數(shù)控自動編程Mastercam實例

一、實驗?zāi)康?、 了解CAD/CAM及數(shù)控加工的基本原理及方法；2、 熟悉網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計與制造的基本原理及方法；3、 掌握零件從CAD、CAM到數(shù)控加工的完整過程。二、 實驗內(nèi)容選用Mastercam8.0和其它CAD軟件，實現(xiàn)一個復(fù)雜零件從計算機(jī)輔助設(shè)計到數(shù)控加工的完整過程，并完成實驗報告。三、 實驗條件1、 系統(tǒng)硬件：高檔微機(jī)1臺或工作站1臺等；2、 系統(tǒng)軟件：Windows98或Windows2000或WindowsNT或UNIX等；3、 設(shè)計軟件:CAD設(shè)計軟件為MDT或UG-II或CATIA或I-DEAS或Pro/Engineer或Mastercam8.0等；CAM設(shè)計軟件必須為Mastercam8.0；4、 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：Internet、局域網(wǎng)和現(xiàn)場總線網(wǎng)；5、 加工設(shè)備：a-T10A鉆削中心、TV5立式加工中心；6、 毛坯材料及尺寸：木材、長X寬X高（對應(yīng)X、Y、Z方向）=120mmX80mmX40mm；以毛坯頂面中心點(diǎn)作為工件坐標(biāo)系零點(diǎn)，高度方向最大切削深度不得超過30mm；7、 刀具：（p10mm端銑刀（型號為G120221）,R3mm球頭銑刀（型號為Q120211）。銑削用量建議：入刀速度為F100,正常走刀速度為F1000,p10mm端銑刀的轉(zhuǎn)速為1000rpm,R3mm球頭銑刀轉(zhuǎn)速為2000rpm，刀具切深和步距自定，注意粗加工切深不能一步到位，應(yīng)采取分層加工，否則刀具會因切削用量過大而損壞。表1刀具參數(shù)表刀具名稱刀具型號刀具直徑夾持直徑刀刃長刀具全長一土——齒端銑刀G12022110mm10mm22mm72mm一土——齒球頭銑刀Q1202116mm6mm13mm57mm圖1TV5圖1TV5立式加工中心外風(fēng)實老四、1、2、3、4、用實老四、1、2、3、4、Mastercam8.0能讀取的文件格式存盤（建議用IGES格式）；要求統(tǒng)一選用Mastercam8.0的MILL模塊刀具生成路徑和NC程序；1） 加工工藝規(guī)劃：粗加工、半精加工、精加工，中間還需穿插清根工序；2） 選取加工刀具并設(shè)置刀具參數(shù)；3） 設(shè)定毛坯尺寸、材料以及工件坐標(biāo)系；4） 設(shè)置刀具加工形式和切削用量；5） 編制刀具路徑；6） 加工過程仿真和修改參數(shù)。生成刀路源文件，并通過后置處理生成NC程序，后置處理選用發(fā)那科系統(tǒng)的MPFAN.PST，因為加工中心的數(shù)控系統(tǒng)均為FANUC16M系統(tǒng)；通過局域網(wǎng)和現(xiàn)場總線網(wǎng)將龐大的NC程序以DNC的方式送到加工中心加工，完成復(fù)雜型面或型腔零件的加工。

附錄一：零件CAM及數(shù)控加工過程1、Mastercam8.0界面介紹Mastercam8.0界面選項說明分析(Analyze)顯示繪圖區(qū)已選擇的圖素所有相關(guān)的信息繪制圖形(Create)在屏幕上繪制圖形至系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，參看繪圖、繪曲線、繪曲面和標(biāo)注尺寸，能得到更多的信息文檔(File)處理文檔(儲存、取出、編輯、打印等)修整(Modify)用指令修改屏幕上的圖形，如圓角、修剪、打斷、連接和其它轉(zhuǎn)換(Xform)用鏡像、旋轉(zhuǎn)、比例、平移、偏置和其它指令轉(zhuǎn)換屏幕上的圖形刪除(Delete)從屏幕上和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中刪除圖形屏幕(Screen)改變屏幕上顯示的圖形實體模型(Solids)用擠壓、旋轉(zhuǎn)、掃描、舉升、倒圓角、倒圓角、外殼、修剪等方法繪制實體模型刀具路徑(Toolpaths)進(jìn)入刀具路徑菜單，給你刀具路徑選項公共管理(NCUtilities)進(jìn)入公共管理菜單，給你編輯、管理和檢查刀具路徑退出(Exit)退出Mastercam8.0工具欄按鈕功能說明代號說明代號說明代號說明代號說明AScreen-ZoomFGview-DynamicKCplane-TopPUndeleteBScreen-UnzoomGGview-IsometricLCplane-FrontQScreen-ChangeColorsCScreen-Unzoomby0.8HGview-TopMCplane-sideRScreen-ClearColors

