毕业设计说明书鼠标曲面的建模及数控加工分析

1、毕业设计说明书论文题目鼠标曲面的建模及数控加工研究目 录目 录I摘 要IIAbstractIII第一章 绪论- 1 -引言- 1 -国外发展状况- 1 -国内发展状况- 2 -研究内容- 3 -第二章 零件的设计- 6 -鼠标的建模分析- 6 -鼠标周围的曲面建模- 6 -鼠标上盖的曲面建模- 12 -侧面曲面和顶面曲面的建立- 13 -顶面与侧面倒圆角面- 15 -本章小结- 16 -第三章 仿真加工- 17 -仿真加工概述- 17 -仿真加工准备工作- 18 -鼠标模仿真加工过程- 20 -加工后处理- 28 -本章小结- 30 -第四章 总结与展望- 31 -总结- 31 -展望- 31

2、 -致 谢- 32 -附录 NC程序- 33 -参考文献- 36 -摘 要 基于计算机平台的拥有实现产品设计和制造自动化的关键技术的软件Mastercam为CNC Software Inc.公司研发出来的。 该软件可以提供具体数学外形的零件设计所需的最佳环境，Mastercam多年来的优化让它具备绝对稳定的工作环境，用于对曲面粗加工精加工的加工模拟。在制造行业中运用Mastercam的能力来设计产品及数控加工产品，可以有效提高产品的生产效率和生产质量。Masterca可以使用DNC加工方式, 由计算机直接控制多台数控机床的技术DNC（直接数控），其技术是实现CAD/CAM的关键技术之一。它在群

3、面精加工的领域中的能力也是极其出色的，可以从各式各样的加工方法中选择最好最简易的加工方法，所以它能够胜任加工最复杂的零件的任务。mastercam的加工方法中有一个多轴加工功能，它可以为零件加工的灵活度提高不少。Mastercam提供400种以上的后置处理文件以适用于各种类型的数控系统，采用的是FANUC系统，机床为四轴联动卧式铣床。根据机床的实际结构，编制了专门的后置处理文件，绳槽曲面加工刀具路径NCI文件经后置处理后生成加工程序。 由于本工件较大，处理的数据多，所生成的程序长，数控机床的磁泡存储器已不能满足程序量的要求，这样就必须采用DNC加工方式，利用RS-232串行接口，将计算机和数控

4、机床连接起来。利用Mastercam的Communic功能进行通讯，而不必考虑机床的内存不足问题,经大量的实践，用Mastercam软件编制复杂零件的加工程序极为方便，而且能对加工过程进行实时仿真，真实反映加工过程中的实际情况，不愧为一优秀的CAD/CAM软件论文研究基于Mastercam，基于Mastercam实现鼠标的造型与加工，论文首先简要介绍了Mastercam及其实现技术，Mastercam的构成及主要流程；然后详细介绍了基于mastercam的鼠标造型与加工，并给出了基于mastercam的鼠标造型与加工实现方案及技术细节。 此次课题的鼠标曲面为多年来经典的曲面模型，是用MASTE

5、RCAM来设计建造鼠标的三维曲面建模及其本身的仿真加工模型零件，生成加工程序并在数控机床上加工出其模型。首先根据图纸上图形实物，了解各部分之间大致尺寸关系，根据自己的设计运用CAD建模功能创建出鼠标的三维模型。创建后的实体模型可以在CAM中生成精确的刀具路径。生成的刀具路径，可以通过后置处理产生用于特定数控机床的加工代码。生成的加工代码传输到指定的数控机床上来完成鼠标的数控加工。 通过本次研究进一步证实了MASTERCAM软件在曲面建模和加工中所具有的强大功能。关键词：Mastercam 曲面建模 设计 数控加工AbstractBased on the computer platform ha

6、s the key technology to achieve product design and manufacturing automation software CNC for Software Inc. Mastercam developed by the company. The software can provide the best environment for the design of the specific mathematical form, and the optimization of Mastercam for many years makes it hav

7、e absolutely stable working environment, which is used to simulate the machining process of rough surface. In the manufacturing industry the ability to use Mastercam to design products and CNC machining products, can effectively improve the production efficiency and quality of production. Masterca c

8、an use DNC processing method, by the computer directly control the technology DNC (direct numerical control), and its technology is one of the key technologies of CAD/CAM. Its capabilities in the field of group of surface finishing is also very good, you can select the best and most simple processin

