畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書-鼠標(biāo)曲面的建模及數(shù)控加工分析

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p>　論文題目鼠標(biāo)曲面的建模及數(shù)控加工研究</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　目 錄I</b></p><p><b>　　摘 要II</b>

2、</p><p>　　AbstractIII</p><p>　　第一章 緒論- 1 -</p><p>　　1.1引言- 1 -</p><p>　　1.2國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r- 1 -</p><p>　　1.3國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r- 2 -</p><p>　　1.4研究?jī)?nèi)容- 3 -<

3、;/p><p>　　第二章 零件的設(shè)計(jì)- 6 -</p><p>　　2.1鼠標(biāo)的建模分析- 6 -</p><p>　　2.2鼠標(biāo)周圍的曲面建模- 6 -</p><p>　　2.3鼠標(biāo)上蓋的曲面建模- 12 -</p><p>　　2.4側(cè)面曲面和頂面曲面的建立- 13 -</p><p

4、>　　2.5頂面與側(cè)面倒圓角面- 15 -</p><p>　　2.6本章小結(jié)- 16 -</p><p>　　第三章 仿真加工- 17 -</p><p>　　3.1仿真加工概述- 17 -</p><p>　　3.2仿真加工準(zhǔn)備工作- 18 -</p><p>　　3.3鼠標(biāo)模仿真加工過(guò)程- 2

5、0 -</p><p>　　3.4加工后處理- 28 -</p><p>　　3.5本章小結(jié)- 30 -</p><p>　　第四章 總結(jié)與展望- 31 -</p><p>　　4.1總結(jié)- 31 -</p><p>　　4.2展望- 31 -</p><p>　　致 謝- 32

6、 -</p><p>　　附錄 NC程序- 33 -</p><p>　　參考文獻(xiàn)- 36 -</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　基于計(jì)算機(jī)平臺(tái)的擁有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)的軟件Mastercam為CNC Software Inc.公司研發(fā)出來(lái)的。 該軟件可以提供具體數(shù)學(xué)

7、外形的零件設(shè)計(jì)所需的最佳環(huán)境，Mastercam多年來(lái)的優(yōu)化讓它具備絕對(duì)穩(wěn)定的工作環(huán)境，用于對(duì)曲面粗加工精加工的加工模擬。在制造行業(yè)中運(yùn)用Mastercam的能力來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品及數(shù)控加工產(chǎn)品，可以有效提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。Masterca可以使用DNC加工方式, 由計(jì)算機(jī)直接控制多臺(tái)數(shù)控機(jī)床的技術(shù)DNC（直接數(shù)控），其技術(shù)是實(shí)現(xiàn)CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。它在群面精加工的領(lǐng)域中的能力也是極其出色的，可以從各式各樣的加工方法中選擇最

8、好最簡(jiǎn)易的加工方法，所以它能夠勝任加工最復(fù)雜的零件的任務(wù)。mastercam的加工方法中有一個(gè)多軸加工功能，它可以為零件加工的靈活度提高不少。Mastercam提供400種以上的后置處理文件以適用于各種類型的數(shù)控系統(tǒng)，采用的是FANUC系統(tǒng)，機(jī)床為四軸聯(lián)動(dòng)臥式銑床。根據(jù)機(jī)床的實(shí)際結(jié)構(gòu)，編制了專門的后置處理文件，繩槽曲面加工刀具路徑NCI文件經(jīng)后置處理后生成加工程序。 由于本工件較大，處理的數(shù)據(jù)多，所生成</p><p

9、>　　此次課題的鼠標(biāo)曲面為多年來(lái)經(jīng)典的曲面模型，是用MASTERCAM來(lái)設(shè)計(jì)建造鼠標(biāo)的三維曲面建模及其本身的仿真加工模型零件，生成加工程序并在數(shù)控機(jī)床上加工出其模型。首先根據(jù)圖紙上圖形實(shí)物，了解各部分之間大致尺寸關(guān)系，根據(jù)自己的設(shè)計(jì)運(yùn)用CAD建模功能創(chuàng)建出鼠標(biāo)的三維模型。創(chuàng)建后的實(shí)體模型可以在CAM中生成精確的刀具路徑。生成的刀具路徑，可以通過(guò)后置處理產(chǎn)生用于特定數(shù)控機(jī)床的加工代碼。生成的加工代碼傳輸?shù)街付ǖ臄?shù)控機(jī)床上來(lái)完成鼠標(biāo)的

10、數(shù)控加工。</p><p>　　通過(guò)本次研究進(jìn)一步證實(shí)了MASTERCAM軟件在曲面建模和加工中所具有的強(qiáng)大功能。</p><p>　　關(guān)鍵詞：Mastercam 曲面建模 設(shè)計(jì) 數(shù)控加工</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Based on the computer p

11、latform has the key technology to achieve product design and manufacturing automation software CNC for Software Inc. Mastercam developed by the company. The software can provide the best environment for the design of the

12、 specific mathematical form, and the optimization of Mastercam for many years makes it have absolutely stable working environment, which is used to simulate the machining process of rough surface. In the manufacturing in

13、dustry the ability to use Mastercam t</p><p>　　The subject of the mouse surface for years to the classical surface model is with MasterCAM to design mouse built 3D surface modeling and machining simulation m

14、odel parts, machining program generation and in NC machine tool processing model. First, according to the drawings on the graphics in kind, to understand the general size of the relationship between the parts, according

15、to their own design using CAD modeling functions to create a three-dimensional model of the mouse. The created entity mo</p><p>　　Through this research, it is proved that the MASTERCAM software has powerful

16、function in surface modeling and processing.</p><p>　　Key words: Mastercam Surface modeling Design Numerical control processing</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><

17、;b>　　1.1引言</b></p><p>　　MASTERCAM軟件是國(guó)際上所有CAD/CAM軟件中技術(shù)發(fā)展得比較成功的，歐美各大工業(yè)強(qiáng)國(guó)一直都在沿用其軟件系統(tǒng)。在世界范圍內(nèi)的所有行業(yè)，最主要的機(jī)械制造業(yè)的設(shè)計(jì)、加工制造的標(biāo)準(zhǔn)都與之息息相關(guān)。隨著CAD, CAM, CAE等技術(shù)不斷發(fā)展和日趨完善，它們?cè)诟鱾€(gè)領(lǐng)域得到了極其廣泛的應(yīng)用。MASTERCAM是二維繪圖、數(shù)控加工編程、曲面造型等功能

18、發(fā)展起來(lái)的軟件，它是最經(jīng)濟(jì)有效率的全方位的軟件系統(tǒng)，包括是工業(yè)界及學(xué)校廣泛采用的CAD/CAM系統(tǒng)。 目前已“廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、通用機(jī)械等領(lǐng)域，同時(shí)也被當(dāng)今許多世界領(lǐng)先的制造商用來(lái)從事概念設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、詳細(xì)的機(jī)械設(shè)計(jì)以及工程仿真和數(shù)控加工等領(lǐng)域。其CAM模塊尤其出色，在同類軟件中處于絕對(duì)領(lǐng)先地位，它提供了一種交互式編程工具，可計(jì)算生成精確可靠的刀具加工軌跡，是一個(gè)功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助制造模塊。隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，零件模具的

19、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)也迅速發(fā)展，出現(xiàn)了多種較成熟的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。由于Mastercam技術(shù)具有多方面的優(yōu)點(diǎn)，機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域被廣泛采用，同時(shí)Mastercam技術(shù)還處在不斷的發(fā)展之中，這正是論文選題的主要依據(jù)和動(dòng)機(jī)。</p><p><b>　　1.2國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r</b></p><p>　　在全球制造加工行業(yè)的矚目下，Master CAM成功以其出色的設(shè)計(jì)及數(shù)控模擬，自動(dòng)編程能力

