数控自动编程实训报告(付有清)

重庆广播电视大学经贸学院数控自动编程实训报告班级：2013春机械制造与自动化学号：***120140****姓名：付有清指导教师：赵兴科实习单位：经贸学院数控车间重庆广播电视大学经贸学院1-1-数控自动编程实训报告学号：1351201409294姓名：付有清一、引言数控加工程序的编制方法除了手工编制程序外，还可利用软件编制程序即自动编程。自动编程也称为计算机辅助编程，这种程序编制的大部分工作甚至全部工作由计算机完成。如完成坐标值计算、编写零件加工程序单，或者进行工艺处理。自动编程的程序可以通过计算机或机床进行刀具运动轨迹模拟检查，编程人员可以及时检查程序是否正确，并及时修改。自动编程大大减轻了编程人员的劳动强度，提高几十倍乃至上百倍效率，同时解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。工作表面形状越复杂，工艺过程越烦琐，自动编程的优势越明显。自动编程即利用电脑和软件将绘制的图形生成机器能识别的程序。数控自动编程是从零件图纸到获得合格的数控加工程序的过程，其任务是计算加工中的刀位点。刀位点一般为刀具轴线与刀具表面的交点。CAM编程是当前最先进的数控加工编程方法，它利用电脑以人机交互图形方式完成零件几何形状的绘制、轨迹生成与加工仿真到数控程序生成全过程，操作过程形象生动，效率高、出错概率低、容易简便，而且还可以通过软件的数据接口共享已有的CAD设计结果，实现CAD/CAM集成一体化，实现无图纸设计制造。这些也适应了现代工业产品形状复杂的零件加工、多轴加工、高速加工需要。自动编程主要涉及两大模块，即CAD/CAM。因此在涉足自动编程之前，我们首先应理解CAD/CAM这两个构成自动编程的基本概念以及其用途。“CAD”计算机辅助设计，英文全称(ComputerAidedDesign)。能设计制作出既满足设计使用要求又适合CAM加工的零件模型。CAD系统是一个高效的设计工具，具有参数化设计功能，三维实体模型与二维工程图形应能相互转换并关联，CAD可分为自动设计和交互设计两类。实际上,几乎没有纯粹的自动设计或纯粹的交互设计软件，好的软件能根据产品对象恰当地处理自动设计和交互设计的配合。另外，开放型的结构不仅便于用户进行二次开发，同时也使软件系统本身能够不断地扩充与完善。一个好的CAD/CAM软件与其它CAD/CAM软件的兼容性是非常重要的，软件所带的图形文件接口，要能支持多种图形文件转换，能从其它系统读取图形文件，或将本系统的图形文件传送到其它系统。“CAM”计算机辅助制造，英文全称(ComputerAidedManufacturing)。是指应用计算机来进行产品制造的统称，即利用计算机辅助完成从原料到产品的全部制造过程，在制造过程中的某些环节应用计算机，包括直接制造过程和间接制造过程，主要包括计算机辅助工艺过重庆广播电视大学经贸学院1-2-程设计和计算机辅助加工两部分。当前，计算机辅助加工大多是指机械加工，而且是数控加工，它的输入信息是零件的工艺路线和工序内容，输出的是加工刀具的运动轨迹(刀位文件)和数控程序。如今CAD/CAM软件技术广泛应用于机械产品、模具制造等企业的数控编程及加工，目前基本取代了传统的手工编程方式，更重要的是将CAD/CAM软件当作工具，进行合理的数控工艺规划与数控编程，以实现高质量和高效率的数控加工。在现代激烈的市场竞争下，高质量、高效益、多品种、小批量的柔性生产方式已成为企业的主要生产模式，传统的加工设备和制造方法已难于适应市场竞争的要求。因此，从20世纪70年代开始,以电子信息技术为基础的数控技术得以迅速发展和广泛应用，数控机床有效地解决了复杂、多品种、小批量的产品加工问题，适应了各种机械产品更新换代快的需要，取得了明显的效益。随着数控技术的发展，数控加工已经应用到各个领域之中，在数控加工过程中，加工程序的编制也越来越得到重视。因此CAD/CAM技术对数控加工领域来说显得越来越重要了。