第一篇:数控加工实习报告
数控加工实践报告
报告题目: 数控加工实践报告 姓名: 指导教师姓名: 单位名称: 班级:
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成绩:
2014年6月
目录
一.数控加工实践的目的.............................................................2 二.数控加工实践的原理.............................................................2
(一).MDT三维实体造型..........................................................2
(二).CAM及数控加工...............................................................2
(三).快速原型制造...................................................................2 三.数控加工实践的内容.............................................................3 四.数控加工实践的步骤.............................................................3
(一)MDT 零件三维CAD建模.................................................3
(二)Mastercam 9.0 零件CAM模拟仿真.................................8
(三)Rpprogram软件操作........................................................20
PART 1 数据准备过程:....................................................20
PART 2 RP
控制软件:.....................................................26 五.误差分析..............................................................................28
(一)数控技术误差分析...........................................................28
(二)快速成型制造技术的误差分析........................................28 六.心得体会..............................................................................30 附件.............................................................................................32 附件:小论文《几种快速原型制造技术工艺特点及优缺点比较》
一.数控加工实践的目的
1.熟悉三维建模软件(MDT),学会运用三维建模软件(MDT)绘制三维实体模型。
2.了解CAD/CAM及数控加工的基本原理及方法,学会运用Mastercam 9.0 完成三维实体模型的数控加工编程并能输出数控加工所需的NC代码。3.了解快速原型制造的基本方法。
4.熟悉网络化设计与制造的基本思想及方法。
5.掌握零件从CAD、CAM到数控加工的完整过程或零件从CAD模型到快速制造原型零件的全过程。
二.数控加工实践的原理
(一).MDT三维实体造型
MDT软件可应用点、直线、样条线、方框、平面、SWAP曲面、拉升面、面剪切、面之间的倒角以及求边界线等功能完成零件的三维实体造型。零件实体由平面、曲面、圆槽、倒角等构成。
(二).CAM及数控加工
Mastercam 9.0 软件可应用其软件的相关功能模块实现对三维实体模型的分析,并能利用CAM模块进行加工工艺的规划,刀具的选择、刀具参数的设置、设置刀具加工形式和切削用量、编制刀具路径,并能进行加工过程的模拟仿真以便观察在加工过程的错误并能及时修改错误参数,确定最终参数后即可生成刀路源文件,并通过后置处理生成NC程序。NC程序即后续数控加工所需要输入的加工编码,可以利用设计制造网络将NC程序输送到加工中心,由加工中心完成零件的加工。
(三).快速原型制造
1.基本原理
快速原型制造是综合利用CAD技术、数控技术、激光加工技术和材料技术实现从零件设计到三维实体原型制造一体化的系统技术。它采用软件离散——材料堆积的原理实现零件的成形。快速原型制造的具体过程如下:首先利用高性能CAD软件设计出零件的三维曲面或实体模型;再根据工艺要求,按照一定的厚度在Z方向对生成的CAD模型进行切面分层,生成各个截面的二维平面信息;然后对层面信息进行工艺处理,选择加工参数,系统自动生成刀具移动轨迹和数控加工代码;再对加工过程进行仿真,确认数控代码的正确性;然后利用数控装置精确控制激光束或者其他工具运动,在当前工作层(二维)上采用轮廓扫描,加工出适当的截面形状;在铺上一层新的成形材料,进行下一次的加工,直
至整个零件加工完毕。可以看出,快速原型制造技术是个由三维换成二维(软件离散化),再由二维到三维(材料堆积)的工作过程。
2.快速原型制造的几种基本方法
1)2)3)4)LSL(Laser Stero Lithography)法
LOM(Laminated Object Manufacturing)法 SLS(Selective Laser Sintering)法 FDM(Fused Deposition Modeling)法
3.以光敏树脂为材料利用紫外光快速成型机制造样件的原理
⑴ 紫外光快速秤星机的原理:紫外光束在计算机的控制下,根据分层工艺数据连续扫描液态光敏树脂的表面,利用液态光敏树脂经紫外光照射凝固的原理,层层固化光敏树脂,一层固化后,工作台下移一精确距离,扫描下一层,并且保证相邻层可靠粘结,如此反复,直到成型出一个完整的零件。
⑵ 原型零件的制作过程:主要包括数据准备、快速成型制作和后处理。其中数据准备包括CAD三维模型的设计、STL数据的转换、制作方向的选择、分层切片以及支撑编辑等几个过程,完成制作数据的准备。
快速成型制作过程就是将制作数据传输到成型机中,然后快速成型出原型零件的过程。后处理是指整个零件成型完后进行的辅助处理工艺,包括零件的清洗、支撑去除、后固化、修补、打磨、表面喷漆等等,目的是获得一个表面质量与机械性能更优的零件。
三.数控加工实践的内容
1.零件的三维CAD建模。应用MDT 6.0 软件实现复杂零件的三维实体造型。2.CAM软件应用或快速原型制造数据准备及控制软件的应用。
3.数控加工或快速制作零件的上机实践。应用α-T10 A钻削加工中心或TV5立式加工中心进行加工。
四.数控加工实践的步骤
(一)MDT 零件三维CAD建模
1.新建文件:一般新零件建模时,都要在单一零件环境下设计,此时只需选择“新零件文件(New Part File)”即可。2.建立工作平面:根据零件造型要求建立世界坐标系(WCS)的XY、YZ、和XZ三个工作平面如图所示:
3.创建草图绘制平面:(选取XY平面为工作平面)
4.根据建模的零件,选取建模方式。
分析:对于球头轴,可以用旋转的方式建立轴体,这样可以通过一次旋转变换即可得到轴体。如果采用拉伸变换,由于球头轴是阶梯轴且有一轴端为球形,需要进行3次拉伸变换,1次旋转变换。这样使建模过程变得复杂。因而在此旋转利用旋转的方式建立轴体。
5.利用MDT软件里面的二维草图绘制工具在步骤3所选取的工作平面上绘制草图,最终草图图形如下:
6.在菜单栏零件下拉菜单下定义截面轮廓,然后进行旋转变换得到球头轴轴体。
球头轴球体:
进行颜色渲染后:
7.球头一侧的平面,可以用拉伸除料的方法建立。选取水平工作平面,用矩形绘制出去除材料的部分。(另一侧的平面可以用相同的方法切除或通过镜像特征生成)
通过拉伸切除后的效果图:
8.轴端键槽也采用拉伸除料的方法完成,首先需要在键槽底面建立一个工作平面,此工作平面可以通过对现有工作平面进行平移得到,在平移平面时应注意到键槽开口与球头端平面的相对位置关系。
1)
选取XY工作平面进行平移,并将平移过后的面设置为草图绘制平面。
2)在设定草图平面上绘制键槽的外形(注意键槽宽度是否满足要求)。
通过拉伸切除变换后效果:
3)轴端道角,考虑到圆角的最小半径要求,在圆弧接触处倒圆角,圆角半斤等于最小刀具半径。经倒角圆角后效果:
10.完成三维实体建模,保存文件。
(二)Mastercam 9.0 零件CAM模拟仿真
1.打开Mastercam9.0,导入建立的三维模型。
通过shading settings后效果图:
2.确定主要加工面的方向:因为在利用去除材料加工的方法加工时为了 便于加工键槽,及零件的对称布置选取键槽槽口方向为主要加工面的方向。3.确定主要加工平面方向后,通过旋转、平移、比例缩放将零件顶面的中心点移动到(X0,Y0,Z0)点。