20、征服各大制造廠家成為目前世界上的所有CAD/CAM應(yīng)用軟件中使用最廣泛、最優(yōu)秀的軟件之一。MASTERCAM技術(shù)經(jīng)過(guò)兒十年的發(fā)展，先后走過(guò)大型機(jī)、小型機(jī)、工作站、微機(jī)時(shí)代，每個(gè)時(shí)代都有當(dāng)時(shí)流行的MASTERCAM軟件?，F(xiàn)在，工作站和微機(jī)平臺(tái)MASTERCAM軟件己經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位。它是現(xiàn)今階段在中國(guó)使用最多，最廣泛，最具代表能力的CAD/CAM軟件，不同于傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)加工中的設(shè)計(jì)流程，擁有零件的繪圖成型、走刀路徑的生成、模擬加工仿真、加工

21、程序的自動(dòng)生成與軟件編程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)床能識(shí)別的機(jī)床編碼，整個(gè)流程下來(lái)從而完成工作目的，它比一般的CAM設(shè)計(jì)模擬軟件功能更齊全更精確更簡(jiǎn)易的原因在于它還有更為全面的繪圖和造型功能，型腔銑、輪廓銑和點(diǎn)位加工功能；簡(jiǎn)介流利的曲面粗加工功能，精確方便的曲面精加工功能，而且還有曲面加工只能優(yōu)化功能，明了的實(shí)體與工具管理，簡(jiǎn)單易設(shè)置的加工參數(shù)管理，與大部分CAD軟件的數(shù)據(jù)相互交換，相互轉(zhuǎn)換的功能。Mastercam在零件的繪圖設(shè)計(jì)上有多種多樣的方式

22、供人選擇，繪圖和設(shè)計(jì)的方式并不</p><p>　　Mastercam的設(shè)計(jì)公司美國(guó)CNC Software Inc在開發(fā)Mastercam時(shí)綜合融入了CAM和CAD的軟件性質(zhì)，使用者在CAM功能下設(shè)計(jì)繪圖圖形時(shí)，就能夠在CAM功能里設(shè)置所需要的工藝參數(shù)后，軟件就可以自動(dòng)生成走刀路線并輸出NCI數(shù)據(jù)。之后便可以由軟件內(nèi)置的數(shù)控機(jī)床模擬板塊中處理器生成車床所能識(shí)別的NC文件。與其它CAM軟件相同的是，它的CAD設(shè)計(jì)

23、模塊中的繪圖方式主要是點(diǎn)，線形，弧和圓，多邊形為主要部分。若是需要繪制一些復(fù)雜的曲線就要自行編程，然后插入繪圖中才能夠契合其它圖形元素。</p><p>　　繪圖設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)遇到復(fù)雜型面和復(fù)雜曲線，此時(shí)一般的CAD/CAM軟件業(yè)也可以繪制，只是繪制的方法和步驟難免會(huì)繁瑣，而且容易出現(xiàn)細(xì)節(jié)上的小問(wèn)題，導(dǎo)致影響后續(xù)步驟。比如此次課題的鼠標(biāo)曲面建模，還有圓弧面斜齒輪等一系列復(fù)雜的構(gòu)圖。此時(shí)若使用Mastercam中的F

24、plot模塊可使軟件精確簡(jiǎn)易的繪制各類復(fù)雜曲線、曲面。調(diào)用軟件中chook文件夾中的*.eqn文件，然后綜合所繪制曲線、曲面的參數(shù)方程對(duì)文件略微修改后，就可以得到所需要的曲線（曲面）的形狀。使用這種方法建模，效率上更快，精確度上也同樣不差，其簡(jiǎn)易的操作方法非常適合初學(xué)者。</p><p><b>　　1.3國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r</b></p><p>　　我國(guó)MASTERCA

25、M技術(shù)及產(chǎn)品發(fā)展的未來(lái)之路經(jīng)過(guò)多年的推廣，CAD技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在機(jī)械、電子、航天、化工、建筑等行業(yè)。應(yīng)用CAD技術(shù)起到了提高企業(yè)的設(shè)計(jì)效率、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、減輕技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、縮短設(shè)計(jì)周期、加強(qiáng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化等作用。近年來(lái)，我國(guó)CAD技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，除對(duì)許多國(guó)外軟件進(jìn)行了漢化和二次開發(fā)以外，還誕生了不少具有自主版權(quán)的CAD系統(tǒng)，如高華CAD，開目CAD等，由于這些軟件價(jià)格便宜，符合本國(guó)國(guó)情和標(biāo)準(zhǔn)，所以受到了廣泛的歡

26、迎，贏得了越來(lái)越大的市場(chǎng)份額。但是，我國(guó)MASTERCAM軟件不管是從產(chǎn)品開發(fā)水平還是從商品化、市場(chǎng)化程度都與發(fā)達(dá)國(guó)家有不小的差距。由于國(guó)外MASTERCAM軟件出現(xiàn)得較早，開發(fā)和應(yīng)用的時(shí)間也較長(zhǎng)，所以它們發(fā)展比較成熟，現(xiàn)在基本上己經(jīng)占領(lǐng)了國(guó)際市場(chǎng)。這些國(guó)外軟件公司利用其技術(shù)和資金的優(yōu)勢(shì)，開始大力向我國(guó)市場(chǎng)進(jìn)軍，目前，國(guó)外一些優(yōu)秀軟件，如UG, SolidWorks, Pro/Engineer, CATIA等，己經(jīng)占領(lǐng)了一部分國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。

27、所以，我國(guó)MASTERCAM軟件前景不容樂(lè)觀。但是，我們也應(yīng)該看清自己的優(yōu)勢(shì)，比如了解本國(guó)市場(chǎng)，提供</p><p>　　在工作站時(shí)代，MASTERCAM是工作站平臺(tái)三維模型軟件的佼佼者，而在當(dāng)今微機(jī)時(shí)代，SolidWorks在Windows NT平臺(tái)的三維MASTERCAM軟件中處于領(lǐng)先地位。由于國(guó)外在Unix工作站平臺(tái)上開發(fā)MASTERCAM軟件已有一定的時(shí)間和投入，我國(guó)軟件在這方面比美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多。

28、但是在微機(jī)平臺(tái)上開發(fā)MASTERCAM軟件是一個(gè)全新的領(lǐng)域，我國(guó)與國(guó)外起點(diǎn)差不多，都是使用Visual C++, OpenGL等工具進(jìn)行軟件開發(fā)，在這基礎(chǔ)上開發(fā)出先進(jìn)的，符合本國(guó)用戶習(xí)慣的MASTERCAM軟件還是有可能的。MASTERCAM技術(shù)可以應(yīng)用在許多領(lǐng)域，機(jī)械制造是最早也是最)’‘泛應(yīng)用MASTERCAM技術(shù)的領(lǐng)域。隨著MASTERCAM技術(shù)的發(fā)展，建筑、電子、化工的領(lǐng)域也開始應(yīng)用該技術(shù)，在這些新的應(yīng)用領(lǐng)域中，國(guó)外軟件的優(yōu)勢(shì)

29、并不明顯。所以，我國(guó)MASTERCAM軟件在這些方面還是可以與發(fā)達(dá)國(guó)家竟?fàn)幍?，并且隨著MASTERCAM技術(shù)應(yīng)用的深入，越來(lái)越多的領(lǐng)域?qū)?huì)使用該技術(shù)，所以，如果能夠緊跟時(shí)代潮流，不斷應(yīng)用于新的領(lǐng)域，那么國(guó)產(chǎn)MASTERCAM軟件還是很有前途的。</p><p>　　在國(guó)內(nèi)近現(xiàn)代機(jī)械制造的大發(fā)展背景下，對(duì)于CAD/CAM的研究也較為深入。李波發(fā)現(xiàn)了基于Mastercam的制圖基礎(chǔ)上，提出一種應(yīng)用Mastercam

