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XXXX学院毕业论文课题名称姓名学号专业班级指引教师月目录前言-----------------------------------------------------------2摘要-----------------------------------------------------------3绪论--------------------------------------------------51.1Mastercam软件简介-------------------------------------51.2本论文研究目及意义-----------------------------------6第二章Mastercam软件在机械行业中地位及应用----------------72.1塑料成型模发展----------------------------------------72.2Mastercam软件在机械行业中应用------------------------8第三章旋钮模型加工工艺分析-------------------------------103.1塑料及其分类-------------------------------------------103.2壳体塑料选材途径及注意点---------------------------------103.3注塑模工作原理及应用-----------------------------------123.4旋钮外壳注塑成型及其存在重要问题-----------------------133.5电火花成型机加工旋钮型腔---------------------------------15第四章Mastercam构图办法----------------------------------174.1惯用实体建模法----------------------------------------17第五章用Mastercam绘制旋钮外形----------------------------185.1绘制旋钮模型--------------------------------------------18第六章Mastercam刀具库设定办法------------------------------216.1铣削刀具库建立----------------------------------------216.2刀具发展及其选取--------------------------------------24第七章Mastercam刀具轨迹仿真--------------------------------287.1刀具轨迹仿真-------------------------------------------287.2程序仿真-----------------------------------------------30第八章Mastercam程序后置解决------------------------------328.1后置解决文献--------------------------------------------328.2后解决文献编辑普通规则--------------------------------348.3机床参数定义------------------------------------------348.4结论---------------------------------------------------34第九章Mastercam程序----------------------------------------35毕业设计总结--------------------------------------------------39参照文献-------------------------------------------------------41(目录中行距自己调,尽量使目录在一页中)摘要随着市场发展需要,对数控机床规定越来越高,特别是对小而轻巧、精度高数控机床。因而本次毕业设计结合实习单位——扬州力创有限公司ZK7040型数控铣床,设计YZ-124型办公室用经济合用型数控铣床。结合在校所学机械专业知识,在工厂有关工程师与毕业设计指引教师指引下自己动手设计了一款整体构造紧凑、轻小、易于移动、经济、实用,具备全数控功能YZ-124型数控铣床,限于毕业设计时间较紧,本次设计先行完毕机械部份、电气接口部份及进给电机与主轴电机选型。在本课题中我承担了其中Y轴及床身某些设计,涉及: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轴方向进给运动。床身安装在底座上,床身后半部用来连接立柱,前半部滑鞍沿Y轴方向移动。导轨设有防护罩用来防止灰尘。Y向移动是由步进电机通过同步带带动滚珠丝杠副旋转,继而驱动工作台而实现。为了提高滚珠丝杠轴向刚性,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,具备较高导向精度、良好刚性及耐磨性。核心词:CAD/CAM;MasterCAM;塑料;注塑模。第一章绪论1.1Mastercam软件简介Mastrcam是美国专业从事计算机数控程序设计专业化公司CNCSoftwareINC研制出来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,是国内当前十分流行CAD/CAM系统软件。