花形端盖板的造型与数控加工设计.pdf

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1、 43 花形端盖板的造型与数控加工设计 Molding and NC Machining Design of The Flower Shaped Cover 44 摘 要 此次毕业设计的题目为塑料后盖模具设计及数控加工设计的CAD/CAM,其主要研究的工作目的是熟悉MasterCAM 等 CAD/CAM 软件,了解软件在曲面造型、三维实体设计、刀具路径模拟及数控NC 程序的生成等功能特点，并对花心 端盖板进行三维造型；运用国产的斯沃数控仿真系统对三维造型的电话筒进行数控仿真加工；通过学校数控实训基地里的加工中心对材料为石蜡的毛坯进行实体加工。本次设计的重点主要有三点：第一点，是怎样建立好完整的

2、刀具加工路径，好的刀具加工路径，不仅仅是加工质量上的提高，还包含着加工效率的提高；第二点，是怎样将理论设计和实际加工比较完美的结合起来。最后，这次毕业设计的意义在于，掌握CAD/CAM技术与数控技术在实际加工中的应用，明白这两项技术在制造业中的地位，加强对CAD/CAM相关软件和数控机床的熟练操作。关键词：CAD/CAM 数控加工 数控仿真 45 Abstract The graduation design topic for a plastic rear cover mold design and NC machining design CAD/CAM,the main research w

3、ork is familiar with MasterCAM CAD/CAM software,software in surface modeling,3D design,tool path simulation and NC NC program generation features,and the end cover plate for three-dimensional Playboy modeling;use homebred swansoft CNC simulation system for3D modeling of the phone for NC simulation p

4、rocessing;through the school of NC training base in the processing center for materials for paraffin rough machining.This design mainly has three points:first,how to build a complete tool path,a good tool path,is not only the processing and improve quality,but also contains the processing efficiency

5、;second,how the theoretical design and processing is the perfect combination of.Finally,this graduation design is to master,CAD/CAM technology and numerical control technology application in real processing,understand these two technologies in the manufacturing industry status,strengthen pair of CAD

6、/CAM related software and CNC machine tool operation.Key words:CAD/CAM NC Machining Simulation 46 目 录 摘要 Abstract 绪 论 1 1 花形端盖板的工艺分析 2 1.1 工件简介2 1.2 加工原点设置2 1.3 加工工步分析2 1.4 零件设计思路分析4 2 花形端盖板的加工工艺设计6 2.1 样板设计6 2.1.1 样板零件设计过程 6 2.2 外形加工10 2.3 花形凹槽粗加工16 2.4 花形凹槽精加工19 2.5 圆形凹槽加工24 2.6 钻孔加工28 2.6.1 圆心凹槽的

7、钻孔加工28 2.6.2 方形凸台钻孔加工32 2.7 切削模拟34 2.8 后处理 37 3 花形端盖板的数控仿真及加工39 3.1 凸模和凹模的数控仿真过程39 3.1.1 NC 代码生成39 3.1.2 数控仿真过程39 结论 41 致谢42 参考文献43 47 附录一 44 48 绪 论 随着社会经济的发展对制造的要求不断提高，以及科学技术特别，计算机技术的高速发展，传统的制造业已发生了根本性的变革。以及数控技术为主要的现代制造技术占据了重要地位，数控技术集微电子、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，是制造业实现柔性化、自动化、集成化、智能化的重要基础。这个基础是否牢固直接影

8、响到一个国家的经济发展和综合国力，关系带一个国家的战略地位，因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及产业。在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步，特别是在通用微机数控领域，基于PC 平台的国产数控技术系统，已经得到了很大的发展。为充分体现自己三年来在学校所学到的知识，设计了连接零件，此零件为典型的铣削零件，它突出了数控加工技术的特点和零件加工的工艺规程，能培养我的设计与动手能力，再设计过程中，我掌握了加工中刀具的合理选择，熟练运用Master CAM 等软件这次毕业设计有利于肱巩固我们所学的专业知识还能提高我们各方面的能力。49 1 花形端

9、盖板的工艺分析 1.1 工件简介 图1-1 为加工工件为一花形端盖板凸模，其凸出部位为一长宽均为70mm 的正方体带有八个R9mm 的和四个R10mm 相切组成的的凹槽，凹槽的圆心处有一26mm 和一 18mm 组成的阶梯孔，凸台的四周对称有四个 5mm 的螺纹孔。此工件毛坯为75mm 75mm 30mm 的长方体，材料为45#钢。工件为底面固定在机床上。图 1-1 花形端盖板凹模 1.2 加工原点设置 为方便进行对刀，将工件坐标系设置在顶平面的中心，即X、Y 的坐标原点位置在边长为75mm 的中心点位置，而Z 坐标原点在顶平面上。1.3 加工工步分析（1）外形加工。因为该零件外形就是一方形凸

