全数控功能的YZ-124型数控铣床毕业设计范文

1、江苏城市职业技术学院毕 业 论 文课题名称 姓 名 学 号 专 业 班 级 指导老师 2021年 月目 录前言- 2摘要- 3绪论- 51.1 Mastercam软件的简介- 5本论文研究的目的及意义- 6 第二章 Mastercam软件在机械行业中的地位及应用- 72.1塑料成型模的开展- 7 Mastercam软件在机械行业中的应用- 8 第三章 旋钮模型加工的工艺分析- 10 塑料及其分类 - 10- 10- 12 3.4旋钮外壳注塑成型及其存在的主要问题- 13 3.5电火花成型机加工旋钮型腔- 15 第四章 Mastercam构图的方法- 17 常用的实体建模法- 17 第五章 用M

2、astercam绘制旋钮的外形- 18 - 18第六章 Mastercam刀具库设定方法- 21- 21 - 24第七章 Mastercam刀具轨迹仿真- 28- 28- 30 第八章 Mastercam程序的后置处理- 32 - 32后处理文件编辑的一般规那么- 34机床参数的定义- 348.4结论- 34第九章 Mastercam程序- 35 毕业设计总结- 39 参考文献- 41 目录中的行距自己调，尽量使目录在一页中摘 要随着市场开展的需要，对数控机床的要求越来越高，尤其是对小而轻巧、精度高的数控机床。因此本次毕业设计结合实习单位扬州力创的ZK7040型数控铣床，设计YZ-124型办公

3、室用经济适用型数控铣床。结合在校所学机械专业知识，在工厂相关工程师与毕业设计指导老师的指导下自己动手设计了一款整体结构紧凑、轻小、易于移动、经济、实用，具有全数控功能的YZ-124型数控铣床，限于毕业设计时间较紧，本次设计先行完成机械部份、电气接口部份及进给电机与主轴电机的选型。在本课题中我承当了其中Y轴及床身局部的设计，包括：滚珠丝杠、滚动直线导轨副、外壳、脚轮等。Y轴采用步进电机通过同步带与滚珠丝杠相连，以实现Y轴方向的进给运动。床身安装在底座上，床身的后半部用来连接立柱，前半部的滑鞍沿Y轴方向移动。导轨设有防护罩用来防止灰尘。Y向的移动是由步进电机通过同步带带动滚珠丝杠副旋转，继而驱开工

4、作台而实现的。为了提高滚珠丝杠的轴向刚性，滚珠丝杠副、丝杠螺母和丝杠之间均应施加预紧力，保证传动精度。滑轨采用4列圆弧接触及45接触角钢珠，具有较高的导向精度、良好的刚性及耐磨性。关键词： CAD/CAM；MasterCAM；塑料；注塑模。第一章 绪论Mastercam 软件的简介Mastrcam是美国专业从事计算机数控程序设计专业化的公司CNC SoftwareINC研制出来的一套计算机辅助制造系统软件。它将CAD和CAM这两大功能综合在一起，是我国目前十分流行的CAD/CAM系统软件。它有以下特点：Mastrcam除了可产生NC程序外，本身也是具有CAD功能2D、3D图形设计、尺寸标注、图

5、形阴影处理等功能可直接在系统上制图并转换成NC加工程序，也可将用其他绘图软件绘好的图形，经由一些标准的或特定的转换文件如DXF文件CADL文件及IGES文件等转换到Mastrcam中，再生成数控加工程序。 Mastrcam能预先依据使用者的定义的刀具、进给率、转速等，模拟刀具路径和计算加工时间，也可以从NC加工程序NC代码转换成刀具路径图。 Mastrcam是一套一图形驱动的软件，应用广泛，操作方便，而且它能同时提供适合目前国际上通用的各种数控系统的后置处理程序NC代码。如FANUC、MELADS、AGIE、HITACHI等数控系统。 Mastrcam系统设有刀具库及材料库，能根据被加工工件材

6、料及刀具规 格尺寸自动确定进给率、转速等加工参数。 Mastercam具有方便直观的几何造型 ，并提供了设计零件外形所需的理想环境，其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件，而且具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。 Mastercam提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件加工的效率和质量。Mastercam还具有丰富的曲面精加工功能，可以从中选择最好的方法，加工最复杂的零件。Mastercam的多轴加工功能，为零件的加工提供了更多的灵活性。Mastercam拥有车削、铣削、钻削、线切割等多种加工模块，允许用通过观察刀具运动来图形化地编辑和修改刀具路径。另外，软件提供多种图形文件

7、接口，包括DXF、IGES、STL、STA、ASCII等。本论文研究的目的及意义MasterCAM是当今广泛使用的CAD/CAM软件，通过对CAD/CAM技术的开展，极大地改变了人们的设计手段和方法，更为重要的是CAD/CAM技术的广泛应用显著提高了设计的效率和质量，大大地降低了设计师的劳动强度，特别是三维CAD/CAM技术的日益广泛应用使其表达得更为明显。实践证明，基于MasterCAM的产品结构设计和模具设计，不仅可以缩短研发周期，还可以进行应力分析、运动仿真和模拟填充，从而优化产品及模具结构，为产品的最终加工奠定了坚实的根底。第二章 Mastercam软件在机械行业中的地位及应用在社会主

