CAD实践课试验报告书铣削零件-武汉理工大学

1、学生学号实验课成绩学生实验报告书实验课程名称CADCAM及数控技术综合实验开课学院机电工程学院指导教师姓名学生姓名学生专业班级学年第学期实验课程名称：CADCAM及数控技术综合实验实验项目名称CADCAM及数控技术综合实验实验成绩实验者专业班级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

2、)、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、数控铳床、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 .数控车、数控铳、加工中心、线切割机和快速成型机的加工特点？它们各自适合加工的零件类型？答：数控车，铳床：生产效率高，可以加工形状复杂，精度要求高的零件，还有一

3、些普通机床不能或不便加工的零件，装夹定位后能加工多道工序，工序集中，加工质量稳定，减轻工作者的劳动强度。加工中心：传递精度高，速度快；主轴功率大，调速范围宽，并可无级调速；低速进给时不怕行，运动灵敏度高；设置有刀库和换刀机构；控制系统功能较全。其加工的主要对象有箱体类零件、复杂曲面、异形件、盘套板类零件和特殊加工等五类。线切割机：工作平稳，加工精度高，不适合加工厚度比较大的零件。具加工的主要对象有各种难加工材料、复杂表面和有特殊要求的零件、刀具和模具，如冷冲模的凹凸模、塑料型模等。快速成型机：可以制造任何复杂的三维几何实体；快速性、高度柔性。具加工的主要零件有冲模、粉末冶金模、挤压模、型孔零件

4、、小孔等。2 .主流 CACK 计软件？特点？答:solidworks:SM 习容易，不需要话太多时间久可以学会，操作很人性化，一般生产设计应用能够解决，功能模块多，金属和塑料行业，做钺金很方便，模具行业也有用它，可以做有限元分析，和简单模流分析，价格不算太高，相比下可以接受。AutoCAD:AutoCAD 的二维绘图功能十分强大，主要用于绘制工程图，精确度较高，但在三维绘图方面由于操作太过繁琐而鲜有人问津。UG 功能比较强大，UGR 大的特点就是曲面功能很女?用，还有就是模具设计，NC 模拟加工也就是 CAM 艮好用，很多模具加工都是结合 UG 电脑编程，直接导入数控机床，自动加工。3 .数

5、控加工工艺设计的主要内容？答：选择适合在数控上加工的零件，确定工序内容。分析加工零件的图纸，明确加工内容及技术要求，确定加工方案，制定数控加工路线，如工序的划分、加工顺序的安排、非数控加工工序的衔接等。设计数控加工工序，如工序的划分、刀具的选择、夹具的定位与安装、切削用量的确定、走刀路线的确定等等。调整数控加工工序的程序。如对刀点、换刀点的选择、刀具的补偿。分配数控加工中的容差。处理数控机床上部分工艺指令。4 .确定走刀路线和工步顺序的要点？答：寻求最短加工路线最终轮廓一次走刀完成选择切入切出方向选择使工件在加工后变形小的路线5 .切削用量选择的要点？答：切削深度 ap 的选择切削深度应根据工

6、件的加工余量来确定。粗加工时，除留下精加工余量外，一次走刀应尽可能切除全部余量。当加工余量过大，工艺系统刚度较低，机床功率不足，刀具强度不够或断续切削的冲击振动较大时，可分多次走刀。切削表面层有硬皮的铸锻件时，应尽量使 ap 大于硬皮层的厚度，以保护刀尖。半精加工和精加工的加工余量一般较小时，可一次切除，但有时为了保证工件的加工精度和表面质量，也可采用二次走刀。多次走刀时，应尽量将第一次走刀的切削深度取大些，一般为总加工余量的2/3-3/4。在中等功率的机床上、粗加工时的切削深度可达 810mm 半径加工（表面粗糙度为Ra6.33.2 小同时，切削深度取为 0.52mm 精加工（表面粗糙度为

7、Ra1.60.8pm）时，切削深度取为 0.10.4mm进给量 f 的选择切削深度选定后，接着就应尽可能选用较大的进给量 fo 粗加工时，由于作用在工艺系统上的切削力较大， 进给量的选取受到下列因素限制； 机床一刀具一工件系统的刚度，机床进给机构的强度，机床有效功率与转矩，以及断续切削时刀片的强度。半精加工和精加工时，最大进给量主要受工件加工表面粗糙度的限制。工厂中，进给量一般多根据经验按一定表格选取（详见车、钻、铳等各章有关表格），在有条件的情况下，可通过对切削数据库进行检索和优化。切削速度 uc 的选择在 ap 和 f 选定以后，可在保证刀具合理耐用度的条件下，用计算的方法或用查表法确定切

