密码器外壳凸模的mastercam数控加工模拟

学习报告

机制1班：宋伟强学号：130********

摘要

Mastercam是当前我国中小企业普遍使用的CAD/CAM软件，具有

强大、便捷的数控编程、仿真加工功能，本文主要介绍，基于Maste rcam软件对密码器外壳凸模曲面造型进行设计、计算机仿真加工,通过刀路模拟、实体验证等操作,确定加工过程的正确性。然后通过Ma stercam的后处理功能生成NC程序,允许条件可以将生成的NC程序

通过局域网传输给数控机床进行实体DNC数控加工。为了保证加工的精度与加工效率,必须安排合理的加工工艺。

关键词：模拟加工实体验证后处理数控加工工艺分析

Abstract

Small and medium-sized enterprises in China's current Mastercam widespread use of CAD/CAM software, with a strong, convenient CNC programming, simulation processing function, this paper mainly introduces the Mastercam software, based on the punch of password device shell surface modeling design, computer simulation processing, through the knife road simulation, entity verifies, operation to determine the correctness of the machining process. Then through the Mastercam post-processing function generates NC program that allows conditions of NC program can be generated through LAN transmission give NC machine tool entity DNC NC machining. In order to guarantee the machining accuracy and machining efficiency, must arrange the reasonable processing technology.

一、

1.MasterCAM简介

Mastercam是美国CNC公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件，它具有方便直观的几何造型，Mastercam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，为工程设计人员提供了最理想的软件。

Mastercam具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。Mastercam不但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。而且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。

可靠的刀具路径校验功能Mastercam可模拟零件加工的整个过程，模拟中

不但能显示刀具和夹具，还能检查刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况。

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，根据机床的实际结构，编制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。

使用Mastercam 实现DNC加工, DNC（直接数控）是指用一台计算机直接控制多台数控机床，其技术是实现CAD/CAM的关键技术之一。由于工件较大，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。

2.MasterCAM功能模块简介

MasterCAM是CAD和CAM集成开发系统，它主要包括以下功能模块：

（1） CAD模块

CAD模块主要包括二维几何设计和三维几何设计模块，与专用的CAD软件相同它提供了方便快捷的设计零件外形所需的理想环境，其造型功能十分强大，可以方便快捷的设计出复杂的曲面和零件，同时还能生成方程曲线，。其采用了NURBS数学模型，可生成各种的复杂曲面；本软件同时对曲线、曲面进行编辑修改都十分方便。

（2） CAM模块

Mastercam包括4大模块：Design、Lathe、Mill和Wire。Design模块用于被加工零件的造型设计，Mill模块主要用于生成铣削加工刀具路径，Lathe模块主要用于生成车削加工刀具路径，Wire模块主要用于生成线切割刀具路径。这4个模块可单独使用，在Mill模块，Lathe模块和Wire模块中也可以进行Design模块中的完整的造型设计，在其中一个模块中就可以实现造型设计与加工过程的统一。Mastercam 9.x还增加了Router模块和The MetaCut Utullities 模块。

MasterCAM具有很强劲的曲面粗加工以及灵活的曲面精加工功能，在曲面的粗、精加工中，MasterCAM提供了8种先进的粗加工方式和10种先进的精加工方式，极大地提高了加工效率。

MasterCAM的多轴加工功能为零件的加工提供了更大的灵活性。应用多轴加工功能能方便快捷的编制出高质量的多轴加工程序。

CAM模块还提供了刀具库和材料库管理功能。同时，它还具有很多的辅助功能，例如，模拟加工、计算加工时间等，为提供加工效率和精度提供了帮助。

总之，MasterCAM的性能优越、功能强大而稳定，易学易用，而且对计算机硬件要求低，是一个适用于实际应用和教学的CAD/CAM集成软件，值得我们机械类专业的加工及设计人员掌握使用。

密码器外壳凸模的

仿真加工

一．Mastercam的优点

Mastercam不但具有强大稳定的造型功能，可设计出复杂的曲线、曲面零件，而且具有强大的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。其可靠刀具路径效验功能使Mastercam可模拟零件加工的整个过程，

模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查出刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况，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。同时Mastercam对系统运行环境要求较低，使用户无论是在造型设计、CNC铣床、CNC车床或CNC线切割等加工操作中，都能获得最佳效果Mastercam软件已被广泛的应用于通用机械、航空、船舶、军工等行业的设计与NC加工，从80年代末起，我国就引进了这一款著名的CAD/CAM 软件，为我国的制造业迅速崛起作出了巨大贡献。