8、义市场经济条件下，面对剧烈的市场竞争，塑料制品厂家要想使产品赢得顾客，抢占市场，首先必须缩短产品开发周期。因此，如何快速生产塑料零件，成为人们关注的课题。 所谓快速生产注射零件就是要设法缩短注射零件的成型周期，这包括从零件设计、模具设计、模具制造到注射成型的整个过程。因此必须对整个生产过程进行综合考虑，并采取可行的措施去加以实施。要到达快速生产注射零件的目的，可以充分使用电脑来进行辅助设计，以缩短产品开发及模具设计与制造的周期。在产品开发中，要缩短开发周期，就要尽可能地节省时间及工作量，在这个过程中关键就是要采用电脑辅助设计(CAD/CAM)，并行工程及高速数据传输。应用电脑辅助设计，使用CA

9、D/CAM，不但可以节省时间，而且可以提高准确度。在绘图中常常发生的错误在应用CAD/CAM后会很少发生，很多重复性的工作均可被简化，因此可以省工省时。特别是对于结构复杂的制品，CAD的优越性更为明显。使用CAD/CAM最好采用三维(3D)软件。因为使用3D软件比任何2D软件进行设计都快得多。它能将立体模型放大或缩小，加剖面线旋转或在任何位置取剖面，并可同时进行各配合件的设计工作，同时还能立即知道所设计的任何零件的体积，从而在设计初期便能精确地估算材料费用。目前，世界上应用最多的3D软件就是MasterCAM。 使用软件进行辅助设计，也可以使产品开发、模具设计、模具制造、零件测试等各个部门同步

10、进行工作。在使用CAD/CAM开发的时候，可以建立制造系统中的共用电子数据库，工程资料及更新的信息可以通过电脑系统及时与其它有关部门共享，因此每组工作人员都可同时取得最新的资料。如有任何修改，也可随时通知有关人员。讨论和决定都可以通过电脑系统在相互沟通的情况下进行。这种并行合作的方式使各部门能及时行动，有关人员可根据预先发放的工程资料，准备下一阶段的工作，使产品设计、模具设计、模具制造同步进行，节省了很多时间。2.2 Mastercam软件在机械行业中的应用MasterCAM是一种能在计算机上进行自动编程、并能动态模拟加工轨迹、与数控机床有良好数据接口的美国CNCsoftware公司研制的基于

11、PC平台的MasterCAM辅助设计与辅助制造软件。作为一个CADCAM集成软件，MasterCAM系统包括有设计(CAD)和加工(CAM)两大局部。其中设计(CAD)局部主要由Design设计模块来实现，它具有完整的曲线曲面功能，不仅可以设计和编辑二维、三维空间曲线，还可以生成方程曲线；采用曲线曲面、参数设计等数学模型，可以以多种方法生成曲面，并具有丰富的曲面编辑功能。加工(CAM)局部主要由铣削、车削和电火花三大模块来实现，并且各个模块本身都包含有完整的设计(CAD)系统，其中铣削模块可以用来生成铣削加工刀具路径，并可进行外形铣削、型腔加工、钻孔加工、平面加工、曲面加工以及多轴加工等的模拟

12、；车削模块可以用来生成车削加工刀具路径，并可进行粗精车、切槽以及车螺纹的加工模拟；电火花模块用来生成线切割激光加工路径，从而能高效地编制出任何线切割加工程序，可进行2-4轴上下异形加工模拟，并支持各种CNC控制器。 在本次设计中，我们利用MasterCAM系统，我们做了如下工作:一 、利 用 MasterCAM进行手工编程，并进行程序校验 数 控 程序的手工编制是计算机自动数控编程的墓础，应用计算机进行数控加工自动编程最终也还要经过后置处理转换成NC程序代码。在MasterCAM系统中只要将NC代码输入该系统，通过加工轨迹校验,NC程序的结果就非常直观地仿真出来了。二 、设 置 工艺参数，定义

13、零件加工工艺利用 MasterCAM系统中的CAD绘图建模功能绘制生成三维零件模型，或利用该系统提供的数据接口将在其它CAD系统中做好的零件模型数据读人，然后综合运用所学过的如?机械制造加工工艺?、?机械设计根底?等课程的相关知识，选择适宜的加工工艺方法，安排零件的加工工序，确定粗加工、精加工所对应的不同加工外表的刀具、切削用量、进退刀路径、主轴转速等参数后，该系统便自动计算出机加工余量，并动态显示出和粗加工、精加工所对应的不同加工外表的刀位轨迹和机床代码，省去了人为编制NC程序的烦恼。这一过程将数控编程、制造工艺、刀具、数控机床、数控加工等课程有机地结合起来，在数控技术课程中到达了融汇贯穿，

14、并在计算机上变得生动、形象起来。三 、利用MasterCAM 系统，对计算机计算的刀具轨迹进行模拟仿真 MasterCAM特有的模拟仿真功能，可以进行三维真实感动态仿真加工，省时间、省材料、省设备投人。在仿真过程中，刀具沿着所定义的加工轨迹进行动态加工，我们可以直观地掌握数控加工的过程，判断刀具轨迹的连续性、合理性，是否存在刀具干预、空走刀撞刀等情况，刀位计算机是否正确，从而加深了对加工工艺的理解和对刀具轨迹的认识。四 、利 用 MasterCAM 系统将刀具轨迹转换成数控加工程序，通过计算机机床接口传送，并控制数控机床进行实际加工第三章 旋钮模型的工艺分析及其分类塑料Plastics：具有塑

