畢業(yè)設計（論文）MASTERCAM用于實體建模和數(shù)控加工研討

1、 mastercam用于實體建模和數(shù)控加工研討作者姓名: 專業(yè)班級: 指導教師: 摘 要masrercam是cad/cam系列軟件中用得較多，適用面較廣的一款優(yōu)秀軟件。因為它的出色，人們開始在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中越來越多的使用到它來進行產(chǎn)品的設計和開發(fā)。該軟件擁有不錯的實體建模設計能力和強大的數(shù)控加工編程能力，同時該軟件還有較高的性價比、使用操作靈活簡便、對系統(tǒng)最低運行要求較低等等優(yōu)點。本文是通過我在對mastercam軟件的應用進行了較系統(tǒng)的研究學習的基礎上，利用mastercam對幾個實體建模的例子進行創(chuàng)建從而對mastercam的實體建模功能進行了研討，并且通過對典型零件的加工工藝的分析，

2、研究了mastercam的數(shù)控加工功能。同時也針對mastercam與其他cad/cam軟件間的圖形互換功能進行了一定的研究。關鍵詞：mastercam、實體建模、圖形轉(zhuǎn)換、數(shù)控加工mastercam for entity modeling and nc processingabsterct：masrercam is a section outstanding cad/cam software。in modernized industrial production，the people have started using it more often to carry on the desig

3、n and the development。the software has a good entity modeling design capability and a powerful nc processing capabilities, the software also have low cost and high performance, flexible and easy to use operation, the system lower the minimum performance requirements, and so on merit。this paper is my

4、 right mastercam software in the application of a more systematic study on the basis of studies, mastercam to use several entity modeling for example so as to create an entity mastercam modeling function of the seminars, also by analysis of the typical components processing craft, i has studied the

5、mastercam nc processing function。simultaneously also conduct certain research graph transformation function between mastercam and other cad/cam softwares。keywords: mastercam、entity modeling、graph transformation、nc processing目錄摘 要1目錄3第一章 概述5第二章 對mastercam軟件的研究學習6第三章 mastercam用于實體建模93.1mastercam實體建模的方

6、法93.2mastercam綜合建模的應用9第四章 mastercam與其他cad/cam軟件的圖形轉(zhuǎn)換164.1進行mastercam圖形轉(zhuǎn)換的意義164.2 mastercam圖形轉(zhuǎn)換的具體方法16第五章 mastercam用于數(shù)控加工195.1 mastercam數(shù)控加工的方法195.2利用mastercam對典型零件的加工分析195.3利用mastercam對刀具路徑進行后處理25結(jié) 論26致 謝27參考文獻28第一章 概述mastercam是美國cnc software inc.公司開發(fā)的基于pc平臺的cad/cam軟件。它集二維繪圖、三維實體造型、曲面設計、體素拼合、數(shù)控編程、刀具

7、路徑摸擬及真實感摸擬等到功能于一身。它具有方便直觀的幾何造型。mastercam提供了設計零件外形所需的理想環(huán)境，其強大穩(wěn)定的造型功能可設計出復雜的曲線、曲面零件。 mastercam9.0以上版本還有支持中文環(huán)境，而且價位適中，對廣大的中小企業(yè)來說是理想的選擇，是經(jīng)濟有效的全方位的軟件系統(tǒng)，是工業(yè)界及學校廣泛采用的cad/cam系統(tǒng)。mastercam不但具有強大穩(wěn)定的造型功能，可設計出復雜的曲線、曲面零件，而且具有強大的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。其可靠刀具路徑效驗功能使mastercam可模擬零件加工的整個過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查出刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰

8、撞情況，真實反映加工過程中的實際情況，不愧為一優(yōu)秀的cad/cam軟件。同時mastercam對系統(tǒng)運行環(huán)境要求較低，使用戶無論是在造型設計、cnc銑床、cnc車床或cnc線切割等加工操作中，都能獲得最佳效果 mastercam軟件已被廣泛的應用于通用機械、航空、船舶、軍工等行業(yè)的設計與nc加工，從80年代末起，我國就引進了這一款著名的cad/cam軟件，為我國的制造業(yè)迅速崛起作出了巨大貢獻。 但是，我國在mastercam軟件的運用上相對與發(fā)達國家還比較滯后，這與我國制造業(yè)相對落后有一定的關系。第二章 對mastercam軟件的研究學習通過對mastercam軟件的學習，使我對該軟件有了一定