30、的Function制圖功能，圖形數(shù)據(jù)化，設(shè)置好曲面或者曲線的方程式用以精度要求較高的繪圖環(huán)境內(nèi)。Master CAM的Fplot的繪圖功能，使用方程式繪制圖形，可以聯(lián)合相應(yīng)的圖形要素，使用編寫曲線方程式的方法，聯(lián)動(dòng)齒輪的齒形輪廓的漸開線，擺線等。制圖人可以通過(guò)不同的方程式參數(shù)的設(shè)置來(lái)繪制不同的高精度模型，其在操作上簡(jiǎn)單化的程度可以讓每一個(gè)新學(xué)者都能使用。張征總結(jié)了鼠標(biāo)曲面建模的的方法及其注意事項(xiàng)，面對(duì)鼠標(biāo)曲面建模的特殊性、復(fù)雜性和加工難

31、點(diǎn)，以mastercam來(lái)繪圖，建立實(shí)體模型，自動(dòng)生成恰當(dāng)?shù)牡毒呗窂降葍?nèi)容進(jìn)行了模擬研究，并得出相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)。馮喬生在對(duì)mastercam的應(yīng)用研究中，認(rèn)為在CAD/CAM的軟件范圍內(nèi)mastercam的應(yīng)用性，功能性非常強(qiáng)大。它的造型，銑削加工，車削加工，線切割即Design，Mill，Lathe，Wire四大模塊組成的CAM與CAD模塊在應(yīng)用上實(shí)用能力突出，面對(duì)各類復(fù)雜型面都可以找到較為簡(jiǎn)易的方法處理。在</p><

32、;p>　　隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，在制造行業(yè)所采用的制造手段日益增多，傳統(tǒng)的制造手段已不能滿足產(chǎn)品研制開發(fā)、制造的需要，特別是一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)、帶有各種空間角度和曲面的零件，普通的機(jī)械加工手段已不可能完成。20世紀(jì)40年代后期發(fā)展的一種自動(dòng)化加工技術(shù)，在制造業(yè)廣泛應(yīng)用，為復(fù)雜零件的加工提供了較為完善的解決方案，這種加工技術(shù)就是數(shù)控加工技術(shù)，它綜合了計(jì)算機(jī)、電機(jī)、電氣傳動(dòng)、自動(dòng)控制、測(cè)量、機(jī)械制造等多學(xué)科的內(nèi)容。對(duì)于一個(gè)零件的加工，傳統(tǒng)的

33、力一法是用常規(guī)的工藝和普通的設(shè)備來(lái)完成的，現(xiàn)在可以用數(shù)控設(shè)備來(lái)完成全部加工過(guò)程。數(shù)控加工工藝有別于常規(guī)工藝，以下將討論到數(shù)控加工工藝所涉及的內(nèi)容。</p><p><b>　　1.4研究?jī)?nèi)容</b></p><p>　　本課題是在MASTERCAM軟件及數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上，完成鼠標(biāo)的模型繪制、虛擬加工以及實(shí)際加工三部分的研究?jī)?nèi)容。詳述如下:</p><

34、;p>　　1.4.1.MASTERCAM的CAD模型</p><p><b>　　(1)線框模型:</b></p><p>　　線框模型是以物體的形狀的輪廓、棱邊或交線作為形狀數(shù)據(jù)來(lái)描述物體的。圓柱圓錐等情況，除棱線以外沒(méi)有多余的輪廓線的多面體形狀，用線框模型就難以表達(dá)，即不清楚用怎樣的棱線來(lái)形成側(cè)面的，所以需要加入輔助線。線框模型在計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)存放結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，

35、計(jì)算機(jī)處理速度快，但形狀所帶的信息不完整，所以無(wú)法得到剖面圖，消除隱蔽線和兩個(gè)形體間的交線，不能計(jì)算出物體的體積，重量，表面積，中心等。</p><p><b>　　(2)曲面模型:</b></p><p>　　曲面模型是在二維物體線框模型的基礎(chǔ)上加進(jìn)面的信息，即把二圍線框模型的物體表面定義成面。最簡(jiǎn)單的面是由多邊形和圓形成的平面，其他有旋轉(zhuǎn)面，球面，錐面以及負(fù)載的自

36、由曲面。自由曲面是繪制復(fù)雜曲面的主要手段，在MASTERCAM中有:用邊界表達(dá)的昆式曲面，用截面輪廓表達(dá)的舉升曲面和直紋曲面、掃描曲面、牽引曲面及倒圓角面。不論哪種面都帶有方向的信息，這些信息可以生成陰影線、截面輪廓線、相貫線等。曲面模型雖然邊界得到了定義，但是每個(gè)面都是單獨(dú)存儲(chǔ)，并沒(méi)有記錄面與面之間的相鄰?fù)負(fù)潢P(guān)系，并沒(méi)有表示實(shí)體在面的哪一側(cè)的信息，即不明確邊界包圍的是實(shí)心體還是空洞。</p><p><b

37、>　　(3)實(shí)體模型:</b></p><p>　　實(shí)體模型是在曲面模型的基礎(chǔ)上，定義了曲面之間的相互位置關(guān)系，實(shí)體就在面的哪一側(cè)的信息。定義實(shí)體側(cè)的方法主要有三種:一點(diǎn)指定法，線矢量指定法，包圍面的線指定法。</p><p>　　①實(shí)體造型的方法:CSG法和B-rep法。CSG法一結(jié)構(gòu)實(shí)體造型表達(dá)法:使用立方體、圓柱體、圓錐體、四分之一圓柱體、倒圓角體等單一的基本實(shí)體進(jìn)

38、行和、差、殘留共同部分的運(yùn)算來(lái)表達(dá)復(fù)雜的形狀。</p><p>　　B-rep法一實(shí)體邊界表達(dá)法;用模型的面與面之間的邊界來(lái)表達(dá)的意思，即空間實(shí)體可以定義有限面包圍而成，每個(gè)面都是由有限條邊界圍成的封閉區(qū)域。</p><p>　　B-rep法比CSG法表達(dá)麻煩一些，但邊界表達(dá)能看清楚表達(dá)出形體的面、邊、點(diǎn)及其相互關(guān)系，目前大多數(shù)兒何造型系統(tǒng)都一種造型方法為主兼用另一種。</p>

39、<p>　?、谔卣鹘?實(shí)體模型在集合造型上己經(jīng)很完善了，它不僅僅是集合形狀的描述，還能提供產(chǎn)品開發(fā)整個(gè)周期所需要的信息。集合模型還帶上工藝設(shè)計(jì)中所需其他信息:如加工特征、材料、公差及表面粗糙度等，稱為零件特征。特征造型將促進(jìn)CADICAM一體化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)工藝自動(dòng)化。再零件設(shè)</p><p>　　計(jì)時(shí)采用前述的具有某些功能和加工信息的形狀特征進(jìn)行組合、拼裝，這樣構(gòu)建的模型稱為特征模型。</p&

