畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）mastercam軟件進(jìn)行鼠標(biāo)的三維曲面建模仿真

1、摘 要MASTERCAM技術(shù)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中，引入該技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)及數(shù)控加工，能大大提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。曲面在機(jī)械產(chǎn)品和模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛，而且由于曲面的特點(diǎn)，決定了只有用MASTERCAM技術(shù)才能縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)0、制造周期，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。本課題就是基于MASTERCAM軟件圍繞著這一應(yīng)用主題展開(kāi)的。鼠標(biāo)模型是一個(gè)比較典型的曲面模型，本課題就是用MASTERCAM軟件進(jìn)行鼠標(biāo)的三維曲面建模，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)圖形實(shí)物，確定各部分之間的比例關(guān)系并參照自己的設(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

2、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)的數(shù)控加工。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。關(guān)鍵詞:鼠標(biāo)；MASTERCAM；建模；數(shù)控加工AbstractMASTERCAM technology is a product design and manufacturing automation of key technology, product development, the introduction of the technology

3、, product design and CNC machining, can greatly increase production efficiency and quality. Surface in the mold design of mechanical products and is widely used, and because the surface characteristics determine that only by MASTERCAM technology to reduce product design, manufacturing cycle and impr

4、ove product quality. This issue is based on MASTERCAM software applications around the theme started. Mouse model is a typical surface model, this issue is to use the mouse software MASTERCAM three-dimensional surface modeling, simulation process model parts, build processing and processing of CNC m

5、achine tools out of their model. First of all, according to graphic objects, to determine the proportional relationship between the parts and the light of their own design using CAD modeling to create three-dimensional model of the mouse. After creating a solid model can generate accurate CAM tool p

6、ath. Generated tool paths can be generated by post-processing for specific CNC machining code. Generated code for transmission to the designated processing CNC machining up to complete the mouse. Through this study further confirmed the MASTERCAM software in surface modeling and processing, which ha

7、s the power. Key words: mouse; MASTERCAM; modeling; NC 目 錄第一章 緒論1 1.1 引言1 1.2 課題背景及意義1 1.3 研究?jī)?nèi)容2 1.4MASTERCAM技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)況4 1.5 數(shù)控加工技術(shù)概述6 數(shù)控加工工藝內(nèi)容6 數(shù)控加工準(zhǔn)備工作7第二章 鼠標(biāo)的CAD模塊創(chuàng)建9 2.1 鼠標(biāo)的建模分析9 2.2鼠標(biāo)側(cè)面的建模9 2.3 鼠標(biāo)頂面的建模12 2.4 畫(huà)側(cè)面曲面和畫(huà)頂面曲面13 2.5 頂面和側(cè)面倒圓角面14第三章 鼠標(biāo)的加工17 3.1 鼠標(biāo)仿真加工概述17 3.2 鼠標(biāo)仿真加工過(guò)程18 工藝分析18 銑削四周選刀和切削參數(shù)設(shè)

8、定18曲面粗加工選刀和切削參數(shù)設(shè)定20曲面精加工選刀和切削參數(shù)設(shè)定21 生成刀具路徑24 毛坯設(shè)定25 3.3 鼠標(biāo)凸模的數(shù)控加工26第四章 結(jié)論30 4.1 論文總結(jié)30 4.2 感想30參考資料32致謝33附錄A：程序清單34附錄B：英文資料37附錄C：英文資料翻譯42第一章 緒 論1.1 引言隨著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。其中MASTERCAM軟件是這一技術(shù)發(fā)展得比較成功的軟件之一,它是從二維繪圖、數(shù)控加工編程、曲面造型等功能發(fā)展起來(lái)的軟件。目前已廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車(chē)、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

9、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(lèi)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。1.2 選題背景及意義現(xiàn)代制造業(yè)所面對(duì)的經(jīng)常是具有復(fù)雜型腔的高精度模具制造及復(fù)雜型面產(chǎn)品的外型加工,其共同特點(diǎn)是以復(fù)雜三維型面為結(jié)構(gòu)主體,整體結(jié)構(gòu)緊湊,制造精度要求高,加工成型難度極大。通過(guò)近幾年對(duì)MASTERCAM軟件的應(yīng)用摸索,針對(duì)上述制造過(guò)程中普遍存在的技術(shù)難點(diǎn),將傳統(tǒng)工藝方案中適用現(xiàn)代數(shù)控加工的精華部分溶入MASTERCAM的應(yīng)用過(guò)程,總結(jié)出一套適用于各類(lèi)復(fù)雜型面的數(shù)控加工

