多坐標(biāo)數(shù)控加工實驗報告

附件二（1）專業(yè)實驗報告實驗名稱多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床加工實驗實驗時間 2014年12月25日、實驗內(nèi)容1、 用三維設(shè)計軟件，進(jìn)行零件的三維模型構(gòu)建；2、 用Mastercam9.0軟件，生成零件數(shù)控加工的刀具路徑和NC程序;3、將NC程序傳入加工中心TV5中，對毛坯數(shù)控加工，并完成實驗報告。二、 實驗裝置1、 系統(tǒng)硬件：高檔微機(jī)1臺；2、 設(shè)計軟件：CAD/CAM設(shè)計軟件Mastercam9.0；3、 加工設(shè)備：TV5立式加工中心；4、 毛坯材料及尺寸：木材、120mmx80mmx40mm；5、 刀具：°10mm端銑刀（型號為G120221），R3mm球頭銑刀（型號為Q120211）。三、 實驗過程1、用三維設(shè)計軟件完成零件的三維建模；2、 用Mastercam9.0的MILL模塊生成刀具路徑和NC程序；1） 旋轉(zhuǎn)移動放縮零件使其適合在指定毛坯和銑床上加工;2） 創(chuàng)建加工邊界；3） 設(shè)置毛坯尺寸及其坐標(biāo)；4） 選取粗加工刀具并設(shè)置粗加工參數(shù)；5） 選取精加工刀具并設(shè)置精加工參數(shù)；6） 加工過程仿真；7） 通過后置處理生成NC程序；3、 將NC程序傳入加工中心TV5，對毛坯進(jìn)行數(shù)控加工。模擬企鵝的銑削加工過程，并生成NC程序。四、實驗結(jié)果模擬企鵝的銑削加工過程，并生成NC程序。0E：國熒生毋覆\咨坐迎醴凱勃3工^心月昧月土就ft0?0?1(PROGRAMMAW-朱月T)(DftTE-&D-MH-VV-26-12-UI -11:06)H1BIK21HlB2CIK1i7G41KU9GRIK90(TOOL-15DIA.OFF--1$LEN.-1?DIA.-1111.)H1H1fl6GIK9AK65.V-^S.AQ.S150DI13步1踮幗礦F1SLH1i1UX6?日聘㈣4,FT頃「實驗指導(dǎo)教師評語:教師簽名：考查成績（5級計分） 學(xué)分0.5 年月日重慶大學(xué)研究生專業(yè)實驗教學(xué)實驗報告書實驗課程名稱： 多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床加工實驗實驗指導(dǎo)教師： 陶桂寶學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)及類別： 機(jī)械工程（學(xué)術(shù)）學(xué) 號： 20140702057t姓 名： 朱有實驗日期： 2014年12月25日一成 績：重慶大學(xué)研究生院制一、 實驗?zāi)康?、 了解CAD/CAM及數(shù)控加工的基本原理及方法；2、 熟悉網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計與制造的基本原理及方法；3、 掌握零件從CAD、CAM到數(shù)控加工的完整過程。二、 實驗儀器設(shè)備1、加工設(shè)備：TV5立時加工中心：TVSTVS圖3-1圖3-1企鵝 H2-1TV5立式加工中心外觀|2、刀具：中10mm端銑刀?（型號為G120221），R3mm土球頭銑刀（型號為Q120211）。表2-1刀具參數(shù)表刀具名稱刀具型號刀具直徑夾持直徑刀刃長刀具全長一圭——內(nèi)端銑刀G12022110mm10mm22mm72mm一圭——內(nèi)球頭銑刀Q1202116mm6mm13mm57mm三、實驗內(nèi)容三維實體建模1.1工作環(huán)境：1） 系統(tǒng)硬件：高檔微機(jī)1臺2） 系統(tǒng)軟件：Windows73） 設(shè)計軟件：Solidworks20101.2三維實體1） 三維實體名稱：企鵝2） 三維實體效果圖（如圖3-1所示）零件CAM1） 系統(tǒng)硬件：高檔微機(jī)1臺；2） 系統(tǒng)軟件：Windows7；

