多坐标数控机床加工实验报告

专业实验报告实验名称多坐标数控机床加工实验实验时间2023年12月25日1实验目的〔1〕了解CAD/CAM及数控加工的根本原理及方法；〔2〕熟悉网络化设计与制造的根本原理及方法；〔3〕掌握零件从CAD、CAM到数控加工的完整过程。2实验内容等CAD软件，实现一个复杂零件从计算机辅助设计到数控加工的完整过程，并完成实验报告。3实验环境系统硬件：高档微机1台或工作站1台等；系统软件：Windows98或Windows2000或WindowsNT或UNIX等；设计软件：Mastercam或MDT或UG-Ⅱ或CATIA或I-DEAS或Pro/Engineer等；网络环境：Internet、局域网和现场总线网；加工设备：α-T10A钻削中心、TV5立式加工中心；毛坯材料及尺寸：木材、长×宽×高〔对应X、Y、Z方向〕=110mm×80mm×40mm；工件高度为25mm，曲率半径尺寸为3mm，孔和槽的尺寸都大于10mm；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；刀具：φ10mm端铣刀〔型号为G120221〕，R3mm球头铣刀〔型号为Q120211〕。4实验步骤〔1〕首先运用NX8.0进行三维CAD建模，绘制出一个实体三维零件图；〔2〕零件CAM及数控加工过程，将绘制出的三维实体零件图输出为igeas格式，然后在Mastercam9.0中进行模拟加工，生成NC程序，最后在加工中心完成零件的加工。5、实验结果〔1〕三维模型图〔2〕粗加工图〔3〕精加工图实验指导教师评语：教师签名：考查成绩〔5级计分〕学分年月日重庆大学研究生专业实验教学实验报告书实验课程名称：多坐标数控机床加工实验实验指导教师：陶桂宝学院：机械工程学院专业及类别：机械工程领域〔专业〕学号：姓名：实验日期：成绩：重庆大学研究生院制目录TOC\o"1-1"\h\z\u1实验目的12实验内容13实验环境14零件的三维实体造型及仿真加工25粗加工NC程序156精加工NC程序167实践体会与总结171实验目的〔1〕了解CAD/CAM及数控加工的根本原理及方法；〔2〕熟悉网络化设计与制造的根本原理及方法；〔3〕掌握零件从CAD、CAM到数控加工的完整过程。2实验内容选用Mastercam9.0和NX8.0等CAD软件，实现一个复杂零件从计算机辅助设计到数控加工的完整过程，并完成实验报告。3实验环境系统硬件：高档微机1台或工作站1台等；系统软件：Windows98或Windows2000或WindowsNT或UNIX等；设计软件：Mastercam或MDT或UG-Ⅱ或CATIA或I-DEAS或Pro/Engineer等；网络环境：Internet、局域网和现场总线网；加工设备：α-T10A钻削中心、TV5立式加工中心；毛坯材料及尺寸：木材、长×宽×高〔对应X、Y、Z方向〕=110mm×80mm×40mm；工件高度为25mm，曲率半径尺寸为3mm，孔和槽的尺寸都大于10mm；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；刀具：φ10mm端铣刀〔型号为G120221〕，R3mm球头铣刀〔型号为Q120211〕。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，否那么刀具会因切削用量过大而损坏。图1TV5立式加工中心外观图2α-T10A钻削加工中心外观表1刀具参数表刀具名刀具型号刀具直径夹持直径刀刃长刀具全长二齿端铣刀G12022110mm10mm22mm72mm二齿球头铣刀Q1202116mm6mm13mm57mm4零件的三维实体造型及仿真加工〔1〕在XY平面上画一个用3个半径为50mm的圆组成烟灰缸大致形状的草图〔2〕完成草图后，点击拉伸，拉伸15mm〔3〕在拉伸后进行拔模操作，拔模角度取10度〔4〕对三条边进行倒圆操作，倒圆半径为10mm〔5〕选定XZ平面，并在该平面上完成以下草图绘制〔6〕完成以上草图后，进行回转操作，并布尔求差〔7〕选定XZ平面，完成以下草图的绘制〔8〕完成草图后，进行拉伸操作〔9〕对以上拉伸进行阵列操作〔10〕〔11〕抽壳，取厚度为1.25mm。最后得到烟灰缸的三维模型〔12〕最后对零件图进行保存，再保存为IGEAS格式的文件为下面导入CAM加工做准备〔1〕CAD模型文件输出：NX8.0 环境下“文件〞→另存为→“IGEAS〞。〔2〕用MILL9程序翻开IGEAS文件：启动MILL9→MainMenu→File→Converters界面，确认FileisinMetricunits→OK.〔3〕Screen-Fit—>按工具栏蓝色球按钮〔Screen-SurfDisp-Shading〕—>出现ShadingSettings页面，选择ShadingActi—>Ok。并删除多余的非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。〔4〕将原图向X轴正方向平移1.5mm，Y轴负方向平移mm，Z轴正方向平移15mm。使坐标轴居中，如下图：〔5〕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。〔6〕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。