15、性行为的材料，所谓塑性是指受外力作用时，发生形变，外力取消后，仍能保持受力时的状态。塑料的弹性模量介于橡胶和纤维之间，受力能发生一定形变。软塑料接近橡胶，硬塑料接近纤维。根据名种塑料不同的使用特性，通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。通用塑料 一般是指产量大、用途广、成型性好、价格廉价的塑料。通用塑料有五大品种，即聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯及ABS。它们都是热塑性塑料。 工程塑料 一般指能承受一定外力作用，具有良好的机械性能和耐高、低温性能，尺寸稳定性较好，可以用作工程结构的塑料，如聚酰胺、聚砜等。 在工程塑料中又将其分为通用工程塑料和特种工程塑料两大类。 通用工程塑料

16、包括：聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、热塑性聚酯、超高分子量聚乙烯、甲基戊烯聚合物、乙烯醇共聚物等。 特种工程塑料又有交联型的非交联型之分。交联型的有：聚氨基双马来酰胺、聚三嗪、交联聚酰亚胺、耐热环氧树指等。非交联型的有：聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮PEEK等。 特种塑料 一般是指具有特种功能，可用于航空、航天等特殊应用领域的塑料。如氟塑料和有机硅具有突出的耐高温、自润滑等特殊功用，增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性等特殊性能，这些塑料都属于特种塑料的范畴。 a.强塑料:增强塑料原料在外形上可分为粒状如钙塑增强塑料、纤维状如玻璃纤维或玻璃布增强塑料、片状如云母增强塑料三

17、种。按材质可分为布基增强塑料如碎布增强或石棉增强塑料、无机矿物填充塑料如石英或云母填充塑料、纤维增强塑料如碳纤维增强塑料三种。 b.泡沫塑料:泡沫塑料可以分为硬质、半硬质和软质泡沫塑料三种。硬质泡沫塑料没有柔韧性，压缩硬度很大，只有到达一定应力值才产生变形，应力解除后不能恢复原状；软质泡沫塑料富有柔韧性，压缩硬度很小，很容易变形，应力解除后能恢复原状，剩余变形较小；半硬质泡沫塑料的柔韧性和其他性能介于硬质他软质泡沫塑料之间。而制作旋钮的材料一般选用通用塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯及ABS等，这些都属于热塑性塑料，它们产量大、用途广、成型性好、价格廉价。 旋钮的材料 要求形状和尺寸

18、稳定、美观，一般可采用高冲击强度聚苯乙烯、ABS、聚丙烯等。下面就以ABS做为简介如下：ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS Acrylonitrile-Butadiene-Styrene汽车仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等电冰箱，大强度工具头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等， 机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。枯燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行枯燥处理。建议枯燥条件为8090C下最少枯燥2小时。材料湿度应保证小于0.1%。熔化温度：210280C；建议温度：245C。模具温度：2570C。模具温度将影响塑件光洁度，温度较低那么导

19、致光洁度较低。注射压力：5001000bar。注射速度：中高速度。 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同质量的ABS材料。这些不同质量的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁

20、度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。3.2.2旋钮选材的注意点我们通常所用的塑料并不是一种纯物质，它是由许多材料配制而成的。塑料的成型工艺性能有:收缩性、流动性、结晶性、吸湿性、热敏性、应力开裂、熔体魄裂、比容和压缩率、固化速度。但制作旋钮时，我们应考虑其中的收缩性、流动性、结晶性、吸湿性即可。收缩性：成型加工中所得的塑料制品，其尺寸总是小于常温下的模具成型尺寸，这种性质称为塑料的收缩性。成型前对塑料进行预热，降低成型温度，提高注射压力，延长保压时间，能有效的减小收缩率。收缩率是影响塑料制品尺寸精度的重要因素之一。流动性：

21、是指成型加工时塑料熔体在一定的温度和压力作用下充满模腔各个局部的能力。ABS的流动性属于中等。结晶性：局部塑料在冷却固化过程中，树脂分子能够有规那么的排列，形成一定的晶相结构，这种现象称为塑料的结晶性。无结晶现象的称为无定形塑料，无定形塑料为透明的，但也有例外情况，ABS为定形塑料，但并不透明。吸湿性：是指塑料吸附水分的倾向。ABS的吸湿性较高，如果在成型前吸附过多的水分，这些水分在成型时会在设备的料筒内挥发成气体，或使塑料发生水解，导致树脂起泡，熔体黏度下降，从而显著降低制品的外观质量和力学性能。应此，这些塑料在成型加工前必须进行枯燥处理。 注塑模的设计原那么注塑模的设计原那么一般包括如下：

22、单方向的流动设计原那么 是保证在填充过程中，塑料应该在一个方向上流动 ,并且保持一个直的流动前沿。这导致单方向定位的产生。平衡的流动所有的流动路径应该是平衡的那就是,在相同时间以相同压力进行充填。压力梯度 最有效率的填充方式是压力梯度 (压力降低对单位长度) 沿着流动路径是固定的时候。最大剪应力 剪应力在填充的时候应该是小于材料临界的最大剪切应力，数值依赖于材料和应用。熔接/融合位置 在最不敏感部位放置熔接和融合线。防止滞留 仅可能防止在流体流动路径分为厚的和薄流动路径那里设置浇口。防止潜流 通过浇口的设置防止潜流保证流体在最后充填区相遇。磨擦加热 为控制的磨擦加热设计流道, 增加型腔熔体温度