DScreen-FitIGview-FrontNCplane-3DSUndoEScreen-RepaintJGview-SideODeleteTScreen-SurfDisp-Shading2、CAD設(shè)計軟件完成零件的建模，可應(yīng)用點(diǎn)、直線、樣條線、方框、平面、SWAP曲面、拉升面、面剪切、面之間倒角以及求邊界線等功能，零件實體由平面、曲面、圓槽、倒角等構(gòu)成，零件實體見圖3。設(shè)計時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①毛坯尺寸為120mmX80mmX40mm:②工件頂面中心點(diǎn)為原點(diǎn)（X0,Y0,Y0）；③工件高度小于30mm,④工件尺寸不應(yīng)超出毛坯范圍；⑤數(shù)控加工時只提供①10端銑刀和R3球頭銑刀；⑥孔或槽的尺寸應(yīng)大于10mm；⑦曲率半徑應(yīng)大于3mm。圖3、零件實體模型3、用CAM模塊編制刀具路徑；1）工工藝規(guī)劃：用（p10mm端銑刀粗加工，加工方法選用SURFACE-ROUGH-POCKET；用R3mm球頭銑刀精加工，加工方法選用SURFACE-FINISH-PARALLEL，考慮到木材的纖維方向，保證加工表面質(zhì)量良好，精加工分兩次進(jìn)行，分別選用45度和-45度角交叉加工；2）置刀具參數(shù);加工；2）置刀具參數(shù);圖4、刀具參數(shù)設(shè)定3）設(shè)定毛坯尺寸、材料以及工件坐標(biāo)系具體設(shè)定見圖5。圖5、毛坯尺寸、材料以及工件坐標(biāo)系設(shè)定圖5、毛坯尺寸、材料以及工件坐標(biāo)系設(shè)定44）設(shè)置刀具加工形式和切削用量；精加工刀具加工形式和切削用量設(shè)定見圖6。|iToHelp|iToHelp5）編制刀具路徑;5）編制刀具路徑;圖6、精加工刀具加工形式和和切削用量設(shè)定粗加工刀具路徑見圖7。圖7、粗加工刀具路徑6）加工過程仿真4、加工過程仿真及仿真結(jié)果見圖8,經(jīng)仿真結(jié)果正確。序頭、、尾部分粗加工刀具路徑見圖7。圖7、粗加工刀具路徑6）加工過程仿真4、加工過程仿真及仿真結(jié)果見圖8,經(jīng)仿真結(jié)果正確。序頭、、尾部分O0000(PROGRAMNAME-圖13-0)(DATE=DD-MM-YY-28-06-02TIME=HH:MM-14:48)G21G0G17G40G49G80G90(10MM端銑刀TOOL-1DIA.OFF.-1LEN.-32DIA.-10.)T12M6G0G90G59X65.Y-45.A0.S1500M3G43H32Z20.Z5.G1Z1.F300.Y45.X-65.Y-45.X65.G0Z5.Z20.M5G91G28Z0.G28X0.Y0.A0.M30%0度平行精加工NC程序頭、尾部分如下：%O0001(PROGRAMNAME-圖13-1)(DATE=DD-MM-YY-28-06-02TIME=HH:MM-14:51)G21G0G17G40G49G80G90(R3球頭銑刀TOOL-2DIA.OFF.-2LEN.-32DIA.-6.)T12M6G0G90G59X-30.101Y-38.4A0.S2000M3G43H32Z20.Z5.G1Z-25.F300.X-29.556Z-24.85F2000.X-30.443Z-23.758X-31.896Z-24.876X-31.998Z-25.G0Z5.Z10.X-30.102Y38.4Z5.G1Z-25.F300.X-29.556Z-24.85F2000.X29.556X30.101Z-25.G0Z5.Z20.M5G91G28Z0.G28X0.Y0.A0.M30%5、用設(shè)計制造網(wǎng)絡(luò)和加工中心完成零件的數(shù)控加工（數(shù)控加工地點(diǎn)：七教學(xué)樓129室）。TV5立式加工中心操作步驟如下：1） 合車間電源總開關(guān)；2） 開空氣壓縮機(jī)；3） 合加工中心配電空氣開關(guān)；4） 合加工中心總開關(guān)，松“急停”按鈕，按系統(tǒng)“POWERON”按鈕，加工中心啟動；5） 確認(rèn)壓縮空氣壓力、液壓系統(tǒng)壓力和自動潤滑系統(tǒng)工作正常；6） 選HANDLE方式調(diào)整X、Y、Z軸離各自的機(jī)械零點(diǎn)至少50毫米以上，調(diào)A軸的機(jī)械坐標(biāo)為300度左右；7） 按Z、X、Y、A軸順序回機(jī)械零點(diǎn)；8） 安裝毛坯，調(diào)用所需的刀柄；9） 安裝°10mm端銑刀，用MDI方式按500rpm的轉(zhuǎn)速啟動主軸，檢查刀具安裝是否良好;10） 選HANDLE方式用“試切法”找到毛坯頂面中心點(diǎn)，將機(jī)床坐標(biāo)系的X和Y坐標(biāo)記錄到工件坐標(biāo)系G59中，而工件坐標(biāo)系G59的Z值為0；11） 選HANDLE方式移動Z軸直到銑刀切削到毛坯頂面以下約1?2毫米，將機(jī)床坐標(biāo)系的Z坐標(biāo)值記錄到刀補(bǔ)號H32中；12） 提升主軸，停轉(zhuǎn)主軸；13） 通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)向DNC主控計算機(jī)申請粗加工NC程序，以DNC方式實現(xiàn)零件的粗加工；14） 用對刀塊檢測并記錄刀具的長度，更換刀具為R3球頭銑刀，再次檢測并記錄刀具的長度，計算刀長的變化，根據(jù)差值修正刀補(bǔ)號H32中的刀補(bǔ)值；15） 再次通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)向DNC主控計算機(jī)申請0度平行精加工NC程序，以DNC方式實現(xiàn)零件的精加工；16） 為了提高零件的表面質(zhì)量，再一次通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)向DNC主控計算機(jī)申請90度平行精加工NC程序，最終完成零件加工；17） 從虎鉗上卸下工件；18） 關(guān)機(jī)。