MasterCAM煙灰缸設計

1、摘要 數(shù)控銑床是在普通銑床上集成了數(shù)字控制系統(tǒng)，可以在程序代碼的控制下較 精確地進行銑削加工的機床。數(shù)控銑床一般由數(shù)控系統(tǒng)、主傳動系統(tǒng)、進給伺服 系統(tǒng)、冷卻潤滑系統(tǒng)等幾大部分組成。數(shù)控銑床是目前功能強大、簡便、高效的 加工機床，只需輸入加工程序便可自動加工的自動化程度很高的數(shù)控加工中心之 一。 MasterCAM 軟件是美國的 CNCSoftware 公司開發(fā)的基于 PC 平臺的 CAD/CAM 系統(tǒng)，現(xiàn)已廣泛應用于機械加工、模具制造、汽車工業(yè)和航天工業(yè)等 領域。采用 MasterCAM 軟件能方便的建立零件的幾何模型，迅速自動生成數(shù)控 代碼，縮短編程人員的編程時間，特別對復雜零件的數(shù)控程序編

2、制，可大大提高 程序的正確性和安全性，降低生產成本，提高工作效率。 煙灰缸是日常用途廣泛的環(huán)保工具，為了彰顯煙灰缸的個性化和功能性，因 此希望利用現(xiàn)有知識和能力，制造一個外觀美麗并且實用的煙灰缸。為此，用 PROE 做出煙灰缸零件圖，將其導入 MasterCAM 軟件中進行模擬仿真加工，利 用 MasterCAM 自動編程功能，導出煙灰缸數(shù)控加工程序，并在 FANUC 仿真軟 件中仿真模擬加工，最后將導出的數(shù)控加工程序輸入數(shù)控銑床中，加工出我們需 要的煙灰缸凸模實體模型。 關鍵詞：數(shù)控銑床，MasterCAM，煙灰缸，仿真，加工 Abstract CNC milling machine is

3、in the common milling machine with integrated digital control system in the program code， can control accurately for milling machine. CNC milling machine by the general NC system， main transmission system， feed servo system， cooling and lubrication system of several major components. CNC milling mac

4、hine is the most powerful， simple， efficient processing machine， only need to input the processing program can automatically processing， high degree of automation of CNC machining centers. MasterCAM software is belong to the United States of America CNCSoftware company，which developed the PC platfor

5、m based on CAD / CAM system，now it has been widely used in machining， mold manufacturing， automobile industry and the aerospace industry and other fields。Using MasterCAM software to facilitate the establishment of parts of the geometric model， rapid automatic generation of NC code， shorten programme

6、rs programming time， especially for complex parts of the NC programming， and can greatly improve the accuracy of the program and the security， reduces the production cost， improve work efficiency. Ashtray is one of the most daily useful environmental protection tools， in order to reveal ashtray pers

7、onalized and functional， so I decide to make full use of what I have leraned and my ability to create a beautiful appearance and practical ashtray 。Therefore， to use PROE to make the ashtray parts diagram， import it to MasterCAM software in the simulation process， the use of MasterCAM automatic prog

8、ramming function， derived ashtray NC program， and the FANUC simulation software in the simulation process， finally will export the NC machining program of CNC milling machine processing of input， we need an ashtray. Mold model. Key words: CNC milling machine， MasterCAM， ashtray， simulation， processi

9、ng 目錄 第 1 章 概述 . 1.1 數(shù)控機床的產生. 1.2 FANUC 機床的發(fā)展史 . 1.3 FANUC 數(shù)控系統(tǒng)的特點 . 1.4 斯沃數(shù)控仿真軟件概述. 1.4.11.4.1 斯沃數(shù)控仿真軟件簡介斯沃數(shù)控仿真軟件簡介. 1.5 斯沃數(shù)控仿真軟件的功能. 1.5.11.5.1 控制器控制器. 1.5.21.5.2 功能介紹功能介紹. 1.6 FANUC 銑床編程. 1.6.11.6.1 坐標系坐標系. 1.6.21.6.2 G G 代碼命令、代碼組及其含義代碼命令、代碼組及其含義. 第 2 章 數(shù)控銑床刀具、夾具、量具的結構 . 2.1 刀具的結構 . 2.1.12.1.1 對刀

10、具的基本要求對刀具的基本要求 . 2.1.22.1.2 刀柄的類型刀柄的類型 . 2.1.32.1.3 刀柄的結構刀柄的結構 . 2.1.42.1.4 刀具的選擇刀具的選擇 . 2.2 夾具的結構 . 2.2.12.2.1 夾具的選擇夾具的選擇 . 2.3 量具的結構 . 第 3 章 煙灰缸凹模塑件成型工藝分析 . 3.1 塑件的使用要求 . 3.2 塑件的材料分析. 3.3 塑件的尺寸精度、塑件表面質量、塑件的結構工藝性分析 . 3.3.13.3.1 塑件的尺寸精度分析塑件的尺寸精度分析. 3.3.23.3.2 塑件的表面質量分析塑件的表面質量分析. 3.3.33.3.3 塑件的結構工藝分析

11、塑件的結構工藝分析. 第 4 章 MasterCAM 軟件基礎知識. 4.1 MasterCAM 軟件概述. 4.2 CAD 設計功能 . 4.3 CAM 加工功能 . 第 5 章 MasterCAM 的仿真加工及自動編程. 5.1 煙灰缸三維零件視圖的繪制. 5.2 煙灰缸視圖導入 MasterCAM 軟件中. 5.3 煙灰缸凹模的仿真加工. 5.4 MasterCAM 軟件對煙灰缸的自動編程. 第 6 章 煙灰缸凹模的斯沃數(shù)控仿真加工 . 6.1 提出與分析任務. 6.1.16.1.1 提出任務提出任務. 6.1.26.1.2 分析任務分析任務. 6.2 任務實施. 6.2.16.2.1