一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的，如三维绘图、图形编辑、曲面造型、数控加工、有限元分析、仿真模拟、动态显示等。这些模块以工程数据库为基础，进行统一管理。这样既保持了底层数据的完整性和一致性，实现了数据共享，又节约了系统资源和运动时间。一般来说,数控加工技术涉及数控机床加工工艺和数控编程技术两方面,数控编程是目前CAD/CAM系统中最能明显发挥效益的环节之一.对于复杂零件,特别是具有空间曲线、曲面的零件,如叶片、叶轮、复杂模具等,或者程序量很大的零件,数控编程通常采用自动编程系统,其在实现设计、加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方面发挥着重要作用.后置处理是数控编程技术的关键技术之一,作为CAD/CAM系统与机械制造连接的纽带,后置处理直接影响自动编程系统的使用效果和零件的加工质量、效率以及机床的可靠运行.1980年IBM公司为解决APT刀位原文件的处理推出了DAPP(DesignAidforPostProcessor)系统,系统提供给用户生成后置处理系统所需的一些程序和文件,如输入模块、输出模块、数据处理模块等.该系统将一些计算、分析模块公共化、标准化的方法使后置处理系统向通用化发展迈进了一步.但它采用高级语言编写描述机床运转的程序,要求用户既熟悉数控知识,又具备较丰富的软件编程经验,因此给程序编写、修改和维护带来一定困难.随着计算机技术的发展,编程系统向CAD/CAM一体化迅速发展。重庆广播电视大学经贸学院1-3-二、实训目的在学习自动编程之前，首先应对自动编程软件有一定的了解，在这次CAD/CAM实训期间，主要围绕着mastercam进行学习。因此，此处围绕着mastercam进行说明。mastercam能够接受来自包括UG、Pro/E、CATIA、SIMATRON、SolidWorks、AutoCAD等常见的各种CAD/CAM系统在内的2D/3D文件格式，能完成从2D设计到3D设计及CAM编程的技术过程，适合于各种数控系统的机床，是将CAD和CAM集成在一起的一套比较完整的软件。mastercam共包含5个模块：设计模块，用于被加工零件的造型设计；铣削模块，主要用于生成铣削加工刀具路径；车削模块，主要用于生成车削加工刀具路径；线切割模块，主要用于生成线切割加工刀具路径；雕刻模块，主要用于雕刻加工。使用mastercam编程时，只要在CAD部分绘制零件的二维或三维图形后，便可在CAM中选择适当的加工模块(铣削加工、车削加工、线切割或雕刻加工)，根据工艺要求设计相应的刀具参数和特性参数，生成刀具路径NCI文件，再通过后置处理程序生成NC文件，即数控机床能够识别的G代码，然后进行适当的编辑和修改，传输给数控机床，装上相应的刀具，便可加工各种不同类型的零件。0经过这次CAD/CAM,实训之后，应对自动编程这一概念产生一个深刻的认识，能够灵活地运用所学理论知识付诸于实践，有效地去解决实际当中遇到的问题。三、实训内容数控车削的自动编程1．基本图形的构建1）掌握：各种点和线的生成方法（如图1.1所示，在该图中分别运用了：绘点、绘线、绘圆、绘矩形、绘椭圆、绘制螺旋线、生成曲面、生成实体等命令进行了图素的创建）。重庆广播电视大学经贸学院1-4-图1.12）掌握：曲线的编辑和几何变换方法（如图1.2所示，该图形为一个对称图形，绘制该类图形可以采用旋转、镜像等方式）。图1.23）掌握：能够进行典型零件的几何造型和加工造型（如图1.3所示为零件的几何模型，通过仿真加工，结果如图1.3.1所示）。重庆广播电视大学经贸学院1-5-图1.3图1.3.12．车削刀具的选择和参数设置1）车削刀具的选择的方法（如图2.1所示为车削刀具的选择）。重庆广播电视大学经贸学院1-6-图2.12）掌握：车削刀具的参数设置（如图2.2所示为车削刀具的参数设置）。图2.23．轮廓粗车加工1）掌握：内外轮廓的粗车方法；（如图3.1所示为车削零件内轮廓，图3.1.1所示为车削零件外轮廓）。