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（中职）数控设备与编程第六章教学课件.ppt

上传人：春哥&#****71;

文档编号：90217969

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1、Y CF正版可修改PPT（中职）数控设备与编程第六章教学课件第六章数控有动编程第一节自动编程概述第二节Mastercam 基础知识第三节Mastercam 二维图形构建第四节Mastercam 三维造型第五节Mastercam 的数控加工第一节自动编程概述一、自动编程系统的基本类型根据编程信息的输入和计算机对信息的处理方式的不同，自动编程系统主要分为语言输入式和图形交互式两类。二、自动编程系统的基本组成自动编程系统由计算机+外设+自动编程软件组成。其基本原理如图6-1。一个完整的自动编程软件，必须包括主处理程序(Main Processor)和后置处理程序(Post Proce

2、ssor)两部分。下一页返回第一节自动编程概述三、自动编程系统的信息处理过程 1.图形交互式自动编程系统的信息处理过程图形交互式自动编程是建立在CAD 和CAM 的基础上的，其处理过程见如下3 点。(1)几何造型(2)刀具路径的产生(3)后置处理上一页下一页返回第一节自动编程概述 2.语言式自动编程系统的信息处理过程编程人员按照零件图样用数控语言编写的计算机输入程序称为“零件源程序”。它必须经过处理后变为NC 加工程序单才能为数控机床所接受。计算机处理零件源程序一般经过下列三个阶段，参见图6-1(1)翻译处理按源程序的顺序，一个符号一个符号地依次阅读并且进行语言处理。首先分析语句的

3、类型，当遇到几何定义语句时，则转人几何定义处理程序。在此阶段还要进行十进制转换和语法检查等工作。上一页下一页返回第一节自动编程概述(2)刀具轨迹处理该阶段的工作类似于手工编程时的基点和节点坐标数据的计算。其主要任务是处理连续运动语句。计算的结果(刀具位置数据)以规定的形式存储。(3)后置处理按照计算阶段的信息，处理成符合具体数控机床要求的零件加工程序。该加工程序可以通过打印机打印，也可以做成穿孔带，或直接通过通信接口传送至CNC 的存储器予以调用。上一页返回第二节Mastercam 基础知识一、mastercam 简介 1.综述 mastercam 是美国CNC Software 公司

4、研制的专门用于微型计算机的自动编程系统，是典型的CAD/CAM 软件，特别适用于具有复杂外形及各种空间曲面的模具类零件的自动编程。目前，mastercam有多种版本，使用较多的是8.0 版或更高的版本。下一页返回第二节Mastercam 基础知识 2.mastercam 8.0 环境介绍进入mastercam 8.0 后，呈现如图6-2 所示的用户屏幕。(1)主菜单区它提供所有的基本功能，所有的mastercam功能都由此功能再延伸下去，也就是mastercam的指令架构是属于树枝状的。如图6-3 所示为绘制一个矩形的菜单选取过程。该系统的主菜单功能说明见表6-1(2)辅助菜单区它提供ma

5、stercam构图时，构图的视角、构图面、深度、颜色、线条等的设定和显示。其主要功能说明见表6-2 上一页下一页返回第二节Mastercam 基础知识二、构图面、构图视角与深度设定无论要构建2D 或3D 的图形，首先的工作就是设定构图面、图形视角以及工作深度，当这些都设定好后，就可以在所设定的构图面上指定深度处建构2D 或3D 的图素。1.构图平面(CDane)副菜单区中的C Dlane 项用来定义当前的构图平面。当选取该命令选项后，出现如下菜单选项。上一页下一页返回第二节Mastercam 基础知识 2.构图视角构图平面是构建图形的基面，而构图视角只是观察图形的方位，所以改变视

6、角并不会改变构图的基面。在副菜单区中的(view 项用来定义当前的构图视角。当选取该命令选项后，可用类似定义构图平面的方式设置当前视角，以方便构图操作。3.工作深度在辅助菜单区点选“Z”菜单选项后，可用键入的数值或其他点的定义方式完成构建平面的深度设置。上一页下一页返回第二节Mastercam 基础知识三、Mastercam 系统的基本操作方法 1.菜单及功能键操作 mastercam的整个工作过程都是靠功能菜单驭动的，用鼠标点取菜单并按屏幕提示进行操作。鼠标的左键一般用于选择指令，而右键则随不同的指令出现相应的一些功能，如在绘图区中间按右键，则会出现控制视景的快捷菜单，鼠标的左右键都

7、可以代替键盘的Enter 键。另外，快捷指令图示区提供另一种工作方式，所有的按钮提供一步进入M asterc am 8.0 的功能。Mastercam 8.0 还设定一些与系统操作相关的快速功能键，如表6-3 所示。键盘的方向键代表平移方向，Alt 键加一个箭头，图形在屏幕上作上、下、左、右倾斜。Pale Up,Pale Down 代表动态放大缩小，End 代表动态旋转，按任意键停止旋转。上一页下一页返回第二节Mastercam 基础知识 2.数据输入当系统提示输入数据(如输入高度值、宽度、半径、角度等)时，有两种方法:直接在文本枢中键入数据，然后按回车;键入一个字母的快捷方法，按回车。

