大學(xué)畢業(yè)論文--煙灰缸塑料凸模的幾何造型及數(shù)控加工

四川科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第頁授人以漁 能力為本第一章Mastercam軟件的簡介1.1Mastercam簡介隨著現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造）已顯現(xiàn)粗巨大的潛力，并廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和機(jī)械制造中，使用CAD/CAM系統(tǒng)產(chǎn)生的NC代碼可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工編程，運(yùn)用CAD/CAM進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)和加工制造，可使企業(yè)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量縮短生產(chǎn)周期，降低產(chǎn)品成本，從而產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。Mastercam軟件是由美國CNCSoftwareNC公司開發(fā)推出的基于PC平臺設(shè)計(jì)和制造于一體的CAD/CAM應(yīng)用軟件，由于它對硬件要求不高，并且操作靈活，有良好的價(jià)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(jì)、三維曲面設(shè)計(jì)、刀具路徑模擬、加工實(shí)體模擬等功能，并提供友好的人機(jī)交互，從而實(shí)現(xiàn)了從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)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。1.2Mastercam技術(shù)發(fā)展?fàn)顩rCAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造）技術(shù)產(chǎn)生于19世紀(jì)50年代后期發(fā)達(dá)國家的航空和軍事工業(yè)中，隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)的發(fā)展而迅速成長起來。1989年美國國家工程學(xué)院將CAD/CAM技術(shù)評為當(dāng)代十項(xiàng)最杰出的工程技術(shù)成就之一。2008年，CIMdata公司對CAM軟件行業(yè)的分析排名表明：Mastercam銷量再次排名世界第一，是CAD／CAM軟件行業(yè)持續(xù)11年銷量第一軟件巨頭。Mastercam后續(xù)發(fā)行的版本對三軸和多軸功能做了大幅度的提升，包括三軸曲面加工和多軸刀具路徑。

2010年11月，推出MastercamX5版本。1.3詳細(xì)介紹Mastercam軟件功能及運(yùn)用系統(tǒng)CAD\CAM功能模塊：1．任務(wù)管理2．文件管理及數(shù)據(jù)交換3．提高加工過程中走刀速度的方法4．曲面初加工功能5．曲面精加工功能6．強(qiáng)大的零件造型功能7．刀具路徑的相關(guān)性8．曲面休整加工9．多軸加工10．文件管理及數(shù)據(jù)交換加工參數(shù)管理及優(yōu)化工具M(jìn)astercam板塊介紹：1.繪圖區(qū)域2．主菜單區(qū)3．子菜單區(qū)4．系統(tǒng)提示區(qū)5．快捷命令圖標(biāo)區(qū)6．Mastercam特定功能鍵介紹Mastercam二維圖形構(gòu)建功能：1．點(diǎn)命令2.直線命令3.圓弧命令4.倒圓角、倒角命令5.曲線命令6.矩形命令7.多邊形命令8.橢圓命令Mastercam的共同參數(shù)：1.刀具參數(shù)2.工作設(shè)定3.刀具補(bǔ)償方式4.坐標(biāo)設(shè)置外形銑削參數(shù)1.4介紹Mastercam軟件在數(shù)控加工自動編程中的使用零件加工工藝分析：在運(yùn)用Mastercam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，要盡量減少換刀的次數(shù)，提高加工效率，并充分考慮零件的形狀、尺寸和加工精度，以及零件剛度和變形等因素，要做到基準(zhǔn)先行；先粗加工后精加工；先加工表面后加工孔；先主后次。