1)旋转模型:通过旋转模型使零件的主要加工面朝向Z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:按工具栏按钮Gview-Top或Gview-Front或Gview-side,选择旋转模型的视图平面—>MainMenu—>Xform—>Rotate—>All—>Surfaces—>Done—>Origin—>出现Rotate提示页面,输入旋转角度—>选中Operation的Move,确认Number of Steps为1—>Ok。
旋转菜单设置图:
旋转后效果图:
2)移动模型:通过移动模型使工件的顶面中心点的坐标为(X0,Y0,Z0)。
移动模型步骤:按工具栏按钮Gview-Top或Gview-Front或Gview-side,改变视图平面—>MainMenu—>Xform—>Translate—>All—>Surfaces—>Done—>Polar—>输入移动距离—>输入移动方向的角度—>出现Translate提示页面,选中Operation的Move,确认Number of Steps为1—>Ok。
移动菜单设置图:
平移后效果图:
3)比例缩放:比例缩放的目的是为了调整零件的大小以满足零件毛坯尺寸的要求。
比例缩放步骤: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Number of Steps为1,输入X、Y、Z三个方向的缩放比例—>Ok。
比例缩放菜单设置图:
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.画初加工边界。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。
设定加工边界尺寸图:
添加加工边界图:
6.设定毛坯。MainMenu—>ToolPaths—>Job 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.产生粗加工刀具轨迹,步骤如下:
1)粗加工刀具的参数设定:
2)粗加工Tool Parameters页面参数设定:
3)粗加工Surface Parameters 页面参数设定:
4)粗加工Cut Depths 页面参数设定
参数设定完成后生成粗加工刀具轨迹如下图:
8.第一次精加工刀具轨迹。步骤如下:
1)精加工刀具的参数设定:
2)精加工Tool Parameters页面参数设定:
3)精加工Surface Parameters 页面参数设定:
9.第二次精加工。
MainMenu—>Toolpaths—>Operations,出现Operations Manager界面,鼠标光标指向第二步Surface Finish Parallel,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Finish Parallel Parameter页面,修改Machine Angle=135—>确定—>Regen Path。
二次精加工参数设定后刀具运动轨迹:
10.仿真。
MainMenu—>Toolpaths—>Operations,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。
运动仿真结果:
11.生成NC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 File—>OK—>出现提示回答“否”—>保存NC文件。复选两个精加工工步,—>按Post按钮,选Save NC File—>OK—>出现提示回答“否”—>保存NC文件。
12.部分NC代码展示
粗加工: % O0001(PROGRAM NAME18-06-14 TIME=HH:MM15 DIA.OFF.15 DIA.球头轴1)(DATE=DD-MM-YY16:47)N100G21 N102G0G17G40G49G80G90(TOOL16 LEN.6.)N104T16M6 N106G0G90X39.038Y-19.305A0.S2000M3 N108G43H16Z20.N110Z5.N112G1Z-24.757F150.N114X39.331Y-19.013Z-23.355F2000.N116X39.861Y-18.482Z-22.533 N118X40.669Y-17.674Z-22.116 N120X41.045Y-17.299Z-22.022 N122X41.542Y-16.801Z-22.248 N124X42.153Y-16.19Z-22.647 N126X42.631Y-15.712Z-23.603 N128X42.829Y-15.515Z-24.759 N130G0Z5.N132Z10.N134X44.056Y-13.864 N136Z5.N138G1Z-24.759F150.N140X43.959Y-13.961Z-23.734F2000.N142X43.651Y-14.269Z-22.629 N144X43.182Y-14.738Z-21.59 N146X43.014Y-14.906Z-21.378 N148X42.153Y-15.767Z-20.54 N150X41.045Y-16.876Z-20.108 N152X39.861Y-18.059Z-20.245 N154X39.339Y-18.581Z-20.539 N156X38.608Y-19.313Z-21.178 N158X38.122Y-19.798Z-21.796 N160X38.093Y-19.827Z-21.859
(三)Rpprogram软件操作
PART 1 数据准备过程:
1.导入模型零件:点击文件菜单下的装入模型按钮如左图,零件模型如右图。
2.原型零件制作大小、方向的设置
为了适应对模型制作大小的要求及考虑零件的可制作性,数据准备的第一步就是对原型零件设定制作的大小和方向。(1)原型零件制作的缩放
分析: 在导入原型零件的时候,根据模型大小与工作界面(工作界面即工作界面的矩形网格区域)大小的相对关系,如果原型零件的尺寸相对工作界面很小,则需要对原型零件进行放大处理,反之则要进行缩小处理。
操作步骤: 单击模型菜单、缩放即可弹出缩放参数设置界面。在确定缩放因子的时候,可根据圆形零件与工作界面尺寸差选定一个缩放因子,本次操作选择缩放因子为12,然后点击均等缩放使X、Y、Z三个方向缩放比例相同。点击预览,可先查看缩放比例是否合适,如果不合适可及时修改缩放因子,直到原型零件尺寸大小合适为止。
缩放后原型零件截图:
(2)原型零件制作的定向
分析: 在制作原型零件的时,可以根据实际需要,对制作模型的方向进行调整,通过旋转变换可以控制紫外快速成型原型零件的方向,从而保证零件的可制作性。本次试验选取的是零件如下图所示:
由零件结构可知,与工作面接触的应该是截面积大的端面,这样 能保证零件在快速成型制造过程中成型的稳定性,也减少了对支撑的设计,便于快速成型零件的成型,提高零件的制造精度。
操作步骤:单击模型菜单、定向即可弹出定向参数设置界面。在设 定定向旋转参数的时候应首先确定好零件旋转的转轴以及旋转变换的角度。同样与缩放操作一样,再设定好参数后可先进行预览,如果预览效果满足要求即可确定,如果满足不了要求则需要重新设定定向参数,再预览。
定向后原型零件效果图:
(3)原型零件模型的校核
分析:通常有CAD系统构造的三维模型转换为SLT格式文件,由于CAD软件和STL文件格式本身的问题,以及转换过程中的错误,有事难免有少量缺陷。通过模型校核可及时发现STL格式文件锁存在的缺陷。如果检验报告显示模型存在缺陷,利用“模型修补”功能,对模型进行修正。
2.分层处理
由于STL文件的三角片面信息无法供成型机直接使用,我们必须把它转化为二维层片零件的轮廓信息。利于数据准备Rpprogram软件的“当前模型分层”功能,就可以对已确定好的大小、方向的三维零件模型进行分层切片处理,生成加工必须的二维零件层轮廓信息。(1)分层处理部分截图:
a.单击轮廓菜单下当前模型分层按钮进行分层:
b.单击轮廓菜单下的轮廓检查按钮进行零件轮廓检查。(此时注意记录下存在轮廓缺陷的层数,以便在后续轮廓编辑过程中消去轮廓缺陷)
c.单击轮廓菜单下的轮廓编辑按钮,对存在轮廓缺陷的层数进行零件轮廓编辑以消除轮廓缺陷,编辑完成后保存。
(2)分层过程中应注意的问题:
a.分层参数设置
在进行分层处理时,需要确定分层的厚度,一般将分层厚度
确定为0.1mm。分层时,如果分层厚度值越大,则制作圆形零件月粗糙不能达到要求,如果分层厚度值很小,这将增加分层处理的计算量,延长加工时间,且分层厚度如果很小可能导致成型机本身都不能达到此精度。因而在选择分层厚度的时候应根据对零件的质量要求,成型机本身的情况结合考虑,选取合适的分层厚度 b.轮廓编辑
出现轮廓缺陷后需要进行轮廓编辑的时候,可先通过轮廓编辑器右边菜单栏下如下图方框中:
去除孤立点或孤立线段、滤除轮廓中细小线段、尝试连接开口轮廓、消除轮廓共线中间点这四个功能件先初步编辑轮廓曲线。通过这4步往往能消除大部分的轮廓缺陷,如果在此之后还存在开口缺陷,那就需要进行查找编辑。在查找过程中可利用放大功能来查找开口缺陷。
c.在某些情况下,如果实在找不到存在的开口缺陷或为了省去轮廓编辑,可利用相邻轮廓替代当前轮廓。