〔7〕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—>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。〔8〕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，假设设计的的工件顶面中心点为X0Y0XZ0，那么可设StockOrigin为X0Y0Z2。〔9〕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→All→Surfaces→Done，出现粗加工参数界面→再ToolParameters页面中的大空白区点击鼠标右键→CreateNewTool→在ToolType页面中选择刀具类型为EndMill立铣刀。对其参数值进行修改。粗加工刀具参数设置如下：在ToolParameters页面数据设置如下：切换到SurfaceParameters页面数据设置如下：切换到RoughpocketParameters页面，复选Promptforentrypoint，修改Cuttolerance数据设置如下：按Gapsettings按钮，复选Promptforentrypoint，点击OK按钮→确定。选择上面画的画粗加工边界→Done→进入刀点EndPoint。单击Toolpaths→Operations，在弹出的界面中，单击SelectAll按钮，单击Verify按钮，生产道具路径如下：进行粗加工仿真，结果如下：〔10〕精加工1采取和粗加工类似的操作，生成一个球头铣刀，刀具参数设置如下：精加工余量StocktoLeave设为0Stepover值为0.2，MachineAngle为0度，并在Gapsettings中勾选Optimizecutorder在0度方向生成的精加工的道具路径如下：〔11〕精加工2MainMenu—>Toolpaths—>Operations,出现OperationsManager界面，鼠标光标指向第二步SurfaceFinishParallel，右击鼠标—>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FinishParallelParameter页面，修改MachineAngle=135—>确定—>RegenPath。通过修改加工深度cutdepth得到最终的0度方向精加工结果进行90度方向精加工：最终加工出的零件：〔12〕生成NC程序在OperationsManager界面中点击粗加工工步，出现“√〞标记—>按Post按钮，选SaveNCFile—>OK—>出现提示答复“否〞—>保存NC文件。复选两个精加工工步，—>按Post按钮，选SaveNCFile—>OK—>出现提示答复“否〞—>保存NC文件。〔13〕最后将输出的NC代码，通过设计制造网络和TV5立式加工中心，完成零件的数控加工。5粗加工NC程序%O0001(PROGRAMNAME-邱磊-1)(DATE=DD-MM-YY-29-12-14TIME=HH:MM-20:47)N100G21N102G0G17G40G49G80G90(TOOL-9DIA.OFF.-9LEN.-9DIA.-10.)N104T9M6N108G43H9Z20.N110Z5.N112G1Z2.F100.N114X62.303Y44.F1000.N116X64.N118Y-44.N120X-64.…………N4744G2X-1.032Y6.889R2.308F1000.N4762G0Z5.N4764Z20.N4768Z5.N4770G1Z-15.F100.N4772G3X-1.967Y5.301R.465F1000.N4778G0Z5.N4780Z20.N4782M5N4784G91G28Z0.N4786G28X0.Y0.A0.N4788M30%6精加工NC程序%O0002(PROGRAMNAME-邱磊-2)(DATE=DD-MM-YY-29-12-14TIME=HH:MM-20:48)N100G21N102G0G17G40G49G80G90(TOOL-10DIA.OFF.-10LEN.-10DIA.-6.)N104T10M6N108G43H10Z20.N110Z5.N112G1Z-24.F800.N114X-.001Z-23.998F1600.N128X1.87Z-24.N130G0Z5.N132Z10.N136Z5.N138G1Z-24.F800.N140X4.094Z-23.627F1600.N168X-2.34Z-24.…………N3230Y20.226Z-24.N3232G0Z5.N3234Z10.N3238Z5.N3240G1Z-24.F800.N3242Y16.303Z-23.997F1600.N3280G0Z5.N3282Z20.N3284M5N3286G91G28Z0.N3288G28X0.Y0.A0.N3290M30%7实践体会与总结通过本次多坐标数控机床加工实验的学习，主要有以下几点收获：〔1〕学习和掌握了用NX8.0对三维实体进行设计和建模；〔2〕掌握了CAM及数控加工以及快速原型制造的根本原理；〔3〕认识和了解了现在机械工程上的对一个三维实体从设计到加工的过程是通过先用三维软件进行三维实体建模，然后再导入CAM进行仿真加工，对加工过程中的问题直接在CAM软件中就进行了处理，最后生成NC程序。通过仿真可以减少实际加工过程中面临的种种问题，从而提高了实际加工的加工效率和加工质量；〔4〕CAM