重大数控加工课程设计报告

作者姓名：机自11班金磊20132417（数控加工实践）1《CAD/CAE/CAM》上机实验学生：金磊学号：20132417课程教师：专业班级：机自11班机械工程学院二O一六年六月作者姓名：机自11班金磊20132417（数控加工实践）2一、实践目的....................................3二、数控加工综合实践的内容：....................3三、使用仪器、材料..............................3四、实验过程....................................3（一）零件的三维实体建模造型：MDT三维实体造型.3（二）零件CAM及数控加工过程（Mastercam软件的应用）...........................................9（三）快速原型制造的实践过程.................20五、分析总结...................................321.数控加工误差分析............................322.快速原型制造误差分析........................32六、实践心得体会...............................331.总述........................................332.实践体会....................................333.存在的问题..................................344合理化建议................................34七、科技小论文.................................35八、附录（其他练习零件）.......................40作者姓名：机自11班金磊20132417（数控加工实践）33一、实践目的1.熟悉三维建模（MDT）；2.了解CAD/CAM及数控加工的基本原理及方法；3.了解快速原形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建模到快速制造出原形零件的全过程。二、数控加工综合实践的内容：1.零件的三维CAD建模；2.CAM软件应用或快速原形制造数据准备及控制软件的应用；3.数控加工或快速制作的上机实践。三、使用仪器、材料1.系统硬件：微机1台或工作站1台；2.系统软件：Windows操作系统；3.设计软件：MDT、MasterCAM、RPprogram；4.网络环境：局域网、现场总线、Internet；四、实验过程（一）零件的三维实体建模造型：MDT三维实体造型A.MDT的工作环境零件、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。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，此时只需选择“新零件文件（NewPartFile）”，就能开始创建一个零件。B.选择的零件:为四耳座，四耳座为回转体零件，中间为带孔的圆台，周边还有4个均匀分布的孔。作者姓名：机自11班金磊20132417（数控加工实践）44C.零件分析：该四耳座零件的组成是由多个圆柱四个均布的带孔耳座组成的。D.建模顺序：第一步采用“拉伸”特征，由大到小建立主体结构；第二步采用“拉伸”特征，去除材料，拉伸出出一个耳座，然后阵列出四个耳座；1、实体建模的步骤1.1在零件目录下设定新草图平面，这里选用top平面。1.2切换至XY草绘平面，打开AUTO\CAD绘图功能条草绘一个圆；1.3在零件目录里定义截面轮廓，选中所画的圆；直径400mm1.4对选中的截面轮廓进行拉伸形成圆柱如下图：h=100mm作者姓名：机自11班金磊20132417（数控加工实践）551.5以拉伸圆柱的上表面为草绘平面草绘两个同心圆，并生成截面轮廓：R=370mm，R=150mm选择切削加工的方式拉伸出圆柱面如下图：h=50mm1.6以圆柱中心线为长，草绘矩形：L=60mmW=50mm，旋转360度，切削生成孔。实体形状如下：作者姓名：机自11班金磊20132417（数控加工实践）661.7以上一步所拉伸的圆柱底面为草图平面，以适当的直径打孔，R=60mmh=50mm如下图：1.8以整个圆柱底面为草图平面，在适当距离处画出添加线画出外耳的轮廓图，拉伸一定的高度得到外耳的基本体。然后选中整个外耳与圆柱体相并，初步得到外耳的基本成型体。L=270mmr=60mmh=40mm作者姓名：机自11班金磊20132417（数控加工实践）771.9以圆柱的中心轴为中心，阵列外耳，数量为四个，角度设为90度。如下图：1.10选中其中一个耳，以其上表面为草图平面，绘出一个一定直径的同心圆，并定义为截面轮廓。然后以切削方式拉伸出一个圆柱体，打孔至圆柱底面，并阵列。如下图：r=40mm,h=20mm作者姓名：机自11班金磊20132417（数控加工实践）881.11对整个成型体进行倒圆角，倒角。如下图：1.12输出模型文件，输出格式为iges并保存，等待进一步软件的加工处理。基本步骤：“文件”——“输出”——“IGES”——定义文件名——保存。