10、編程方法。鑒于傳統(tǒng)模具加工的缺點(diǎn)，采用MASTERCAM這樣一套當(dāng)今世界上最先進(jìn)和緊密集成、面向制造業(yè)的高端軟件，通過(guò)對(duì)目前電子市場(chǎng)上最常見(jiàn)的，具有典型曲面結(jié)構(gòu)的鼠標(biāo)模具進(jìn)行造型和加工，實(shí)現(xiàn)模具的快速制造及對(duì)市場(chǎng)的快速響應(yīng)，以此克服過(guò)去模具設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，制造周期長(zhǎng)的弊端。本課題主要是是鼠標(biāo)的設(shè)計(jì)與數(shù)控加工，其研究意義如下：（1）課余參加過(guò)MASTERCAM軟件的培訓(xùn)，但是只是掌握了該軟件的最基本的功能，通過(guò)這次的課題，可以使我更加多的掌握該軟件的功能。這次的鼠標(biāo)造型主要是以曲面造型為主，而MASTERCAM軟件在自由曲面建模上有很強(qiáng)的功能，做起模型來(lái)較方便。（2）MASTERCAM的高端技術(shù)可使

11、鼠標(biāo)模型在CAM中生成精確的加工路徑，可以很清晰的觀察到模擬加工的全過(guò)程。（3）MASTERCAM的加工后置處理模塊可方便地建立自己的加工后置處理程序，該模塊適用于目前世界上幾乎所有主流NC機(jī)床和加工中心，而且該模塊在多年的應(yīng)用實(shí)踐中已被證明適用于25軸或更多軸的銑削加工、24軸的車(chē)削加工和電火花線切割 。（4）通過(guò)MASTERCAM軟件完成鼠標(biāo)的設(shè)計(jì)，一方面可以培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，掌握正確的思維方法和設(shè)計(jì)的基本技能，另一方面可以提高學(xué)生的獨(dú)立思考、綜合分析的能力，在設(shè)計(jì)過(guò)程中促使學(xué)生學(xué)習(xí)更多的新知識(shí)，掌握自我學(xué)習(xí)的能力。（5）通過(guò)在數(shù)控機(jī)床上實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)的數(shù)控加工，可以在鞏固學(xué)生學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)理論和

12、專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)，使理論與實(shí)踐相結(jié)合，掌握數(shù)控機(jī)床的操作方法以鞏固和發(fā)展所學(xué)理論知識(shí)。（6）整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)以后，基本上培養(yǎng)了學(xué)生掌握正確的思維方法和利用計(jì)算機(jī)軟件解決問(wèn)題的基本技能，同時(shí)也培養(yǎng)了同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中的團(tuán)結(jié)協(xié)作的作風(fēng)，為以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。 研究?jī)?nèi)容本課題是在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：MASTERCAM的CAD模型的表達(dá)： CAD模塊包括了線框模型、曲面模型和實(shí)體模型。（1）線框模型： 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

13、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，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。（2）曲面模型： 曲面模型是在三維物體線框模型的基礎(chǔ)上加進(jìn)面的信息，即把三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

14、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。（3）實(shí)體模型：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。實(shí)體造型的方法：CSG法和B-rep法。 CSG法-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)行和、差、殘留共同部分的運(yùn)算來(lái)表達(dá)復(fù)雜的形狀。 B-rep

15、法-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。 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)幾何造型系統(tǒng)都一種造型方法為主兼用另一種。 特征建模：實(shí)體模型在集合造型上已經(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(kāi)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(chēng)為零件特征。特征造型將促進(jìn)CAD/CAM一體化進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)工藝自動(dòng)化。再零件設(shè)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，

16、這樣構(gòu)建的模型稱(chēng)為特征模型。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。2. MASTERCAM的銑削加工創(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

17、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(lèi)零件。MASTERCAM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。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。利用它這一技術(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。MASTERCAM銑削加工的基本過(guò)程：（1）繪制產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖：利用MASTERCAM9軟件的二維或者三維繪圖功能，繪制產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖。（2）繪制曲面模型：依據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖，利用MASTERCAM9軟件的三維實(shí)體或曲面功能繪制產(chǎn)品曲面模型。（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

18、用MASTERCAM9軟件三維實(shí)體或曲面編輯功能產(chǎn)生凹凸模。（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。（5）加工方式的選擇：加工道具的選擇。 定義刀具。 設(shè)定加工刀具參數(shù) 設(shè)定加工參數(shù)設(shè)定工件參數(shù) 生成道具路徑（6）實(shí)體加工模擬：依據(jù)生成凹凸模加工刀具路徑，利用MASTERCAM9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)。（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。的數(shù)控加工鼠標(biāo)

19、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)刀方法等數(shù)控機(jī)床的操作方法。1.4 MASTERCAM技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩rMASTERCAM技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(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。下面我們將分別介紹國(guó)內(nèi)外一些流行的軟件。 （1）Unigraphics(UG) 在UG中，優(yōu)越的參數(shù)化和變量化技術(shù)與傳統(tǒng)的實(shí)體、線框和表面功能結(jié)合在一起，這一結(jié)合被實(shí)踐證明是強(qiáng)有

