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1、数控综合实践报告 学院：机械工程学院 年级班级： 学号： 姓名：2013年06月13日目录一、 数控综合实践的目的及要求-3二、 数控综合实践实践内容概述-3三、 数控实践内容-3（一）MDT生成零件的三维实体造型-4（二）零件CAM及数控加工过程-10（三） 快速原型制造-27（四） 实践总结-36四、 参考文献-39数控综合实践一、数控综合实践的目的及要求；（1）熟悉三维建模软件（MDT）；（2）了解CAD/CAM及数控加工的基本原理及方法；（3）了解快速原型制造的基本原理及方法；（4）熟悉网络化设计与制造的基本思想及方法；（5）掌握零件从CAD、CAM到数控加工的完整过程或零件从CAD建
2、模到快速制造出原型零件的全过程。二、数控综合实践实践内容概述； （1）MDT实践：熟悉三维建模（MDT），按照老师要求绘制三维模型，以备后续的数控加工实践使用； （2）CAM实践：本实验通过利用MDT所建立的模型，将其文件输出为标准文件IGES，然后利用Mastercam对其模拟地进行毛坯的建立、道具和加工参数的选择、道具轨迹的生成以及加工，并在模拟加工后进行NC代码的输出。最后使用NC代码在数控机床上进行实际加工； （3）RP实践：生成三维实体，将其转换为pmr格式文件。将该文件利用紫外光快速成型机加工出实体。三、数控实践内容；（一）MDT生成零件的三维实体造型 1.MDT的两种工作环境：（
3、1）零件/部件环境当用户启动MDT时，系统会首先进入该工作环境，用户也可以通过执行“文件（File）新部件文件（New.）”命令进入零件/部件环境，在此环境下可以进行多个零件的装配。（2）单一零件环境一般新零件建模时，都要在单一零件环境下设计，此时只需要选择“新零件文件（New Part File）”，就能开始创建一个零件。2. 实体造型步骤： （1）零件选择通过零件选择，我的零件的三维图如下： （2）建立工作平面1）菜单：零件定位特征工作平面2）对话框操作：执行上述命令后得到下图所示对话框，根据零件造型要求建立世界坐标系（WCS）的XY、YZ、ZX三个平面。勾选“WCS的XY面”以及“同时创
4、建草图平面”，如下图所示：由于创建平面的同时选择了“同时创建草图平面”，所以草图在建立平面时也同时建立，其结果如下图所示： （3）草图绘制和零件生成1）在草图平面上绘制草图，如下：2）零件处理草图定义截面轮廓，之后鼠标变为一个小正方形，选择草图轮廓，回车以确认。至此，该草图的轮廓截面定义完成。3）在左侧的模型浏览器窗口中选择该定义的轮廓截面，点击右键，会出现一个菜单栏，选择拉伸，出现拉伸对话框，输入拉伸参数：“距离”为15mm，“拉伸倾角”为0，“类型”为“单向”。如下图：4）在该零件的表面重新建立一个草图平面，按照前面的步骤进行草图绘制，后定义单一截面轮廓，然后进行零件的额拉伸操作，在两步的
5、操作后，得到的图形如下：上图：拉伸高度为15mm上图：拉伸高度为10mm5）再按照步骤之前步骤对圆柱孔进行绘制草图以及截面轮廓的定义以及进行拉伸，进行拉伸参数设置并确认，得到以下图形，可见在图形中生成相应的圆柱孔：6）再按照步骤之前步骤对圆柱孔进行绘制草图以及截面轮廓的定义以及进行拉伸，进行拉伸参数设置并确认，得到以下图形，可见在图形中生成相应的阶梯孔：7）倒角。由于球头铣刀的半径为3mm，则在一些地方的倒圆角半径应大于3mm，根据要求倒圆角的图形如下：通过以上的一系列步骤，即完成实体零件的造型过程，并作为CAM的演示的图形。（二）零件CAM及数控加工过程1.实践目的了解CAM及数控加工的基本
6、原理及方法。2.实践原理 本实验通过利用MDT所建立的模型，将其文件输出为标准文件IGES，然后利用Mastercam对其模拟地进行毛坯的建立、道具和加工参数的选择、道具轨迹的生成以及加工，并在模拟加工后进行NC代码的输出，然后使用NC代码在数控机床上进行实际加工。 3.实践环境 系统硬件：高档微机1台或工作站1台等； 系统软件：Windows98或Windows 2000或Windows NT或UNIX等；设计软件：Mastercam或MDT或UG或CATIA或I-DEAS或Pro/E等；网络环境：Internet、局域网和现场总线网；加工设备：a-T10A钻削中心、TV5立式加工中心； 毛
7、皮材料及尺寸：木材、长宽高（对应X、Y、Z方向）=110mm80mm40mm；以毛坯顶面中心点作为攻击坐标系零点，高度方向最大切削深度不得超过30mm 刀具：mm端铣刀（型号为G120 221）,R3mm球头铣刀（型号为Q120 211）。铣刀建议用量：入刀速度为F100，正常走到速度为F1000，mm端铣刀的转速为1000rmp，R3mm球头铣刀转速为2000rmp，刀具切深和步距自定，注意切深不能一步到位，应采取分层加工，否则道具会因切削用量过大而损坏。 4.零件CAM及数控加工步骤1）CAD模型文件输出： 在MDT6.0环境下进行一下操作：文件输出IGES定义文件名保存2）用MILL9.
