7 第8章CAD CAM軟件應(yīng)用

1、第8章 CAD/CAM軟件應(yīng)用CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造）與PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）構(gòu)成了一個(gè)現(xiàn)代制造型企業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的主干。對(duì)于制造行業(yè)，設(shè)計(jì)、制造水平和產(chǎn)品的質(zhì)量、成本及生產(chǎn)周期息息相關(guān)。人工設(shè)計(jì)、單件生產(chǎn)這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造方式已無法適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的要求。采用CAD/CAM的技術(shù)已成為整個(gè)制造行業(yè)當(dāng)前和將來技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。 CAD技術(shù)的首要任務(wù)是為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)對(duì)象提供方便、高效的數(shù)字化表示和表現(xiàn)（Digital Representation and Presentation）的工具。數(shù)字化表示是指用數(shù)字形式為計(jì)算機(jī)所創(chuàng)建的設(shè)計(jì)對(duì)象生成內(nèi)部描述，象二維圖、三維線框、曲面、實(shí)體和特征

2、模型；而數(shù)字化表現(xiàn)是指在計(jì)算機(jī)屏幕上生成真實(shí)感圖形、創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行漫游、多通道人機(jī)交互、多媒體技術(shù)等。CAD的概念不僅僅是體現(xiàn)在輔助制圖（圖形實(shí)現(xiàn)）方面,它更主要地起到了設(shè)計(jì)助手的作用，幫助廣大工程技術(shù)人員從繁雜的查手冊(cè)、計(jì)算中解脫出來。極大地提高了設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。 CAM與CAD密不可分，甚至比CAD應(yīng)用得更為廣泛。幾乎每一個(gè)現(xiàn)代制造企業(yè)都離不開大量的數(shù)控設(shè)備。隨著對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，要高效地制造高精度的產(chǎn)品，CAM技術(shù)不可或缺。設(shè)計(jì)系統(tǒng)只有配合數(shù)控加工才能充分顯示其巨大的優(yōu)越性。另一方面，數(shù)控技術(shù)只有依靠設(shè)計(jì)

3、系統(tǒng)產(chǎn)生的模型才能發(fā)揮其效率。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，二者很自然地緊密結(jié)合起來，形成CAD/CAM系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)和制造的各個(gè)階段可利用公共數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，即通過公共數(shù)據(jù)庫將設(shè)計(jì)和制造過程緊密地聯(lián)系為一個(gè)整體。數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)利用設(shè)計(jì)的結(jié)果和產(chǎn)生的模型，形成數(shù)控加工機(jī)床所需的信息。CAD/CAM大大縮短了產(chǎn)品的制造周期，顯著地提高產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)是一個(gè)相當(dāng)成熟的技術(shù)。波音777新一代大型客機(jī)以4年半的周期研制成功，采用的新結(jié)構(gòu)、新發(fā)動(dòng)機(jī)、新的電傳操縱等都是一步到位，立刻投入批量生產(chǎn)。飛機(jī)出廠后直接交付客戶使用，故障返修率幾乎為零。媒介宣傳中稱之為&qu

4、ot;無紙?jiān)O(shè)計(jì)"，而波音公司本身認(rèn)為，這主要應(yīng)歸功于CAD/CAM設(shè)計(jì)制造一體化。 8.1 CAD/CAM技術(shù)特點(diǎn)針對(duì)企業(yè)從設(shè)計(jì)到制造整個(gè)過程的CAD/CAM 軟件解決方案，一般都具備以下技術(shù)特點(diǎn)：1、產(chǎn)品開發(fā)的集成 一個(gè)完全集成的 CAD/CAM 軟件，能輔助工程師從概念設(shè)計(jì)到功能工程分析到制造的整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)過程，如圖8.1所示。圖表 1圖8.1 CAD/CAM 工作流程2、相關(guān)性通過應(yīng)用主模型方法，使從設(shè)計(jì)到制造所有應(yīng)用相關(guān)聯(lián)，如圖8.2所示。圖8.2主模型方法3、并行協(xié)作 通過使用主模型，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 PDM ，產(chǎn)品可視化（PV）以及杠桿運(yùn)用Internet技術(shù)，支持?jǐn)U展企業(yè)范