10、台，可以一次加工到位，加工时选择沿轮廓逐层向内加工的方式，刀具由外向内进行切削，选择刀具直径为 20mm 的高速钢立铣刀，主轴转速设为1500r/min，切削进给为600mm/min。考虑到切削深度为mm，所以采取分层切削，每层切削深度为4mm。（2）花形凹槽粗加工。对花形凹槽进行粗加工。选择直径为 16mm 的立铣刀，略小于槽内的最小间距，保证刀具通过一次完成切削，主轴转速设置为 50 1700r/min，切削进给为600mm/min。（3）花形凹槽精加工。对花形槽进行精加工。精加工使用外形铣削方式，刀具使用 10mm 的硬质合金平底刀进行加工，采用层铣方式，每层切深为1mm，主轴转速设置为

11、2200r/min，进给率为800mm/min。（4）圆形凹槽的加工。加工中心部位的圆孔，该槽为整圆。使用全圆加工的方法进行加工，选择直径为10mm 的立铣刀，分层切削，每层背吃刀量为1mm，主轴转速为2200r/min，进给率为800mm/min。（5）圆形凹槽钻孔加工。圆形凹槽的圆心处需要加工一个 18mm 深4mm的孔。钻孔加工使用 18mm 的钻头，采用快速啄式加工，设置主轴800r/min，进给率为300mm/min。（6）方形凸台钻孔。方形凸台四个顶角钻四个 5mm 的是个深7mm 的孔，一样采用快速啄式加工，设置主轴转速为500r/min，进给率为200mm/min。如表1-2

12、所示为各工步的加工内容、加工方式、进给和转速机械参数。表 1-2 花形端盖板的数控工步 序号 加工内容 工艺类型 使用刀具 主轴转速/（r/min）进给/（mm/min）1 外形加工 外形切削 20mm 1500 600 2 花形凹槽粗加工 挖槽粗加工 16mm 1700 600 3 花形凹槽精加工 外形切削 10mm 2200 800 4 圆形凹槽的加工 全圆铣削 10mm 2200 800 5 圆形凹槽钻孔加工 钻孔 18mm 800 300 6 方形凸台钻孔加工 钻孔 5mm 500 200 如图1-3为每一加工工步完成的实体仿真切削结果 51 图 1-3 加工流程图 1.4 零件设计思

13、路分析 (1)零件设计思路 如图1-5 为需要加工的零件平面图形，具体绘制步骤如下：绘制矩形；绘制圆：倒角和倒圆角；修剪多余的线段：图 21-5 花形端盖板平面图 (2)设计步骤每步结果图 每步结果图如图1-6 所示 52 图 1-6 设计过程 53 2 花形端盖板的加工工艺设计 2.1 样板设计 2.1.1 样板零件设计过程 打开MastercamX3 后，在标题一栏中，点击文件新建文件，点击设置系统配置选项，选择公制，单击“确定”，如图2-2 所示。图 2-1 创建文件和设置公制 (1)绘制矩形 在标题一栏中，点击绘图矩形，如图2-3 所示。之后弹出矩形选项，在如图2-4 所示的位置分别输

14、入75、75，确认变暗，点击确定，用鼠标拾取坐标原点，按回车，完成第一个矩形的绘制2。图 2-3 选择矩形功能 图 2-4 输入长宽 按照上面的方式，分别对边长为70mm 和 60mm 的矩形进行绘制，绘制结果如图 2-5 所示。图 2-5 绘制三个矩形 54(2)绘制圆 在标题栏中，点击绘图圆弧圆心+点，如图2-6 所示。拾取圆心，在如图 2-7 中 X 轴坐标输入25，Y 轴坐标输入25，Z 轴坐标输入0，按回车，再在弹出”编辑圆心点“中如图2-8 所示位置输入10，按回车，完成圆的绘制。按照上面的步骤分别绘制圆心坐标为“25，-25”、“-25，-25”、“-25，25”，半径都为 10