它有如下特点:⑴Mastrcam除了可产生NC程序外,自身也是具备CAD功能(2D、3D图形设计、尺寸标注、图形阴影解决等功能)可直接在系统上制图并转换成NC加工程序,也可将用其她绘图软件绘好图形,经由某些原则或特定转换文献如DXF文献CADL文献及IGES文献等转换到Mastrcam中,再生成数控加工程序。⑵Mastrcam能预先根据使用者定义刀具、进给率、转速等,模仿刀具途径和计算加工时间,也可以从NC加工程序(NC代码)转换成刀具途径图。⑶Mastrcam是一套一图形驱动软件,应用广泛,操作以便,并且它能同步提供适合当前国际上通用各种数控系统后置解决程序(NC代码)。如FANUC、MELADS、AGIE、HITACHI等数控系统。⑷Mastrcam系统设有刀具库及材料库,能依照被加工工件材料及刀具规格尺寸自动拟定进给率、转速等加工参数。Mastercam具备以便直观几何造型,并提供了设计零件外形所需抱负环境,其强大稳定造型功能可设计出复杂曲线、曲面零件,并且具 有强劲曲面粗加工及灵活曲面精加工功能。Mastercam提供了各种先进粗加工技术,以提高零件加工效率和质量。Mastercam还具备丰富曲面精加工功能,可以从中选取最佳办法,加工最复杂零件。Mastercam多轴加工功能,为零件加工提供了更多灵活性。Mastercam拥有车削、铣削、钻削、线切割等各种加工模块,容许用通过观测刀具运动来图形化地编辑和修改刀具途径。此外,软件提供各种图形文献接口,涉及DXF、IGES、STL、STA、ASCII等。1.2本论文研究目及意义MasterCAM是当今广泛使用CAD/CAM软件,通过对CAD/CAM技术发展,极大地变化了人们设计手段和办法,更为重要是CAD/CAM技术广泛应用明显提高了设计效率和质量,大大地减少了设计师劳动强度,特别是三维CAD/CAM技术日益广泛应用使其体现得更为明显。实践证明,基于MasterCAM产品构造设计和模具设计,不但可以缩短研发周期,还可以进行应力分析、运动仿真和模仿填充,从而优化产品及模具构造,为产品最后加工奠定了坚实基本。第二章Mastercam软件在机械行业中地位及应用2.1塑料成型模发展在社会主义市场经济条件下,面对激烈市场竞争,塑料制品厂家要想使产品赢得顾客,抢占市场,一方面必要缩短产品开发周期。因而,如何迅速生产塑料零件,成为人们关注课题。所谓迅速生产注射零件就是要设法缩短注射零件成型周期,这涉及从零件设计、模具设计、模具制造到注射成型整个过程。因而必要对整个生产过程进行综合考虑,并采用可行办法去加以实行。要达到迅速生产注射零件目,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周期。在产品开发中,要缩短开发周期,就要尽量地节约时间及工作量,在这个过程中核心就是要采用电脑辅助设计(CAD/CAM),并行工程及高速数据传播。应用电脑辅助设计,使用CAD/CAM,不但可以节约时间,并且可以提高精确度。在绘图中经常发生错误在应用CAD/CAM后会很少发生,诸多重复性工作均可被简化,因而可以省工省时。特别是对于构造复杂制品,CAD优越性更为明显。使用CAD/CAM最佳采用三维(3D)软件。由于使用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,并可同步进行各配合件设计工作,同步还能及时懂得所设计任何零件体积,从而在设计初期便能精准地估算材料费用。当前,世界上应用最多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进行工作。在使用CAD/CAM开发时候,可以建立制造系统中共用电子数据库,工程资料及更新信息可以通过电脑系统及时与其他关于部门共享,因而每组工作人员都可同步获得最新资料。如有任何修改,也可随时告知关于人员。讨论和决定都可以通过电脑系统在互相沟通状况下进行。这种并行合伙方式使各部门能及时行动,关于人员可依照预先发放工程资料,准备下一阶段工作,使产品设计、模具设计、模具制造同步进行,节约了诸多时间。2.2Mastercam软件在机械行业中应用MasterCAM是一种能在计算机上进行自动编程、并能动态模仿加工轨迹、与数控机床有良好数据接口美国CNCsoftware公司研制基于PC平台MasterCAM辅助设计与辅助制造软件。作为一种CAD/CAM集成软件,MasterCAM系统涉及有设计(CAD)和加工(CAM)两大某些。其中设计(CAD)某些重要由Design(设计)模块来实现,它具备完整曲线曲面功能,不但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,可以以各种办法生成曲面,并具备丰富曲面编辑功能。加工(CAM)某些重要由铣削、车削和电火花三大模块来实现,并且各个模块自身都包具有完整设计(CAD)系统,其中铣削模块可以用来生成铣削加工刀具途径,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模仿;车削模块可以用来生成车削加工刀具途径,并可进行粗/精车、切槽以及车螺纹加工模仿;电火花模块用来生成线切割激光加工途径,从而能高效地编制出任何线切割加工程序,可进行2-4轴上下异形加工模仿,并支持各种CNC控制器。在本次设计中,咱们运用MasterCAM系统,咱们做了如下工作:一、利用MasterCAM进行手工编程,并进行程序校验数控程序手工编制是计算机自动数控编程墓础,应用计算机进行数控加工自动编程最后也还要通过后置解决转换成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程序成果就非常直观地仿真出来了。二、设置工艺参数,定义零件加工工艺运用MasterCAM系统中CAD绘图建模功能绘制生成三维零件模型,或运用该系统提供数据接口将在其他CAD系统中做好零件模型数据读人,然后综合运用所学过如《机械制造加工工艺》、《机械设计基本》等课程有关知识,选取适当加工工艺办法,安排零件加工工序,拟定粗加工、精加工所相应不同加工表面刀具、切削用量、进退刀途径、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、精加工所相应不同加工表面刀位轨迹和机床代码,省去了人为编制NC程序烦恼。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,在数控技术课程中达到了融汇贯通,并在计算机上变得生动、形象起来。三、运用MasterCAM系统,对计算机计算刀具轨迹进行模仿仿真