20、力的，并被大多數(shù)MASTERCAM軟件廠商所采用?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成了一個(gè)從低端到高端，兼有Unix工作站版和Windows NT微機(jī)版的較完善的企業(yè)級(jí)CAD/CAE/CAM集成系統(tǒng)。（2）AutoCAD AutoCAD是當(dāng)今最流行的二維繪圖軟件，它在二維繪圖領(lǐng)域擁有廣泛的用戶群。AutoCAD有強(qiáng)大的二維功能，如繪圖、編輯、剖面線和圖案繪制、尺寸標(biāo)注以及二次開(kāi)發(fā)等功能，同時(shí)有部分三維功能。（3）SolidWorks SolidWorks是基于Windows平臺(tái)的全參數(shù)化特征造型軟件，它可以十分方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的三維零件實(shí)體造型、復(fù)雜裝配和生成工程圖。圖形界面友好，用戶上手快。該軟件可以應(yīng)用于以規(guī)則

21、幾何形體為主的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)及生產(chǎn)準(zhǔn)備工作中，其價(jià)位適中。（4）Pro/Engineer Pro/Engineer軟件能將設(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過(guò)程集成到一起，讓所有的用戶能夠同時(shí)進(jìn)行同一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造工作，即實(shí)現(xiàn)所謂的并行工程。Pro/Engineer系統(tǒng)主要功能如下：a)真正的全相關(guān)性，任何地方的修改都會(huì)自動(dòng)反映到所有相關(guān)地方。 b)具有真正管理并發(fā)進(jìn)程、實(shí)現(xiàn)并行工程的能力。 c)具有強(qiáng)大的裝配功能，能夠始終保持設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖。d)容易使用，可以極大地提高設(shè)計(jì)效率。 Pro/Engineer系統(tǒng)用戶界面簡(jiǎn)潔，概念清晰，符合工程人員的設(shè)計(jì)思想與習(xí)慣。整個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)上，具有完整而統(tǒng)一的模型。

22、Pro/Engineer建立在工作站上，系統(tǒng)獨(dú)立于硬件，便于移植。我國(guó)MASTERCAM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(kāi)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(kāi)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(kāi)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)

23、品開(kāi)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(kāi)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)在基本上已經(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(kāi)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，已經(jīng)占領(lǐng)了一部分國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。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)，提供技術(shù)支持方便，價(jià)格便宜等。在這些前提下，我們不僅要緊跟時(shí)代潮流，跟蹤國(guó)際最新動(dòng)態(tài)，遵守各種國(guó)際規(guī)范，在國(guó)際國(guó)內(nèi)形成自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，更要立足

24、國(guó)內(nèi)，結(jié)合國(guó)情，面向國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，開(kāi)發(fā)出有自己特色，符合中國(guó)人習(xí)慣的MASTERCAM軟件。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(kāi)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。但是在微機(jī)平臺(tái)上開(kāi)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(kāi)發(fā)，在這基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出先進(jìn)的，符合本國(guó)用戶習(xí)慣的MASTERCAM軟件還

25、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廣泛應(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(kāi)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)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)家競(jìng)爭(zhēng)的，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。 15 數(shù)控加工技術(shù)概述隨著制造業(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(kāi)發(fā)、制造的需要，特

26、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)的方法是用常規(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。 數(shù)控加工工藝內(nèi)容（1）零件工藝性分析。（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

27、方式的確定。（3）數(shù)控程序的編制。（4）切削參數(shù)的確定。（1）機(jī)床的選擇：選擇合適的機(jī)床既能滿足零件加工的外輪廓尺寸，又能滿足零件的加工精度。（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

28、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。（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。（4）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。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。b)半精加工階段：半精加工一般安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

29、。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。 數(shù)控加工準(zhǔn)備工作（1）建立工件坐標(biāo)系或加工坐標(biāo)系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。（2）對(duì)刀在回參考點(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。

30、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。（3）數(shù)控程序的導(dǎo)入將數(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（4）數(shù)控加工前檢查在數(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：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；b)數(shù)控程序單的內(nèi)容和要求；c)刀具是否和數(shù)控程序要求一致；d)毛坯狀態(tài)是否滿足數(shù)控加工的要求；e)零件定

31、位基準(zhǔn)的可靠性，定位面是否穩(wěn)定、準(zhǔn)確、方便；f)裝夾是否穩(wěn)定；g)裝夾誤差、定位誤差是否影響數(shù)控程序執(zhí)行；h)零件的剛性是否影響零件的加工精度要求。 第二章 鼠標(biāo)的CAD模塊創(chuàng)建2.1 鼠標(biāo)的建模分析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。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。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)

32、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)。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(chēng)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動(dòng)從而形成曲面輪廓，包括截面線串和引導(dǎo)線串。鼠標(biāo)的建模包括側(cè)面曲面、頂面曲面兩部分。其各