15、mm 的圆，结果如图2-9 所示。图 2-6 选择画圆功能 图 2-7 编辑圆心点 图 2-8 编辑圆半径 图 2-9 绘制圆 按照如图2-6，打开画圆功能，用鼠标拾取上面四个圆的圆心，绘制四个直径为5mm 的圆，在用鼠标拾取坐标原点，画一个半径为13mm 和半径为9mm 的圆，完成圆的绘制，结果如图2-10 所示。55 图 2-10 完成圆的绘制(3)倒角和倒圆角 在标题栏中，点击绘图倒角倒角，如图2-11 所示。弹出倒角选项，在如图2-12 所示的位置输入“5”，在如图2-13 所示位置选择“单一距离”，确认图 2-14 图标变暗，用鼠标拾取边长为70mm 的矩形一条边，在拾取另一条边，确

16、认系统给出的倒角是否正确，确认无误后按回车，倒角后图形如2-15 所示，按照以上步骤对此矩形四个角倒角。图 2-11 选择倒角功能 图 2-12 选择倒角距离 图 2-13 选择倒角方式 图 2-14 选择修剪方式 图 2-15 倒角 56 在标题栏中，点击绘图倒圆角倒圆角，弹出圆角选项，在如图2-16 的位置输入“8”，在图2-17 的位置选择“标准”，确认图2-19 图标变暗，用鼠标拾边长为60mm 的矩形一边，在拾取跟这边相交半径为10mm 的圆（拾取时鼠标放在矩形所覆盖此圆的部分），确认系统给出的倒圆角是否正确，确认无误，按回车键，倒圆角后图形如图2-19 所示，按照上面方式对七个相交

17、处进行倒圆角，倒角和倒圆角完成后图形如图2-20 所示。图 2-16 圆角半径输入 图 2-17 倒圆角方式 图 2-18 修剪方式 图 2-19 倒圆角 图 2-20 完成倒角和倒圆角 (4)修剪多余线段 在标题栏中，点击编辑修剪/打断在交点处打断，如图2-21 所示，窗选整个图形，按回车，在选择要删除的线段，完成整个图，如图2-23 所示。图 2-21 选择修剪功能 57 图 2-22 窗选整个图形 图 2-23 完成图形 2.2 外形加工 打开文件，确认坐标原点在圆心。(1)选择外形铣削模组 在标题栏点击机床内型铣床选项。在点击刀具路径外形铣削。(2)拾取加工对象 系统弹出“串连选项”，

18、选择“2D”模式，拾取外形铣削加工的外形边界，58 将视图设为俯视图，用鼠标单击变长为70mm的矩形上任一点，系统自动串连此矩形，并在图形上显示一个箭头，如图2-24 所示，再单击回车，系统弹出加工参数设置。(3)选取加工刀具，设置刀具参数 建立刀具。打开外形铣削(2D）对话框中的“刀具参数”选项卡，在刀具列表中空白处单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“建立新刀具”选项，如图2-25 所示。图 2-24 拾取外形 系统将弹出如图2-26 所示的“定义刀具”对话框，首先选择刀具类型，单击“平刀”选项，系统系统自动切换到“刀具-平刀”对话框，如图2-27 所示，设置直径为20，其余参数均按默认值

19、，按“确定”按钮完成刀具创建。图 2-25 建立新刀具 59 图 2-26 选择刀具类型 图 2-27 定义刀具几何参数 设置刀具参数。系统返回刀具参数设置买道具列表框中将显示创建的 刀具#1-20平刀。60 设定切削加工的主轴转速为1500；切削进给率为600；其余按默认值，如图2-28 所示。图 2-28 刀具参数(4)设置外形铣削参数 设置外形铣削参数。单击“外形铣削参数”标签，如图2-29 所示。设置外形型式为2D；设置安全高度为不用 设置参考高度为25.0，使用“绝对坐标”；进给下刀位置为5.0，使用“增量坐标”，使用“快速下刀”方式；要加工的表面为0.0，使用“绝对坐标”；深度为-

20、8，使用“绝对坐标”；补偿型式为“计算机”；补偿方向为“右补正”；校刀长位置为“刀尖”；刀具走圆弧在转角处“无”；打开“寻找相交性”；XY 方向预留量为0.0；Z 方向预留量为0.0 设置分层铣削参数。单击“Z 轴分层铣深”按钮，打开“深度切削”对话 61 框。如图2-30 设置分层铣削参数。最大粗切步进量为3；精铣次数为0；其余参数按照默认值；按“确定”返回“外形铣削参数”对话框。图 2-29 外形铣削参数 图 2-30“深度切削参数设定”对话框 设置进退刀参数。单击“进/退刀向量”按钮，打开“进/退刀向量设定”对话框，如图2-31 所示。设置进/退刀向量参数。打开“在封闭轮廓中心进行进刀/