MasterCAM特有模仿仿真功能,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,刀具沿着所定义加工轨迹进行动态加工,咱们可以直观地掌握数控加工过程,判断刀具轨迹持续性、合理性,与否存在刀具干涉、空走刀撞刀等状况,刀位计算机与否对的,从而加深了对加工工艺理解和对刀具轨迹结识。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工艺分析3.1塑料及其分类塑料(Plastics):具备塑性行为材料,所谓塑性是指受外力作用时,发生形变,外力取消后,仍能保持受力时状态。塑料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。依照名种塑料不同使用特性,普通将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。①通用塑料普通是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜塑料。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。②工程塑料普通指能承受一定外力作用,具备良好机械性能和耐高、低温性能,尺寸稳定性较好,可以用作工程构造塑料,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。通用工程塑料涉及: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非交联型之分。交联型有:聚氨基双马来酰胺、聚三嗪、交联聚酰亚胺、耐热环氧树指等。非交联型有:聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮(PEEK)等。③特种塑料普通是指具备特种功能,可用于航空、航天等特殊应用领域塑料。如氟塑料和有机硅具备突出耐高温、自润滑等特殊功用,增强塑料和泡沫塑料具备高强度、高缓冲性等特殊性能,这些塑料都属于特种塑料范畴。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,只有达到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,残存变形较小;半硬质泡沫塑料柔韧性和其她性能介于硬质她软质泡沫塑料之间。而制作旋钮材料普通选用通用塑料,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、价格便宜。3.2壳体塑料选材途径及注意点3.2.1旋钮材料规定形状和尺寸稳定、美观,普通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ABSAcrylonitrile-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),电话机壳体,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。干燥解决:ABS材料具备吸湿性,规定在加工之迈进行干燥解决。建议干燥条件为80~90C下至少干燥2小时。材料湿度应保证不大于0.1%。熔化温度:210~280C;建议温度:245C。模具温度:25…70C。(模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度较低)。注射压力:500~1000bar。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。每种单体都具备不同特性:丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性;丁二烯具备坚韧性、抗冲击特性;苯乙烯具备易加工、高光洁度及高强度。从形态上看,ABS是非结晶性材料。三中单体聚合产生了具备两相三元共聚物,一种是苯乙烯-丙烯腈持续相,另一种是聚丁二烯橡胶分散相。ABS特性重要取决于三种单体比率以及两相中分子构造。这就可以在产品设计上具备很大灵活性,并且由此产生了市场上百种不同质量ABS材料。这些不同质量材料提供了不同特性,例如从中档到高等抗冲击性,从低到高光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具备超强易加工性,外观特性,低蠕变性和优秀尺寸稳定性以及很高抗冲击强度。3.2.2旋钮选材注意点咱们普通所用塑料并不是一种纯物质,它是由许多材料配制而成。塑料成型工艺性能有: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,咱们应考虑其中收缩性、流动性、结晶性、吸湿性即可。收缩性:成型加工中所得塑料制品,其尺寸总是不大于常温下模具成型尺寸,这种性质称为塑料收缩性。成型前对塑料进行预热,减少成型温度,提高注射压力,延长保压时间,能有效减小收缩率。