利用Master CAM對三維零件的造型和模擬加工

1、利用Master CAM對三維零件的造型和模擬加工造型、編程、加工珠海技工學(xué)校 鐘錦祥本文由【中文word文檔庫】 搜集整理。中文word文檔庫免費(fèi)提供海量教學(xué)資料、行業(yè)資料、范文模板、應(yīng)用文書、考試學(xué)習(xí)和社會經(jīng)濟(jì)等word文檔一前言隨著現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）和計算機(jī)輔助制造（CAM）已顯示出巨大的潛力，并廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計和機(jī)械制造中，使用CAD/CAM系統(tǒng)產(chǎn)生的NC程序代碼可以替代傳統(tǒng)的手工編程，運(yùn)用CAD/CAM進(jìn)行零件的設(shè)計和加工制造，可使企業(yè)提高設(shè)計質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，降低產(chǎn)品成本，從而取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。Master CAM軟件是美國的CNC Software

2、公司開發(fā)的基于PC平臺的CAD/CAM系統(tǒng)，由于它對硬件要求不高，并且操作靈活、易學(xué)易用并具有良好的價格性能比，因而深受廣大企業(yè)用戶和工程技術(shù)人員的歡迎，廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、模具制造、汽車工業(yè)和航天工業(yè)等領(lǐng)域，它具有二維幾何圖形設(shè)計、三維曲面設(shè)計、刀具路徑模擬、加工實體模擬等功能，并提供友好的人機(jī)交互，從而實現(xiàn)了從產(chǎn)品的幾何設(shè)計到加工制造的CAD/CAM一體化。是目前世界上應(yīng)用最廣泛的CAD/CAM軟件之一。 Master CAM是一種功能強(qiáng)大CAD/CAM軟件， 由CAD和CAM兩大部分組成，并分成Design(造型),Mill(銑削加工)、Lathe(車削加工)和Wire(線切割)4個功能

3、模塊。集設(shè)計與制造于一體，通過對所設(shè)計的零件進(jìn)行加工工藝分析，并繪制幾何圖形及建模，以合理的加工步驟得到刀具路徑，通過程序的后處理生成數(shù)控加工指令代碼，輸人到數(shù)控機(jī)床既可完成加工。 下面為我校數(shù)控實習(xí)組針對即將畢業(yè)的學(xué)生安排的綜合三維曲面練習(xí)題之一：（如圖所示）材料：黃銅，毛坯尺寸：60X50X40，零件尺寸公差：0.05圖1二利用Master CAM對三維零件的造型和模擬加工1.造型用Master CAM對所示零件進(jìn)行造型，因零件造型方法之多樣，下面為大家介紹另一種方法，即使用實體產(chǎn)生的方法對零件進(jìn)行造型，首先運(yùn)用繪圖功能畫零件的輪廓如圖2.1 圖2.1 零件輪廓的建立再由建立的輪廓產(chǎn)生主體

4、和切割主體，實體倒圓角，效果如圖2.2圖2.2 三維零件實體最后再將實體轉(zhuǎn)換成曲面，如圖2.3增加底面造型圖2.3 由實體轉(zhuǎn)換成曲面這樣，對上述三維零件的造型就已告一段落，一般零件的造型方法有多種，主要還是要選取能夠在短時間來完成的方法， 具體在于仁者見仁，智者見者！接下來重點(diǎn)討論對上述三維零件的模擬加工以及參數(shù)的設(shè)置。2.模擬加工（參數(shù)的設(shè)置）圖1所示為加工的零件圖紙，在運(yùn)用MasterC AM軟件對零件進(jìn)行數(shù)控加工自動編程前，首先要對零件進(jìn)行加工工藝分析，確定合理的加工順序，在保證零件的表面粗糙度和加工精度的同時，要盡量減少換刀次數(shù)，提高加工效率，并充分考慮零件的形狀、尺寸和加工精度，以及

5、零件剛度和變形等因素，做到先粗加工后精加工;先加工主要表面后加工次要表面;先加工基準(zhǔn)面后加工其他表面。整個三維零件復(fù)雜程度一般，包含了外輪廓，三維曲面加工，表面粗糙度為Ra3.2。選用機(jī)用平口鉗裝夾工件，校正平口鉗固定鉗口，使之與工作臺軸移動方向平行。在工件下表面與平口鉗之間放入精度較高的平行墊塊（墊塊厚度與寬度適當(dāng)），利用木錘或銅棒敲擊工件，使平行墊塊不能移動，夾緊工件。利用尋邊器找正，軸零點(diǎn)，該零點(diǎn)位于工件上表面中心每把刀設(shè)置同一工件坐標(biāo)系原點(diǎn)，以同一把刀具的加工內(nèi)容后處理出一個程序。具體加工順序和參數(shù)設(shè)置為下表1。注：下表中的切削參數(shù)是以浙江大學(xué)研制的CGM4300B數(shù)控銑床為加工主體設(shè)