9、g method from the various processing methods, so it can be competent for processing the most complex parts of the task. MasterCAM processing method has a multi axis machining function, it can be a lot of flexibility in the processing of parts. Mastercam provides more than 400 kinds of post processin

10、g file to apply to all types of CNC system, the use of FANUC system, machine tool for the four axis linkage horizontal milling machine. According to the actual structure of the machine tool, the special post processing file is compiled, and the NCI file of the tool path of the rope groove curved sur

11、face is processed by post processing. As part of the larger, processing data, generated by the long process, CNC machine tools of magnetic bubble memory has been unable to meet the requirements of the program, so we must use DNC processing, use RS-232 serial interface, connect the computer and NC ma

12、chine tool. Using Mastercam communication Communic function, without considering the problem of insufficient memory machine, with a lot of practice, using Mastercam software to compile complex program parts is very convenient, but also can carry out real-time simulation of machining process, truly r

13、eflect the actual situation in the process, is worthy of research of a CAD/CAM software based on the excellent Mastercam, Mastercam design and processing based on the mouse, the paper briefly introduces the Mastercam and its implementation technology, Mastercam structure and main flow; and then intr

14、oduces the mouse design and processing based on Mastercam, and gives the mouse modeling and processing of MasterCAM program and technical details based on. The subject of the mouse surface for years to the classical surface model is with MasterCAM to design mouse built 3D surface modeling and machin

15、ing simulation model parts, machining program generation and in NC machine tool processing model. First, according to the drawings on the graphics in kind, to understand the general size of the relationship between the parts, according to their own design using CAD modeling functions to create a thr

16、ee-dimensional model of the mouse. The created entity model can generate accurate tool paths in CAM. Generated tool path can be generated for a specific NC machine tool processing code. The generated machining code is transferred to the specified NC machine tool to complete the NC machining of the m

17、ouse. Through this research, it is proved that the MASTERCAM software has powerful function in surface modeling and processing.Key words: Mastercam Surface modeling Design Numerical control processing第一章 绪论引言 MASTERCAM软件是国际上所有CAD/CAM软件中技术发展得比较成功的，欧美各大工业强国一直都在沿用其软件系统。在世界范围内的所有行业，最主要的机械制造业的设计、加工制造的标准都

18、与之息息相关。随着CAD, CAM, CAE等技术不断发展和日趋完善，它们在各个领域得到了极其广泛的应用。MASTERCAM是二维绘图、数控加工编程、曲面造型等功能发展起来的软件，它是最经济有效率的全方位的软件系统，包括是工业界及学校广泛采用的CAD/CAM系统。 目前已“广泛应用于航空、航天、汽车、通用机械等领域，同时也被当今许多世界领先的制造商用来从事概念设计、工业设计、详细的机械设计以及工程仿真和数控加工等领域。其CAM模块尤其出色，在同类软件中处于绝对领先地位，它提供了一种交互式编程工具，可计算生成精确可靠的刀具加工轨迹，是一个功能强大的计算机辅助制造模块。随着制造业的快速发展，零件模

19、具的设计和实现技术也迅速发展，出现了多种较成熟的实现技术。由于Mastercam技术具有多方面的优点，机械设计领域被广泛采用，同时Mastercam技术还处在不断的发展之中，这正是论文选题的主要依据和动机。国外发展状况 在全球制造加工行业的瞩目下，Master CAM成功以其出色的设计及数控模拟，自动编程能力征服各大制造厂家成为目前世界上的所有CAD/CAM应用软件中使用最广泛、最优秀的软件之一。MASTERCAM技术经过儿十年的发展，先后走过大型机、小型机、工作站、微机时代，每个时代都有当时流行的MASTERCAM软件。现在，工作站和微机平台MASTERCAM软件己经占据主导地位。它是现今阶

20、段在中国使用最多，最广泛，最具代表能力的CAD/CAM软件，不同于传统机械设计加工中的设计流程，拥有零件的绘图成型、走刀路径的生成、模拟加工仿真、加工程序的自动生成与软件编程数据转变为机床能识别的机床编码，整个流程下来从而完成工作目的，它比一般的CAM设计模拟软件功能更齐全更精确更简易的原因在于它还有更为全面的绘图和造型功能，型腔铣、轮廓铣和点位加工功能；简介流利的曲面粗加工功能，精确方便的曲面精加工功能，而且还有曲面加工只能优化功能，明了的实体与工具管理，简单易设置的加工参数管理，与大部分CAD软件的数据相互交换，相互转换的功能。Mastercam在零件的绘图设计上有多种多样的方式供人选择，