12、選擇數(shù)控系統(tǒng)選擇數(shù)控系統(tǒng). 6.2.26.2.2 定義毛坯定義毛坯. 6.2.36.2.3 選擇夾具選擇夾具. 6.2.46.2.4 選擇刀具選擇刀具. 6.2.56.2.5 導入程序導入程序. 6.2.66.2.6 自動加工自動加工. 心得體會 . 致謝. 參考文獻 . 第 1 章 概述 1.1 數(shù)控機床的產生 隨著生產的科學技術發(fā)展，機械產品日益精密、復雜、，而且改型頻繁，因 此對制機械產品的機床提出三高要求，既高性能、高精度和高自動化.在機械產品 中單體和小批量的產品約占到 70%.由于這類產品的生產要機床與工藝裝備具較強 的適應變化的能力，通用機床無法滿足要求.1946 年第一臺電子計

13、算機的問世， 為數(shù)控機床的產生奠定了基礎。 數(shù)控機床最早產生于美國.1947 年產生數(shù)控機床的設想，當時為了精確制作 直升飛機葉片的樣板.1949 年美國 PARSONS 公司和麻省理工學院開始研制數(shù)控機 床，于 1952 年試制成了世界上第一臺 3 坐標鏜銑床。 1.2 FANUC 機床的發(fā)展史 FANUC 公司創(chuàng)建于 1956 年，1959 年首先推出了電液步進電機，在后來的若 干年中逐步發(fā)展并完善了以硬件為主的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。進入 70 年代，微電子技術、 功率電子技術，尤其是計算技術得到了飛速發(fā)展，F(xiàn)ANUC 公司毅然舍棄了使其發(fā) 家的電液步進電機數(shù)控產品，一方面從 GETTES 公司引

14、進直流伺服電機制造技術。 1976 年 FANUC 公司研制成功數(shù)控系統(tǒng) 5，隨時后又與 SIEMENS 公司聯(lián)合研制了具 有先進水平的數(shù)控系統(tǒng) 7，從這時起，F(xiàn)ANUC 公司逐步發(fā)展成為世界上最大的專業(yè) 數(shù)控系統(tǒng)生產廠家，產品日新月異，年年翻新。 1.3 FANUC 數(shù)控系統(tǒng)的特點 結構上長期采用大板結構，但在新的產品中已采用模塊化結構。 采用專用 LSI，以提高集成度、可靠性，減小體積和降低成本。產品應用范圍廣。每一 CNC 裝置上可配多種上控制軟件，適用于多種機床。 不斷采用新工藝、新技術。如表 面安裝技術 SMT、多層印制電路板、光導纖維電纜等。CNC 裝置體積減小，采用面 板裝配式、

15、內裝式 PMC（可編程機床控制器）。在插補、加減速成、補償、自動 編程、圖形顯示、通信、控制和診斷方面不斷增加六代歷史。 1.4 斯沃數(shù)控仿真軟件概述 1.4.11.4.1 斯沃數(shù)控仿真軟件簡介斯沃數(shù)控仿真軟件簡介 南京斯沃軟件技術有限公司開發(fā) FANUC、SINUMERIK、MITSUBISHI、廣州數(shù)控 GSK、華中世紀星 HNC、北京凱恩帝 KND、大連大森 DASEN 數(shù)控車銑及加工中心仿 真軟件，是結合機床廠家實際加工制造經(jīng)驗與高校教學訓練一體所開發(fā)的。通過 該軟件可以使學生達到實物操作訓練的目的，又可大大減少昂貴的設備投入。 斯沃數(shù)控仿真軟件包括八大類，28 個系統(tǒng)，62 個控制面

16、板。具有 FANUC、SIEMENS(SINUMERIK)、MITSUBISHI、廣州數(shù)控 GSK、華中世紀星 HNC、北 京凱恩帝 KND 系統(tǒng)、大連大森 DASEN、南京華興 WA 編程和加工功能，學生通過在 PC 機上操作該軟件，能在很短時間內掌握各系統(tǒng)數(shù)控車、數(shù)控銑及加工中心的操 作，可手動編程或讀入 CAM 數(shù)控程序加工，教師通過網(wǎng)絡教學，可隨時獲得學生 當前操作信息。 1.5 斯沃數(shù)控仿真軟件的功能 1.5.11.5.1 控制器控制器 1.實現(xiàn)屏幕配置且所有的功能與 FANUC 工業(yè)系統(tǒng)使用的 CNC 數(shù)控機床一樣。 2.實時地解釋 NC 代碼并編輯機床進給命令。 3.提供與真正的

17、數(shù)控機床類似的操作面板。 4.單程序塊操作，自動操作，編輯方式，空運行等功能。 5.移動速率調整，單位毫米脈沖轉換開關等。 1 操作編程手冊斯沃數(shù)控仿 圖 11 FANUC 0-MD(銑床) （1）在左邊工具框，選擇毛坯功能鍵： （2）選擇基準芯棒選擇 （3）選擇基準芯棒規(guī)格和塞尺厚度如： （4）直接對工件，根據(jù)左下角提示確定是否對好。 （5）Z 坐標工件零點=當前 Z 坐標-基準芯棒長度-塞尺厚度 （6）把計算結果 Z、Y、X、坐標工件零點輸入 G54G59。 圖 12 FANUC 0i(銑床) 1.5.21.5.2 功能介紹功能介紹 1.國內第一款自動免費下載更新的數(shù)控仿真軟件 2.真實感

18、的三維數(shù)控機床和操作面板 3.動態(tài)旋轉、縮放、移動、全屏顯示等功能的實時交互操作方式 4.支持 ISO-1056 準備功能碼（G 代碼） 、輔助功能碼（M 代碼）及其它指令代 碼 5.支持各系統(tǒng)自定義代碼以及固定循環(huán) 6.直接調入 UG、PRO-E、Mastercam 等 CAD/CAM 后置處理文件模擬加工 7.Windows 系統(tǒng)的宏錄制和回放 8.AVI 文件的錄制和回放 9.工件選放、裝夾 10.換刀機械手、四方刀架、八方刀架 11.基準對刀、手動對刀 12.零件切削，帶加工冷卻液、加工聲效、鐵屑等 13.尋邊器、塞尺、千分尺、卡尺等工具 14.采用數(shù)據(jù)庫管理的刀具和性能參數(shù)庫 15.

