利用MasterCAM進(jìn)行本田外型加工的自動(dòng)編程畢業(yè)論文

1、利用mastercam進(jìn)行本田外型加工的自動(dòng)編程摘要：mastercam集cad與cam于一體，是一套完整的cad/cam系統(tǒng)，是我國(guó)目前機(jī)械加工行業(yè)使用最普遍的一種軟件，它可用于數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、加工中心、數(shù)控線切割機(jī)床等，而且能適應(yīng)于多種數(shù)控裝置的機(jī)床。該軟件使用方便，容易掌握，被廣泛用于機(jī)械制造業(yè)和模具行業(yè)中的零件二維繪圖三維設(shè)計(jì)、數(shù)控自動(dòng)編程與加工。關(guān)鍵詞：發(fā)展、應(yīng)用、功能、mastercam 數(shù)控加工目錄0 引言 31機(jī)床數(shù)控技術(shù)與master cam自動(dòng)編程加工概述1.1數(shù)控加工概述31.2數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理31.3數(shù)控銑加工概述41.4 mastercam自動(dòng)編

2、程加工概述 42 零件加工工藝2.1利用mastercam進(jìn)行本田外型加工的自動(dòng)編程基本步驟52.2零件分析及造型53 應(yīng)用mastercam進(jìn)行本田外型加工 3.1利用mastercam進(jìn)行本田外型加工的自動(dòng)編程基本步驟 63.2 零件分析及造型7 3.3生成刀具軌跡及模擬加工 7 3.4 生成數(shù)控程序及傳輸 12 4. 結(jié)論 135 致謝 146. 參考文獻(xiàn) 150引言目前在國(guó)際市場(chǎng)上最有影響的機(jī)械cad/cam軟件有：pro/e、i-deas、ug、auto cad。這四大軟件約占全世界cad軟件市場(chǎng)的60%以上。mastercam集cad與cam于一體，是一套完整的cad/cam系統(tǒng)，

3、是我國(guó)目前機(jī)械加工行業(yè)使用最普遍的一種軟件，它可用于數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、加工中心、數(shù)控線切割機(jī)床等，而且能適應(yīng)于多種數(shù)控裝置的機(jī)床。mastercam的新版本都在不斷的得到改進(jìn)，利用實(shí)體功能畫(huà)產(chǎn)品立體圖很快速，組合運(yùn)用，易于生成復(fù)雜的實(shí)體；toolpaths部份改進(jìn)不小，運(yùn)算速度提高很多，其速度比以前任何一個(gè)版本都快很多；另外以曲面計(jì)算速度比實(shí)體快；mastercam 數(shù)控編程和數(shù)控加工功能也很強(qiáng)大，使數(shù)控加工實(shí)際應(yīng)用功能又上了一個(gè)臺(tái)階； 在制定每種的刀具路徑參數(shù)時(shí)，當(dāng)選擇刀具形式、直徑和工件材料后，各種曲面的刀具路徑參數(shù)對(duì)話(huà)框中的所有參數(shù)根據(jù)刀具形式、直徑和工件材料都能自動(dòng)計(jì)算設(shè)定

4、，大大地減少了人工輸入發(fā)生的錯(cuò)誤，提高了工作效率，增加了準(zhǔn)確性。1機(jī)床數(shù)控技術(shù)與自動(dòng)編程加工概述1.1數(shù)控加工概述數(shù)控（numerical control,簡(jiǎn)稱(chēng)nc）是以數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法。數(shù)控機(jī)床是指應(yīng)用數(shù)控技術(shù)對(duì)加工過(guò)程進(jìn)行控制的機(jī)床。數(shù)控機(jī)床適用于加工：1） 多品種小批量零件。2） 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，精度要求高的零件。3） 要頻繁改型的零件。4） 價(jià)格昂貴，不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件。5） 要求精密復(fù)制的零件。6） 需要縮短生產(chǎn)周期的急需零件。7） 要求100%檢驗(yàn)的零件。數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)：1）適用性強(qiáng)，適合加工單件或中小批量復(fù)雜零件。2）加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。3