重庆广播电视大学经贸学院1-7-图3.1图3.1.12）掌握：正确进退刀的方法；（如图3.2所示为一典型轴类零件，由多重几何要素构成，在加工时需要考虑各部分轮廓的走刀路线，避免发生碰撞，可采用斜向进刀，角度为-1350，设置方法如图3.2.1所示）。重庆广播电视大学经贸学院1-8-图3.2图3.2.13）掌握：切削用量的正确选择；（如图3.3所示为切削用量的参数设置界面，可根据实际情况合理选择切削用量）。重庆广播电视大学经贸学院1-9-图3.34）掌握：典型零件的粗车，生成粗车刀具轨迹。（如图3.4所示为一典型零件的粗车刀具轨迹）。图3.44．轮廓精车加工1）掌握：内外轮廓的精车方法；（如图4.1所示为零件内轮廓的精车方法，图4.1.1所重庆广播电视大学经贸学院1-10-示为零件的外轮廓精车方法）。图4.1图4.1.12）掌握：精车的进退刀方法；（如图4.2所示为精车时的进、退刀路线设置）。重庆广播电视大学经贸学院1-11-图4.23）掌握：精车切削用量的正确选择；（如图4.3所示为精车时的切削用量设置界面，可根据需要自行设定）。图4.34）掌握：典型零件的精车加工，生成精车刀具轨迹。（如图4.4所示为一典型轴类零件的精加工轨迹）。重庆广播电视大学经贸学院1-12-图4.45．切槽加工1）掌握：内外切槽加工方法；（如图5.1所示为内切槽，图5.1.1所示为外切槽）。图5.1重庆广播电视大学经贸学院1-13-图5.1.12）掌握；切槽加工的进退刀方法；（如图5.2所示为切槽的进退刀路线设定界面，在设定进退刀路线时，应视槽的轮廓而进行设置）。图5.23）掌握：切槽加工切削用量的正确选择；（如图5.3所示为切槽加工切削用量的设定界面，在进行切槽加工时，主轴转速通常在300~500r/min左右，进给率通常为0.01~0.05mm/r）.重庆广播电视大学经贸学院1-14-图5.34）掌握：典型零件的切槽加工，生成切槽刀具轨迹。（如图5.4所示为一典型零件的切槽加工刀具轨迹）。图5.46．螺纹加工1）掌握：内外螺纹加工方法；（如图6.1所示为仿真加工的内螺纹，图6.2所示为仿真重庆广播电视大学经贸学院1-15-加工的外螺纹）。图6.1图6.1.12）掌握：螺纹加工的进退刀方法；（如图6.2所示为进行螺纹加工时的进退刀参数设定界面，可以根据实际情况进行设定）。重庆广播电视大学经贸学院1-16-图6.23）掌握：螺纹加工切削用量的正确选择；（如图6.3所示为螺纹加工切削用量的设置，在加工螺纹时，螺纹的导程也就是加工螺纹时的进给率，主轴转速通常为500~900r/min,）图6.34）掌握：典型零件的螺纹加工，生成螺纹刀具轨迹。（如图6.4所示为一典型轴类零件的螺纹加工刀具轨迹）。重庆广播电视大学经贸学院1-17-图6.47．钻孔加工1）掌握：孔加工方法（如图7.1所示为一个进行仿真加工后的孔类零件，在mastercam中，孔加工的方法主要有：钻孔、铰孔、锪孔、扩孔以及镗孔）。图7.12）掌握：孔加工的刀具参数设置（如图7.2所示为钻孔刀具的参数设置界面，可根据所重庆广播电视大学经贸学院1-18-要加工的零件特征进行相对应的修改）。图7.23）掌握：零件孔加工方法，生成孔加工刀具轨迹。（如图7.3所示为一典型孔类零件的刀具轨迹）。图7.38．刀具路径的编辑与几何变换重庆广播电视大学经贸学院1-19-1）掌握：刀具路径的编辑方法（在mastercam中可对刀具路径进行编辑，主要有刀具路径镜像和刀具路径旋转以及刀具路径转换三种方式，还可以进行刀具路径的修剪。如图8.1所示为对刀具路径进行镜像）。图8.12）掌握：刀具路径的参数修改方法（如图8.2所示为对刀具路径的参数进行修改）。图8.2重庆广播电视大学经贸学院1-20-9．后处理参数设置和数控程序1）掌握：后处理的参数设置（如图9.1所示为后处理参数设置界面）。图9.12）掌握：常用后处理的方法（如图9.2所示为运用后处理生成的NC代码，在实际加工中，可根据所使用的机床类型进行加工程序的输出参数设置