21、退刀”选项；打开“干涉检查进刀/退刀运动”选项；重叠量为0；激活“进刀向量”选项；直线为“切线方向”；62 长度为20；斜向高度为0；圆弧半径为3；扫描为90；螺旋高度为0；关闭“由指定点下刀”；关闭“只在第一层深度加上进刀量”；单击中间的箭头，进刀向量参数复制到退刀向量参数。按“确定”按钮，返回到外形铣削参数对话框。图 2-31“进/退刀向量设定”对话框(5)生成刀具路径 进行完所有参数的设置后，按“确定”按钮，系统即按设置的参数计算出刀具路径。生成的外形加工刀具路径图如图2-32 所示。(6)检视刀具路径 对于创建完成的操作，在屏幕绘图区通过调整视角，进行缩放、旋转、平移等操作，从不同角度

22、、不同局部区域检视刀具路径。如图2-32 为所示为在等角视图下显示的此程序的刀具路径。63 图 2-31 外形加工刀具路径 图 2-32 等角视图的刀具路径 2.3 花形凹槽粗加工(1)选择挖槽模组 在标题栏去依次单击刀具路径标准挖槽。(2)选取加工对象 系统弹出“串连选项”，选择“2D”模式，选取定义凹槽的花形轮廓曲线，系统自动串连此曲线，如图2-33 所示，单击“确定”按钮，系统弹出加工参数设置。(3)设置刀具参数 打开挖槽（标准）对话框中的“刀具路径参数”选项卡。按照前面选择刀具的方法，选择直径为16mm 的平刀，并设定切削加工的主轴转速为1700，切削进给率为600，其余参数按默认值。

23、(4)设置挖槽参数 设置挖槽参数。单击“挖槽参数”标签，如图2-34 所示。图 2-33 选择轮廓 64 图 2-34 挖槽参数 关闭“安全高度”选项；设置参考高度为25，使用“绝对坐标”；进给下刀位置为5，使用“增量坐标”，使用“快速提刀”方式；要加工的表面为0.0,使用“绝对坐标”；深度为-5，受用绝对坐标；加工方向为“顺铣”；校刀长位置为“刀尖”；刀具走圆弧在转角处为“无”；XY 方向预留量为0.2；Z 方向预留量为0。单击“Z 轴分层铣深”，可进行深度分层铣削参数设置，如图2-35 所示，设置最大粗切深度为3，精铣次数为0，其他参数按照默认值。单击“确定”按钮回到挖槽参数对话框。65

24、图 2-35 Z 分层铣深设定(5)设置粗铣/精铣参数 单击“精修参数”标签，按图2-36 所示设置参数。打开“粗切”选项；切削方式为“平行环切”；设置加工刀间距为刀具直径的百分之50，距离为8；关闭“刀具路径最佳化”选项；打开“由内而外环切”选项；打开“螺旋式下刀”；关闭“精铣”选项，不进行精铣加工。(6)生成刀具路径 进行完所有参数的设置后，单击外形铣削对话框的“确定”按钮，系统即按照设置的参数只算处刀具路径，生成的挖槽加工刀具路径如图2-37 所示。(7)检视刀具路径 对于创建完成的操作，在屏幕绘图区通过调整视角，进行缩放、旋转、平移等操作，从不同角度、不同局部区域检视刀具路径。66 图

25、 2-36 精修参数 图 2-37 挖槽加工刀具路径 2.4 花形凹槽精加工(1)选择外形铣削模组 在标题栏上依次点击刀具加工外形铣削。(2)拾取加工对象 67 系统弹出“串连选项”，选择“2D”模式，拾取外形铣削加工的外形边界，将视图设为俯视图，拾取花形曲面，如图2-38 所示。在点击“确认”按钮，进入加工参数设置。(3)选取加工刀具，设置刀具参数 建立新刀具。打开外形铣削（2D）对话框的“刀具参数”选项卡，在刀具列表中空白处单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“建立新的刀具”选项。系统将弹出“定义刀具”对话框，首先选择刀具类型，单击“平刀”选项，系统自动切换到“刀具平刀”选项卡，设置直径为