21、绘图和设计的方式并不是一成不变的，它所具有的专业的编辑器可以在遇到各式各样复杂的面型建模中游刃有余的处理好建模细节。在面对不同建模加工产品时，它所具有的全能式加工模块可以提供铣、车、线切割等多种的加工方式来选择最简单的加工方式。Master CAM具拥有的的关联性特征让模拟加工操作和建模几何图形、加工工艺参数组成一个可联动协调的整体，例如设计的绘图模型数据有所变动或者加工的各项工艺参数变动时,刀具加工的加工路径会有软件内部调节后自动生成。 Mastercam的设计公司美国CNC Software Inc在开发Mastercam时综合融入了CAM和CAD的软件性质，使用者在CAM功能下设计绘图图

22、形时，就能够在CAM功能里设置所需要的工艺参数后，软件就可以自动生成走刀路线并输出NCI数据。之后便可以由软件内置的数控机床模拟板块中处理器生成车床所能识别的NC文件。与其它CAM软件相同的是，它的CAD设计模块中的绘图方式主要是点，线形，弧和圆，多边形为主要部分。若是需要绘制一些复杂的曲线就要自行编程，然后插入绘图中才能够契合其它图形元素。绘图设计中经常会遇到复杂型面和复杂曲线，此时一般的CAD/CAM软件业也可以绘制，只是绘制的方法和步骤难免会繁琐，而且容易出现细节上的小问题，导致影响后续步骤。比如此次课题的鼠标曲面建模，还有圆弧面斜齿轮等一系列复杂的构图。此时若使用Mastercam中的

23、Fplot模块可使软件精确简易的绘制各类复杂曲线、曲面。调用软件中chook文件夹中的*.eqn文件，然后综合所绘制曲线、曲面的参数方程对文件略微修改后，就可以得到所需要的曲线（曲面）的形状。使用这种方法建模，效率上更快，精确度上也同样不差，其简易的操作方法非常适合初学者。国内发展状况 我国MASTERCAM技术及产品发展的未来之路经过多年的推广，CAD技术已经广泛地应用在机械、电子、航天、化工、建筑等行业。应用CAD技术起到了提高企业的设计效率、优化设计方案、减轻技术人员的劳动强度、缩短设计周期、加强设计的标准化等作用。近年来，我国CAD技术的开发和应用取得了长足的发展，除对许多国外软件进行

24、了汉化和二次开发以外，还诞生了不少具有自主版权的CAD系统，如高华CAD，开目CAD等，由于这些软件价格便宜，符合本国国情和标准，所以受到了广泛的欢迎，赢得了越来越大的市场份额。但是，我国MASTERCAM软件不管是从产品开发水平还是从商品化、市场化程度都与发达国家有不小的差距。由于国外MASTERCAM软件出现得较早，开发和应用的时间也较长，所以它们发展比较成熟，现在基本上己经占领了国际市场。这些国外软件公司利用其技术和资金的优势，开始大力向我国市场进军，目前，国外一些优秀软件，如UG, SolidWorks, Pro/Engineer, CATIA等，己经占领了一部分国内市场。所以，我国M

25、ASTERCAM软件前景不容乐观。但是，我们也应该看清自己的优势，比如了解本国市场，提供技术支持方便，价格便宜等。在这些前提下，我们不仅要紧跟时代潮流，跟踪国际最新动态，遵守各种国际规范，在国际国内形成自己独特的优势，更要立足国内，结合国情，面向国内经济建设的需要，开发出有自己特色，符合中国人习惯的MASTERCAM软件。 在工作站时代，MASTERCAM是工作站平台三维模型软件的佼佼者，而在当今微机时代，SolidWorks在Windows NT平台的三维MASTERCAM软件中处于领先地位。由于国外在Unix工作站平台上开发MASTERCAM软件已有一定的时间和投入，我国软件在这方面比美国

26、等发达国家落后许多。但是在微机平台上开发MASTERCAM软件是一个全新的领域，我国与国外起点差不多，都是使用Visual C+, OpenGL等工具进行软件开发，在这基础上开发出先进的，符合本国用户习惯的MASTERCAM软件还是有可能的。MASTERCAM技术可以应用在许多领域，机械制造是最早也是最)泛应用MASTERCAM技术的领域。随着MASTERCAM技术的发展，建筑、电子、化工的领域也开始应用该技术，在这些新的应用领域中，国外软件的优势并不明显。所以，我国MASTERCAM软件在这些方面还是可以与发达国家竟争的，并且随着MASTERCAM技术应用的深入，越来越多的领域将会使用该技术