33、部分的建模以下將給出具體的介紹。2.2 鼠標(biāo)側(cè)面的建模打開(kāi)MASTERCAM軟件，新建一個(gè)文件，命名為shubiao.mc9。1 在俯視中畫(huà)外形輪廓：設(shè)定：作圖平面T，圖形視角T，工作深度Z0，以后簡(jiǎn)寫(xiě)：T ， T， Z0工作層設(shè)定：?jiǎn)螕簟癓evel”，在Number的文本輸入框輸入1，回車(chē)，切換中文輸入，在Name的文本輸入框輸入“線框模型”，之后切換回英文輸入。如圖。 圖 層別1設(shè)定 畫(huà)R15的圓?。篊reatArcPolarCenter pt繪圖圓弧極坐標(biāo)圓心點(diǎn)。輸入圓心坐標(biāo)80，0，回車(chē)。輸入半徑135，回車(chē)。輸入起始角度135，回車(chē)。輸入終止角度225，回車(chē)。用同樣的方法畫(huà)出上R21

34、0弧和下R210弧。數(shù)據(jù)如表。 表 俯視圖中外形作圖尺寸圓弧名稱(chēng)圓心坐標(biāo)角度范圍R13580，0135 225R210-15，-18245 135R210-15，182225 315作出如圖的3條相交圓弧。 圖 三條相交弧 修剪3個(gè)相交圓弧：ModifyTrim2 entities修整修剪兩個(gè)圖素。如圖所示 圖 修建點(diǎn) 分別倒R21.7和2個(gè)R4的圓角：CreateFillet繪圖倒圓角選項(xiàng)設(shè)定：Radius半徑：21.7；Angie180：S;Trim修剪，Y。 在要靠近倒圓角的兩條圓弧的相交處，分別選取兩條圓弧，倒出R21.7的圓角。倒2個(gè)R4圓弧的方法與倒R21.7圓弧相同。如圖 圖 修

35、剪后的圖片2 圖形Z向平移復(fù)制3D，I：XformTranslate轉(zhuǎn)換平移。 選“Chain”串聯(lián)，用鼠標(biāo)選取要平移的圖素，按“Done”執(zhí)行。 選“Rectang”設(shè)定平移量0，0，35，彈出平移選擇菜單。 選“Copy”復(fù)制，平移次數(shù)為1，單擊OK，顯示平移后的圖形，如圖所示。 圖 平移復(fù)制后的圖片2.3 鼠標(biāo)頂面的建模1 畫(huà)頂面曲面輪廓：S，I，從左向右分別畫(huà)7個(gè)圓弧。 畫(huà)第一個(gè)圓弧，Z -56。 CreatevArcPolarCenter繪圖圓弧極坐標(biāo)圓心點(diǎn)輸入圓心坐標(biāo)0，-184，回車(chē)；輸入半徑200，回車(chē)。輸入起始角度70，回車(chē)。輸入終止角度110，回車(chē)。用同樣的方法根據(jù)表中的數(shù)

36、據(jù)畫(huà)其他6個(gè)圓弧，效果如圖2.3.02所示。深度Zmm圓弧圓心mm圓弧半徑mm角度范圍-560，300，-518050130-120，-48805013000，-437650130180，-154835145360，-53330150560-153360120 表 2.3.0 7個(gè)輪廓線的數(shù)據(jù) 圖2.3.02 7個(gè)截面輪廓線 2.4 畫(huà)側(cè)面曲面和畫(huà)頂面曲面。 畫(huà)側(cè)面曲面 3D I：工作層設(shè)定：?jiǎn)螕簟癓evel”，在Number的文本輸入框輸入2，回車(chē)，切換中文輸入，在Name的文本輸入框輸入“曲面模型”，之后切換回英文輸入。如圖所示。 圖 層別2設(shè)定 CreateSu

37、rfaceRuled繪圖曲面直紋曲面。 選“Chain”串連，選取第一條相連的曲線，再選取第二條相連的曲線，按“Dong”執(zhí)行，接受曲面定義。選項(xiàng)設(shè)定：Tolearnce公差：0.01，Type曲面類(lèi)型：P。按Done執(zhí)行，生成直紋曲面。 畫(huà)頂面曲面：按“BACKUP”退回繪制曲面菜單，選Loft舉升曲面。 一個(gè)一個(gè)的順序選取7個(gè)圓弧，接著按“Done”執(zhí)行。 設(shè)定：Tolearnce公差：0.01，Type曲面類(lèi)型：P。按Done執(zhí)行，生成舉升曲面。如圖所示。 圖 側(cè)面和頂面曲面 2.5 頂面與側(cè)面倒圓角面 頂面與側(cè)面倒圓角面：按“BACKUP”退回繪制曲面菜單，選“Fillet”倒圓角面。

38、選“Surf/Surf”曲面/曲面，選取圖上第一組曲面，按“Done”執(zhí)行，選取圖上第二組曲面，按“Done”執(zhí)行，輸入倒圓角半徑2，回車(chē)。 設(shè)定：“Trim”修剪：Y；確認(rèn)曲面法向：側(cè)面朝里，頂面朝下；“Options”選項(xiàng)設(shè)定：Chordheight玄高誤差：1；Fillet Type倒圓角類(lèi)型：P參數(shù)式；Trim Surface修剪曲面：Y；Delete刪除，Both兩者。如圖所示。 圖 倒圓角曲面設(shè)定 選“Do it”執(zhí)行，產(chǎn)生倒圓角曲面，且刪除多余曲面如圖所示。按“MAIN MENU”回主菜單。 圖 倒圓角后的鼠標(biāo)模型 隱藏線框模型：?jiǎn)螕簟癓evel”圖層，選“All off”全關(guān)，

