数控加工自动编程与数控加工实例.pptx
目录目录数控加工自动编程概述 1、常用自动编程软件简介 2、数控加工自动编程步骤 7.2 MastercamX自动编程技术 1、Mastercam基本操作 2、Mastercam自动编程第1页/共95页 数控加工自动编程概述1CAD/CAM软件分类 CAD/CAM技术经过几十年的发展，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CAD/CAM软件。现在，工作站和微机平台的CAD/CAM软件已经占据主导地位，并且出现了一批比较优秀、比较流行的商品化软件。按照三维CAD/CAM软件的集成度、功能，可将目前流行的CAD/CAM软件划分为三类：第2页/共95页1）高档CAD/CAM软件 提供机械制造全过程的一揽子解决方案，具有高度集成的CAD/CAE/CAM和部分PDM(产品研发数据管理)功能集成。高档CAM软件的代表有:Unigraphics、Pro/Engineer、CATIA、I-DEAS等。这类软件的特点是：具有优越的参数化设计、变量化设计及特征造型技术与传统的实体和曲面造型功能结合在一起；加工方式完备，计算准确，实用性强，可以从简单的2轴加工到以5轴联动方式来加工极为复杂的工件表面；并可以对数控加工过程进行自动控制和优化；同时提供了二次开发工具允许用户扩展其功能。它们是大、中型企业的首选CAD/CAM软件。第3页/共95页2）中档CAD/CAM软件提供CAD/CAE/CAM和PDM的部分功能。CIMATRON是中档CAD/CAM软件的代表，其它还有Mastercam、Surfcam、Solidwork、SolidEdge、CAXA制造工程师等。这类软件实用性强，提供了比较灵活的用户界面，优良的三维造型、工程绘图，全面的数控加工，各种通用、专用数据接口以及集成化的产品数据管理。主要应用在中小企业的模具行业。3）低档CAD软件 这类软件仅有二维工程图设计能力，无法提供与数控加工机床的一体化应用。这类软件主要有AUTOCAD、CAXA等。第4页/共95页2、常用自动编程软件简介CAXA CAXA 制造工程师：制造工程师：CAXACAXAMEME（CAXACAXA制造工程师）是我国北航海尔软制造工程师）是我国北航海尔软件公司开发的针对数控铣、加工中心的件公司开发的针对数控铣、加工中心的CAD/CAMCAD/CAM软件。软件。它基于它基于PCPC平台，采用原创平台，采用原创Windows Windows 菜单和交互方式，菜单和交互方式，全中文界面，便于用户轻松地学习和操作；全面支持全中文界面，便于用户轻松地学习和操作；全面支持图标菜单、工具条、快捷键。它功能强大，提供基于图标菜单、工具条、快捷键。它功能强大，提供基于实体的特征造型、自由曲面造型、以及实体和曲面混实体的特征造型、自由曲面造型、以及实体和曲面混合造型功能，可实现对任意复杂形状零件的造型设计。合造型功能，可实现对任意复杂形状零件的造型设计。还具有生成二至五轴（五轴加工模块需另配）的加工还具有生成二至五轴（五轴加工模块需另配）的加工代码的数控加工功能，可用于加工具有复杂三维曲面代码的数控加工功能，可用于加工具有复杂三维曲面的零件。其特点是易学易用、价格较低，已在国内众的零件。其特点是易学易用、价格较低，已在国内众多企业（如宝鸡机床厂、北京仪表机床厂等）和科研多企业（如宝鸡机床厂、北京仪表机床厂等）和科研院所得到应用。院所得到应用。第5页/共95页Mastercam Pro/Engineer Pro/Engineer Pro/Engineer 是由美国是由美国PTCPTC公司研制和开发的公司研制和开发的商用商用CAD/CAMCAD/CAM软件，该软件具有基于特征、全参数、软件，该软件具有基于特征、全参数、全相关和单一数据库的特点，全相关和单一数据库的特点，可用于设计和加工复可用于设计和加工复杂的零件。另外，它还具有零件装配、机构仿真、杂的零件。另外，它还具有零件装配、机构仿真、有限元分析、逆向工程、同步工程等功能。有限元分析、逆向工程、同步工程等功能。该软件该软件也具有较好的二次开发环境和数据交换能力。也具有较好的二次开发环境和数据交换能力。