3） 設(shè)計軟件：Mastercam9.0；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：TV5立式加工中心；6） 毛坯材料及尺寸：木材、長X寬X高（對應(yīng)X、Y、Z方向）=120mmX80mmX40mm；以毛坯頂面中心點作為工件坐標(biāo)系零點，高度方向最大切削深度不得超過30mm；7） 刀具：^10mm端銑刀（型號為G120221）,R3mm球頭銑刀（型號為Q120211）。8） 注意事項：毛坯尺寸為110mmX80mmX40mm；工件頂面中心點為原點（X0,Y0,Z0）；工件高度小于30mm；工件尺寸不應(yīng)超出毛坯范圍；數(shù)控加工時只提供①10端銑刀和R3球頭銑刀；曲率半徑應(yīng)大于3mm。四、實驗步驟4.1仿真加工及生成NC程序1.打開IGES文件：啟動Mill9—Mainmenu—File—Converters—Iges—Readfile—選擇iges文件一打開一進(jìn)入igesReadPerameters設(shè)置界面，確認(rèn)fileIsInMetricUnits一Ok,如圖4-1所示。SpecifyFileNametoRead課程多坐礎(chǔ)尷機(jī)床加工實會朱月名稱修改日期畋▼ 新*快2014/12/2518:49 SpecifyFileNametoRead課程多坐礎(chǔ)尷機(jī)床加工實會朱月名稱修改日期畋▼ 新*快2014/12/2518:49 IGESFiles2014/12/2519:12 IGESFiles2014/12/269:18 IGESFiles回囹片域迅雷下裁J音樂3Administrator計算機(jī)賢網(wǎng)緡辱控制面板百回收站｝輔助▼，| 文ns（N）：朱月 ▼IGESFiles(*JGS/JGES) ▼打開（。）勒肖3@圖4-12.著色。通過點擊工具欄中的Screen-SurfDisp-Shading將零件著色，步驟如圖4-2所示，著色后零件如圖4-3所示。

3.旋轉(zhuǎn)工件，使其適合銑削。在俯視圖中基于原點逆時針旋轉(zhuǎn)270度：點擊Xform-Rotate—All—Surfaces—Done—Origin,然后選擇move，旋轉(zhuǎn)270度。旋轉(zhuǎn)后俯視圖如圖4-4所示，此時零件位置依然不符合加工要求，還需要在右視圖中基于原點逆時針旋轉(zhuǎn)90度，步驟同上，旋轉(zhuǎn)后俯視圖如圖4-5所示。圖4-4 圖4-54.移動零件，使俯視圖中坐標(biāo)原點位于零件中心。主視圖中坐標(biāo)原點位于零件上方。? 在俯視圖中經(jīng)測量該零件需向左移動33mm，點擊Xform—Translate—All—Surfaces—Done—Polar，移動距離33，方向180度，方式為move。移動后如圖4-6所示。圖4-6?在主視圖中，零件需向下移動91毫米。移動步驟如上，移動距離91，方向270度。移動后如圖4-7所示。圖4-7縮放?，F(xiàn)在零件的長寬高為244mmX206mmX60mm大于毛坯的尺寸，現(xiàn)將其縮小到原來的0.35倍，長寬高為85.4mmX72.1mmX21mm。步驟為：Xform—Scale—All—Surfaces—Done—Origin，選擇move，放大因數(shù)為0.35。設(shè)置加工邊界。創(chuàng)建一個矩形作為加工邊界，具體步驟為：點擊Create—Rectangle—point，寬和高填寫130和90，基于原點。放置加工邊界后如圖4-8所示。

圖4-87.設(shè)置毛坯。點擊Toolpaths—Jobsetup,長寬高分別為120、80、40,中心坐標(biāo)為(0,0,2),如圖4-9所示。圖4-98.制定粗加工軌跡。點擊Toolpaths—Surfaces—Rough—Pocket—All—Surfaces—Done,需要填寫的參數(shù)如圖4-10至4-16所示，選擇加工邊界為上一步創(chuàng)建的矩形，入刀點為矩形的右下端點。由于該零件的主體為球型一部分，所以選擇走刀方式為truespiral(選擇zigzag走刀時會切掉一部分零件實體，并且銑削到球體部分時的走刀方式自動變?yōu)閠rueSpiral)。