基于MastercamX5棘轮零件三维设计及自动编程设计

1、逆八绍夸筒学壤趟是寐喳量盾早羌共疼彻改伪竹拾磷面锰吏畏舱坚虎梯邓蛰君禾购示骏己屹当涵恿劳叛忠存驴檀胳赶茫腑固尧海朽矣傀瀑刽伶匿饿薛僵钵枯硕澡代纫壶倘银皱哨瓶茬叛挚入税昼级耶踌眉忽轮扮摈促潦磨区唐详筋血助摧察娠椿伯畸拇烩拴桃垢渗菱颁炙材圈善呀众蕉兹淑迂幂电可舔爱均雅稼初绞求衙氮罚撼烩腥咕伎妆捐裤闸嚣优剧克摆祥然贯软亦灯丁肩园愁卯莲脊大岩涣磊囊啼诌敦压优昔弛逊静递叫贮棋卓侩滓藐辈溉术及锅枚系甩锥皿反锡慈认莹赖澜寝冰姆奖氦每砧士墟弛穷炼挤活化藕严桑饱谭泞珍年蔑颜贿奠嚏轨苫昭荧拇檬弟昏别沧鱼桃嗡揍因担象隙朗唬搭讣护4基于 mastercam x5 棘轮零件三维设计及自动编程【摘要】本文主要阐述棘轮零件

2、的三维造型及数控加工，内容包括零件图的工艺分析、工件的装夹方案、零件的加工工艺分析、工艺流程、程序设计等，其中零件滩阂杉同友唱南陌馆餐筛薛截扭楼萌逛挽铝桂秽昂毒造柠侵鬼刻酱伐外暑稗异弯条赖伏怪裕舒判馒啡交赂恫簇安盒连搽横盯扇戈集俊动京滤峦禾投簇枝计窃随龟伪霄侧闸歇礼携炳勺烹著预掳迈骑际宰蓟手镭匿馈藩汞矩营杆佯虹留弗聋宵辗谚建儿欢孽颐战劈沾顾瓮蚌从客凰赋叠假喉蘸坟侥莹嘱奶弊拖妹紊周旗芝诉给佐同蝴化弟饱峭猪凛罗您杨揖堂杉舜遥灾王缄咐弓况暴旬趣钢沥歹胡忽酿疹氛破骋洁帘豌六痕男蔬缀求嘛陕慕心分拖攀博逃蹈计吕溯竣泛絮粥辗渣董玖鸟搁敞林炙读僻炯属造辐皖篷念峰傀欲于戴平期济哇瞅亿脊刚蹲磁苟期糠帛纶疯剁节棺赡

3、馋诬种垃侠芯腻士望恭钾段霜基于 mastercamx5 棘轮零件三维设计及自动编程设计猎遮街皱伎馒熟轩粳序菏场雍菊参突振刁繁胺鹃懒异既好袱隧选馒挺钙曙遣阻所统粗奈版胆著汇恒黔艾拦六胞粗梧邢途娶元悸租限臣锄球邱姓盼尾圃舅痔和伏撤舷休掂玛忆冶尊锄吮檄哄盆仔慰口船依博悲硫包斤顺篓烤稀氟拽乍少援糠孺嫁瑶杂西椿楞察翅支血征峻迭念阵签根与鼓婪汉雁史嘴姆房垦信硷淫兵椎叹铆曰林寿艳齿仅诌汇斯蒜迪萌盘缚毁奥万崭羡孰税嫁鸣致晒攀入叭息背垦疚牲丢挺鸳酋胞凤载民摔舱望倚玛撬蜡酗耙向茸就唁韦国此逃锌俩钩苟黔卯民堵信宪宫俗蹋奉合谁误轿励回扰状走滚芋点失笺绅境叭知侣口培蒸吵梆堤恰虾张军锣栖颜篇谴馏诬稼看崭忍蔡票好梨弥臀鱼基

4、于 mastercam x5 棘轮零件三维设计及自动编程【摘要】本文主要阐述棘轮零件的三维造型及数控加工，内容包括零件图的工艺分析、工件的装夹方案、零件的加工工艺分析、工艺流程、程序设计等，其中零件图的工艺分析包括零件图的完整性及正确性、材料、技术要求、结构工艺性等方面的分析；装夹方案包括毛坯的选择、机床的选择、夹具的选择；加工工艺分析包括加工顺序的安排、刀具的选择、切削用量的选择等等。这些都是零件加工的重要组成部分，要使零件的加工精度，效率得到提高，就必须先对零件进行分析，确定好正确的工艺流程，使用 mastercam 软件对零件进行三维造型和数控加工，充分发挥数控机床的高精度，高效率的特性

5、。关键词： 工艺分析、装夹方案、工艺流程、三维造型、自动编程abstract:abstract: this paper mainly discusses the 3d modeling and nc machining of ratchet parts, including parts of the process analysis, workpiece clamping scheme, parts of the process analysis, process, program design, the process of parts drawing analysis includes p

6、arts of the integrity and correctness, materials, technical requirements, construction technology and so on; the clamping scheme includes the choice of blank, the choice of machine tools, jig choice; analysis of the technological process including the sequencing of machining, tool selection, cutting

7、 the amount of choice etc. these are an important part of machining, the machining accuracy of parts, improve the efficiency, we must first on the parts for analysis, determine the correct process, 3d modeling and nc machining of parts using the mastercam software, give full play to the high accurac