39、再選取“OK”，單擊刷新鍵刷新畫(huà)面，生成最后曲面模型。如圖所示。 圖a 俯視線框模型 圖 b 著色后的模型 圖 隱藏線框后的曲面模型。第三章 鼠標(biāo)的仿真加工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)控機(jī)床的加工代碼。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(chē)以及數(shù)控電火花線切割等，

40、其中的數(shù)控銑是應(yīng)用最廣的一種加工方法，能夠完成平面、型腔、曲面輪廓和螺紋等的加工。針對(duì)本課題的曲面加工，要選擇合適的加工方法。（1）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(lèi)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(lèi)型。（2）型腔銑以固定刀軸快速而有效地粗加工平面或曲面類(lèi)的幾何體，曲面類(lèi)幾何體是指零件上有不規(guī)則形狀的曲面。（3）型腔銑以平面切削層的方式去除材料，在每個(gè)切削層上刀軌都沿著零件的輪廓切削。（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

41、要手工干預(yù)指定幾何體的材料側(cè)。（5）鼠標(biāo)的精加工則采用輪廓區(qū)域銑削（Contour-Area）方法。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：創(chuàng)建部件模型根據(jù)部件模型制定加工工藝規(guī)程設(shè)置加工環(huán)境創(chuàng)建程序組創(chuàng)建刀具組創(chuàng)建幾何體創(chuàng)建方法創(chuàng)建操作生成刀路軌跡驗(yàn)證刀路軌跡，生成車(chē)間文件后置處理生成NC文件3.2 鼠標(biāo)模仿真加工過(guò)程 工藝分析 假定條件：毛坯為已經(jīng)加工過(guò)的方塊鋁料：112mm*58mm*40mm 注：零件外形尺寸：110mm*56mm*33mm 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1

42、6立銑刀，頂面精加工選用12球頭刀。 切削用量設(shè)定：鋁合金允許切學(xué)速度為180360m/min，取V=180m/min。粗加工V=180m/min*70%=128m/min；12和16的每齒切削量取Sz=/齒，精加工Sz=0。05mm/齒。 當(dāng)選用16立銑刀時(shí)：N1000V/D1500r/min 2Sz300mm/min 當(dāng)選用12立銑刀時(shí)：N1000V/D2860r/min 2Sz286mm/min 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，粗加工兩次，精加工一次，頂面和倒圓角面用曲面加工，分粗、精銑削。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

43、跡。銑削頂面和倒圓角面：粗加工每層切削深度最大mm，切削進(jìn)給寬度mm。 銑削四周選刀和切削參數(shù)設(shè)定:按“Level”圖層，彈出管理器，選擇“All on”全開(kāi)，單擊“OK”，為銑削四周準(zhǔn)備輪廓曲線。見(jiàn)圖所示。 圖 準(zhǔn)備輪廓曲線 銑削四周：ToolpathContour刀具路徑外形加工。主菜單欄提示Contour：Select chain 1外形選擇串聯(lián)1，選取見(jiàn)圖中1處，按“Done”。彈出設(shè)定菜單。設(shè)定刀具參數(shù)，外形參數(shù)。刀具參數(shù)：在定義刀具欄鼠標(biāo)右擊，選Get tool from Library從刀具庫(kù)中選擇16的平頭銑刀，單擊“OK”。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)

44、算出的數(shù)據(jù)，具體如圖所示。 圖 選16立銑刀及外形加工參數(shù)設(shè)定菜單。參數(shù)設(shè)定結(jié)束，按“確定”鍵，系統(tǒng)計(jì)算刀具路徑。 曲面粗加工選刀和切削參數(shù)設(shè)定:關(guān)閉線框模型:選Level，在Number輸入2，選“All off”單擊OK。曲面加工入口：Tool pathssurface刀具路徑曲面加工。粗加工：RoMastercamhParallelBoss粗加工平行銑削凸形。用鼠標(biāo)選取圖形頂部曲面及倒圓角曲面，按Done。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)。如圖所示。 圖 曲面粗加工參數(shù)設(shè)定菜單。設(shè)定結(jié)束參數(shù)選項(xiàng)，單擊確定。計(jì)算機(jī)開(kāi)始計(jì)算刀具路徑軌跡。 曲面精加工選刀和切削參數(shù)