圖4-10圖圖4-10圖4-11SurfaceRoughPocket-乙\MCAM9\MILL\NCI\^.NCI-MPFASurfaceRoughPocket-乙\MCAM9\MILL\NCI\^.NCI-MPFA可Toolparameters|SurfaceparametersRoughpocketparameters|>taltolerance.J j Promptforentrypointn IEntry-heli]廠PlungeoutsidecontainmentboundarMaxstepdown：2-0 , .?c*xtt|AlignplungeentriestorstarthoiFinishNwnberofpasses:[".eadin/out..11 Finishpass|~FinishcontainmentbournClimb'■'ConventionalZutdepths..Iapsettings..1Lvanced.settings.\確定|取消|幫助圖4-12圖4-13Mution>Gapsiie,retract環(huán)Cherkretractmutionfurgouge廠Eo11omtotop際OptimizhcutorderLPlungeintonreviouslvcutarea圖4-14圖4-15圖4-169.制定精加工軌跡。步驟為：點擊Toolpaths—Surfaces—Finish—Parallel—Done。參數(shù)設(shè)置如圖4-17至4-21所示，加工邊界與粗加工邊界相同。TodparsutiNSuffacep：ii-：diTieters|Finishp：di_：illelp：±fdietersTool#Head#Dia.Len.|2000.0150.0|5LlLlO.0CornerSpirulleCool：=LTLtCommentTodparsutiNSuffacep：ii-：diTieters|Finishp：di_：illelp：±fdietersTool#Head#Dia.Len.|2000.0150.0|5LlLlO.0CornerSpirulleCool：=LTLtComment|3.0|2000:hangeHCI...1ToolparametersSurfaceparameters|FinishparallelparametersAbsolute\Incremental匠Useclearanceonlyatthstartandendo￡|F*'AbsoluteCIncrementalWRapidretractr匠Retract...|1AbsoluteC—Eeedplane..J10.0Incremental；.OTClearance..廠odToolparametersSurfaceparameters|FinishparallelparametersAbsolute\Incremental匠Useclearanceonlyatthstartandendo￡|F*'AbsoluteCIncrementalWRapidretractr匠Retract...|1AbsoluteC—Eeedplane..J10.0Incremental；.OTClearance..廠odofstock..1|2.0TipcompStocktoleaveSelect...-Checksurface/solidStocktoleave0.1JSelect...(0ToolcontainmentCompensate圖4-19圖4-2010.對生成的精加工步驟進(jìn)行復(fù)制，粘貼生成另一個精加工步驟，修改加工方向為135度，如圖4-22所示。然后點擊RegenPath重新生成路徑。WOptimizecutorderFlungeintopreviouslycutar已a(bǔ)FullowcontairiJTiHrL+bound.aryatgapT：=LTLgerLtial:eltcradius: Rl?I」TATiP'pritialarranp■ IlJ.U圖4-21 圖4-22點擊Toolpaths—Operations—SelectAll—Verify仿真加工過程。粗加工程序生成。點擊ToolPaths—Operations,選擇粗加工然后點擊post，選擇SaveNCfile和Edit。精加工程序生成，選中兩個精加工，后面步驟同上。4.2數(shù)控加工過程1、 將程序輸入TV5立式加工中心，進(jìn)行加工。2、 利用設(shè)計制造網(wǎng)絡(luò)和加工中心完成零件的數(shù)控加工（數(shù)控加工地點：七教學(xué)樓129室）。