Pro/Engineer Pro/Engineer 已广泛应用于模具、工业设计、汽已广泛应用于模具、工业设计、汽车、航天、玩具等行业，并在国际车、航天、玩具等行业，并在国际CAD/CAM/CAE CAD/CAM/CAE 市场上占有较大的份额。市场上占有较大的份额。MastercamMastercam是美国是美国CNCCNC公司的公司的CAD/CAMCAD/CAM软件，功能上软件，功能上与与CAXA-MECAXA-ME基本相同，它具有很强的加工功能，尤其基本相同，它具有很强的加工功能，尤其在对复杂曲面自动生成加工代码方面，具有独到的优在对复杂曲面自动生成加工代码方面，具有独到的优势。由于势。由于Mastercam Mastercam 主要针对数控加工，零件的设计主要针对数控加工，零件的设计造型功能不强，但对硬件的要求不高，且操作灵活、造型功能不强，但对硬件的要求不高，且操作灵活、易学易用、价格较低，目前在国内有较多的用户。易学易用、价格较低，目前在国内有较多的用户。Mastercam现在的版本已发展到MastercamX4。第6页/共95页UGUG是美国是美国UGSUGS（Unigraphics SolutionsUnigraphics Solutions）公司的产）公司的产品，软件运行对计算机的硬件配置要求较高，早期品，软件运行对计算机的硬件配置要求较高，早期版本只能在小型机和工作站上使用。随着微机性能版本只能在小型机和工作站上使用。随着微机性能飞速提高，已开始在微机上使用。它不仅具有复杂飞速提高，已开始在微机上使用。它不仅具有复杂造型和丰富数控加工编程功能，还具有管理造型和丰富数控加工编程功能，还具有管理复杂产复杂产品装配，进行多种设计方案的对比分析和优化等功品装配，进行多种设计方案的对比分析和优化等功能。它具有较好的二次开发环境和数据交换能力。能。它具有较好的二次开发环境和数据交换能力。其庞大的模块群可为企业提供从产品设计、产品分其庞大的模块群可为企业提供从产品设计、产品分析、加工装配、检验，到过程管理、虚拟运作等全析、加工装配、检验，到过程管理、虚拟运作等全系列的技术支持。目前该软件在国际系列的技术支持。目前该软件在国际CAD/CAM/CAE CAD/CAM/CAE 市场上占有较大的份额，是目前市场上数控加工编市场上占有较大的份额，是目前市场上数控加工编程能力最强的程能力最强的CADCADCAM CAM 集成系统之一。集成系统之一。第7页/共95页2 2、数控加工自动编程步骤、数控加工自动编程步骤第8页/共95页简单说简单说,Mastercam,Mastercam自动编程分为三步自动编程分为三步:第1步:用“CAD设计模块”设计零件,产生MCX文件(或导入);第2步:利用“CAM模拟加工模块”生成刀具路径,产生NCI刀具路径文件;第3步:“后处理”产生NC程序(数控加工程序)。例1：Mastercam零件实体设计并自动生成工程图（1-27Mcx图）例2：由矩形二维图产生刀具加工路径、仿真，并自动生成NC程序（矩形外形铣削）第9页/共95页7.2 MastercamX数控自动编程技术一、一、MastercamMastercam基本操作基本操作的功能的功能:1)三维设计;2)零件加工(模拟加工路径,生成NC程序)。有五大功能模块：有五大功能模块：1）设计模块；2）铣削加工模块；3）车削加工模块；4）线切割加工模块；5）雕刻加工模块。第10页/共95页3.MastercamX3MastercamX3主界面主界面1)Mastercam的CAD设计文件的扩展名为.MCX2)Mastercam自动编程文件的扩展名为.NC3)Mastercamy 主界面介绍标题栏菜单栏固定工具栏操作栏(带状工具栏或叫立即工具栏)操作命令记录栏(最近工具栏)命令快速选择栏状态栏(显示及线型工具栏)操作管理器(对象管理区)绘图编辑区第11页/共95页Master CAMMaster CAM的窗口界面的窗口界面第12页/共95页Master CAMMaster CAM的功能的功能（1）File：包含文件的打开、新建、保存、打印、导入导出文件路径设置和退出等命令及最近打开的文件列表。（2）Edit：包含取消、重做、复制、剪切、粘贴、删除，以及一些图形编辑命令如修剪、打断、NURBS曲线的修改转化等命令。