27、，所以，如果能够紧跟时代潮流，不断应用于新的领域，那么国产MASTERCAM软件还是很有前途的。 在国内近现代机械制造的大发展背景下，对于CAD/CAM的研究也较为深入。李波发现了基于Mastercam的制图基础上，提出一种应用Mastercam 的Function制图功能，图形数据化，设置好曲面或者曲线的方程式用以精度要求较高的绘图环境内。Master CAM的Fplot的绘图功能，使用方程式绘制图形，可以联合相应的图形要素，使用编写曲线方程式的方法，联动齿轮的齿形轮廓的渐开线，摆线等。制图人可以通过不同的方程式参数的设置来绘制不同的高精度模型，其在操作上简单化的程度可以让每一个新学者都能使

28、用。张征总结了鼠标曲面建模的的方法及其注意事项，面对鼠标曲面建模的特殊性、复杂性和加工难点，以mastercam来绘图，建立实体模型，自动生成恰当的刀具路径等内容进行了模拟研究，并得出相应的经验。冯乔生在对mastercam的应用研究中，认为在CAD/CAM的软件范围内mastercam的应用性，功能性非常强大。它的造型，铣削加工，车削加工，线切割即Design，Mill，Lathe，Wire四大模块组成的CAM与CAD模块在应用上实用能力突出，面对各类复杂型面都可以找到较为简易的方法处理。在CAD设计模块中，它的Design设计能力强大，它包含了2D3D，点、线、面、曲面和实体的多种多元素绘

29、图库可以模拟全特征化的画图能力和智能的图形优化能力。在CAM制造模块中能处理和协调多种类型的数控加工操作。mastercam软件将CAD设计部分和CAM制造部分集成于一个软件系统环境中，实现设计与制造的相互反馈和协调。得到零件绘图制图、刀具的走刀路径生成、机床加工模拟仿真、数控加工程序生成和数据转化传输，最终可使零件在真实的数控机床上进行想要的加工方式。焦恩璋在CAD/CAM 软件数控加工领域内重点研究工艺特点, 使用Master CAM 软件中的CAD模块对工件进行绘图建模, 来分析其加工工艺步骤, 然后选择恰当的工艺方法和实用的工艺路线,设定好各项准备参数。之后软件自动生成数控机床可接受的

30、编辑代码, 通过计算机仿真验证了加工的正确性。来完成机床模拟加工。 随着制造业的快速发展，在制造行业所采用的制造手段日益增多，传统的制造手段已不能满足产品研制开发、制造的需要，特别是一些复杂结构、带有各种空间角度和曲面的零件，普通的机械加工手段已不可能完成。20世纪40年代后期发展的一种自动化加工技术，在制造业广泛应用，为复杂零件的加工提供了较为完善的解决方案，这种加工技术就是数控加工技术，它综合了计算机、电机、电气传动、自动控制、测量、机械制造等多学科的内容。对于一个零件的加工，传统的力一法是用常规的工艺和普通的设备来完成的，现在可以用数控设备来完成全部加工过程。数控加工工艺有别于常规工艺，

31、以下将讨论到数控加工工艺所涉及的内容。研究内容 本课题是在MASTERCAM软件及数控机床的基础上，完成鼠标的模型绘制、虚拟加工以及实际加工三部分的研究内容。详述如下:的CAD模型 (1)线框模型: 线框模型是以物体的形状的轮廓、棱边或交线作为形状数据来描述物体的。圆柱圆锥等情况，除棱线以外没有多余的轮廓线的多面体形状，用线框模型就难以表达，即不清楚用怎样的棱线来形成侧面的，所以需要加入辅助线。线框模型在计算机内部数据存放结构简单，计算机处理速度快，但形状所带的信息不完整，所以无法得到剖面图，消除隐蔽线和两个形体间的交线，不能计算出物体的体积，重量，表面积，中心等。 (2)曲面模型: 曲面模型

32、是在二维物体线框模型的基础上加进面的信息，即把二围线框模型的物体表面定义成面。最简单的面是由多边形和圆形成的平面，其他有旋转面，球面，锥面以及负载的自由曲面。自由曲面是绘制复杂曲面的主要手段，在MASTERCAM中有:用边界表达的昆式曲面，用截面轮廓表达的举升曲面和直纹曲面、扫描曲面、牵引曲面及倒圆角面。不论哪种面都带有方向的信息，这些信息可以生成阴影线、截面轮廓线、相贯线等。曲面模型虽然边界得到了定义，但是每个面都是单独存储，并没有记录面与面之间的相邻拓扑关系，并没有表示实体在面的哪一侧的信息，即不明确边界包围的是实心体还是空洞。 (3)实体模型: 实体模型是在曲面模型的基础上，定义了曲面之