26、10，其余参数均按默认值，单击“确定”按钮完成刀具创建。设置刀具参数。系统返回刀具参数设置，在刀具列表框中将显示创建的刀具#3-10平底刀。设定切削加工的主轴转速为2200；切削进给率为800；其余参数按默认值，如图2-39所示。图 2-38 拾取外形 图 2-39 刀具参数 68(4)设置外形铣削参数 单击“外形加工参数”标签，如图2-40 所示，外形加工参数中的默认外形型式为“2D 外形铣削加工”。图 2-40 外形加工参数 设置外形参数 关闭“安全高度”选项；设置参考高度为25，使用“绝对坐标”；进给下刀位置为5，使用“增量坐标”；要加工的表面为0，使用“绝对坐标”；深度为-5，使用“绝

27、对坐标”；补偿型式为“计算机”；补偿方向为“右补偿”；校刀长位置为“刀尖”；刀具走圆弧在转角处为“无”；打开“寻找相交性”选项；Z 方向预留量为0；关闭“X 分层铣削”选项；关闭“程序过滤”；设置分层铣削参数。单击“Z 轴分层铣深”按钮，打开“Z 轴分层铣深设 69 定”对话框如图2-41 所示，设置分层铣削参数。最大粗切量为1；精铣次数为0；打开“不提到”选项；分层铣深的顺序为“按轮廓”；关闭“锥度斜壁”；其余参数按默认值；单击“确定”按钮返回到“外形加工参数”对话框.图 2-41“Z 轴分层铣深设定”对话框 设置进/退刀参数。单击“进/退刀向量”按钮，打开“进/退刀向量设定”对话框，如图2

28、-42 所示，设置进/退刀向量参数。打开“在封闭轮廓的中心进行进/退刀”选项；打开“干涉检查进刀/退刀运动”选项；退刀重叠为0；激活“进刀向量”；直线为“切线方向”；长度为20；斜向高度为0；圆弧半径为3；扫描为90；螺旋高度为0；关闭“由指定点下刀”；关闭“只在第一层深度加上进刀量”；单击中间的箭头，进刀向量参数复制到退刀向量参数。70 按“确定”按钮，返回到外形铣削参数对话框。图 2-31“进/退刀向量设定”对话框(5)生成刀具路径 进行完所有参数的设置后，按“确定”按钮，系统即按设置的参数计算出刀具路径。生成的外形加工刀具路径图如图2-32 所示。(6)检视刀具路径 对于创建完成的操作，

29、在屏幕绘图区通过调整视角，进行缩放、旋转、平移等操作，从不同角度、不同局部区域检视刀具路径。如图2-32 为所示为在等角视图下显示的此程序的刀具路径。图 2-31 外形加工刀具路径 图 2-32 等角视图的刀具路径 71 2.5 圆形凹槽加工(1)选择全圆加工进行圆形凹槽的加工 在标题栏中依次单击刀具路径全圆加工全圆铣削选项。(2)拾取全圆加工对象 系统弹出“选取钻孔的点”的对话框，移动鼠标到原点位置单击选中，如图2-45 所示，在按“确定”按钮，进入全圆铣削参数设置中。(3)设置刀具参数 选择全圆铣削对话框中的“刀具参数”选项，在刀具中选择直径为10mm 的平底刀，并设置切削加工的主轴转速为

30、2200，切削进给率为800，其余参数按默认值，如图2-46 所示。图 2-45 拾取圆心 72 图 2-46 刀具参数选择(4)设置全圆铣削参数 单击“全圆铣削参数”标签，按图2-47 所示设置高度、起始高度、扫掠角度和加工预留量等参数。设置全圆铣削参数。单击“外形铣削参数”标签，如图2-47 所示。设置安全高度为不使用；设置参考高度为25，使用“绝对坐标”；进给下刀位置为5，使用“增量坐标”；要加工的表面为-5，使用“绝对坐标”；深度为-10，使用“绝对坐标”；补偿型式为“电脑”；补偿方向为“左补偿”；校刀位置为“刀尖”；起始角度为90；圆直径为26；进/退刀圆弧的扫描角度为180；打开“

31、由圆心开始”；关闭“垂直进入”；73 XY 方向预留量为0；Z 方向预留量为0；图 2-47 全圆铣削参数设置 Z 轴分层铣削。单击“分层铣削”按钮，按图2-48 设置分层铣削参数，设置最大粗铣间距为1mm，打开“不提到”选项，其余参数按默认值，单击“确定”按钮返回全圆铣削参数。粗加工。单击“粗铣”，按图2-49 所示设置粗铣参数。步进为刀具直径的50%，即距离为5；打开“螺旋进刀”选项；设置最小半径和最大半径均为刀具直径的50%；XY 方向预留间隙为5；Z 方向预留间隙为1；进刀角度为3；打开“以圆弧进给输出”选项；如果螺旋进刀失败，则选用垂直下刀；单击“确定”按钮返回全圆铣削参数。74 图

