線(xiàn)切割機(jī)、 加工中心、CAD/CAM軟件系統(tǒng)：SolidWorks、MasterCAM軟件、快速成型機(jī) 、實(shí)驗(yàn)中心相關(guān)數(shù)控系統(tǒng) 。3 預(yù)習(xí)思考題（1）Mas

3、tercam中如何設(shè)置工件的大??？答：打開(kāi)“屬性”樹(shù)狀圖，選擇“材料設(shè)置”，在“形狀”選項(xiàng)欄中選“立方體”或“圓柱體”等，并可以設(shè)置工件的各個(gè)尺寸大小。 （2）快速成型機(jī)的工作原理包括那幾種？答：比較成熟的有SLA、SLS、LOM和FDM等方法。但其基本原理都是一樣的，那就是“分層制造，逐層疊加”。（3）Mastercam 中仿真時(shí)如何修改工件形狀（棒料還是塊料）？答：在“屬性”樹(shù)狀圖中選擇“材料設(shè)置”，就可以在“形狀”選項(xiàng)欄修改選擇不同工件形狀。第二部分：實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄（可加頁(yè)）（包括實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄，實(shí)驗(yàn)過(guò)程發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題等）4 個(gè)人零件加工4.1 零件選取本次設(shè)計(jì)仿真的零件如圖1

4、所示， 圖1 個(gè)人零件圖由圖可知，這是一個(gè)銑削件，只要在工件上銑出兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的深度為10的形體即可。我們可以使用用Soildworks對(duì)該零件進(jìn)行三維建模。4.2 Soildworks建模為了能直觀(guān)的觀(guān)察零件，我們建立它的三維模型。打開(kāi)Soildworks，在前視基準(zhǔn)面上先草繪長(zhǎng)方形，通過(guò)拉伸得到零件主體長(zhǎng)方體。然后在其中一個(gè)表面繪制銑削槽的草圖，如圖2所示。通過(guò)切除去掉銑削部分，最后得到零件的模型，如圖3所示。建好模型之后，另存為.IGES文件（此處需選為線(xiàn)架圖3D線(xiàn)），以方便導(dǎo)入MasterCAM中進(jìn)行仿真加工。圖2 Soildworks建模草圖 圖3 Soildworks完成圖4.3 Ma

5、sterCAM仿真（1）坐標(biāo)調(diào)零點(diǎn)擊“文件”打開(kāi)之前保存的.IGES文件，進(jìn)入MASTERCAM主頁(yè)面?！稗D(zhuǎn)換”“移動(dòng)到原點(diǎn)”選取零件中心作為原點(diǎn)“確定”。得到的結(jié)果圖如圖4所示。 圖4（2） 設(shè)置參數(shù)添加“機(jī)床類(lèi)型”“銑削”。 然后“材料設(shè)置”“邊界盒”“確定” 頁(yè)面如圖5所示。 圖5“串聯(lián)選項(xiàng)”選擇串聯(lián)對(duì)象“確定”添加“工具路徑”“平面銑”“參數(shù)”，逐個(gè)設(shè)置“刀具路徑類(lèi)型”，“刀具”，“切削參數(shù)”，“共同參數(shù)”。如圖6所示。 圖6 添加“刀具路徑”“標(biāo)準(zhǔn)挖槽”“參數(shù)”，同樣逐個(gè)設(shè)置“刀具路徑類(lèi)型”，“刀具”，“切削參數(shù)”，“共同參數(shù)”，最后“確定”。 添加“刀具路徑”“鉆孔”“參數(shù)”，同樣

6、逐個(gè)設(shè)置“刀具路徑類(lèi)型”，“刀具”，“切削參數(shù)”，“共同參數(shù)”，最后“確定”。（3） 仿真 單擊“選擇所有操作” ，得到刀具的軌跡路徑，如圖7所示。 圖7單擊“驗(yàn)證已選擇的操作”，選擇最大速度，單擊“機(jī)床”選項(xiàng)，開(kāi)始仿真加工。仿真結(jié)束后即可得到符合要求的零件。如圖8所示。 圖8（4） 導(dǎo)出程序單擊“后處理已選擇的操作”導(dǎo)出本次加工零件的數(shù)控程序。結(jié)果如圖。%O0000(DATE=DD-MM-YY - 14-01-14 TIME=HH:MM - 20:43)(MCX FILE - C:USERSFISHDESKTOPCAD作業(yè)213.MCX-5)(NC FILE - C:USERSFISHDES

