重慶大學(xué)數(shù)控加工實(shí)習(xí)報(bào)

1、重慶大學(xué)數(shù)控加工實(shí)踐實(shí)驗(yàn)報(bào)告目錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc327781428 一、實(shí)踐目的 PAGEREF _Toc327781428 h 3 HYPERLINK l _Toc327781429 二、實(shí)踐原理 PAGEREF _Toc327781429 h 3 HYPERLINK l _Toc327781430 三、實(shí)踐內(nèi)容 PAGEREF _Toc327781430 h 5 HYPERLINK l _Toc327781431 四、實(shí)踐步驟 PAGEREF _Toc327781431 h 6 HYPERLINK l _Toc327781432 1.CAD

2、零件三維實(shí)體建模 PAGEREF _Toc327781432 h 6 HYPERLINK l _Toc327781433 2. CAM零件數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc327781433 h 10 HYPERLINK l _Toc327781434 3.快速原型制造 PAGEREF _Toc327781434 h 20 HYPERLINK l _Toc327781435 五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果 PAGEREF _Toc327781435 h 30 HYPERLINK l _Toc327781436 六、分析總結(jié) PAGEREF _Toc327781436 h 33 HYPERLINK l _

3、Toc327781437 七、心得體會(huì) PAGEREF _Toc327781437 h 35 HYPERLINK l _Toc327781438 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc327781438 h 36實(shí)踐目的1. 熟悉三維建模，熟悉三維建模軟件MDT的基本操作和建模過(guò)程。2. 了解CAD/CAM及數(shù)控加工的基本原理及方法，熟悉數(shù)控加工軟件Mastercam軟件的基本操作和數(shù)控加工NC代碼的生成。3. 了解快速原型制造的基本原理及方法，熟悉利用快速原型制造程序RpProgram對(duì)模型進(jìn)行分層處理和生成加工數(shù)據(jù)的方法。4. 熟悉網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)與制造的基本思想及方法。5. 掌握零件從CAD、CA

4、M到數(shù)控加工的完整過(guò)程或零件從CAD建模到快速制造出原型零件的全過(guò)程。實(shí)踐原理計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）基本原理：CAD技術(shù)從二維繪圖起步，經(jīng)歷了三維線框、曲面和實(shí)體造型發(fā)展階段，一直到現(xiàn)在的參數(shù)化特征造型。CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）是指工程技術(shù)人員以計(jì)算機(jī)為工具，用自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行總體設(shè)計(jì)、繪圖、分析和編寫(xiě)技術(shù)文檔等設(shè)計(jì)活動(dòng)的總稱(chēng)。CAD技術(shù)由硬件和軟件系統(tǒng)共同實(shí)現(xiàn)，以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為硬件平臺(tái)，集成基本圖形資源與自動(dòng)繪圖軟件、幾何造型、工程分析與計(jì)算、仿真與模擬、專(zhuān)用設(shè)備控制程序生成、繼承與管理等軟件集合而成的系統(tǒng)技術(shù)。三維建模軟件的發(fā)展經(jīng)歷了線框建模、表面建模、實(shí)體建模和特征建模幾個(gè)階段

5、。目前大多數(shù)建模軟件都支持實(shí)體建模的方式進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）的基本原理CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）狹義CAM指數(shù)控程序的編制，包括刀具路徑的規(guī)劃、刀位文件的生成、刀具軌跡仿真以及NC代碼的生成等。數(shù)控編程的核心工作是生成刀具軌跡，然后將其離散成刀位點(diǎn)，經(jīng)后置處理產(chǎn)生數(shù)控加工程序。在數(shù)控機(jī)床上對(duì)零件進(jìn)行加工時(shí)，首先要將待加工零件的零件圖上的幾何信息和工藝信息數(shù)字化，即把刀具的運(yùn)動(dòng)與工件的運(yùn)動(dòng)分割成一些最小單位位移量(即最小位移量，又稱(chēng)為脈沖當(dāng)量)，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的代碼與格式編制成加工程序(NC代碼程序)，數(shù)控系統(tǒng)按照數(shù)控程序(NC代碼文件)的要求，經(jīng)過(guò)插補(bǔ)計(jì)算，將所要求的進(jìn)給量分配

6、給各個(gè)進(jìn)給坐標(biāo)軸，使相應(yīng)的各個(gè)坐標(biāo)軸在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)以數(shù)控代碼程序中指定的進(jìn)給速度同時(shí)移動(dòng)若干個(gè)最小位移量，實(shí)現(xiàn)刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而完成零件的加工。CAD/CAM：CAD系統(tǒng)準(zhǔn)備好數(shù)控編程過(guò)程所需的數(shù)據(jù)，并按一定的標(biāo)準(zhǔn)，將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的中性文件；CAM系統(tǒng)讀入中性文件，并將中性文件轉(zhuǎn)換為本系統(tǒng)所需要的形式，然后自動(dòng)生成數(shù)控程序?？焖僭椭圃旒夹g(shù)的基本原理RP/M技術(shù)的原理就是常說(shuō)的離散/堆積成形原理。成形就是將物質(zhì)有序地組織成具有確定外形和一定功能的三維實(shí)體的過(guò)程。傳統(tǒng)的成形方法主要有去除成形法（切削加工）和受迫成形法（變形加工）兩種。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的RP/M技術(shù)則是第三種成形方法：