零件的幾何建模：運(yùn)用Mastercam軟件的繪圖功能對零件進(jìn)行二維或三維圖形進(jìn)行構(gòu)建前，首先要對零件進(jìn)行幾何分析，確定繪圖順序、軸向等問題。在保證零件的幾何圖形正確的情況下，要盡量保證多快好省并不重復(fù)使用命令，這樣可以更多的節(jié)約時間，以提高工作效率。零件加工刀具路徑確定：零件建模以后，根據(jù)加工工藝的安排，選用相應(yīng)工序所使用的刀具，根據(jù)零件的要求選擇加工毛胚件，同時選擇工件坐標(biāo)原點(diǎn)，建立工件坐標(biāo)系，確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的相對尺寸，并進(jìn)行各種參數(shù)的設(shè)定，從而得到零件加工的刀具路徑。Mastercam系統(tǒng)可以生成相應(yīng)的刀具路徑工藝數(shù)據(jù)文件,包含了所有設(shè)置好的刀具運(yùn)動軌跡和各種加工信息。零件的模擬數(shù)控加工：設(shè)置好刀具加工路徑后，利用Mastercam系統(tǒng)提供的零件加工模擬功能，能夠觀察切削加工的過程，可以用來檢測工藝參數(shù)的設(shè)置是否合理，零件在加工的過程中是否存在著干涉現(xiàn)象，設(shè)備的運(yùn)行動作是否正確，實(shí)際零件是否符合設(shè)計(jì)要求。同時在數(shù)控模擬加工過程中，系統(tǒng)還會給出相關(guān)加工過程的加工時間報(bào)告。這樣就有意欲在實(shí)際生產(chǎn)中省略掉刀具試切的過程，從而降低材料的消耗，提高加工生產(chǎn)效率。生成數(shù)控指令代碼及程序的傳輸：通過計(jì)算機(jī)模擬數(shù)控加工，確認(rèn)符合實(shí)際加工要求時，就可以利用Mastercam的后置處理程序生成程序代碼，Mastercam系統(tǒng)本身為用戶提供了百余種后置處理PST程序。對于不同的數(shù)控設(shè)備，其數(shù)控系統(tǒng)可能不盡相同，所以我們需要選擇的后置處理程序也就不相同。對于具體的數(shù)控設(shè)備，應(yīng)該選用相應(yīng)的后置處理程序，后置處理生成的NC數(shù)控代碼需要經(jīng)過相應(yīng)的修改，才能夠符合數(shù)控設(shè)備的使用要求，這時才能輸入到數(shù)控設(shè)備上去，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)控加工使用。常用代碼及其含義：G00-快速點(diǎn)定位G01-直線插補(bǔ)G02-順時針圓弧插補(bǔ)03-逆時針圓弧插補(bǔ)G04-暫停G20-英制輸入G21-米制輸入G27-返回參考點(diǎn)G32-螺紋切削G40-刀具半徑補(bǔ)償取消G41-刀具半徑左補(bǔ)償G42-刀具半徑右補(bǔ)償G43-刀具長度正補(bǔ)償G44-刀具長度負(fù)補(bǔ)償G49-刀具長度補(bǔ)償取消G65-宏程序調(diào)用G70-粗加工循環(huán)G71-粗車外圓循環(huán)G72-粗車端面循環(huán)G73-多重循環(huán)G92-螺紋切削循環(huán)M00-程序停止M01-計(jì)劃結(jié)束M02-程序停止M03-主軸正轉(zhuǎn)M04-主軸反轉(zhuǎn)M05-主軸停止M08-切削液開M09-切削液關(guān)M98-調(diào)用子程序第二章煙灰缸實(shí)體建模實(shí)體圖2.1繪制煙灰缸線架1.設(shè)置構(gòu)圖面為俯視構(gòu)圖面。2.新建圖形，按F9鍵顯示坐標(biāo)系，在圖層1中原點(diǎn)處繪制直徑110的圓和內(nèi)接三角形。3.切換到圖層2，使用“兩點(diǎn)畫弧”命令繪制三段半徑90的圓弧。4.切換到圖層3，關(guān)閉圖層1，等角視圖顯示，使用實(shí)體擠出命令z軸方向向下建立煙灰缸基本體。（拔模角朝外20度，擠出距離26）5.切換到圖層4，在原點(diǎn)處繪制直徑70的圓。2.2建立煙灰缸實(shí)體1.使體擠出用實(shí)命令z軸方向向下切割煙灰缸基本體。（拔模角朝內(nèi)30度，擠出距離20）2.