8、削速度 uc 的值。在具体确定 uc 值时，一般应遵循下述原则：1）粗车时，切削深度和进给量均较大，故选择较低的切削速度；精车时，则选择较高的切削速度。2）工件材料的加工性较差时，应选较低的切削速度。故加工灰铸铁的切削速度应较加工中碳钢低，而加工铝合金和铜合金的切削速度则较加工钢高得多。3）刀具材料的切削性能越好时，切削速度也可选得越高。因此，硬质合金刀具的切削速度可选得比高速钢高度好几倍，而涂层硬质合金、陶瓷、金刚石个立方氧化硼刀具的切削速度又可选得比硬质合金刀具高许多。6 .CAD 模型如何导入 CAMK 件（如 Mastercam 软件）中？格式？答：将 CAD 模型另存为.igs 或.

9、x-t 或.step 格式在 MasterCAM 中单击打开，找到 CAD 文件坐在文件夹，选择所有格式，然后找到另存后的文件，双击打开即可。7 .Mastercam 中如何设置工件大小？如何修改工件形状（棒料、块料）？答：打开 CAD 模型后，单击“车床类型”“车叫”“默认”,命令。在“操作管理”中单击属性节点前的“十”，将该节点展开，然后单击“素材设置”节点，系统弹出“机械群组属性”对话框。单击“素材”区域的属性按钮弹出“机床组件属性-材料”选项卡，单击“图形”下拉列表来选择不同的工件形状，更改尺寸来设置工件的形状。8 .MAstercam 后处理怎么设置？答： 后置处理文件简称后处理文件

10、， 是一种可以由用户以回答问题的形式自行修改的文件，其扩展名为.PST。安装 MASTERCAM 时系统会自动安装默认的后处理为 MPFAN.PST.在应用Mastercam 软件的自动编程功能之前，必须先对这个文件进行编辑，才能在执行后处理程序时产生符合某种控制器需要和使用者习惯的 NC程序，如果没有全部更正，则可能造成事故.例如，某机床的控制系统采用 G54 工件坐标系定位，G90 绝对坐标编程，要求生成的 NC 程序前面必须有 G54G90 设置，如果后处理文件的设置为 G55G91,则每次生成的程序中含有 G55G91,却不一定有 G54G90,如果在加工时没有进行手工改正，则势必造成

11、加工错误.本文介绍了Mastercam 后处理文件的内容以及修改和设置的方法， 供有关人员参考.也就是说后处理程序可以将一种控制器的 NC 程序，定义成该控制器所使用的格式.以 FANUC 系列的后处理系统为例，它可以定义成惯用于 FANUC3M 控制器所使用的格式，也可以定义成 FANUC6M 控制器所使用的格式，但不能用来定义其它系列的控制器.不同系列的后处理文件，在内容上略有不同，但其格式及主体部分是相似的。9 .主流数控仿真软件？特点？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)个人零件加工一.铳削零件(1)零件图12V(47/5),图

12、1由图可知，这是一个铳削件，只要在工件上铳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。(2)Soildworks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铳削零件草图，如图2所示。然后通过拉伸得到零件主体实体，如图3所示。建好模型之后，另存为.X-t或者.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。，川学微BQ7fL函1国为,翻国图2Soildworks 建模草图画此草图需要注意的时左边半径为3的切线弧时选定这段弧后，点击右键选择【添加几何关系】在左边属

13、性设置框内选择【相切】，点击确定。再利用【智能尺寸】将半径设定为3即可。退出草图状态，选定前视基准面，然后单击【拉伸凸台/基体】选择给定深度，设置数值为15mm点击确定得到实47.51巳草却凸台-拉伸体如图4所示。，蜀国阴胡端,/3警心吏如底回ZW，城|行延图4建模完成图(3)MasterCAM仿真实验条件：MasterCAM软件。实验过程：使用MasterCAM软件，将建好的三维模型导入，进行加工仿真。过程：打开MasterCAM-导入CAD模型-选定模型边界-选择机床类型置材料大小-设置西平面参数-设置外形铳削参数-设置内孔铳削参数-加工仿真-导出NC文件和程序以下为部分过程设置参数添加“