7、離散/堆積成形法，即應(yīng)用合并與連接的方法把材料有序地合并堆積起來(lái)的成形方法。離散/堆積成形原理就是計(jì)算機(jī)根據(jù)三維CAD模型所確定的幾何信息，將模型離散化（切片）成一系列具有一定厚度的薄層，控制成形機(jī)對(duì)模型的層面加工,然后層層堆積可得到一個(gè)三維實(shí)體（原型）。其基本構(gòu)思是利用計(jì)算機(jī)將復(fù)雜三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，然后運(yùn)用積分的思想，由點(diǎn)、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成形。熟悉網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)與制造的基本思想及方法。新生產(chǎn)模式網(wǎng)絡(luò)化制造。隨著信息與通信技術(shù)飛速發(fā)展，特別是互聯(lián)網(wǎng)的建立，網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)與制造是一個(gè)新的研究方向。網(wǎng)絡(luò)化制造主要解決兩個(gè)問(wèn)題：快速響應(yīng)市場(chǎng)的需求和充分利用現(xiàn)有資源，實(shí)現(xiàn)少花錢(qián)、多辦事，保

8、證可持續(xù)發(fā)展。它的運(yùn)作空間可以是全社會(huì)的，甚至是跨國(guó)界的和全球性的。此外，它同時(shí)具有更廣泛的技術(shù)、管理、人員、組織和市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)的柔性。網(wǎng)絡(luò)化加工：充分利用本地和遠(yuǎn)程的加工資源，在低成本、高效率地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的加工制造，更有效地承攬工業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)，最大程度上滿(mǎn)足用戶(hù)的設(shè)計(jì)要求。實(shí)踐內(nèi)容1.零件的三維CAD建模。應(yīng)用MDT 6.0 軟件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。2.CAM軟件應(yīng)用或快速原型制造數(shù)據(jù)準(zhǔn)備及控制軟件的應(yīng)用：Mastercam 8.03.數(shù)控加工和快速制作零件的上機(jī)實(shí)踐。應(yīng)用- T10 A鉆削加工中心或TV5立式加工中心進(jìn)行加工。實(shí)踐步驟CAD零件三維實(shí)體建模打開(kāi)MDT軟件，新建文件，建立世

9、界坐標(biāo)系。根據(jù)建模的零件，選取建模方式。對(duì)于球頭軸，可以用旋轉(zhuǎn)的方式建立軸體。選取TOP平面繪制旋轉(zhuǎn)草圖。草圖完成后，執(zhí)行旋轉(zhuǎn)命令，建立軸體模型。球頭一側(cè)的平面，可以用拉伸除料的方法建立。選取水平工作平面，用矩形繪制出去除材料的部分。拉伸除料后的效果。軸端鍵槽也采用拉伸除料的方法完成，首先在鍵槽底面位置建立一個(gè)新的工作平面在新的工作平面上繪制鍵槽的外形拉伸完成的鍵槽效果軸端倒角，同時(shí)考慮到刀具最小半徑，在圓弧相接處進(jìn)行圓角修飾，半徑為刀具最小半徑。2. CAM零件數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)打開(kāi)Mastercam9.0，導(dǎo)入建立的三維模型。使用Xform命令將模型調(diào)整到合適的大小和位置確保軟件軸坐標(biāo)零點(diǎn)與

10、零件最高點(diǎn)重合。建立加工范圍框走刀范圍為長(zhǎng)120 x90的矩形。4) 設(shè)置毛坯大小為110 x80 x405) 設(shè)置粗加工刀具參數(shù)6) 設(shè)置精加工刀具參數(shù)7) 設(shè)置粗加工走刀參數(shù)8) 粗加工刀路計(jì)算9) 粗加工仿真10) 粗加工完成11) 設(shè)置精加工走刀參數(shù)兩次精加工走刀成直角關(guān)系（第一次45度第二次135度）12) 精加工刀路計(jì)算13) 精加工仿真第二次走刀14) 加工完成快速原型制造1) 裝入模型,選擇控制板模型,裝入,通過(guò)控制面板調(diào)整至合適位置2) 檢查模型完整性3) 設(shè)置分層參數(shù)4) 開(kāi)始分層5) 分層結(jié)束6) 分層結(jié)束,檢查各層輪廓完整性7) 自動(dòng)修復(fù)輪廓去除孤立點(diǎn)或孤立線段濾除輪廓

