1、數控加工綜合實踐實驗報告數控加工綜合實踐實驗報告數控加工綜合實踐實驗報告數控加工綜合實踐報告數控加工綜合實踐報告一數控加工綜合實踐的目的及要求：熟悉三維建模（MDT）；認識CAD/CAM及數控加工的基本源理及方法；認識快速原形制造的基本源理及方法；熟悉網絡化設計與制造的基本思想及方法；5.掌握部件從CAD，CAM到數控加工的完整過程或部件從CAD建模到快速制造出原形部件的全過程。二數控加工綜合實踐的內容：1.部件的三維CAD建模；2.CAM軟件應用或快速原形制造數據準備及控制軟件的應用；3.數控加工或快速制作的上機實踐。三數控加工綜合實踐的原理：現在數控技術已成為制造業實現自動化、柔性化、集成

2、化生產的基礎技術，現代的CAD/CAM，FMS和CIMS、矯捷制造和智能制造等，都是成立在數控技術之上。CAD(ComputerAidedDesign)是利用計算機的計算功能和圖形辦理能力,協助進行產品或工程設計與解析的法。20世紀40年月，CAD技術開始發展。之后，隨著計算機技術的飛快發展，人們開始利用計算機進行復雜的數值計算、非數值計算和事務辦理，同時也開始了“人工智能的研究”。1962年，麻省理工學院（MIT）的ROSSDT和COONSSA合作，開始探索計算機協助設計的研究。Coons在題為“AnOutlineoftheRequirementsfortheComputerAidedDes

3、ign”(計算機協助設計要求大綱)的報告中，對CAD作了如下描繪：設計者坐在CRT的控制臺前用光筆操作，從觀點設計到生產設計進而到制造，都能夠用人機對話形式來實現。因此，CAD的功能不只是限于設計，也合用于任何一種創辦性的活動，擁有高度的人工智能。隨著計算機技術特別是微型機及其繪圖技術的發展，CAD技術已在機械、電子、航空航天、第1頁共26頁數控加工綜合實踐報告建筑等領域獲得寬泛應用。進入新的世紀以來，隨著計算機網絡信息技術的迅猛發展，現代計算機3D技術使人們對現實世界的描繪從頭回到了原始的直觀三維境界，并且已經隨著計算機應用的普及在快速成為今天的現實。三維CAD是3D技術在現代工業的應用。象

4、CATIA、UG、CAXA等三維CAD軟件系統，它鑒于生產制造應用目的，強調三維模型的精準描繪，包括其精準的尺寸、坐標、公差、技術要求以及部件間精準的構造裝配關系和構造功能屬性等的精準表達。虛構現實是3D技術大規模系統應用的方向，強調對三維場景的宏觀描繪和系統動向關系，在三維模型細節的精準和逼真方面則采取盡可能簡化辦理。Mastercam是美國專業從事計算機數控程序設計專業化的企業CNCSoftwareINC研制出來的一套計算機協助制造系統軟件。它將CAD和CAM這兩大功能綜合在一同，是我國目前十分流行的CAD/CAM系統軟件。它有以下特點：（1）Mastercam除了可產生NC程序外，本身也

5、擁有CAD功能（2D、3D、圖形設計、尺寸注明、動向旋轉、圖形陰影辦理等功能）可直接在系統上制圖并變換成NC加工程序，也可將用其他繪圖軟件繪好的圖形，經由一些標準的或特定的變換文件如DXF文件（DrawingExchangeFile）、CADL文件（CADkeyAdvancedDesignLanguage）及IGES文件（InitialGraphicExchangeSpecification）等變換到Mastercam中，重生成數控加工程序。（2）Mastercam是一套以圖形驅動的軟件，應用寬泛，操作方便，而且它能同時提供適合目前國際上通用的各樣數控系統的后置辦理程序言件。以便將刀具路徑文件