40、gt;<p>　　此次課題的任務(wù)是鼠標(biāo)的設(shè)計(jì)，所以實(shí)體建模的功能用的比較多。</p><p>　　1.4.2 MASTERCAM的銑削加工</p><p>　　創(chuàng)建后的實(shí)體模型可以在CAM中生成精確的刀具路徑。用戶可以在圖形界面中編輯刀具路徑，觀察刀具的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，并進(jìn)行加工模擬。生成的刀具路徑，可以通過(guò)后置處理產(chǎn)生用于特定數(shù)控機(jī)床的加工代碼。目前，MASTERCAM是全球應(yīng)用

41、最普遍、最富競(jìng)爭(zhēng)力的一流計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造、輔助工程的一體化軟件系統(tǒng)之一，是目前市場(chǎng)上功能最極致的產(chǎn)品設(shè)計(jì)工具。MASTERCAM軟件的CAM模塊向用戶提供了當(dāng)今世界上最好的CAM技術(shù)。利用它可針對(duì)任何加工任務(wù)生成優(yōu)化而可用的加工路徑，加工路徑通過(guò)后置處理生成數(shù)控程序，將程序用于特定機(jī)床即可用來(lái)加工各類零件。</p><p>　　MASTERCAlVI所支持的加工方法有平面銑、點(diǎn)位加工、線切割和薄片加工等。

42、此外，其強(qiáng)大的后處理工具可實(shí)現(xiàn)與任何機(jī)床的接合，是一個(gè)高效的制造解決方案。利用‘已這一技術(shù)已成功應(yīng)用于模具及零件的制造過(guò)程，為企業(yè)帶來(lái)了極高的加工質(zhì)量和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　MASTERCAM銑削加工的基本過(guò)程:</p><p>　　(1)繪制產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖:利用MASTERCAMX9軟件的一維或者三維繪圖功能，繪制產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖。</p><p>　　(2

43、)繪制曲面模型:依據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖，利用MASTERCAM9軟件的二維實(shí)體或曲面功能繪制產(chǎn)品曲面模型。</p><p>　　(3)由曲面模型生成凹凸模:依據(jù)產(chǎn)品曲面模型，結(jié)合材料特性(如收縮率)，利用MASTERCAMX9軟件三維實(shí)體或曲面編輯功能產(chǎn)生凹凸模。</p><p>　　(4)規(guī)劃凹凸模刀具路徑:依據(jù)產(chǎn)品凹凸模，集合材料模具特性、世紀(jì)生產(chǎn)條件等因素規(guī)劃凹凸模道具路徑。</p&g

44、t;<p>　　(5)加工力一式的選擇: ①加工刀具的選擇。</p><p><b>　?、诙x刀具。</b></p><p><b>　　③設(shè)定加工刀具參數(shù)</b></p><p><b>　?、茉O(shè)定加工參數(shù)</b></p><p><b>　　

45、⑤設(shè)定工件參數(shù)</b></p><p><b>　?、奚傻谰呗窂?lt;/b></p><p>　　(6)實(shí)體加工模擬:依據(jù)生成四凸模加工刀具路徑，利用MASTERCAMX9軟件的實(shí)體加工模擬功能進(jìn)行實(shí)體加工模擬，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題并盡心改進(jìn)。</p><p>　　(7)執(zhí)行后處理生成NC程序:在檢驗(yàn)實(shí)體切削模擬結(jié)果無(wú)誤后，選擇對(duì)應(yīng)的后

46、處理器將刀具路徑轉(zhuǎn)換成數(shù)控機(jī)床所能接受的NC代碼，再利用DNC方式傳送到CNC數(shù)控銑床或加工中心進(jìn)行加工。</p><p><b>　　3.鼠標(biāo)的數(shù)控加工</b></p><p>　　鼠標(biāo)的實(shí)體MASTERCAM程序生成后，就可以在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行數(shù)控加工了。加工時(shí)要注意零件的裝夾、工件坐標(biāo)系的建立、對(duì)刀等數(shù)控機(jī)床的操作方法。</p><p>　

47、　第二章 零件的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1鼠標(biāo)的建模分析</p><p>　　MASTERCAM中的CAD模塊包括了線框模型、曲面模型和實(shí)體模型。由于設(shè)計(jì)的鼠標(biāo)實(shí)體基本上是曲面造型，所以結(jié)合MASTERCAM的草圖功能，主要運(yùn)用實(shí)體模型功能。</p><p>　　在本次課題設(shè)計(jì)中，自由曲面設(shè)計(jì)是CAD模塊的重要組成部分，也是體現(xiàn)CAD軟件建模能力的重要標(biāo)志。

48、自由曲面特征與其它特征建模方法不同，生成的結(jié)構(gòu)可能是片體，也可能是實(shí)體。實(shí)體可以看成是具有一定體積和厚度的片體，片體則可以看成是由一個(gè)或多個(gè)表面構(gòu)成，厚度為0的幾何體。它將會(huì)影響通過(guò)曲線網(wǎng)格、通過(guò)曲線、掃略、截面和直紋等曲面特征生成選項(xiàng)以及拉伸體和旋轉(zhuǎn)體等特征生成選項(xiàng)。</p><p>　　詳細(xì)D=W=G圖=紙：三 二 ③ 1爸 爸 五 四 0 六</p><p>　　全 套 資 料 低

49、 拾10快起</p><p>　　曲面特征設(shè)計(jì)的方法有很多種，主要有通過(guò)點(diǎn)、從極點(diǎn)、由點(diǎn)云、直紋、通過(guò)曲線、通過(guò)曲線網(wǎng)格、掃描、截面、橋接等。鼠標(biāo)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)決定了鼠標(biāo)上表面的曲面結(jié)構(gòu)用到“通過(guò)曲線”選項(xiàng)，“通過(guò)曲線”選項(xiàng)可以通過(guò)同一方向上的一組曲線輪廓線生成一個(gè)實(shí)體或片體。這些曲線輪廓稱為截面線串.“通過(guò)曲線網(wǎng)格”可以沿著兩個(gè)不同方向的一組現(xiàn)有的曲線線串生成曲面?！皰呙琛笨梢詫⑼庑屋喞灶A(yù)先描述的方式沿空間路徑移

50、動(dòng)從而形成曲面輪廓，包括截面線串和引導(dǎo)線串。</p><p>　　鼠標(biāo)的建模包括側(cè)面曲面、頂面曲面兩部分。其各部分的建模以下將給出具體的介紹。</p><p>　　2.2鼠標(biāo)周圍的曲面建模</p><p>　　打開MASTERCAM軟件，新建一個(gè)文件，命名為Biyeshejishubiao</p><p>　　[1]工作層設(shè)定:為了方便在作圖

51、中各圖素的干擾與影響，需要建立不同圖層用以進(jìn)行模型繪圖設(shè)計(jì)，點(diǎn)擊進(jìn)入mastercamr,新建文件后點(diǎn)擊界面右下方的“層面設(shè)置”。</p><p>　　如下圖，1號(hào)圖層設(shè)置為“線框模型層”，2號(hào)圖層設(shè)置為“曲面模型層”，3號(hào)圖層設(shè)置為“實(shí)體模型層”。建立成功后，先將一號(hào)圖層即線框模型層設(shè)置為主層別。在作圖過(guò)程中，分為三個(gè)層面進(jìn)行建模。</p><p>　　第一圖層的線型建模是進(jìn)行曲面建模的

52、必要基礎(chǔ)階段，建立好第一圖層的線型建模后即可進(jìn)行第二階段的曲面建模。</p><p>　　第二圖層的曲面建模為此次課題的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，進(jìn)行層別的設(shè)置時(shí)可以在進(jìn)行曲面建模時(shí)不被線型建模所干擾。能使建模的工作更為順利的完成。另外，單獨(dú)生成的曲面建模層面的優(yōu)點(diǎn)在與建立出的曲面可以更直觀的顯示出來(lái)。</p><p>　　第三圖層的實(shí)體建模的作用在于進(jìn)行加工模擬時(shí)，實(shí)體的建模能夠更好的使模擬方便的進(jìn)