11、中的細(xì)小線段嘗試連接開(kāi)口輪廓消除輪廓中共線連接點(diǎn)依然有無(wú)法修復(fù)的輪廓將下一層復(fù)制到當(dāng)前層8) 建立基礎(chǔ)支撐9)添加人工支撐10) 檢查人工支撐11) 快速原型制造仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)控加工NC代碼生成結(jié)果:1. 粗加工代碼%O0001(PROGRAM NAME - WHY2)(DATE=DD-MM-YY - 26-05-12 TIME=HH:MM - 21:31)N100G21N102G0G17G40G49G80G90(TOOL - 15 DIA. OFF. - 15 LEN. - 15 DIA. - 10.)N104T15M6N108G43H15Z20.N110Z5.N112G1Z0.F150.N

12、114Y-58.2F1500.N116X-53.7N138Y56.2N2586G0Z5.N2588Z20.N2590M5N2592G91G28Z0.N2594G28X0.Y0.A0.N2596M30%精加工代碼%O0002(PROGRAM NAME - WHY21)(DATE=DD-MM-YY - 26-05-12 TIME=HH:MM - 21:31)N100G21N102G0G17G40G49G80G90(TOOL - 16 DIA. OFF. - 16 LEN. - 16 DIA. - 6.)N104T16M6N108G43H16Z20.N110Z5.N112G1Z-20.512F150

13、.N114X38.05Y-16.713Z-20.222F2000.N122X40.641Y-14.122Z-23.N124G0Z5.N126Z10.N4674Y8.279N4676Z-19.176N4682Z-20.132N4688Z-22.935N4692G0Z5.N4694Z20.N4696M5N4698G91G28Z0.N4700G28X0.Y0.A0.N4702M30%分析總結(jié)數(shù)控加工誤差分析數(shù)控加工中的誤差主要由工件的定位誤差、對(duì)刀誤差、機(jī)床誤差、刀具誤差、熱變形以及彈性變形引起的誤差等。消除誤差的主要方法有：合理設(shè)計(jì)夾具；將工件置于準(zhǔn)確的坐標(biāo)系中。設(shè)計(jì)中提高零件剛度和裝夾剛度。通過(guò)

14、多次走刀減小誤差復(fù)映等。在高精度機(jī)床中，對(duì)于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制造精度誤差，通常在機(jī)床軟件系統(tǒng)中添加誤差補(bǔ)償表進(jìn)行補(bǔ)償。同時(shí)，對(duì)機(jī)床工作環(huán)境的溫度、機(jī)床傳動(dòng)部件的溫度進(jìn)行控制，高精密機(jī)床在傳動(dòng)軸中通入恒溫油帶走機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的熱量。減小熱膨脹對(duì)機(jī)床精度造成的影響。快速原型制造誤差分析快速原型制造具有一下優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)：適合加工形狀復(fù)雜的、規(guī)則零件的加工；沒(méi)有或極少有下腳料，是一種環(huán)保制造技術(shù)；成功解決了三維造型“看得著，摸不著”的問(wèn)題；系統(tǒng)柔性高；不需要專(zhuān)用的夾具和模具，大大縮短新產(chǎn)品試制周期；零件的復(fù)雜程度與制造成本關(guān)系不大。同時(shí)，快速原型制造也有一些不可避免缺陷和技術(shù)難題。其制造誤差主要表現(xiàn)在對(duì)模型的

15、分層精度上，分層精度越高，誤差越小，表面質(zhì)量越好。同時(shí)對(duì)光源的控制要求較高，光斑聚焦的大小對(duì)精度也有一定影響，聚焦越小精度越高。由于工件是分層疊加而成的，層與層之間的結(jié)合強(qiáng)度弱，會(huì)導(dǎo)致層之間的滑移，使制造精度下降，因此正確控制光源功率參數(shù)是加工成敗的關(guān)鍵。心得體會(huì)本次數(shù)控加工實(shí)踐的內(nèi)容是三維建模、CAM數(shù)控加工仿真和快速原型制造技術(shù)的學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，遇到了一些困難，主要原因是對(duì)軟件和加工過(guò)程的工作機(jī)理不夠熟悉。在使用MDT軟件建模的過(guò)程中，遇到了草繪出的幾何無(wú)法旋轉(zhuǎn)成實(shí)體的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)時(shí)沒(méi)有指定旋轉(zhuǎn)軸。在使用Mastercam軟件生成刀路時(shí)，遇到過(guò)加工出零件外形位置過(guò)高，無(wú)法加工出完整形狀的問(wèn)題，檢查發(fā)現(xiàn)加工時(shí)以Z軸0點(diǎn)為基準(zhǔn)，但沒(méi)有把工件最高點(diǎn)與0點(diǎn)齊平，因此加工出零件切削高度出現(xiàn)偏差，修改后恢復(fù)正常。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行粗加工時(shí)，無(wú)法直接銑出鍵槽，精加工用的球頭銑刀也無(wú)法銑出正確的鍵槽形狀，會(huì)留下無(wú)法銑出的圓角。因此僅用教材提供的兩把刀無(wú)法正確加工出鍵槽，還需要添加直徑更小的專(zhuān)用銑刀。通過(guò)此次數(shù)控加工實(shí)踐，我對(duì)使用CAD/CAM軟件進(jìn)行