计算机辅助设计与制造上机实验报告

1、计算机辅助设计与制造上机实验报告学 生： 学 号： 课程教师： 专业班级： 机械工程学院一、 实践目的1. 熟悉三维建模；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与方法；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型零件的全过程。二、 实践内容1. 课堂理论讲授；2. 零件的三维cad建模；3. cam软件应用与快速原型制造数据准备及控制软件的应用；4. 数控加工与快速原型制造零件的上机实践。三、 实践步骤（一）零件的三维实体建模造型（mdt软件应用）选择的零件为四耳座

2、，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。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。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，然后均布为四个耳座；1、实体建模的步骤1） 首先建立基本三维工作平面 步骤如下：a. 菜单：零件 定为特征 基本三位平面，执行上述命令后得如图所示的图形。2） 建立世界坐标系xy,通过西南等轴侧显示三维草图平面步骤如下：a.菜单：零件 创建新的草绘图形3） 在零件目录下设定新草图平面，这里选用xy平面4）切换至xy草绘平面，打开autocad绘图功能条草绘一

3、个圆；5）在零件目录里定义截面轮廓，选中所画的圆；直径400mm 6）对选中的截面轮廓进行拉伸形成圆柱如下图：h=100mm7）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：直径370mm8）对生成的截面轮廓进行切削，切削深度适当 h=50mm9）以小圆柱为草绘平面草绘同心圆，并生成截面轮廓10）选择切削加工的方式拉伸出圆柱面如下图：r=75mm h=50mm11）以圆柱中间表面为草绘平面绘同心圆，并建立截面轮廓如下：12）选择切削加工的方式拉伸出圆柱面，拉伸到一定深度如下图：r=60mm h=50mm实体形状如下：13）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=

4、30mm h=100mm如下图：打孔后的零件实体模型：14）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（添加线在圆柱体内的适当距离），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=270mm r=60mm h=40mm15）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：16）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，与13）步同理，打孔至圆柱底面。如下图：l=270 r=40 h=2017）与14）同理，阵列出四个外耳孔。如下图：r=

5、12.5实体模型如下图：18）对整个成型体进行倒圆角，倒角。如下图：19）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：.cad模型文件输出：mdt6.0环境下“文件” “ 输出”“iges”定义文件名保存。（二） 零件cam及数控加工过程（mastercam软件的应用）1.实践环境1)、系统硬件：高档微机1台或工作站1台等；2）、系统软件：windows 98或windows 2000或windows nt或unix等；3）、设计软件：mastercam或mdt或ug-或catia或i-deas或pro/engineer等；4）、网络环境：internet、局域

6、网和现场总线网；5）、加工设备：-t10a钻削中心、tv5立式加工中心；6）、毛坯材料及尺寸：木材、长宽高（对应x、y、z方向）=120mm80mm40mm；以毛坯顶面中心点作为工件坐标系零点，高度方向最大切削深度不得超过30mm；7）、刀具：10mm端铣刀（型号为g120 221），r3mm球头铣刀（型号为q120 211）。铣削用量建议：入刀速度为f100，正常走刀速度为f1000，10mm端铣刀的转速为1000rpm, r3mm球头铣刀转速为2000 rpm，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。2.设计时的注意事项：1).本次实践ca

7、d采用mdt6.0；2).毛坯尺寸为120mm80mm40mm；3).工件顶面的重心远点为（x0,y0,z0）;4).工件的高度小于30mm；5).工件尺寸不应超出毛坯尺寸；6).数控加工时提供10端铣刀和r3球头铣刀；7).加工孔或槽应该大于10mm；8).曲率半径大于3mm；3.cam软件的使用步骤1）、cad模型文件输出：mdt6.0环境下“文件”“输出”“iges”定义文件名保存。2)、用mill9程序打开iges文件：启动mill9mainmenufileconvertersigesreadfile选择iges文件打开进入iges read parameters设置界面，确认file

8、 is in metric unitsok按工具栏按钮screen-fit按工具栏蓝色球按钮（screen-surf disp-shading）出现shading settings页面，选择shading actiok。删除多余的非surface构图元素：mainmenu主菜单deleteallcolor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。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-to

9、p或gview-front或gview-side，选择旋转模型的视图平面mainmenuxformrotateallsurfacesdoneorigin出现rotate提示页面，输入旋转角度选中operation的move，确认number of steps为1ok。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mainmenuxformtranslateallsurfacesdonepolar输入移动距离输入移动方向的角度出现translate提示页面，选中operati

10、on的move，确认number of steps为1ok。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。比例缩放模型步骤如下：mainmenuxformscaleallsurfacesdoneorigin出现scale提示页面，选中operation的move，选中scaling的xyz，确认number of steps为1，输入x、y、z三个方向的缩放比例ok。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。5)、画粗加工边界用鼠标