9、的認識。mastercam軟件在設計上不僅可以繪制和編輯復雜的二維曲線和三維曲線，還能生成方程曲線。mastercam還能通過十幾種有效的方法進行曲面的繪制。通過對曲面的編輯能夠較方便的生成實體模型。mastercam同樣擁有強大的實體建模功能，它的實體建模功能以parasolid為核心，能夠在數(shù)學上建模任一對象。不過，利用曲面編輯實體和利用3d實體創(chuàng)建功能進行實體建模在實際使用中各有所長：從我在實際使用中的經(jīng)驗來說，利用曲面編輯實體主要用于創(chuàng)建表面特征比較復雜的模型，通過建立多個復雜表面特征的曲面，利用縫合、剪裁等曲面編輯命令將曲面組合成一個封閉實體，即完成復雜表面特征零件的建模；而利用3d

10、實體創(chuàng)建功能建模主要用于創(chuàng)建幾何特征比較復雜的實體零件，通過預定義實體或擠壓旋轉(zhuǎn)掃描等命令生成的多個實體模型，通過boolean運算即能完成實體模型的建立。mastercam還具有可靠的數(shù)據(jù)交流功能。能夠與其他多種cad/cam軟件間進行圖形文件的互換，從而可以為我們的學習工作帶來更多的便利。不過人們談起mastercam，最熟悉的還是它的數(shù)控加工功能。在它的數(shù)控加工模塊中同樣包含了design設計模塊，可進行零件的設計及實體建模等操作。同時，可以通過mastercam的數(shù)控加工模塊進行自定義刀具庫和材料庫，通過在加工參數(shù)的設置，系統(tǒng)可以自己地進行刀具補正計算及過切偵測等。在mastercam

11、 9中，數(shù)控加工方面共分為3個模塊，包括mill（銑削模塊）、lathe（車削模塊）及wire（線切割模塊）。針對不同零件的特征，可根據(jù)其特點及加工模塊特點選用合適的模塊進行數(shù)控加工。mill主要用于生成銑削刀具路徑，包括二維加工系統(tǒng)合三維加工系統(tǒng)。二維加工系統(tǒng)又包括外形銑削、型腔加工、面加工、鉆孔、鏜孔和進行螺紋加工等。三維加工系統(tǒng)包括曲面加工，多軸加工和線框加工系統(tǒng)。mastercam具有強勁的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。 mastercam提供了多種先進的粗加工技術，以提高零件加工的效率和質(zhì)量。mastercam還具有豐富的曲面精加工功能，可以從中選擇最好的方法，加工最復雜的零件。

12、mastercam的多軸加工功能，為零件的加工提供了更多的靈活性。可靠的刀具路徑校驗功能 mastercam可模擬零件加工的整個過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況；lathe用于生成車削加工的刀具路徑，可用于粗車、精車、車削螺紋、徑向切槽、鉆孔及鏜孔等，同時，還可生成車削循環(huán)指令；wire模塊也是一款非常優(yōu)秀的線切割程序，能高效地編制任何線切割程序，可以快速的設計加工的機械零件，進行幾何建模、二軸線切割編程及四軸線切割編程等。當然，除開mastercam自身功能設計比較強大，受到許多設計人員喜愛的原因外，mastercam還有個更大的受人喜愛的原因

13、mastercam價位適中，性價比極高。mastercam軟件飛速發(fā)展已經(jīng)出了最新的x5，綜合性能，口碑，以及硬件條件等各個方面的因素我選擇了x2版本。mastercam x2是與微軟公司的windows 技術緊密結(jié)合，用戶界面更為友好，設計更加高效的版本。借助于mastercam軟件，用戶可以方便快捷地完成從產(chǎn)品2d/3d外形設計、cnc編程到自動生成nc代碼的整個工作流程，因此被廣泛應用于模具制造、模型手板、機械加工、電子、汽車和航空等行業(yè)。mastercam基于pc平臺，易學易用，具有較高性價比，是廣大中小企業(yè)的理想選擇，也是cnc編程初學者在入門時的首選軟件。 mastercam包括c