4.支撑设计
为了防止零件在加工过程中引起翘曲变形,保证零件制作的稳定性,必须对制作的原型零件进行支撑设计,支撑设计与机械加工中的夹具类似,但是与零件同时加工出来的。
(1)基础支撑设置
分析:基础支撑的主要作用是为了便于制作的原型零件便于从托板上取下。在设计支撑时一般不需要对基础支撑进行参数修改,用软件默认值即可。添加基础支撑截图:
(2)人工支撑编辑
分析:人工支撑的设计是根据零件结构,对于零件结构简单,没有悬臂伸的零件可以不需要人工支撑。此次试验采用的零件由于有一个手柄悬臂支撑,需要对悬臂进行人工支撑设计,另外还有部分端面存在外檐悬空,也需要对零件外檐进行悬臂支撑。人工支撑设计如下图:
支撑的形状可以选择软件自身携带的基本支撑也可根据需要手画支撑,在设计支撑的时候应保证所设计支撑能起支撑作用、减少变形、就简避繁、便于去除支撑。
添加支撑后原型零件效果图:
5.输出成型加工文件,以便后续RP控制软件进行操作
PART 2 RP控制软件:
1.加载成型数据文件
2.进行轮廓检视,确定不存在轮廓缺陷
3.工艺参数选择:(由于初学对工艺参数选择不了解,在此只是截取了几张
工艺参数选择的菜单)
(1)制作工艺参数
(3)工作台控制参数
(4)涂辅运动与控制
4.进入模拟仿真模式,查看加工过程
五.误差分析
(一)数控技术误差分析
1.编程误差
主要是由数控编程时数控系统产生的插补误差产生,即用直线段来逼近圆弧段零件轮廓时产生的。这是影响零件加工精度的一个重要因素。可以靠增加插补节点数解决,但会增加编程工作量。
2.对刀误差
误差主要产生在对刀过程中,刀具在移动到起刀点位置时受操作系统的进给修调比例值影响。对于不同的对刀方式需要采用不同的方法来尽量减少或消除对刀误差。当用试切法对刀时,操作要细心。对刀后还要根据刀具所加工零件的实际尺寸和编程尺寸之间的误差来修正刀具补偿值,还要考虑机床重复定位精度对对刀精度的影响以及刀位点的安装高度对对刀精度的影响。当使用仪器对刀时,要注意仪器的制造、安装和测量精度。要掌握使用仪器的正确方法。选择刀具时要注意刀具的质量和动态刚度。定期检查数控机床零点漂移情况,注意及时调整机床。
3.机床系统误差 受机床本体影响产生的形位公差,此公差一般不可调整;伺服单元,驱动装置产生的重复定位误差,主要由系统受机床脉冲当量大小、均匀度及传动路线影响;这些误差量很小且稳定,只有在精密加工时应予以考虑。
(二)快速成型制造技术的误差分析
1.格式转换误差 CAD模型的STL格式转换即是用三角形面片逼近实际模型表面,转换为所谓的事实上的标准文件格式。STL文件的精度等级不同,所产生的转换误差也不同。STL文件的精度是指用STL格式拟合最大允许误差。实际上,如果原几何模型完全由直边组成,则STL格式拟合绝对准确,没有任何误差;否则,存在拟合误差。例如同一个圆分别使用4个及6个三角形的STL格式表示,二者表示的精度是不一样的,用6个三角形表示的圆精度要比用4个三角形表示的圆高。由此可见,精度要求越高,三角形面片的数目越多,它所表示的模型与实际模型就越逼近,但与此同时,STL文件数据量也将剧增,加大了后续数据处理的运算量。另外,三角形面片也会随精度提高而变小,在模型的细节部位会出现大量极为细小的三角形面片,增大数据处理的难度。而且在数据处理过程中常常产生致命的错误。因此,需要根据工艺条件和制件的精度要求选择适当的STL格式精度。
2.分层切片误差
由于快速成型制造技术的基本原理是先将三维实体模型进行分层处理,然后在对二维片层进行激光烧结层层叠加,最终成型零件。因而分层切片的精度对三维实体模型有很大的影响。分层是用一簇平行平面沿某一设定方向与STL模型求截交线得到轮廓信息,选择不同的分层厚度将直接影响到工件的加工质量。分层厚度如果选取的过大,将会导致加工零件表面很粗糙,不能达到加工要求;分层厚度太小,又会增大数据处理的难度;因而在选取分层厚度的时候因根据实际的情况选取合适的分层厚度,这样不仅可以减少数据处理难度还能缩减加工时间。3.设备误差 在快速成型加工过程中,设备自身的运动精度将会影响到加工零件的质量。托板方向运动误差直接影响堆积过程中层厚精度,最终导致Z方向产生尺寸误差,而托板在垂直面内的运动直线度误差,将产生制件的形状、位置误差,也会影响到零件的表面粗糙度。实验室从西安交通大学引进的快速成型机X-Y方向的运动是由X-Y方向同步带协同工作的,因此X-Y方向同步带变形误差会影响定位的精度,需要采用合理的方式来消除同步带变形对定位精度的影响。另外由于实验室的快速成型机是通过激光烧结成型的,激光的强度也会对加工零件的质量产生影响。不仅是激光的强度会对加工零件质量产生影响,激光烧结的时间也会影响其制造精度,烧结时间太短将会导致零件太软,硬度不够;烧结时间过长又会导致硬度过高,零件易被破坏。因此设备的相互运动关系必须用精准的伺服控制系统来控制其相互运动,保证各部件之间运动的相互协调,保证零件的加工质量。
六.心得体会
本次数控加工实践的内容是运用MDT软件进行三维实体建模、CAM数控加工仿真和快速原型制造技术的学习。在学习过程中,遇到了一些困难,但也有很多收获。
在使用MDT软件建模的过程中,由于之前一直都是用solidworks进行三维实体建模,多次习惯性的想沿用solidworks的三维建模方式,但由于MDT三维建模软件与solidworks建模原理存在区别,某些功能模块不一样,时我在进行三维建模的时候走了不少弯路。比如在创建工作平面上,solidworks可以直接点击某一平面然后进行草图绘制即可,而用MDT建模软件的时候需要定义工作平面后才能进行草图绘制,如果没有定义工作平面,所绘制出来的草图不能进行拉伸、旋转等操作。还有运用solidworks 绘制完草图后可直接进行三维特征创建,而在MDT中就必须先定义草图的轮廓曲线,然后才能进行三维特征创建。虽说这两款软件存在的区别给我在建模过程中带来了不少麻烦,但正是因为这些区别的存在也使我能更好的理解,掌握这两款软件,在我看来虽然 solidworks 三维建模功能强大,但其二维草图绘制的功能不够强大,而MDT是基于CAD发展而来,其二维草图绘制模块与CAD绘图功能相同,二维草图的绘制能力强。MDT软件是基于CAD软件发展而来的,其界面、功能模块等与CAD相似,这一点便于能熟练运用CAD的同学来运用MDT软件进行三维建模。
在使用Mastercam软件生成刀路时,由于在上学期的学习过<<计算机辅助设计与制造>> 实验课程,在实验课程学习了使用Mastercam软件生成刀路,这次实习过程在这一模块还是比较轻松的,但与实验课程不同的是这次实习添加了真实的加工模块,在现场观察了TV5立式加工中心的加工过程。在加工现场,老师的讲解使我了解关于TV5立式加工中心的工作原理。观察加工中心换刀过程的慢动作了解换刀机构、控制中心的相互协调的重要。虽
然此次实习并没有让我亲手操作加工中心,但老师在操作过程中的耐心讲解也让我能感受到整个操作过程。
快速原型制造是我在此次数控加工实习之前没有接触过的领域,对于我来说这是此次数控加工实习中最新颖的一个模块。快速原型制造与传统的机械加工存在本质上的区别,传统的机械加工是做减法的加工模式而快速原型制造时做加法的加工模式。并且快速原型制造不需要像传统机械加工那样设计复杂的夹具对零件进行装夹,大大简化了加工模式。在实习过程中,学会了应用Rp program 软件对原型零件进行数据准备过程,了解其分层原理,支撑结构的设计,并通过计算机模拟成型机的加工过程来体验快速成型制造过程。在实验室对成型机的结构进行观察,能初步了解成型机激光头的运动原理以及涂辅机构的运动原理。观察实验室已经加工出来的零件,由于实验室的成型机型号比较老,其表面较粗糙,加工精度并不是很好。我觉得此次实习的一大遗憾是由于学院实验室的快速成型机出了故障,并没有看到一个零件的真实成型过程。希望学院能想办法解决这一问题,让以后再进行数控加工实习的同学能现场见到快速成型机加工出来的零件。
参考文献:
[1].陶桂宝、刘英、张毅等.《数控综合实践指导书》[M] 2013 [2].《机械制造技术基础》,袁绩乾,机械工业出版社,2002 [3].http://www.xiexiebang.com.31
附件
几种快速原型制造技术工艺特点及优缺点比较
机自10班 20112603 严碧
【摘要】快速原型制造技术是近30年来发展起来的特种加工技术,是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。其主要的成型方式有液态光敏树脂选择性固化法、粉末材料选择性烧结法、分层实体制造法、丝状材料选择性熔覆法 【关键字】快速原型制造;工艺特点;发展
1.基本原理及特点
快速原型制造技术是综合利用CAD技术、数控技术、激光加工技术和材料技术实现从零件设计到三维实体原型制造一体化的系统技术。它采用软件离散——材料堆积的原理实现零件的成形。具体过程如下:首先利用高性能的CAD软件设计出零件的三维曲面或实体模型;再根据工艺要求,按照一定的厚度在Z向(或其它方向)对CAD模型进行切面分层,获取各个棱面的三维平面信息;然后对层面信息进行工艺处理,选择加工参数,系统自动生成刀具移动轨迹和数控加工代码;再对加工过程进行仿真,确认数控代码的正确性;然后利用数控装置精确控制激光束或其它工具的运动,在当前工作层(三维)上采用轮廓扫描,加工出适当的截面外形;然后工作台移动一定距离,进行下一次的加工,直至整个零件加工完毕。可以看出,快速成形技术是个由三维转换成二维(软件离散化),再由二维到三维(材料堆积)的工作过程。