23、，这将在产品中获得较低的应力,而不不引起塑料的降解因塑料长期处于较高的温度。流道热阀 利用热阀设计流道系统, 保证浇口冻结时型腔刚好充填完毕和已充分保压这防止在模具充填完毕后过保压或产生倒流。流道/型腔比 为高压力降设计流道系统, 使流道材料最小获得一个低比率的流道/型腔设计。在通常的模具设计过程中，应遵循根本的设计原那么，保证设计模具的合理性，而这些原那么对注塑CAE分析结果的研究提供的分析 3.4旋钮外壳注塑成型及其存在的主要问题精密注塑成型是与常规注塑成型相对而言，指成型制品的外表质量、重量重复精度和尺寸重复精度等指标要求很高，使用通用的注塑机和常规注射成型工艺难以到达要求。在精密成型技

24、术中，要严格选择成型材料，精心设计模具，选用精密注塑机以及按照精密注塑工艺进行操作是精密注塑成型的主要内容。3.4.1白化白化现象最主要发生在ABS树脂制品的推出局部。脱模效果不佳是其主要原因。可采用降低注射压力，加大脱模斜度，增加推杆的数量或面积，减小模具外表粗糙度值等方法改善，当然，喷脱模剂也是一种方法，但应注意不要对后续工序，如烫印、涂装等产生不良影响3.4.2翘曲、变形注射制品的翘曲、变形是很棘手的问题。主要应从模具设计方面着手解决，而成型条件的调整效果那么是很有限的。翘曲、变形的原因及解决方法可参照以下各项：1由成型条件引起剩余应力造成变形时，可通过降低注射压力、提高模具并使模具温度

25、均匀及提高树脂温度或采用退火方法予以消除应力。 2脱模不良引起应力变形时，可通过增加推杆数量或面积、设置脱模斜度等方法加以解决。 3由于冷却方法不适宜，使冷却不均匀或冷却时间缺乏时，可调整冷却方法及延长冷却时间等。例如，可尽可能地在贴近变形的地方设置冷却回路。4对于成型收缩所引起的变形，就必须修正模具的设计了。其中，最重要的是应注意使制品壁厚一致。有时，在不得已的情况下，只好通过测量制品的变形，按相反的方向修整模具，加以校正。收缩率较大的树脂，般是结晶性树脂如聚甲醛、尼龙、聚丙烯、聚乙烯及PET树脂等比非结晶性树脂如PMMA树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS树脂及AS树脂等的变形大。另外，由于玻

26、璃纤维增强树脂具有纤维配向性，变形也大。3.4.3充填缺乏 充填缺乏的主要原因有以下几个方面：i. 树脂容量缺乏。 ii. 型腔内加压缺乏。 iii. 树脂流动性缺乏。 iv. 排气效果不好。作为改善措施，主要可以从以下几个方面入手：1加长注射时间，防止由于成型周期过短，造成浇口固化前树脂逆流而难于充满型腔。 2提高注射速度。3提高模具温度。 4提高树脂温度。 5提高注射压力。 6扩大浇口尺寸。一般浇口的高度应等于制品壁厚的12l3。 7浇口设置在制品壁厚最大处。 8设置排气槽平均深度003mm、宽度3smm或排气杆。对于较小工件更为重要。9在螺杆与注射喷嘴之间留有一定的约smm缓冲距离。 1

27、0选用低粘度等级的材料。11参加润滑剂。3.4.4消除模具的内应力在模具零件切削加工时，由于加工的刀具、电极、切割丝、冷热变化、紧固工具对材料的施力等，被加工的材料内部在不断的积聚由此产生的内应力；同时，内应力在不断积聚下企图释放。当积聚的内应力到达相当程度，克服了材料的刚性，改变了被加工件的形状，产生了变形。首先，要在.html t _blank 加工中心工作3-4小时以后对模具零件进行精加工，效果会更好。其次，要解决在所有加工过程中因内应力使模具零件变形的问题，使加工过程中的变形控制到最小。 被加工的材料在切削过程中积聚内应力是必然的，那么内应力要造成模具零件变形也是必然的。通过查找资料得

28、知，在模具零件内积聚内应力最多的，是打深孔、磨加工、粗加工和电加工阶段，以及焊接加工阶段。因此克服模具零件中内因力造成的变形。不外两种途径：消除内应力和机械再加工或两者相结合。 消除内应力一般是采取热处理的方法，即我们通常所说的“消应处理。一般钢质零件进炉后，6-12小时内逐步升温至590左右，保温2-6小时视工件大小及厚薄，还要根据当时当地季节温度，然后随炉冷却。这个过程一般需要24-48小时。一般铝质零件进炉后，6小时内逐步升温至290左右，保温2-4小时视工件大小及厚薄，还要根据当时当地季节温度，然后随炉冷却。这个过程一般需要24小时。在机械加工时，尤其是粗加工时，紧固工具的受力一定要均