5、圍的并行協(xié)作，如圖8.3。圖表 2圖8.3并行協(xié)作8.2 CAD/CAM軟件分類CAD/CAM技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，先后走過大型機(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CAD/CAM軟件。現(xiàn)在，工作站和微機(jī)平臺(tái)CAD/CAM軟件已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位，并且出現(xiàn)了一批比較優(yōu)秀、比較流行的商品化軟件。1、高檔CAD/CAM軟件高檔CAM軟件的代表有Unigraphics、I-DEAS /Pro/Engineer、CATIA等。這類軟件的特點(diǎn)是優(yōu)越的參數(shù)化設(shè)計(jì)、變量化設(shè)計(jì)及特征造型技術(shù)與傳統(tǒng)的實(shí)體和曲面造型功能結(jié)合在一起，加工方式完備，計(jì)算準(zhǔn)確，實(shí)用性強(qiáng)，可以從簡(jiǎn)單的2軸加工到以5軸聯(lián)動(dòng)方式來

6、加工極為復(fù)雜的工件表面，并可以對(duì)數(shù)控加工過程進(jìn)行自動(dòng)控制和優(yōu)化，同時(shí)提供了二次開發(fā)工具允許用戶擴(kuò)展UG的功能。是航空、汽車、造船行業(yè)的首選CAD/CAM軟件。2、中檔CAD/CAM軟件CIMATRON是中檔CAD/CAM軟件的代表。這類軟件實(shí)用性強(qiáng)，提供了比較靈活的用戶界面，優(yōu)良的三維造型、工程繪圖，全面的數(shù)控加工，各種通用、專用數(shù)據(jù)接口以及集成化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。3、相對(duì)獨(dú)立的CAM軟件相對(duì)獨(dú)立的CAM系統(tǒng)有Mastercam、Surfcam等。這系統(tǒng)主要有交互工藝參數(shù)輸入模塊、刀具軌跡生成模塊、刀具類軟件主要通過中性文件從其它CAD系統(tǒng)獲取產(chǎn)品幾何模型。軌跡編輯模塊、三維加工動(dòng)態(tài)仿真模塊和后

7、置處理模塊。主要應(yīng)用在中小企業(yè)的模具行業(yè)。 4、國內(nèi)CAD/CAM軟件國內(nèi)CAD/CAM軟件的代表有CAXA-ME、金銀花系統(tǒng)等。這類軟件是面向機(jī)械制造業(yè)自主開發(fā)的中文界面、三維復(fù)雜形面CAD/CAM軟件，具備機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)和數(shù)控加工程序自動(dòng)生成等功能。這些軟件價(jià)格便宜，主要面向中小企業(yè)，符合我國國情和標(biāo)準(zhǔn)，所以受到了廣泛的歡迎，贏得了越來越大的市場(chǎng)份額。 8.3 CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1、集成化集成化是CAD/CAM技術(shù)發(fā)展的一個(gè)最為顯著的趨勢(shì)。它是指把CAD、CAE、CAPP、CAM以至PPC（生產(chǎn)計(jì)劃與控制）等各種功能不同的軟件有機(jī)地結(jié)合起來，用統(tǒng)一的執(zhí)行控制程序來組織

8、各種信息的提取、交換、共享和處理，保證系統(tǒng)內(nèi)部信息流的暢通并協(xié)調(diào)各個(gè)系統(tǒng)有效地運(yùn)行。國內(nèi)外大量的經(jīng)驗(yàn)表明，CAD系統(tǒng)的效益往往不是從其本身，而是通過CAM和PPC系統(tǒng)體現(xiàn)出來；反過來，CAM系統(tǒng)如果沒有CAD系統(tǒng)的支持，花巨資引進(jìn)的設(shè)備往往很難得到有效地利用；PPC系統(tǒng)如果沒有CAD和CAM的支持，既得不到完整、及時(shí)和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)作為計(jì)劃的依據(jù)，訂出的計(jì)劃也較難貫徹執(zhí)行，所謂的生產(chǎn)計(jì)劃和控制將得不到實(shí)際效益。因此，人們著手將CAD、CAE、CAPP、CAM和PPC等系統(tǒng)有機(jī)地、統(tǒng)一地集成在一起，從而消除"自動(dòng)化孤島"，取得最佳的效益。2、網(wǎng)絡(luò)化21世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)將全球化，制造業(yè)也將