14、机床类型”一“铳削”。然后“材料设置”一“边界盒”一“确定”页面如图 5 所示。lift1(4neI小事牛 2(Defsult_Pl（铳削）-设刀具路径模拟“串联选项”一选择串联对象一“确定”添加“工具路径”一“平面铳”一“ZocL1哪N.哪“切削参数”，“共同参数”。如图6所示。参数”，逐个设置“刀具路径类型”，“刀具”TI珞学到刀柄t 嘴度就深度切削原点/蔓者点幽过虑/公差平直XS),却潼 也人希公船顶数百蛔控制7111 属性-MillDefaultMMMillDefaultMMi1 匕文件ii-&71 具设置 i毛西殳进 a-tt 刀路群组 t,的 1-平面面削-*cs：俯视图-

15、刀具平面.俯视 Eii-%4466-M54466-M50000 平宜与 1- -6 6FLATEHDMILLEHDMILLi-几何图形-工件设置毛坯边界!冬工 I 路-15.3iK-零件 2 工削-程序号 0图6添加“刀具路径”一“标准挖槽”一“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”一“钻孔”一“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”。ITJft刀 具 营 径转 角 丰 径进 给 军 主林 罟 宏 冷却 袤 刀 具丘 度 万 长偏置溟度 3)-5-51 1。细若昱标噌堡里标只震

16、偿耀和籍利寸才度电乂工商履多考匐 1 以)S1绝的里标一坦旦标,斛下力位羞任J10丽赢。赠鱼里标毛应藐面。工_|Q卷标端里坐标帝-才丛行.事智宜必标i i，止 RrfRrf- -MillDttoulMillDttoulnnnnF1-3SF1-3S 工 I I 照群俎-】1-平面性月-理时情概期-1 1 刀且平面；琳|匚去加:-0:-044r.B44r.B- -H3,0OH3,0O 半底工 I II I- -B.FL*TB.FL*TEKDUILLEKDUILL1J几可亚-I IL L- - JJKJJK- -THTH* *5WeOL5WeOL)C)C- -D D: :- - 2 2但 E【侬 I

17、ttItt 咽 1 1- -LHMLHM 平面 G GI Iy 触数机都量 OJOJ 平底三|1 1- -& &FLATLHimiLFLATLHimiLI I 卜 fjnfjn润潜-越一曰口号-L=1&1L=1&11 1-李箪 rn-程序号 q q:酷 3 3-挖糟浜港 I I- -忙 S S：循？咽 I I- -力声 F F 面:!卜屯域：& &fft5-ff”选择所有操作”，得到刀具的轨迹路径，如图 7 所示7JMW7JMW 件吼 s本7JS7JS 工件弄下工杵不开产生从联人中崇恐俏字上 3 3停止案仲.-隆！号与莪.4 4 封料切削后也口刀

18、茂超 1 1 韦汪S 刀具口栩蜡毛坯1-I 工件 s 朝可见性隹距*t*t 认停止亲他用三田件图 7单击龄“验证已选择的操作”，选择最大速度，单击_L“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。iaia tercamtercam怦丁,午“G碰健与第南好芝比.播成刀民策法匚篇第回有还M刀具一初始毛城口工件回夹具可见在MrFF刀且工件,Q环 H 忤-喑哈？乾力主竟疑 SESElim工件 w wc c力 B&B&要交抵近d，科”切削-捡坟二7J&毛运臣为身林姬毛母I I- -1 1 工件|川里品可圮性导出程序单击 GA”后处理已选择的操作”导

19、出本次加工零件的数控程序。结果如图%_x000D_O0000N100G21_x000D_N110G0G17G40G49G80G90_x000D_N120T466M6_x000D_N130G0G90G54X-59.843Y44.998A0,S1591M3_x000D_N140G43H466Z45._x000D_N150Z30._x000D_N160G1Z16.F79.5_x000D_N170X60.357F159.1_x000D_N180Y40.712_x000D_N190X-56.843N3920G0Z45._x000D_N3930X.5Y0._x000D_N3940Z30._x000D_N3

20、950G1Z1.F79.5_x000D_N3960G3X0.Y.5I-.5J0.F159.1_x000D_N3970X-.5Y0.I0.J-.5_x000D_N3980X0.Y-.5I.5J0._x000D_N3990X.5Y0.I0.J.5_x000D_N4000G0Z26._x000D_N4010Z30._x000D_N4020X3._x000D_N4030G1Z1.F79.5_x000D_N4040G3X0.Y3.I-3.J0.F159.1_x000D_N4050X-3.Y0.I0.J-3._x000D_N4060X0.Y-3.I3.J0._x000D_N4070X3.Y0.I0.J3.