29、匀，一般采用多遍、对角紧固，紧松紧的方法。我们一般习惯的加工方法是认定一个基准面，加工过程中从头至尾不变，以它为基准来加工其他部位。其实，由于加工时内应力的积聚造成的变形，这个基准面也在变形。而基准面的变形，会造成其余形状产生许多变化。在装配时通过修整，又产生许多变化，这些累积起来，就影响了模具的品质和寿命。为了使制造的模具性能到达设计要求的状态，我们应该解决在加工过程中克服内应力造成的变形这个模具制造过程中的常见病。 解决这个问题的方法是：在粗加工时，选择几个不同方向的面作为自我检测三维变形程度的观测面。如果没有现成的，可以附加，待精加工时再切除。附加的观测面不能太小，太小了观测起来不准确。

30、原那么是：能大那么大，易切除。3.5电火花成型机加工旋钮型腔 电火花是一种自激放电，其特点如下： 火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压，当两电极接近时，其间介质被击穿后，随即发生火花放电。伴随击穿过程，两电极间的电阻急剧变小，两极之间的电压也随之急剧变低。火花通道必须在维持暂短的时间通常为10-7-10-3s后及时熄灭，才可保持火花放电的“冷极特性即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深，使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用，可使电极局部被腐蚀。 利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法，叫电火花加工。 电火花加工是在较低的电压范围内，在液体介质中的火花放电。电火花加工原理是

31、基于工具和工件正、负电极之间脉冲性火花放电时的电腐现象来蚀除多余的金属，以到达对零件发尺寸、形状及外表质量预定的加工要求。 要形成注塑型腔，我选择的方案是首先采用Master cam软件进行造型后自动生成程序，在加工中心上进行加工，再用电火花成型机进行加工注塑型腔。设计的重点放在了Master cam软件的应用和零件加工程序的设计上。第四章 Mastercam构图的方法4.1 常用的实体建模法 实体建模常用的方法有E挤出、R旋转、W扫掠、O举升、F倒圆角、C倒角、S薄壳、B布林运算、M实体管理员等。其中E挤出和R旋转里又有C串连、W窗选、E区域、S单体、N区段、T单点、L选择上次、U回复选取、

32、D执行等功能，W扫掠中除此之外还有O选项、P局部串连的功能。O举升具有C串连、W窗选、E区域、S单体、N区段、T单点、Y对应因素、L选择上次、U回复选取、D执行功能。F倒圆角有B从反面、E实体边界、F实体面、S实体主体、V验证、L选上一次、D执行。 C倒角有1单一距离、2不同距离、A距离/角度功能。S薄壳有B从反面、F实体面、S实体主体、V验证、L选上一次、D执行功能。B布林运算有A结合R切割C交集功能。4.2 交角的处理对于三个面相交的角部处理是经常碰到的构面难题，对于这种情况，一般常用的方法有三种：倒固定圆角、倒变、R圆角。一般不用BEND连接方法。要注意的是要在大R角上倒小R角，不要在小

33、R角倒大R角三面倒圆面的交面处理，先找出倒角面的边界线，再找出边界线的交点，将它连成线，然后修剪相交面，类似另外两个面。最后找出边界作成昆氏面。4.3 曲面修剪曲面的修剪是构建立体图的另一个难题，象倒圆角时常常修剪不好，有几条技巧：1、不要用面修剪曲面，而必用曲线，象倒圆角时找出圆角面的边界线，用边界线去修剪。2、修剪面的曲面线要大于面,而且曲线不要刚好在面的边界上。3、选择合理的构图面，变换不同的构图面修剪。 4、将允许的误差改大一些。5、有时要反复多试一试，看能不能剪掉。 6、将曲线近似转换成直线圆弧，有时也可以修剪，MasterCAM修剪的功能是比拟差的，但是反复试，多用用种方法，耐心点

34、也是可以修剪的。用Mastercam绘制旋钮外形旋钮零件图如下： 旋钮零件图模型步骤如下：在视图Top平面内绘制好中心线F9，运用MasterCAM中的绘图“Creat几何实体的创立命令中的“P多边形画出旋钮的底座，再用“实体中的“E挤出后“串连，再选择目标后按“执行，后进行拉伸。 绘图直线水平线过原点输入27返回主菜单圆弧点半径圆R=78过端点过原点画垂直线与圆交于一点圆弧点半径圆R=78，圆心为直线与圆2的交点过原点画垂直线四等分点与圆2交与一点进行剪切修整修剪延伸单一物体进行剪切。实体旋转串联选择目标执行选择中心点执行，效果如图5.2。绘图直线水平线两条18.5和-18.5画圆与垂线相切

35、。然后修整导圆角，选择目标，保存所需的图形。如图5.3。再实体挤出串连选择目标执行。如图5.4。最后对整个图形进行倒角的处理，处理后的图形如图5.5。Mastercam刀具库设定方法Mastercam各种加工方式的加工参数，包括切削参数的实现都是以对话框形式设置的，使用时只需填写即可。MasterCAM铣削中提供公制、英制两类共6个刀具库，根本刀具在刀具库中都有收录，设置加工参数时，调用刀具库中刀具后切削参数即自动输入到对话框中。但是实际使用中我们发现提供的刀具几何参数各轴进给率、提刀速度、主轴转速等切削参数，并不符合车间现有刀具的实际情况,同时它也不能反映车间刀具库中刀具拥有的根本情况，在使