19、內含多種不同類型的刀具 16.支持用戶自定義刀具功能 17.加工后的模型的三維測量功能 18.基于刀具切削參數(shù)零件光潔度的測 1.6 FANUC 銑床編程 1.6.11.6.1 坐標系坐標系 編程坐標系采用右手直角笛卡爾坐標系如圖 1-3 所示。 圖 13 坐標系 安全距離:此功能不屬于坐標系，它僅僅顯示移動命令發(fā)出后目的位置與當前 機床位置之間的距離。僅當各個軸的剩余距離都為零時，這個移動命令才完成。 圖 14 安全距離示意圖 1.6.21.6.2 G G 代碼命令、代碼組及其含義代碼命令、代碼組及其含義 “模態(tài)代碼”的功能在它被執(zhí)行后會繼續(xù)維持，而“一般代碼”僅僅在收到 該命令時起 78

20、操作編程手冊 FANUC 銑床編程作用。定義移動的代碼通常是“模態(tài) 代碼” ，像直線、圓弧和循環(huán)代碼。反之，像原點返回代碼就叫“一般代碼” 。 每一個代碼都歸屬其各自的代碼組。在“模態(tài)代碼”里，當前的代碼會被加 載的同組代碼替換。 表 15 G 代碼組及解釋 (帶*者表示是開機時會初始化的代碼) 第 2 章 數(shù)控銑床刀具、夾具、量具 2.1 刀具的結構 2.1.12.1.1 對刀具的基本要求對刀具的基本要求 銑刀剛性要好。要求銑刀剛性好目的，一是滿足為提高生產效率而采用大切 削用量的要求；二是為適應數(shù)控銑床加工過程中難以調整切削用量的特點。在數(shù) 控銑削中，因銑刀剛性較差而斷刀并造成零件損傷的事

21、例是經(jīng)常有的，所以解決 數(shù)控銑刀的剛性是至關重要的。 銑刀的耐用度要高。當一把銑刀加工的內容很多時，如果銑刀磨損較快，不 僅會影響零件的表面質量和加工精度，而且會增加與對刀的次數(shù)，從而導致零件 加工表面留下因對刀誤差而形成的接刀臺階，降低零件的表面質量。 除上述兩點之外，銑刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇與排削性能等也是很重 要的。切削粘刀形成積削瘤在數(shù)控銑削中是十分忌諱的?？傊?，根據(jù)被加工工件 材料的熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量，選擇剛性好、耐用度高的銑刀，是充 分發(fā)揮數(shù)控銑床的生產效率并獲得滿意加工質量的前提條件。 2.1.22.1.2 刀柄的類型刀柄的類型 數(shù)控銑削刀柄系統(tǒng)標準，如圖 2-

22、1 所示: 圖 2-1 刀柄的類型 2.1.32.1.3 刀柄的結構刀柄的結構 下面是一些典型的刀柄結構，如圖 2-2 所示： 圓柱銑刀刀柄錐柄鉆頭刀柄盤銑刀刀柄 直柄鉆頭刀柄鏜刀刀柄絲錐刀柄 圖 2-2 數(shù)控銑床刀柄 2.1.42.1.4 刀具的選擇刀具的選擇 在數(shù)控銑床上使用的刀具主要為銑刀，包括面銑刀、立銑刀、球頭銑刀、三 面刃盤銑刀、環(huán)形銑刀等，除此以外還有各種孔加工刀具，如鉆頭（锪鉆、鉸刀、 鏜刀等）、絲錐等。 下面是一些常用銑刀，如圖 2-3 所示: 立銑 刀 機夾 式球 頭銑 刀 機夾 式環(huán) 形銑 刀 圖 2-3 銑刀的類型 2.2 夾具的結構 2.2.12.2.1 夾具的選擇夾

23、具的選擇 數(shù)控銑床可以加工形狀復雜的零件，但數(shù)控銑床上的工件裝夾方法與普通銑 床一樣，所使用的夾具往往并不很復雜，只要求有簡單的定位、裝夾機構就可以 了。但要將加工部位敞開，不能因裝夾工件而影響進給和切削加工。選擇夾具時， 應注意減少裝夾次數(shù)，盡量做到在一次安裝中能把零件上所有要加工的表面都加 工出來，下面是一些典型的裝夾結構，如圖 2-4 所示： 氣 動 卡 盤 平 口 鉗 圖 2-4 夾具的類型 2.3 量具的結構 數(shù)控銑削加工零件的檢測，一般常規(guī)尺寸仍可使用普通的量具進行測量，如 游標卡尺、內徑百分表等，也可以采用投影儀測量；而高精度尺寸、空間位置尺 寸、復雜輪廓和曲面的檢驗則只有采用三

24、坐標測量機才能完成，如圖 2-5。 內徑千分尺外徑千分尺 游標卡尺高度游標卡尺 鋼直尺卷尺 圖 2-5 量具的類型 第 3 章 煙灰缸凹模塑件成型工藝分析 3.1 塑件的使用要求 該塑件（煙灰缸）作為日常用品，由于要承受煙頭的溫度，要耐高溫性性能 好，且具備安全無毒，化學穩(wěn)定性高，不易分解等特點和價格低廉的要求；同時， 要有一定的機械強度，在一定的高度掉下，不會出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象。 3.2 塑件的材料分析 根據(jù) 1.1 中對塑件的分析要求，同時考慮原材料價格要低廉，現(xiàn)決定選用工 程塑料 PP。PP 聚丙烯是繼尼龍之后發(fā)展的又一優(yōu)良樹脂品種，它是一種高密度、 無側鏈、高結晶必的線性聚合物，具有優(yōu)良的

25、綜合性能。未著色時呈白色半透明， 蠟狀；比聚乙烯輕。透明度也較聚乙烯好，比聚乙烯剛硬。物料性能 密度小，強 度剛度，硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯，可在 100 度左右使用.具有良好的電性能 和高頻絕緣性不受濕度影響，但低溫時變脆，不耐模易老化. 適于制作一般機械 零件，耐腐蝕零件和絕緣零件。 PP 聚丙烯的主要特點是密度小，約為 0.9g/cm3。它的力學性能如屈服強度、 抗張強度、抗壓強度及硬度等，均優(yōu)于低壓聚乙烯，并有很突出的剛性，耐熱性 較好?？稍?100以上使用。若不受外力，則溫度升到 150也不變形?；旧喜?吸水，并且有較好的化學穩(wěn)定性，除對濃硅酸、濃硝酸外，幾乎都很穩(wěn)定。高頻 電性