收缩率是影响塑料制品尺寸精度重要因素之一。流动性:是指成型加工时塑料熔体在一定温度和压力作用下布满模腔各个某些能力。ABS流动性属于中档。结晶性:某些塑料在冷却固化过程中,树脂分子可以有规则排列,形成一定晶相构造,这种现象称为塑料结晶性。无结晶现象称为无定形塑料,无定形塑料为透明,但也有例外状况,ABS为定形塑料,但并不透明。吸湿性:是指塑料吸附水分倾向。ABS吸湿性较高,如果在成型前吸附过多水分,这些水分在成型时会在设备料筒内挥发成气体,或使塑料发生水解,导致树脂起泡,熔体黏度下降,从而明显减少制品外观质量和力学性能。应此,这些塑料在成型加工前必要进行干燥解决。3.3注塑模工作原理及应用3.3.1注塑模设计原则注塑模设计原则普通涉及如下:⑴单方向流动设计原则是保证在填充过程中,塑料应当在一种方向上流动,并且保持一种直流动前沿。这导致单方向定位产生。平衡流动所有流动途径应当是平衡那就是,在相似时间以相似压力进行充填。

⑵压力梯度最有效率填充方式是压力梯度(压力减少对单位长度)沿着流动途径是固定期候。⑶最大剪应力

剪应力在填充时候应当是不大于材料临界最大剪切应力,数值依赖于材料和应用。⑷熔接/融合位置在最不敏感部位放置熔接和融合线。⑸避免滞留仅也许避免在流体流动途径分为厚和薄流动途径那里设立浇口。⑹避免潜流通过浇口设立避免潜流保证流体在最后充填区相遇。⑺磨擦加热为控制磨擦加热设计流道,增长型腔熔体温度,这将在产品中获得较低应力,而不不引起塑料降解因塑料长期处在较高温度。⑻流道热阀运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避免在模具充填完毕后过保压或产生倒流。⑼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种低比率流道/型腔设计。在普通模具设计过程中,应遵循基本设计原则,保证设计模具合理性,而这些原则对注塑CAE分析成果研究提供分析3.4旋钮外壳注塑成型及其存在重要问题精密注塑成型是与常规注塑成型相对而言,指成型制品表面质量、重量重复精度和尺寸重复精度等指标规定很高,使用通用注塑机和常规注射成型工艺难以达到规定。在精密成型技术中,要严格选取成型材料,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重要内容。3.4.1白化白化现象最重要发生在ABS树脂制品推出某些。脱模效果不佳是其重要因素。可采用减少注射压力,加大脱模斜度,增长推杆数量或面积,减小模具表面粗糙度值等办法改进,固然,喷脱模剂也是一种办法,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、变形注射制品翘曲、变形是很棘手问题。重要应从模具设计方面着手解决,而成型条件调节效果则是很有限。翘曲、变形因素及解决办法可参照如下各项:1)由成型条件引起残存应力导致变形时,可通过减少注射压力、提高模具并使模具温度均匀及提高树脂温度或采用退火办法予以消除应力。2)脱模不良引起应力变形时,可通过增长推杆数量或面积、设立脱模斜度等办法加以解决。3)由于冷却办法不适当,使冷却不均匀或冷却时间局限性时,可调节冷却办法及延长冷却时间等。例如,可尽量地在贴近变形地方设立冷却回路。4)对于成型收缩所引起变形,就必要修正模具设计了。其中,最重要是应注意使制品壁厚一致。有时,在不得已状况下,只得通过测量制品变形,按相反方向修整模具,加以校正。收缩率较大树脂,~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)变形大。此外,由于玻璃纤维增强树脂具备纤维配向性,变形也大。3.4.3充填局限性

充填局限性重要因素有如下几种方面:i.树脂容量局限性。ii.型腔内加压局限性。iii.树脂流动性局限性。iv.排气效果不好。作为改进办法,重要可以从如下几种方面入手:1)加长注射时间,防止由于成型周期过短,导致浇口固化前树脂逆流而难于布满型腔。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。普通浇口高度应等于制品壁厚1/2~l/3。7)浇口设立在制品壁厚最大处。8)设立排气槽(平均深度0.03mm、宽度3~smm)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(约smm)缓冲距离。10)选用低粘度级别材料。11)加入润滑剂。3.4.4消除模具内应力在模具零件切削加工时,由于加工刀具、电极、切割丝、冷热变化、紧固工具对材料施力等,被加工材料内部在不断积聚由此产生内应力;同步,内应力在不断积聚下企图释放。当积聚内应力达到相称限度,克服了材料刚性,变化了被加工件形状,产生了变形。一方面,要在加工中心工作3-4小时后来对模具零件进行精加工,效果会更好。另一方面,要解决在所有加工过程中因内应力使模具零件变形问题,使加工过程中变形控制到最小。被加工材料在切削过程中积聚内应力是必然,那么内应力要导致模具零件变形也是必然。通过查找资料得知,在模具零件内积聚内应力最多,是打深孔、磨加工、粗加工和电加工阶段,以及焊接加工阶段。因而克服模具零件中内因力导致变形。不外两种途径:消除内应力和机械再加工或两者相结合。消除内应力普通是采用热解决办法,即咱们普通所说“消应解决”。普通钢质零件进炉后,6-12小时内逐渐升温至590℃左右,保温2-6小时(视工件大小及厚薄,还要依照当时本地季节温度),然后随炉冷却。这个过程普通需要24-48小时。普通铝质零件进炉后,6小时内逐渐升温至290℃左右,保温2-4小时(视工件大小及厚薄,还要依照当时本地季节温度),然后随炉冷却。这个过程普通需要24小时。在机械加工时,特别是粗加工时,紧固工具受力一定要均匀,普通采用多遍、对角紧固,紧-松-紧办法。