7、KTOPCAD作業(yè)213.NC)(MATERIAL - ALUMINUM MM - 2024)( T214 | 5. FLAT ENDMILL | H214 )N100 G21N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90N104 T214 M6N106 G0 G90 G54 X98.11 Y2.552 A0. S1909 M3N108 G43 H214 Z42.N110 Z27.N112 G1 Z15. F95.5N114 X2.405 F190.9N116 Y6.142N118 X98.11N120 Y9.733N122 X2.405N124 Y13.324N126 X98.11N

8、128 Y16.914N130 X2.405N132 Y20.505N134 X98.11N136 Y24.096N138 X2.405N140 Y27.686N142 X98.11N144 Y31.277N146 X2.405N148 Y34.868N150 X98.11N152 Y38.458N154 X2.405N156 Y42.049N158 X98.11N160 Y45.64N162 X2.405N164 Y49.23N166 X98.11N168 Y52.821N170 X2.405N172 Y56.412N174 X98.11N176 Y60.002N178 X2.405N180

9、 Y63.593N182 X98.11N184 Y67.184N186 X2.405N188 Y70.774N190 X98.11N1924 G1 Z5. F95.5N1926 X70.303 Y27.374 F190.9N1928 G3 X68.839 Y23.839 I3.536 J-3.535N1930 X70.303 Y20.303 I5. J0.N1932 G2 X72.5 Y15. I-5.303 J-5.303N1934 G3 X75. Y12.5 I2.5 J0.N1936 G1 X80.N1938 G3 X92.5 Y25. I0. J12.5N1940 G1 Y55.N19

10、42 G3 X80. Y67.5 I-12.5 J0.N1944 G1 X75.N1946 G3 X72.5 Y65. I0. J-2.5N1948 G2 X65. Y57.5 I-7.5 J0.N1950 G3 X62.5 Y55. I0. J-2.5N1952 G1 Y25.N1954 G3 X65. Y22.5 I2.5 J0.N1956 G2 X70.303 Y20.303 I0. J-7.5N1958 G3 X73.839 Y18.838 I3.536 J3.536N1960 X77.374 Y20.303 I0. J5.001N1962 G1 X80.91 Y23.839N1964

11、 G0 Z40.N1966 M5N1968 G91 G28 Z0.N1970 G28 X0. Y0. A0.N1972 M30%5 小組零件加工 5.1 零件的選擇 我們小組所選的零件圖如圖9所示。 圖9 小組零件圖從零件圖可知，這是一個(gè)銑削件。同樣用Soildworks三維建模。5.2 Soildworks 建模打開(kāi)Soildworks進(jìn)入主頁(yè)面，對(duì)每一個(gè)特征先繪制草圖再進(jìn)行相應(yīng)的拉伸或切除。部分草圖和整體模型分別如圖10和圖11所示。 圖10 圖11 三維建模圖5.3 MasterCAM 仿真（1）零件分析零件的外形尺寸為90×90×15（mm）零件的環(huán)狀面和兩個(gè)凸臺(tái)的

12、上表面都要求達(dá)到Ra3.2的粗糙度，所以需要精銑。采用數(shù)控銑床一次裝夾完成加工。按照先粗后精、先面后孔的原則，制定加工工序。采用6的平底刀銑削加工工件的四個(gè)孔，由于工件表面積較小，采用平底銑刀直接加工相比換刀采用端面銑刀加工上表面效率更高。故該零件數(shù)控加工工序均采用6的平底刀加工。（2）仿真加工 按照前面擬定的加工工藝設(shè)置每個(gè)工步的相關(guān)參數(shù)。每個(gè)工步都共有的參數(shù)有刀具參數(shù)、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量、下刀速率、共同參數(shù)、Z向分層銑削、XY分層銑削參數(shù)等。銑外形時(shí)還要注意設(shè)置刀補(bǔ)方向，銑平面時(shí)注意設(shè)置雙向或者單向銑削，挖槽時(shí)注意設(shè)置挖槽方式和挖槽走刀路線(xiàn)。參數(shù)設(shè)置過(guò)程與個(gè)人零件加工相同，只是數(shù)據(jù)有些變動(dòng)，