關(guān)機(jī)順序為：X、Y、Z軸移到行程中部，按“急停”按鈕，按系統(tǒng)“POWEROFF”按鈕，關(guān)加工中心總開關(guān)，關(guān)加工中心配電空氣開關(guān)，關(guān)空氣壓縮機(jī)，關(guān)車間電源總開關(guān)。附錄二：Mastercam8.0簡要操作步驟1、 非Mastercam8.0設(shè)計的模型文件輸出，文件格式建議為IGES。2、 用MILL8程序打開IGES文件：啟動MILL8—>MainMenu—>File—>Converts—>IGES—>Readfile—>選擇IGES文件一>進(jìn)入IGESReadParameters設(shè)置界面，選中FileisinEnglishunits框中OverrideUnits。3、 根據(jù)需要可在MILL8環(huán)境下移動或比例縮放模型。移動模型步驟：按工具欄按鈕Cplane-Top或Cplane-Front或Cplane-side，改變構(gòu)圖平面一>MainMenu—>Xform—>Translate—>All—>Surfaces—>Done—>Polar—>輸入移動距離一>輸入移動方向的角度一>出現(xiàn)Translate提示頁面，選中Operation的Move，確認(rèn)NumberofSteps為1—>Ok。移動模型，直到工件的頂面中心點(diǎn)的坐標(biāo)為（X0,Y0,Z0）。比例縮放模型的目的是讓工件盡可能大，但又符合上述注意點(diǎn)③④⑥⑦。具體步驟如下：MainMenu—>Xform—>ScaleXYZ—>All—>Surfaces—>Done—>Origin—>出現(xiàn)ScaleXYZ提示頁面，選中Operation的Move，確認(rèn)NumberofSteps為1,輸入X、Y、Z三個方向的縮放比例一>Ok。4、 工藝規(guī)劃。通常為粗加工、清根、精加工，本次實驗只安排粗加工、精加工。5、 畫粗加工邊界用鼠標(biāo)點(diǎn)擊工具欄上的Cplane-Top和Gview-Top按鈕一>MainMenu—>Create—>Rectangle—>1Points一>輸入矩形框尺寸為130mmX90mm—>OK一>Origin一>MainMenu一>點(diǎn)擊工具欄上的Cplane-3D和Gview-Isometric。6、 產(chǎn)生粗加工刀軌，步驟如下：MainMenu—>ToolPaths—>surface—>Rough—>Pocket（挖槽加工方法）一>All—>Surfaces一>Done,出現(xiàn)粗加工參數(shù)界面一>在ToolParameters頁面中的大空白區(qū)點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵一>CreateNewTool,在Tool-FlatEndMill頁面中修改Diameter、Flute、Shoulder和Overall值一>在ToolType頁面中選刀具類型（端銑刀為EndMill,球頭銑刀為SpherMill）—>點(diǎn)擊OK按鈕，返回ToolParameters頁面一>修改Len.（刀長補(bǔ)償號，參考值為32）、FeedRate（參考值為2000）、Plunge（參考值為500）、Retract（參考值為5000）、Program#（）、Spindle（端銑刀參考值為1500，球頭銑刀參考值為2000）、Coolant為OFF—>切換到SurfaceParameters頁面，根據(jù)模型確定Clearance（安全平面高度）、Retract（退刀平面高度）、FeedPlane（進(jìn)給平面高度），以上三個參數(shù)均建議用絕對值A(chǔ)bsolute,復(fù)選Filter框一>確定精加工余量StocktoLeaveondrive（參考值為0.2）—>切換到RoughPocketParameters頁面，修改Cuttolerance、MaxStepDown、Stepover或StepoverDistance、復(fù)選Promptforentrypoint和Rough（zigzag）—>按CutDepths按鈕、選擇Absolute、修改MinimumDepth和MaxmumDepth—>點(diǎn)擊OK按鈕一>按Gapsettings按鈕、選擇Optimizecutorder—>點(diǎn)擊OK按鈕一>確定一>選擇第5步畫的畫粗加工邊界一>Done—>選入刀點(diǎn)EndPoint（通常為粗加工邊界的某個角）。7、 精加工MainMenu—>ToolPaths—>surface—>Finish—>Parallel—>All—>Su