咱们普通习惯加工办法是认定一种基准面,加工过程中从头至尾不变,以它为基准来加工其她部位。其实,由于加工时内应力积聚导致变形,这个基准面也在变形。而基准面变形,会导致别的形状产生许多变化。在装配时通过修整,又产生许多变化,这些累积起来,就影响了模具品质和寿命。为了使制造模具性能达到设计规定状态,咱们应当解决在加工过程中克服内应力导致变形这个模具制造过程中常用病。解决这个问题办法是:在粗加工时,选取几种不同方向面作为自我检测三维变形限度观测面。如果没有现成,可以附加,待精加工时再切除。附加观测面不能太小,太小了观测起来不精确。原则是:能大则大,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:火花放电两个电极间在放电前具较高电压,当两电极接近时,其间介质被击穿后,随后发生火花放电。随着击穿过程,两电极间电阻急剧变小,两极之间电压也随之急剧变低。火花通道必要在维持暂短时间(普通为10-7-10-3s)后及时熄灭,才可保持火花放电“冷极”特性(即通道能量转换热能来不及传至电极纵深),使通道能量作用于极小范畴。通道能量作用,可使电极局部被腐蚀。运用火花放电时产生腐蚀现象对材料进行尺寸加工办法,叫电火花加工。电火花加工是在较低电压范畴内,在液体介质中火花放电。电火花加工原理是基于工具和工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时电腐现象来蚀除多余金属,以达到对零件发尺寸、形状及表面质量预定加工规定。要形成注塑型腔,我选取方案是一方面采用Mastercam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。设计重点放在了Mastercam软件应用和零件加工程序设计上。第四章Mastercam构图办法4.1惯用实体建模法实体建模惯用办法有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选取上次、U回答选用、D执行等功能,W扫掠中除此之外尚有O选项、P某些串连功能。O举升具备C串连、W窗选、E区域、S单体、N区段、T单点、Y相应因素、L选取上次、U回答选用、D执行功能。F倒圆角有B从背面、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从背面、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交角解决对于三个面相交角部解决是经常遇到构面难题,对于这种状况,普通惯用办法有三种:倒固定圆角、倒变、R圆角。普通不用BEND连接办法。要注意是要在大R角上倒小R角,不要在小R角倒大R角三面倒圆面交面解决,先找出倒角面边界线,再找出边界线交点,将它连成线,然后修剪相交面,类似此外两个面。最后找出边界作成昆氏面。4.3曲面修剪曲面修剪是构建立体图另一种难题,象倒圆角时经常修剪不好,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边界线,用边界线去修剪。2)、修剪面曲面线要不不大于面,并且曲线不要刚好在面边界上。3)、选取合理构图面,变换不同构图面修剪。4)、将容许误差改大某些。5)、有时要重复多试一试,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修剪功能是比较差,但是重复试,多用用种办法,耐心点也是可以修剪。用Mastercam绘制旋钮外形旋钮零件图如下:图5.1旋钮零件图5.1绘制旋钮模型环节如下:在视图Top平面内绘制好中心线F9,运用MasterCAM中绘图“Creat几何实体创立命令”中“P多边形”画出旋钮底座,再用“实体”中“E挤出”后“串连”,再选取目的后按“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→串联选取目的→执行→选取中心点→执行,效果如图5.2。绘图→直线→水平线(两条18.5和-18.5)→垂直线(两条2.6和-2.6)→画圆与垂线相切。然后修整→导圆角,选取目的,保存所需图形。如图5.3。再实体→挤出→串连→选取目的→执行。如图5.4。最后对整个图形进行倒角解决,解决后图形如图5.5。图5.2图5.3图5.4图5.5Mastercam刀具库设定办法Mastercam各种加工方式加工参数,涉及切削参数实现都是以对话框形式设立,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,基本刀具在刀具库中均有收录,设立加工参数时,调用刀具库中刀具后切削参数即自动输入到对话框中。但是实际使用中咱们发现提供刀具几何参数各轴进给率、提刀速度、主轴转速等切削参数,并不符合车间既有刀具实际状况,同步它也不能反映车间刀具库中刀具拥有基本状况,在使用时必要对每一种项目进行设立。下面就MasterCAM铣削刀具库建立办法加以探讨,以建立适合车间使用刀具库。6.1铣削刀具库建立6.1.1铣削刀具库构造及设立规定刀具库由刀具库规定阐明以及若干个单独刀具描述段组合而成,每个描述段又由9行构成,对刀具作详细阐明,单个刀具描述段之间由一种空描述段隔开。下面分别对各行进行详细阐明。(1)刀具库注释阐明注释阐明每行以#开头,后接阐明语句,涉及刀具库建立日期,设立办法,各参数意义等。如#刀具库格式MonJan1414:51:19。(2)刀具描述段构成刀具描述段共由9行构成。第1行以TOOL开始,阐明刀具定义开始,行号必要标出,并且后跟“”,两者中间以空格隔开,成果为:1——TOOL,如下各行规定和本行相似。