33、间的相互位置关系，实体就在面的哪一侧的信息。定义实体侧的方法主要有三种:一点指定法，线矢量指定法，包围面的线指定法。 实体造型的方法:CSG法和B-rep法。CSG法一结构实体造型表达法:使用立方体、圆柱体、圆锥体、四分之一圆柱体、倒圆角体等单一的基本实体进行和、差、残留共同部分的运算来表达复杂的形状。 B-rep法一实体边界表达法;用模型的面与面之间的边界来表达的意思，即空间实体可以定义有限面包围而成，每个面都是由有限条边界围成的封闭区域。 B-rep法比CSG法表达麻烦一些，但边界表达能看清楚表达出形体的面、边、点及其相互关系，目前大多数儿何造型系统都一种造型方法为主兼用另一种。 特征建模

34、:实体模型在集合造型上己经很完善了，它不仅仅是集合形状的描述，还能提供产品开发整个周期所需要的信息。集合模型还带上工艺设计中所需其他信息:如加工特征、材料、公差及表面粗糙度等，称为零件特征。特征造型将促进CADICAM一体化进程，实现工艺自动化。再零件设计时采用前述的具有某些功能和加工信息的形状特征进行组合、拼装，这样构建的模型称为特征模型。 此次课题的任务是鼠标的设计，所以实体建模的功能用的比较多。1.4.2 MASTERCAM的铣削加工 创建后的实体模型可以在CAM中生成精确的刀具路径。用户可以在图形界面中编辑刀具路径，观察刀具的运动过程，并进行加工模拟。生成的刀具路径，可以通过后置处理产

35、生用于特定数控机床的加工代码。目前，MASTERCAM是全球应用最普遍、最富竞争力的一流计算机辅助设计、辅助制造、辅助工程的一体化软件系统之一，是目前市场上功能最极致的产品设计工具。MASTERCAM软件的CAM模块向用户提供了当今世界上最好的CAM技术。利用它可针对任何加工任务生成优化而可用的加工路径，加工路径通过后置处理生成数控程序，将程序用于特定机床即可用来加工各类零件。MASTERCAlVI所支持的加工方法有平面铣、点位加工、线切割和薄片加工等。此外，其强大的后处理工具可实现与任何机床的接合，是一个高效的制造解决方案。利用已这一技术已成功应用于模具及零件的制造过程，为企业带来了极高的加

36、工质量和可观的经济效益。 MASTERCAM铣削加工的基本过程: (1)绘制产品设计图:利用MASTERCAMX9软件的一维或者三维绘图功能，绘制产品设计图。 (2)绘制曲面模型:依据产品设计图，利用MASTERCAM9软件的二维实体或曲面功能绘制产品曲面模型。 (3)由曲面模型生成凹凸模:依据产品曲面模型，结合材料特性(如收缩率)，利用MASTERCAMX9软件三维实体或曲面编辑功能产生凹凸模。 (4)规划凹凸模刀具路径:依据产品凹凸模，集合材料模具特性、世纪生产条件等因素规划凹凸模道具路径。 (5)加工力一式的选择: 加工刀具的选择。 定义刀具。 设定加工刀具参数 设定加工参数 设定工件参

37、数 生成道具路径 (6)实体加工模拟:依据生成四凸模加工刀具路径，利用MASTERCAMX9软件的实体加工模拟功能进行实体加工模拟，及时发现存在的问题并尽心改进。 (7)执行后处理生成NC程序:在检验实体切削模拟结果无误后，选择对应的后处理器将刀具路径转换成数控机床所能接受的NC代码，再利用DNC方式传送到CNC数控铣床或加工中心进行加工。3.鼠标的数控加工鼠标的实体MASTERCAM程序生成后，就可以在数控机床上进行数控加工了。加工时要注意零件的装夹、工件坐标系的建立、对刀等数控机床的操作方法。第二章 零件的设计鼠标的建模分析 MASTERCAM中的CAD模块包括了线框模型、曲面模型和实体模