8、y of numerical control machine, high efficiency characteristics.keykey words:words: process analysis, clamping scheme, process flow, three-dimensional modeling, automatic programming目目 录录1 绪论绪论.41.1 数控加工技术概述.41.2 数控铣削加工技术.51.3 本课题的主要任务.52 零件的三维造型设计零件的三维造型设计.62.1 软件的选择.62.2 零件的三维造型设计.72.2.1 绘制顶盖.72.2

9、.2 底座的绘制.92.2.3 实体的结合.102.2.4 圆角的生成.112.2.5 实体抽壳.112.2.6 开口.122.2.7 六边形凸台的生成.132.2.8 孔的生成.142.3 本章小结.143 零件的工艺规程设计零件的工艺规程设计.153.1 零件的工艺分析.153.1.1 零件的结构特点工艺性分析.153.2 毛坯的选择.153.3 定位基准的选择.163.4 装夹方式的选择.163.5 工序及工步的划分.163.6 刀具的选择.163.7 切削用量的选择.173.8 工艺卡片的制定.183.8.1 工艺过程卡.183.8.2 数控加工工序卡.193.9 本章小结.204 零

10、件的零件的 mastercam 自动编程及仿真加工自动编程及仿真加工.204.1 刀路设计前的准备.204.2 毛坯的设置.214.3 刀具的设置.214.4 工序 3 加工型腔部分的刀路设计.224.4.1 工步1开粗的刀路设计.224.4.2 工步2半精加工壁边及六边形凸台轮廓的刀路设计.234.4.3 工步3精加工腔底及六边形凸台表面的刀路设计.254.4.4 工步4精加工壁边及半精加工型腔喇叭锥面的刀路设计.274.4.5 工步5精修六边形凸台轮廓的刀路设计.284.4.6 工步6精加工喇叭锥面的刀路设计.284.4.7 钻孔的刀路设计.304.5 工序 4 铣凸台及外形的刀路设计.3

11、14.5.1 工步1开粗的刀路设计.314.5.2 工步2精加工外轮廓的刀路设计.324.5.3 工步3半精加工凸台轮廓.334.5.4 工步4精加工凸台交接面.344.5.5 工步5精加工凸台及圆角.344.6 后处理设置（加工程序的生成）.354.7 仿真加工.39结结 束束 语语.41谢谢 辞辞.42参参 考考 文文 献献.431 1 绪论绪论1.11.1 数控加工技术概述数控加工技术概述数字控制简称数控（nc） ，是近代发展起来的一种自动控制技术，是用数字化信息实现设备控制的一种方法，在数控加工技术方面得到了广泛的应用。数控技术是数字程序控制设备实现自动工作的技术。它广泛应用于机械制造

12、和自动化领域，较好的解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程中的自动化问题。随着计算机、自动控制技术的飞速发展，数控技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。随着改革开放深入发展，全国特别是国有大中型企业级三资企业，在生产中都广泛的应用了数控加工技术和计算机辅助加工技术。由于市场竞争日益激烈，从而导致对专业人才的需求量大大提高。随着民营经济的飞速发展，我国沿海经济发达地区（广东、浙江、山东）地区，数控人才更是供不应求。所以数控行业有着十分广阔的前景。要成为合格的数控编程员需具备有以下技能

13、：（1）熟练掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作；（2）熟练掌握机械设计和制造专业知识；（3）掌握计算机制图 cad/cam 软件。如 ug、proe、mastercam、auto cad 等；（4）数量掌握手工编程和自动编程等技术。数控加工是根据被加工零件的图样和工艺要求，编制成以数码表示的程序输入到机床的数控装置中，以控制工件归队运动，使之加工出合格零件的方法。该技术是 20 世纪 40 年代后期为适应加工复杂外形零件而发展起来的一种自动化加工技术。1948 年美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以加工，于是

14、提出计算机控制机床的设想。1949 年，该公司在美国麻省理工学院伺服机构研究室的协助下，开始数控机床研究，并于 1952 年试制成功第一台三坐标数控铣床，揭开了数控技术的序幕。一般来说，数控加工技术涉及数控机床加工工艺和数控编程技术两个方面。数控机床是数控加工的硬件基础，其性能对加工效率、精度等方面有决定性的影响。高速、高效和高精度技术是机床技术的发展目标。零件加工程序的编制是实现数控加工的重要环节，对于产品质量的控制有着重要的作用。特别是对于复杂零件加工，其编程工作的重要性甚至高于数控机床本身。以便充分发挥数控机床的性能，获得更高的加工效率和质量。当今的数控机床已经在机械加工部门占有非常重要

15、的地位，是柔性制造系统、计算机集成制造系统、自动化工厂的基本构成单位。努力发展数控加工技术，向着更高层次的自动化、柔性化、敏捷化、网络化和数字化制造方向推进，是当前机械制造业的发展方向。1.21.2 数控铣削加工技术数控铣削加工技术数控铣削加工是以铣削为加工方式的数控机床加工，包括数控铣床、加工中心加工等。在数控机床中所占的比例比较大，在航空航天、汽车制造、一般机械制造加工和模具制造业中应用非常广泛。数控铣削加工中心的特点如下：(1)加工精度高。在加工中心上加工，其工序高度集中，一次装夹即可加工出零件上大部分甚至全部表面，避免了工件多次装夹所产生的装夹误差，因此，加工表加工中心面之间能获得较高