9、全球化，從獲取需求信息，到產(chǎn)品分析設(shè)計(jì)、選購原輔材料和零部件、進(jìn)行加工制造，直至營銷，整個(gè)生產(chǎn)過程也將全球化。CAD/CAM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化能使設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品方案在費(fèi)用、流動(dòng)時(shí)間和功能上并行處理的并行化產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)；能提供產(chǎn)品、進(jìn)程和整個(gè)企業(yè)性能仿真、建模和分析技術(shù)的擬實(shí)制造系統(tǒng)；能開發(fā)自動(dòng)化系統(tǒng)，產(chǎn)生和優(yōu)化工作計(jì)劃和車間級(jí)控制，支持敏捷制造的制造計(jì)劃和控制應(yīng)用系統(tǒng)；對(duì)生產(chǎn)過程中物流，能進(jìn)行管理的物料管理應(yīng)用系統(tǒng)等。 3、智能化人工智能在CAD中的應(yīng)用主要集中在知識(shí)工程的引入，發(fā)展專家CAD系統(tǒng)。專家系統(tǒng)具有邏輯推理和決策判斷能力。它將許多實(shí)例和有關(guān)專業(yè)范圍內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)、準(zhǔn)則結(jié)合在一起, 給設(shè)計(jì)者

10、更全面，更可靠的指導(dǎo)。應(yīng)用這些實(shí)例和啟發(fā)準(zhǔn)則，根據(jù)設(shè)計(jì)的目標(biāo)不斷縮小探索的范圍，使問題得到解決。8.4典型CAD/CAM軟件介紹在當(dāng)前流行的CAD/CAM軟件中，UG是比較流行的、比較優(yōu)秀的軟件，本文以UG為主介紹CAD/CAM軟件的典型應(yīng)用。UG是Unigraphics Solutions公司的產(chǎn)品,界面如圖所示。為用戶提供一個(gè)較完善的企業(yè)級(jí)CAD/CAE/CAM/PDM集成系統(tǒng)。在UG中，先進(jìn)的參數(shù)化和變量化技術(shù)與傳統(tǒng)的實(shí)體、線框和曲面功能結(jié)合在一起，這一結(jié)合被實(shí)踐證明是強(qiáng)有力的。 8.4.1 UG的CAD功能UG/Hybrid Modeler復(fù)合建模模塊無縫地集成基于約束的特征建模和傳統(tǒng)

11、的幾何（實(shí)體、曲面和線框）建模到單一的建模環(huán)境內(nèi)，在設(shè)計(jì)過程中提供更多的靈活性，用戶可以選擇最自然地支持設(shè)計(jì)意圖的方法。UG/Hybrid Modeler比參數(shù)化CAD建模模塊有許多明顯優(yōu)點(diǎn)：在設(shè)計(jì)過程中有更多的靈活性；允許參數(shù)按需添加，不必強(qiáng)制模型全部約束，在設(shè)計(jì)過程中有完全的自由度，設(shè)計(jì)改變可以很方便地進(jìn)行；允許傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程按需有效地與基于特征的建模組合。 用UG復(fù)合建模模塊建立的模型是完全與構(gòu)造的幾何體相關(guān)，能夠有效地使用保存的產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)，用戶可以保護(hù)它在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中的投資，在新的產(chǎn)品開發(fā)中，允許重訪早期的設(shè)計(jì)決定，提升已存設(shè)計(jì)知識(shí)的價(jià)值，而無需再返工下游的信息。1、實(shí)體建模 (S