作者姓名：机自11班金磊20132417（数控加工实践）99（二）零件CAM及数控加工过程（Mastercam软件的应用）实践材料及设备毛坯材料及尺寸：长×宽×高=110mm×80mm×40mm；以毛坯顶面坐标点作为坐标系原点，高度方向最大切削深度不得超过30mm；加工设备：α-T10A钻削中心、TV5立式加工中心；刀具：φ10mm端铣刀（型号为G120221），R3mm球头铣刀（型号为Q121211）刀具参数表单位：mm刀具名称刀具型号刀具直径夹持直径刀刃长刀具全长二齿端铣刀G12022110102272二齿球头铣刀Q120211661357铣削用量建议：入刀速度为F100，正常走刀速度为F1000，φ10mm端铣刀的转速为1000rpm，R3mm球头铣刀转速为2000rpm，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，否则刀具会因切削用量过大而损坏。零件CAM及数控加工过程在MDT6.0环境下以“IGES”格式输出保存之前所做的实体造型；进入Mastercam9.0软件工作界面后，读取刚才所输出保存的“IGES“格式的文件,删除线条文件，得到实体文件。2.使用步骤2.1、用MILL9程序打开IGES文件：启动MILL9—MainMenu—File—Converters—IGES—Readfile—选择IGES文件—打开—进入IGESReadParameters设置界面，确认FileisinMetricunits—Ok—按工具栏按钮Screen-Fit—按工具栏蓝色球按钮（Screen-SurfDisp-Shading）—出现ShadingSettings页面，选择ShadingActi—Ok。2.2删除多余的非Surface构图元素：MainMenu—主菜单Delete—All—Color—选择要删除的颜色（通常为绿色）—Ok—按工具栏按钮Gview-Isometric—按工具栏按钮Screen-Fit。作者姓名：机自11班金磊20132417（数控加工实践）10102.3根据需要可在MILL9环境下旋转、移动或比例缩放模型。旋转模型直至零件的主要加工面朝向Z轴的正向，并让零件尺寸最大的方向与X轴一致。旋转模型步骤如下：按工具栏按钮Gview-Top或Gview-Front或Gview-side，选择旋转模型的视图平面—MainMenu—Xform—Rotate—All—Surfaces—Done—Origin—出现Rotate提示页面，输入旋转角度—选中Operation的Move，确认NumberofSteps为1—Ok。移动模型，直至工件的顶面中心点的坐标为(X0,Y0,Z0)。移动模型步骤如下：按工具栏按钮Gview-Top或Gview-Front或Gview-side，改变视图平面—MainMenu—Xform—Translate—All—Surfaces—Done—Polar—输入移动距离—输入移动方向的角度—出现Translate提示页面，选中Operation的Move，确认NumberofSteps为1—Ok。作者姓名：机自11班金磊20132417（数控加工实践）1111比例缩放模型的目的是让工件尽可能大，但又符合下述注意点④⑤⑥⑦。比例缩放模型步骤如下：MainMenu—Xform—Scale—All—Surfaces—Done—Origin—出现Scale提示页面，选中Operation的Move，选中Scaling的XYZ，确认NumberofSteps为1，输入X、Y、Z三个方向的缩放比例—Ok。2.4工艺规划。通常为粗加工、清根、精加工。因毛坯材料为纤维性材料——木材，要经过两次交叉精加工，才能把木头纤维割断；加工余量不大且木材好加工，不需要清根，因此本次实验安排粗加工、精加工1和精加工2。2.5画粗加工边界用鼠标点击工具栏上的Cplane-Top和Gview-Top按钮—MainMenu—Create—Rectangle作者姓名：机自11班金磊20132417（数控加工实践）1212—1Points—输入矩形框尺寸为120mm×90mm—OK—Origin—MainMenu—点击工具栏上的Cplane-3D和Gview-Isometric。2.6设定毛坯MainMenu—ToolPaths—Jobsetup—输入毛坯长X=110、宽Y=80、高Z=40—输入毛坯参考点坐标StockOrigin，若设计的的工件顶面中心点为X0Y0XZ0，则可设StockOrigin为X0Y0Z2。2.7产生粗加工刀轨，步骤如下：MainMenu—用鼠标点击工具栏上的Cplane-Top—ToolPaths—surface—Rough—Pocket(挖槽加工方法)—All—Surfaces—Done,出现粗加工参数界面—在ToolParameters页面中的大空白区点击鼠标右键—CreateNewTool—在ToolType页面中选刀具类型为EndMill（立铣刀）—在Tool–FlatEndMill页面中修改Diameter=10.0、Flute=22.0、Shoulder=22.0和Overall=40.0—作者姓名：机自11班金磊20132417（数控加工实践）1313点击OK按钮，返回ToolParameters页面—修改Tool#（刀具号）=15、Dia.(刀具半径补偿号)=15、Len.(刀长补偿号)=15、FeedRate=1500、Plunge=150、Retract=5000、Program#（程序号）=1、Spindle=1500、Coolant=OFF切换到SurfaceParameters页面，根据模型确定Clearance(安全平面高度、Absolute)=20.0、Retract（退刀平面高度、Absolute）=10.0、FeedPlane（进给平面高度、Absolute）=5.0，—确定精加工余量StocktoLeave=0.2—切换到RoughPocketParameters页面，修改Totaltolerance=0.1、MaxStepDown=2、Stepover=75、复选Promptforentrypoint和Rough(zigzag)—按Cutdepths按钮、选择Absolute、修改Minimum作者