14、ad和cam兩個部分，master cam的cad部分可以構(gòu)建2d平面圖形、構(gòu)建曲線、3d曲面和3d實體。cam包括5大模塊：mill、lathe、art、wire和router。 mastercam x2具有全新的windows操作界面，在刀路和傳輸方面更趨完善和強大，其功能特點如下： （1）操作方面，采用了目前流行的“窗口式操作”和“以對象為中心”的操作方式，使操作效率大幅度提高； （2）設計方面，單體模式可以選擇“曲面邊界”選項，可動態(tài)選取串連起始點，增加了工作坐標系統(tǒng)wcs，而在實體管理器中，可以將曲面轉(zhuǎn)化成開放的薄片或封閉實體等； （3）加工方面，在刀具路徑重新計算中，除了更改刀具直

15、徑和刀角半徑需要重新計算外，其他參數(shù)并不需要更改。在打開文件時可選擇是否載入nci資料，可以大大縮短讀取大文件的時間； （4）mastercam系統(tǒng)設有刀具庫及材料庫，能根據(jù)被加工工件材料及刀具規(guī)格尺寸自動確定進給率、轉(zhuǎn)速等加工參數(shù)；（5）mastercam是一套以圖形驅(qū)動的軟件，應用廣泛，操作方便，而且它能同時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)換成相應的cnc控制器上所使用的數(shù)控加工程序（nc代碼）。第三章 mastercam用于實體建模3.1mastercam實體建模的方法 mastercam的三維模型可以分為線框模型、曲面模型以及實體模

16、型三種。這三種模型從不同的角度來描述一個物體，它們各有側(cè)重，各具特色。其中，實體模型具有體的特征，可以進行boolean（布爾）運算等各種體的操作。實體建模的步驟如下：（1） 創(chuàng)建基本實體。利用命令extrude（拉伸實體）、revolve（旋轉(zhuǎn)實體）、sweep（掃描實體）、loft（牽引實體）、primitives（預定義實體）進行創(chuàng)建。（2） 編輯實體。創(chuàng)建完基本實體后，利用以下命令對實體進行編輯，boolean（布爾運算）、fillet（倒圓角）、chamfer（倒直角）、shell（抽殼實體）、trim（修剪實體）等。（3） 對實體進行管理。通過重新定義solids mgr（實體管理

17、器）中列出的當前文件中定義實體的所有操作對實體對象的特征進行操作管理。 而利用曲面模型進行實體創(chuàng)建主要通過對曲面編輯進行建模，特別適用于表面特征復雜的實體表面的創(chuàng)建。3.2mastercam綜合建模的應用 mastercam的實體建模功能不單單只能創(chuàng)建上述幾種簡單的實體模型，通過mastercam中各種實體創(chuàng)建編輯命令、基本2d構(gòu)圖命令和曲面的創(chuàng)建編輯等命令的靈活運用，可利用mastercam軟件創(chuàng)建出各種外觀漂亮、實用的復雜實體出來。下面我利用mastercam軟件進行實體建模實例研究的內(nèi)容中，我將著重對建模過程中各種參數(shù)的設置及創(chuàng)建過程中需注意進行詳細介紹。1.利用mastercam創(chuàng)建軸

18、類模型（如圖3-1a 3-1b所示） 圖 3-1a 長平軸模型 圖3-1b 軸模型這是軸類零件模型，是我在剛剛熟悉了mastercam x2軟件后，做的第一次練習，長平軸只需運用extrude（拉伸實體）、fillet（倒圓角）兩個實體特征命令就可以做出來，當然要除開畫2d圖這一過程。第二個軸如果用實體拉伸命令要用4次，而用旋轉(zhuǎn)命令一次就可以基本成型。2.利用mastercam創(chuàng)建底板模型（如圖 3-4）圖 3-2 底板模型通過分析該零件造型，我們可以看出，該零件也主要通過 extrude 、fillet 、chamfer 操作進行建模。分析該零件特征，我們不難發(fā)現(xiàn)該零件只需要對一個面進行實體