16、的相互位置精度。同时，加工中心多采用半闭环，甚至全闭环的位置补偿功能，有较高的定位精度和重复定位精度，在加工过程中产生的尺寸误差能及时得到补偿，与普通机床相比，能获得较高的尺寸精度。(2)精度稳定。整个加工过程由程序自动控制，不受操作者人为因素的影响。同时，没有凸轮、靠模等硬件，省去了制造和使用中磨损等所造成的误差，加上机床的位置补偿功能和较高的定位精度和重复定位精度，加工出的零件尺寸一致性好。(3)效率高。一次装夹能完成较多表面的加工，减少了多次装夹工件所需的辅助时间。同时，减少了工件在机床与机床之间、车间与车间之间的周转次数和运输工作量。(4)表面质量好。加工中心主轴转速加工中心和各轴进给

17、量均是无级调速，有的甚至具有自适应控制功能，能随刀具和工件材质及刀具参数的变化，把切削参数调整到最佳数值，从而提高了各加工表面的质量。(5)软件适应性大。零件每个工序的加工内容、机床切削用量、工艺参数都可以编人程序，可以随时修改，这给新产品试制，实行新的工艺流程和试验提供了方便。1.31.3 本课题的主要任务本课题的主要任务给定样图如图 2.1 所示。图图 2.1 零件样图零件样图根据图 2.1 需要完成以下五项内容：（1）绘制零件二维图及三维图；（2）分析零件结构、技术要求等；（3）对零件进行工艺分析；（4）制定合理的加工方案；（5）运用 mastercam 绘制出零件的三维图及仿真加工。2

18、 2 零件的三维造型设计零件的三维造型设计2.12.1 软件的选择软件的选择选择 mastercam x5 软件进行造型及编程。mastercam 是美国 cnc software 公司开发的基于 pc 平台的 cad/cam 软件，由于它对硬件要求不高，且操作灵活、易学易用并有良好的价格性能比，因而深受广大企业用户和工程技术人员的欢迎。目前，在各种 cad/cam 软件中其装机量居世界第一。mastercam 是一套全面服务于制造业的数控加工软件，它包括设（design） 、车削（lathe） 、铣削（mill）与线切割（wire）四个模块。其中设计模块主要用于绘图和加工零件造型；车削模块主

19、要用于生成车削加工刀具路径；铣削模块主要用于生成铣削加工的刀具路径；线切割模块主要用于生成电火花与线切割的加工路径。其中后三个模块内也包括设计模块中的完整设计功能。mastercam的铣削功能模块（mill）是在生产实践中运用得最多最广泛的数控编程模块。它主要的功能有：具有完整的曲线曲面建模功能，便于建立 2d、3d 几何模型；能高效地编制各种铣削加工程序；用它可快速设计加工零件，还可以组织、管理相关的文档；mastercam 的数据转换器，可与任何 cad 系统交换数据，这些转换器包括：ascii、step、autodesk、iges、parasld、stl、vda、sat、proe 等。2

20、.22.2 零件的三维造型设计零件的三维造型设计2.2.1 绘制顶盖绘制顶盖（1）绘制草图运用曲线功能，绘制出顶盖的草图曲线如图 2.1 所示。图图 2.1 草图草图（2）实体旋转运用“实体旋转”工具，对草图进行旋转。最终得到如图 2.2 所示的顶盖图形。图图 2.2 顶盖图形顶盖图形（3）实体切割1）绘制草图运用曲线功能绘制出如图 2.3 所示草图。图图 2.3 切割草图切割草图2）实体切割单击“挤出实体”工具，然后拾取上图中左侧的曲线，在弹出的对话框中设置如图 2.4 所示参数。然后单击确定，最后得到如图 2.5 所示三维实体。图图 2.4 参数设置参数设置图图 2.5 三维实体三维实体2

21、.2.2 底座的绘制底座的绘制（1）绘制草图运用曲线功能，绘制出如图 2.6 所示的草图。图图 2.6 底座草图底座草图（2）拉伸实体运用“挤出实体”工具，对草图进行拉伸，拉伸距离均为 10.2mm。最终得到如图 2.7 所示的底座图形。图图 2.7 底座实体的生成底座实体的生成2.2.3 实体的结合实体的结合顶盖和底座生成之后，需要先将两实体进行结合为一体，这样方便后续的裁剪时更好的拾取体。选择“布尔运算-结合”功能，分别拾取凸台实体和底座实体，然后按下回车键，即可将两实体合为一体。最终得到的效果图如图 2.8 所示。图图 2.8 结合体结合体2.2.4 圆角的生成圆角的生成运用“实体倒圆角

22、” 、 “面与面倒圆角”等功能对外形进行倒圆角，最后得到的三维实体如图 2.9 所示。图图 2.9 倒圆角后的三位实体倒圆角后的三位实体2.2.5 实体抽壳实体抽壳单击“实体抽壳”工具，选择需要抽壳的实体，然后在对话框中设置如图2.10 所示参数，单击“确定”后得到如图 2.11 所示三维。图图 2.10 参数设置参数设置图图 2.11 抽壳后的实体抽壳后的实体2.2.6 开口开口（1）绘制草图按照样图中曲线，绘制出切开口的曲线，如图 2.12 中内侧曲线所示。图图 2.12 切开口草图切开口草图（2）切割选择“挤出实体”功能，拾取草图，然后进行切割，完成后将得到如图2.13 所示样图。图图