（3）View：包含用户界面以及图形显示的相关命令，如：视点的选择、图形的放大和缩小、旋转、视图的选择等。（4）Analyze：包含分析（查询）绘图区中图形对象各种相关信息的命令，如图形对象的尺寸、特征点的坐标等。（5）Create：包含绘制各种图素的命令，如曲线、曲面、基本实体等。（6）Solides：实体菜单，包含实体造型，以及实体的延伸、旋转、举升和布尔运算等命令。（7）Xform：包含图形的编辑命令，如镜像、旋转、比例缩放、平移等。（8）Machine Type：用于选择机床，并进入相应的CAM模块。如铣床加工模块、车床加工模块等。其中的Machine Definition Manager选项为机床设置。（9）Toolpaths：包含产生刀具路径，进行加工操作管理，编辑、组合NCI文件或后置处理文件，管理刀具和材料等命令。该菜单只有在选择了相应的CAM模块才有效。（10）Screen：包含设置与屏幕显示有关的各种命令，如图形对象的显示、隐藏等。（11）Settings：包含设置快捷方式，工具栏和工作环境等命令。（12）Help：提供各种帮助命令。第13页/共95页自动编程步骤分为三步：1）CAD设计模型（.MCX文件）；2）CAM产生刀具路径(.NCI文件);3）后处理产生数控程序（.NC文件）。第14页/共95页自动编程通用设置步骤自动编程通用设置步骤零件模型设计完毕后，自动编程通用设置步骤为：（1）选择机床类型（“机床类型”菜单中）（2）确定加工类型（“刀具路径”菜单中）（3）刀具参数设置（同上）（4）外形加工参数设置（同上）（5）毛坯设置（“刀具路径”管理器中，“属性”“材料设置”）（6）加工路径模拟（“刀具路径”管理器中）（7）生成NC程序（“刀具路径”管理器中）第15页/共95页2.2.二维刀具路径模拟加工及二维刀具路径模拟加工及NCNC程序的产生程序的产生1)切削加工类型(1)平面铣削加工(2)外形(外轮廓)铣削加工(3)挖槽(4)钻孔2)实例实例1:平面铣削加工(面加工)实例2:外形铣 削加工(铣外形)实例3:挖槽(挖槽)实例4:钻孔(钻孔)第16页/共95页3.3.三维刀具路径模拟加工及三维刀具路径模拟加工及NCNC程序的产生程序的产生二维即平面加工可以在普通机床上加工完成,而三维曲面加工在普通机床上加工是比较困难的,必须在数控机床上加工.三维曲面加工是比较复杂的,粗加工时,必须切除大量的毛坯材料,精加工必须符合零件精度要求.实例:三维曲面刀具路径模拟加工及NCNC程序的产生(三维曲面)第17页/共95页Master CAMMaster CAM数控编程的步骤数控编程的步骤 确定加工工艺确定加工工艺 建立工件几何模型建立工件几何模型 在在Master CAMMaster CAM系统中，工件几何模型的建立有系统中，工件几何模型的建立有3 3种种途径来实现：途径来实现：由系统本身的由系统本身的CADCAD造型建立工件的几何模型。造型建立工件的几何模型。通过系统提供的通过系统提供的DXFDXF、IGESIGES、CADLCADL、VDAVDA、STLSTL、PARASLDPARASLD、DWGDWG等标准图形转换接口，把其他等标准图形转换接口，把其他CADCAD软件生成软件生成的图形转换为本系统的图形文件，实现图形文件的交换和的图形转换为本系统的图形文件，实现图形文件的交换和共享。共享。通过系统提供的通过系统提供的ASCIIASCII图形转换接口，把经过三图形转换接口，把经过三坐标测量机或扫描仪测得的实物数据转换成本系统的图形坐标测量机或扫描仪测得的实物数据转换成本系统的图形文件。文件。