26、能優(yōu)良，且不受溫度影響，成形容易。缺點是耐磨性不夠高，成形收縮率較 大，低溫呈脆性。熱變形溫度亦較低。 比重:0.9-0.91 克/立方厘米 成型收縮率:1.0-2.5% 成型溫度：160-220成 型特性： 1.結晶料，吸濕性小，易發(fā)生融體破裂，長期與熱金屬接觸易分解. 2.流動性好，但收縮范圍及收縮值大，易發(fā)生縮孔.凹痕，變形. 3.冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應緩慢散熱，并注意控制成型溫度.料溫 低溫高壓時容易取向，模具溫度低于 50 度時，塑件不光滑，易產生熔接不良，流 痕，90 度以上易發(fā)生翹曲變形 4.塑料壁厚須均勻，避免缺膠，尖角，以防應力集中。 結論：經(jīng)以上分析，PP 塑料比

27、較適合用作煙灰缸的原材料，而且其成型性能 良好，適宜采用注射成型方法生產，成型前原料要充分干燥。 表 1 PP 塑料的部分技術指表 3.3 塑件的尺寸精度、塑件表面質量、塑件的結構工藝性分析 圖 31 塑件模型 3.3.13.3.1 塑件的尺寸精度分析塑件的尺寸精度分析 塑件的尺寸要求并不嚴格，各尺寸均為自由尺寸，故選取低的精度等級就能 滿足日常的使用要求，根據(jù) GB/T 144861993，按 MT5 級塑料件精度來確定各尺 寸的公差值。 技術指標值 密度(g / cm-3)0.900.91 收縮率(%)1.03.0 透明度半透明 比熱容/(Jkg-1k-1)1930 吸水性（24 小時）（

28、%）0.010.03 屈服強度/MPa37 拉伸彈性模量/GPa1.11.6 抗壓強度/MPa67 彎曲彈性模量/GPa1.45 熔點170176 3.3.23.3.2 塑件的表面質量分析塑件的表面質量分析 該塑件用作盛煙灰煙蒂的器皿，同時也是居家飾品，所以要求外表面光亮 美觀，塑件外表面應無尖銳的毛刺、斑點和明顯的熔接痕?？紤]到塑件表面質量 高時，其模具的加工成本也會增高，根據(jù)塑件的使用要求和模具加工成本綜合考 慮，塑件外表面的粗糙度取 Ra=1.6，其余表面沒有較高的粗糙度要求。而成型其 內表面的模具大型芯表面粗糙度定為 Ra=3.2。 3.3.33.3.3 塑件的結構工藝分析塑件的結構工

29、藝分析 從零件圖（圖 1）可看出，該塑件為外形近似方形的殼類零件，其外形結構 簡單、對稱。腔體深 20mm，除局部地方壁厚受結構影響外，總體壁厚均勻為 3mm，在 PP 塑件壁厚推薦值中，塑件的總體尺寸適中，成型性能良好。塑件中， 在頂部邊緣處有完全倒角，且在轉角處也要倒圓角，倒圓角量相對較大。由于采 用是塑料 PP，且該塑件屬于小塑件，外表面質量要求較高，于是取脫模斜度為 1。 第 4 章 MASTERCAM 軟件的基礎知識 4.1 MasterCAM 軟件概述 Master CAM 是美國 CNC 系統(tǒng)公司開發(fā)的一套適用于機械產品設計、制造的運 行在 PC 平臺上的 3DCAD/CAM 交

30、互式圖形集成系統(tǒng)(圖 20)。 它不僅可以完成產品的設計，更能完成各種類型數(shù)控機床的自動編程，包括 數(shù)控銑床(25 軸)、車床(可帶 C 軸)、線切割機(4 軸)、激光切割機、加工中心 等的編程加工。 圖 41 MasterCAM 軟件的三維繪圖工作界面 產品零件的造型可以由系統(tǒng)本身的 CAD 模塊來建立模型，也可通過三坐標測 量儀測得的數(shù)據(jù)建模。系統(tǒng)提供的 DXF， IGES， CADL， VDA， STL 等標準圖形 接口可實現(xiàn)與其他 CAD 系統(tǒng)的雙向圖形傳輸，也可通過專用 DWG 圖形接口直接與 AUTOCAD 進行圖形傳輸。系統(tǒng)具有很強的加工能力，可實現(xiàn)多曲面連續(xù)加工、毛 坯粗加工、

31、刀具干涉檢查與消除、實體加工模擬、DNC 連續(xù)加工以及開放式的通 用后置處理功能。 4.2 CAD 設計功能 1) 2D，3D 設計及尺寸標注，輸出工程圖。 2)可構建 3D 線筐造型，曲面造型和實體造型。 3)曲面造型可生成直紋曲面、舉升曲面、掃描曲面、旋轉曲面、昆氏曲面、 牽引曲面以及對曲面修整、熔接、投影、補正和多曲面倒圓角。 4)具有非均勻 B 樣條 NURBS 曲面的構造能力，以滿足復雜曲面的構造及制造 需求。 5)實體造型可對實體布爾運算、倒圓角、延伸和修整。 6)可自定義方程式，構建復雜的 2D，3D 模型。 7)有動態(tài)導航功能，可動態(tài)捕捉特殊點。 8)具有多種過濾方式(圖層、顏

32、色、類型)來選擇圖素。 9)可對圖形作鏡像、旋轉、縮放、平移等轉換處理。 10)可構建 True type 的所有字符。 11)具有與 C 語言的二次開發(fā)接口。 12)對 3D 圖形可作渲染、著色處理。 4.3 CAM 加工功能 1) 2D，3D 外形銑削加工包含刀具半徑補償和轉角計算。 2)鉆、攻、鏜等固定循環(huán)加工。 3)帶多島的往復式及環(huán)繞式挖槽加工，可螺旋式下刀，外輪廓和島嶼可設定 傾斜角加工。 4)單曲面、多曲面精加工和粗加工。 5)提供環(huán)繞等距加工、平行式加工、放射狀加工、等高加工等加工方式。 6)提供殘料及清角加工、播拉刀方式加工、投影加工、沿面加工、挖槽式加 工、淺平面及陡斜面加