11、点击工具栏上的cplane-top和gview-top按钮mainmenucreaterectangle1points输入矩形框尺寸为120mm90mmokoriginmainmenu点击工具栏上的cplane-3d和gview-isometric。6)、设定毛坯mainmenutoolpathsjob setup输入毛坯长x=110、宽y=80、高z=40输入毛坯参考点坐标stock origin，若设计的的工件顶面中心点为x0y0xz0，则可设stock origin为x0y0z2。7)、产生粗加工刀轨，步骤如下：mainmenu用鼠标点击工具栏上的cplane-toptoolpathss

12、urfaceroughpocket(挖槽加工方法)allsurfacesdone,出现粗加工参数界面在tool parameters页面中的大空白区点击鼠标右键create new tool在tool type页面中选刀具类型为end mill（立铣刀）在toolflat end mill页面中修改diameter=10.0、flute=22.0、shoulder=22.0和overall=40.0点击ok按钮，返回tool parameters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、feed rate=1500、plunge=150

13、、retract=5000、program#（程序号）=1、spindle=1500、coolant=off切换到surface parameters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stock to leave=0.2切换到rough pocket parameters页面，修改total tolerance=0.1、max stepdown=2、stepover=75、复选prompt for entry p

14、oint和rough(zigzag)按cut depths按钮、选择absolute、修改minimum depth（毛坯加工最高点坐标）和maxmum depth（工件加工最低点坐标）点击ok按钮按gap settings按钮,复选optimize cut order点击ok按钮确定选择第5步画的画粗加工边界done选入刀点endpoint（通常为粗加工边界右侧靠近人的一角）。8)、精加工1mainmenu用鼠标点击工具栏上的cplane-toptool pathssurfacefinishparallelallsurfacesdone进入精加工参数界面在tool parameters页面中

15、的大空白区点击鼠标右键create new tool在tool type页面中选刀具类型为spher mill（球头铣刀）在toolspherical end mill页面中修改diameter=6.0、flute=13.0、shoulder=13.0和overall=40.0点击ok按钮，返回tool parameters页面修改tool#（刀具号）=16、dia.(刀具半径补偿号)=16、len.(刀长补偿号)=16、feed rate=2000、plunge=150、retract=5000、program#（程序号）=2、spindle=2000、coolant=off切换到surfa

16、ce parameters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stock toleave=0切换到finish parallel parameter页面，修改step over值=0.3、machine angle=45确定。9) 、精加工2mainmenutoolpathsoperations,出现operations manager界面，鼠标光标指向第二步surface finish parallel，右击鼠标

17、copy在加工步骤下面空白区右击鼠标paste点击刚复制的精加工步骤3中的parameters切换到finish parallel parameter页面，修改machine angle=135确定regen path。10)、仿真mainmenutoolpathsoperations,出现operations manager界面，点击select all按钮，点击verify按钮出现仿真界面按仿真界面的播放键开始仿真，仿真完成后关闭仿真界面，回到operations manager界面。如果仿真不正确，重新修改参数，重新仿真（要求仿真结果不允许出现过切、欠切、飞刀等异常现象）。11)、生成n

18、c程序在operations manager界面中点击粗加工工步，出现“”标记按post按钮，选save nc fileok出现提示回答“否”保存nc文件。nc代码liurui2-1%o0001(program name - liurui2-1)(date=dd-mm-yy - 30-05-12 time=hh:mm - 21:50)n100g21n102g0g17g40g49g80g90(tool - 15 dia. off. - 15 len. - 15 dia. - 10.)n104t15m6n106g0g90x60.y-45.a0.s1500m3n108g43h15z20.n110z5

19、.n112g1z2.f150.n114x-59.y-44.f1500.n116x59.n118y-36.667n120x-59.n122y-29.333n124x59.n126y-22.n128x-59.n130y-14.667n132x59.n134y-7.333n136x-59.n138y0.n7202x1.351y-.634r1.463n7204x.294y1.513r1.473n7206g0z5.n7208z20.n7210x.057y-.396n7212z5.n7214g1z-25.f150.n7216x.076f1500.n7218g3x.471y-.159r.463n7220x.

20、134y.526r.473n7222x.076y.531r.463n7224g1x.057n7226x.294y1.513n7228g3x-.161y-1.378r1.463n7230x1.351y-.634r1.463n7232x.294y1.513r1.473n7234g0z5.n7236z20.n7238m5n7240g91g28z0.n7242g28x0.y0.a0.n7244m30%复选两个精加工工步，按post按钮，选save nc fileok出现提示回答“否”保存nc文件。liurui2-2%o0002(program name - liurui2-2)(date=dd-mm-yy - 30-05-12 time=hh:mm - 21:50)n100g21n