5、）自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度降低。4）生產(chǎn)效率高。5）良好的經(jīng)濟(jì)效益。6）有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。7）易于建立計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)。1.2數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理1數(shù)控的組成 采用數(shù)控技術(shù)控制的機(jī)床，或者說(shuō)裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床，稱(chēng)之為數(shù)控機(jī)床?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都采用計(jì)算機(jī)作為控制系統(tǒng)，其組成如圖1-1所示 圖1-1數(shù)控組成2數(shù)控機(jī)床的工作原理數(shù)控機(jī)床加工工件，首先要將被加工工件圖上的幾何信息和工藝信息數(shù)字化，用規(guī)定的數(shù)字化碼程序格式編寫(xiě)加工程序，并存儲(chǔ)到程序載體內(nèi)，然后用相應(yīng)的輸入裝置將所編的程序指令輸入到cnc單元。cnc單元將程序進(jìn)行譯碼運(yùn)算后，向機(jī)床各個(gè)坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)和輔助控制裝置發(fā)出信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)機(jī)床

6、的各運(yùn)動(dòng)部件，并控制所需要的輔助動(dòng)作，最后加工出合格的工件。（下面所使用的數(shù)控機(jī)床xk713、xh 714d 漢川機(jī)械、xk714g漢川機(jī)械）1.3數(shù)控銑加工概述數(shù)控銑床是最具有代表性的數(shù)控加工設(shè)備。它具有高適應(yīng)性、高效率、高精度、高柔性、大大減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。主要運(yùn)用于輪廓的加工、曲面加工、孔加工。1.4 mastercam自動(dòng)編程加工概述mastercam是一套具有cad與cam功能的強(qiáng)大軟件，它內(nèi)建的cad功能可以幫助用戶(hù)輕松的創(chuàng)建2d或3d圖形，并且可以透過(guò)刀具路徑來(lái)配置和設(shè)定各項(xiàng)必要的參數(shù)來(lái)加工完成用戶(hù)所需的產(chǎn)品。創(chuàng)建的圖形完全適用與mastercam的銑床，車(chē)床與線切割，在模

7、塊中無(wú)須再重新繪制。mastercam不但提供了精確可靠的刀具路徑，而且還能讓nc程序設(shè)計(jì)師可以隨心所欲地配置出心目中最有效率的加工程序。mastercam在cam上的特點(diǎn)說(shuō)明如下：1）提供可靠與精確的刀具路徑2）可以直接在曲面及實(shí)體上加工3）擁有完整的刀具庫(kù)及加工參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)4）提供多種后處理程序，可以適用的nc程序2.零件加工工藝從數(shù)控加工程序的編制過(guò)程和內(nèi)容中可以看出，數(shù)控機(jī)床使用的工件加工程序中應(yīng)包含機(jī)床的運(yùn)動(dòng)過(guò)程、工件的加工過(guò)程、刀具的形狀及切削用量、走刀路線等工藝。因此要求編程人員不僅要了解數(shù)控機(jī)床的工作原理、性能特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)，掌握編程語(yǔ)言和標(biāo)準(zhǔn)程序格式，還應(yīng)能熟練掌握工件加工工藝，確

8、定合理的切削用量，正確選用刀具和夾緊方法，并熟悉測(cè)量方法等等。2.1利用mastercam進(jìn)行本田車(chē)標(biāo)外型加工的自動(dòng)編程基本步驟根據(jù)本田車(chē)標(biāo)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用mastercam進(jìn)行本田車(chē)標(biāo)加工編程，可按如下步驟進(jìn)行： 分析零件圖紙；建立加工模型；確定加工工藝（裝卡、刀具等）刀具的選擇、切削用量的選擇；生成刀具軌跡及模擬加工； 生成數(shù)控程序及傳輸；2.2零件分析及造型 1、該零件主要由平面外形組成標(biāo)志，內(nèi)外輪廓由直線和圓弧組成，底座外部輪廓由長(zhǎng)方體構(gòu)成，幾何元素之間描述的清楚完整，利用pro/e軟件進(jìn)行三維造型：圖2.1零件的二維圖圖2.2 本田車(chē)標(biāo)實(shí)體2、工件的裝夾與定位工件的外形是標(biāo)準(zhǔn)的正方體