32、 2-48 Z 轴分层铣深参数 图 2-49 全圆铣削的粗铣(5)生成刀具路径 完成所有参数的设置后，单击“全圆铣削参数”对话框的“确定”按钮，系统即按设置的参数计算出刀具路径。生成的圆形凹槽的全圆铣削刀具路径如图2-50所示。(6)检视刀具路径 对于创建完成的操作，在屏幕绘图区通过调整视角，进行缩放、旋转、平移等操作。在不同角度、不同局部区域检视刀具路径。图 2-50 全圆铣削刀具路径 75 2.6 钻孔加工 2.6.1 圆心凹槽的钻孔加工(1)选择钻孔加工模组 在标题栏依次单击刀具路径钻孔选项。(2)选择钻孔点 系统打开“选取钻孔点”对话框，点击选取钻孔点，将鼠标移到坐标原点位置，拾取钻孔

33、点，如图2-51 所示，单击“确定”按钮，系统跳至“刀具路径参数”对话框。图 2-51 选择钻孔点 (3)设置刀具 建立刀具。在“刀具参数”中刀具列表空白处单击鼠标右键，选择“创建刀具”选项，选择钻头，系统自动跳至“刀具-钻头”选项卡，如图2-52 所示，设置直径为18，其余参数按默认值，单击“确定”按钮返回刀具参数设置。76 图 2-51“定义刀具”对话框 设置刀具参数。系统返回刀具参数设置，在刀具列表对话框中将显示创建的刀具，并且以作为当前选择的刀具。设定切削加工的主轴转速为800；切削进给率为300；其余参数按默认值，如图2-52 所示。(4)设置钻孔参数 单击“深孔钻-无啄钻”标签，按

34、图2-53 所示设置高度、钻孔深度、钻孔方式、延时等参数。77 图 2-52 刀具参数 图 2-53 钻孔参数 78 设置安全高度为25，使用“绝对坐标”；设置参考高度为5，使用“增量坐标”；要加工表面为-10；使用“绝对坐标”；深度为-14，使用“绝对坐标”；钻孔循环方式为“深孔钻(G83)”；暂留时间为0；在深孔钻-无啄钻选项卡中，激活“刀尖补偿”选项，进入如图2-54 所示的钻头尖部的补偿参数设置，按图中参数进行设置。设置贯穿距离为0；刀尖角度为118；单击“确定”按钮返回到钻孔加工参数设置。图 2-54 钻头尖部补偿设定(5)生成刀具路径 进行完所有的参数的设置后，单击对话框中的“确定

35、”按钮，系统即可按设置的参数计算出刀具路径，将视图设为等角视图，生成的钻孔刀具路径如图2-55所示。79 图 2-55 钻孔刀具路径 2.6.2 方形凸台钻孔加工(1)选择钻孔加工模组 在标题栏区单击刀具路径钻孔选项。(2)选择钻孔点 选取四个直径为5mm 圆的圆心，单击“确定”跳至“刀具参数”对话框。(3)设置刀具参数 定义刀具。在刀具列表中单击鼠标右键，选择直径为5mm 的钻头，其他参数均按默认值，单击“确定”按钮返回刀具参数设置。设置刀具参数。系统返回刀具参数设置，在刀具列表中将显示创建的钻头，并且以作为当前的刀具。设定主轴转速为500，进给率为200，其余参数按默认值，如图2-56 所

36、示。(4)设置钻头参数 单击“深孔钻-无啄钻”标签，按图2-57 所示设置高度、钻孔深度。钻孔方式、延时等参数，激活“刀具补偿”选项，补偿参数设置同图2-54 所示进行参数设置。80 图 2-56 刀具参数 图 2-57 钻孔参数 设置安全高度为25，使用“绝对坐标”；设置参考高度为5，使用“增量坐标”；要加工表面为0；使用“绝对坐标”；深度为-7，使用“绝对坐标”；钻孔循环方式为“深孔钻(G83)”；暂留时间为0；单击“确定”按钮返回到钻孔加工参数设置。81(5)生成刀具路径 进行完所有的参数的设置后，单击对话框中的“确定”按钮，系统即可按设置的参数计算出刀具路径，将视图设为等角视图，生成的