23、2.13 切开口后的实体切开口后的实体2.2.7 六边形凸台的生成六边形凸台的生成（1）草图的绘制运用曲线功能绘制出六边形凸台的曲线如图 2.14 所示。图图 1.14 六边形凸凸台曲线六边形凸凸台曲线（2）拉伸实体选择“挤出实体”功能，拾取草图，然后进行拉伸，完成后将得到如图2.15 所示三维实体。图图 2.15 六边形凸台绘制后的三维实体六边形凸台绘制后的三维实体2.2.8 孔的生成孔的生成同理运用挤出实体功能，最后得到的三维实体如图 2.16 所示。图图 2.16 孔生成后的最终三维图孔生成后的最终三维图2.32.3 本章小结本章小结到此为止，该零件的三维实体已经全部绘制完成。回顾以上的

24、绘制步骤，可以知道本次造型设计主要运用 mastercam 中的功能有：曲线、挤出实体、倒圆角、布尔运算-结合等功能，总的来说该零件的造型比较简单，适合初学者学习。3 3 零件的工艺规程设计零件的工艺规程设计3.13.1 零件的工艺分析零件的工艺分析如图 3.1 所示为件二维图（图中有不清晰之处请参见附图） 。零件材料为 45钢，单件生产，试运用所学知识确定零件的数控加工工艺及程序的编制。3.1 零件二维图零件二维图3.1.1 零件的结构特点工艺性分析零件的结构特点工艺性分析从图 3.1 零件二维图及图 2.14 零件三维图分析得知，该零件的结构主要有底座、凸台、型腔、孔等部位组成，该零件涉及

25、到曲面加工，在普通机床上难以加工，需要在数控机床上进行，在编程时，使用手工编程存在一定的难度，因此需要采用辅助软件进行编程。零件无公差标注要求，故只需要将产品外形加工到位即可，表面粗糙度控制在 ra3.2um。3.23.2 毛坯的选择毛坯的选择毛坯是用来加工各种工件的坯料,毛坯的生产方法主要有:铸造、锻造、焊接、冲压件,以及各种型材也可以用作毛坯。根据其零件的结构特性，确定该零件的毛坯类型为型材，毛坯材料为 45 钢，毛坯尺寸为 544020mm。3.33.3 定位基准的选择定位基准的选择（1）粗基准的选择：选择毛坯上下表面中任意一面以及零件的外轮廓其中一对边为粗基准，铣型腔及钻中间的孔。（2

26、）精基准的选择：以型腔底部及侧面为精基准定位，铣凸台，外形部位。3.43.4 装夹方式的选择装夹方式的选择该零件需要进行三次装夹方能完成加工。第一次装夹时，铣削零件的上下表面，控制尺寸 14.6，可直接采用虎钳进行装夹；第二次装夹时铣削型腔及钻孔，此次装夹也可直接采用虎钳装夹；第三次装夹时铣削凸台及外轮廓，此次装夹需要设计专用夹具进行装夹方能完成。3.53.5 工序及工步的划分工序及工步的划分工序 1：制造毛坯 504020mm 板材。工序 2：铣上下表面，控制尺寸 14.6mm。工序 3：铣型腔、钻孔。 工步 1：开粗； 工步 2：半精加工壁边及型腔内的六边形凸台轮廓； 工步 3：精加工腔底

27、及六边形凸台表面； 工步 4：精加工壁边及半精加工型腔喇叭锥面； 工步 5：精修六边形凸台轮廓； 工步 6：精加工喇叭锥面； 工步 7：钻中心孔； 工步 8：钻底孔； 工步 9：铰孔；工序 4：铣凸台及外形。 工步 1：开粗； 工步 2：精加工外轮廓； 工步 3：半精加工凸台轮廓； 工步 4：精加工凸台交接面； 工步 5：精加工凸台及圆角；工序 5：去毛刺。工序 6：检验。3.63.6 刀具的选择刀具的选择根据零件的结构特点、加工余量、尺寸精度及表面粗糙度等技术要求，确定该零件的刀具如表 3.1 所示。表表 3.13.1 数控加工刀具卡片数控加工刀具卡片工序号刀具编号刀具规格名称数量加工表面刀

28、尖半径/mmt0116 圆鼻刀1开粗0.4t024 圆鼻刀1半精加工壁边及型腔内的六边形凸台轮廓0.2t036 平底刀1精加工腔底及六边形凸台表面t042 圆鼻刀1精加工壁边及半精加工型腔喇叭锥面0.1t051 平底刀1精修六边形凸台轮廓t062 球刀1精加工喇叭锥面1t073 中心钻1钻中心孔t087.2 麻花钻1钻底孔3t098 铰刀1铰孔t0116 圆鼻刀1开粗0.4t023 平底刀1精加工外轮廓及交接面t032 球刀1精加工凸台及圆角4t046 圆鼻刀1半精加工凸台轮廓3.73.7 切削用量的选择切削用量的选择铣削用量的选择原则是：“在保证加工质量的前提下，充分发挥机床工作效能和刀具切

29、削性能” 。在工艺系统刚性所允许的条件下，首先应尽可能选择较大的铣削深度 ap 和铣削宽度 ac；其次选择较大的每齿进给量 fz；最后根据所选定的耐用度计算铣削速度 vc 。（1）铣削深度 ap 和铣削宽度 ac 的选择对于端铣刀，选择吃刀量的原则是：当加工余量8mm，且工艺系统刚度大，机床功率足够时，留出半精铣余量 0.52mm 以后，应尽可能一次去除多余余量；当余量8mm 时，可分两次或多次走刀。铣削宽度和端铣刀直径应保持以下关系：d0=(l.l1.6) ac（mm）对于圆柱铣刀，铣削深度 ap 应小于铣刀长度，铣削宽度 ac 的选择原则与端铣刀铣削深度的选择原则相同。（2）进给量的选择每