36、用时必须对每一个工程进行设置。下面就MasterCAM铣削刀具库的建立方法加以探讨，以建立适合车间使用的刀具库。建立铣削刀具库的结构及设置规定刀具库由刀具库规定说明以及假设干个单独的刀具描述段组合而成，每个描述段又由9行组成，对刀具作具体说明，单个刀具描述段之间由一个空描述段隔开。下面分别对各行进行详细说明。1刀具库的注释说明注释说明的每行以开头，后接说明语句，包括刀具库的建立日期，设置方法，各参数意义等。如#刀具库格式MonJan1414:51:192002。2刀具描述段的组成刀具描述段共由9行组成。第1行以TOOL开始，说明刀具定义开始，行号必须标出，而且后跟“，两者中间以空格隔开，结果为

37、：1TOOL，以下各行规定和本行相同。第2行说明刀具材料，系统规定各数字代表材料为：1HSS,2CARBIDE,3COATEDCAR,4CERAMIC,5BORZON,10UNKNOWN，设置时应用数字代表填入。第3行为对刀具进行注解。第4行指定刀具名称。第5行指定刀具制造厂。第6行指定刀具夹头。第7行指定刀具各项参数。按照刀具号码、刀具型式、半径型式、直径、刀角半径、螺纹头数、刀尖角度、半径补正、刀长补正、XY进给率、Z轴进给率、提刀速率、主轴转速、冷却液、刃数顺序指定各个刀具的各项参数，各参数之间以空格隔开，0可以不带小数点。第8行指定刀具钻孔、铣削属性。钻孔属性包括以下内容：循环类型,首

38、次下刀深度,其余下刀深度,平安间隙,切削回缩量,暂留时间,肩部角度,螺纹小径,镗孔偏移量。铣削属性包括以下内容：适用切削形态粗加工、精加工或者两者都可以，粗加工步距以刀具直径的百分率指定,粗加工步距,精加工步距,精加工步距,刀尖角度,刀具根圆直径 (螺纹铣刀)，刀尖角度。第9行指定夹头以及刀具几何参数，刀端中心孔直径,切刃长,刀长,刃长,刀柄直径,夹头直径，夹头长度,主轴旋转方向,转速线速度,每刃切削量,计量方法。必须注意，所有的刀具设定必须包含9行以及“TOOL标头，如果不标定那么必须以空格代替内容。铣削刀具库的设置方法 1根本刀具库的建立在milltools目录下系统已经建立起各常用刀具的

39、根本图形，我们可以利用它建立根本刀具库。1用记事本建立一文本文件*.TXT，按规定格式将刀具参数参加文件中，将文件存入C:Mcam8milltools目录下，文件名的命名规那么按照通常规定，如slider.txt。2运行Mill9，在主菜单中单击“NC管理“定义刀具“资料库，在出现的刀具管理对话框中单击右键，在快捷菜单中单击“由文字产生刀具库，翻开读取对话框，指定你产生的文本文件slider.txt后，按确定，出现指定保存的刀具库的路径对话框，命名slider确定即可。3将slider.txt和slider.tl8保存到C:Mcam8MillTools目录下假设软件安装在C:Mcam8目录下。

40、4使用时调用刀具库。 2自定义刀具的建立 1绘制刀具的半剖图存至C:MCAM8MILLTOOLS目录中，绘图时x方向半径的长度按照1mm绘制。2在主菜单中单击“NC管理“定义刀具“当前，翻开刀具管理对话框，右键点击快捷菜单中“建立新刀具，翻开定义刀具框，指定直径。3点击刀具类型标签中自定义按钮。4点击“参数标签中的“选择按钮，选择前面保存的刀具后保存。5如果要保存至刀具库，选择“savetolibrary。3使用效果 实际加工时可根据车间现有刀具进行切削方式的选用，杜绝了NC程序的不适用性，在进行刀具路径的参数设置时，刀具局部的参数已经不用在重 新定义，减少刀具参数的设置了时间。 开展及其选择

41、MasterCAM软件包提供自动编程功能，该软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，比方，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工。因此，数控铣床的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的比照，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的根本原那么，在编程时充分考虑数控加工的特点。刀具材料的重要作用及其开展过程刀具材料的开展与人类社会生活、生产的开展，有着极为密切的关系。对于古人类，“刀和“火的认识和应用，是两项最伟大的创造，是人类登上历史舞台的重要标志刀具材料的改良推动着

42、人类社会文化和物质文明的开展。在传统的机械加工中，刀具材料、刀具结构和刀具几何形状是决定刀具切削性能的三大要求，其中刀具材料起着关键作用。在计算机集成先进制造系统出现后，在刀具使用中还应考虑“刀具系统问题。近年来，各种难加工材料的出现和应用，先进制造系统、高速切削和超高速切削、精密加工和超精密加工、“绿色制造和“洁净制造的开展与付诸实用，都对刀具特别是对刀具材料提出了更高、更新的要求。随着生产水平的提高，高速钢刀具已不能满足高效率加工、高质量加工以及难加工材料切削的要求。20世纪20年代到30年代，人们创造了钨钴类和钨钛钴类硬质合金，其常温硬度达89-93HRA,能承受800-900以上的高温

43、，切削速度可以是高速钢刀具的4-5倍以上，因而被迅速推广应用。在第二次世界大战期间，由于兵工生产的需要，美、英、苏、德各国开始局部使用硬质合金刀具;二战结束后，逐步扩大使用。50年代初，我国从苏联少量引进硬质合金，替代高速钢刀具在生产中应用。后来，在苏联援助下，我国建设了株洲硬质合金厂；又自力更生，用本国的技术和力量，建成了自贡硬质合金厂。经过40年的努力，中国硬质合金刀具材料的产量已居世界各国的前列，成为生产硬质合金的大国，20世纪后半期，工件材料的品种不断增多，其机械性能不断提高，工件的批量和加工精度也不断加大和提高，因而对刀具的使用性能不断提出更新、更高要求。硬质合金刀具材料为了适应新的