第2行阐明刀具材料,系统规定各数字代表材料为:1——HSS,2——CARBIDE,3——COATEDCAR,4——CERAMIC,5——BORZON,10——UNKNOWN,设立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。钻孔属性涉及如下内容:循环类型,初次下刀深度,别的下刀深度,安全间隙,切削回缩量,暂留时间,肩部角度,螺纹小径,镗孔偏移量。铣削属性涉及如下内容:合用切削形态(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,计量办法。必要注意,所有刀具设定必要包括9行以及“TOOL”标头,如果不标定则必要以空格代替内容。6.1.2铣削刀具库设立办法(1)基本刀具库建立在mill\tools目录下系统已经建立起各惯用刀具基本图形,咱们可以运用它建立基本刀具库。1)用记事本建立一文本文献(*.TXT),按规定格式将刀具参数加入文献中,将文献存入C:\Mcam8\mill\tools目录下,文献名命名规则按照普通规定,如slider.txt。2)运营Mill9,在主菜单中单击“NC管理”→“定义刀具”→“资料库”,如图6.1在浮现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,打开读取对话框,如图6.2指定你产生文本文献slider.txt后,按拟定,浮现指定保存刀具库途径对话框,命名slider拟定即可。3)将slider.txt和slider.tl8保存到C:\Mcam8\Mill\Tools目录下(假设软件安装在C:\Mcam8目录下)。4)使用时调用刀具库。图6.1(2)自定义刀具建立1)绘制刀具半剖图存至C:\MCAM8\MILL\TOOLS目录中,绘图时x方向半径长度按照1mm绘制。2)在主菜单中单击“NC管理”→“定义刀具”→“当前”,打开刀具管理对话框,右键点击快捷菜单中“建立新刀具”,打开定义刀具框,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“选取”按钮,选取前面保存刀具后保存。5)如果要保存至刀具库,选取“savetolibrary。(3)使用效果实际加工时可依照车间既有刀具进行切削方式选用,杜绝了NC程序不合用性,在进行刀具途径参数设立时,如图6.3刀具某些参数已经不用在重图6.2新定义,减少刀具参数设立了时间。图6.36.2刀具发展及其选取MasterCAM软件包提供自动编程功能,该软件普通是在编程界面中提示工艺规划关于问题,例如,刀具选取、加工途径规划、切削用量设定等,编程人员只要设立了关于参数,就可以自动生成NC程序并传播至数控机床完毕加工。因而,数控铣床刀具选取和切削用量拟定是在人机交互状态下完毕,这与普通机床加工形成鲜明对比,同步也规定编程人员必要掌握刀具选取和切削用量拟定基本原则,在编程时充分考虑数控加工特点。6.2.1刀具材料重要作用及其发展过程刀具材料发展与人类社会生活、生产发展,有着极为密切关系。对于古人类,“刀”和“火”结识和应用,是两项最伟大创造,是人类登上历史舞台重要标志刀具材料改进推动着人类社会文化和物质文明发展。在老式机械加工中,刀具材料、刀具构造和刀具几何形状是决定刀具切削性能三大规定,其中刀具材料起着核心作用。在计算机集成先进制造系统浮现后,在刀具使用中还应考虑“刀具系统”问题。近年来,各种难加工材料浮现和应用,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“干净制造”发展与付诸实用,都对刀具特别是对刀具材料提出了更高、更新规定。随着生产水平提高,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规定。20世纪代到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℃以上高温,切削速度可以是高速钢刀具4-5倍以上,因而被迅速推广应用。在第二次世界大战期间,由于兵工生产需要,美、英、苏、德各国开始某些使用硬质合金刀具;二战结束后,逐渐扩大使用。50年代初,国内从苏联少量引进硬质合金,代替高速钢刀具在生产中应用。日后,在苏联援助下,国内建设了株洲硬质合金厂;又自力更生,用本国技术和力量,建成了自贡硬质合金厂。通过40年努力,中华人民共和国硬质合金刀具材料产量已居世界各国前列,成为生产硬质合金大国,20世纪后半期,工件材料品种不断增多,其机械性能不断提高,工件批量和加工精度也不断加大和提高,因而对刀具使用性能不断提出更新、更高规定。硬质合金刀具材料为了适应新规定,自身有了更新发展,浮现了许多新品种,其性能比之过去有了很大提高。与高速钢刀具相比,硬质合金刀具较脆,韧性局限性,可加工性也不好,故开始时只用于普通车刀,后发展到用于面铣刀及其她刀具;但迄今为止,仍不能用于所有种类刀具。高速钢刀具也有了发展,浮现了许多新品种。然而,半个世纪来,一半以上高速钢刀具被硬质合金刀具所代替;高速钢刀具材料凭借其良好韧性和可加毛性,仍固守着切削刀其中局限性一半阵地。当代,硬质合金和高速钢是两种最重要、用得最多刀具材料。它们总和当占所有刀具95%以上。硬质合金刀具仍不能满足当代高硬度工件材料和超精密加工规定,于是更新刀具材料相继浮现。20世纪中期浮现了氧化铝及氧化铝基复合陶瓷,稍后又浮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,它们硬度大幅度地高于硬质合金与陶瓷由于韧性和可加工性局限性,以及价格等因素,陶瓷、氮化硼及金刚石刀具材料应用尚受到更大局限。综上所述,刀具(工具)材料发展,对人类社会发展发挥了极其重要作用。20世纪中,刀具(工具)材料发展比过去几十世纪要快得多C刀具材料品种、类型、数量、性能均有了很大发展和提高。