6、（NCI）轉換成相應的CNC控制器上所使用數控加工程序（NC代碼）。如FANUC、MELADS、AGIE、HITACHI等數控系統。3）Mastercam能預先依據使用者定義的刀具、進給率、轉速等，模擬刀具路徑和計算加工時間，也可從NC加工程序（NC代碼）變換成刀具路徑圖。4）Mastercam系統設有刀具庫及材料庫，能根據被加工工件材料及刀具規格尺寸自動確定進給率、轉速等加工參數。5）提供RS232C接口通訊功能及DNC功能。.快速原型制造的基本源理：快速原型制造時綜合利用CAD技術，數控技術，激光加工技術和材料技術實現從零件波及到三維實體原型制造一體化的系統技術。它采用軟件離散材料聚積的原

7、理實現部件的成形。第2頁共26頁數控加工綜合實踐報告快速原型制造的詳細過程如下：首先利用高性能的CAD軟件設計出部件的三維曲面或實體模型；再根據工藝要求，按照一定的厚度在Z向（或其余方向）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辦理，選擇加工參數，系統自動生成刀具移動軌跡和數控加工代碼，再加工過程進行仿真，確認數控代碼的正確性；然后利用數控裝置精準控制激光束或其余工具的運動，在目前工作層（二維）上采用輪廓掃描，加工出適合的截面形狀；再鋪上一層新的成形材料，進行下一次的加工，直至整個部件加工完成。能夠看出，快速原型制造技術是個由三維換成二維（軟件離散化）

8、，再由二維到三維（材料聚積）的工作過程。該技術集計算機技術、激光加工技術、新型材料技術于一體，依賴CAD軟件，在計算機中成立三維實體模型，并將其切分紅一系列平面幾何信息，以此控制激光束的掃描方向和速度，采用粘結、熔結、聚合或化學反響等手段逐層有選擇地加工原材料，進而快速聚積制作出產品實體模型。以光敏樹脂為材料利用紫外光快速成型體系造樣件的原理：、紫外光快速秤星機的原理：紫外光束在計算機的控制下，根據分層工藝數據連續掃描液態光敏樹脂的表面，利用液態光敏樹脂經紫外光照射凝結的原理，層層固化光敏樹脂，一層固化后，工作臺下移一精準距離，掃描下一層，并且保證相鄰層可靠粘結，如此頻頻，直到成型出一個完整的

9、部件。、原型部件的制作過程：主要包括數據準備、快速成型制作和后辦理。其中數據準備包括CAD三維模型的設計、STL數據的變換、制作方向的選擇、分層切片以及支撐編寫等幾個過程，完成制作數據的準備?？焖俪尚椭谱鬟^程就是將制作數據傳輸到成型機中，然后快速成型出原型部件的過程。后辦理是指整個部件成型完后進行的協助辦理工藝，包括部件的沖刷、支撐去除、后固化、修理、打磨、表面噴漆等等，目的是獲得一個表面質量與機械性能更優的部件。四、使用儀器、材料系統硬件：微機1臺或工作站1臺；系統軟件：Windows操作系統；設計軟件：MasterCAM、MDT、或UG或CATIA、I-DEAS、Pro/E;第3頁共26頁

10、數控加工綜合實踐報告網絡環境：局域網、現場總線、Internet；工設施：T10A鉆削中心、TV5立式加工中心；CPS250B紫外光快速成型機五數控加工綜合實踐的步驟：用MDT或Mastercam軟件完成部件的建模，可應用點，直線，樣條線，方框，平面，SWAP曲面，拉升面，面剪切，面之間倒角以及求邊界限等功能，部件實體由平面，曲面，圓槽，倒角等組成。設計時應注意一下幾點：1）本次實踐CAD軟件采用MDT6.0;2)毛坯尺寸為120mm80mm40mm；3）工件頂面中心點為原點（X0,Y0,Z0）；4）工件高度小于30mm；5）工件尺寸不應高出毛坯范圍；6）數控加工時只提供直徑10mm端銑刀和R