33、工等加工方式。 7)支持高速加工方式。 8)曲面加工過切檢查及消除。 9)建立具有相聯(lián)性的操作管理，集刀具、工件材料、加工參數(shù)、刀具路徑和 串聯(lián)的幾何圖素于一操作組。任一參數(shù)修改不必從頭做起，只要更新操作就可生 成新的刀具路徑。 10)用戶定義加工坐標系及選擇刀具平面。 11)修改、定義刀具庫和材料庫，可自動生成推薦的主軸轉速及進給率。 12)動態(tài)刀具路徑模擬。 13)刀位中間文件和數(shù)控加工文件的雙向轉換。 14)編輯刀位義件并對刀具路徑作鏡像、旋轉、縮放、平移等轉換處理。 15)在給出的誤差范圍內對刀位文件作過濾處理，可縮短加工程序。 16)提供 400 多種專用后處理程式及開放式的通用后處

34、理程式，可適用于各 種型號的數(shù)控系統(tǒng)。 17)產生加工參數(shù)報表，計算加工時間，可供操作者參考。 18)實現(xiàn)計算機與數(shù)控機床的雙向數(shù)據(jù)傳輸及 DNC 邊加工邊傳輸。 第 5 章 MASTERCAM 的仿真加工 5.1 利用 PROE 軟件繪制煙灰缸三維零件視圖 1.打開 proe 軟件，草繪煙灰缸平面視圖。設置工作目錄，選著工作目錄 D 盤， 新建文件， 設置文件名，取消使用缺省模塊，點“確定” ，選擇公制模板，點 “確定” 。如圖 51 圖 51 新建文件過程 2.繪制草圖，選擇拉伸命令 ，選擇放置命令，再選擇 TOP 平面作為草繪平面 ，開始草繪：關閉基準面顯示命令，關閉尺寸參照命令，點擊繪

35、制“圓”命令， 繪制圓，再點擊繪制“圓弧”命令，設置圓弧半徑相同，接著標注尺寸，修改尺 寸，圓直徑 110mm，圓弧直徑 90mm，再生，最后繪制平面草圖如下：圖 52 圖 52 平面草圖 3.選擇圓，選擇編輯命令，選擇“切換構造”命令，結束剖面命令，輸入拉 伸高度 26mm，確定拉伸參數(shù)產生拉伸實體如下圖：圖 53 所示;選擇草繪，選擇 實體表面為草繪平面，選擇繪“圓”命令，繪制圓，關閉基參照，設置圓直徑為 70mm，結束剖面繪制。選擇“拉伸”命令，選擇圓，切換拉伸方向，設置拉伸高 度為 20mm，單擊切除命令，產生拉伸切除實體，如圖 54 所示： 圖 53 煙灰缸初始外形實體 圖 54 拉

36、伸切換實體 4.單擊“圓角”命令，線架顯示，選擇圓角邊，輸入圓角半徑 12mm，點擊 “確定” ，圓角繪制完畢;選擇“拔?！泵?，選擇頂面，選擇頂面頂面邊線，設 置拔模角度 20，切換拔模方向，點擊“確定” ；選擇“拔?！泵?，選擇拔模面， 選擇虛軸項目欄，選擇頂面，設置拔模參數(shù)，拔模角度 30，切換拔模方向，點擊 “確定” ，產生拔模實體：如圖 55 圖 5-4 煙灰缸框架拉升倒圓角及拔模后的三維視圖 5.選擇“拉伸”命令，選擇草繪，單擊“放置”命令，單擊定義按鈕，顯示 基準平面，選擇 FRONT 平面為基準平面，開始草繪；關閉尺寸基準參照，點擊繪 “圓”按鈕，選擇圓心放置點，選擇尺寸修改，

37、設置圓直徑為 12mm;選擇貫穿法 相，切換貫穿方向，預覽，點擊“確定”產生拉伸切除實體；將鼠標指示放置在 拉伸 3 上，單擊鼠標右鍵，選擇“陣列”命令，選擇軸向陣列方式，選擇基準軸， 輸入陣列個數(shù) 3，陣列角度 120，確定陣列參數(shù)，產生陣列，關閉基準軸；單擊 “圓角”命令，選擇圓角邊，設置圓角半徑為 5mm，確定圓角參數(shù)，產生圓角； 單擊“圓角”命令，選擇圓角邊，輸入圓角半徑 3mm，確定圓角參數(shù)產生圓角； 單擊“圓角”命令，選擇圓角邊，設置圓角半徑 8mm，確定圓角參數(shù)，產生圓角， 著色實體：如圖 55 圖 55 煙灰缸拉伸切換圓角實體 6.單擊“抽殼”命令，旋轉視圖，選擇抽殼面，設置抽

38、殼厚度為 2mm，確定 參數(shù)設置產生抽殼實體如圖 56 所示。點擊“等角視圖” ，保存文件，接受默認 的文件名，三維造型繪圖完畢。 圖 56 三維抽殼實體 7.打開先前保存的三維實體文件，新建文件，選擇“制造” 、 “模具型腔” ，輸 入文件名 ygh，取消使用缺省模塊，點擊“確定” ，選擇公制模板，點擊“確定” 。 設置過程如 57 所示： 如圖 57 文件參數(shù)設置過程 8.選擇“菜單管理器” ，進入模具模型，選擇裝配模具模型，選擇參考文件， 打開文件，如圖 58 所示。選擇缺省裝配方式，確定參考文件名稱，并確認絕對 精度值，完成返回。 圖 58 裝配模具模型 9.影藏參考模型基準面和基準軸

39、。選擇參考模型，選擇參考面。選擇基準軸 和基準面，單擊鼠標右鍵，影藏對象，如圖 59 所示：并返回模型樹 。 圖 59 參考設置操作過程 10.設置收縮率，按尺寸設置收縮率，所有尺寸一致，輸入收縮率 0.005，點 擊“確定” 。顯示收縮信息，最后關閉收縮信息窗口，完成后返回。創(chuàng)建毛坯工件， 選擇手動創(chuàng)建，輸入文件創(chuàng)建名稱 workpiece，點擊“確定” 。選擇創(chuàng)建特征 ， 點擊“確定” 。加材料，選擇“拉伸”實體，選擇“草繪”命令，選擇“放置”命 令，單擊“定義”按鈕，選擇 MOLD-FRONT 平面為草繪基準平面，單擊“草繪” ， 開始草繪。選擇“尺寸參照”命令，選擇底邊為參照尺寸，關閉