快速原型制造与传统的机械加工相比,存在本质的区别。传统的机械加工是做减法的加工模式而快速原型制造时做加法的加工模式。快速原型制造技术(RPM)突破了传统加工中金属成型和切屑成型的工艺方法,是一种“使材料生长,而不是去除材料的制造过程”。其主要特点为:
(1)制造效率高 利用并行工程的有效手段,可使产品设计和模具生产同
时进行,大大缩短了产品的生产周期,降低了设计成本,比较适合新产品的研制开发。
(2)成形制造灵活 不受零件几何形状复杂程度的制约,成形速度快,可以制造出各种复杂结构和形状的原型或零件。
(3)CAD模型直接驱动突破了传统方法的制约,使CAD和CAM能够良好的结合,实现设计与制造一体化。
(4)高度柔性 不同的产品的整个生产过程,仅需改变CAD模型,重新调整和设置工艺参数,便可制造出符合要求的零件。
(5)制造成本低制造周期一般不到传统的数控切削方法的1/2,而且模具的几何复杂程度愈高,此种经济效益愈明显。
(6)用材广泛 可选用石蜡、纸、树脂金属或陶瓷粉末复合材料等各种原料。
2.几种典型的工艺及优缺点
目前快速原型制造技术的工艺有数10种,但运用比较成熟的并不是很多有如下4中:
液态光敏树脂选择性固化法 SLA(Stereo Lithography Apparatus)
粉末材料选择性烧结法 SLS(Selected Laser Sintering)
分层实体制造法 LOM(Laminated Object Manufacturing)
丝状材料选择性熔覆法 FDM(Fused Deposition Modeling)
2.1液态光敏树脂选择性固化法 SLA 1.工艺过程:液态光敏树脂选择性固化(SLA)又称立体光刻工艺,采用计算机控制下的紫外激光,以预订原型各分层截面的轮廓为轨迹,逐点扫描,使被扫描区的树脂薄层产生光聚合反应后固化,从而形成一个薄层截面。当一层固化后,向上(或下)移动工作台,在刚刚固化的树脂表面布放一层新的液态树脂,再进行新一层的扫描、固话。新固化的一层,牢牢的粘合前一层,如此反复至整个原型制造完毕。
2.优点:
(1)系统工作稳定。系统一旦开始工作,构建零件的全过程完全自动运行,不需要专门的技术人员看管,直到整个工艺过程结束,这样还可以节省人力,避免人力、时间的浪费。
(2)尺寸精度较高,可确保工件的尺寸精度在0.1mm以内。
(3)表面质量较好,工件的最上层表面很光滑,侧面可能有台阶不平及不同层面间的曲面不平。
(4)系统分辨率较高,因此能构建复杂结构的工件。
3.缺点:
(1)随着时间推移,树脂会吸收空气中的水分,导致软薄部分的弯曲和卷翅。
(2)氦-镉激光管的寿命仅3000小时,价格较昂贵。同时需对整个截面进行扫描固化,成型时间较长,因此制作本钱相对较高。
(3)可选择的材料种类有限,必须是光敏树脂。由这类树脂制成的工件在大多数情况下都不能进行耐久性和热性能试验,且光敏树脂对
环境有污染,使皮肤过敏。
(4)需要设计工件的支撑结构,以便确保在成型过程中制作的每一个结构部委都能可靠定位。2.2粉末材料选择性烧结法 SLS
1.工艺过程:
粉末材料选择性烧结采用二氧化碳激光器对粉末材料(塑料粉、陶瓷与粘结剂的混合粉、金属与粘结剂的混合粉等)进行选择性烧结,是一种由离散点一层层对集成三维实体的工艺方法。在开始加工之前,先将充有氮气的工作室升温,并保持在粉末的熔点一下。成型时,送料筒上升,展粉滚筒移动,先在工作平台上展一层粉末材料,然后激光束在计算机控制下按照截面轮廓对实心部分所在的粉末进行烧结,使粉末溶化继而形成一层固体轮廓。第一层烧结完成后,工作台下降一截面层的高度,在展上一层粉末,进行下一层烧结,如此循环,形成三维的原型零件。最后经过5-10小时冷却,即可从粉末缸中取出零件。未经烧结的粉末能承托正在烧结的工件,当烧结工序完成后,取出零件。
2.优点:
(1)与其他工艺相比,由于可以使用金属粉末材料进行加工成型,运用SLS能生产最硬的模具。
(2)可以采用多种原料,从理论上来说,任何加热后能够形成原子间粘结的材料都可以作为SLS的成型材料。例如尽大多数工程用塑料、蜡、金属、陶瓷等。
(3)零件的构建时间短。
(4)由于SLS采用的是固态粉末材料进行烧结,层与层之间的粘结强 度较高,无需设计和构造支撑。
3.缺点:
(1)在加工前,要花近2小时的时间将粉末加热到熔点以下,当零件构建之后,还要花5-10小时冷却,然后才能将零件从粉末缸中取出。(2)表面的粗糙度受粉末颗粒大小及激光点的限制,对材料的要求较高。
(3)零件的表面一般是多孔性的,为了使表面光滑必须进行后处理。(4)需要对加工室不断充氮气以确保烧结过程的安全性,加工的本钱高。
(5)该工艺产生有毒气体,对工作人员的身体产生危害,污染环境。2.3分层实体制造法 LOM
1.工艺过程:
先将单面涂有热熔胶的纸通过加热辊加压粘结在一起,此时位于其上方的激光器按照分层CAD模型所获得的数据,将—层纸切割成零件的内外轮廊,然后新的一层纸再叠加在上面,通过热压装置,将下面已经切割的层粘合在一起,激光再次进行切割。切割时工作台连续下降,切割掉的纸片仍留在原处,起支撑和固化作用,纸片的一般厚度(0.07~0.1)mm。
2.优点:
(1)由于只需要使激光束沿着物体的轮廓进行切割,无需扫描整个断
面,所以这是一个高速的快速原型工艺。零件体积越大,效率越高。(2)加工后零件可以直接使用,无需进行后矫正。(3)无需设计和构建支撑结构。(4)易于使用,无环境污染。3.缺点:
(1)可实际应用的原材料种类较少,尽管可选用若干原材料,例如纸、塑料、陶土以及合成材料,但目前常用的只是纸,其他箔材商在研制开发中。
(2)纸制零件很轻易吸潮,必须立即进行后处理、上漆。(3)难以构建精细外形的零件,即仅限于结构简单的零件。
(4)由于难以(固然并非不可能)往除里面的废物,该工艺不宜构建内部结构复杂的零件。
2.4丝状材料选择性熔覆法 FDM
1.工艺过程:
丝状材料选择性熔覆(FDM)技术,是将丝状的热熔性材料加热熔化,通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。喷头可沿着X轴方向移动,而工作台则沿Y轴方向移动。如果热熔性材料的温度始终稍高于固化温度,而成型的部分温度稍低于固化温度,就能保证热熔性材料挤喷出喷嘴后,随即与前一个层面熔结在一起。一个层面沉积完成后,工作台按预定的增量下降一个层的厚度,再继续熔喷沉积。
2.优点:
(1)制造系统可用于办公环境,没有毒气或化学物质的危险。(2)工艺干净、简单、易于成型且不产生垃圾。(3)可快速构建瓶状或中空零件。
(4)原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和快速更换。
3.缺点:
(1)精度较低,难以构建结构复杂的零件。(2)垂直方向强度小。
(3)速度较慢,不适合构建大型零件。
3.快速原型制造技术的发展展望
快速成型从最早的LOM机(切纸法)到后来的三维打印,具有代表性的工艺有SLA,SLS,FDM,POLYJET等等。所用的材料有类石膏粉末,尼龙粉,ABS,PC,光敏树脂及蜡材料,目前还有一种可以直接使用合金粉末。所有的快速成型技术都是把目标定位在研发周期的前端,概念模型的制作上面。但是,面对市场经济的竞争和全球经济一体化的发展趋势,未来的竞争就表现在新品推出的速度上及整个产品周期的成本上。所以,越来越多的企业,迫切需求一种技术,能在缩短研发周期的基础上,加快成品制造
的速度并降低成本。这就要求快速成型技术必须要突破现有的材料,来适应未来的市场需求。面对这种局面,美国STRATASYS公司,率先推出DDM系统,直接数字化制造。直接数字化制造可以说是为了满足生产需求而提出来的一种新的生产方式。在快速成型的基础上,通过改进设备性能和材料,可以直接小批量生产成品,以规避开模的风险,加快生产进度。另外美国在最近几年也在大力发展其制造业,希望能重新回到全球制造业霸主地位,其先进制造合作伙伴计划首先建立的一个3D打印实验室就是以快速原型制造技术为原型发展而来的一个新技术。
参考文献:
[1]张昌明.快速原型制造技术的应用[J].机械管理开发,2008,23(3):102-103.[2]陈 康,彭成允.浅谈SLA及其光敏材料[J].材料导报,2004,18(8A):68-69.[3]孙 勇,王秀峰.快熟原型制造技术在陶瓷制件上的研究进展[J].陕西科技大学学报,2004,(5):148-152 [4]王晓玲,唐一平.快熟原型技术的研究现状与发展[J].上海第二工业大学学报,2000,(1):24-32 [5]黄树槐,张祥林,马黎等.快速原型制造技术的进展[J].中国机械工程,1997,(5):8-12
第二篇:数控加工实习报告
数控加工实习报告
数控加工实习报告1
20xx年5月20日,我来到了美丽的青岛市,在这里,我即将度过为期一年的校外实习生活。
我所实习的单位是一家民营企业,位于青岛即墨市的青岛(新)海升电子有限责任公司,在这里,我将运用课堂上所学的专业知识,来完成公司交给我的任务,将它更好的运用到实际操作当中。
一、实习单位简介