37、钻孔刀具路径如图2-58所示。图 2-58 钻孔刀具路径 2.7 切削模拟(1)打开操作管理器 单击标题栏中的视图切换操作管理器选项。(2)设置毛坯 系统将打开操作管理器，单击材料设置，如图2-59 所示，系统弹出材料设置对话框，按图2-60 所示设置材料的参数。素材角度选“俯视图”；形状选择“立方体”；打开“显示”选项；打开“适度化”选项；打开“线架加工”；设置材料X75、Y75、Z30；82 单击“确定”按钮，返回操作管理器。图 2-59 打开材料设置 图 2-60 材料设置参数 (3)进行实体切削模拟 83 单击全选按钮，选择所有的操作，单击实体验证按钮，将视图切换到等角视图，单击播放按

38、钮启动加工模拟，开始切削模拟过程。切削过程如图2-61所示。在实体验证过程中，可以通过实体验证工具条来控制实体切削模拟过程，包括重启、播放、停止、步进、快进、速度调整等。图 2-61 实体切削模拟(4)完成切削模拟 完成切削模拟的结果将显示完成的图形，单击动态旋转图标，可以进行视角的旋转，如图2-62 所示。(5)保存文件 在标题栏中单击文件保存文件选项，对文件进行保存。84 图 2-62 切削模拟结果 2.8 后处理 在操作管理器中全选所有的操作，在单击按钮，弹出“后处理程式”对话框，如图2-63 所示。首先需要根据用户的数控加工机床的控制器来选择后处理器，确认使用系统默认的后处理器MPSF

39、AN.PST（法兰克系统后处理器）。关闭“保存NC 文件”选型，打开“编辑”选项，在生成程序后自动打开程序编辑器进行编辑。选择“询问”选项，NC 文件副本为NC。单击“确定”按钮，通过输入NC 文件名，如图2-64 所示，单击保存开始后处理。完成处理后，系统自动打开专用的文件编辑器打开NC 文件，如图2-65 所示，可以进行 图 2-63 后处理操作 检视和修改。可以根据使用的CNC 控制器的代码要求操作习惯，适当修改NC 语句并保存。在系统生成的代码中，某些说明语句、程序名称等都可能需要修改。85 图 2-64 输入NC 文件名 图 2-65 完成后处理的文本文件名显示编辑 86 3 花形端

40、盖板的数控仿真及加工 3.1 凸模和凹模的数控仿真过程 3.1.1 NC 代码生成 利用MasterCAM10.0 系统的后处理功能，将电话筒下盖凸模和凹模所规划的刀具路径所生成的NCI 刀具路径文件转换成能被数控机床所使用的NC 代码。完成这一步后，为了能在机床上正常加工及检查的方便，我们还需对NC 代码文件进行修改，首先，用记事本打开NC 文件，修改的内容包括以下几点：(1)将开头的文件名号O0000 改为Oxxxx,不要全部是0，因为这样在将NC程序传输时，不会被保存；(2)凡是有括号的内容全部删掉；(3)通过搜索命令，搜索含有G43 的指令，将整行删除。(4)同样用搜索出A0，将它们删

41、掉，并保存文件。3.1.2 数控仿真过程 在对花形端盖板进行机床加工之前，我们必须先对其数控仿真实验，以确保能有效安全的完成加工任务。数控仿真是用的斯沃数控仿真软件，斯沃数控仿真系统是由南京斯沃软件开发技术有限公司开发的产品，能对发那科(FANUC)、西门子(SINUMERIK)、三菱(MITSUBISHI)、西班牙发格(FAGOR)、美国哈斯(HAAS)、PA、广州数控(GSK)、华中世纪星(HNC)、北京凯恩帝(KND)、大连大森(DASEN)、南京华兴(WA)、江苏仁和(RENHE)、南京四开、天津三英、成都广泰（GREAT）数控车铣、巨森数控JNC 及加工中心进行仿真，是结合机床厂家实

42、际加工制造经验与高校教学训练一体所开发的国内第一款自动免费下载更新的数控仿真软件。通过该软件可以使学生达到实物操作训练的目的，又可大大减少昂贵的设备投入。下面将介绍一下对电话筒凸模数控仿真的过程。(1)打开斯沃数控仿真软件，选择FANUC 0iM；(2)在菜单栏中点击机床操作、参数设定、机床参数，将显示精度调到最高；(3)在机床操作面板上，按下急停按钮，打开程序保护，点击PROG，新建一个文件名，点击菜单栏上的文件，打开要导入的凸模的NC 程序；(4)刀具设置，将加工凸模所用到的刀具按先后顺序添加到刀具库中；(5)工件设置，对毛坯大小、工件原点、加工高度以及装夹方式的设定；87(6)以上设定好