53、行。</p><p>　　圖2-1 工作層別設(shè)置</p><p>　　①畫圓?。很浖械膱A弧畫法很多，極坐標(biāo)畫法的優(yōu)勢(shì)在于簡(jiǎn)單精確。所以采用極坐標(biāo)畫圓弧的方法畫出三條圓弧。</p><p><b>　　1:極坐標(biāo)畫圓弧</b></p><p>　　輸入圓心坐標(biāo)(80, 0) --輸入半徑135回車--輸入起始角度135-

54、-輸入終止角度225。</p><p><b>　　點(diǎn)擊對(duì)勾。</b></p><p>　　用同樣的方法畫出上R210弧和下R210弧。數(shù)據(jù)如表2-2</p><p>　　表2-2 在視圖窗口為俯視圖時(shí)的各項(xiàng)圓弧參數(shù)</p><p>　　得到如圖2-3的圖形</p><p>　　圖2-3三條弧線的

55、相交</p><p>　　②修剪3個(gè)相交圓弧:在菜單欄點(diǎn)擊修剪--選擇合適的修剪方式-修剪后圖形如圖2-4所示</p><p>　　圖2-4修剪后的圖形</p><p>　?、?使用倒圓角的方法做出鼠標(biāo)側(cè)面的弧度，該弧度應(yīng)使倒角較為圓潤(rùn)。在此設(shè)定三個(gè)倒圓角的半徑分別為R21.7與R4。R21.7用于側(cè)底面前方，R4的用于側(cè)底面后方的2個(gè)倒圓角。</p>

56、<p>　　分別倒R21.7和2個(gè)R4的圓角 菜單選擇倒圓角--選擇對(duì)應(yīng)的兩條邊--設(shè)置半徑</p><p>　　--進(jìn)行倒圓角--點(diǎn)擊“對(duì)勾”確認(rèn)。</p><p>　　倒2個(gè)R4圓弧的方法與倒R21.7圓弧相同。如圖2-5所示</p><p>　　圖2-5倒圓角后的圖形</p><p>　　2]圖形向平移復(fù)制3D, I: 選

57、擇平移</p><p>　　選[串聯(lián)]，用鼠標(biāo)選取要平移的圖素，按對(duì)勾。</p><p>　　選設(shè)定平移量[0，0，35]，彈出平移選擇菜單。</p><p>　　選[[復(fù)制]，平移次數(shù)為1,單擊OK，顯示平移后的圖形，如圖2-6所</p><p>　　圖2-6平移復(fù)制后的曲線</p><p>　　2.3鼠標(biāo)上蓋的曲面

58、建模</p><p>　　[1]畫頂面曲面輪廓,從左向右分別畫7個(gè)圓弧。</p><p>　　畫第一個(gè)圓弧,[繪圖一圓弧極一坐標(biāo)一圓心點(diǎn)〕輸入圓心坐標(biāo)[[0，-184]，回車;輸入半徑200，回車。輸入起始角度70，回車。輸入終止角度110，回車。</p><p>　　用同樣的方法根據(jù)表2-7中的數(shù)據(jù)畫其他6個(gè)圓弧，效果如圖2-8所示。</p><

59、;p>　　表2-7 輪廓線的數(shù)據(jù)</p><p>　　圖2-8 輪廓線的成型圖</p><p>　　2.4側(cè)面曲面和頂面曲面的建立</p><p>　　圖2-9直紋/舉升曲面的建立</p><p>　　畫側(cè)面曲面;單擊層別選項(xiàng)，選擇曲面模型層Create-Surface}Ruled[繪圖~曲面~直紋曲面]。如圖2-9選“Chain&qu

60、ot; [串連」，選取第一條相連的曲線，再選取第二條相連的曲線，"Dong"[執(zhí)行]，接受曲面定義。選項(xiàng)設(shè)定:[公差]:0.01 [曲面類型]:P。按[執(zhí)行〕，生成直紋曲面。</p><p>　　圖2-10頂面曲面的建立</p><p>　　畫頂面曲面:在菜單欄中選Loft[舉升曲面〕。1個(gè)1個(gè)的順序選取7個(gè)圓弧，接著按“Done"【執(zhí)行】。設(shè)定:Tolea

61、rnce[公差]:0.01 } Type[曲面類型]:Pa按Done[執(zhí)行]，生成</p><p>　　舉升曲面。如圖2-10所示。</p><p>　　圖2-11側(cè)面曲面的建立</p><p>　　2.5頂面與側(cè)面倒圓角面</p><p>　　頂面與側(cè)面倒圓角面:按“BACKUP”退回繪制曲面菜單，選[倒圓角面]。選[曲面/曲面]，選取圖

62、上第一組曲面，按[執(zhí)行]，選取圖上第二組曲面，按[執(zhí)行]，輸入倒圓角半徑2，回車。</p><p>　　設(shè)定:[修剪]確認(rèn)曲面法向:側(cè)面朝里，頂面朝下[選項(xiàng)設(shè)定][玄高誤差][倒圓角類型][參數(shù)式];[修剪面] [刪除][兩者]圖2-13所示。</p><p>　　圖2-12曲面與曲面倒圓角</p><p>　　圖2-13曲面建模完成的鼠標(biāo)模型</p>

63、<p><b>　　2.6本章小結(jié)</b></p><p>　　本章進(jìn)行了鼠標(biāo)曲面的建模，首先進(jìn)行的線型建模是曲面建模的必要框架。線型建模所使用的方法依次為:設(shè)計(jì)鼠標(biāo)底平面線框,利用三條弧線的交叉得到底面，修剪后得到底面線框。平移做好的線框，得到上下雙線框。</p><p>　　另外，為得到鼠標(biāo)的上平面曲面，構(gòu)造出7條曲線，進(jìn)行舉升曲面的建立可以得到鼠標(biāo)曲

64、面模型的頂面模型。側(cè)面模型可以使用直紋曲面的方法得到。至此，鼠標(biāo)曲面建模已經(jīng)完成。下一章為鼠標(biāo)的仿真加工。</p><p>　　在此次建模中也遇到一些問(wèn)題，在進(jìn)行舉升曲面和直紋曲面建模時(shí)，選擇線框時(shí)出現(xiàn)的方向選擇，若是相關(guān)的線框沒(méi)對(duì)應(yīng)上，就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的曲面。所以在由線框建模轉(zhuǎn)向曲面建模時(shí)線框的選擇方向一定要根據(jù)曲面情況選擇好。</p><p><b>　　第三章 仿真加工<

65、;/b></p><p><b>　　3.1仿真加工概述</b></p><p>　　CAD/CAM軟件的加工模塊提供了強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助制造功能。由第二章中創(chuàng)建的CAD模型或其他CAD軟件創(chuàng)建的實(shí)體模型，可在該軟件的CAM功能中生成精確的刀具路徑。用戶可以在圖形界面中編輯刀具路徑，觀察刀具的運(yùn)動(dòng)過(guò)程并進(jìn)行加工模擬。生成的刀具路徑，可以通過(guò)后置處理產(chǎn)生用于特定數(shù)控

66、機(jī)床的加工代碼。</p><p>　　CAD/CAM由三維建模、刀具軌跡設(shè)計(jì)、刀具軌跡編輯修改、加工仿真、后置處理、數(shù)控編程模板等組成。加工編程可分為數(shù)控銑、數(shù)控車以及數(shù)控電火花線切割等，其中的數(shù)控銑是應(yīng)用最)’‘的一種加工方法，能夠完成平面、型腔、曲面輪廓和螺紋等的加工。</p><p>　　針對(duì)本課題的曲面加工，要選擇合適的加工方法。</p><p>　　(1)