我所实习的单位是青岛(新)海升电子有限责任公司,是一家专业设计和生产IT产品外观金属装饰结构的企业和标识牌LOGO配套制品的民族企业,同时研究新型IT产品外观素材和其加工方式,并与韩国三星第一委托商建立长久合作关系,结为战略合作伙伴。现有工作人员200余名。制造工艺涵盖冲压、锻造、拉伸、铣雕、切削、抛光、注塑等机械加工和电镀、电铸、氧化、腐蚀、丝印、喷漆、激光、真空度等表面处理等。其中有些工艺达到世界领先水平。常用主要材料为铝、不锈钢、金、银、锡、铜、钢、PVC、ABS、PC等。
二、实习具体过程
1.工作岗位
公司有这么几种工作:冲压工、喷漆工、数控操作人员、氧化操作人员等,而我来到这里的第一天就荣幸地成为了一名数控操作人员,我可以更好的利用自己的专业知识为公司服务。到这里的第一天,公司管理人员为我们进行了大致的培训。
公司由总经理直接领导,下面又分为管理部、营销部、财务部、生产部、采购部、保卫部等部门,我位于由李部长所领导的生产部,他下面又分为生产部经理、技术科科长、生产科科长、酸洗车间主任、包装车间主任。我所在的车间主要以数控加工为主,公司有5台从韩国进口的CD级切削机,20台国产数控操作机,我现在主要负责数控NC机及SPIN机的调试以及小组人员的管理。
我所在的车间现有人员50人,分为AB两个班。我接触的第一台操作设备是韩国制造的CD纹切割机(我们习惯叫它SPIN机),主要功能是在铝板上切割出细小的纹路。车间还有数十台数控NC机,型号为FA-240GCNC,其主要作用是在铝制品上雕刻、切割产品轮廓以及装饰件的边缘倒角等。
2.产品工艺流程
我们加工的是精密装饰件,所做的流程复杂、耗时,要求也很高,但大体上的工艺流程大同小异。
在加工一个产品时,先确认所做产品的各项参数、产品的长宽、NC边、SPIN纹的大小、产品的厚度、台阶的大小、耐手汗、耐盐碱等,然后依照这些数据进行数控程序的编制、图形的绘制,小批量试制测试,达到客户要求后开始大批量生产。
由生产办下发量产作业指导书以及产品图纸,物流卡,生产车间接到任务后召集相关人员讨论注意的'各项问题,将物流卡下发到冲压车间,由冲压负责人前往仓库领取铝板,之后进行剪板,由冲床冲成41x41或54x54的小铝板,将产品转到我们数控车间,由负责人开始调试机器,依照图纸和作业指导书小批量生产,质检人员确认后方可进行大批量生产。之后,将加工好的半成品转到氧化酸洗车间,氧化后转入冲压车间,进行产品的落料,最后到包装车间,最后检验,封装,发到客户手中。就拿我们现在做的一款产品GT-I9300手机上的HOME按键来说,它的具体工艺流程如下:
冲压剪板→冲压→铣槽→背铣台阶槽→氧化为黑色→做NC边(倒角)→氧化→镭雕导电孔→背铣胶槽→印刷→完成铣→包装。
这仅仅是一个不大于20x5的一个小产品的大体加工过程,这么小的一个产品包含的技术、人力、物力、工时等就要占去两条时间。
3.加工设备简介
(1)国产数控机,由东部莱特(烟台)机电有限公司(和宇机电)制造,型号为FA-350D,有电脑控制端和操作控制台两大部分组成,主要应用于手机铝合金外壳,MP3外壳等各种铝合金面板的边缘倒角高光上。用到的铣刀有φ0.5,φ1,φ2,φ3,φ4,φ6六种精密铣刀,成型后的产品边缘倒角高光时用到的天然钻石雕刻刀有20°、30°、35°、45°四种。当用于产品成型铣时,电脑端的参数要设置为:第一进给速度500,第二进给速度300,切割第一步2500,切割第二步500,切割第三步100,角度小于95度,主轴转速30000-45000之间。当用于产品边缘倒角高光时,第一进给速度8000,第二进给速度30,切割第一步4000,切割第二步1000,第三步50,角度小于150度,主轴转速50000-70000之间。
(2)韩国CD纹切割机,由操作台,数据端组成。主要用于铝合金面板上加工出CD纹路,数据端全部由韩文组成,本人一句不懂,不过其操作与设置均为固定,大体可操作。我学习操作时先接触的是制具的安装,要用到千分表,目的是准确定位,圆心的确定。具体操作过程是:1用四个螺丝稍作固定,然后用千分表对到制具边缘,针头与螺丝成一条直线,记录下此时千分表上的数据。2将制具转到螺丝的对面,与另一边成一条直线,记录数据。3计算平均值。4余下的螺孔同样操作。
安装好制具后开始对刀,记录下显示器上的Z轴数据,再将刀提起,移动x轴,确定要切割的产品大小,记录x轴的起始、终了位置数据,再设置一下CD纹的间距,机器回原点后就可以对产品进行加工了。
(3)韩国高光机
主要作用是对铝合金板进行表面的抛光,切削,使得过厚的板材达到产品的制定厚度。
4 工作内容 20xx年5月初进入了海升电子有限公司,刚开始接触的是韩国的SPIN机,操作简单,只要将产品位置放对了,按一下开始按钮就可以了。虽说操作简单,但是要想加工出一个好的产品,就先必须学会看产品,看产品加工表面有没有划伤的,缠丝的、没切的,只有会看了才能会调试机器。就拿我最先接触的一款产品B09导航键来说,其表面不仅有CD纹,而且在Cd纹基础上还有一圈光亮边,也就是我们通常所说的NC边,这是两种间距不同的CD纹之间的分界线,也是最容易出现问题的地方,如果下刀深了,所切出的铝丝很容易缠在刀具上,铝件表面形成很严重的划伤面,使得产品不良。还有,因为切削的铝丝很长,酒精管喷出的酒精很少的话,也容易缠丝。后来,我们想了种办法,在未加工的铝板上用刀片先切出一条条的线,但不能切得太深,这样,在加工时铝丝会自动断开,这样就不用担心缠丝了,但同时也会暴露出了另一个问题,如果用力不均匀,刀切得过深,在加工后会留下很明显的痕迹,使产品报废。在经过研究后,发现,如果切削时切得越深,产品越容易出现缠丝现象。于是,我们提出了另一种解决办法:分步切削法,将原本要切削一遍的分成两步。这样很好的解决了缠丝问题。
后来,因为我表现优秀,受公司领导器重,提拔为班组长,由一个普通员工转变为一个最底层的管理者。虽然工作性质变了,但我还是将最多的精力投入到工作中。
在这里,我又接触到了曾在学校学习过的数控技术,CAD技术,钳工里面的一些东西。比如对加工过程中各种指令的运用,点定位指令G00,直线指令G01,还有G92,G53等。对于G53,是非模态指令,仅在它所在的程序段中起作用和在绝对值指令G90时有效,还有G15、G16的运用,对G94,G95的掌握。
还有数控子程序的使用,在程序开始,应该有一个由地址O指定的子程序号,在程序的结尾,返回主程序。指令M99是必须的。M99可以不必出现在一个单独的程序段中,作为子程序的结尾,这样的程序也是可以的。掌握了数控的各种指令,并把他们运用到实际操作当中就是一项很大的进步。
在绘图方面,由于在校时就学会了AUTOCAD技术,使得我在工作中更是得心应手了,而且,我们绘制的图形都比较简单,并没有像课堂上所学的那些复杂的零件图,由于有机械制图的基础,使得我能以更专业的眼光来为我绘制的图形把关。我发现,在车间有些图纸绘制的很多不符合规定的地方,我也层一一指出过,使得原来稍显复杂的图纸更加简单明了。
在管理方面,由于我所带领的员工,我的要求是,你可以把工作做得慢,但是在保证产量的基础上,把质量严格把控好。因为,有可能你工作上的一点小疏忽,所造成的影响是一些列的连锁反映,千里长堤,溃于蚁穴,这是我得人生格言,而且这种例子就差点发生在我们身上。我们曾经做过一款8150的手机HOME按键,它有着严格的台阶要求,要求我们严格管控到0.38-0.42毫米之间,然而,由于在工作中有员工将一个未加工完的产品混入良品中,在发到客户端后,发现装机后的HOME键明显的高出手机表面整整2毫米,所造成的后果是十多万的产品全部被退货。而且要求我们公司排专人到三星公司去一个一个测量台阶厚度,在我们赔款的同时,也就是后续的几十万的生产订单被取消,给我们公司造成了严重的损失。这也是我们经理说的一句话:一加一不等于二,它可能会等于零。也就是我们所付出了这么多,只因这一小点的疏忽,给我们带来的后果是0的收获。
严格把控质量关,是整个公司由上到下的所有人常挂在嘴边的一句话,也是我们后续工作的首要目标。
三.实习总结
进入社会整整一年,也算是半个社会人了,不能再像学生那样,某些时候可以随心随意。校外企业定岗实习,为我们提供了很好的实践机会,可以让我们更好的把理论应用于实践。在实践中领悟理论,更可以学习到很多书本上学习不到的,甚至比理论知识更适用的业务知识。而且这些实践经验,是我们踏上社会的第一桶金!作为一个成年人,作为一个社会职业人,任何时候都要守规矩,做好自己的本分,承担起自己所需要承担的责任,每一份工作或者一个工作环境都无法尽善尽美,但每一份工作中都有许多宝贵的经验和资源如失败的沮丧,自我成长的喜悦,温暖的工作伙伴,值得感谢的客户等等,这些都是工作成功者必须体验的感受和必备的财富。如果每天怀着感恩的心情去工作,就要懂得感恩的道理,你一定会收获很多很多。在你收获的同时,你会发现自己已经在锻炼中变得勇敢、坚强、乐观、豁达。这样的我,是不断前进的,走在成功路上的。
最后,感谢我所在的企业,感谢企业领导以及上司对我得重视和栽培,感谢我所遇到的同事们,让我在前进的路上充满激情和勇气!感谢山东工业职业学院,让我在短短的两年时间里认识到很多的良师益友,让我在知识的海洋里汲取知识不断完善自我,感谢院领导们的英明决策,让我有机会将所学知识充分的运用到实践中并在实践中检验所学的真理,让我们在工作中振作起来并且找到迷茫的出口!