40、尺寸參照，并關 閉基準面顯示。繪制矩形，選擇修改尺寸，設置尺寸參數(shù)，再生矩形尺寸如圖 510； 結束剖面設置，選擇往兩側拉伸，設置拉伸高度為 160mm，確定拉伸， 完成返回，完成毛坯工件。如圖 511 所示： 圖 510 矩形尺寸生成圖 圖 512 煙灰缸毛坯工件圖 11.打開“菜單管理器” ，選擇創(chuàng)建“分型面” ，點擊“確定” ，確定分型面名 稱。選擇“增加”命令，再選擇“著色”命令，點擊“完成”命令。彈出陰影曲 面對話框，點擊“確定” ，完成曲面參數(shù)設置。點擊“完成返回”命令，點擊“著 色”命令，彈出對話框，點擊“確定” ，確定分型面如圖 513 所示；連續(xù)兩次點 擊“完成返回”命令，回

41、到“菜單管理器”對話框，選擇分割“模具體積塊” ，接 著選擇“分割”命令，點擊“完成” 。選擇分型面，連續(xù)兩次點擊“確定”命令， 彈出體積塊名稱對話框，點擊“著色”按鈕，點擊“確定” ，選擇模具上模塊，同 樣操作，完成模具下模塊著色。抽取模具元件，彈出創(chuàng)建模具元件對話框，上下 模塊全部選取，點擊“確定” ，點擊“完成返回” 。在菜單管理器，選擇創(chuàng)建鑄模 零件，輸入零件名稱 molding，點擊“確定” ，創(chuàng)建鑄模零件完畢。打開鑄模零件， 顯示鑄模零件，再關閉鑄模零件。返回鑄模模塊，隱藏參考模型和毛坯工件，遮 蔽分型面，胎膜顯示，選擇上模，點擊“確定” ，選擇上鑄模上表面作為移動方向 參照，輸入

42、移動距離 350mm，上模向上移動，繼續(xù)選擇開模，選擇鑄模零件，點 擊“確定” ，選擇下模上邊面為移動參照方向，輸入移動距離 150mm，點擊“確定” ，完成，顯示如圖 514 所示，點擊“完成返回” 。 圖 513 煙灰缸毛坯分型面顯示 圖 514 上下胎膜分開效果圖 12.保存文件，確認默認的文件名 YHG.MFG。打開上模零件，選擇“文件” ， 保存副本，選擇保存為 IGES（*igs）格式，如圖 515 所示，點擊“確定” ，并 確定輸出參數(shù)，點擊“確定” 。選擇“窗口”對話框，選擇模具文件，返回模具模 塊，打開下模零件，保存副本，同上保存為 IGES（*igs）格式，確認輸出參數(shù)，

43、點擊“確定” ，保存完畢，模具設計完畢。 圖 5-15 鑄件保存格式及其路徑 5.2 煙灰缸視圖導入 MasterCAM 軟件中 打開 MasterCAM 軟件，在文件一欄，打開先前保存的 IGES(*igs)可讀文件， 分別打開上下模塊，確定參數(shù)，并刪除當前文件，然后回主菜單分別命名為 shangmo 文件和 xiamo 文件，分別另存為可讀文件（*MC），完成格式轉換，以 便于煙灰缸模具的后處理，保存后，其上下模塊如下圖 516: 圖 516 煙灰缸上下模塊 5.3 煙灰缸凹模的仿真加工 1.設置當前圖層為第二層，點擊“確定” 。繪制邊界框，設定邊界框參數(shù)，點 擊“確定” ?；氐街鞑藛?，選

44、擇空間構圖面，繪制線段。再回主菜單，選擇“轉移” 命令，選擇所有的圖形，選擇在“兩點間”轉移圖形，選擇“中點”命令，選擇 原點，確定轉移參數(shù)，繼續(xù)返回主菜單，設置圖層，設置當前圖層為第三層，并 關閉第二層，刷新屏幕，繪制曲面曲線，選擇曲面，點擊“執(zhí)行” ，返回主菜單。 2.下模仿真加工，選擇“刀具路徑” ，選擇曲面加工的挖槽粗加工，選中所有 的曲面，點擊“執(zhí)行”按鈕。刀具選擇單擊鼠標右鍵，在刀具庫選擇刀具，選擇 刀具直徑為 20mm 的圓鼻刀，如圖 5-17 所示： 圖 5-17 選刀直徑為 20mm 的圓鼻刀 3.將鼠標光標移到刀具上，單擊鼠標右鍵，設置刀具參數(shù)，設置進給率 1200、主軸轉

45、速 1500、下刀速率 1200、刀角半徑 1mm，其他具體參數(shù)如圖 518 所示： 圖 518 圓鼻刀刀具參數(shù) 4.設定曲面參數(shù)。安全高度 30mm，取消回刀，進給下刀位置 3.0，加工曲面 的預留量 0.3，其參數(shù)設置如圖 519 所示： 圖 519 曲面參數(shù)設置 5.粗加工參數(shù)設置，加工誤差 0.05，下刀量 0.5，選擇來回走刀方式，步進 60%，且優(yōu)化加工參數(shù)，啟動螺旋下刀，最小螺旋半徑 10%，最大螺旋半徑 30%， 設點加工深度為絕對深度，最小深度-1.0mm、最大加工深度-24.1199，點擊“確 定”。設置如圖 520 所示 圖 520 粗加工參數(shù)設置 6.返回主界面，選擇連