38、型。由于设计的鼠标实体基本上是曲面造型，所以结合MASTERCAM的草图功能，主要运用实体模型功能。 在本次课题设计中，自由曲面设计是CAD模块的重要组成部分，也是体现CAD软件建模能力的重要标志。自由曲面特征与其它特征建模方法不同，生成的结构可能是片体，也可能是实体。实体可以看成是具有一定体积和厚度的片体，片体则可以看成是由一个或多个表面构成，厚度为0的几何体。它将会影响通过曲线网格、通过曲线、扫略、截面和直纹等曲面特征生成选项以及拉伸体和旋转体等特征生成选项。详细D=W=G图=纸：三 二 1爸 爸 五 四 0 六全 套 资 料 低 拾10快起 曲面特征设计的方法有很多种，主要有通过点、从极

39、点、由点云、直纹、通过曲线、通过曲线网格、扫描、截面、桥接等。鼠标的设计结构决定了鼠标上表面的曲面结构用到“通过曲线”选项，“通过曲线”选项可以通过同一方向上的一组曲线轮廓线生成一个实体或片体。这些曲线轮廓称为截面线串.“通过曲线网格”可以沿着两个不同方向的一组现有的曲线线串生成曲面。“扫描”可以将外形轮廓以预先描述的方式沿空间路径移动从而形成曲面轮廓，包括截面线串和引导线串。 鼠标的建模包括侧面曲面、顶面曲面两部分。其各部分的建模以下将给出具体的介绍。鼠标周围的曲面建模 打开MASTERCAM软件，新建一个文件，命名为Biyeshejishubiao1工作层设定:为了方便在作图中各图素的干扰

40、与影响，需要建立不同图层用以进行模型绘图设计，点击进入mastercamr,新建文件后点击界面右下方的“层面设置”。 如下图，1号图层设置为“线框模型层”，2号图层设置为“曲面模型层”，3号图层设置为“实体模型层”。建立成功后，先将一号图层即线框模型层设置为主层别。在作图过程中，分为三个层面进行建模。 第一图层的线型建模是进行曲面建模的必要基础阶段，建立好第一图层的线型建模后即可进行第二阶段的曲面建模。 第二图层的曲面建模为此次课题的重点研究内容，进行层别的设置时可以在进行曲面建模时不被线型建模所干扰。能使建模的工作更为顺利的完成。另外，单独生成的曲面建模层面的优点在与建立出的曲面可以更直观的

41、显示出来。 第三图层的实体建模的作用在于进行加工模拟时，实体的建模能够更好的使模拟方便的进行。图2-1 工作层别设置画圆弧：软件中的圆弧画法很多，极坐标画法的优势在于简单精确。所以采用极坐标画圆弧的方法画出三条圆弧。 1:极坐标画圆弧输入圆心坐标(80, 0) -输入半径135回车-输入起始角度135-输入终止角度225。点击对勾。用同样的方法画出上R210弧和下R210弧。数据如表2-2表2-2 在视图窗口为俯视图时的各项圆弧参数名称圆心坐标半径角度的设置圆弧180，0135135-225圆弧2-15，-18221045-135圆弧3-15，182210225-315得到如图2-3的图形图2

42、-3三条弧线的相交修剪3个相交圆弧:在菜单栏点击修剪-选择合适的修剪方式-修剪后图形如图2-4所示图2-4修剪后的图形 使用倒圆角的方法做出鼠标侧面的弧度，该弧度应使倒角较为圆润。在此设定三个倒圆角的半径分别为与R4。用于侧底面前方，R4的用于侧底面后方的2个倒圆角。 分别倒和2个R4的圆角 菜单选择倒圆角-选择对应的两条边-设置半径-进行倒圆角-点击“对勾”确认。倒2个R4圆弧的方法与倒圆弧相同。如图2-5所示图2-5倒圆角后的图形2图形向平移复制3D, I: 选择平移 选串联，用鼠标选取要平移的图素，按对勾。 选设定平移量0，0，35，弹出平移选择菜单。 选复制，平移次数为1,单击OK，显

43、示平移后的图形，如图2-6所图2-6平移复制后的曲线鼠标上盖的曲面建模 1画顶面曲面轮廓,从左向右分别画7个圆弧。 画第一个圆弧,绘图一圆弧极一坐标一圆心点输入圆心坐标0，-184，回车;输入半径200，回车。输入起始角度70，回车。输入终止角度110，回车。用同样的方法根据表2-7中的数据画其他6个圆弧，效果如图2-8所示。表2-7 轮廓线的数据深度Z圆弧圆心圆弧半径角度范围-560，-18420070-110-300，-518050-130-120，-488050-13000，-437650-130180，-154835-145360，-53330-150560，153360-120图2-