生成刀具轨迹生成刀具轨迹 生成后置代码生成后置代码 输出加工代码输出加工代码 第18页/共95页二、二、MasterCAMMasterCAM的车削加工编程的车削加工编程第19页/共95页车削加工自动编程零件图车削加工自动编程零件图第20页/共95页机床参数、工件毛坯参数和刀具参数的设机床参数、工件毛坯参数和刀具参数的设定定第21页/共95页车端面刀具路径刀具设置车端面刀具路径刀具设置第22页/共95页车端面刀具路径加工参数设置车端面刀具路径加工参数设置 第23页/共95页车端面刀具路径车端面刀具路径第24页/共95页轮廓粗车刀具路径串接路径轮廓粗车刀具路径串接路径第25页/共95页轮廓粗车刀具路径刀具设置轮廓粗车刀具路径刀具设置第26页/共95页轮廓粗车刀具路径加工参数设置轮廓粗车刀具路径加工参数设置第27页/共95页轮廓粗车刀具路径底切参数设置轮廓粗车刀具路径底切参数设置第28页/共95页轮廓粗车刀具路径轮廓粗车刀具路径第29页/共95页轮廓精车刀具路径串接路径轮廓精车刀具路径串接路径第30页/共95页轮廓精车刀具路径刀具设置轮廓精车刀具路径刀具设置第31页/共95页轮廓精车刀具路径加工参数设置轮廓精车刀具路径加工参数设置第32页/共95页轮廓精车刀具路径轮廓精车刀具路径第33页/共95页槽加工刀具路径刀具设置槽加工刀具路径刀具设置第34页/共95页槽加工刀具路径槽加工刀具路径第35页/共95页螺纹加工刀具路径螺纹形状参数设置螺纹加工刀具路径螺纹形状参数设置 第36页/共95页螺纹加工刀具路径加工参数设置螺纹加工刀具路径加工参数设置第37页/共95页螺纹加工刀具路径螺纹加工刀具路径第38页/共95页钻孔加工刀具路径刀具设置钻孔加工刀具路径刀具设置第39页/共95页钻孔加工刀具路径加工参数设置钻孔加工刀具路径加工参数设置第40页/共95页钻孔加工刀具路径钻孔加工刀具路径第41页/共95页镗孔加工刀具路径刀具设置镗孔加工刀具路径刀具设置第42页/共95页镗孔加工刀具路径加工参数设置镗孔加工刀具路径加工参数设置第43页/共95页镗孔加工刀具路径镗孔加工刀具路径第44页/共95页截断加工刀具路径刀具设置截断加工刀具路径刀具设置第45页/共95页截断加工刀具路径加工参数设置截断加工刀具路径加工参数设置第46页/共95页截断加工刀具路径截断加工刀具路径第47页/共95页Master CAMMaster CAM的车削编程的检查仿真与后置的车削编程的检查仿真与后置处理处理 第48页/共95页加工仿真加工仿真第49页/共95页后置处理后置处理第50页/共95页三、数控铣削加工编程三、数控铣削加工编程在本节中将通过实例零件的数控编程来介绍Master CAM的外形、挖槽、钻孔、面铣、曲面粗加工、曲面精加工等铣削与加工中心自动编程过程。第51页/共95页机床参数、工件毛坯参数和刀具参数的设机床参数、工件毛坯参数和刀具参数的设定定 第52页/共95页平面铣削刀具路径刀具设置平面铣削刀具路径刀具设置第53页/共95页平面铣削刀具路径平面铣削刀具路径加工参数设置加工参数设置第54页/共95页平面铣削刀具路径平面铣削刀具路径第55页/共95页外轮廓刀具路径外轮廓刀具路径第56页/共95页外轮廓刀具路径外轮廓刀具路径加工参数设置加工参数设置第57页/共95页外轮廓刀具路径外轮廓刀具路径第58页/共95页挖槽加工挖槽加工刀具路径刀具路径刀具设置刀具设置第59页/共95页挖槽加工挖槽加工刀具路径刀具路径挖槽参数设置挖槽参数设置第60页/共95页挖槽加工挖槽加工刀具路径刀具路径加工参数设置加工参数设置第61页/共95页挖槽加工挖槽加工刀具路径刀具路径第62页/共95页挖槽精加工挖槽精加工刀具路径刀具路径第63页/共95页浅表面挖槽加工浅表面挖槽加工刀具路径刀具路径第64页/共95页钻孔加工钻孔加工刀具路径刀具路径第65页/共95页钻孔加工钻孔加工刀具路径刀具路径加工参数设置加工参数设置第66页/共95页钻孔加工钻孔加工刀具路径刀具路径第67页/共95页铣加工仿真铣加工仿真第68页/共95页曲面加工曲面加工 Master CAMMaster CAM的曲面铣削刀具路径用于加工曲面、的曲面铣削刀具路径用于加工曲面、实体或实体表面。在曲面、实体或实体表面数控实体或实体表面。在曲面、实体或实体表面数控加工中，大多数需要粗加工和精加工两道工序才加工中，大多数需要粗加工和精加工两道工序才能完成。粗加工的任务是尽可能快速去除工件的能完成。粗加工的任务是尽可能快速去除工件的材料，精加工的任务是精确地构建曲面。材料，精加工的任务是精确地构建曲面。Master CAMMaster CAM提供了提供了8 8种粗加工方法，种粗加工方法，1010种精加工种精加工方法。方法。第69页/共95页曲面粗加工曲面粗加工ParallelParallel：生成某一特定角度的平行切削粗加工路径。