19、特征操作，算是一個比較簡單的零件。但由于該零件特征為兩邊對稱，所以也可以將零件拆分成兩個，在對其中之一進行鏡像操作，這樣可以大大節(jié)省時間，當然這可以根據(jù)個人的喜好進行，方法多種多樣。3.利用mastercam創(chuàng)建連桿模型（如圖 3-3）圖 3-3 連桿模型分析該連桿模型，由大小不同的2個凸臺和中間一段連接體組成。因此，該模型主體主要由3個 extrude 實現(xiàn)。并在 extrude chain 中的設置 draft ，angle=5。兩凸臺上的凹槽通過 revolve cut body 構(gòu)建。在進行 fillet 前，應對3個 extrude 生成的實體進行 boolean add 運算。凸臺

20、是統(tǒng)一半徑倒角 radius=3 ，凸臺與中間連接部分為變半徑倒角。其中，大凸臺 fillet 的 interior radius=8.0 ，小凸臺 fillet 的 interior radius=5.0。他們的 vertex radius 都為0.1。4.利用mastercam建立泵蓋模型（如圖 3-4）。圖 3-4 泵蓋模型從上圖我們可以看出，該泵蓋模型主要是利用 extrude 進行 creat body 創(chuàng)建模型主體。然后通過 cut body 完成實體上的鉆孔。最后進行 fillet （倒角）和 chamfer （倒邊），但需特別注意的是，在進行 fillet （倒角）操作前，需對

21、 creat body 的幾個實體進行 boolean add 操作，否則會影響凸臺的 fillet 效果（如圖 3-5）。圖 3-5 未進行 boolean add 前的實體 fillet 5.利用mastercam創(chuàng)建汽車外殼模型（如圖 3-6）圖 3-6、汽車外殼模型 這是一個較為復雜的曲面模型，雖然用到不多的實體特征命令，但是，對2d平面作圖的要求相當高。這里就不詳細描述了，做出這個圖用以說明用mastercam x2畫較為復雜的二維圖，是可以成功勝任的。6.利用mastercam創(chuàng)建車輪模型（如圖 3-7）圖 3-7 車輪模型手柄模型同樣采用 extrude create body

22、和 cut body 構(gòu)建模型主體。在構(gòu)建該模型的結(jié)構(gòu)時，需采用 rotate （旋轉(zhuǎn)）操作（如圖 3-8）。圖 3-8 旋轉(zhuǎn)參數(shù)設置需注意的是，該模型建立中 rotate 的目的是要將對象平均旋轉(zhuǎn)陣列為7份，因此，rotation angle=51 ,而 number of steps （旋轉(zhuǎn)次數(shù)）應為6，因為該次旋轉(zhuǎn)陣列中所選取的旋轉(zhuǎn)對象本身構(gòu)成了此次陣列的一部分，若還將 copy 次數(shù)設為6，則會使旋轉(zhuǎn)對象與最后一次生成的目標對象重合，將會在某些實體建模中造成后面的操作步驟無法完成預期的目標。7.利用mastercam創(chuàng)建支架模型（如圖 3-9）圖 3-9 支架模型 該支架模型是可以說是

23、各種實體特征集合的一個簡單運用，通過建立底板的實體特征以及兩個側(cè)面板的實體特征，然后再用布爾和運算將它們組合成一個整體，就可以了。8.利用mastercam創(chuàng)建軸承座模型（如圖 3-10）圖 3-10 軸承座模型分析該模型的建立，第一眼看著這個模型的時候感覺好像很復雜，但是只要運用了正確的方法就可以簡單很多，如果知識運用拉伸實體等特征命令的話光是看著就足夠煩惱了，但是如果在畫二維圖的時候簡單的處理一下就會簡單很多，意思就是說在畫二維圖的時候盡可能多的考慮全部的實體特征，將它們?nèi)勘磉_在一個實體上面然后再在一個實體上進行增減實體的操作，這樣會簡單很多，對于初學者來說可能很難，但只要有了足夠的經(jīng)驗

24、就很容易了。9.利用mastercam軟件創(chuàng)建鬧鐘殼模型（如圖 3-11）。圖 3-11 鬧鐘殼實體模型圖從上圖可以看出，該鬧鐘殼實體模型是一個較為復雜的實體模型，這個實體模型的建模過程也相對前面幾個模型的建模過程復雜。不過，通過對該模型的特征進行仔細的分析，我們還是可以看出，該零件主要通過extrude擠壓拉伸鬧鐘殼主體，拉伸時設置draft angle=5，然后通過在擠壓實體上進行trim、shell、fillet、extrude cut body等操作創(chuàng)建鬧鐘殼的表面特征。最后，通過boolean運算，將鬧鐘殼主體和建立的表面特征組合，即可完成鬧鐘殼實體的建立。通過對以上實體模型的創(chuàng)建，

