CADCAM及数控加工专业技术综合实践.docx

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CADCAM及数控加工专业技术综合实践

学生学号

012100493XXXX

实验课成绩

学生实验报告书

实验课程名称

CAD/CAM及数控加工技术综合实验

开课学院

机电工程学院

专业班级

机自1004

学生姓名

XXX

指导老师

XXX

2013

--

2014

学年

第

一

学期

实验项目名称

CAD/CAM及数控加工技术综合实验

实验成绩

实验者

XXX

专业班级

机自1004

组别

同组者

实验日期

年月日

一部分：

实验预习报告（包括实验目的、意义，实验基本原理与方法，主要仪器设备及耗材，实验方案与技术路线等）

1实验目的与意义

通过实验，使学生在掌握机械CAD/CAM技术、数控技术、计算机仿真、现代设计技术、机械制造技术基础、机械制造装备设计、精密加工和特种加工等课程的理论基础上，初步掌握Solidworks（Pro/E，UG等）、MasterCAM等软件的使用，掌握产品设计、产品分析、工艺设计、数控加工仿真、产品数据管理、实际数控加工、产品快速成形加工方法的产品整个开发过程，培养学生专业技能，培养综合与创新能。

2实验设备

该设计综合实验可能涉及到的设备包括以下软硬件：

三坐标测量机、 三维扫描仪、 数控车床 、数控铣床、 数控线切割机、 加工中心、CAD/CAM软件系统：

SolidWorks、MasterCAM软件、快速成型机 、实验中心相关数控系统 。

3预习思考题

（1）Mastercam中如何设置工件的大小？

答：

打开“属性”树状图，选择“材料设置”，在“形状”选项栏中选“立方体”或“圆柱体”等，并可以设置工件的各个尺寸大小。

（2）快速成型机的工作原理包括那几种？

答：

比较成熟的有SLA、SLS、LOM和FDM等方法。

但其基本原理都是一样的，那就是“分层制造，逐层叠加”。

（3）Mastercam中仿真时如何修改工件形状（棒料还是块料）？

答：

在“属性”树状图中选择“材料设置”，就可以在“形状”选项栏修改选择不同工件形状。

第二部分：

实验过程记录（可加页）（包括实验原始数据记录，实验现象记录，实验过程发现的问题等）

4个人零件加工

4.1零件选取

本次设计仿真的零件如图1所示，

图1个人零件图

由图可知，这是一个铣削件，只要在工件上铣出两个对称的深度为10的形体即可。

我们可以使用用Soildworks对该零件进行三维建模。

4.2Soildworks建模

为了能直观的观察零件，我们建立它的三维模型。

打开Soildworks，在前视基准面上先草绘长方形，通过拉伸得到零件主体长方体。

然后在其中一个表面绘制铣削槽的草图，如图2所示。

通过切除去掉铣削部分，最后得到零件的模型，如图3所示。

建好模型之后，另存为.IGES文件（此处需选为线架图3D线），以方便导入MasterCAM中进行仿真加工。

图2Soildworks建模草图

图3Soildworks完成图

4.3MasterCAM仿真

（1）坐标调零

点击“文件”打开之前保存的.IGES文件，进入MASTERCAM主页面。

“转换”—“移动到原点”—选取零件中心作为原点—“确定”。

得到的结果图如图4所示。

图4

（2）设置参数

添加“机床类型”—“铣削”。

然后“材料设置”—“边界盒”—“确定”

页面如图5所示。

图5

“串联选项”—选择串联对象—“确定”

添加“工具路径”—“平面铣”—“参数”，逐个设置“刀具路径类型”，“刀具”，“切削参数”，“共同参数”。

如图6所示。

图6

添加“刀具路径”—“标准挖槽”—“参数”，同样逐个设置“刀具路径类型”，“刀具”，“切削参数”，“共同参数”，最后“确定”。

添加“刀具路径”—“钻孔”—“参数”，同样逐个设置“刀具路径类型”，“刀具”，“切削参数”，“共同参数”，最后“确定”。

（3）仿真

单击

“选择所有操作”，得到刀具的轨迹路径，如图7所示。

图7

单击

“验证已选择的操作”，选择最大速度，单击

“机床”选项，开始仿真加工。

仿真结束后即可得到符合要求的零件。

如图8所示。

图8

（4）导出程序

单击

“后处理已选择的操作”导出本次加工零件的数控程序。

结果如图。

%

O0000

（DATE=DD-MM-YY-14-01-14TIME=HH:

MM-20:

43）

（MCXFILE-C:

\USERS\FISH\DESKTOP\CAD\作业2\13.MCX-5）

（NCFILE-C:

\USERS\FISH\DESKTOP\CAD\作业2\13.NC）

（MATERIAL-ALUMINUMMM-2024）

（T214|5.FLATENDMILL|H214）

N100G21

N102G0G17G40G49G80G90

N104T214M6

N106G0G90G54X98.11Y2.552A0.S1909M3

N108G43H214Z42.

N110Z27.

N112G1Z15.F95.5

N114X2.405F190.9

N116Y6.142

N118X98.11

N120Y9.733

N122X2.405

N124Y13.324

N126X98.11

N128Y16.914

N130X2.405

N132Y20.505

N134X98.11

N136Y24.096

N138X2.405

N140Y27.686

N142X98.11

N144Y31.277

N146X2.405

N148Y34.868

N150X98.11

N152Y38.458

N154X2.405

N156Y42.049

N158X98.11

N160Y45.64

N162X2.405

N164Y49.23

N166X98.11

N168Y52.821

N170X2.405

N172Y56.412

N174X98.11

N176Y60.002

N178X2.405

N180Y63.593

N182X98.11

N184Y67.184

N186X2.405

N188Y70.774

N190X98.11

……

N1924G1Z5.F95.5

N1926X70.303Y27.374F190.9

N1928G3X68.839Y23.839I3.536J-3.535

N1930X70.303Y20.303I5.J0.

N1932G2X72.5Y15.I-5.303J-5.303

N1934G3X75.Y12.5I2.5J0.

N1936G1X80.

N1938G3X92.5Y25.I0.J12.5

N1940G1Y55.

N1942G3X80.Y67.5I-12.5J0.

N1944G1X75.

N1946G3X72.5Y65.I0.J-2.5

N1948G2X65.Y57.5I-7.5J0.

N1950G3X62.5Y55.I0.J-2.5

N1952G1Y25.

N1954G3X65.Y22.5I2.5J0.

N1956G2X70.303Y20.303I0.J-7.5

N1958G3X73.839Y18.838I3.536J3.536

N1960X77.374Y20.303I0.J5.001

N1962G1X80.91Y23.839

N1964G0Z40.

N1966M5

N1968G91G28Z0.

N1970G28X0.Y0.A0.

N1972M30

%

5小组零件加工

5.1零件的选择

我们小组所选的零件图如图9所示。

图9小组零件图

从零件图可知，这是一个铣削件。

同样用Soildworks三维建模。

5.2Soildworks建模

打开Soildworks进入主页面，对每一个特征先绘制草图再进行相应的拉伸或切除。

部分草图和整体模型分别如图10和图11所示。

图10

图11三维建模图

5.3MasterCAM仿真

（1）零件分析

零件的外形尺寸为90×90×15（mm）零件的环状面和两个凸台的上表面都要求达到Ra3.2的粗糙度，所以需要精铣。

采用数控铣床一次装夹完成加工。

按照先粗后精、先面后孔的原则，制定加工工序。

采用φ6的平底刀铣削加工工件的四个孔，由于工件表面积较小，采用平底铣刀直接加工相比换刀采用端面铣刀加工上表面效率更高。

故该零件数控加工工序均采用φ6的平底刀加工。

（2）仿真加工

按照前面拟定的加工工艺设置每个工步的相关参数。

每个工步都共有的参数有刀具参数、主轴转速、进给量、下刀速率、共同参数、Z向分层铣削、XY分层铣削参数等。

铣外形时还要注意设置刀补方向，铣平面时注意设置双向或者单向铣削，挖槽时注意设置挖槽方式和挖槽走刀路线。

参数设置过程与个人零件加工相同，只是数据有些变动，部分参数如图12和图13所示。

图12

图13

由MasterCAM生成每一工步的刀具轨迹路径，可以根据形成的轨迹更直观地观察加工过程。

从而便于修改。

刀具轨迹总图如图14所示。

由MasterCAM生成每一工步加工动画，加工完成后的零件图如图15所示。

、

（3）导出程序：

%

O0002

（DATE=DD-MM-YY-09-01-14TIME=HH:

MM-17:

05）

（MCXFILE-C:

\USERS\ADMINISTRATOR\DESKTOP\实验课设\新文件\小组的\小组的.MCX-6）

（NCFILE-C:

\USERS\ADMINISTRATOR\DESKTOP\实验课设\新文件\小组的\小组的.NC）

（MATERIAL-ALUMINUMMM-2024）

（T1||H1）

N100G21

N102G0G17G40G49G80G90

N104T1M6

N106G0G90G54X6.Y69.A0.S1500M3

N108G43H1Z25.

N110Z10.

N112G1Z-1.417F400.

N114Y63.

N116G2X0.Y57.I-6.J0.

N118G1X-45.

N120G3X-57.Y45.I0.J-12.

N122G1Y-45.

N124G3X-45.Y-57.I12.J0.

N126G1X45.

N128G3X57.Y-45.I0.J12.

N130G1Y45.

N132G3X45.Y57.I-12.J0.

N134G1X0.

N136G2X-6.Y63.I0.J6.

N138G1Y69.

N140X6.Y64.5

N142Y58.5

……

N4980X13.879Y5.879I-8.314J0.

N4982G1X5.879Y13.879

N4984G3X0.Y16.314I-5.879J-5.879

N4986X-5.879Y13.879I0.J-8.314

N4988G1X-9.879Y9.879

N4990G3X-11.637Y5.636I4.243J-4.243

N4992X-9.879Y1.393I6.001J0.

N4994G1X-5.636Y-2.849

N4996G0Z25.

N4998X-35.Y35.

N5000G99G81Z-17.25R25.F50.

N5002X35.

N5004Y-35.

N5006X-35.

N5008G80

N5010M5

N5012G91G28Z0.

N5014G28X0.Y0.A0.

N5016M30

%

5.4数控系统仿真加工（SSCNC）

为保证MasterCAM生成的程序正确可用，先将其在SSCNC数控系统中进行仿真。

该仿真软件是模拟数控机床加工全过程的软件，首先选择ANUC0iM系统中进行数控模拟加工。

在仿真加工之前需要完成刀具设置、工件坯料设置和工件装夹方式设置。

这里要注意这里的刀具库和MasterCAM中刀具号一致。

然后采用试切法找到并设定工件坐标原点。

最后导入MasterCAM生成的程序，在“Auto”环境下点击“循环启动”即可进行仿真加工。

仿真加工过程和加工完的零件分别如图16、17所示：

5.5加工实物图

（我们拿到的毛胚是已经加工过的废品而且尺寸不合要求，所以表面会有残缺。

为了防止撞刀在学长的指导下将原点坐标进行了上移，故加工深度变浅，四脚的通孔没有钻通。

）

第三部分结果与讨论（可加页）

6心得体会

在这次试验中，我不仅巩固了很多以前掌握的东西，而且学到了很多新的知识。

不仅加强了CAD三维绘图的能力，还学会了MasterCAM的具体运用，还有他们两者之间的结合。

数控加工和传统的机械加工不同，在运用的过程中会出现很多的问题，只有慢慢的设置坐标，慢慢的调节参数，细心的分析零件的加工先后顺序才能准确的把工件仿真加工出来。

这不仅需要认真的态度，更需要坚定的毅力。

在试验中，团队合作的重要性也不容小觑。

我们碰到了很多困难，通过同学之间的相互讨论、互帮互助，问题才最终得以解决，这也让我们加强了团队协作能力的锻炼，为我们以后的工作积累了宝贵的经验。

虽然最后加工出来的零件没有预想的那么完美，但也是我们集体劳动的结果。

这其中凝结了我们的辛劳与努力。

我们为自己的作品感到欣慰。

7参考文献

[1]卢红，王三五，黄继雄.2010.6.数控技术.北京 :

机械工业出版社,2010.6.

[2]张超英，谢福春.2003.数控编程技术.北京 :

化学工业出版社,2003.

[3]张福润严晓光熊良山.2006年1月.机械制造技术基础.武汉 :

华中科技大学出版社,2006年1月.