12、olid Modeling) UG/Solid Modeling是所有其它幾何建模產(chǎn)品的基礎(chǔ)。2、實(shí)體操作（1）利用實(shí)體體素塊，圓柱，圓錐，球；（2）布爾操作求和，求差，求交； （3）顯示的面編輯命令移動(dòng)，旋轉(zhuǎn)，刪除，偏置，代替幾何體； （4）從拉伸和旋轉(zhuǎn)草圖外形生成實(shí)體； （5）為高級(jí)的相關(guān)定位的基準(zhǔn)平面和基準(zhǔn)軸。 3、片體和實(shí)體集成（1）縫合片體到實(shí)體； （2）分割和修剪實(shí)體允許轉(zhuǎn)換片體形狀到實(shí)體； （3）從實(shí)體表面抽取片體。 4、特征編輯（1）編輯和刪除特征參數(shù)化編輯和重定位； (2）特征抑制，特征重排序，特征插入。 5、特征建模 (Feature Modeling) 特征建模設(shè)計(jì)可以以

13、工程特征術(shù)語定義，而不是低水平的CAD幾何體。特征被參數(shù)化定義為基于尺寸和位置的尺寸驅(qū)動(dòng)編輯，如圖8.4所示。 主要特征：(1)面向工程的成形特征-鍵槽，孔，凸墊，凸臺(tái)、腔-捕捉設(shè)計(jì)意圖和增加生產(chǎn)率； (2）特征引用陣列-矩形和圓形陣列-在陣列中，個(gè)別的和所有特征是與主特征相關(guān)的。圖表 3圖8.4 特征建模圖8.5 自由形狀建模6、倒圓和倒角(1)固定和可變的半徑倒圓；(2)能夠倒角任一邊緣； (3)設(shè)計(jì)的徒峭邊緣倒圓不適合完全的倒圓半徑但仍然需要倒圓。 7、高級(jí)建模操作(1)輪廓可以被掃描，拉伸或旋轉(zhuǎn)形成實(shí)體； (2)高級(jí)的挖空體命令在幾秒鐘內(nèi)使實(shí)體變成薄壁設(shè)計(jì)。如果需要，內(nèi)壁拓?fù)鋵⒉煌谕?/p>

14、壁； (3)對(duì)共同的設(shè)計(jì)元素的用戶定義特征User- Defined Features。 8、自由形狀建模 (Free Form Modeling) UG/Freeform Modeling用于設(shè)計(jì)高級(jí)的自由形狀外形，或直接在實(shí)體上，或作為一獨(dú)立的片體， 除了它們不必閉合空間體積外，類似于實(shí)體，如圖8.5。 片體建模完全與實(shí)體建模集成并允許自由形狀獨(dú)立建立之后作用到實(shí)體設(shè)計(jì)。許多自由形狀建模操作可以直接產(chǎn)生或修改實(shí)體。自由形狀片體和實(shí)體與它們定義的幾何體相關(guān)，允許重訪早期設(shè)計(jì)決策及自動(dòng)更新下游工作。 (1)自由形狀構(gòu)造 功能強(qiáng)大的構(gòu)造方法組直紋，掃描，過曲線，網(wǎng)格曲面，點(diǎn)，偏置曲面；自由形狀可

15、以定義以光順通過多于外形；定義外形尖形拐角并可以包含不同數(shù)量的曲線, 外形可以由線框, 實(shí)體邊緣, 或也可以是草圖, 結(jié)果是參數(shù)化的自由形狀；二次錐曲面與圓角；固定與可變半徑圓角曲面。 (2）操縱自由形狀 可以編輯定義的參數(shù)；數(shù)學(xué)參數(shù)(如rho或公差) 及構(gòu)造幾何體可以重定義；通過下列任一方式直接操縱自由形狀控制多邊形、改變曲面階數(shù)、曲面上點(diǎn)、邊緣。 8.4.2 UG的CAM功能一般認(rèn)為UGII是業(yè)界中比較有代表性的數(shù)控軟件。UG/CAM提供了一整套從鉆孔、線切割到5軸銑削的單一加工解決方案。在加工過程中的模型、加工工藝、優(yōu)化和刀具管理上，都可以與主模型設(shè)計(jì)相聯(lián)接，始終保持最高的生產(chǎn)效率。把U