9、，且對(duì)工件的上表面進(jìn)行加工，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則以工件的下底面為基準(zhǔn)，使用的是通用的臺(tái)虎鉗裝夾。工件坐標(biāo)系x、y軸原點(diǎn)設(shè)定在中心位置，工件坐標(biāo)系z(mì)軸零點(diǎn)設(shè)定在工件是上表面。3、刀具的選擇刀具的材料為工程塑料，刀具材料選用高速鋼4、編制數(shù)控加工工藝卡 如表2-1表2-1 加工程序工藝單編程員姓名吳建清電腦編號(hào)編程日期機(jī)床加工中心刀具材料高速鋼模擬加工時(shí)間程序名刀路方式刀具切削參數(shù)加工余量安全高度刀號(hào)類(lèi)型刀具直徑主軸轉(zhuǎn)速r/mm進(jìn)給速度mm/mm背吃刀量mm o0001曲面粗加工平行銑削1平刀230001001.50.511曲面精加工等高外形銑削1平刀230001000.5011工件坐標(biāo)系設(shè)定指令待添

10、加的隱藏文字內(nèi)容3g54加工起始點(diǎn)（0，0）圖形總高程序?qū)徍岁惱蠋煂徍巳掌诓僮鲉T姓名吳建清加工日期實(shí)際加工時(shí)間檢驗(yàn)員陳老師日期備注符合要求3 應(yīng)用mastercam進(jìn)行本田外型加工圖3.1pro/e轉(zhuǎn)mastercam后的模型圖3.3生成刀具軌跡及模擬加工 3.3.1.工件設(shè)定 在操作管理器中，單擊圖標(biāo)，在彈出的“機(jī)器群組屬性”對(duì)話(huà)框中打開(kāi)“材料設(shè)置”選項(xiàng)卡，按照?qǐng)D3-3所示設(shè)定工件參數(shù)。 圖3-3材料設(shè)置 圖3-4邊界盒單擊“邊界盒”按鈕后，工作區(qū)零件圖形如圖3-4所示。 3.3.2粗加工刀具路徑生成1）采用直徑2mm力銑刀粗加工去除大部分余量，預(yù)留0.5mm精加工余量。1選擇菜單“刀具路徑

11、” 曲面粗加工命令，系統(tǒng)提示選擇加工曲面，選擇工件形狀為凸， 視窗選擇如圖3-5所示所以曲面為加工曲面，按確認(rèn)。 圖3-5工件形狀為凸2.系統(tǒng)彈出如圖3-6所示加工曲面、干涉面、加工范圍邊界、指定下刀點(diǎn)設(shè)置對(duì)話(huà)框，按確定。 3.系統(tǒng)彈出如圖3-7所示曲面平行銑削的對(duì)話(huà)框，打開(kāi)“刀具參數(shù)”選項(xiàng)卡。并按照?qǐng)D3-8所示設(shè)置刀具參數(shù) 4.選擇如圖3-8所示曲面參數(shù)選項(xiàng)卡，設(shè)置相關(guān)參數(shù)。5.選擇如圖3-9所示“粗加工平行銑削參數(shù)”設(shè)置相關(guān)參數(shù)。6.加工模擬效果如圖3-10 圖3-6 刀具路徑 圖3-7曲面參數(shù) 圖3-8粗加工平行銑削參數(shù) 圖3-9粗加工平行銑削參數(shù)圖3-10加工模擬效果3.3.3.精加工