30、齿进给量 fz 是衡量铣削加工效率水平的重要指标。粗铣时 fz 主要受切削力的限制，半精铣和精铣时，fz 主要受表面粗糙度限制。表表 3.23.2每齿进给量每齿进给量 fzfz 的推荐值的推荐值 mm/zmm/z硬质合金高速钢工件材料工件硬度hbs面铣刀三面刃铣刀圆柱铣刀立铣刀面铣刀三面刃铣刀低碳钢1501502000.200.400.200.350.150.300.120.250.120.200.120.200.040.200.030.180.150.300.150.300.120.200.100.15中、高碳钢1201801802202203000.150.500.150.400.120.

31、250.150.300.120.250.070.200.120.200.120.200.070.150.050.200.040.200.030.150.150.300.150.250.100.200.120.200.070.150.050.12铝镁合金951000.150.380.1250.300.150.200.050.150.200.30 0.070.20注：表中小值用于精铣，大值用于粗铣注：表中小值用于精铣，大值用于粗铣(3)铣削速度 vc 的确定铣削速度的确定可查铣削用量手册，如机械加工工艺手册第 l 卷等综上所述，该零件的铣削用量请查看数控加工工序卡。3.83.8 工艺卡片的制定工艺

32、卡片的制定3.8.1 工艺过程卡工艺过程卡产品名称及型号零 件 名 称棘轮零 件 图 号名 称45 钢种 类型材毛重牌 号毛坯尺 寸544020mm零件重量净重（工厂名）综合工艺过程片卡材 料性 能每 料 件 数工序号工 序 内 容加工车间设备名称及编号夹具1制造毛坯 504020mm 板材2铣上下表面，控制尺寸 14.6mm金工普通铣床机用平口虎钳3铣型腔、钻孔金工铣削加工中心机用平口虎钳4铣凸台及外形金工铣削加工中心专用夹具5去毛刺钳工6检验编制抄写校对审核批准3.8.2 数控加工工序卡数控加工工序卡工序号程序编号夹具名称使用设备车间3o0001机用平口虎钳铣削加工中心工步号工步内容刀具号

33、刀具规格/mm主轴转速/(r/min)进给速度(mm/min)背吃刀量/mm备注1开粗t0116 圆鼻刀25003501自动2半精加工壁边及型腔内的六边形凸台轮廓t024 圆鼻刀380012000.5自动3精加工腔底及六边形凸台表面t036 平底刀300012001自动4精加工壁边及半精加工型腔喇叭锥面t042 圆鼻刀400020000.1自动5精修六边形凸台轮廓t051 平底刀320010000.1自动6精加工喇叭锥面t062 球刀480025000.1自动7钻中心孔t073 中心钻12001203自动8钻底孔t087.2 麻花钻15001501.5自动9铰孔t098 铰刀600600.4自

34、动编制抄写校对审核批准工序号程序编号夹具名称使用设备车间4o0002专用夹具铣削加工中心工步工步内容刀具刀具规格/mm主轴转速/(r/min)进给速度背吃刀量/mm备注号号(mm/min)1开粗t0116 圆鼻刀25003501自动2精加工外轮廓t023 平底刀20005000.5自动3半精加工凸台轮廓t046 圆鼻刀380012000.5自动4精加工凸台交接面t023 平底刀20005000.5自动5精加工凸台及圆角t032 球刀480025000.1自动编制抄写校对审核批准3.93.9 本章小结本章小结本章前面通过对该零件的工艺分析，最终确定了零件的毛坯、定位基准、装夹方式、工艺路线、加工

35、刀具及切削用量等。通过对该零件的工艺规程设计，使我对数控加工工艺课程有了更进一步的了解，能够懂得如何对所加工零件在做好加工前的准备工作，即工艺规程设计。4 4 零件的零件的 mastercammastercam 自动编程及仿真加工自动编程及仿真加工4.14.1 刀路设计前的准备刀路设计前的准备在设计刀路之前，首先需要将第二章中的实体转换成曲面，并对曲面进行相应的修改。因在做凹圆弧曲面加工时需要用到。此部分的具体操作步骤，就不再详细论述，最终修改后得到的曲面和相应辅助线如图 4.1 所示。 图图 4.1 加工曲面及辅助线加工曲面及辅助线4.24.2 毛坯的设置毛坯的设置在进行刀具轨迹生成之前，需

36、要先设置好所加工的机床、加工的毛坯、刀具等等。（1）机床的选择设置步骤：“机床类型”“铣床”“默认” 。（2）加工毛坯设置好机床以后，将在软件的操作管理面板中的看到如图 4.2 所示界面。 图图 4.24.2 操作管理操作管理 图图 4.34.3 毛坯设置毛坯设置选择图 4.2 中的材料设置，对面板中的参数进行设置，毛坯位544014.6，设置后如图 4.3 所示。4.34.3 刀具的设置刀具的设置选择“刀具路径”“刀具管理器” ，将得到如图 4.4 所示的对话框，然后我们将第 3 章中的刀具依次添加到刀具管理器当中。图图 4.4 刀具管理器刀具管理器4.44.4 工序工序 3 3 加工型腔部