16、G擴(kuò)展的客戶化定制的能力和過程捕捉的能力相結(jié)合，您就可以一次性地得到正確的加工方案。UG-CAM由五個(gè)模塊組成，即交互工藝參數(shù)輸入模塊、刀具軌跡生成模塊、刀具軌跡編輯模塊、三維加工動(dòng)態(tài)仿真模塊和后置處理模塊。1、交互工藝參數(shù)輸入模塊通過人機(jī)交互的方式，用對(duì)話框和過程向?qū)У男问捷斎氲毒?、夾具、編程原點(diǎn)、毛坯、零件等工藝參數(shù)。2、刀具軌跡生成模塊 UG/Toolpath Generator UG-CAM最具特點(diǎn)的是其功能強(qiáng)大的刀具軌跡生成方法。包括車削、銑削、線切割等完善的加工方法。其中銑削主要有以下功能：（1）Point to Point：完成各種孔加工； （2）Panar Mill：平面銑削。

17、包括單向行切，雙向行切，環(huán)切以及輪廓加工等； （3）Fixed Contour：固定多軸投影加工。用投影方法控制刀具在單張曲面上或多張曲面上的移動(dòng)，控制刀具移動(dòng)的可以是已生成的刀具軌跡，一系列點(diǎn)或一組曲線； （4）Variable Contour：可變軸投影加工； （5）Parameter line：等參數(shù)線加工?？蓪?duì)單張曲面或多張曲面連續(xù)加工； （6）Zig-Zag Surface：裁剪面加工； （7）Rough to Depth：粗加工。將毛坯粗加工到指定深度； （8）Cavity Mill：多級(jí)深度型腔加工。特別適用于凸模和凹模的粗加工； （9）Sequential Surface：曲面

18、交加工。按照零件面、導(dǎo)動(dòng)面和檢查面的思路對(duì)刀具的移動(dòng)提供最大程度的控制。 3、刀具軌跡編輯模塊UG/Graphical Tool Path Editor 刀具軌跡編輯器可用于觀察刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，并提供延伸、縮短或修改刀具軌跡的功能。同時(shí)，能夠通過控制圖形的和文本的信息去編輯刀軌。因此，當(dāng)要求對(duì)生成的刀具軌跡進(jìn)行修改，或當(dāng)要求顯示刀具軌跡和使用動(dòng)畫功能顯示時(shí)，都需要刀具軌跡編輯器。動(dòng)畫功能可選擇顯示刀具軌跡的特定段或整個(gè)刀具軌跡。附加的特征能夠用圖形方式修剪局部刀具軌跡，以避免刀具與定位件、壓板等的干涉，并檢查過切情況。刀具軌跡編輯器主要特點(diǎn)：顯示對(duì)生成刀具軌跡的修改或修正；可進(jìn)行對(duì)整個(gè)刀具軌跡

19、或部分刀具軌跡的刀軌動(dòng)畫；可控制刀具軌跡動(dòng)畫速度和方向；允許選擇的刀具軌跡在線性或圓形方向延伸；能夠通過已定義的邊界來修剪刀具軌跡；提供運(yùn)動(dòng)范圍，并執(zhí)行在曲面輪廓銑削加工中的過切檢查。4、三維加工動(dòng)態(tài)仿真模塊UG/VerifyUG/Verify交互地仿真檢驗(yàn)和顯示NC刀具軌跡，它是一個(gè)無需利用機(jī)床，成本低，高效率的測(cè)試NC加工應(yīng)用的方法。UG/Verify使用UG/CAM定義的BLANK作為 初始的毛坯形狀，顯示NC刀軌的材料移去過程，檢驗(yàn)包括錯(cuò)誤如刀具和零件碰撞曲面切削或過切和過多材料。最后在顯示屏幕上的建立一個(gè)完成零件的著色模型，用戶可以把仿真切削后的零件與CAD的零件模型比較，因而他們可