切換到圖層5，設(shè)置構(gòu)圖面為前視角，在原點(diǎn)處繪制直徑12的圓。使用實(shí)體擠出命令向y軸正方向建立實(shí)體。（拔模角0度，擠出距離60）3.設(shè)置構(gòu)圖面為俯視角4.使用轉(zhuǎn)換菜單中“旋轉(zhuǎn)”命令，復(fù)制出2個圓柱。5.使用實(shí)體菜單中“布爾運(yùn)算-切割”命令，在煙灰缸基本體中對3個圓柱進(jìn)行切割。所得的圖為6.關(guān)閉圖層5顯示，使用實(shí)體菜單中“倒圓角”命令，完成下圖箭頭所示位置處倒圓角。所獲得的圖為7.倒圓角后，選中整個圖形，將鼠標(biāo)指針移動到單擊右鍵，將線框轉(zhuǎn)移到圖層8.將圖層6設(shè)為工作層后，如圖所示。第三章煙灰缸凸模實(shí)體加工1.設(shè)置坐標(biāo)系：打開煙灰缸實(shí)體模型文件，切換到圖層6，使用邊界盒命令產(chǎn)生實(shí)體邊界，使用直線命令連接邊界盒上端對角點(diǎn)，切換到俯視圖顯示，按F9鍵顯示系統(tǒng)坐標(biāo)系，可見當(dāng)前邊界盒中心與系統(tǒng)原點(diǎn)沒有重合。為方便用方形工件加工時使用分中對刀，使用轉(zhuǎn)換菜單中“平移”命令，窗選所有圖素，使用兩點(diǎn)平移方式，指定對角線中點(diǎn)移動到系統(tǒng)原點(diǎn)，將邊界盒中心移動到系統(tǒng)原點(diǎn)。2.切換到圖層7，關(guān)閉圖層6，以原點(diǎn)為中心，在-26高度處繪制130x130的矩形。使用實(shí)體菜單“擠出”命令向Z軸負(fù)方向創(chuàng)建出一個10毫米厚度的方形料基礎(chǔ)臺：3.切換到圖層8，使用轉(zhuǎn)換菜單中“串聯(lián)補(bǔ)正”命令，對基礎(chǔ)臺的外邊緣線向外補(bǔ)正10毫米，以此用于后續(xù)加工中設(shè)定為邊界線。3.1煙灰缸的粗加工1.對工件進(jìn)行開粗去除大部分余量。選擇機(jī)床類型銑床默認(rèn)，進(jìn)入銑削編程。選擇刀具路徑曲面粗加工挖槽加工，窗選實(shí)體所有曲面進(jìn)行加工，定義好加工邊界線，確定后進(jìn)入“曲面粗加工挖槽”參數(shù)設(shè)置界面，如下圖所示設(shè)置好各頁面相關(guān)參數(shù)選擇刀庫中直徑20的圓鼻刀，并設(shè)置切削參數(shù)精加工預(yù)留量0.52.設(shè)置螺旋式下刀、切削深度3.選雙向切削方式，確定、4.完成后的刀具路徑圖為：5.對系統(tǒng)產(chǎn)生的刀具路徑進(jìn)行實(shí)體驗(yàn)證，加工效果如下所示。3.2煙灰缸的精加工1.對基礎(chǔ)臺頂部平面進(jìn)行加工。再次選擇刀具路徑曲面粗加工挖槽加工，窗選所有曲面，定義好加工邊界線，確定后進(jìn)入“曲面粗加工挖槽”參數(shù)設(shè)置界面選擇平底刀2.將預(yù)留量設(shè)置為03.切削深度設(shè)置為基礎(chǔ)臺頂面位置4.選等距環(huán)切，確定5.使用“繪圖繪制曲面由實(shí)體產(chǎn)生”命令，選擇圖示曲面位置，產(chǎn)生一獨(dú)立的曲面6.使用刀具路徑曲面粗加工—平行銑削加工，選擇該獨(dú)立曲面，確定后進(jìn)入“曲面粗加工平行銑削”參數(shù)設(shè)置界面。7.設(shè)置斜向進(jìn)刀，預(yù)留量0.18.設(shè)置Z軸進(jìn)刀0.3，行距0.3，加工角度為90度，確定所得的刀具路徑圖為：9.使用刀具路徑路徑轉(zhuǎn)換命令，設(shè)置旋轉(zhuǎn)刀具路徑。點(diǎn)選旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)箭頭項(xiàng)，退回圖形窗口，選擇圓形型腔的圓心為旋轉(zhuǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)）系統(tǒng)產(chǎn)生出旋轉(zhuǎn)復(fù)制的刀具路徑復(fù)制路徑后效果圖10.對工件進(jìn)行精加工。選擇刀具路徑曲面精加工平行銑削，窗選所有曲面，定義好加工邊界線，確定后進(jìn)入“曲面精加工平行銑削”參數(shù)設(shè)置界面選擇直徑為6的球刀設(shè)置斜向進(jìn)刀，預(yù)留量為0行距0.3，加工角度為45度，確定完成后的路徑圖為11.底部清根加工。