11、3球頭銑刀；7）孔或槽的尺寸應大于10mm；8）曲率半徑應大于3mm。一部件CAD實體建模成立文件：成立工作平面：第4頁共26頁數控加工綜合實踐報告成立草圖平面及平面輪廓圖及單向拉伸：第5頁共26頁數控加工綜合實踐報告4.成立工作平面2及單向拉伸2第6頁共26頁數控加工綜合實踐報告成立工作平面3及單向拉伸36.成立工作軸1、工作軸2及鉆孔第7頁共26頁數控加工綜合實踐報告進行圓周陣列第8頁共26頁數控加工綜合實踐報告二部件CAM仿真（MasterCAM9.0）1.CAD模型文件輸出：MDT6.0環境下“文件”“輸出”“IGES”定義文件名保留。2.用MILL9程序翻開IGES文件：啟動MILL

12、9MainMenuFileConvertersIGESReadfile選擇IGES文件翻開進入IGESReadParameters設置界面，確認FlieisinMetricunitsOK.3.根據需要可再MILL9環境下移動或比率縮放模型。移動模型步驟：按工具欄按鈕Gview-Top,改變視圖平面MainMenuTranslateALLSurfacesDonePolar輸入移動距離（）輸入移動方向的角度（0度）出現Translate提示頁面，選中Operation的Move,確認NumberofSteps為1OK.移動模型，直到工件的頂面中心點的坐標為（X0,Y0,Z0）比率縮放模型：目的是讓

13、工件盡可能大，但又吻合上述4）5）7）8）。步驟如下：MainMenu第9頁共26頁數控加工綜合實踐報告XformScaleAllSurfacesDoneOrigin出現Scale提示頁面，選中Operation的Move,選中Scaling的XYZ,確認NumberofSteps為1.輸入X,Y,Z三個方向的縮放比率OK。4.工藝規劃：粗加工：用直徑10mm端銑刀加工，加工方法采用SURFACE-ROUGH-POCKET;精加工：用R3mm球頭銑刀精加工，加工方法采用SURFACE-FINISH-PARALLEL,考慮到木材纖維方向，保證加工表面質量優秀，精加工分兩次進行，分別采用45度和4

14、5度角交叉加工。5.畫粗加工邊界用鼠標點擊工具欄上的Cplane-Top和Gview-Top按鈕MainMenuCreateRectangle1Points輸入矩形框尺寸為130mm90mmOKOriginMainMenu點擊工具欄上的Cplane-3D和Gview-Isometric。第10頁共26頁數控加工綜合實踐報告6.產生粗加工刀軌，步驟如下：MzainMenu用鼠標點擊Cplane-TopToolPathssurfaceRoughPocket(挖槽加工方法)AllSrufacesDone,出現粗加工參數界面在ToolParameters頁面中的大空白區點擊鼠標右鍵CreateNewT

15、ool在ToolType頁面中選刀具種類在Tool-FlatEndMill頁面中改正Diameter,Flute,Shoulder和Overall值點擊OK;返回ToolParameters頁面改正Len.(32),FeedRate(2000),Plunge(500),Retract(5000),Program#(1),Spindle(立銑刀為1500，球頭銑刀為2000)，Coolant為OFF。立銑道具參數設置第11頁共26頁數控加工綜合實踐報告第12頁共26頁數控加工綜合實踐報告設定毛坯尺寸，材料以及工件坐標系切換到SurfaceParmeters頁面，根據模型確定Clearance（安

16、全平面高度）為50，Retract（退刀平面高度）為50，FeedPlane（進給平面高度）為5，均用絕對值Absolute；確定精加工余量StocktoLeave為0.2。如圖：第13頁共26頁數控加工綜合實踐報告切換到RoughPocketParameters頁面，改正Cuttolerance,MaxStepDown,Stepover，復選Promptforentrypoint和Rough(zigzag)按Cutdepths按鈕，選擇Absolute,改正MinimumDepth和MaxmumDepth點擊OK按Gapsettings按鈕，復選Optimizecutorder點擊OK按鈕選