20、以方便地看到，什么地方出現(xiàn)了不正確的加工情況。 5、后置處理模塊UG/PostprocessingUG/Postprocessing包括一個(gè)通用的后置處理器(GPM),使用戶能夠方便地建立用戶定制的后置處理。通過使用加工數(shù)據(jù)文件生成器(MDFG),一系列交互選項(xiàng)提示用戶選擇定義特定機(jī)床和控制器特性的參數(shù)，包括：控制器和機(jī)床特征、線性和園弧插補(bǔ)、標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)、臥式或立式車床、加工中心等等。這些易于使用的對(duì)話框允許為各種鉆床、多軸銑床、車床、電火花線切割機(jī)床生成后置處理器。后置處理器的執(zhí)行可以直接通過Unigraphics或通過操作系統(tǒng)來完成。8.5 典型零件CAD/CAM應(yīng)用實(shí)例8.5.1 UG的應(yīng)

21、用圖表 4圖8.6 進(jìn)入造型模塊圖8.7底部造型圖8.8凸臺(tái)特征造型圖8.9 半球體造型圖8.10 半圓柱體造型圖表 5圖8.11 倒頂部圓角圖8.12倒底部圓角圖8.13 進(jìn)入CAM模塊圖8.14 指定加工幾何體，毛坯圖表 6圖8.15 創(chuàng)建刀具圖8.16 粗加工圖8.17 半精加工圖8.18 精加工1圖表 7圖8.19精加工2圖8.20 刀具路徑這里用沖壓模具的凸模為例，介紹CAD/CAM的應(yīng)用過程。1、新建文件File-new輸入 camsample2、進(jìn)入造型模塊Application-modeling，如圖8.6所示。3、底部造型insert-form feature-block輸入

22、 150 150 30 選擇 ok，如圖8.7所示。4、凸臺(tái)特征造型insert-form feature-pad選擇 rectangular選擇 block 的頂面選擇 block 與x軸同向的邊輸入 80 80 50 0 10選擇 pallale at distance選擇 block 與x軸同向的邊選擇 pad與x軸同向的中心線輸入 75選擇 ok選擇 pallale at distance選擇 block 與y軸同向的邊選擇 pad與y軸同向的中心線輸入 75選擇 ok，如圖8.8所示。5、半球體造型insert-form feature-sphere選擇 diameter, cent

23、er輸入 40選擇 pad與y軸同向的邊接近中點(diǎn)的位置選擇 ok選擇 ok選擇 pad與y軸同向的另一側(cè)邊接近中點(diǎn)的位置選擇 ok選擇 ok 如圖8.9所示。6、半圓柱體造型insert-form feature-cylinder選擇 diameter, height選擇 Yc axis輸入 40,110輸入 75 20 30選擇 ok如圖8.10所示。7、倒頂部圓角insert-feature opration-edge blend輸入 default radius 15選擇 pad 需倒圓角的各條邊選擇 ok如圖8.11所示。8、倒底部圓角insert-feature opration-e

24、dge blend輸入 default radius 8選擇 pad 底邊、block、clydiner的各條邊選擇 ok如圖8.12所示。9、毛坯造型insert-form feature-block輸入 150 150 85 選擇 ok。10、進(jìn)入CAM模塊Application-manufacture選擇 CAM session configure mill contour CAM setup mill contour選擇 initialize如圖8.13所示。11、指定加工幾何體，毛坯insert-geometry選擇 MILL_GEOM選擇 select選擇 零件實(shí)體 選擇 blan

25、k選擇 select選擇 第9步生成的block 選擇 ok如圖8.14所示。12、隱藏毛坯edit-blank-blank選擇 第9步生成的block 選擇 ok。13、創(chuàng)建刀具insert-tool輸入 name m20選擇 apply輸入 diameter 20選擇 ok輸入 name mr5選擇 ok輸入 diameter 10輸入 lower-radius 5如圖8.15所示。14、粗加工insert-operation選擇并輸入圖示內(nèi)容選擇ok輸入 depth per cut 3選擇generate選擇ok如圖8.16所示。15、半精加工insert-operation選擇并輸入圖