“百花齐放,推陈出新”;20世纪特别是后平个世纪,刀具材料大发展,大提高,令人眼花缭乱,目不暇接,从而推动人类物质文明迅猛迈进。6.2.2刀具材料化学成分在古代,人类所用刀具材料多为天然物质,如石材等。近代、当代所用刀具材料大多数出于人造,以便保证大量供应,并使质地均匀、可靠。纵观当代各种刀具材料,除金刚石原料为石墨(碳元素)外,其她品种都离不开碳化物、氮化物、氧化物和硼化物。6.2.3数控加工刀具选取刀具选取是在数控编程人机交互状态下进行。应依照机床加工能力、工件材料性能、加工工序、切削用量以及其他有关因素对的选用刀具及刀柄。刀具选取总原则是:安装调节以便,刚性好,耐用度和精度高。在满足加工规定前提下,尽量选取较短刀柄,以提高刀具加工刚性。选用刀具时,要使刀具尺寸与被加工工件表面尺寸相适应。生产中,平面零件周边轮廓加工,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;加工毛坯表面或粗加工孔时,可选用镶硬质合金刀片玉米铣刀;对某些立体型面和变斜角轮廓外形加工,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,由于球头刀具端部切削速度为零,因而,为保证加工精度,切削行距普通获得很能密,故球头惯用于曲面精加工。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,因而,只要在保证但是切前提下,无论是曲面粗加工还是精加工,都应优先选取平头刀。此外,刀具耐用度和精度与刀具价格关系极大,必要引起注意是,在大多数状况下,选取好刀具虽然增长了刀具成本,但由此带来加工质量和加工效率提高,则可以使整个加工成本大大减少。普通应遵循如下原则:①尽量减少刀具数量;②一把刀具装夹后,应完毕其所能进行所有加工部位;③粗精加工刀具应分开使用,虽然是相似尺寸规格刀具;④先铣后钻;⑤先进行曲面精加工,后进行二维轮廓精加工;⑥在也许状况下,应尽量运用数控机床自动换刀功能,以提高生产效率等。6.2.4数控加工切削用量拟定合理选取切削用量原则是,粗加工时,普通以提高生产率为主,但也应考虑经济性和加工成本;半精加工和精加工时,应在保证加工质量前提下,兼顾切削效率、经济性和加工成本。详细数值应依照机床阐明书、切削用量手册,并结合经验而定。⑴切削深度ap在机床、工件和刀具刚度容许状况下,ap就等于加工余量,这是提高生产率一种有效办法。为了保证零件加工精度和表面粗糙度,普通应留一定余量进行精加工。数控机床精加工余量可略不大于普通机床。⑵切削宽度L普通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,普通L取值范畴为:L=(0.6~0.9)d。⑶切削速度Vc提高Vc也是提高生产率一种办法,但Vc与刀具耐用度关系比较密切。随着Vc增大,刀具耐用度急剧下降,故v选取重要取决于刀具耐用度。此外,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;而用同样立铣刀铣削铝合金时,Vc可选200m/min以上。⑷主轴转速n(r/min)。主轴转速普通依照切削速度Vc来选定。数控机床控制面板上普通备有主轴转速修调(倍率)开关,可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调节。⑸进给速度VfVf应依照零件加工精度和表面粗糙度规定以及刀具和工件材料来选取。Vf增长也可以提高生产效率。加工表面粗糙度规定低时,Vf可选取得大些。在加工过程中,Vf也可通过机床控制面板上修调开关进行人工调节,但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等限制。随着数控机床在生产实际中广泛应用,数控编程已经成为数控加工中核心问题之一。在数控程序编制过程中,要在人机交互状态下即时选取刀具和拟定切削用量。因而,编程人员必要熟悉刀具选取办法和切削用量拟定原则,从而保证零件加工质量和加工效率,充分发挥数控机床长处,提高公司经济效益和生产水平。第七章Mastercam刀具轨迹仿真7.1刀具轨迹仿真MasterCAM软件可以进行数控自动编程,但是数控编程之前加工工艺分析和规划必要由顾客自行完毕。本模具型腔、型芯加工可采用粗加工→精加工→辅助加工加工工艺。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,其刀具途径生成环节如下:①在主功能区依次单击Toolpaths和Surface命令;②在主功能区选取粗加工;③选取加工方式为等高外形铣削加工如图7.1图7.1图7.2④系统提示区显示SelectDriveSurface,则窗选旋钮,在主功能区选Solids,将Surface后Y改为N,用鼠标单击屏幕中注射模型芯,选用整个实体,点击Done/Done;⑤拟定刀具参数及生成刀具途径。在ToolParameters空白区域单击鼠标右键,选GetToolFromLibrary,从刀库中直接选用直径为8圆头铣刀,点击SurfaceParameters标签,设立安全高度Clearance、退刀高度Retract、进给高度Feed等参数如图7.3。点击平行铣削粗加工参数,设立好最大步距如图7.4。点击拟定和主菜单中Done,完毕刀具途径生成,在工作区中浮现曲面铣削刀具途径如图7.5。图7.3图7.4图7.57.2程序仿真程序仿真环节如下:先选取T刀具途径→J工作设定,输入相应坐标值后确认,输入坐标值是拟定毛坯大小。如图7.6→选O操作管理→选取图形→V实体验证,确认即可,目是进行程序仿真。如图7.7。如图7.6如图7.7在进行程序仿真对的后,再用Mastercam软件进行后置解决。