45、設(shè)定:曲面精加工：FinishParallel精加工平行銑削選取圖形頂面及倒圓角曲面，按“Done”。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)。具體如圖所示。 圖 選12立銑刀及其數(shù)據(jù)，曲面精加工參數(shù)設(shè)定菜單 生成刀具路徑：生成刀具路徑：所有參數(shù)設(shè)定結(jié)束后，按“Operations”，彈出操作管理菜單。按刀具路徑全選重新計(jì)算生成刀具路徑，如圖所示。 圖 參數(shù)設(shè)定完畢后生成的刀具路徑。 毛坯設(shè)定： 毛坯設(shè)定按“Job Setup”，彈出設(shè)定菜單，見(jiàn)圖所示。 圖 毛坯設(shè)定菜單及參數(shù)。實(shí)體切削驗(yàn)證。如圖所示。 圖 實(shí)體切削驗(yàn)證后效果3.3 鼠標(biāo)凸模的數(shù)控加工此次課題是用西門(mén)子X(jué)KN7

46、14型號(hào)的數(shù)控銑床進(jìn)行銑削操作，如圖所示。 圖 西門(mén)子X(jué)KN714數(shù)控銑床銑削是機(jī)械加工中最常用的方法之一。數(shù)控銑床不僅適于加工盤(pán)、蓋板、箱體、殼體類(lèi)零件，還適于加工各種形狀復(fù)雜的曲線、曲面以及模具型腔等平面或立體零件。對(duì)于鼠標(biāo)這樣的曲面輪廓銑削加工，數(shù)學(xué)處理比較復(fù)雜，所以要借助計(jì)算機(jī)用CAD/CAM軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。以下是鼠標(biāo)凸模的主要數(shù)控加工步驟：（1）選擇合適的毛坯。5811240mm3。（2）安裝刀具。銑刀的選擇是銑削加工的加工工藝中的重要內(nèi)容之一，它不僅影響加工效率，而且會(huì)直接影響加工質(zhì)量。對(duì)于本次課題所涉及的毛坯及凸模表面來(lái)說(shuō)，粗、精加工分別選用直徑為12mm的立銑刀和16mm的球頭刀。

47、（3）把準(zhǔn)備好的毛坯裝夾到數(shù)控銑床上。在數(shù)控加工過(guò)程中，為了避免毛坯發(fā)生任何移動(dòng)，毛坯必須可靠定位和夾緊。也就是說(shuō)，當(dāng)承受切削力時(shí)，毛坯不能產(chǎn)生任何移動(dòng)或竄動(dòng)現(xiàn)象。而且在數(shù)控加工中，不可能一直檢測(cè)零件尺寸，因此任何移動(dòng)即便是很小的移動(dòng)，都會(huì)影響零件的尺寸精度。所以在裝夾毛坯時(shí)，要根據(jù)合適的力度和位置進(jìn)行裝夾。一次裝夾，完成鼠標(biāo)凸模的粗、精加工。（4）對(duì)數(shù)控銑床上進(jìn)行對(duì)刀操作。用機(jī)床控制面板上回參考點(diǎn)鍵啟動(dòng)“回參考點(diǎn)”，在“回參考點(diǎn)”窗口中顯示該坐標(biāo)軸是否必須回參考點(diǎn)?！啊北硎咀鴺?biāo)軸未回參考點(diǎn)。分別按+X、+Y、+Z坐標(biāo)軸方向鍵使機(jī)床回零，如果選擇了錯(cuò)誤的回參考點(diǎn)方向，則不會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。需要注意的

48、是“回參考點(diǎn)”只有在JOG方式下才可以進(jìn)行。而且必須給每個(gè)坐標(biāo)軸逐一回參考點(diǎn)。為安全起見(jiàn)，一般先回Z方向。對(duì)刀點(diǎn)是數(shù)控加工時(shí)刀具相對(duì)零件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，也是程序的起點(diǎn)。為了便于坐標(biāo)的計(jì)算，對(duì)刀點(diǎn)最好選在該坐標(biāo)系的原點(diǎn)上。根據(jù)設(shè)定的加工坐標(biāo)系分別對(duì)X、Y、Z軸進(jìn)行測(cè)量并計(jì)算。（5）在CIMCO EDIT LITE 4.10軟件中打開(kāi)粗加工程序，并對(duì)該程序進(jìn)行修改使該程序開(kāi)頭必須改成系統(tǒng)能接受的格式，開(kāi)頭格式如下：%_N_H_MPF;$PATH=/_N_MPF_DIR 以上兩行從格式上來(lái)說(shuō)不允許有間隔。繼續(xù)添加G90、G17、G64、G54、G40、G49等指令，使程序和該機(jī)床相關(guān)聯(lián)的同時(shí)能夠保證加工

49、的正確性。在該軟件的“transmission”中選擇“DNC setup”選項(xiàng)，如圖“setup”，對(duì)照“port information”的信息在圖3.3.03里一一進(jìn)行設(shè)置。圖 “DNC SETUP”傳輸數(shù)據(jù)設(shè)置 圖“machine 2”的相關(guān)設(shè)置（6）“transmission”菜單中選擇“send”，把修改好的程序傳輸?shù)姐姶采先?，在傳輸過(guò)程中由于程序比較長(zhǎng)，系統(tǒng)的內(nèi)存有限，無(wú)法裝載程序用CNC來(lái)加工。按下“POSITION”鍵后按“AUTO”鍵，選擇“外部程序”后，這個(gè)外部程序就可以由接口輸入控制系統(tǒng)，且一邊傳送一邊執(zhí)行加工程序，這種方法也稱(chēng)為DNC直接數(shù)控加工。這樣就可以完成鼠標(biāo)凸

