数控加工实践报告
目 录
一．数控加工综合实践的目的及要求…………………………………1
二．数控加工综合实践的原理…………………………………………1
1. 计算机辅助设计（CAD）基本原理 1
2.算机辅助制造（CAM）的基本原理 1
3.快速原型制造技术的基本原理 2
三．数控加工综合实践的内容…………………………………………3
四．注意事项……………………………………………………………3
五．零件的三维实体造型（MDT）………………………………………4
六．零件的CAM及数控加工过程………………………………………12
七．快速原型制造的实践过程…………………………………………25
八．心得体会……………………………………………………………36
九．科技小论文…………………………………………………………37
一．数控加工综合实践的目的及要求：
1. 熟悉三维建模（MDT）；
2. 了解CAD/CAM及数控加工的基本原理及方法；
3. 了解快速原形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形
零件的全过程。
二．数控加工综合实践的原理
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.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。
三．数控加工综合实践的内容：
1.零件的三维CAD建模；
2.CAM软件应用或快速原形制造数据准备及控制软件的应用；
3.数控加工或快速制作的上机实践。
四．注意事项
用MDT或Mastercam软件完成零件的建模，可应用点，直线，样条线，方框，平面，SWAP曲面，拉升面，面剪切，面之间倒角以及求边界线等功能，零件实体由平面，曲面，圆槽，倒角等构成。设计时应注意一下几点：
1）本次实践CAD软件采用MDT6.0;
2)毛坯尺寸为120×mm80mm×40mm；
3）工件顶面中心点为原点（X0,Y0,Z0）；
4）工件高度小于30mm；
5）工件尺寸不应超出毛坯范围；
6）数控加工时只提供直径10mm端铣刀和R3球头铣刀；
7）孔或槽的尺寸应大于10mm；
8）曲率半径应大于3mm。
五．零件的三维实体造型（MDT）
1.为了作图，建立三维坐标系如图，原点设为（0，0）
2选择其中一个面作为设定为草图平面，因为我们的图形只能画在草图平面内
3.为了设计出零件上圆环形圆柱体，直径为32mm，先将其最大的圆截面作图在草图平面上
4.将所得圆截面进行对称拉伸，拉伸深度为30mm，可以得到拨叉这一部分的轮廓图
5.为了得到拨叉另一部分的图形，即半圆环柱面，我的方法是：a.先画大圆，直径为60mm；b.大圆从直径处截成半圆；c.画中间小圆，直径为50mm，并且把中间直径的线段截断，保留两边，形成封闭图形。各步骤截图如下：
6.同样的，将所得的截面进行对称拉伸，拉伸深度为20mm，得到该部分的大致轮廓图
7.为了得到中间部分的横向肋板，我先在草图平面做一个截面，为了减少二次切削的工序，我将在半圆环圆柱部分的线段画成折线，这样就省去了二次切削的工序
8.将所得见面进行对称拉伸，拉伸深度为8mm，能够得到横向肋板的轮廓如图
9.为了画纵向肋板，先将视图选择右视，为了作图，将正对的基本平面设定为新的草图平面
10.为了得到纵向肋板，先画一个矩形的截面，需要注意的是，为了避免二次切削，需要将在半圆环形圆柱这部分的矩形截面的边放在所得实体内，这样就不需要二次切削了。
11.将矩形截面进行对称拉伸，拉伸深度为5mm，即可得到纵向肋板的最初始的轮廓，但并不完整，需要对其进行切削。
12.为了得到完整的纵向肋板轮廓，做如图的截面，为了达到零件的形状要求，该截面需要经过如图左边大圆的最右端已经右边大圆的最左端的连线，在圆柱平面上的线段需要与圆柱平面相重合，得到需要的截面后，将该截面进行对称切削，切削的深度大于或者等于上一步骤拉伸的长度，我取得6mm，上部分做完后，下面部分以同样的方式进行操作，截图如下：
13.拨叉零件大致图线已经得到，但是截图中右边的圆柱还未进行切削形成圆环，所以需要将视图调为俯视，以步骤2中的草图平面设定为新的草图平面进行绘图
14.在新的草图平面中做出需要切削的圆的截面，直径为18mm，如图：
15.将所得圆形截面进行对称切削，需要注意的是，为了切削后形成通孔，需要将切削深度设定为大于或者等于步骤4中拉伸的长度值，这儿我取的31mm，完成后即可得到通孔
16.通过以上步骤，可以得到拨叉零件的大致轮廓图
17.完善部分，将需要进行倒圆的相交面进行倒圆，各截图如下：
a.横向肋板与两个圆环形圆柱的倒圆半径为8mm：
b.纵向肋板与直径为32mm的圆之间的倒圆半径为4mm：
c.纵向肋板与直径为60mm的圆的倒圆半径为3mm：
18.通过上述步骤，得到MDT对拨叉零件的三维实体建模图形
六．零件的CAM及数控加工过程
1.用MILL9程序打开IGES文件：启动MILL9—>MainMenu—>File—>Converters—>IGES—>Readfile—>选择IGES文件—>打开—>进入IGES Read Parameters设置界面，确认File is in Metric units—>Ok—>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 Acti—>Ok。
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。
2.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-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。
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—>MainMenu—>Xform—>Translate—>All—>Surfaces—>Done—>Polar—>输入移动距离=30—>输入移动方向的角度=270—>出现Translate提示页面，选中Operation的Move，确认Number of Steps为1—>Ok。
坐标启动前：
坐标移动后：
3.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④⑤⑥⑦。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Number of Steps为1，输入X、Y、Z三个方向的缩放比例—>Ok。（该实验中的零件大小合适，没进行该步骤）
工艺规划。通常为粗加工、精加工。
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130mm×90mm—>OK—>Origin—>MainMenu—>点击工具栏上的Cplane-3D和
Gview-Isometric。