44、8 轮廓线的成型图侧面曲面和顶面曲面的建立图2-9直纹/举升曲面的建立画侧面曲面;单击层别选项，选择曲面模型层Create-SurfaceRuled绘图曲面直纹曲面。如图2-9选“Chain" 串连，选取第一条相连的曲线，再选取第二条相连的曲线，"Dong"执行，接受曲面定义。选项设定:公差:0.01 曲面类型:P。按执行，生成直纹曲面。图2-10顶面曲面的建立画顶面曲面:在菜单栏中选Loft举升曲面。1个1个的顺序选取7个圆弧，接着按“Done"【执行】。设定:Tolearnce公差:0.01 Type曲面类型:Pa按Done执行，生成举升曲面。如图2

45、-10所示。图2-11侧面曲面的建立顶面与侧面倒圆角面 顶面与侧面倒圆角面:按“BACKUP”退回绘制曲面菜单，选倒圆角面。选曲面/曲面，选取图上第一组曲面，按执行，选取图上第二组曲面，按执行，输入倒圆角半径2，回车。 设定:修剪确认曲面法向:侧面朝里，顶面朝下选项设定玄高误差倒圆角类型参数式;修剪面 删除两者图2-13所示。图2-12曲面与曲面倒圆角图2-13曲面建模完成的鼠标模型本章小结本章进行了鼠标曲面的建模，首先进行的线型建模是曲面建模的必要框架。线型建模所使用的方法依次为:设计鼠标底平面线框,利用三条弧线的交叉得到底面，修剪后得到底面线框。平移做好的线框，得到上下双线框。 另外，为得

46、到鼠标的上平面曲面，构造出7条曲线，进行举升曲面的建立可以得到鼠标曲面模型的顶面模型。侧面模型可以使用直纹曲面的方法得到。至此，鼠标曲面建模已经完成。下一章为鼠标的仿真加工。 在此次建模中也遇到一些问题，在进行举升曲面和直纹曲面建模时，选择线框时出现的方向选择，若是相关的线框没对应上，就会出现错误的曲面。所以在由线框建模转向曲面建模时线框的选择方向一定要根据曲面情况选择好。第三章 仿真加工仿真加工概述CAD/CAM软件的加工模块提供了强大的计算机辅助制造功能。由第二章中创建的CAD模型或其他CAD软件创建的实体模型，可在该软件的CAM功能中生成精确的刀具路径。用户可以在图形界面中编辑刀具路径，

47、观察刀具的运动过程并进行加工模拟。生成的刀具路径，可以通过后置处理产生用于特定数控机床的加工代码。 CAD/CAM由三维建模、刀具轨迹设计、刀具轨迹编辑修改、加工仿真、后置处理、数控编程模板等组成。加工编程可分为数控铣、数控车以及数控电火花线切割等，其中的数控铣是应用最)的一种加工方法，能够完成平面、型腔、曲面轮廓和螺纹等的加工。针对本课题的曲面加工，要选择合适的加工方法。(1)型腔铣(Cavity Mill)用于从毛坯上去除大量材料，因此在粗加工时，选择这种工步类型。型腔铣不用于精加工，如果要做精加工，可以选择高轮廓铣(Z-Level Profile)等精加工工步类型。(2)型腔铣以固定刀轴

48、快速而有效地粗加工平面或曲面类的几何体，曲面类几何体是指零件上有不规则形状的曲面。(3)型腔铣以平面切削层的方式去除材料，在每个切削层上刀轨都沿着零件的轮廓切削。(4)型腔铣的几何体可以是片体、线框和实体。其中，实体是最简单易用的，而线框和片体往往需要手工干预指定几何体的材料侧。(5) 鼠标的精加工则采用轮廓区域铣削(Contour-Area)方法。CAM加工基本流程(以铣削加工为例)一般分为以下几个步骤: 创建部件模型 根据部件模型制定加工工艺规程 设置加工环境 创建程序组 创建刀具组 创建几何体 创建方法 创建操作 生成刀路轨迹 验证刀路轨迹，生成车间文件 后置处理 生成NC文件仿真加工准

49、备工作1.软件部分 (1)零件工艺性分析。 (2)使用合理的加工策略:包括确定粗加工、半精加工、精加工、清根的走刀路径，切削余量的选择，走到和退刀方式的确定。 (3)数控程序的编制。 (4)切削参数的确定。2. 硬件部分 (1)机床的选择:选择合适的机床既能满足零件加土的外轮廓尺寸，又能满足零件的加工精度。 (2)刀具的选择:选择合适的刀具要求所选的刀具一定要满足软件部分提出的所有要求，它和切削参数一样，影响零件的加工效率和刀具消耗的成本。在生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀;对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀等。针对本课题，在自由曲面加工时，由于球头刀具