50、模的粗加工了。（7）粗加工完畢后，打開(kāi)精加工程序，并對(duì)其進(jìn)行修改。方法如步驟（5）。（8）把修改好的程傳輸?shù)綌?shù)控銑床上，開(kāi)始鼠標(biāo)的精加工。長(zhǎng)度較短的精加工程序就可以按下“PROGRAM MANAGER”后選擇“讀入”把程序讀入到系統(tǒng)內(nèi)存，再執(zhí)行加工。（9）精加工完畢后，關(guān)掉機(jī)床。使刀具退回到安全位置后取下鼠標(biāo)凸模。第四章 結(jié) 論 論文總結(jié)本次課題通過(guò)對(duì)具有典型曲面結(jié)構(gòu)，特別適于銑削加工的鼠標(biāo)模具進(jìn)行造型和加工，實(shí)現(xiàn)了模具的快速制造，在設(shè)計(jì)過(guò)程中克服了制造周期長(zhǎng)的弊端。從鼠標(biāo)的CAD模型設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)的數(shù)控加工這一過(guò)程再次證實(shí)了MASTERCAM軟件在建模技術(shù)和加工技術(shù)中的重要地位。相關(guān)工作總結(jié)

51、如下。（1）運(yùn)用MASTERCAM的CAD模塊建立鼠標(biāo)實(shí)物模型。主要掌握MASTERCAM的實(shí)體建模和自由曲面建模的方法，還要掌握在實(shí)體建模環(huán)境和草圖環(huán)境中針對(duì)三維模型的相關(guān)特征操作。（2）運(yùn)用MASTERCAM中的“加工”功能，實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)模型的虛擬制造。通過(guò)相關(guān)的資料掌握虛擬加工中各參數(shù)的相關(guān)設(shè)置和各種銑削方法的應(yīng)用情況，在CAM中生成精確的刀具路徑，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。（3）將得出的數(shù)控加工程序通過(guò)接口傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床上實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)模型的數(shù)控加工。在加工過(guò)程中，掌握西門(mén)子X(jué)KN714型號(hào)數(shù)控銑床的操作方法。特別注意虛擬

52、加工和實(shí)際數(shù)控加工時(shí)的區(qū)別和相同之處。（1）由于要考慮到鼠標(biāo)的尺寸以及在加工中的可行性，所以最后設(shè)計(jì)出的鼠標(biāo)模型外觀上粗糙，沒(méi)有達(dá)到精致的效果。（2）由于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不足，在完成課題過(guò)程中對(duì)該軟件的應(yīng)用程度離掌握一個(gè)成熟的數(shù)控教學(xué)軟件仍有較大的距離，軟件的功能雖然很強(qiáng)大，但實(shí)現(xiàn)的功能有限，例如在生成數(shù)控加工程序中應(yīng)加強(qiáng)系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)，提高編程效率和準(zhǔn)確度，使數(shù)控加工程序更加專(zhuān)業(yè)化。這些問(wèn)題期待在今后的發(fā)展過(guò)程中做進(jìn)一步的改進(jìn)和擴(kuò)充。 感想在鼠標(biāo)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，使我掌握了正確的思維方法和設(shè)計(jì)的基本技能，另一方面也提高了我獨(dú)立思考、綜合分析問(wèn)題的能力。在課題完成過(guò)程中盡管經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種不同的困難，但同時(shí)

53、這也不斷促使著自己學(xué)習(xí)更多的知識(shí)，掌握自我學(xué)習(xí)的能力。更值得一提的是，經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我深深的感受到了中國(guó)CAD/CAM技術(shù)和國(guó)外的相比還是有一定的差距的。MASTERCAM的CAD/CAM模塊是一個(gè)功能很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)輔助制造模塊，它在國(guó)際市場(chǎng)已經(jīng)占有了很重要的地位，當(dāng)然同時(shí)也推動(dòng)了整個(gè)工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的步伐。與此同時(shí)，我國(guó)的CAD/CAM技術(shù)要先立足國(guó)內(nèi)，緊跟時(shí)代發(fā)展的潮流，吸收外國(guó)先進(jìn)水平的同時(shí)，大力提高我國(guó)的軟件開(kāi)發(fā)水平，提高市場(chǎng)化程度，創(chuàng)造出有自己的特色且高水平的CAD/CAM軟件。參考文獻(xiàn)1 史翔，模具CAD/CAM技術(shù)及應(yīng)用。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998年2 嚴(yán)烈，Mastercam