21、_x000D_N4080G0Z45._x000D_N4090M5_x000D_N4100G91G28Z0._x000D_N4110G28X0.Y0.A0._x000D_N4120M30_x000D_%二、车削零件(1)零件图x图9(2)工件材料的选择45 钢(直径 30 的棒料毛坯)。(3)确定零件的定位基准和装夹方式采用一次装夹完成重要表面的所有加工工序，采用中心轴作为定位基准。圆柱体帮条外形规整，采用三爪卡盘。(4)制定工艺路线粗车16 外圆、22 外圆及两个倒角;40启A7670中3X0,516 外圆、22 外圆及两个倒角;切中 16 处退刀槽及22 处槽；切断。(5)选择刀具根据要求选

22、择外圆车刀、切槽刀各两把。(6)切削用量背吃刀量粗车循环时，希望提高加工效率=3mm 精车时为了保证精度，背吃刀量=0.2mm主轴转速车圆柱面和圆弧面工件材料为 45 钢，粗车的切肖 U 速度取二 60m/min,精车时切削速度取=100m/min。根据式 n=可初步算出粗车时主轴转速约为 n=400r/min,精车时主轴转速约为n=600r/min。进给量粗车时进给量 f=0.2mm/r；精车时进给量 f=0.1mm/r。(7)Solidworks实体建模首先建立轴承轮廓草图，可以先画出该轴承的一半。再利用【旋转】指令建立三维模型，图形示例如下-A-A廿餐:.eMfvi.eMfvi 0 00

23、tC0tC 勿试。8 8n nH HUjUj $ $C C A A7 7I I。9 口, ,q qd d ，+ +也 lywXXlywXXUIUIT TZDHTCiJBZDHTCiJB卜SKU3SKU3卜S7AiMieS7I|I|MXMX夕-22P.W.-22P.W.t t.4M.a)5.on.4M.a)5.on.忍7Mlm,7Mlm,做1mg*1mg*133EXWM,Z133EXWM,Z A A。”输入程序导入已经编制好的程序，光标移到第一行自动生成刀具轨迹。加工零件一Reset.ViewReset.ViewParallelParallelViewView-rittHachineHodel-

24、rittHachineHodelHO3S400直径莹米分进愀憎憎 1(1( 5 5 人工 100100=rxioo=rxioo 心运行程序索nui1机床指令坐I.(W0M.(W0MT0101T0101X35X35S40HS40H痴，华中数捏加工方式;自运行正常1933:241933:24当苒加工行|Laz心.1申HKifchHKifchr r工I、世0M !：X002X002i工件坐标零GB0GB0M0M0辅助机能* *1 1Lynx220GLynx220GTTSKTZ1LKSKTZ1LKTtLynxZ20LM*CE5ITUR3ODliTliTSKT15SKT15wERGOIIATTND400

25、* *(Joodway(JoodwayGAGA2000L2000LGOOGOOX30X30zoG01G01X-LZOZOjjjj 一一GOOGOOZ3X30GODGODX20X20Z1Z1GOLGOLX2DX2DZ-34.8Z-34.8F80F80GOOGOOX20X20Z1GOOGOOXI7XI7Z1GOLX17Z-34.8F60F60GOOGOOX23Z-34.8Jah(9)车削轴承程序%O0001G00T0101X35Z30M03S400G00X30Z0G01X-1Z0G00Z3X30G00X20Z1G01X20Z-34.8F80G00X20Z1G00X17Z1G01X17Z-34.8F

26、80G00X23Z-34.8G01X23Z-80F80X35G00X35Z30T0100M06T0202M03S1100G00X14Z1G01X14Z0G01X16Z-1F60G01X16Z-35F60G01X20Z-35F60G01X22Z-36F60G01X22Z-80F60X35G00X35Z30M06T0303M03S600G00X23Z-72.5G01X21Z-72.5F40G04P2G01X35G00X23Z-46.5G01X16.5Z-46.5F40X35G00X35Z30M06T0404G00X23Z-47G01X16Z-47F40G04P2G01X35G00X23Z-35G01X15Z