25、使我掌握了mastercam通過創(chuàng)建3d實體模型進行實體建模和利用曲面創(chuàng)建編輯進行實體建模的各種基本方法：利用3d實體模型創(chuàng)建主要用于創(chuàng)建幾何特征比較復雜的實體模型，通過預定義實體或擠壓旋轉(zhuǎn)掃描等命令生成的多個基本實體模型，然后通過進行boolean運算完成實體模型的建立；而利用曲面編輯創(chuàng)建實體主要用于創(chuàng)建表面特征比較復雜的實體模型，通過建立多個復雜表面特征的曲面，利用縫合、剪裁等曲面編輯命令將曲面組合成一個封閉實體，即完成復雜表面特征零件的建模。第四章 mastercam與其他cad/cam軟件的圖形轉(zhuǎn)換4.1進行mastercam圖形轉(zhuǎn)換的意義現(xiàn)今社會，人們在日常工作學習中常用到的cad/

26、cam軟件多達數(shù)十種。每款軟件的開發(fā)商各不相同，而每個開發(fā)商又以自己的小型幾何數(shù)據(jù)庫和算法來管理和存貯本身的圖形文件。例如，ugii的圖形文件后綴名是*.prt，autocad的圖形文件后綴名是*.dwg，mastercam 9的圖形文件后綴名是*.mc9等等。這些圖形文件的存儲格式是不同的，相互之間不能交換和共享，這給cad技術的發(fā)展帶來了很大的障礙。為此，很長時間以來，人們就開始對圖形數(shù)據(jù)交換標準進行研究、開發(fā)和制定。同時，由于圖形文件是不可讀的，而圖形數(shù)據(jù)交換的文件可以是以 ascii 碼表達的可讀文件，因此，可實現(xiàn)cad系統(tǒng)與高級語言程序系統(tǒng)之間交換圖形數(shù)據(jù)信息，使cad系統(tǒng)成為開放式

27、系統(tǒng)，從而擴展軟件的功能。而mastercam系統(tǒng)正是通過運用上述理論的研究成果，在系統(tǒng)中設計了 converters （文件轉(zhuǎn)換）模塊，從而可實現(xiàn)*.mc9文件與其他類型圖形文件之間的相互轉(zhuǎn)換。因此，對mastercam與其他cad軟件的研究能使我們更充分地認識該軟件更好地利用該軟件來為我們的工作學習服務。4.2 mastercam圖形轉(zhuǎn)換的具體方法在mastercam x2中圖形格式的轉(zhuǎn)換有了很大的改變，簡單了很多。如果要打開其它類型的文件，只需要在mastercam x2主菜單欄中選擇文件-打開文件（如圖4-1所示） 圖 4-1 文件打開格式圖選擇要打開文件的類型，然后再選擇正確的文件名

28、就可以打開了。如果要將用mastercam x2保存的文件用其他的軟件打開，只需要在mastercam x2主菜單欄中選擇文件-另存文件（如圖4-2所示）圖 4-2 文件另存為格式圖將其另存為將要用其它軟件打開的文件類型即可。這些文件格式分別是由不同的公司各自開發(fā)的互不兼容的數(shù)據(jù)標準，但通過 mastercam 軟件的 converters 文件轉(zhuǎn)換功能即實現(xiàn)了文件間的相互轉(zhuǎn)換，從而為我們的工作學習帶來了更多的便利。除此之外，mastercam 對自己公司的老版本也有較好的兼容性。在 mastercam 9 中，只需在 converters 中選擇 save as mc8 便可將當前的 *.m