54、9模具設(shè)計(jì)與制造。北京：冶金工業(yè)出版社，2004年3 魏明，劉偉明，Mastercam9模具設(shè)計(jì)與加工。北京：人民郵電出版社，2004年4 肖高棉 黃亮等，精通Mastercam9.X。北京：清華大學(xué)出版社，2004年5 何滿才，三維造型設(shè)計(jì)Mastercam9.0實(shí)例祥解。北京：人民郵電出版社，2003年6 張導(dǎo)成，三維CAD/CAMMastercam應(yīng)用。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002年V9實(shí)用教程。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002年9 武藤一夫，高精度3次元金型技術(shù)，CAD/CAE/CAM/CAT入門(mén)。日刊工業(yè)新聞社，1995年10 張世琪 孫宇，現(xiàn)代制造導(dǎo)論理論、模式、技術(shù)、應(yīng)用。北京：

55、兵器工業(yè)出版社，2000年11 趙世修，機(jī)械制造工藝學(xué)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1985年12 何祖舜 蔡君亮，機(jī)械設(shè)計(jì)與工藝手冊(cè)。銀川：寧夏人民出版社，1989年13 華南工學(xué)院 甘肅工業(yè)大學(xué)，金屬切削原理夜刀具設(shè)計(jì)。上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979年14 庫(kù)特郎格，格因茨梅邁兒諾肯佩爾，杜忠權(quán)譯，模鍛。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989年15 實(shí)用數(shù)控加工技術(shù)編委會(huì)編，實(shí)用數(shù)控加工技術(shù)。北京：兵器工業(yè)出版社，1994年16 中國(guó)機(jī)械工業(yè)教學(xué)協(xié)會(huì)組編，數(shù)控加工工藝及編程。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001年發(fā)揮模范和致 謝 附錄A：程序清單外形加工程序O0000(PROGRAM NAME - LMD

56、2)(DATE=DD-MM-YY - 26-04-09 TIME=HH:MM - 17:08)N0G20N2G0G17G40G49G80G90( 1/4 SPOTDRILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 21 LEN. - 2 DIA. - 16.)N4T1M6N6G0G1069M3N8GN10G1Z33.F111.333.N14G2X-4.9544Y-35.7684R16.N16G3X40.9182Y-28.7063R218.N20X-51.2824Y32.9595R218.N2000X-51.2824Y32.9595R218.N2002X-61.1281Y23.0622R12.

57、N2004Y-23.0622R143.N2006X-51.2824Y-32.9595R12.N2008X-4.9544Y-35.7684R218.N2010G2X11.7659Y-51.0141R16.N2012GN2014G0Z1.N2016M5N2018G91GN2020G28X0.Y0.A0.N2022M30曲面粗加工O0000(PROGRAM NAME - LMD6)(DATE=DD-MM-YY - 26-04-09 TIME=HH:MM - 17:22)N0G20N2G0G17G40G49G80G90( 1/4 SPOTDRILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 21 LE

58、N. - 2 DIA. - 16.)N4T1M6N6G0G90G1069M3N8GN10G1Z33.F111.333.N14G2X-4.9544Y-35.7684R16.N16G3X40.9182Y-28.7063R218.N20X-51.2824Y32.9595R218.N22X-61.1281Y23.0622R12.N24Y-23.0622R143.N8102Z35.N8104G1Z111.288.N8126G0Z35.N8128Z38.N8130M5N8132G91GN8134G28X0.Y0.A0.N8136M30曲面精加工O0000(PROGRAM NAME - LMD7)(DATE

59、=DD-MM-YY - 26-04-09 TIME=HH:MM - 17:24)N0G20N2G0G17G40G49G80G90( 3/32 BALL ENDMILL TOOL - 2 DIA. OFF. - 2 LEN. - 2 DIA. - 12.)N4T2M6N6G0G2888M3N8GN10Z35.N12G1Z111.288.N30X-11.0191Z20.0124.N32X-10.4009Z19.6978.N8872G0Z35.N8874Z38.N8876M5N8878G91GN8880G28X0.Y0.A0.N8882M3009/20 11:46 102機(jī)體齒飛面孔雙臥多軸組合機(jī)床

60、及CAD設(shè)計(jì)09/08 20:02 3kN微型裝載機(jī)設(shè)計(jì)09/20 15:09 45T旋挖鉆機(jī)變幅機(jī)構(gòu)液壓缸設(shè)計(jì)08/30 15:32 5噸卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)10/30 17:12 C620軸撥桿的工藝規(guī)程及鉆2-16孔的鉆床夾具設(shè)計(jì)09/21 13:39 CA6140車(chē)床撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)83100308/30 15:37 CPU風(fēng)扇后蓋的注塑模具設(shè)計(jì)09/20 16:19 GDC956160工業(yè)對(duì)輥成型機(jī)設(shè)計(jì)08/30 15:45 LS型螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)10/07 23:43 LS型螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì)09/20 16:23 P-90B型耙斗式裝載機(jī)設(shè)計(jì)09/08 20:17 PE10