46、接命令選擇加工邊界，點擊“執(zhí)行”，產生加工刀具 路徑，如圖 521 所示。返回上層菜單，設置工件，設定工件邊界參數(shù)，產生工 件尺寸，如圖 522 所示，點擊“確定”，返回加工操作管理，關閉刀具路徑顯 示，關閉刀具加工管理。 圖 521 刀具加工路徑 圖 圖 522 工件尺寸圖 7.選擇“刀具路徑” ，選擇曲面加工的挖槽粗加工，選中所有的曲面，點擊 “確定” 。從刀具庫選擇刀具，選擇直徑為 25mm 的平銑刀，刀具參數(shù)如 523 所 示;設定曲面加工參數(shù)，預留量變?yōu)榱?，其他參?shù)同上；粗加工參數(shù)，加工誤差變 為 0.02，最小加工深度變?yōu)?24.1199，其他參數(shù)不變同上，點擊“確定” 。選擇 鏈

47、接命令，選擇加工邊界，執(zhí)行命令，產生加工刀具路徑，如圖 524 所示：返 回加工操作管理，關閉刀具路徑顯示，關閉刀具加工管理。 圖 523 刀具參數(shù)設置示意圖 圖 524 刀具加工路徑示意圖 8.在主菜單選擇“刀具路徑”，選擇曲面平行銑削粗加工，凹體曲面粗加工， 選擇曲面，如圖 525 黃色標識部分，點擊“確定”，在刀具庫里選擇直徑為 6mm 的圓鼻刀，刀具參數(shù)如 526 所示；曲面參數(shù)設置，下刀位置預留量設為 0.1mm，其他同上，改為斜線進刀，進刀角度 3 度，進刀長度 5mm；粗加工參數(shù)， 加工誤差設為 0.03mm，最大下進量 0.3mm，步進 0.3mm，加工角度為 90 度，點擊

48、“確定”，執(zhí)行加工命令，產生刀具加工路徑，返回上層菜單，轉移加工刀具路 徑，選擇旋轉參數(shù)，旋轉次數(shù)兩次，起始角度 120 度，旋轉角度 120 度，點擊 “確定”產生旋轉刀具加工路徑，如圖 527 所示:返回加工操作管理，關閉刀具 路徑顯示，關閉刀具加工管理。 圖 525 平行銑削加工曲面 圖 526 直徑為 6mm 圓鼻刀參數(shù)設置 圖 527 平行銑削旋轉刀具加工路徑 8.選擇曲面平行精加工，選擇所有曲面，從刀具庫選擇直徑為 6mm 球刀，設 置刀具參數(shù)如圖 528 所示；設定曲面參數(shù)，加工曲面預留量為 0mm，選擇干涉 面，選擇增加命令，選取要干涉的面，選取斜線進刀，進刀角度 3.0mm，

49、進刀長 度 5mm，設定精加工參數(shù)，加工誤差 0.02mm，步進量 0.3mm，加工角度四十五度； 設定間隙參數(shù)，選擇優(yōu)化加工切削順序，點擊“確定” ，選擇鏈接命令，選擇加工 邊界，產生加工路徑，如圖 529 所示；返回加工操作管理，關閉刀具路徑顯示， 關閉刀具加工管理。 圖 528 直徑為 6mm 球刀參數(shù) 圖 529 四十五度斜面球刀加工路徑示意圖 9.選擇曲面精加工，等高外形精加工，選擇所有的曲面，點擊“執(zhí)行” 。從刀 具庫選擇刀具，選擇直徑為 6mm 的平銑刀，設定刀具參數(shù)，具體參數(shù)如 530 所 示；設定曲面參數(shù)，選定斜線進刀，進刀角度 3 度，進刀長度 5mm。其他曲面參 數(shù)同上；

50、設定精加工參數(shù)，加工誤差為 0.02mm，最大進刀量為 0.2mm，設定加工 深度為絕對深度，最小加工深度為-22.0mm，最大加工深度為-24.1199mm，點擊 “確定” ， 選擇鏈接命令，選擇加工邊界，產生加工路徑，如圖 531 所示；返 回加工操作管理，關閉刀具路徑顯示，關閉刀具加工管理。 圖 530 刀具直徑為 6mm 平銑刀參數(shù)設置 圖 531 刀具直徑為 6mm 平銑刀加工路徑示意圖 10.選擇所有的加工操作，點擊“實體加工模擬” ，再點擊“執(zhí)行” ，開始模擬 加工，其加工模擬部分示意圖如 532 和 533 所示；關閉刀具操作加工管理， 回到主菜單，保存文件，保存所有的文件，下

51、模加工完畢。 圖 532 圓鼻刀實體模擬加工示意圖 圖 533 平銑刀實體模擬加工示意圖 11.繼續(xù)打開文件，在 yhg 文件中找到 shangmo 文件并打開，返回主菜單，設 定圖層，設定當前圖層，第二層，點擊“確定” ；繪制邊界框，設定邊界框參數(shù)， 點擊“確定” ；返回主菜單，選擇空間構圖面，繪制線段，返回主菜單，選擇“轉 移”命令，選擇所有的圖形，點擊“確定” ，在兩點間轉移，選擇“中點”命令， 選擇之前繪制的線段，在選擇原定，確定轉移參數(shù)。完成轉移?；刂鞑藛?，設置 圖層，設定當前圖層為第三層，關閉第二層圖層，刷新屏幕；繪制曲面曲線，選 擇所有的邊界，選擇上表面平面部分，選擇俯視構圖面，

52、選擇刀具路徑，選擇曲 面挖槽粗加工，選擇所有的曲面，點擊“執(zhí)行” 。單擊鼠標右鍵，從刀具庫中選擇 刀具，選擇直徑為 12mm 的圓鼻刀，點擊“確定” ，將鼠標光標移動到刀具上，設 置刀具參數(shù)，進給率 1000、下刀速率 1000、主軸轉速 2200、提刀速率 2000.其他 參數(shù)及其詳細數(shù)據(jù)，如圖 534 所示：設定曲面參數(shù)，安全高度 30mm，取消回到 命令，下刀位置 3mm，加工曲面預留量 0.3mm；設定粗加工參數(shù)，整體誤差 0.05mm，軸最大進給量 0.4mm，選擇等高加工方式，切削間距 60%，步進間距 7.2mm，啟動螺旋下刀方式，設定加工深度為絕對深度，點擊“確定” ，選擇“鏈