26、示內(nèi)容選擇ok輸入 depth per cut 1選擇 cut lever選擇 block 的上邊選擇ok選擇generate選擇ok如圖8.17所示。16、精加工1insert-operation選擇并輸入圖示內(nèi)容選擇ok選擇 cut area選擇 select選擇 所有要加工的表面選擇ok選擇 area milling選擇 step over scallop輸入 0.01選擇 ok選擇 cutting 選擇 remove edge traces選擇ok選擇generate選擇ok如圖8.18所示。17、精加工2insert-operation選擇并輸入圖示內(nèi)容選擇ok選擇 cut area

27、選擇 select選擇 所有要加工的表面選擇ok選擇 area milling 選擇 steep containment選擇 directional steep輸入 35選擇 cut angle選擇 user defined輸入 90選擇 step over scallop輸入 0.01選擇 ok選擇generate選擇ok如圖8.19所示。18、選擇所有生成的刀具路徑，單擊右鍵，選擇verify選擇 dynamic選擇 play forward選擇 compare選擇 ok如圖8.20所示。8.5.2 MASTERCAM的應(yīng)用1、Mastercam系統(tǒng)特性概述Mastercam是美國專業(yè)從事

28、計(jì)算機(jī)數(shù)控程序設(shè)計(jì)專業(yè)化的公司CNC Software INC研制出來的一套計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)軟件。它將CAD和CAM這兩大功能綜合在一起，是我國目前十分流行的CAD/CAM系統(tǒng)軟件。它有以下特點(diǎn)： （1） Mastercam除了可產(chǎn)生NC程序外，本身也具有CAD功能（2D、3D、圖形設(shè)計(jì)、尺寸標(biāo)注、動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)、圖形陰影處理等功能）可直接在系統(tǒng)上制圖并轉(zhuǎn)換成NC加工程序，也可將用其他繪圖軟件繪好的圖形，經(jīng)由一些標(biāo)準(zhǔn)的或特定的轉(zhuǎn)換文件如DXF文件（Drawing Exchange File）、CADL文件（CADkey Advanced Design Language）及IGES文件（Initia

29、l Graphic Exchange Specification）等轉(zhuǎn)換到Mastercam中，再生成數(shù)控加工程序。 （2） Mastercam是一套以圖形驅(qū)動(dòng)的軟件，應(yīng)用廣泛，操作方便，而且它能同時(shí)提供適合目前國際上通用的各種數(shù)控系統(tǒng)的后置處理程序文件。以便將刀具路徑文件（NCI）轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的CNC控制器上所使用數(shù)控加工程序（NC代碼）。如FANUC、MELADS、AGIE、HITACHI等數(shù)控系統(tǒng)。 （3） Mastercam能預(yù)先依據(jù)使用者定義的刀具、進(jìn)給率、轉(zhuǎn)速等，模擬刀具路徑和計(jì)算加工時(shí)間，也可從NC加工程序（NC代碼）轉(zhuǎn)換成刀具路徑圖。 （4） Mastercam系統(tǒng)設(shè)有刀具庫及材

30、料庫，能根據(jù)被加工工件材料及刀具規(guī)格尺寸自動(dòng)確定進(jìn)給率、轉(zhuǎn)速等加工參數(shù)。（5） 提供RS232C接口通訊功能及DNC功能。2、系統(tǒng)界面Mastercam系統(tǒng)在Windows下完成安裝后，被自動(dòng)設(shè)置StartProgramsMastercam菜單中，因此，在Mastercam菜單用鼠標(biāo)選取Mill7圖標(biāo)（假定使用的是Mastercam Version 7.0），即自動(dòng)進(jìn)入Mastercam系統(tǒng)的主界面，如圖8.21，主界面分為四個(gè)功能區(qū)：主功能表區(qū)、第二功能表區(qū)、繪圖（圖形顯示）區(qū)、信息輸入/輸出區(qū)。 圖8.21系統(tǒng)界面（1）系統(tǒng)界面主功能表簡(jiǎn)要說明： 1）A分析：顯示屏幕上的點(diǎn)、線、面及尺寸標(biāo)