選擇刀具路徑曲面精加工等高外形，窗選所有曲面，定義好加工邊界線，確定后進(jìn)入“曲面精加工等高外形”參數(shù)設(shè)置界面選擇直徑為6的平底刀設(shè)置斜向進(jìn)刀，預(yù)留量為0Z軸下刀量為0.2切削深度設(shè)置為從-22到-26，確定完成的刀具路徑設(shè)置如圖所示，進(jìn)行實(shí)體驗(yàn)證。最后保存加工圖檔。結(jié)論隨著科學(xué)的迅猛發(fā)展，新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，會有很多領(lǐng)域是我們未曾接觸過的，只有敢于去嘗試才能有所突破，有所創(chuàng)新。就像我們接觸到的加工中心、車床，雖然它的危險(xiǎn)性很大，但是要求每個同學(xué)都要去操作而且要加工出產(chǎn)品，這樣就鍛煉了大家敢于嘗試的勇氣。數(shù)控加工帶給我們的，不全是我們所接觸到的那些操作技能，也不僅僅是通過幾項(xiàng)工種所要求我們鍛煉的幾種能力，更多的則需要我們每個人在實(shí)習(xí)結(jié)束后根據(jù)自己的情況去感悟，去反思，勤時自勉，有所收獲，使這次實(shí)習(xí)達(dá)到了他的真正目的。我們知道，“數(shù)控加工”是一門實(shí)踐性的技術(shù)基礎(chǔ)課，是高等院校工科學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械制造的基本工藝方法和技術(shù)，完成工程基本訓(xùn)練的重要必修課。它不僅可以讓我們獲得了機(jī)械制造的基礎(chǔ)知識,了解了機(jī)械制造的一般操作,提高了自己的操作技能和動手能力,而且加強(qiáng)了理論聯(lián)系實(shí)際的鍛煉,提高了工程實(shí)踐能力,培養(yǎng)了工程素質(zhì)社會需要人才，社會需要的是有能力的人才。我們新世紀(jì)的大學(xué)只有多參加實(shí)踐，才能保證在未來的社會競爭中有自己的位置。致謝天府依舊！轉(zhuǎn)眼間，我已經(jīng)天府中的四川科技學(xué)院度過了三個年頭。三年，一段不短的時間，從進(jìn)校到快畢業(yè)了，三年的光陰讓我成長，讓我從清澀走向成熟。讓我的人生有了不同的軌跡。在這接近三年的時間中我首先要感謝我的老師們?！笆谌艘贼~，不如授人以漁”，老師們正是以這樣的言傳身教來教導(dǎo)我們。老師們的博學(xué)，讓我知道學(xué)海無涯仍需努力；老師們的勤奮，讓我明白天道酬勤要堅(jiān)持始終；老師們的大度，讓我能以寬容之心面對生活；老師們的樸實(shí)；讓我懂得善良的價(jià)值。在這里我還要鄭重的感謝張權(quán)老師畢業(yè)論文的每一個過程都凝結(jié)著您的心血，從選題到答辯每一步都離不開張老師對我的細(xì)心教導(dǎo)，在您的教導(dǎo)中我學(xué)會了很多很多的東西。多么希望時間在長一些，讓我在多學(xué)一點(diǎn)。但我知道，我的人生角色該轉(zhuǎn)換了，我該走出學(xué)校了。在此，我要真誠的說聲：“張老師，謝謝您。”在此感謝機(jī)電工程學(xué)院的老師們給我如此多的指導(dǎo)，就將使我在面對以后的工作和生活中有了借鑒的資本一個人的成長絕不是一件孤立的事，沒有別人的幫助是絕對不可能辦到的。我感謝有這樣的空間，讓我對所有給予我關(guān)心，幫助的人說聲“謝謝”！今后，我會繼續(xù)努力，好好工作！好好學(xué)習(xí)！好好生活?。⒖嘉墨I(xiàn)陳建軍主編：2009年2月《數(shù)控銑床與加工中心》【M】機(jī)械工業(yè)出版社第1版/荊長生主編：2009年2月《機(jī)械制造工藝學(xué)》【M】西北工業(yè)大學(xué)出版社第七次印刷鐘日銘主編：2009年8月《MadtercamX3三維造型與數(shù)控加工》【M】清華大學(xué)出版社第一次印刷王先逵主編：1999年《計(jì)算機(jī)輔助制造》【M】清華大學(xué)出版社張超英、羅學(xué)科：2003年《數(shù)控加工綜合實(shí)訓(xùn)》【M】化學(xué)工業(yè)出版社劉雄偉：1995年《數(shù)控機(jī)床操作與編程培訓(xùn)教程》【M】北京機(jī)械工業(yè)出版社華茂發(fā)：2001年《數(shù)控加工工藝學(xué)》【M】北京機(jī)械工業(yè)出版社于華：2001《數(shù)控機(jī)床的編程及實(shí)例》【M】北京機(jī)械工業(yè)