數控綜合實踐報告學院：機械工程學院年級班級：學號：姓名：06月13日目錄數控綜合實踐的目的及規定------------------------------3數控綜合實踐實踐內容概述------------------------------3數控實踐內容------------------------------------------3（一）MDT生成零件的三維實體造型---------------------------4（二）零件CAM及數控加工過程------------------------------10快速原型制造---------------------------------------27實踐總結-------------------------------------------36參考文獻---------------------------------------------39數控綜合實踐一、數控綜合實踐的目的及規定；（1）熟悉三維建模軟件（MDT）；（2）理解CAD/CAM及數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）熟悉網絡化設計與制造的基本思想及辦法；（5）掌握零件從CAD、CAM到數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、數控綜合實踐實踐內容概述；（1）MDT實踐：熟悉三維建模（MDT），按照老師規定繪制三維模型，以備后續的數控加工實踐使用；（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代碼在數控機床上進行實際加工；（3）RP實踐：生成三維實體，將其轉換為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、數控實踐內容；（一）MDT生成零件的三維實體造型的兩種工作環境：（1）零件/部件環境當顧客啟動MDT時，系統會首先進入該工作環境，顧客也能夠通過執行“文獻（File）→新部件文獻（New….）”命令進入零件/部件環境，在此環境下能夠進行多個零件的裝配。（2）單一零件環境普通新零件建模時，都要在單一零件環境下設計，此時只需要選擇“新零件文獻（NewPartFile）”，就能開始創立一種零件。實體造型環節：（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：執行上述命令后得到下圖所示對話框，根據零件造型規定建立世界坐標系（WCS）的XY、YZ、ZX三個平面。勾選“WCS的XY面”以及“同時創立草圖平面”，以下圖所示：由于創立平面的同時選擇了“同時創立草圖平面”，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，之后鼠標變為一種小正方形，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，會出現一種菜單欄，選擇拉伸，出現拉伸對話框，輸入拉伸參數：“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，按照前面的環節進行草圖繪制，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）再按照環節之前環節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，進行拉伸參數設立并確認，得到下列圖形，可見在圖形中生成對應的圓柱孔：6）再按照環節之前環節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，進行拉伸參數設立并確認，得到下列圖形，可見在圖形中生成對應的階梯孔：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不不大于3mm，根據規定倒圓角的圖形以下：通過以上的一系列環節，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及數控加工過程1.實踐目的理解CAM及數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代碼在數控機床上進行實際加工。3.實踐環境①系統硬件：高檔微機1臺或工作站1臺等；②系統軟件：Windows98或Windows或WindowsNT或UNIX等；③設計軟件：Mastercam或MDT或UG或CATIA或I-DEAS或Pro/E等；④網絡環境：Internet、局域網和現場總線網；⑤加工設備：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端銑刀的轉速為1000rmp，R3mm球頭銑刀轉速為rmp，刀具切深和步距自定，注意切深不能一步到位，應采用分層加工，否則道具會因切削用量過大而損壞。4.零件CAM及數控加工環節1）CAD模型文獻輸出：在環境下進行一下操作：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，出現下列框圖，選中框圖中“shadingactive”的方框并確認。渲染之后將實體調節到適宜位置，便得到以下圖所示的圖形：5）模型旋轉通過觀察零件坐標方位，來擬定零件如何進行旋轉方便加工，綜合分析后，擬定該位置對的，無需進行旋轉操作。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，但又符合規定尺寸的規定，在進行指導書中的操作后，出現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,進行參數設立，之后點OK確認，以下圖所示：10）產生粗加工刀具軌跡：Mainmenu→用鼠標單擊工具欄上的Cplane—Top→ToolPaths→surface→Rough→Pocket→All→Surfaces→Done,出現粗加工參數界面，以下圖：在粗加工參數界面的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，Coolant為OFF，如圖：而后切換到SurfaceParameters頁面，根據模型擬定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→進入精加工參數界面。創立球頭刀，修改其道具參數，如圖：再對表面參數進行修改：再對FinishParallelParameter進行參數修改：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、數控技術、激光加工技術和材料技術實現從零件設計到三維實體原型制造一體化的系統技術。它采用軟件離散—材料堆積的原理實現零件的成型。快速原型制造的具體過程以下：首先運用高性能的CAD軟件設計出零件的三維曲面或實體模型；再根據工藝規定，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，系統自動生成刀具移動軌跡和數控加工代碼；再對加工過程進行仿真，確認數控代碼的對的性；然后運用數控裝置精確控制激光束或其它工具的運動，在現在工作層（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。快速原型制造環節1）點擊“文獻→載入模型”出現一種對話框，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，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，通過運用數據準備Rpprogram軟件的定向功效，能對STL文獻的模型資料進行旋轉變換，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。調節后的零件如圖：在點擊了“現在模型分層”后，模型開始自動分層，分層厚度問，設立以下：在模型分層后點擊“輪廓→輪廓狀態檢查”，在進行輪廓狀態檢查后，發現：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檢查時，尚有為某些層存在病態輪廓線：再進行輪廓狀態檢查，未發現異常狀態輪廓線：7）基礎支撐的建立：點擊“支撐-基礎支撐”，設立基本參數：再點擊“支撐→顯示基礎支撐”，建立的基礎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-加載成型數據文獻”，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MDT是autodesk三維機械設計軟件，是對autocad的擴展，但現在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。通過對該軟件的學習，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雜，但是優勢在于通過運用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代碼在數控機床上進行實際加工。這給數控加工帶來很大的便利。CAM在加工中老師為我們數控車床的坐標系：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，產生數據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、調試時已經擬定下來的，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在尚有很大的發展空間，在參觀本校的RP原型機時發現該機器零件生產效率較低，且在生產中有諸多不完整品，普通生產出來的零件只能用于教學觀賞。但是由于學校購置該設備實踐較長，現在的RP已發展到一定水平，可發展空間也很大。通過本次數控加工實踐，讓我更加熟悉了基于數字控制技術從產品設計到制造的全過程，也初步認識了有關快速原型技術這一門比較有發展空間的技術。在之前的學習