44、要求，自身有了更新的开展，出现了许多新品种，其性能比之过去有了很大的提高。与高速钢刀具相比，硬质合金刀具较脆，韧性缺乏，可加工性也不好，故开始时只用于一般车刀，后开展到用于面铣刀及其他刀具；但迄今为止，仍不能用于所有种类的刀具。高速钢刀具也有了开展，出现了许多新品种。然而，半个世纪来，一半以上的高速钢刀具被硬质合金刀具所替代；高速钢刀具材料凭借其良好的韧性和可加毛性，仍固守着切削刀其中缺乏一半的阵地。当代，硬质合金和高速钢是两种最主要的、用得最多的刀具材料。它们的总和当占全部刀具的95%以上。硬质合金刀具仍不能满足现代高硬度工件材料和超精密加工的要求，于是更新的刀具材料相继出现。20世纪中期出

45、现了氧化铝及氧化铝基复合陶瓷，稍后又出现了氮化硅及氮化硅基复合陶瓷。20世纪中后期，又制造出人造立方氮化硼和人造金刚石两种超硬刀具材料，它们的硬度大幅度地高于硬质合金与陶瓷由于韧性和可加工性的缺乏，以及价格等原因，陶瓷、氮化硼及金刚石刀具材料的应用尚受到更大的局限。综上所述，刀具(工具)材料的开展，对人类社会的开展发挥了极其重要的作用。20世纪中，刀具(工具)材料的开展比过去几十世纪要快得多C刀具材料的品种、类型、数量、性能都有了很大的开展和提高。“百花齐放，推陈出新；20世纪特别是后平个世纪，刀具材料大开展，大提高，令人眼花缭乱，目不暇接，从而推动人类的物质文明迅猛前进。6.2.2 刀具材料

46、的化学成分在古代，人类所用的刀具材料多为天然物质，如石材等。近代、现代所用的刀具材料大多数出于人造，以便保证大量供给，并使质地均匀、可靠。纵观现代的各种刀具材料，除金刚石的原料为石墨(碳元素)外，其他品种都离不开碳化物、氮化物、氧化物和硼化物。 数控加工刀具的选择刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原那么是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的外表尺寸相适应。生产中，平面零件

47、周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯外表或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；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、锥形铣刀和盘形铣刀。在进行自由曲面加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般取得很能密，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在外表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，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了

48、刀具本钱，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，那么可以使整个加工本钱大大降低。一般应遵循以下原那么：尽量减少刀具数量；一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位；粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；先铣后钻；先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。数控加工切削用量确实定合理选择切削用量的原那么是，粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工本钱；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工本钱。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。切削深度ap 在

49、机床、工件和刀具刚度允许的情况下，ap就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和外表粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。切削宽度L 一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控加工中，一般L的取值范围为：L=0.60.9d。切削速度Vc 提高Vc也是提高生产率的一个措施，但Vc与刀具耐用度的关系比拟密切。随着Vc的增大，刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时，Vc可采用8m/min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，Vc

50、可选200m/min以上。主轴转速n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度Vc来选定。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调倍率开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。进给速度Vf Vf应根据零件的加工精度和外表粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。Vf的增加也可以提高生产效率。加工外表粗糙度要求低时，Vf可选择得大些。在加工过程中，Vf也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。随着数控机床在生产实际中的广泛应用，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中，要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此

51、，编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量确实定原那么，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平。第七章 Mastercam刀具轨迹仿真MasterCAM软件能够进行数控自动编程，但是数控编程之前的加工工艺分析和规划必须由用户自行完成。本模具型腔、型芯的加工可采用粗加工精加工辅助加工的加工工艺。粗加工时采用立式铣刀，精加工时采用球头刀进行加工。以粗加工为例,其刀具路径生成步骤如下：在主功能区依次单击Toolpaths 和Surface 命令；在主功能区选择粗加工； 选择加工方式为等高外形铣削加工系统提示区显示Select Drive Surface

52、，那么窗选旋钮，在主功能区选Solids ，将Surface后的Y改为N，用鼠标单击屏幕中的注射模型芯，选取整个实体，点击Done/ Done ; 确定刀具参数及生成刀具路径。在Tool Parameters 空白区域单击鼠标右键，选GetTool From Library , 从刀库中直接选取直径为8圆头铣刀，点击Surface Parameters 标签, 设置平安高度Clearance 、退刀高度Retract 、进给高度Feed等参数。点击平行铣削粗加工参数，设置好最大步距。点击确定和主菜单中的Done，完成刀具路径生成，在工作区中出现曲面铣削刀具路径。程序的仿真程序仿真的步骤如下：先

53、选择T刀具路径J工作设定，输入相应的坐标值后确认，输入坐标值是确定毛坯的大小。选O操作管理选择图形V实体验证，确认即可，目的是进行程序仿真。如图7.7。在进行程序仿真正确后，再用Mastercam软件进行后置处理。第八章 Mastercam程序的后置处理Mastercam是一套应用广泛的CAD/CAM/CAE软件包，它采用图形交互式自动编程方法实现NC程序的编制。交互式编程是一种人机对话的编程方法，编程人员根据屏幕提示的内容，反复与计算机对话，选择菜单目录或答复计算机的提问，直至将所有问题答复完毕，然后即可自动生成NC程序。NC程序的自动产生是受软件的后置处理功能控制的，不同的加工模块(如车削