13、部分參數(shù)如圖12和圖13所示。圖12圖13由MasterCAM生成每一工步的刀具軌跡路徑，可以根據(jù)形成的軌跡更直觀(guān)地觀(guān)察加工過(guò)程。從而便于修改。刀具軌跡總圖如圖14所示。圖14由MasterCAM生成每一工步加工動(dòng)畫(huà)，加工完成后的零件圖如圖15所示。圖15、（3）導(dǎo)出程序：%O0002(DATE=DD-MM-YY-09-01-14TIME=HH:MM-17:05)(MCXFILE-C:USERSADMINISTRATORDESKTOP實(shí)驗(yàn)課設(shè)新文件小組的小組的.MCX-6)(NCFILE-C:USERSADMINISTRATORDESKTOP實(shí)驗(yàn)課設(shè)新文件小組的小組的.NC)(MATERIAL

14、-ALUMINUMMM-2024)(T1|H1)N100G21N102G0G17G40G49G80G90N104T1M6N106G0G90G54X6.Y69.A0.S1500M3N108G43H1Z25.N110Z10.N112G1Z-1.417F400.N114Y63.N116G2X0.Y57.I-6.J0.N118G1X-45.N120G3X-57.Y45.I0.J-12.N122G1Y-45.N124G3X-45.Y-57.I12.J0.N126G1X45.N128G3X57.Y-45.I0.J12.N130G1Y45.N132G3X45.Y57.I-12.J0.N134G1X0.N13

15、6G2X-6.Y63.I0.J6.N138G1Y69.N140X6.Y64.5N142Y58.5N4980X13.879Y5.879I-8.314J0.N4982G1X5.879Y13.879N4984G3X0.Y16.314I-5.879J-5.879N4986X-5.879Y13.879I0.J-8.314N4988G1X-9.879Y9.879N4990G3X-11.637Y5.636I4.243J-4.243N4992X-9.879Y1.393I6.001J0.N4994G1X-5.636Y-2.849N4996G0Z25.N4998X-35.Y35.N5000G99G81Z-17.2

16、5R25.F50.N5002X35.N5004Y-35.N5006X-35.N5008G80N5010M5N5012G91G28Z0.N5014G28X0.Y0.A0.N5016M30%5.4數(shù)控系統(tǒng)仿真加工（SSCNC）為保證MasterCAM生成的程序正確可用，先將其在SSCNC數(shù)控系統(tǒng)中進(jìn)行仿真。該仿真軟件是模擬數(shù)控機(jī)床加工全過(guò)程的軟件，首先選擇ANUC 0iM系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)控模擬加工。在仿真加工之前需要完成刀具設(shè)置、工件坯料設(shè)置和工件裝夾方式設(shè)置。這里要注意這里的刀具庫(kù)和MasterCAM中刀具號(hào)一致。然后采用試切法找到并設(shè)定工件坐標(biāo)原點(diǎn)。最后導(dǎo)入MasterCAM生成的程序，在“Aut

17、o”環(huán)境下點(diǎn)擊“循環(huán)啟動(dòng)”即可進(jìn)行仿真加工。仿真加工過(guò)程和加工完的零件分別如圖16、17所示：圖16 SSCNC仿真加工過(guò)程 圖17 SSCNC仿真加工完成地零件5.5加工實(shí)物圖( 我們拿到的毛胚是已經(jīng)加工過(guò)的廢品而且尺寸不合要求，所以表面會(huì)有殘缺。為了防止撞刀在學(xué)長(zhǎng)的指導(dǎo)下將原點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行了上移，故加工深度變淺，四腳的通孔沒(méi)有鉆通。 )第三部分 結(jié)果與討論（可加頁(yè)）6 心得體會(huì)在這次試驗(yàn)中，我不僅鞏固了很多以前掌握的東西，而且學(xué)到了很多新的知識(shí)。不僅加強(qiáng)了CAD三維繪圖的能力，還學(xué)會(huì)了MasterCAM的具體運(yùn)用，還有他們兩者之間的結(jié)合。數(shù)控加工和傳統(tǒng)的機(jī)械加工不同，在運(yùn)用的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多的問(wèn)題，只有慢慢的設(shè)置坐標(biāo)，慢慢的調(diào)節(jié)參數(shù)，細(xì)心的分析零件的加工先后順序才能準(zhǔn)確的把工件仿真加工出來(lái)。這不僅需要認(rèn)真的態(tài)度，更需要堅(jiān)定的毅力。在試驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)合作的重要性也不容小覷。我們碰到了很多困難，通過(guò)同學(xué)之間的相互討論、互幫互助，