31、注等資料； 2） C繪圖：繪制點(diǎn)、線、弧、Spline曲線、矩形、曲面等； 3）F文件：存取、瀏覽幾何圖形、屏幕顯示、打印、傳輸、轉(zhuǎn)換、刪除文件等； 4） M修整：可用倒圓角、修整、打斷和連接等功能去修改屏幕上的幾何圖形； 5） D刪除：用于刪除屏幕或系統(tǒng)圖形文件中的圖形元素； 6） S屏幕：用來設(shè)置Mastercam系統(tǒng)及其顯示的狀態(tài)； 7） T刀具路徑：用輪廓、型腔和孔等指令產(chǎn)生NC刀具路徑； 8） N公用管理：修改和處理刀具路徑； 9）E離開系統(tǒng)：退出Mastercam系統(tǒng)，回到Windows； 10）上層功能表：回到前一頁目錄； 11）主功能）：返回主功能表（最上層目錄）。（2）第二功

32、能表簡(jiǎn)要說明 1）標(biāo)示變數(shù)：用來設(shè)定標(biāo)注尺寸的參數(shù)； 2） Z（工作深度）：用來設(shè)定繪圖平面的工作深度。當(dāng)繪圖平面設(shè)定為3D時(shí)，設(shè)定的工作深度被忽略不計(jì)； 3）顏色：設(shè)定系統(tǒng)目前所使用的繪圖顏色； 4）圖層：設(shè)定系統(tǒng)目前所使用的圖層；5）限定層：指定使用的圖層，關(guān)掉非指定的圖層的使用權(quán)。當(dāng)設(shè)定為OFF時(shí)，全部的圖層均可使用。6）刀具平面：設(shè)定一個(gè)刀具面； 7）構(gòu)圖面：用來定義目前所要使用的繪圖平面； 8）視角：定義目前顯示于屏幕上的視圖角度。 3、系統(tǒng)流程圖 Mastercam系統(tǒng)流程圖見圖8.22。圖表 8圖8.22 Mastercam系統(tǒng)流程圖4、Mastercam軟件典型應(yīng)用實(shí)例（1）

33、平面類零件加工實(shí)例圖8.23 零件形狀1）繪制外輪廓(圖8.23)選擇：繪圖選擇：矩形選擇：中心點(diǎn)輸入：0，0輸入：120輸入：120從鼠標(biāo)右鍵快捷菜單中選擇： 適度化回主功能表。2）繪制凸臺(tái)(圖8.23)選擇：繪圖 選擇：矩形 選擇：中心點(diǎn) 輸入：0，0 輸入：30輸入：20回主功能表。3）繪制槽輪廓(圖8.23)選擇：繪圖選擇：圓弧選擇：點(diǎn)半徑圓選擇：中心點(diǎn)輸入：0，0輸入：50回主功能表。4）生成刀具路徑選擇：刀具路徑選擇：挖槽加工輸入： 文件名 選擇：保存 選擇：串連從圖上選擇 R40圓從圖上選擇 30X20矩形選擇：執(zhí)行圖表 9圖8.24工藝參數(shù)對(duì)話框出現(xiàn)圖8.24：挖槽工藝參數(shù)對(duì)話

34、框輸入： 刀具直徑10；程式號(hào)碼0001；起始值10；增量2；冷卻液M08；進(jìn)給率200；Z軸進(jìn)給率 100；回縮速率 1000； 選擇標(biāo)簽：挖槽參數(shù)輸入：G00下刀位置 5；最后切深度 20選擇：分層銑削 輸入：MAX ROUGH（每層切深0，0） 4選擇：OK選擇標(biāo)簽：粗加工/精加工參數(shù)選擇：雙向切削輸入：刀具直徑百分比 45選擇：確定生成刀具路徑 見圖8.25。圖表 10圖8.25刀具路徑圖5）生成數(shù)控加工程序。 選擇：操作管理選擇：后處理（圖8.26）圖表 11圖8.26數(shù)控加工程序（2）曲面類零件加工實(shí)例1）繪制半球面截面（圖8.27）圖8.27半球面截面選擇：繪圖選擇：圓弧選擇：極坐標(biāo)選擇：中心點(diǎn) 輸入：0，0輸入：25輸入：-90輸入：90從鼠標(biāo)右鍵快捷菜