6、備設(shè)置的。加工步驟刀具與切削參數(shù)序 號加工方式刀具規(guī)格主 軸轉(zhuǎn) 速rpm進(jìn) 給速度mm/min切 削深 度mm加 工內(nèi) 容進(jìn) 刀方 式類型材料1曲面粗加工-挖曹6四刃平底立銑刀高速鋼2000200008000.6去除毛坯大量余量毛坯外下刀2曲面粗加工-挖槽6四刃平底立銑刀高速鋼2500200006000.4處理零件底部交線毛坯外下刀3曲面精加工-等高外形6兩刃球頭立銑刀高速鋼30005000.2加工零件的圓弧面打斷方式進(jìn)刀4曲面精加工-平行銑削6兩刃球頭立銑刀高速鋼30005000.2（最大切削間距）加工零件的淺平面毛坯外下刀表1具體對三維零件的加工步驟如下：2.1曲面粗加工-挖槽銑削，主要是

7、用來切削凹槽式的曲面，在某些情況下，也可以用于銑削凸出的物體。現(xiàn)操作主要是對上述三維零件進(jìn)行大量的余量銑削，主要的刀具參數(shù)和加工參數(shù)設(shè)置如下圖。圖2.4 刀具參數(shù)的設(shè)置圖2.5 加工參數(shù)的設(shè)置實體模擬加工效果如下圖圖2.6 曲面粗加工-挖槽銑削實體模擬加工效果圖2.2曲面粗加工-挖槽銑削，在零件與底面的交線處，利用立銑刀對交線的清除與底面的精加工，保證交線處不留下剩切。主要的刀具參數(shù)和加工參數(shù)設(shè)置如下圖。圖2.7 刀具參數(shù)的設(shè)置圖2.8 加工參數(shù)的設(shè)置因為此次的曲面粗加工-挖槽銑削主要是針對零件與底面間的交線加工和地底面面加工，所以便有了對切削深度的設(shè)定，即使用絕對坐標(biāo)中的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)設(shè)置工

8、件的走刀路線。圖2.9 切削深度的設(shè)定實體模擬加工效果如下圖圖2.10 曲面粗加工-挖槽銑削實體模擬加工效果圖2.3曲面精加工-等高外形，該種加工方式同其加工參數(shù)的設(shè)定，是沿曲面等高線外形產(chǎn)生的精加工刀路。主要的刀具參數(shù)和加工參數(shù)設(shè)置如下圖。圖2.11 刀具參數(shù)的設(shè)定圖2.12 等高外形精加工參數(shù)的設(shè)定實體模擬加工效果如下圖圖2.13 曲面精加工-等高外形實體模擬加工效果圖2.4曲面精加工-平行銑削，該種加工方式同其精加工的設(shè)定，產(chǎn)生于特定某個角度的平行銑削精加工刀路。主要的刀具參數(shù)和加工參數(shù)設(shè)置如下圖。對于曲面的精加工，給定了較小的進(jìn)給率和較高的主軸轉(zhuǎn)速，以及小的余量，以保證達(dá)到圖紙中表面粗

9、糙度的要求。圖2.14 刀具參數(shù)的設(shè)置最大切削間距，即為步距，該參數(shù)是設(shè)置切削間的步進(jìn)距離，最大步距是較小值，可得更高的精確度，但是產(chǎn)生刀具路徑時間長，生成的程序也比較多，加工時間也會隨著變長。圖2.15 平行銑削精加工參數(shù)實體模擬加工效果如下圖圖2.16 曲面精加工-平行銑削實體模擬加工效果圖最后，集中了曲面粗加工-挖槽銑削，曲面精加工-等高外形，曲面精加工-平行銑削，對上述的三維零件的加工已經(jīng)完成，以下是最后的實體模擬加工效果圖。圖2.17 實體模擬效果圖三.利用Master CAM對三維零件的程序的編制 1. 一般情況下，控制CNC機(jī)床用的NC文件都是可以直接編輯的文本文件。具體的操作是

10、利用【刀具路徑】菜單中【操作管理】按鈕，即可得到如下圖所示的操作管理員對話框。圖3.1 操作管理員對話框2.選擇【執(zhí)行后處理】功能按鈕，彈出如圖3.2所示的后處理對話框，從圖3.2所示對話框中可以看出Mastercam V8.0默認(rèn)的后處理器是MPFAN.PST。選擇【存儲NC】并按【確定】，即可得到保存對話框，如圖3.3圖3.2 執(zhí)行后處理 圖3.3 定義文件名對話框3.保存NC程序文件名為“曲面粗加工-挖槽.”（為了便于在DOS下使用一般建議保存為英文文件名，如.）確認(rèn)【保存】后得到如下的程序。（以曲面粗加工-挖槽為例）圖3.4 生成程序的編輯一般需要修改程序頭和程序尾來配合用戶各自的數(shù)控機(jī)床。 增加機(jī)床加工操作,尺寸檢測四后記采用Master CAM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(fù)雜零件的數(shù)控程序編制，可大大提高