第八章Mastercam程序后置解决Mastercam是一套应用广泛CAD/CAM/CAE软件包,它采用图形交互式自动编程办法实现NC程序编制。交互式编程是一种人机对话编程办法,编程人员依照屏幕提示内容,重复与计算机对话,选取菜单目录或回答计算机提问,直至将所有问题回答完毕,然后即可自动生成NC程序。NC程序自动产生是受软件后置解决功能控制,不同加工模块(如车削、铣削、线切割等)和不同数控系统相应于不同后解决文献。软件当前使用哪一种后解决文献,是在软件安装时设定,而在详细应用软件进行编程之前,普通还需要对当先后解决文献进行必要修改和设定,以使其符合系统规定和使用者编程习惯。有些顾客在使用软件时由于不理解状况,没有对后解决文献进行修改,导致生成NC程序中某些固定地方经常浮现某些多余内容,或者总是漏掉某些词句,这样,在将程序传入数控机床之前,就必要对程序进行手工修改,如果没有所有改正,则也许导致事故。例如,某机床控制系统采用G54工件坐标系定位,G90绝对坐标编程,规定生成NC程序前面必要有G54G90设立,如果后解决文献设立为G55G91,则每次生成程序中具有G55G91,却不一定有G54G90,如果在加工时没有进行手工改正,则势必导致加工错误。8.1后置解决文献后置解决文献简称后解决文献,是一种可以由顾客以回答问题形式自行修改文献,其扩展名为.PST。在应用MasterCAM软件自动编程功能之前,必要先对这个文献进行编辑,才干在执行后解决程序时产生符合某种控制器需要和使用者习惯NC程序,也就是说后解决程序可以将一种控制器NC程序,定义成该控制器所使用格式。以FANUC系列后解决系统为例,它可以定义成惯用于FANUC3M控制器所使用格式,也可以定义成FANUC6M控制器所使用格式,但不能用来定义其他系列控制器。不同系列后解决文献,在内容上略有不同,但其格式及主体某些是相似,普通都涉及如下五个某些:1)注释对后解决文献及其设定办法作普通性简介。2)问题该某些为后解决文献重要某些,FANUC系列后解决文献中共涉及200个问题,对这些问题回答将决定将来输出NC程序格式。3)指令指令作用是对它背面变量施加影响,也是对刀具调用。4)变量是对机床参数设定。在主功能菜单中选用刀具途径,选取对象后进行操作管理,就会浮现如图8.1。再将其进行存档,存入D盘中。在D盘中找出所建文献夹,打开后就可以和图一起生成程序如图8.2。图8.1图8.28.2后解决文献编辑普通规则对后解决文献编辑和设定只需要对第(4)某些“问题”进行。.PST文献每个问题前均有一种号码并于号码后加一种小数点。若问题前没有号码,那么这个问题在执行后解决时是被忽视不用。8.3机械参照点定义在主功能菜单中选用刀具途径,选取对象后进行操作管理,就会浮现如图8.1。再将其进行存档,存入D盘中。在D盘中找出所建文献夹,打开后就可以和图一起生成程序如图8.2。变量定义在后解决文献开头某些已经作了阐明,使用时可通过查阅理解变量意义。变量在回答问题时一经使用,就会在生成NC程序中表达拟定意义.如变量spindle_on,转速为正时定义为M03,为负时定义为M04,如果回答问题时使用了该变量,则会在NC程序相应某些写出M03或M04。如果回答问题时使用了该变量,则会在NC程序相应某些写出M03或M04。变量prog_n若写到问题1或2中,则在NC程序规划时给定程序号将起作用。变量First_tool是用来呼喊程序中所使用第一把刀号码,此变量通惯用于程序结束时,将使用中刀具变化为第一把刀号码,以便在下一次执行程序时使用。next_tool用于无T字首刀具号码,使用这个变量可在刀具被呼喊前,选取另一把刀来进行换刀。变量xr、yr、zr是用来定义程序中迅速定位X、Y、Z坐标位置。Xh、yh、zh是用来规定机械原点位置,通惯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则是用来定义刀具所在前一种X、Y、Z坐标位置。其他变量定义可参看文献开头阐明。8.4结论后置解决文献编辑和设定,对所有CAD/CAM软件来说都是需要。但是普通使用者经常忽视这一点,而是在每次生成NC程序后去对程序进行修改,不但挥霍时间,并且容易出错导致事故。MasterCAM程序粗加工程序如下:%N0010G40G17G90N0040G0G90X47.9985Y-30.3401S1200M03N0050Z3.N0060Z-.675N0070G1Z-3.675F250.N0080X44.9985Y-36.6339N0090G2X42.4325Y-41.3191I-42.8806J20.4395N0100X39.9289Y-44.9846I-40.3963J24.9032N0110G0X37.6566Y-47.9985N0120Z-.675N0130Z3.N0140X-37.6447N0150Z-.675N0160G1Z-3.675N0170X-39.9262Y-44.9847N0180G2X-44.9985Y-36.6335I38.1935J28.9136N0190G0X-47.9985Y-30.3211N0200Z-.675N0210Z3.N0220Y30.9891N0230Z-.675N0240G1Z-3.675N0250X-44.9985Y36.6644N0260X-42.9858Y40.472N0270X-40.6841Y44.0398N0280X-39.9303Y44.9845N0290G0X-37.5255Y47.9985N0300Z-.675N0310Z3.N0320X-30.6783Y-47.9985N0330Z-.675N0340G1Z-3.675N0350X-33.4173Y-44.9985┇┇┇┇┇

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