：生成某一特定角度的平行切削粗加工路径。RadialRadial：生成放射状的粗加工刀具路径。：生成放射状的粗加工刀具路径。ProjectProject：将将已已有有的的刀刀具具路路径径或或几几何何图图形形投投影影到到选选择择的的曲曲面上生成的粗加工刀具路径。面上生成的粗加工刀具路径。FlowlineFlowline：沿曲面流线方向生成粗加工刀具路径。：沿曲面流线方向生成粗加工刀具路径。ContourContour：沿曲面外形生成粗加工刀具路径。：沿曲面外形生成粗加工刀具路径。PocketPocket：依曲面形态，在：依曲面形态，在Z Z方向切削生成粗加工刀具路径。方向切削生成粗加工刀具路径。PlungePlunge：切切削削所所有有位位于于曲曲面面与与凹凹槽槽边边界界材材料料生生成成粗粗加加工工刀具路径。刀具路径。RestmillRestmill：残残料料粗粗加加工工，用用小小直直径径刀刀具具去去清清除除大大直直径径刀刀具所没有加工到的区域。具所没有加工到的区域。第70页/共95页曲面精加工曲面精加工ParallelParallel：生成某一特定角度的平行切削精加工刀具路径。：生成某一特定角度的平行切削精加工刀具路径。ParParSteepSteep：生生成成用用于于以以清清除除曲曲面面斜斜坡坡上上残残留留材材料料的的精精加加工刀具路径。斜坡面由两斜坡角度决定。工刀具路径。斜坡面由两斜坡角度决定。RadialRadial：生成放射状的精加工刀具路径。：生成放射状的精加工刀具路径。ProjectProject：将将已已有有的的刀刀具具路路径径或或几几何何图图形形投投影影到到选选取取的的曲曲面上生成的精加工刀具路径。面上生成的精加工刀具路径。FlowlineFlowline：沿曲面流线方向生成精加工刀具路径。：沿曲面流线方向生成精加工刀具路径。ContourContour：沿曲面外形生成的精加工刀具路径。：沿曲面外形生成的精加工刀具路径。ShallowShallow：生生成成用用于于清清除除曲曲面面浅浅面面积积部部分分残残留留材材料料的的精精加加工刀具路径。浅面积也由两斜坡角度决定。工刀具路径。浅面积也由两斜坡角度决定。PencilPencil：生生成成用用于于清清除除曲曲面面间间的的交交角角部部分分残残留留材材料料的的精精加加工刀具路径。工刀具路径。LeftoverLeftover：产产生生刀刀具具路路径径用用于于清清除除因因直直径径较较大大刀刀具具加加工工所所残留材料的精加工刀具路径。残留材料的精加工刀具路径。ScallopScallop：生成一等距环绕工件曲面的精加工刀具路径。：生成一等距环绕工件曲面的精加工刀具路径。第71页/共95页平行式曲面粗加工与精加工第72页/共95页平行式曲面粗加工平行式曲面粗加工刀具设置刀具设置第73页/共95页平行式曲面粗加工平行式曲面粗加工加工参数设置加工参数设置第74页/共95页平行式曲面粗加工刀具路径第75页/共95页平行式曲面精加工刀具路径 第76页/共95页放射状曲面粗加工与精加工第77页/共95页放射状曲面粗加工加工参数设置加工参数设置第78页/共95页放射状曲面粗加工刀具路径 第79页/共95页放射状曲面精加工加工参数设置放射状曲面精加工加工参数设置第80页/共95页放射状曲面精加工刀具路径 第81页/共95页流线式曲面粗加工与精加工第82页/共95页流线式曲面粗加工流线式曲面粗加工加工参数设置加工参数设置第83页/共95页流线式曲面粗加工刀具路径 第84页/共95页流线式曲面精加工刀具路径 第85页/共95页等高外式曲面粗加工与精加工第86页/共95页等高外式曲面粗加工等高外式曲面粗加工加工参数设置加工参数设置第87页/共95页等高外式曲面粗加工刀具路径 第88页/共95页等高外式曲面精加工刀具路径 第89页/共95页曲面挖槽粗加工第90页/共95页挖槽式曲面粗加工挖槽式曲面粗加工加工参数设置加工参数设置第91页/共95页挖槽式曲面粗加工刀具路径第92页/共95页环绕等距式曲面精加工环绕等距式曲面精加工加工参数设置加工参数设置第93页/共95页环绕等距式曲面精加工环绕等距式曲面精加工刀具路径 第94页/共95页感谢您的观看！第95页/共95页