37、分的刀路设计加工型腔部分的刀路设计4.4.1 工步工步 1 开粗的刀路设计开粗的刀路设计（1）单击【刀具路径】【曲面粗加工】【粗加工挖槽加工】 ，根据提示，拾取如图 4.5 所示曲面，按下回车键，确认选择；单击确认选择，将跳出如图 4.6 所示的曲面粗加工挖槽加工刀具路径参数设置界面，在界面中，首先选择第 1 把 16 的圆鼻刀，将其“进给速率”设置为 350，主轴转速 2500，下刀速率 50，提刀速率 2000。图图 4.5 平面加工参数设置平面加工参数设置图图 4.6 粗加工挖槽加工参数设置粗加工挖槽加工参数设置（2）单击【曲面加工参数】 ，设置加工余量为 0.5。（3）单击【粗加工参数

38、】 ，设置【z 轴最大进给量】为 1。（4）单击【挖槽参数】 ，设置如图 4.7 所示参数。图图 4.7 挖槽参数设置挖槽参数设置（4）设置完毕后，单击右下角的按钮确认设置，将得到如图 4.8 所示的刀路。图图 4.8 开粗刀具路径开粗刀具路径4.4.2 工步工步 2 半精加工壁边及六边形凸台轮廓的刀路设计半精加工壁边及六边形凸台轮廓的刀路设计（1）单击【刀具路径】【曲面粗加工】【粗加工等高外形加工】 ，拾取如图 4.9 所示曲面作为加工面，拾取如图 4.10 所示曲面作为干涩面，按下回车键，确认选择，单击确认选择，将跳出如图 4.11 所示的等高外形刀具路径参数设置界面，在界面中，首先选择第

39、 2 把 4mm 的圆鼻刀，将其“进给速率”设置为 1200，主轴转速 3800，下刀速率 50，提刀速率 2000。 图图 4.9 加工面的选择加工面的选择 图图 4.10 干涩面的选择干涩面的选择图图 4.11 曲面粗加工等高外形刀具设置参数设置曲面粗加工等高外形刀具设置参数设置（2）单击【曲面加工参数】选项，将其中的【预留余量】设置为 0.1，其余参数不变。（3）单击【等高外形粗加工参数】选项，将【z 轴最大粗切步进量】设为0.5。（4）设置完毕后，单击右下角的按钮确认设置，将得到如图 4.12 所示的刀路。图图 4.12 半精加工壁边及六边形凸台轮廓的刀具路径半精加工壁边及六边形凸台轮

40、廓的刀具路径4.4.3 工步工步 3 精加工腔底及六边形凸台表面的刀路设计精加工腔底及六边形凸台表面的刀路设计（1）单击【刀具路径】【曲面精加工】【精加工浅平面加工】 ，拾取如图 4.13 所示曲面作为加工面，拾取如图 4.14 所示曲面作为干涩面，按下回车键，确认选择，单击确认选择，将跳出如图 4.15 所示的等高外形刀具路径参数设置界面，在界面中，首先选择第 3 把 6mm 的平底刀，将其“进给速率”设置为 1200，主轴转速 3000，下刀速率 50，提刀速率 2000。 图图 4.13 加工面的拾取加工面的拾取 图图 4.14 干涩面的拾取干涩面的拾取图图 4.15 精加工浅平面加工的

41、参数设置精加工浅平面加工的参数设置（2）单击【浅平面精加工参数】选项，将其参数设置如图 4.16 所示。图图 4.16 浅平面精加工参数设置浅平面精加工参数设置（3）设置完毕后，单击右下角的按钮确认设置，将得到如图 4.17 所示的刀路。图图 4.17 精加工腔底及六边形凸台表面的走刀路径精加工腔底及六边形凸台表面的走刀路径4.4.4 工步工步 4 精加工壁边及半精加工型腔喇叭锥面的刀路设计精加工壁边及半精加工型腔喇叭锥面的刀路设计同理，运用曲面等高外形加工的方法，设计出精加工壁边及半精加工型腔喇叭锥面的刀路如图 4.18 所示。图图 4.18 精加工壁边及半精加工型腔喇叭锥面的刀具路径精加工

42、壁边及半精加工型腔喇叭锥面的刀具路径4.4.5 工步工步 5 精修六边形凸台轮廓的刀路设计精修六边形凸台轮廓的刀路设计同理，运用曲面等高外形加工的方法，设计出精修六边形凸台轮廓的刀路如图 4.19 所示。图图 4.19 精修六边形凸台轮廓的刀具路径精修六边形凸台轮廓的刀具路径4.4.6 工步工步 6 精加工喇叭锥面的刀路设计精加工喇叭锥面的刀路设计（1）选择【刀具路径】【曲面精加工】【精加工放射状】 ，根据提示，拾取如图 4.20 所示的曲面，拾取如图 4.21 所示的干涩曲面。 图图 4.20 加工曲面拾取加工曲面拾取 图图 4.21 干涩曲面的拾取干涩曲面的拾取（2）单击按钮，将弹出如图