29、c9 文件輕松地轉(zhuǎn)存為 *.mc8 文件。使我們能在一些較老版本的軟件上打開圖形文件。第五章 mastercam用于數(shù)控加工5.1 mastercam數(shù)控加工的方法mastercam軟件擁有很強的數(shù)控加工編程能力，根據(jù)加工對象的特征及方法的不同，mastercam的加工模塊分為了3個：mill（銑削加工）、lathe（車削加工）及wire（線切割加工）。在對零件進行加工前，首先對利用已建模零件實體進行加工工藝分析，根據(jù)工藝分析中所確定的切削加工方案選擇合適的加工模塊進行操作，然后選擇合適的加工刀具和工件材料，選擇合適的加工工藝參數(shù)，即可生成零件的加工刀具軌跡，再對刀具軌跡進行模擬加工以驗證工藝

30、分析及材料刀具選擇的正確性，最后，通過后處理器進行后處理，生成數(shù)控加工程序，將其傳入數(shù)控加工機床，即可進行實際零件的數(shù)控加工。5.2利用mastercam對典型零件的加工分析在本次設計中，我著重對mastercam的加工模塊中mill（銑削）模塊進行了研究。該模塊也是大家在平常工作中最常使用，使用最方便的一個模塊。利用該模塊，通過對零件的進行的工藝分析及必要的參數(shù)設置，可以進行二軸三軸甚至多軸加工的刀具路徑的生成。在接下來的工作，我將通過對鼠標殼凹模進行加工工藝分析及刀具路徑的生成來完成對mill模塊的研究工作。鼠標殼凹模模型如圖 5-1。圖 5-1、鼠標殼凹模該模型的建立是將鼠標殼模型通過繞

31、xoy平面rotate（旋轉(zhuǎn)）180度，建立個100*50*30的線框，將上表面與鼠標殼底面邊框利用trim/extend建立平面。并將長方體線框其余5個面用draft封閉，最后刪除鼠標殼底面，即完成鼠標殼凹模的創(chuàng)建。因為該模型的創(chuàng)建涉及加工工藝的分析，故在此將涉及加工工藝所需的凹模的主要尺寸給出：凹模邊緣最大尺寸為75*37.5，最深處高度為20，鼠標模頂面與側(cè)面的倒角半徑為r=5。對該鼠標殼凹模模型的具體工藝分析如下：（1）毛坯的確定及材料的選擇。由于該凹模形腔尺寸為75*37.5*20,故選擇毛坯尺寸大小為100*50*30。材料選擇常用的45#鋼。（2）加工機床及夾具的確定。該模型的加

32、工面主要是從上表面向下進行型腔加工，故機床選擇普通3軸立式銑床或加工中心進行加工，而該零件毛坯為一標準長方體鋼件，且僅加工一件樣品，屬于單件生產(chǎn)，故夾具使用普通平口鉗夾緊毛坯即可。（3）加工坐標原點的選擇。為方便加工，將x、y軸原點取在毛坯模型的中點，z軸原點取在毛坯上表面。該點亦為模型在mastercam中的坐標原點（origin）。（4）在凹模中間預鉆孔。打開mastercam的mill模塊，讀取“鼠標殼凹?！蔽募?，選擇 toolpaths drill manual ，下刀點選擇在加工坐標原點。在 tool parameters （刀具參數(shù)設置）中選擇13的鉆頭。feed rate （進給

33、速度）設為200mm/min，spindle （主軸轉(zhuǎn)速）設為1000r/min，coolant （冷卻液）方式選擇為 flood。由于加工原點所對應的加工深度為凹模深度最大值20，預鉆孔是為后面進行切削加工作準備，故在 simple drill-no peck （鉆孔參數(shù)設置）中設置 depth （鉆孔深度）為-19.5，剩余0.5余量在后面的加工工序中切削。鉆孔刀具路徑如圖 5-2。圖 5-2、鉆孔加工刀具路徑圖（5）進行曲面挖槽粗加工。該工序的目的大量切除凹模型腔中多余材質(zhì)，使模型基本成形。在 toolpaths surface rough pocket 進行曲面挖槽粗加工。選擇刀具為1

34、2高速鋼立銑刀。feed rate （進給速度）為300mm/min，spindle （主軸轉(zhuǎn)速）設為800r/min，coolant （冷卻液）方式依然選擇為 flood，在后面的工序加工中，coolant 均采用 flood模式。其次在 surface parameters （曲面參數(shù)）中設置 drive surface/solid stock to leave （加工曲面預留量）為0.5。最后在 rough pocket parameters （挖槽加工參數(shù)）中設置挖槽粗加工參數(shù)：max stepdown （最大層深）為2；stepover distance （行間距）為3；并選中 pr