17、擇第6步畫的畫粗加工邊界Done選入刀點EndPoint。如圖：第14頁共26頁數控加工綜合實踐報告8.精加工MainMenu用鼠標點擊Cplane-TopToolPathssurfaceFinishParallelallSurfaceDone進入精加工參數界面，其中ToolParameters,SurfaceParameters頁面操作方法同粗加工。在SurfaceParameters頁面精加工余量StocktoLeave輸入為0，FinishParallelParameter頁面，改正StepOver值為0.3，MachineAngle,復選Depthlimits（同粗加工）確定。第15頁

18、共26頁數控加工綜合實踐報告9.仿真MainMenuToolpathsOperations,出現OperationsManager界面，點擊SelectAll按鈕，點擊Verify按鈕出現仿真界面第16頁共26頁數控加工綜合實踐報告10.生成刀路源文件，并通事后置辦理生成NC程序片段：%第17頁共26頁數控加工綜合實踐報告O0001(PROGRAMNAME-程序)(DATE=DD-MM-YY-23-02-06TIME=HH:MM-13:25)N100G21N102G0G17G40G49G80G90(TOOL-1DIA.OFF.-1LEN.-32DIA.-10.)N104T1M6N108G43H

19、32Z50.N110Z5.N112G1Z2.F500.N114X-64.Y-44.F2000.N116X64.N118Y-39.111N120X-64.N122Y-34.222部件實體見下列圖：第18頁共26頁數控加工綜合實踐報告三Rpprogram軟件操作1.加載模型選擇茶壺2.模型地點布置3.設置制作方向及大小4.分層與輪廓編寫第19頁共26頁數控加工綜合實踐報告第20頁共26頁數控加工綜合實踐報告第21頁共26頁數控加工綜合實踐報告5.設置支撐參數及支撐編寫第22頁共26頁數控加工綜合實踐報告6.仿真模型第23頁共26頁數控加工綜合實踐報告四數控銑床加工中心，快速原型制造1、利用TV5立

20、體加工中心加工木塊。察看加工中心加工步驟，換刀機構換刀原理及切削過程。2、CPS250B紫外光快速成型體系樣件的操作紫外光快速成型機的部件制作過程可分為三個部分：數據準備；快速成型制作及后辦理。1）數據準備數據辦理過程包括CAD三維模型的設計，STL數據的變換，制作方向的選擇，分層切片以及支撐編寫等幾個過程，完成制作數據的準備。2）快速成型制作快速成型制作過程就是將制作數據傳輸到成型機中，然后快速成型出原型部件的過程，它是快速成型技術的核心。3）后辦理后辦理是指部件成型后進行的協助辦理工藝，包括部件的沖刷，支撐去除，后固化，修補，打磨，表面噴漆等，目的是獲得一個表面質量與機械性能更優的部件?？?/p>

21、速原型制造的實踐過程翻開總電源開關按下加熱鍵翻動工控開關，啟動WINDOWS98/WINDOWS2000/WINDOWSNT按下伺服鍵e在工控機中翻開RpBuild控制程序，加載待加工部件的*.pmr文件加載托板地點，使之略高于液面點擊開始從頭制作，制作完成后，將托板升出液面，取出制件將托板沖刷潔凈。六數控加工綜合實踐總結于解析本次數控加工綜合實踐中，經過自己親手操作實踐，初步認識了它的基本源理以及基本操作。1.經過對MDT軟件的初步實用和熟悉，認識了CAD造型的初步原理以及操作。掌握了在設第24頁共26頁數控加工綜合實踐報告計部件時能夠成立多個工作平面來進行全面的繪圖，關于復雜的部件將復雜的作圖過程變換成了單調平面的操作。關于其自動拉伸，旋轉，倒角等功能然操作者省去好多精力與時間，并且能夠獲得合理正確的結果。2.MasterCAM作為CAM的主流軟件，擁有強大的功能和技術支撐。經過試驗我認識了MasterCAM的簡單使用步驟、CAM的基