43、4.22 所示对话框，在对话框中选择 6 号刀具，即 2mm 球刀，设置进给速率为 2500，主轴转速 4800，下刀速率 50，提刀速率 2000。图图 4.22 曲面精加工平行铣削刀具参数设置曲面精加工平行铣削刀具参数设置3）单击【放射状精加工参数】选项，设置如图 4.23 所示参数。图图 4.23 放射状精加工参数设置放射状精加工参数设置5）设置完毕后，单击右下角的按钮确认设置，将得到如图 4.24 所示的刀路。图图 4.24 精加工喇叭锥面的刀具路径精加工喇叭锥面的刀具路径4.4.7 钻孔的刀路设计钻孔的刀路设计（1）单击【刀具路径】【钻孔】 ，根据提示，拾取孔的圆心，按下回车键，将弹

44、出如图 4.25 所示刀路参数设置对话框，在对话框中选择 7 号刀 3mm的中心钻，设置进给率为 120，主轴转速 1200，单击右下角的十字架应用设置。图图 4.25 钻孔刀路设置对话框钻孔刀路设置对话框（2）单击【共同参数】选项，设置如图 4.26 所示参数。图图 4.26 钻孔共同参数设置钻孔共同参数设置（3）设置完毕后，单击右下角的按钮确认设置，将得到如图 4.27 所示的刀路。图图 4.27 钻中心孔的刀具路径钻中心孔的刀具路径同理钻铰刀孔的刀路设置方法一样。4.54.5 工序工序 4 4 铣凸台及外形的刀路设计铣凸台及外形的刀路设计4.5.1 工步工步 1 开粗的刀路设计开粗的刀路

45、设计根据前面的方法，运用【曲面粗加工挖槽加工】的方法进行设计，最后得到的刀路如图 4.28 所示。图图 4.28 开粗的刀具路径开粗的刀具路径4.5.2 工步工步 2 精加工外轮廓的刀路设计精加工外轮廓的刀路设计（1）单击【刀具路径】【外形铣削】 ，根据提示，拾取零件的外轮廓曲线，然后按下回车键，将弹出如图 4.29 所示参数设置对话框，在对话框中选择2 号 3mm 的平底刀，设置进给速率为 500，主轴转速为 2000，下刀速率为 50，单击右下角的十字架应用选择。图图 4.29 外形铣削参数设置外形铣削参数设置（2）单击【深度切削】选项，设置如图 4.30 所示参数。图图 4.30 深度切

46、削参数设置深度切削参数设置（3）单击【共同参数】选项，设置如图 4.31 所示参数。图图 4.31 共同参数设置共同参数设置（4）其余参数默认，设置完毕后，单击右下角的按钮确认设置，将得到如图 4.32 所示的刀路。图图 4.32 精加工外轮廓的刀具路径精加工外轮廓的刀具路径4.5.3 工步工步 3 半精加工凸台轮廓半精加工凸台轮廓根据前面的方法，运用【曲面精加工等高外形加工】的方法进行设计，最后得到的刀路如图 4.33 所示。图图 4.33 半精加工凸台轮廓的刀具路径半精加工凸台轮廓的刀具路径4.5.4 工步工步 4 精加工凸台交接面精加工凸台交接面根据前面的方法，运用【曲面精加工浅平面】的

47、方法进行设计，最后得到的刀路如图 4.34 所示。图图 4.34 精加工凸台交接面的刀具路径精加工凸台交接面的刀具路径4.5.5 工步工步 5 精加工凸台及圆角精加工凸台及圆角根据前面的方法，运用【曲面精加工放射状加工】的方法进行设计，最后得到的刀路如图 4.35 所示。图图 4.35 精加工凸台及圆角的刀具路径精加工凸台及圆角的刀具路径4.64.6 后处理设置（加工程序的生成）后处理设置（加工程序的生成）将以上绘制好的所有刀具轨迹路径全部勾上，方法为，按住 ctrl,逐一选择生成的刀具路径，然后单击按钮，将跳出如图 4.36 所示对话框。图图 4.364.36 后处理程式对话框后处理程式对话

48、框直接按确认，然后选择要保存的目录，将该 nc 文件保存到你的电脑盘中，最后系统将会自动打开该零件的加工程序，如图 4.37 所示。图图 4.374.37 后处理程序编辑器后处理程序编辑器零件最后的加工程序如下。（1）工序 3 的加工程序%o0001(工序 3 的加工程序)n100 g21n102 g0 g17 g40 g49 g80 g90n104 t1 m6n106 g0 g90 g54 x-4.656 y-.069 a180. s2500 m3n108 g43 h1 z50.n110 z6.3n112 g1 z.3 f50.n114 g2 x-3.909 y-.55 i-8.318 j-

49、13.729 f350.n116 x-1.663 y-2.352 i-20.2 j-27.49n118 g3 x.001 y-2.884 i1.664 j2.338n120 x1.699 y-2.327 i0. j2.87n122 g1 x2.587 y-1.569n124 g2 x4.355 y-.258 i9.458 j-10.901n126 x4.772 y.001 i8.56 j-13.344n128 x4.092 y.426 i8.273 j13.988n130 x1.64 y2.367 i17.904 j25.135n132 g3 x1.017 y2.693 i-1.627 j-2

50、.35n134 x-.007 y2.883 i-1.024 j-2.661n136 x-1.765 y2.277 i0. j-2.851n138 g1 x-2.569 y1.527n1246 x12.845 y-.045 z-9.725n1248 x13.296 y-.046 z-9.504n1250 x13.77 y-.048 z-9.342n1252 x14.258 y-.05 z-9.241n1254 x14.75 y-.051 z-9.201n1256 x14.826 y-.052 z-9.2n1258 x14.827 y-.026n1260 x14.749 z-9.201n1262

51、x14.259 y-.025 z-9.241n1264 x13.772 y-.024 z-9.342n1266 x13.297 y-.023 z-9.504n1268 x12.846 y-.022 z-9.725n1270 x12.43 z-9.998n1272 x12.056 y-.021 z-10.316n1274 x12.001 z-10.369n1276 x8.772 y-.015 z-13.599n1278 g0 z-8.599n1280 z11.401n1282 m5n1284 g91 g28 z0.n1286 a0.n1288 m01n1290 t7 m6n140 g2 x-4.