35、ompt for entry point ，選擇加工坐標原點為下刀點，同時選擇 spiral inside to outside （從內(nèi)向外加工），選擇 constant 環(huán)形切削方式（如圖5-3）。圖 5-3、曲面挖槽粗加工參數(shù)設置最后，在 set depths （加工深度）選擇加工深度z的范圍為-2到-19，防止空刀和過切。生成的曲面挖槽粗加工刀具路徑如圖 5-4。圖 5-4、曲面挖槽粗加工刀具路徑圖（6）進行曲面等高線外形粗加工。該工序?qū)η嫱诓鄞旨庸ず蟮男颓贿M行進行修整加工，使加工余量更加均勻，有利于后面精加工工序的進行。在 toolpaths surface finish conto

36、ur 中，選擇10r5的高速鋼球頭銑刀進行加工。feed rate （進給速度）為350mm/min，spindle （主軸轉(zhuǎn)速）設為2000r/min。在 surface parameters （曲面加工參數(shù)）中設置drive surface/solid stock to leave （加工曲面預留量）為0.3。在 finish contour parameters （曲面等高線外形精加工參數(shù)）設置等高線外形加工參數(shù)：total tolerance （誤差）為0.05；max stepdown （最大層深）為0.5。最后生成曲面等高線外形粗加工刀具路徑（如圖 5-5）。圖 5-5、曲面等高線

37、外形粗加工刀具路徑圖（7）進行曲面環(huán)繞等距半精加工。在 surface finishing 中選擇 scallop ，選擇同曲面等高外形粗加工相同的刀具10r5的高速鋼球頭銑刀。由于該工序切削量明顯加少，故可選擇更高的切削速度：feed rate=500mm/min，spindle=2500r/min。切削曲面預留量 stock to leave 設為0.15，tool containment compensate （加工范圍補償）為 center （中心）方式。加工范圍選擇鼠標殼凹模型腔輪廓。最后在 finish scallop parameters （環(huán)繞等距加工參數(shù)）中設置環(huán)繞等距加工參

38、數(shù)：total tolerance （誤差）為0.05，max stepdown （最大層深）為0.3。 為防止空刀和過切現(xiàn)象的發(fā)生，在 depth limits （深度限制）中設置z值得范圍以刀尖 tip 為參考，在-0.4到-20之間。生成刀具路徑如圖 5-6。圖 5-6、曲面環(huán)繞等距半精加工刀具路徑圖（8）進行曲面環(huán)繞等距精加工。該工序為最后一道加工工序，采用與半精加工相同的加工方式。因為鼠標殼凹模的圓角r=5，如果選用r5球頭刀加工，效果不好，因此，選用8r4的高速鋼球頭銑刀，為了最大限度保證加工質(zhì)量，最好選用一把全新的刀具進行加工。相應的切削速度和主軸轉(zhuǎn)速也應選擇的更大：feed r

39、ate 選擇600mm/min,spindle選擇5000r/min。在 surface parameters 中設置曲面加工參數(shù)，加工曲面預留量 stock to leave=0，check surface/solid stock to leave （干涉面預留量）設為0.1，干涉面選擇毛坯的上表面，tool containment compensate （加工范圍補償）為 center ，加工范圍為型腔輪廓。最后進行 finish scallop parameters （環(huán)繞等距加工參數(shù)）設置，total tolerance=0.02,max stepdown=0.2。精加工刀具路徑如圖

40、5-7。圖 5-7、曲面環(huán)繞等距精加工刀具路徑圖通過以上8道工序，即可完成鼠標殼凹模模型加工。加工過程中各工序所選用刀具及加工參數(shù)如下表：表 5-1 加工工序刀具及參數(shù)選擇加工工序選用刀具主軸轉(zhuǎn)速(r/min)進給速度 (mm/min)鉆孔13鉆頭1000200曲面挖槽粗加工12高速鋼立銑刀800300曲面等高線外形粗加工10r5高速鋼球頭銑刀2000350曲面環(huán)繞等距半精加工10r5高速鋼球頭銑刀2500500曲面環(huán)繞等距精加工8r4高速鋼球頭銑刀3500600 底座模型如下圖所示： 分析該模型需要加工的部分比上一個較為復雜，我們還是用mastercam x2的mill模塊進行數(shù)控加工。首先