在接下来的日子里,我会继续拼搏,为了明天的精彩,未来的幸福!在社会这所大学里继续深造学习,不断汲取知识,武装自己的大脑,在激烈的竞争中利于不败之地!
数控加工实习报告2
实践是唯一鉴定真理的方法,在学校我们学的都是理论知识,很少有机会去实践,去鉴定。然而现在就是一个很好的机会,我会加倍去珍惜这次机会的,好好把自己的不足之处修补下,不断改进自己,完善自己。
数控加工是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法。数控加工与普通加工方法的区别在于控制方式。在普通机床上进行加工时,机床动作的先后顺序和各运动部件的唯一都是由人工直接控制,在数控机床上加工时,所有这些都由预先按规定行使编排并输入到控制机床控制系统的数控程序来控制。
数控机床的加工零件时,首先根据加工零件的图样和工艺方案,按规定的代码和程序格式编写零件的加工程序单,这是数控机床的工作指令。通过控制介质将加工程序输入到数控装置,由数控装置将其译码、寄存和运算之后,向机床各个被控量发出信号,控制机床主动地变速、起停、进给运动及方向、速度和位移量,以及刀具选择交换,工件加紧松开和冷却液的开、关等动作,使刀具与工件及其他辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行加工,从而加工出符合要求的零件。
从数控加工的一系列特点可以看出,数控加工一般机械加工所不具备的许多优点,所以其应用范围也在不断地扩大。他特别适合加工多品种、中小批量以及结果形状复杂、加工精度要求高的零件:特别是加工需频繁变化的模具零件,越来越多地倚重于数控加工中心或者说是数控铣床。
铣床是一种用途广泛的机床,在铣床上可以加工平面(水平面、垂直面)、沟槽(键槽、T形槽、燕尾槽等)、分齿零件(齿轮、花键轴、链轮乖、螺旋形表面(螺纹、螺旋槽)及各种曲面。此外,还可用于对回转体表面、内孔加工及进行切断工作等。铣床在工作时,工件装在工作台上或分度头等附件上,铣刀旋转为主运动,辅以工作台或铣头的进给运动,工件即可获得所需的加工表面。由于是多刀断续切削,因而铣床的生产率较高。
一、数控加工中心的组成
1)基础部件:基础部件是加工中心的基础结构,它主要由床身,工作台,
立柱三大部分组成。这三部分不仅要承受加工中心的静载荷,还要承受切削加工时产生的动载荷。所以要求加工中心的基础部件必须有足够的刚度,通常这三大部分都是铸造而成的。
2)主轴部件:主轴部件由主轴箱,主轴电动机,主轴和主轴轴承等零部件组成。主轴是加工中心切削加工加工的功率输出部件,他的起动,停止,变速,变向等动作均由数控系统控制。主轴旋转精度和定位准确性,是影响加工中心精度的重要因素。
3)数控系统:加工中心的数控系统由CNC装置,可编程序控制器,伺服驱动系统以及面板操作系统组成。它是执行顺序控制动作和加工过程的控制中心。CNC装置是一种位置控制系统,其控制过程是根据输入的信息进行数据处理,插补运算以获得理想的运动轨迹信息,然后输出到执行部件,加工出所需要的工件。
4)自动换刀系统:换刀系统主要由刀库,机械手等部件组成。如需要更换刀具时,数控系统发出指令后,由机械手从刀库中取出相应的刀具装入主轴孔内,然后再把主轴上的刀具送回到刀库完成整个换刀动作。
5)辅助装置:包括润滑,冷却,排屑,防护,冲压,气动和检测系统等部分。这些装置虽然不直接参与切削运动,但是加工中心不可或缺的部分。对加工中心的加工效率,加工精度和可靠性起着保障作用。
二、数控加工中心零件的装夹及刀具选用
1、零件的装夹
1)准的选择
在加工中心时,零件的定位仍应遵循六点定位原则,同时,还应该特别注意一下几点:
a)进行多工位加工时,定位基准的.选择应考虑能完成尽可能多的加工内容,即便于各个表面都能被加工的定位方式。例如,对于箱体零件,尽可能采用一面两销的组合定位方式。
b)当零件的定位基准与设计基准难以重合时,应认真分析装配图样,明确
该零件设计基准的设计功能,通过尺寸链的计算,严格规定定位基准与设计基准间的尺寸位置精度要求,确保加工精度。
c)编程原点与零件定位基准可以不重合,但两者之间必须要有确定的几何关系,编程原点的选择主要考虑便于编程和测量。
2)夹具的选用
在加工中心上,夹具的任务不仅是装夹零件,而且要以定位基准为参考基准,确定零件的加工原点。因此,定位基准要准确可靠。
3)零件的夹紧在考虑夹紧方案时,应保证夹紧可靠,并尽量减少夹紧变形。
2、刀具的选择
加工中心对刀具的要求是:
1)良好的切削性能:承受高速切削和强力切削并且性能稳定。
2)较高的精度:刀具的精度指刀具的形状精度和刀具与装卡装置的位置精度。
3)配备完善的工具系统:满足多刀连续加工要求。
工艺设计时,主要考虑精度和效率两个方面。一般遵循先面后孔,先基准后其他,先粗后精的原则。加工中心在一次装夹中,竟可能完成所有能够加工表面的加工,对位置精度要求较高的孔系加工。特别注意安排孔系加工顺序时,安排不当就有可能将传动副的反向间隙带入,直接影响位置精度。
加工过程中,为了减少换刀次数,可采用刀具集中工序,即用同一把刀具把零件上相应的部位都加工完,再换第二把刀具继续加工,但是,对于精度要求很高的孔系,若零件是通过工作台回转确定相应的加工部位时,因存在重复定位误差,不能采取这种方法。
加工中心可以归纳以下特点:
(1)适合加工周一性符合投产的零件,有些产品的市场需求具有周期性和季节性,如果采用专门生产线则得不偿失,用普通设备加工效率太低,质量不稳定,数量也难以保证。而采用加工中心首件试切完后,程序和相关生产信息可以
保留下来,下次产品再生产时只要很短的准备时间就可以生产。
(2)适合加工高效率,高精度工件。有些零件需求太少,但属于关键部件,要求精度高且工期短。传统工艺需用多台机床协调工作,周期长,效率低,在长工序流程中,受人为影响易出废品,从而在线恒重大经济损失。而采用加工中心加工,生产完全由程序自动控制,避免了长工艺流程,减少了硬件投资和人为干扰,具有生产效益及高质量稳定的优点。
(3)适合具有合适批量的工件 加工中心生产的柔性不仅体现在对特殊要求的快速反应上,而且可以快速实现批量生产,拥有并提高市场竞争能力。加工中心适合中小批生产,在应用加工中心时,尽量使批量大于经济批量,达到更好的经济效果。
(4)适合加工形状复杂的零件 四轴联动,五轴联动加工中心的应用以CAD/CAM技术的成熟发展,使加工零件的复杂程度大幅度提高,DNC的使用使同一程序的加工内容足以满足各种加工内容,使复杂零件的自动加工变得非常容易。
(5)其他特点 加工中心还适合加工多工位和工序集中的工件,难测量工件。另外,装夹困难或完全由找正定位来保证加工精度的工件不适合在加工中心上生产。
一个人的知识和能力只有在实践中才能发挥作用,才能得到丰富、完善和发展。大学生成长,就要勤于实践,将所学的理论知识与实践相结合一起,在实践中继续学习,不断总结,逐步完善,有所创新, 并在实践中提高自己由知识、能力、智慧等因素融合成的综合素质和能力,为自己事业的成功打下良好的基础自己本身还是存在着很大的欠缺,我应该将自己定位为一名基层的工人阶级,这样才能不断地提升自身的素质、素养,不断地改进自己的知识结构水平,让自己投入到理论学习中,好好积累基础理论知识,方能厚积薄发。
“纸上得来终觉浅”这次实习,让我学会了很多,明白做事要认真小心细致,不得有半点马虎。同时也培养了我坚忍不拔,吃苦耐劳的品质,让我明白了学习光靠理论是不行的,很多时候都要靠实践来证实。因此,我更加需要去多加实践,从实践中总结,归纳,更好的去充实自己,强壮自己。
第三篇:数控加工实习报告
数控技能实训报告
一、零件加工设备的概述
此次数控实训分为数控铣床和数控车床。
1、数控铣床部分我们实训的设备是XK712A数控铣床,它主要由数控系统、机械本体和电器三大部分组成,其中数控系统采用国内生产的WA-21DM系统,该系统是基于微处理器D70208H的高性能普及型铣床数控系统,具有普及型数控系统应有的大多功能,如手轮,图形跟踪和模拟量输出、内置固定式PLC等。主要功能:自动加工箱体类、带三维曲面的机械类零件、电器塑料制品类零件及其它各种类型的模具,尺寸精度达IT6-7级,表面粗糙度光滑。
主要参数:工作台面积(长X宽):600X210mm;工作台纵向行程:320mm;工作台横向行程:220mm;主轴端面至工作台面距离:40~340mm;主电机功率:15KW;转速:100~4500r/min;进给速度:7.9~3000mm/min;数控系统联动轴数:三轴联动。
2、数控车床部分我们实训的设备是CJK6132A(G)经济数控车床,数控系统是
GSK980T,它是广州数控设备有限公司开发研制的普及型数控系统。该系统的最小单位为0.001mm;编程的最大范围 9999.999;X轴最小设定单位0.001mm,最小移动单位0.0005mm(直径编程);Z轴最小设定单位0.001mm,最小移动单位0.001mm。
主要参数:床身最大回转直径:350mm;最大工件长度:500mm。
二、零件加工工艺的制定