12、刀具路徑生成1）采用直徑2mm力球刀精加工對(duì)整個(gè)曲面外型精加工1選擇菜單“刀具路徑” 曲面精加工命令，系統(tǒng)提示選擇加工曲面，選擇工件形狀為凸， 視窗選擇如圖3-16所示所以曲面為加工曲面，按確認(rèn)。 圖3-16工件形狀為凸2.系統(tǒng)彈出如圖3-17所示加工曲面、干涉面、加工范圍邊界、指定下刀點(diǎn)設(shè)置對(duì)話(huà)框，按確定。 3.系統(tǒng)彈出曲面平行銑削的對(duì)話(huà)框，打開(kāi)“刀具參數(shù)”選項(xiàng)卡。并按照?qǐng)D3-18所示設(shè)置刀具參數(shù) 4.選擇如圖3-19所示曲面參數(shù)選項(xiàng)卡，設(shè)置相關(guān)參數(shù)。5.選擇如圖3-20所示“粗加工平行銑削參數(shù)”設(shè)置相關(guān)參數(shù)。6.加工模擬效果如圖3-21 圖3-17 下刀點(diǎn)設(shè)置 圖3-18刀具參數(shù) 圖3-1

13、9曲面參數(shù)圖3-20粗加工平行銑削參數(shù) 圖3-21刀具路徑3.4執(zhí)行實(shí)體切削模擬并后置處理生成nc程序 1）在操作管理器中，單擊“確定”按紐，選取所有的操作，如圖3-32所示。 2）單擊按紐，進(jìn)入實(shí)體切削模擬狀態(tài)，打開(kāi)“實(shí)體切削驗(yàn)證”工具條，如圖3-33所示 圖3-32操作管理器 圖3-33實(shí)體切削驗(yàn)證3）單擊按紐按紐執(zhí)行切削模擬，模擬過(guò)程中可用光標(biāo)移動(dòng)滑塊調(diào)整模擬切削的速度，模擬完成后的結(jié)果如圖3-34所示。4）刀具切削路徑經(jīng)驗(yàn)證無(wú)誤后，可返回操作管理器中，單擊按紐執(zhí)行刀具路徑的后置處理。此時(shí)，需指定與所用機(jī)床數(shù)控對(duì)應(yīng)的后處理程序，系統(tǒng)默認(rèn)為fanuc數(shù)控系統(tǒng)的mpfan。pst程序，如圖3

14、-35所示，并允許設(shè)定nc程序 圖3-34切削模擬圖3-35 nc程序畢業(yè)小結(jié)隨著社會(huì)的發(fā)展，機(jī)械行業(yè)的數(shù)控專(zhuān)業(yè)在我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中成為一個(gè)越來(lái)越重要的分支。數(shù)控滲透著整個(gè)社會(huì)。三年的學(xué)習(xí)，我對(duì)數(shù)控技術(shù)有了深刻的認(rèn)識(shí)。數(shù)控加工技術(shù)已廣泛應(yīng)用于模具制造業(yè)，如數(shù)控銑削、鏜削、車(chē)削、線切割、電火花加工等，其中數(shù)控銑削是復(fù)雜模具零件的主要加工方法。數(shù)控設(shè)備為精密復(fù)雜零件的加工提供了基本條件，但要達(dá)到預(yù)期的加工效果，編制高質(zhì)量的數(shù)控程序是必不可少的，這是因?yàn)閿?shù)控加工程序不僅包括零件的工藝過(guò)程，而且還包括刀具的形狀和尺寸、切削用量、走刀路徑等工藝信息。致 謝通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我從理論和實(shí)踐上又更進(jìn)一步的加深。數(shù)控加工技術(shù)的好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)。中國(guó)面臨世界的挑戰(zhàn)，在數(shù)控行業(yè)這方面，我希望日后能在數(shù)控專(zhuān)業(yè)這一行有所貢獻(xiàn)。感謝我的導(dǎo)師，他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。這片論文的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開(kāi)你的細(xì)心指導(dǎo)。而你開(kāi)朗的個(gè)性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很快的融入我們這個(gè)新的實(shí)驗(yàn)室。有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！參