67、型腔銑(Cavity Mill)用于從毛坯上去除大量材料，因此在粗加工時(shí)，選擇這種工步類型。型腔銑不用于精加工，如果要做精加工，可以選擇高輪廓銑(Z-Level Profile)等精加工工步類型。</p><p>　　(2)型腔銑以固定刀軸快速而有效地粗加工平面或曲面類的幾何體，曲面類幾何體是指零件上有不規(guī)則形狀的曲面。</p><p>　　(3)型腔銑以平面切削層的方式去除材料，在每個(gè)切

68、削層上刀軌都沿著零件的輪廓切削。</p><p>　　(4)型腔銑的幾何體可以是片體、線框和實(shí)體。其中，實(shí)體是最簡(jiǎn)單易用的，而線框和片體往往需要手工干預(yù)指定幾何體的材料側(cè)。</p><p>　　鼠標(biāo)的精加工則采用輪廓區(qū)域銑削(Contour-Area)方法。</p><p>　　CAM加工基本流程(以銑削加工為例)一般分為以下幾個(gè)步驟:</p><

69、;p><b>　　創(chuàng)建部件模型</b></p><p>　　根據(jù)部件模型制定加工工藝規(guī)程</p><p><b>　　設(shè)置加工環(huán)境</b></p><p><b>　　創(chuàng)建程序組</b></p><p><b>　　創(chuàng)建刀具組</b></p&g

70、t;<p><b>　　創(chuàng)建幾何體</b></p><p><b>　　創(chuàng)建方法</b></p><p><b>　　創(chuàng)建操作</b></p><p><b>　　生成刀路軌跡</b></p><p>　　驗(yàn)證刀路軌跡，生成車間文件</

71、p><p><b>　　后置處理</b></p><p><b>　　生成NC文件</b></p><p>　　3.2仿真加工準(zhǔn)備工作</p><p><b>　　1.軟件部分</b></p><p>　　(1)零件工藝性分析。</p><

72、;p>　　(2)使用合理的加工策略:包括確定粗加工、半精加工、精加工、清根的走刀路徑，切削余量的選擇，走到和退刀方式的確定。</p><p>　　(3)數(shù)控程序的編制。</p><p>　　(4)切削參數(shù)的確定。</p><p><b>　　硬件部分</b></p><p>　　(1)機(jī)床的選擇:選擇合適的機(jī)床既能

73、滿足零件加土的外輪廓尺寸，又能滿足零件的加工精度。</p><p>　　(2)刀具的選擇:選擇合適的刀具要求所選的刀具一定要滿足軟件部分提出的所有要求，它和切削參數(shù)一樣，影響零件的加工效率和刀具消耗的成本。在生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀;對(duì)一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常采用球頭</p><p>　　銑刀、環(huán)形銑刀等。針對(duì)本課題，在自由曲面加工時(shí)，由于球頭刀具的端部切

74、削速度為零，因此，為保證加工精度，切削行距一般取的很密，故球頭銑刀常用于曲面的精加工。而平頭刀具在表面加工質(zhì)量和切削效率方面都優(yōu)于球頭刀，因此，只要在保證不過(guò)切的前提下，無(wú)論是曲面的粗加工還是精加工，都應(yīng)優(yōu)先選用平頭刀。</p><p>　　(3)工裝的選擇:在滿足零件的加工前提下，夾具越簡(jiǎn)單越好。工裝夾具要使零件裝夾牢固、準(zhǔn)確、不易使零件變形，不影響連續(xù)走刀。</p><p>　　(4)

75、劃分加工階段:對(duì)加工質(zhì)量要求較高的零件，其加工過(guò)程一般劃分3個(gè)階段，即粗加工階段、半精加工階段、精加工階段。</p><p>　　a)粗加工階段:粗加工的主要任務(wù)有兩個(gè)方面，一方面是以最快速度切除大部分的加工余量，減少工件的內(nèi)應(yīng)力，為精加工階段做好準(zhǔn)備;另一方面可及時(shí)發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷。</p><p>　　b)半精加工階段:半精加工一般女排在粗加工和熱處理之間，或熱處理與精加工之間，對(duì)毛坯余

76、量大的工件，在精加工之前也可以安排半精加工，以保證零件的加工質(zhì)量。</p><p>　　c)精加工階段:精加工后的零件已基本上達(dá)到了零件設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的尺寸，若零件表面的精度要求較高，則需要進(jìn)行精細(xì)的光整加工，此時(shí)在精加工時(shí)應(yīng)放些余量。</p><p><b>　　加工準(zhǔn)備</b></p><p>　　(1)建立工件坐標(biāo)系或加工坐標(biāo)系</p

77、><p>　　加工工件使工件必須夾緊在機(jī)床上，固定工件，保證工件坐標(biāo)系坐標(biāo)軸平行于機(jī)床坐標(biāo)系坐標(biāo)軸，因此在坐標(biāo)軸上產(chǎn)生機(jī)床零點(diǎn)與工件零點(diǎn)的坐標(biāo)值偏移量，該值作為可設(shè)定的零點(diǎn)偏移量輸入到給定的數(shù)據(jù)區(qū)。當(dāng)MASTERCAM數(shù)控程序運(yùn)行時(shí)，此值就可以用一個(gè)編程的指令例如G54選擇。</p><p><b>　　(2)對(duì)刀</b></p><p>　　在回

78、參考點(diǎn)之后，機(jī)床的所有坐標(biāo)均以機(jī)床零點(diǎn)為基準(zhǔn)，而工件的加工程序則以工件零點(diǎn)為基準(zhǔn)，這之間的差值就可以作為設(shè)定的零點(diǎn)偏移量輸入。所以必須確定刀具和零件的相對(duì)位置即加工坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系之間的關(guān)系，因?yàn)楸仨毻ㄟ^(guò)機(jī)床參考點(diǎn)和機(jī)床坐標(biāo)系之間的關(guān)系建立才能描述刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡。</p><p>　　(3)數(shù)控程序的導(dǎo)入</p><p>　　將數(shù)控程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)的方法有兩種，一種是通過(guò)操作面板上的按

79、鈕直接將數(shù)控程序手工輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，另一種是通過(guò)設(shè)備控制系統(tǒng)RS232接口與數(shù)控機(jī)床聯(lián)結(jié)以傳送程序</p><p>　　(4)數(shù)控加工前檢查</p><p>　　在數(shù)控加工執(zhí)行前，有效防止錯(cuò)誤發(fā)生的措施是重新檢查零件、夾具、加工坐標(biāo)系、刀具等方面的內(nèi)容，具體包括:</p><p>　　a)數(shù)控系統(tǒng)是否回到機(jī)床坐標(biāo)系零點(diǎn)或滿足加工要求;</p><

80、;p>　　b)數(shù)控程序單的內(nèi)容和要求;</p><p>　　c)刀具是否和數(shù)控程序要求一致;</p><p>　　d}毛坯狀態(tài)是否滿足數(shù)控加工的要求;</p><p>　　e)零件定位基準(zhǔn)的可靠性，定位面是否穩(wěn)定、準(zhǔn)確、方便;</p><p><b>　　f)裝夾是否穩(wěn)定;</b></p><p

81、>　　g)裝夾誤差、定位誤差是否影響數(shù)控程序執(zhí)行;</p><p>　　h)零件的剛性是否影響零件的加工精度要求。</p><p>　　3.與進(jìn)給有關(guān)參數(shù)的確定,在加工復(fù)雜表面的自動(dòng)編程中，有五種進(jìn)給速度須設(shè)定，它們是：</p><p>　　(1)快速走刀速度（空刀進(jìn)給速度） 為節(jié)省非切削加工時(shí)間，一般選為機(jī)床允許的最大進(jìn)給速度，即G00速度。<