1、铣削任务是利用数控铣床把尼龙棒Ø38x35mm铣削一个双凸轮,尼龙性能:机械强度高,韧性好,有较高的抗拉、抗压强度。分析加工零件的图纸,知道是一个正方体22X22X26mm,方体中心有一个直径12mm的通孔,且在26mm正中间处有两段心形圆弧R12,厚10mm,由此可知该零件的加工需要两次的装夹,因此,需要找一个对刀点来确保加工的精确。根据图纸要求,分为粗加工和精加工,留有0.4mm的余量精加工。先在中心位置钻一个直径为5mm的小孔,再加工外形轮廓从端面加工到心形圆弧,16mm的深度,随着就加工中心的通孔,加工完毕后翻转装夹加工另一边。利用CAM软件生成程序,确定对刀点位置。
首先,利用V型块将工件在台钳上放平,夹紧,然后依次将两个端面铣平,保证两端面平行且与侧面垂直。将两端面靠着台钳的端面装夹,夹紧,在圆柱侧面铣出一个2mm深的平面,然后重新装夹铣出另一个与先前平面互相垂直的2mm深的平面,这两个平面作为对刀面,通过它们来寻找对刀点。
利用V型块,一个对刀面靠着台钳口,在工件下端垫上铁块防止工件下滑,在工件上端面至台钳最高位置留有18mm,夹紧。以侧面铣出的两个平面为基准面,X、Y轴向中心各自移动17mm的位置作为下刀点,X、Y轴设为零,Z轴以上端面为基准设为零。
根据零件图所知,有一段R10mm的圆弧,所以选用直径8mm的平铣刀进行粗精加工,选用直径为5mm的钻头进行钻中心孔。
2.车削任务是利用数控车床把Ø27mm左右的尼龙棒车削一个达到相关要求的轴类零件。尼龙性能:机械强度高,韧性好,有较高的抗拉、抗压强度。分析加工零件的图纸,这是一个较为复杂的轴类零件的加工。此轴类零件有圆弧加工、螺纹加工、挖槽(凹槽)加工。确定工艺方案,采用三爪自定心卡盘夹持Ø27mm外圆,棒料伸出卡盘外约有100mm,找正后一次装夹完成粗、精加工。
工艺路线的设计:①用一号刀(外圆刀)进行轮廓的粗车,采用外圆粗车循环指令G71进行编程;用一号刀(外圆刀)进行轮廓的精车,采用精加工循环G70指令编程。②用三号刀(螺纹刀)车螺纹,采用G92螺纹切削循环指令编程,分7刀切削螺纹。③用三号刀(螺纹刀)车圆弧凹槽,采用顺圆弧G02指令编程,分三刀车削。④用二号刀(挖槽刀)进行车槽加工。⑤用二号刀(挖槽刀)切断工件
以零件右端面与回转轴线交点为工件坐标原点,用G50设定工件坐标系。程序如下:
O0216
M03 S500
G0 G98 X100 Z100
T0101
G0 X26 Z3
G71 U1 R0.5
G71 P10 Q20 U0.5 F100
N10 G0 X10
G01 Z0
G01 X12 Z-1
Z-15
X14
X16 Z-16
G02 X24 Z-35 R40
N20 G01 Z-70
G70 P10 Q20
G0 X100 Z100
T0303
G0 X15 Z3
G92 X11.3 Z-14 F1.75
X10.8
X10.5
X10.3
X10.15
X10
X9.9
G0 X26.0
Z-39.191
G02 X26.0 Z-50.809 R8 F80
G0 Z-39.191
G01 X24.4
G02 X24.4 Z-50.809 R8
G01 Z-39.191
G0 X2
4G02 X24 Z-50.809 R8 F50
G0 X26
X100 Z100
T0202
G0 X26 Z-58.3
G75 R0.5
G75 X20.3 Z-68.3 P3000 Q2500 F30
G0 X26 Z-68.3
X18
G01 X20 Z-64
G0 X22 Z-58.3
G01 X24 Z-55 F10
G0 X26 Z-68.3
G75 R1
G75 X-1 P3000 F20
G0 X100 Z100
T0100
M30
①通过这次实习我们了解了现代机械制造产业的生产方式和工艺过程。熟悉工程材料主要成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操纵技术。了解机械制造工艺知识和新工艺、新技术、新设备在机械制造中的应用。②在工程材料主要成形加工方法和主要机械加工方法上,具有初步的独立操纵技能。③在了解、熟悉和把握一定的工程基础知识和操纵技能过程中,培养、进步和加强了我们的工程实践能力、创新意识和创新能力。
④这次实习,让我们明白做事要认真小心细致,不得有半点马虎。同时也培养了我们坚强不屈的本质,不到最后一秒决不放弃的毅力!
⑤培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念,强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性,进步了我们的整体综合素质。
⑥在整个实习过程中,老师对我们的纪律要求非常严格,制订了学生实习守则,同时加强清理机床场地、遵守各工种的安全操纵规程等要求,对学生的综合工程素质培养起到了较好的促进作用。
很快我们就要步进社会,面临就业了,就业单位不会像老师那样点点滴滴细致进微地把要做的工作告诉我们,更多的是需要我们自己往观察、学习。不具备这项能力就难以胜任未来的挑战。随着科学的迅猛发展,新技术的广泛应用,会有很多领域是我们未曾接触过的,只有敢于往尝试才能有所突破,有所创新。就像我们接触到的车工,固然它的危险性很大,但是要求每个同学都要往操纵而且要作出成品,这样就锻炼了大家敢于尝试的勇气 该信息出自应届毕业生求职网YJBYS.COM:http://
第四篇:数控加工实习报告格式
数控加工实习报告格式:
数控加工实习报告
姓名:***班级:10机制2班学号:2010100***
开篇:自行唠嗑一番。
任务安排:……。
车床介绍:简单介绍华中世纪星HNC-21T数控车床。
编程与加工:主要包括以下内容
1、加工零件的确定,分析图纸,确定加工工艺;
2、车刀的选择,分析各车刀的特性和适应场合等(注意车刀装夹刀位与程序调
用时相对应);
3、毛坯的选择,统一用120*31mm尼龙棒;
4、编程,根据自己选择加工的零件分析确定加工的过程进行编程(对每一个加
工过程进行叙述);使用仿真软件进行模拟,就出现的问题进行分析和修改。
5、完整程序;
6、机床操作并加工。
总结和体会:
实习报告书写要求:
1、统一用A4双线报告纸书写(手写);
2、字数不限(尽量写的详细一点);
第五篇:数控加工实习报告
重庆大学数控加工实践
实验报告
学院:机械工程学院 专业:机械设计制造及自动化
年级:2009 学生:*** 学号:20092000
目录
一、实践目的...........................................................................3
二、实践原理...........................................................................3
三、实践内容...........................................................................5
四、实践步骤...........................................................................6 1.CAD零件三维实体建模.................................................6 2.CAM零件数控加工工艺设计...................................10 3.快速原型制造..............................................................20
五、实验结果.........................................................................30
六、分析总结.........................................................................33
七、心得体会.........................................................................35 参考文献....................................................................................36
一、实践目的
1.熟悉三维建模,熟悉三维建模软件MDT的基本操作和建模过程。2.了解CAD/CAM及数控加工的基本原理及方法,熟悉数控加工软件Mastercam软件的基本操作和数控加工NC代码的生成。
3.了解快速原型制造的基本原理及方法,熟悉利用快速原型制造程序RpProgram对模型进行分层处理和生成加工数据的方法。4.熟悉网络化设计与制造的基本思想及方法。
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、实践原理
1.计算机辅助设计(CAD)基本原理:
CAD技术从二维绘图起步,经历了三维线框、曲面和实体造型发展阶段,一直到现在的参数化特征造型。CAD(计算机辅助设计)是指工程技术人员以计算机为工具,用自己的专业知识,对产品进行总体设计、绘图、分析和编写技术文档等设计活动的总称。