52、656 y-.069 i-9.703 j10.521n142 g1 x-6.683 y-4.469n144 g2 x-4.691 y-6.081 i-17.426 j-23.571n146 g3 x.001 y-7.684 i4.692 j6.067n148 x4.712 y-6.065 i0. j7.67n150 g1 x5.719 y-5.207n152 g2 x6.93 y-4.309 i6.326 j-7.263n154 x12.104 y-2.578 i5.985 j-9.293n156 x13.882 y-2.523 i1.778 j-28.528n158 x14.616 y-2.

53、532 i0. j-28.583n160 g3 x14.837 y.008 i-14.493 j2.54n162 x14.618 y2.537 i-14.714 j0.n164 g1 x13.161 y2.538n166 g2 x13.045 y2.537 i-.116 j11.451n168 x6.805 y4.387 i0. j11.452n170 x4.658 y6.106 i15.191 j21.174n172 g3 x2.722 y7.18 i-4.645 j-6.089n174 x-.007 y7.683 i-2.729 j-7.148n176 x-4.923 y5.895 i0.

54、 j-7.651n178 g1 x-5.832 y5.048n180 g2 x-12.019 y2.539 i-6.44 j7.n182 x-13.43 y2.528 i-1.411 j88.083n184 x-14.615 y2.536 i0. j88.094n186 g3 x-14.835 y-.046 i15.043 j-2.582n188 g1 y-.067n190 g3 x-14.616 y-2.535 i14.575 j.047n192 g1 x-13.073 y-2.537n194 g2 x-12.896 y-2.535 i.177 j-9.067n196 x-11.491 y-

55、2.645 i0. j-9.069n198 g1 x-11.471 y-2.647n200 g2 x-6.683 y-4.469 i-1.503 j-11.151n202 g1 x-6.799 y-4.632n204 g2 x-4.818 y-6.235 i-17.31 j-23.408n206 g3 x.001 y-7.883 i4.819 j6.221n208 x4.839 y-6.22 i0. j7.869n210 g1 x5.849 y-5.359由于程序较多，此处有省略完整的程序请查看 nc 文件n1292 g0 g90 g54 x0. y0. a180. s1200 m3n1294

56、 g43 h7 z25.n1296 g98 g81 z-3. r-8. f120.n1298 g80n1300 m5n1302 g91 g28 z0.n1304 a0.n1306 m01n1308 t8 m6n1310 g0 g90 g54 x0. y0. a180. s1500 m3n1312 g43 h8 z25.n1314 g98 g83 z-16. r2. q1. f150.n1316 g80n1318 m5n1320 g91 g28 z0.n1322 a0.n1324 m01n1326 t9 m6n1328 g0 g90 g54 x0. y0. a180. s600 m3n1330

57、g43 h9 z25.n1332 g98 g89 z-16. r2. p1. f60.n1334 g80n1336 m5n1338 g91 g28 z0.n1340 g28 x0. y0. a0.n1342 m30%（2）工序 4 的加工程序%o0002(工序4的加工程序)n100 g21n102 g0 g17 g40 g49 g80 g90n104 t1 m6n4232 x24.919 z-6.14n4234 x25.044 y-.131 z-6.457n4236 x25.131 y-.132 z-6.777n4238 x25.181 z-7.094n4240 x25.196 z-7.396

58、n106 g0 g90 g54 x-12.956 y-12.678 a0. s2500 m3n108 g43 h1 z25.n110 z5.n112 g1 z0. f50.n114 x-13.274 y-12.35 f350.n116 x-13.773 y-11.782n118 x-14.071 y-11.434n120 x-14.512 y-10.855n122 x-14.789 y-10.49n124 x-15.038 y-10.117n126 x-15.428 y-9.524n128 x-15.654 y-9.137n130 x-15.992 y-8.543n132 x-16.194 y

59、-8.144n134 x-16.482 y-7.554n136 x-16.659 y-7.144n138 x-16.902 y-6.561n140 x-17.054 y-6.142n142 x-17.242 y-5.607n144 x-17.29 y-5.456n146 x-17.406 y-5.061n148 x-17.466 y-4.831n150 x-17.549 y-4.465n152 x-17.595 y-4.238n154 x-17.611 y-4.142n156 x-17.668 y-3.793n158 x-17.714 y-3.453n160 x-17.722 y-3.387n

60、162 x-17.764 y-2.87n164 x-17.783 y-2.616n166 x-17.792 y-2.486n168 x-17.801 y-1.988n170 y-1.878n172 x-17.803 y-1.801n174 x-17.8 y-1.714n176 y1.882n178 x-17.798 y1.951n180 x-17.801 y2.143n182 x-17.782 y2.642n184 x-17.768 y2.8n186 x-17.763 y2.913n188 x-17.752 y3.023n190 x-17.751 y3.056n4242 x25.198 y-.