53、 接”命令，選擇加工邊界，點擊“執(zhí)行” ，產生加工刀具路徑，其示意圖如 535 所示：返回上層菜單，設定工件參數(shù)，選定邊界參數(shù)，產生工件尺寸，如圖 5 36 所示：返回加工操作管理，關閉刀具路徑顯示，關閉刀具加工管理。 圖 534 直徑 12mm 圓鼻刀詳細刀具參數(shù)設定曲面參數(shù) 圖 535 直徑 12mm 圓鼻刀刀具加工路徑 圖 536 工件加工尺寸 12. 選擇刀具路徑，選擇曲面挖槽粗加工，選擇所有的曲面，點擊“執(zhí)行” 。 單擊鼠標右鍵，從刀具庫中選擇刀具，選擇直徑為 6mm 的圓鼻刀，點擊“確定” ， 單擊鼠標右鍵，設定刀具參數(shù)，詳細參數(shù)如圖 537 所示：設定曲面參數(shù)與上面 的相同，設定

54、粗加工參數(shù)，下刀量變?yōu)?0.35mm，下刀深度變?yōu)?1mm，最小下刀深 度為-20mm，最大下刀深度為-24mm，其他數(shù)據(jù)不變，點擊“確定” ， 選擇“鏈接” 命令，選擇加工邊界，點擊“執(zhí)行” ，產生加工刀具路徑，其示意圖如 538 所示： 返回加工操作管理，關閉刀具路徑顯示，關閉刀具加工管理。 圖 537 直徑為 6mm 圓鼻刀刀具參數(shù) 圖 538 直徑為 6mm 圓鼻刀刀具加工路徑 13. 選擇刀具路徑，選擇曲面挖槽粗加工，選擇所有的曲面，點擊“執(zhí)行” 。 單擊鼠標右鍵，從刀具庫中選擇刀具，選擇直徑為 3mm 的圓鼻刀。單擊鼠標右鍵， 設定刀具參數(shù)，其詳細參數(shù)如圖 539 所示，點擊“確定

55、” ；設定曲面參數(shù)，參數(shù) 設置不變，設定粗加工參數(shù)，加工整體誤差 0.05mm。最大下刀量 0.15mm，啟動螺 旋下刀，下刀高度 0.5mm，設定最小下刀深度-24.2mm，最大下刀深度-25.5mm， 點擊“確定” 。 選擇“鏈接” 命令，選擇加工邊界，點擊“執(zhí)行” ，產生加工刀 具路徑，其示意圖如 540 所示：返回加工操作管理，關閉刀具路徑顯示，關閉 刀具加工管理。 圖 539 直徑為 3mm 圓鼻刀刀具參數(shù) 圖 540 直徑為 3mm 圓鼻刀刀具加工路徑 14. 選擇刀具路徑，選擇曲面平行精加工，選擇所有的曲面，點擊“執(zhí)行” 。 單擊鼠標右鍵，從刀具庫中選擇刀具，選擇直徑為 6mm

56、球刀，點擊“確定” ，單擊 鼠標右鍵設定刀具參數(shù)，詳細參數(shù)如圖 541 所示，點擊確定；設定曲面參數(shù)， 加工曲面預留量設為 0mm，啟動斜線進刀，進刀角度 3 度，進刀長度 5mm，加工整 體誤差 0.02mm，步進 0.25，加工角度 135 度，其他參數(shù)不變，點擊“確定” 。 選 擇“鏈接” 命令，選擇加工邊界，點擊“執(zhí)行” ， 產生加工刀具路徑，其示意圖 如 542 所示：返回加工操作管理，關閉刀具路徑顯示，關閉刀具加工管理。 圖 541 直徑為 6mm 球刀刀具參數(shù) 圖 542 直徑為 6mm 球刀刀具加工路徑 15.選擇所有的加工操作，點擊“實體加工模擬” ，再點擊“執(zhí)行” ，開始模

57、擬 實體加工，其加工模擬部分示意圖如 543 所示：關閉刀具操作加工管理，回到 主菜單，保存文件，保存所有的文件，上模加工完畢。 圖 543 球刀實體模擬加工示意圖 5.4 MasterCAM 軟件對煙灰缸的自動編程 打開煙灰缸凹模結果文件，點擊按鈕“” ，選擇將 NC 程式傳輸至 M 傳輸參 數(shù)，保存為擴展名為“.NC”文件，點擊“”按鈕，彈出文件保存對話框， 點擊“確定” ，導出程序，其部分加工程序如下：完成煙灰缸加工程序的自動編程。 N100 G0 G17 G40 G49 G80 G90 N102 G91G28 Z0. N104 S2200 M3 N106 G0 G90 G54 X-46

58、.773 Y23.861 N108 Z30. N110 Z4.9 N112 G1 Z1.9 F1000. N114 X-46.79 Y23.743 Z1.894 N116 X-46.804 Y23.625 Z1.888 N118 X-46.813 Y23.506 Z1.881 N120 X-46.818 Y23.387 Z1.875 N122 X-46.82 Y23.268 Z1.869 N124 X-46.818 Y23.149 Z1.863 N126 X-46.811 Y23.03 Z1.856 N128 X-46.801 Y22.912 Z1.85 N130 X-46.787 Y22.7

59、94 Z1.844 N132 X-46.769 Y22.676 Z1.838 N134 X-46.747 Y22.559 Z1.831 N136 X-46.721 Y22.443 Z1.825 N138 X-46.691 Y22.327 Z1.819 N140 X-46.658 Y22.213 Z1.813 N142 X-46.621 Y22.1 Z1.806 N144 X-46.58 Y21.988 Z1.8 N146 X-46.535 Y21.878 Z1.794 N148 X-46.487 Y21.769 Z1.788 N150 X-46.435 Y21.662 Z1.781 N152

60、X-46.38 Y21.556 Z1.775 N154 X-46.321 Y21.453 Z1.769 N156 X-46.259 Y21.351 Z1.763 N158 X-46.194 Y21.252 Z1.756 N160 X-46.125 Y21.155 Z1.75 N162 X-46.053 Y21.06 Z1.744 N164 X-45.978 Y20.967 Z1.738 N166 X-45.9 Y20.877 Z1.731 N168 X-45.819 Y20.79 Z1.725 N170 X-45.735 Y20.706 Z1.719 N172 X-45.649 Y20.624