41、用平底銑刀進行外形輪廓的銑削，然后再用銑刀進行內(nèi)部兩個像圓的輪廓的銑削，然后再用沉孔銑刀進行8個沉孔的銑削，然后在用鉆頭，鉆輪廓外圍的四個孔。工藝卡片如附圖所示。5.3利用mastercam對刀具路徑進行后處理當我們利用mastercam軟件完成加工刀具路徑的生成后，就可以利用mastercam自動生成加工所需的數(shù)控加工程序。在加工模塊的 toolpaths operations 中的 operation manager （刀路操作系統(tǒng)）選擇 post ，即可對所選擇的刀具路徑進行保存或生成加工程序。在 post processing 中選擇 change post即可根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)得不同選擇相

42、應得后處理文件。刀具路徑保存為*.nci文件，數(shù)控加工程序為*.nc文件。針對本次研究中所進行工藝分析的鼠標殼凹模模型進行后處理分析，如果加工采用數(shù)控銑床，則需分別將加工工序的刀具路徑生成數(shù)控加工程序；如果采用加工中心進行加工，則可將所有的刀具路徑共同選擇生成一個帶自動換刀程序的數(shù)控加工程序。最后，將數(shù)控加工程序輸入數(shù)控機床，即可對零件進行加工。結(jié) 論通過對mastercam軟件的學習，使我對用mastercam軟件的各項操作，如：二維平面圖形的畫法、曲面的創(chuàng)建和編輯、三維實體模型的建立和管理等，有了較詳盡的了解和掌握，能夠運用該軟件進行一般的實體建模操作；研究了mastercam軟件與其他c

43、ad軟件間圖形互換功能,對其圖形轉(zhuǎn)換功能有了相當?shù)恼J識和了解。同時掌握了利用masteracam進行曲面粗加工和精加工的一些基本方法，并綜合利用這些加工方法，根據(jù)具體零件的特征對實體零件進行了加工工藝分析。當然，在這次課題研究中，我也存在著許多的不足之處。對于masteracam的學習研究主要還是針對mastercam在實體建模和數(shù)控加工中的應用，而更深層次內(nèi)容如對于mastercam系統(tǒng)的底層開發(fā)等方面沒有涉及到。還有是在對mastercam軟件的學習中，由于時間不足及課題需要等原因，對其cad功能的研究著重在實體造型方面，而對其二維繪圖和三維曲線曲面等方面的研究不足，對mastercam在

44、數(shù)控加工模塊中所提供的各種加工方法研究也不夠詳細全面，而由于條件地限制，對mastercam的圖形轉(zhuǎn)換功能也主要處于理論方面的研究。通過這次畢業(yè)設計的完成，使我對在大學期間所學各科專業(yè)課程進行了總體的復習，提高了我對知識融會貫通綜合運用的能力和解決實際問題的能力。同時，通過畢業(yè)論文的撰寫，使我的自學能力、資料查閱能力、外語能力及計算機應用能力得到了綜合的訓練，在指導老師朱江老師的精心指導下，培養(yǎng)了我嚴謹、求實的治學方法和刻苦鉆研、勇于探索的精神，使我學到了很多東西。而在這次設計中現(xiàn)出的問題，也等待著我在今后的工作學習中進一步去彌補改進。致 謝 mastercam用于實體建模和數(shù)控加工研討論文研究工作是在朱江老師的精心指導下完成的，論文撰寫的每一環(huán)節(jié)都凝聚著導師的大量心血，同時在設計過程中朱老師盡最大的力量給予了幫助。朱老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和精益求精的工作態(tài)度以及對待事業(yè)的奉獻精神，是我現(xiàn)在和將來學習的典范。在我遇到困難和思想困惑的時候，朱老師總是給予我及時和耐心的支持，使我不斷前進，本文的完成無不滲透著導師的心血，在此，特向尊敬的朱老師表示最衷心的感謝，并致以崇高的敬意。在大學學習生活的四年中，得到了各位任課老師研究課題的方法和工