TV5立式加工中心操作步驟如下：1） 合車間電源總開關(guān)；2） 開空氣壓縮機(jī)；3） 合加工中心配電空氣開關(guān)；4） 合加工中心總開關(guān)，松“急?！卑粹o，按系統(tǒng)“POWERON”按鈕，加工中心啟動;5） 確認(rèn)壓縮空氣壓力、液壓系統(tǒng)壓力和自動潤滑系統(tǒng)工作正常；6） 選HANDLE方式調(diào)整X、Y、Z軸離各自的機(jī)械零點至少50毫米以上，調(diào)A軸的機(jī)械坐標(biāo)為300度左右；7） 按Z、X、Y、A軸順序回機(jī)械零點；8） 安裝毛坯，調(diào)用所需的刀柄；9） 安裝°10mm端銑刀用MDI方式按500rpm的轉(zhuǎn)速啟動主軸，檢查刀具安裝是否良好;10） 選HANDLE方式用“試切法”找到毛坯頂面中心點，將機(jī)床坐標(biāo)系的X和Y坐標(biāo)記錄到工件坐標(biāo)系G59中，而工件坐標(biāo)系G59的Z值為0；11） 選HANDLE方式移動Z軸直到銑刀切削到毛坯頂面以下約1?2毫米，將機(jī)床坐標(biāo)系的Z坐標(biāo)值記錄到刀補(bǔ)號H32中；12） 提升主軸，停轉(zhuǎn)主軸；13） 通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)向DNC主控計算機(jī)申請粗加工NC程序，以DNC方式實現(xiàn)零件的粗加工；14） 用對刀塊檢測并記錄刀具的長度，更換刀具為R3球頭銑刀，再次檢測并記錄刀具的長度，計算刀長的變化，根據(jù)差值修正刀補(bǔ)號H32中的刀補(bǔ)值；15） 再次通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)向DNC主控計算機(jī)申請0度平行精加工NC程序，以DNC方式實現(xiàn)零件的精加工；16） 為了提高零件的表面質(zhì)量，再一次通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)向DNC主控計算機(jī)申請90度平行精加工NC程序，最終完成零件加工；17） 從虎鉗上卸下工件；18） 關(guān)機(jī)。關(guān)機(jī)順序為：X、Y、Z軸移到行程中部，按“急?！卑粹o，按系統(tǒng)“POWEROFF”按鈕，關(guān)加工中心總開關(guān)，關(guān)加工中心配電空氣開關(guān)，關(guān)空氣壓縮機(jī)，關(guān)車間電源總開關(guān)。五、實驗結(jié)果銑削粗加工模擬仿真結(jié)果如圖5-1所示。精加工仿真結(jié)果如圖5-2所示。粗加工生成NC程序部分截圖如圖5-2所示。?E：\研究生演程修坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床址LMSX朱月昧月-LNC00801(PROGRAMNAME-朱月-1)(DATE=DD-MM-VY-26-12-14TIME=HH：MM-11：06)N100G21N102GOG17G40G49G8OG90(TOOL-15DIA.OFF.-15LEN--15DIA.-10.)N104T15M6N106G0G90X65-V-45-A0-S1500M3N108G43H15Z20_N110Z5.N112G1Z2-F150_N114X62.303Y44.F1500.N116X6U?E:\研究生、課程、合坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床加工^駿侏月侏月-1.NC |言||虧|^^|N3776G1X15_448Y25_087 *.N3778G2X43.222Y-15.361R25.996N3780X32-701V-23-761R23_981N3782X14.951V-24.922R24.521N3784G3X13_26Y-24_661R2_747N3786G2X8.865Y-28.081R113.065N3788G0Z5.N3790Z20.N3792M5N3794G91G28Z0.N3796G28X0_V0_A0.N3798M30精加工生成NC程序部分截圖如圖5-3所