82、/p><p>　　(2)下刀速度（接近工件表面進(jìn)給速度） 為使刀具安全可靠的接近工件，而不損壞機(jī)床、刀具和工件，下刀速度不能太高，要小于或等于切削進(jìn)給速度。對(duì)軟材料一般為200mm/min；對(duì)鋼類或鑄鐵類一般為50mm/min。</p><p>　　(3)切削進(jìn)給速度F 切削進(jìn)給速度應(yīng)根據(jù)所采用機(jī)床的性能、刀具材料和尺寸、被加工材料的切削加工性能和加工余量的大小來(lái)綜合的確定。&

83、lt;/p><p>　　一般原則是：工件表面的加工余量大，切削進(jìn)給速度低；反之相反。 切削進(jìn)給速度可由機(jī)床操作者根據(jù)被加工工件表面的具體情況進(jìn)行手工調(diào)整，以獲得最佳切削狀態(tài)。切削進(jìn)給速度不能超過(guò)按逼近誤差和插補(bǔ)周期計(jì)算所允許的進(jìn)給速度。</p><p>　　3.3鼠標(biāo)模仿真加工過(guò)程</p><p><b>　　3.3.1工藝分析</b></p

84、><p>　　假定條件:毛坯為己經(jīng)加工過(guò)的方塊鋁料:112mm*58mm*40mm</p><p>　　注:零件外形尺寸:110mm*56mm*33mm</p><p>　　刀具選用:由于材料軟，常選用高速鋼銑刀，允許切削速度很高，且數(shù)控銑床必定配備高速鋼銑刀，所以選用高速鋼銑刀。銑削四周及頂面選用D16立銑刀，頂面精加工選用D12球頭刀。</p><

85、;p>　　切削用量設(shè)定:鋁合金允許切學(xué)速度為180m-360m/min,取V=180m/min。粗加工V=180m/mini*70%=128m/min; D12和D16的每齒切削量取Sz=0.1 mm/齒，精加工 Sz=0. 05mm/齒。</p><p>　　當(dāng)選用D16立銑刀時(shí):N=1000V/n D=1500r/min </p><p>　　F =2Sz*N=300mm/

86、min</p><p>　　當(dāng)選用D12立銑刀時(shí):N=1000V/n D=2860r/min </p><p>　　F =2Sz*N=286mm/min</p><p>　　走刀方式選擇:根據(jù)鼠標(biāo)模型的具體形狀，四周是直壁，選用外形銑削，粗</p><p>　　加工一次，精加工一次，頂面和倒圓角面用曲面加工，分粗、精銑削。</p>

87、<p>　　銑削四周:粗銑在深度上分三刀切削，精銑一刀切到最終深度。沒(méi)有接刀痕</p><p><b>　　跡。</b></p><p>　　銑削頂面和倒圓角面:粗加工每層切削深度最大5 mm，切削進(jìn)給寬度6</p><p><b>　　Mm.</b></p><p>　　3.3.2銑

88、削四周選刀和切削參數(shù)設(shè)定</p><p>　　按“Level”圖層，彈出管理器，選擇“All on”全開，單擊“OK"，為銑削四周準(zhǔn)備。</p><p>　　輪廓曲線。見圖3-1所示</p><p>　　圖3-1銑削準(zhǔn)備時(shí)圖層的變更</p><p><b>　　圖3-2外形銑削</b></p>&

89、lt;p>　　圖3-3 準(zhǔn)備的輪廓曲線</p><p>　　銑削四周:[刀具路徑一外形加工〕。主菜單.欄提示[外形選擇串聯(lián)]，選取見圖3-1中底部線圈按確認(rèn)，彈出設(shè)定菜單。設(shè)定刀具參數(shù)，外形參數(shù)。</p><p>　　刀具參數(shù):在定義刀具欄鼠標(biāo)右擊，選Get tool from Library...</p><p>　　從刀具庫(kù)中選擇D16的平頭銑刀，單擊“O

90、K"。由于道具原設(shè)定的切削用量不合適，輸入上面工藝分析中計(jì)算出的數(shù)據(jù)，具體如圖3-3所示。</p><p><b>　　圖3-4 刀庫(kù)選刀</b></p><p>　　在刀庫(kù)內(nèi)各類刀具中選擇D16mm的平底刀，用于外形銑削。</p><p><b>　　圖3-5 刀具屬性</b></p><p

91、>　　刀具屬性中，主軸轉(zhuǎn)速設(shè)置為1800r/min，進(jìn)給速度為300mm/min</p><p>　　圖3-6曲面粗切參數(shù)設(shè)置</p><p>　　參考高度選擇，輸入1.0，校刀位置設(shè)置刀尖。參數(shù)設(shè)定結(jié)束，按“確定”鍵，系統(tǒng)計(jì)算刀具路徑。</p><p>　　3.3.3曲面粗加工選刀和切削參數(shù)設(shè)定</p><p>　　關(guān)閉線框模型:選[

92、層別]，在數(shù)字輸入2選"全開'，單擊對(duì)勾，曲面加工入口:[刀具路徑一曲面加工]。</p><p>　　粗加工:[粗加工一平行銑削一凸形]。用鼠標(biāo)選取圖形頂部曲面及倒圓角曲面，按對(duì)勾</p><p>　　彈出參數(shù)設(shè)定菜單:設(shè)定刀具參數(shù)，曲面參數(shù)，粗加工平行銑削參數(shù)。</p><p>　　粗加工時(shí)，行距可選大些，精加工時(shí)選小一些。</p>

93、<p>　　圖3-7粗加工曲面類型選擇</p><p>　　圖3-8粗加工曲面選擇</p><p>　　如圖3-8所示，選擇加工面時(shí)，點(diǎn)擊頂面曲面與頂面曲面和側(cè)面曲面的交界倒圓角面處。</p><p>　　圖3-9曲面粗加工選刀及參數(shù)設(shè)置</p><p>　　此次粗加工中主軸速度選擇為1500r/min 提刀速率為1000

94、進(jìn)給速率設(shè)置為300 由此生成的每齒進(jìn)給量為0.05</p><p>　　圖3-10曲面粗加工切削參數(shù)</p><p>　　3.3.4曲面精加工選刀和切削參數(shù)設(shè)定</p><p>　　曲面精加工:[精加工一平行銑削]選取圖形頂面及倒圓角曲面，按“對(duì)勾 "。</p><p>　　參數(shù)設(shè)定菜單:設(shè)定刀具參數(shù)，曲面參數(shù)，精加工平行銑削參數(shù)

95、。具體如圖3-7與圖3-8所示。</p><p>　　圖3-11 于刀庫(kù)中選擇精加工所需刀具</p><p>　　圖3-12精加工曲面選擇</p><p>　　圖3-13 曲面精加工刀具參數(shù)設(shè)置</p><p>　　3.3.5生成刀具路徑</p><p>　　生成刀具路徑:所有參數(shù)設(shè)定結(jié)束后，按“Operations&

96、quot;，彈出操作管理菜單。按刀具路徑一全選~重新計(jì)算生成刀具路徑，如圖3-9所示。</p><p>　　圖3-14自動(dòng)生成的刀具路徑</p><p><b>　　3.3.6毛坯設(shè)定</b></p><p>　　毛坯的設(shè)定；毛坯設(shè)定時(shí)，可以參考的有，所有曲線，所有圖形，所有實(shí)體，NCI范圍，也可以手動(dòng)輸入。點(diǎn)擊所有曲線時(shí)它會(huì)自動(dòng)生成包含所有曲

