1、学生学号 实验课成 绩XXXX 大学学 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学 生 姓 名指导老师实 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 专业班级 组 别同 组 者 实验日期 年 月 日2014 - 2015 学年 第 一 学期一部分：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
2、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 实验设备与实验基本原理方法以及技术路线2.1 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 。2.2 实验原理数控机床是
3、一种利用电子计算机和专用电子计算装置控制的高效自动化机床。主要分为立式和卧式两种。数控加工是将待加工零件进行数字化表达，数控机床按数字量控制刀具和零件的运动，从而实现零件加工的过程。被加工零件采用线架、曲面、实体等几何体来表示，CAM 系统在零件几何体基础上生成刀具轨迹，经过后处理生成加工代码，将加工代码通过传输介质传给数控机床，数控机床按数字量控制刀具运动，完成零件加工。其过程如下图所示：【零件信息】【CAD 系统造型】【CAM 系统生成加工代码】【数控机床】【零件】（1）对图纸进行分析，确定需要数控加工的地方；（2）利用三维建模软件如 SolidWorks 进行造型；（3）根据加工条件，选
4、择合适的加工参数，生成加工轨迹（包括粗加工，半精第 2 页加工，精加工轨迹），简单的轴类零件加工可以采用手工绘制加工轨迹，复杂的零件加工比如说铣削加工零件可以利用数控软件如 Mastercam 进行电脑自动生成轨迹；（4）轨迹仿真检验；（5）生成 G 代码（简单的轴类加工应手工编程，增强编程能力）；（6）传给机床实现加工；2.3 技术路线1) 零件设计及 CAD 造型：学生根据零件的零件图，使用 CAD 软件进行建模2) 机械加工工艺设计：使用机械手册进行数控加工工艺设计，拟订加工方案及工艺参数。3) 数控编程设计车削手工编程：以提供的车削零件图作为编程数据来源，进行数控车削工艺路线设计，并按
5、照手工编程的步骤，编制数控加工(包括粗、精加工)程序。铣削自动编程：以提供的铣削零件图与毛坯三维模型作为编程数据来源，使用CAD/CAM 集成软件工具的图形自动编程模块，通过人机交互输入刀具参数、运动方式参数，生成走刀轨迹，进行加工过程的动态仿真显示，产生数控加工程序。4) 零件加工： 将经过仿真并修改妥当的程序传输到相应的数控机床，依照工艺设计结果选用相应的刀具、夹具、量具，操作数控机床进行自动加工，生成零件，并对加工进行分析。3 预习思考题1) 数控车、数控铣、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、铣床：生产效率高，可以加工形状复杂、精度要求高的
6、零件，还有一些普通机床不能或不便加工的零件，装夹定为后能加工多道工序，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；低速进给时不爬行及运动中的高灵敏度；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。其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，如冷冲模的凸凹模、塑料型模等。快速成型机：可以制造任意复杂的三维几何实体；快速性；高度柔性。其加工的主要对象有冲模、粉末冶金模、
7、挤压模、型孔零件、小孔等。2) 主流 CAD 设计软件？特点？答：proe： 参数化设计；基于特征建模； 单一数据库。Solidworks: 功能强大，组件繁多; 独有的拖拽功能使用户在比较短的时间内完成大型装配设计；零件设计、装配设计和工程图之间的是全相关的。UG：包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块，保持与实体模型全相关3) 数控加工工艺设计的主要内容？答： 1、选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。2、分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，在此基础上确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如工序的划分、加工顺序的安排、与传统加工工序的衔接等。3、设计数控加工工序。
8、如工步的划分、零件的定位与夹具、刀具的选择、切削用量的确定等。4、调整数控加工工序的程序。如对刀点、换刀点的选择、加工路线的确定、刀具的补偿。5、分配数控加工中的容差。6、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；选择合适的切入和切出方向；选择使零件加工后变形少的路线。5) 切削用量选择的要点？答：切削深度应根据工件的加工余量来确定；切削深度选定后，接着就应尽可能选用较大的进给量 f；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削速度 c 的值。第 13 页6) CAD 模型如何导入
9、CAM 软件（如 Mastercam 软件）中？格式？答：可以生成.iges 文件进行导入，solidworks 的三维模型可以直接导入到 Mastercam中。7) Mastercam 中如何设置工件大小？如何修改工件形状（棒料、块料）？答：设置大小：“操作管理”“刀具路径”“机器群组属性”“材料设置”“XYZ 的长度参数”设置形状：“操作管理”“刀具路径”“机器群组属性”“材料设置”“形状”8） Mastercam 后处理怎么设置？答：1.在 MPFAN.PST 后处理增加 G54 指令；2.删除第四轴数据“A0”，以适应三轴加工中心或数控铣；3.删除 NC 文件的程序名，注释行；4.取消
10、行号；5 输出普通及啄式钻孔循环指令；6.圆弧编程 R 与 I,J,K 的设定；7.把 T_M06 改成 T_D_;8.去掉 G43H_。9) 主流数控仿真软件？特点？答：国内比较有名的是南京斯沃和上海宇龙，这两个各有特点，斯沃包含的数控厂家多，但是数控铣床和加工中心是没有分别的，而且模拟的零件比较粗糙，尤其是零件加工后的样子，就像用嘴啃得，斯沃界面相对简便，而且加工的零件比斯沃好看点，但是在圆弧方面也不好,相对来说这两个软件只适合初学者熟悉机床，用来教学也可以。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 车削零件4.1.1 分析轴零件图 1 个人零件图图 2.三维建模图形4.1.2 零件的加工要求该轴零件是由外圆面，圆柱面，槽面，倒角，圆角，螺纹面组成从图 1.1 上看出零件有表面粗糙度要求。该轴零件无热处理和硬度要求，但是所有的表面都必须加工。为提高加工效率，可以先采用一般刀具进行粗加工，然后按要求选择刀具对轮廓上的残留余量过大的局部区域处理后再对整个轮廓进行精加工。4.1.3 工件材料的选择45 钢（长度 200 直径 50 的棒料毛柸，毛柸的制作形式为锻造）4.1.4 确定零件的定位基准和装夹方式由于工件左边有一个轴肩，一次装夹加工很容易挡刀，故需要采用两次装夹完