8、0程序打开IGES文件：启动MILL9.0MainMenuFileConvertersIGESReadfile选择IGES文件打开进入IGES Read Parameters设置界面，确认File is in Metric unitsOK。 3）多余线条的删除： 如图所见，在打开实体后出现了多余的绿色线条，可以使用一下方法以删除：MainMenuDeleteAllColour,出现下图框图，选择“绿色”，点“OK”以确认。4）实体的渲染： 选择工具栏上的渲染图标，出现以下框图，选中框图中“shading active”的方框并确认。 渲染之后将实体调整到适当位置，便得到如下图所示的图形： 5）
9、模型旋转 通过观察零件坐标方位，来确定零件如何进行旋转以便加工，综合分析后，确定该位置正确，无需进行旋转操作。 6）移动模型：选择GviewTop，再选择CplaneTop，可得到以下图形，可见坐标系原点并不在实体的中心。移动模型，直到工件的顶面中心为坐标原点。 7）比例缩放比例缩放的目的是让工件尽可能大，但又符合规定尺寸的要求，在进行指导书中的操作后，出现SCALE提示页面，选中OPERATION的MOVE，选中SCALING中的XXY，确认NUMBER OF STEPS为1，输入X、Y、Z三个方向的缩放比例，然后OK。得到图形：8）画粗加工的边界：用鼠标点击工具栏上的GviewTop，再选
10、择CplaneTop按钮后进行以下操作：MainMenuCreateRectangle1Points输入矩形框尺寸130mm90mmOKOriginMainmenu点击工具栏上的CplaneIsometric，得到以下画面：9）毛坯的建立：选择MainmenuToolpathsJob setup,进行参数设置，之后点OK确认，如下图所示：10）产生粗加工刀具轨迹： Mainmenu用鼠标单击工具栏上的CplaneTopToolPathssurfaceRoughPocketAllSurfacesDone,出现粗加工参数界面，如下图：在粗加工参数界面的ToolParameters页面的空白中点击右
11、键Create New Tool在ToolFlat End Mill页面中修改Diameter、Flute、Shoulder和Overall值点击OK，如下图：返回ToolParameters页面，修改Len、Feed Rate、Plunge、Retract、Program#、Spindle的参数，Coolant为OFF，如图：而后切换到Surface Parameters页面，根据模型确定Clearance、Retract、FeedPlane，确定加工余量Stock to Leave，如图： 再切换到Rough Pocket Parameters页面，修改Cut tolerance、Max
12、StepDown、Stepover Distance，复选Prompt for entry point和Rough（Zigzag），修改后如图：按Cut depths按钮、选择Absolute、修改Minimum Depth和Maxmun Depth点击OK按钮，如图：按Gap setting按钮，复选Optimize cut order点击OK,如图：选择粗加工边界Done选入刀点，得到生成的道具轨迹如图所示：11）产生精加工刀具轨迹选择MainMenuToolPathssurfaceFinishParametersAllSurfacesDone进入精加工参数界面。创建球头刀，修改其道具参数
13、，如图：再对表面参数进行修改：再对Finish Parallel Parameter进行参数修改： 定义两把精加工刀具，一个加工角度为45度，另一把加工角度为135度，最大深度为-30mm。最后再打开Gap setting，选上optimize cut orders。生成刀具轨迹如图： 12）加工仿真，得到仿真后的图形如下： 13）NC程序的输出a. 粗加工程序代码%O0001(PROGRAM NAME - 粗加工)(DATE=DD-MM-YY - 15-06-12 TIME=HH:MM - 22:50)N100G20N102G0G17G40G49G80G90(TOOL - 15 DIA. OFF. - 15 LEN. - 15 DIA. - 10.)N104T15M6N106G0G90X13.882Y165.6294A0.S5000M3N108G43H15Z20.N110Z5.N112G1Z2.F150.N114Y165.F500.N116X-219.99Y-164.9899N118X219.99N120Y-157.4904N122X-219.99N124Y-149.9908N126X219.99.N1202G3X12.2377Y-10.8234R16.3228N1