CAD技术由硬件和软件系统共同实现,以计算机系统为硬件平台,集成基本图形资源与自动绘图软件、几何造型、工程分析与计算、仿真与模拟、专用设备控制程序生成、继承与管理等软件集合而成的系统技术。三维建模软件的发展经历了线框建模、表面建模、实体建模和特征建模几个阶段。目前大多数建模软件都支持实体建模的方式进行产品的设计。2.计算机辅助制造(CAM)的基本原理
CAM(计算机辅助制造)狭义CAM指数控程序的编制,包括刀具路径的规划、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真以及NC代码的生成等。数控编程的核心工作是生成刀具轨迹,然后将其离散成刀位点,经后置处理产生数控加工程序。
在数控机床上对零件进行加工时,首先要将待加工零件的零件图上的几何信息和工艺信息数字化,即把刀具的运动与工件的运动分割成一些最小单位位移量(即最小位移量,又称为脉冲当量),按照标准规定的代码与格式编制成加工程序(NC代码程序),数控系统按照数控程序(NC代码文件)的要求,经过插补计算,将所要求的进给量分配给各个进给坐标轴,使相应的各个坐标轴在规定的时间内以数控代码程序中指定的进给速度同时移动若干个最小位移量,实现刀具与工件的相对运动,从而完成零件的加工。
CAD/CAM:CAD系统准备好数控编程过程所需的数据,并按一定的标准,将这些数据转换成相应的中性文件;CAM系统读入中性文件,并将中性文件转换为本系统所需要的形式,然后自动生成数控程序。
3.快速原型制造技术的基本原理
RP/M技术的原理就是常说的离散/堆积成形原理。成形就是将物质有序地组织成具有确定外形和一定功能的三维实体的过程。传统的成形方法主要有去除成形法(切削加工)和受迫成形法(变形加工)两种。近年来发展起来的RP/M技术则是第三种成形方法:离散/堆积成形法,即应用合并与连接的方法把材料有序地合并堆积起来的成形方法。离散/堆积成形原理就是计算机根据三维CAD模型所确定的几何信息,将模型离散化(切片)成一系列具有一定厚度的薄层,控制成形机对模型的层面加工,然后层层堆积可得到一个三维实体(原型)。其基本构思是利用计算机将复杂三维物体转化为二维层,然后运用积分的思想,由点、线构造零件的面(层),然后逐层成形。
4.熟悉网络化设计与制造的基本思想及方法。
新生产模式——网络化制造。随着信息与通信技术飞速发展,特别是互联网的建立,网络化设计与制造是一个新的研究方向。
网络化制造主要解决两个问题:快速响应市场的需求和充分利用现有资源,实现少花钱、多办事,保证可持续发展。它的运作空间可以是全社会的,甚至是跨国界的和全球性的。此外,它同时具有更广泛的技术、管理、人员、组织和市场经营的柔性。
网络化加工:充分利用本地和远程的加工资源,在低成本、高效率地实现产品的加工制造,更有效地承揽工业设计业务,最大程度上满足用户的设计要求。
三、实践内容
1.零件的三维CAD建模。应用MDT 6.0 软件实现复杂零件的计算机辅助设计。
2.CAM软件应用或快速原型制造数据准备及控制软件的应用:Mastercam 8.0 3.数控加工和快速制作零件的上机实践。应用α-T10 A钻削加工中心或TV5立式加工中心进行加工。
四、实践步骤
1.CAD零件三维实体建模
1)打开MDT软件,新建文件,建立世界坐标系。
2)根据建模的零件,选取建模方式。对于球头轴,可以用旋转的方式建立轴体。选取TOP平面绘制旋转草图。
3)草图完成后,执行旋转命令,建立轴体模型。
4)球头一侧的平面,可以用拉伸除料的方法建立。选取水平工作平面,用矩形绘制出去除材料的部分。
拉伸除料后的效果。
5)轴端键槽也采用拉伸除料的方法完成,首先在键槽底面位置建立一个新的工作平面
在新的工作平面上绘制键槽的外形
拉伸完成的键槽效果
6)轴端倒角,同时考虑到刀具最小半径,在圆弧相接处进行圆角修饰,半径为刀具最小半径。
2.CAM零件数控加工工艺设计
1)打开Mastercam9.0,导入建立的三维模型。使用Xform命令将模型调整到合适的大小和位置
2)确保软件Z轴坐标零点与零件最高点重合。
3)建立加工范围框
走刀范围为长120x90的矩形。
4)设置毛坯大小为110x80x40
5)设置粗加工刀具参数
6)设置精加工刀具参数
7)设置粗加工走刀参数
8)粗加工刀路计算
9)粗加工仿真
10)粗加工完成
11)设置精加工走刀参数
两次精加工走刀成直角关系(第一次45度第二次135度)
12)精加工刀路计算
13)精加工仿真
第二次走刀
14)加工完成
3.快速原型制造
1)装入模型,选择控制板模型,装入,通过控制面板调整至合适位置
2)检查模型完整性
3)设置分层参数
4)开始分层
5)分层结束
6)分层结束,检查各层轮廓完整性
7)自动修复轮廓
去除孤立点或孤立线段
滤除轮廓中的细小线段
尝试连接开口轮廓
消除轮廓中共线连接点
依然有无法修复的轮廓
将下一层复制到当前层
8)建立基础支撑
9)添加人工支撑
10)检查人工支撑
11)快速原型制造仿真
五、实验结果
数控加工NC代码生成结果: 1.粗加工代码% O0001(PROGRAM NAME26-05-12 TIME=HH:MM15 DIA.OFF.15 DIA.WHY21)(DATE=DD-MM-YY21:31)N100G21 N102G0G17G40G49G80G90(TOOL16 LEN.6.)N104T16M6 N106G0G90X37.674Y-17.089A0.S2000M3 N108G43H16Z20.N110Z5.N112G1Z-20.512F150.N114X38.05Y-16.713Z-20.222F2000.N116X39.213Y-15.55 N118X40.38Y-14.383Z-21.479 N120X40.421Y-14.342Z-21.569 N122X40.641Y-14.122Z-23.N124G0Z5.N126Z10.N128X41.701Y-12.638 „„
N4672X-44.611Y7.855Z-18.375 N4674Y8.279 N4676Z-19.176 N4678X-43.621Y9.269Z-18.936 N4680X-43.646Y9.669 N4682Z-20.132 N4684X-44.612Y8.703Z-20.291 N4686X-44.597Y9.141 N4688Z-22.935 N4690X-43.626Y10.112 N4692G0Z5.N4694Z20.N4696M5 N4698G91G28Z0.N4700G28X0.Y0.A0.N4702M30 %
六、分析总结 1.数控加工误差分析
数控加工中的误差主要由工件的定位误差、对刀误差、机床误差、刀具误差、热变形以及弹性变形引起的误差等。消除误差的主要方法有:合理设计夹具;将工件置于准确的坐标系中。设计中提高零件刚度和装夹刚度。通过多次走刀减小误差复映等。在高精度机床中,对于传动机构的制造精度误差,通常在机床软件系统中添加误差补偿表进行补偿。同时,对机床工作环境的温度、机床传动部件的温度进行控制,高精密机床在传动轴中通入恒温油带走机床运转中产生的热量。减小热膨胀对机床精度造成的影响。2.快速原型制造误差分析
快速原型制造具有一下优点和特点: ①适合加工形状复杂的、规则零件的加工; ②没有或极少有下脚料,是一种环保制造技术; ③成功解决了三维造型“看得着,摸不着”的问题; ④系统柔性高;
⑤不需要专用的夹具和模具,大大缩短新产品试制周期; ⑥零件的复杂程度与制造成本关系不大。
同时,快速原型制造也有一些不可避免缺陷和技术难题。其制造误差主要表现在对模型的分层精度上,分层精度越高,误差越小,表面质量越好。同时对光源的控制要求较高,光斑聚焦的大小对精度也有一定影响,聚焦越小精度越高。由于工件是分层叠加而成的,层与层之间的结合强度弱,会导致层之间的滑移,使制造精度下降,因此正确控制光源功率参数是加工成败的关键。
七、心得体会
本次数控加工实践的内容是三维建模、CAM数控加工仿真和快速原型制造技术的学习。在学习过程中,遇到了一些困难,主要原因是对软件和加工过程的工作机理不够熟悉。在使用MDT软件建模的过程中,遇到了草绘出的几何无法旋转成实体的问题,经过分析,发现旋转时没有指定旋转轴。在使用Mastercam软件生成刀路时,遇到过加工出零件外形位置过高,无法加工出完整形状的问题,检查发现加工时以Z轴0点为基准,但没有把工件最高点与0点齐平,因此加工出零件切削高度出现偏差,修改后恢复正常。同时还发现,进行粗加工时,无法直接铣出键槽,精加工用的球头铣刀也无法铣出正确的键槽形状,会留下无法铣出的圆角。因此仅用教材提供的两把刀无法正确加工出键槽,还需要添加直径更小的专用铣刀。
通过此次数控加工实践,我对使用CAD/CAM软件进行零件设计、加工的步骤有了大致的了解,学会了使用软件生成零件加工刀路进行模拟与仿真。对快速原型制造有了一定的了解,熟悉了这种制造方法层层堆积的制造原理。通过对新技术的学习,了解了世界先进的机械制造技术,开阔了自己的视野。也发现我国的技术与发达国家有很大的差距。更加明确了自己还有很多知识需要努力钻研学习。机械学是一门实践性很强的学科,而作为大学生,自己所缺少的正是实践经验,通过数控实习,提高了自己的实践能力,激发了学习的热情。参考文献
[1].陶桂宝、刘英、张毅等.《数控综合实践指导书》[M] 2005