二、密码器外壳的实体建模

1.通过Mastercam的构图功能，在俯视图和右视图中绘制如下曲线；

2.通过Mastercam的实体造型功能中的挤出命令，拉伸如下；

3.通过Mastercam的挤出—切割实体、扫描、倒圆角命令，绘图如下；

4.抽壳、挤出—切割，得到密码器外壳，如下图；

5.实体管理器中，删除抽壳、拉伸切除，并绘制104x175矩形，挤出（增加凸缘），如下图示。

密码器外壳凸模

三．简单的工艺分析

零件图工艺分析：该零件表面由长方体组成。虽然尺寸精度及表面粗糙度没有作严格要求，但仍然要将尺寸精度控制在+0.1mm范围内，表面粗糙度要达到3.2。无热处理和硬度要求。

（1）密码器外壳凸模工件材料为45#钢，毛坯尺寸：105x175x42

（2）根据工件材料，选择YT15硬质合金刀具进行加工。

（3）工艺分析及刀具选择。

密码器外壳凸模如上图示，未注倒角R2，先粗加工，在精加工，最后清角加工。

具体工艺分析：

a.粗加工，去除大部分材料，留少部分材料精加工，这一步加工要讲究效率，速度

要快，曲面与分模面一起粗加工，要求刀具有足够的强度和切削力，因此选用较

大刀具。根据本工件材料、曲面外形以及毛坯尺寸，选用

b.精加工。将粗加工余量切削完，达到图纸要求的尺寸精度和表面粗糙度，同时兼

顾效率。考虑到分模面为平面，精加工用平刀加工质量好。密码器外壳凸模表面

选择的球头铣刀精加工。在靠近分型面处还存在刀角余量，曲面上还有R0.5

的圆角多出，并且经以上加工后还留有残料，需要进行清角加工。

c.清角加工，清角加工是为了去除在较小圆角、直角地方或者精加工未加工到的地

方。刀具的选择应考虑能否去除残料、加工效率以及刀具强度。深凹处R0.5内外

圆角选用直径、圆角半径的圆鼻刀进行加工。深凹处凸台部分，选择的

平刀用交线清角加工，曲面与分型面交接处余量用的平刀进行加工。

（4）工序的划分

按装夹定位划分工序。对加工内容不多的工件，可根据装夹定位划分工序，可以一次性装夹完成的那部分工艺过程为一道工序。按所用刀具划分工序。为了

减少换刀次数和空程时间，再一次性装夹中，用一把刀加工完能加工的所用部位。

按粗精加工划分工序。按加工部位划分

密码器外壳凸模加工工艺方案

四、密码器外壳凸模的仿真加工 1. 建立编程坐标系

（1）构图—B 画边界盒，为实体平移做准备；

（2）框选所有元素，平移至系统原点，如图示， 即为工件编程原点

2.毛坯设置

（1）通过边界盒设置毛坯

（2）具体尺寸如下

3.刀具设置

根据数控加工工艺方案中的刀具参数，按照下列步骤，刀具设置如下：（1）根据工艺要求，选择刀具类型，可从刀库选，也可以新建；

（2）根据尺寸要求，考虑到加工效率，设置刀具参数；

（3）设置切削参数

根据上述步骤，完成所有刀具的设置。

4.粗加工

（1）曲面平行铣粗加工，整体粗加工，具体设置如下：

（2）曲面挖槽粗加工，加工凸模深凹处，具体设置如下：

粗加工仿真加工效果图

5.精加工

（1）曲面等高外形精加工，清理刀角余量，具体设置如下；

（2）曲面平行铣精加工，精加工凸模表面，部分设置如下：

（3）曲面平行铣精加工，精加工凸模深凹处，部分设置如下：

（4）精加工效果图

6.交线清角加工，清除凸模深凹处残料，部分设置及效果图如下：

7.生成NC代码

通过后处理功能，生成NC代码，通过数据传输，在数控机床上进行加工。

五．献参考文

[1] 周磊，周鸿斌.MasterCAM X基础教程.—北京：清华大学出版社，2006.8

[2] 吴长德. MasterCAM9.0系统学习与实训.—北京：机械工业出版社，2003

[3] 李杰臣，金湖庭. MasterCAM入门指导.—北京：机械工业出版社，2005

[4] 郑舸. MasterCAM上机实验指导书（第三版）.—自贡：四川理工学院机械工程学院，2011.5