43、后，点击控制面板上的auto，再按循环启动，仿真开始，经过接近十分钟的仿真，效果如图3-1 图 3-1 仿真实体图 88 结 论 经过一个月的时间，我仔细认真的完成了毕业设计的课题，从最初的二维CAD零件图到最终生成实体，让我在过程中充分的学习了很多知识。在设计过程中接触了Master cam X3 这个软件，一个月下来，通过自己的摸索和在设计上的运用，对这个软件的基本操作已经大致掌握。设计过程中，第二章“加工工艺设计”花的时间最多，从“加工类型的选择”到“刀具的选择”到“参数的设定”到“最终生成刀具轨迹”，这一系列的过程是整个设计的核心部分，可能就因为某一部分设定的不合理，从而对最终生成的零

44、件精度要求、尺寸要求等方面有影响。对毕业设计的制作，为自己以后踏上工作岗位奠定了基础以及做好了充分的工作准备，在设计的过程中也检验了我大学三年学习的成果。在毕业设计中虽然经历了不少的困难，但在老师和同学的帮助下顺利的完成了走上工作岗位的最后一次实习。三年的大学不经意间走完了，我们马上就要踏上就业之路，这次的毕业设计不仅是对自己大学三年的考核，也是在工作之前对自身的依次全面、综合性的测试，这位我今后走向工作岗位打下坚实基础。通过这次毕业设计，我体会到学习是一个循序渐进的过程，没有不劳而获的果实，只有自己亲身去体会、去实践才能充分掌握并加以运用，还有就是要学会独立完成自己事情，这样才能丰富自己的知

45、识面学到更多课本以外的知识，在整个设计加工和毕业设计的完成都存在一定不足，望老师批评和指证。89 致 谢 再设计完成之际，我首先向关心帮助和指导过我的老师表示衷心的感谢并致以崇高的敬意。在设计工作中，遇到了很多问题，一直得到石老师悉心的指导，使我及时的解决了困扰我的问题，石老师以其渊博的学识、严谨的治学态度、求实工作作风，使我在学到知识的同时更能学到他尽心尽责的工作态度和精神，再一次向他表示感谢。在学校生活即将结束，回顾两年的学习经历，面对现实的收获，我感到无限欣慰。对此，我向热心帮助过我的所有老师同学表示由衷的感谢！最后，衷心地感谢在百忙之中评阅设计和参加答辩的各位老师们！90 参考文献 1

46、 王卫兵.Master CAM 数控加工实例教程M.北京：清华大学出版社，2009 2 杨小军,韩加工,陈颖.Master CAM X3 项目教程M.北京：清华大学出版社，2010 3 卫兵工作室.Master CAMX 三维造型与数控编程入门视频教程M.北京：清华大学出版社，2010 4 高长银,刘铁军等.Master CAM X3 实体设计与数控加工项目案例解析M.北京：清华大学出版社，2010 5 日 太田哲著，孙玉良译.冲压模具结构与设计图解.北京：国防工业出版社，1980 6 Robert L.Mott Machine Elements in Mechanical Design(Fo

47、urth Edition).Beijing:Publishing House of Electronics Industry,2007 7 何满才编著.模具设计与加工MasterCAMX 实例详解.北京：人民邮电出版社，2006，417-553 8 何满才编著.MasterCAM X 数控编程与加工实例精讲.北京：人民邮电出版社，2007，113-553 9 中国机械工业教育协会组编.塑料模设计及制造.北京：机械工业出版社，2007，198-347 10 廖效果主编.数控技术.武汉：湖北科学技术出版社，2000:27-80 11 李波 郝德全 等编著.MastercamX 数控加工完全自学手册.北京：机械工业出版，2008，76-100 12 伍世棋，阳湘安.MasterCAM 中的复杂自由曲面设计.模具工程.2001，（3）：36-38 13 侯春霞.MasterCAM 与数控加工仿真软件的综合应用.机床与液压.2008，（36）：242-244 14 魏胜，李克天.三维造型的图面设置等问题的分析.南方金属.2001，（3）：38-41 15 刘细芬，黄家广.注射模CAD/CAE/CAM 集成技术的研究.电加工与模具.2008，