50、的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般取的很密，故球头铣刀常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选用平头刀。 (3)工装的选择:在满足零件的加工前提下，夹具越简单越好。工装夹具要使零件装夹牢固、准确、不易使零件变形，不影响连续走刀。 (4)划分加工阶段:对加工质量要求较高的零件，其加工过程一般划分3个阶段，即粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。 a)粗加工阶段:粗加工的主要任务有两个方面，一方面是以最快速度切除大部分的加工余量，减少工件的内应力，为精加工阶段做好准备;另一方

51、面可及时发现毛坯的缺陷。 b)半精加工阶段:半精加工一般女排在粗加工和热处理之间，或热处理与精加工之间，对毛坯余量大的工件，在精加工之前也可以安排半精加工，以保证零件的加工质量。c)精加工阶段:精加工后的零件已基本上达到了零件设计图纸规定的尺寸，若零件表面的精度要求较高，则需要进行精细的光整加工，此时在精加工时应放些余量。加工准备 (1)建立工件坐标系或加工坐标系 加工工件使工件必须夹紧在机床上，固定工件，保证工件坐标系坐标轴平行于机床坐标系坐标轴，因此在坐标轴上产生机床零点与工件零点的坐标值偏移量，该值作为可设定的零点偏移量输入到给定的数据区。当MASTERCAM数控程序运行时，此值就可以用

52、一个编程的指令例如G54选择。 (2)对刀 在回参考点之后，机床的所有坐标均以机床零点为基准，而工件的加工程序则以工件零点为基准，这之间的差值就可以作为设定的零点偏移量输入。所以必须确定刀具和零件的相对位置即加工坐标系和机床坐标系之间的关系，因为必须通过机床参考点和机床坐标系之间的关系建立才能描述刀具的运动轨迹。 (3)数控程序的导入 将数控程序输入到数控系统的方法有两种，一种是通过操作面板上的按钮直接将数控程序手工输入到数控系统中，另一种是通过设备控制系统RS232接口与数控机床联结以传送程序 (4)数控加工前检查 在数控加工执行前，有效防止错误发生的措施是重新检查零件、夹具、加工坐标系、刀

53、具等方面的内容，具体包括: a)数控系统是否回到机床坐标系零点或满足加工要求; b)数控程序单的内容和要求; c)刀具是否和数控程序要求一致; d毛坯状态是否满足数控加工的要求; e)零件定位基准的可靠性，定位面是否稳定、准确、方便; f)装夹是否稳定; g)装夹误差、定位误差是否影响数控程序执行;h)零件的刚性是否影响零件的加工精度要求。3.与进给有关参数的确定,在加工复杂表面的自动编程中，有五种进给速度须设定，它们是： (1)快速走刀速度（空刀进给速度） 为节省非切削加工时间，一般选为机床允许的最大进给速度，即G00速度。 (2)下刀速度（接近工件表面进给速度） 为使刀具安全可靠的接近工件

54、，而不损坏机床、刀具和工件，下刀速度不能太高，要小于或等于切削进给速度。对软材料一般为200mm/min；对钢类或铸铁类一般为50mm/min。 (3)切削进给速度F 切削进给速度应根据所采用机床的性能、刀具材料和尺寸、被加工材料的切削加工性能和加工余量的大小来综合的确定。 一般原则是：工件表面的加工余量大，切削进给速度低；反之相反。 切削进给速度可由机床操作者根据被加工工件表面的具体情况进行手工调整，以获得最佳切削状态。切削进给速度不能超过按逼近误差和插补周期计算所允许的进给速度。鼠标模仿真加工过程工艺分析 假定条件:毛坯为己经加工过的方块铝料:112mm*58mm*40mm 注:零件外形尺寸:110mm*56mm*33mm 刀具选用:由于材料软，常选用高速钢铣刀，允许切削速度很高，且数控铣床必定配备高速钢铣刀，所以选用高速钢铣刀。铣削四周及顶面选用D16立铣刀，顶面精加工选用D12球头刀。切削用量设定:铝合金允许切学速度为180m-360m/min,取V=180m/min。粗加工V=180m/mini*70%=128m/min; D12和D16的每齿切削量取Sz=0.1 mm/齿，精加工 Sz=0. 05mm/齿。当选用D16立铣刀时:N=1000V/n D=1500r/min F =2Sz*N=30