54、、铣削、线切割等)和不同的数控系统对应于不同的后处理文件。软件当前使用哪一个后处理文件，是在软件安装时设定的，而在具体应用软件进行编程之前，一般还需要对当前的后处理文件进行必要的修改和设定，以使其符合系统要求和使用者的编程习惯。有些用户在使用软件时由于不了解情况，没有对后处理文件进行修改，导致生成的NC程序中某些固定的地方经常出现一些多余的内容，或者总是漏掉某些词句，这样，在将程序传入数控机床之前，就必须对程序进行手工修改，如果没有全部更正，那么可能造成事故。例如，某机床的控制系统采用G54工件坐标系定位，G90绝对坐标编程，要求生成的NC程序前面必须有G54G90设置，如果后处理文件的设置为

55、G55G91，那么每次生成的程序中含有G55G91，却不一定有G54G90，如果在加工时没有进行手工改正，那么势必造成加工错误。后置处理文件简称后处理文件，是一种可以由用户以答复下列问题的形式自行修改的文件，其扩展名为.PST。在应用MasterCAM软件的自动编程功能之前，必须先对这个文件进行编辑，才能在执行后处理程序时产生符合某种控制器需要和使用者习惯的NC程序，也就是说后处理程序可以将一种控制器的NC程序，定义成该控制器所使用的格式。以FANUC系列的后处理系统为例，它可以定义成惯用于FANUC 3M控制器所使用的格式，也可以定义成FANUC 6M控制器所使用的格式，但不能用来定义其它系

56、列的控制器。不同系列的后处理文件，在内容上略有不同，但其格式及主体局部是相似的，一般都包括以下五个局部： 1注释对后处理文件及其设定方法作一般性介绍。 2问题该局部为后处理文件的主要局部，FANUC系列的后处理文件中共包括200个问题，对这些问题的答复将决定将来输出的NC程序的格式。 3指令指令的作用是对它后面的变量施加影响，也是对刀具的调用。4变量是对机床参数的设定。对后处理文件的编辑和设定只需要对第(4)局部的“问题进行。.PST文件的每个问题前都有一个号码并于号码后加一个小数点。假设问题前没有号码，那么这个问题在执行后处理时是被忽略不用的。机械参考点的定义在主功能菜单中选取刀具路径，选择

57、对象后进行操作管理，就会出现如图8.1。再将其进行存档，存入D盘中。在D盘中找出所建的文件夹，翻开后就可以和图一起生成程序如图8.2。变量的定义在后处理文件的开头局部已经作了说明，使用时可通过查阅了解变量的意义。变量在答复下列问题时一经使用，就会在生成的NC程序中表达确定的意义.如变量spindle_on，转速为正时定义为M03，为负时定义为M04，如果答复下列问题时使用了该变量，那么会在NC程序的相应局部写出M03或M04。如果答复下列问题时使用了该变量，那么会在NC程序的相应局部写出M03或M04。变量prog_n假设写到问题1或2中，那么在NC程序规划时给定的程序号将起作用。变量Firs

58、t_tool是用来呼叫程序中所使用的第一把刀的号码，此变量通常用于程序结束时，将使用中的刀具改变为第一把刀的号码，以便在下一次执行程序时使用。next_tool用于无T字首的刀具号码，使用这个变量可在刀具被呼叫前，选择另一把刀来进行换刀。变量xr、yr、zr是用来定义程序中快速定位的X、Y、Z坐标位置。Xh、yh、zh是用来规定机械原点的位置，通常用于换刀和程序结束时使刀具返回机械原点。prev_x、prev_y、prev_z那么是用来定义刀具所在的前一个X、Y、Z坐标的位置。其它变量的定义可参看文件开头的说明。84结论后置处理文件的编辑和设定，对所有的CAD/CAM软件来说都是需要的。但是一

59、般的使用者经常忽略这一点，而是在每次生成NC程序后去对程序进行修改，不仅浪费时间，而且容易出错导致事故。Master CAM程序粗加工程序如下：%N0010 G40 G17 G90N0040 G0 G90 X47.9985 Y-30.3401 S1200 M03N0050 Z3. N0070 G1 Z-3.675 F250. N0090 GN0110 GN0130 Z3.N0160 GN0180 GN0190 GN0210 Z3.N0240 GN0290 GN0310 Z3.N0340 GN9940 GN9950 GN9980 GN9990 GN0040 GN0050 GN2810 GN282

60、0 GN2830 GN2850 GN2870 GN2910 GN2920 GN2940 GN2950 GN2970 GN2980 GN2990 GN6390 Z100.N6400 X0. Y0.N6410 M5N6420 M30%精加工程序如下：%N0010 G40 G17 G90N0040 G0 G90 X30.4921 Y-22.5746 S1200 M03N0050 Z3.N0060 Z-12.N0070 G1 Z-15. F250. N0160 G0 Z-12.N0170 Z3.N0190 Z-12.N0200 G1 Z-15.N0280 G0 Z-12.N0290 Z3.N0310