97、面模型的毛坯；所有圖形類似所有曲線，會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)模型毛坯</p><p><b>　　圖3-15毛坯模型</b></p><p>　　3.3.7曲面加工模擬</p><p>　　圖3-16曲面加工模擬</p><p>　　圖3-17實(shí)體切削模擬</p><p><b>　　3.4加工后

98、處理</b></p><p>　　3.4.1NC文件的生成</p><p>　　加工完畢后，選擇外形加工操作進(jìn)行后處理，按圖3-12所示設(shè)置好相關(guān)選項(xiàng)后點(diǎn)“√”進(jìn)行NC文件生成</p><p>　　圖3-18加工后處理程序</p><p>　　圖3-19得到的NC程序代碼</p><p>　　圖3-20曲面

99、精加工G代碼</p><p><b>　　3.5本章小結(jié)</b></p><p>　　本章所得到的最終曲面的加工模擬刀路與G代碼的成果是建立在前期工藝參數(shù)的設(shè)定上，對(duì)于工藝參數(shù)的設(shè)定，考慮到了鼠標(biāo)的材料及外形。通過(guò)材料可以知道鼠標(biāo)加工仿真時(shí)允許的切削速度范圍。根據(jù)鼠標(biāo)的外形可以得到粗加工和精加工所需要的刀具。設(shè)置好參數(shù)后才能進(jìn)行仿真加工模擬。</p>&

100、lt;p>　　第四章 總結(jié)與展望</p><p><b>　　4.1總結(jié)</b></p><p>　　采用 MasterCAM軟件能方便的建立零件的幾何模型，迅速自動(dòng)生成數(shù)控代碼，縮短編程人員的編程時(shí)間，特別對(duì)復(fù)雜零件的數(shù)控程序編制，可大大提高程序的正確性和安全性，降低生產(chǎn)成本，提高工作效率。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，

101、在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過(guò)參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教工廠中極具經(jīng)驗(yàn)的模具設(shè)計(jì)人員和工人師傅以及各位老師有關(guān)模具方面的問(wèn)題，特別是模具在實(shí)際中可能遇到的具體問(wèn)題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。使我對(duì)塑料模具設(shè)計(jì)的各種成型方法，成型零件的設(shè)計(jì)，成型零件的加工工藝（如線切割、電火花加工、CNC電腦數(shù)控加工），主要工藝參數(shù)的計(jì)算，產(chǎn)品缺陷及其解決辦法，模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及零部件的設(shè)計(jì)等都有了進(jìn)一步的理解和掌握。模具在

102、當(dāng)今社會(huì)生活中運(yùn)用得非常廣泛，掌握模具的設(shè)計(jì)方法對(duì)我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義。信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正。我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中學(xué)到了很多的知識(shí),為我出生社會(huì)打下了一定的基礎(chǔ).感謝導(dǎo)師的關(guān)心、指導(dǎo)和教誨。導(dǎo)師在專業(yè)方面</p><p>　　同時(shí)得到了導(dǎo)師的指點(diǎn)與幫助，指導(dǎo)我保證數(shù)控理論的正確，為完成論文打下基礎(chǔ)，保證了本課題模擬驗(yàn)證

103、，也讓我在數(shù)控技術(shù)及其應(yīng)用方面的知識(shí)進(jìn)一步完善。</p><p><b>　　4.2展望</b></p><p>　　在現(xiàn)代的制造業(yè)，尤其是機(jī)械制造業(yè)中，經(jīng)常會(huì)具有復(fù)雜型腔的高精度模具制造及復(fù)雜產(chǎn)品的外型加工，它們都是需要使用三維曲面作為主要繪圖手法，繪圖難度難事它的最主要的問(wèn)題，整體的制圖難度系數(shù)大，而且在加工中所需要的精度條件非常之高，在這種情況下，一般的制圖軟件

104、達(dá)不到數(shù)控加工機(jī)床所需要的精度，很難將之完美加工成實(shí)體。在當(dāng)時(shí)世界范圍內(nèi)所有的制造業(yè)都需面對(duì)這一技術(shù)難點(diǎn)，CNC Software Inc.公司等公司在近些年無(wú)數(shù)的探索下，為了克服那些難點(diǎn)，推進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展，從傳統(tǒng)的工序中匯入現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)，創(chuàng)造出了MASTERCAM的新型功能，開發(fā)了適用近現(xiàn)代各類復(fù)雜面的數(shù)控加工方法。從傳統(tǒng)加工的不完善的地方出發(fā)，進(jìn)行改善，加強(qiáng)，技術(shù)突破，MASTERCAM問(wèn)世后擁有世界最富含科技元素的應(yīng)用軟件稱號(hào)

105、，用于對(duì)航天航空，輕工業(yè)，重工業(yè)，建筑制造，現(xiàn)代機(jī)械化制造的應(yīng)用，它通過(guò)它無(wú)與倫比的反應(yīng)速度和編程簡(jiǎn)單化，實(shí)用化，出錯(cuò)率低等一系列優(yōu)點(diǎn)成功改善全球機(jī)械生產(chǎn)面臨的設(shè)計(jì)難度大，時(shí)間長(zhǎng)；制造速度慢，產(chǎn)量低，成品出庫(kù)總時(shí)間成本高等一系列的問(wèn)題。所以，在制造業(yè)上，mastercam運(yùn)用道路還任重而道遠(yuǎn)，能用好mast</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>

106、;<b>　　附錄 NC程序</b></p><p><b>　　鼠標(biāo)建模外形加工；</b></p><p><b>　　O0000</b></p><p>　　(PROGRAM NAME-LMD2)</p><p>　　(DATE=DD-MM-YY-26-04-09 TIM

107、E=HH:MM-17:08)</p><p><b>　　NOG20</b></p><p>　　N2G0G17G40G49G80G90</p><p>　　(1/4 SPOTDRILL TOOL-1 DIA. OFF. - 21 LEN.-2 DIA. - 16.)</p><p><b>　　N4T 1M6

108、</b></p><p>　　N6G0G90X-19.4628Y- 68.4717A0.S1069M3</p><p>　　N8G43H2Z35.M8</p><p>　　Nl0G1Z33.F111.</p><p>　　N12X-20.2001Y- 52.4887F333</p><p>　　N14G2X

109、-4.9544Y-35.7684R16.</p><p>　　N16G3X40.9182Y-28.7063R218.</p><p>　　N18Y28.7063R29.7</p><p>　　N20X-51.2824Y32.9595R218.</p><p><b>　　.</b></p><p>

110、;<b>　　.</b></p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　.</b></p><p><

111、b>　　.</b></p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　.</b></p><p>　　N2000X-51.2824Y32.9595R218.</p><p>　　

112、N2002X-61.1281Y23.0622R12.</p><p>　　N2004Y-23.0622R143.</p><p>　　N2006X-51.2824Y-32.9595R12.</p><p>　　N2008X-4.9544Y-35.7684R218.</p><p>　　N2010G2X 11.7659Y-51.0141R16.

113、</p><p>　　N2012G1X12.5032Y-66.9971</p><p>　　N2014G0Z1.</p><p><b>　　N2016M5</b></p><p>　　N2018G91G28Z0.M9</p><p>　　N2020G28X0.Y0.A0.</p>

114、<p><b>　　N2022M30</b></p><p><b>　　曲面粗加工</b></p><p><b>　　00000</b></p><p>　　(PROGRAM NAME-LMD6)</p><p>　　(DATE=DD-MM-YY-26-04-09