8、上一页返回第三节Mastercam 二维图形构建一、图形的构建利用主目录中的Create 功能，将会出现绘图菜单，如图6-4 所示 1.点(Point)的绘制 Mastcrcatn 8.0 提供十种点的绘制，Create-Point 将出现如图6-5 所示的菜单。Position(位置):根据子菜单的项目(见表6-4)在指定位置构建点。Along cnt(等分绘点):在一图元的两个端点之间产生一系列等距的点。下一页返回第三节Mastercam 二维图形构建 Node pts(曲线节点):捕捉已存在的印line 曲线的节点。cDts NURBS(控制点):捕捉已存在的NURBS 曲线或3

9、D曲面的控制点。Dynamic(动态绘点):可以用鼠标沿着已存在图元上的任何地方构建点。Length(指定长度):在已存在图元上构建与端点一定距离的点。Slice(剖切点):构建平面剖切某图元后的剖切点。Srf project(投影至面):将点投影到平面上所构建的点。Grid(网格点):构建一个矩形阵列分布的点。Bolt circle(圆周点):以圆心为阵列中心构建一系列等距离的圆周点。上一页下一页返回第三节Mastercam 二维图形构建 2.圆及圆弧(Arc)的构建在Mastercam 中若要绘制圆或弧，均使用Create-Arc，其中有四种画弧指令。Polar(极坐标):利用极坐标

10、方式(愉入圆心点、半径与起始、终止角度)来画弧 Endpoints(两点画弧):利用通过两个端点及半径来画弧 3 points(三点画弧):过三个已知点画弧 Tangent(切线):通过两图素的切点画弧上一页下一页返回第三节Mastercam 二维图形构建 Circ 2dts(两点画圆):以两端点为直径画圆。Circ 3dts(三点画弧):通过三个已知点画圆。Circ 阿+ad(点半径圆):愉入圆心位置及半径绘圆。Circ 阿+dia(点直径圆):愉入圆心位置及半径绘圆。Circ 阿+edg(点边界圆):愉入圆心位置及圆周上的一点绘圆。3.直线(Line)的构建 Create-Line

11、指令可以绘制水平线、垂直线或任意线段在所设定的构图面工作深度上，也可以将构图面直接设为等角视图来绘制存在于3D 的线段。各种方式的用法见表6-5 上一页下一页返回第三节Mastercam 二维图形构建 4.构建矩形(Rectangle)Create-Retangle，有如下三种构建方式。1 Point(一点):分别输入左下角坐标及高度、宽度等来绘制矩形。2 Point(两点):输入两对角线的两个点来绘制矩形。0 两ons(选项):用于设置形状，Mastercam 8.0 提供除矩形外的另外四种形状，Obround(键槽形)、Single D(D 形)、Double D(双D 形)、Elli

12、pse(椭圆)。点选该功能时将出现窗口让使用者选定绘制图形形状，如图6-6 所示。上一页下一页返回第三节Mastercam 二维图形构建 5.构建倒圆角(Fillet)C reate-Fillet，可在两曲线间构建一个单一的圆角或沿一个或多个曲线用串联产生多个圆角。单击Fillet 后，提示select an entity(选择需要倒角的图元)，出现参数菜单，设定倒圆角参数 Radius(半径值):改变倒圆角半径值An 烈e 180(圆角角度):在S，L 和F间变换，分别设定倒圆角小于180 度、大于180 度或360 度全圆 Trim(修剪延伸):是否倒圆角完毕后修剪原图素上一页下一页

13、返回第三节Mastercam 二维图形构建.Chain 串联):将多个图素串接在一起倒圆角。6.构建椭圆(Ellipse)Create-Next menu-Ellipse，构建椭圆的参数菜单。A radius(X 轴半径):输入椭圆X 轴(长轴)半径。B radius(Y 轴半径):输入椭圆Y 轴(短轴)半径。Start angle(起始角度):输入椭圆起始角度。End angle(终止角度):输入椭圆终止角度。Rot angle(旋转角度):逆时针方向为正。Do it(执行):设定好各参数后点击该功能，系统要求输入椭圆心坐标值上一页下一页返回第三节Mastercam 二维图形构建 7.

14、构建倒角(Chamfer)Create-Next menu-Chamfer,该选项可使两条相交的线产生两段不同距离的倒角。Distances(改距离):更改倒角距离，可以改变两段距离值，第一段的距离值使用在所点选的第一图元上，第二段的距离值使用在所点选的第二图元上;如果只用预设值，可以直接按Enter 键。上一页下一页返回第三节Mastercam 二维图形构建 8.构建多边形(Polygon)Create-Next menu-Polygon，构建多边形参数菜单。No sides(边数):愉入多边形边数。Radius(半径值):以内接圆的方式产生一个多边形。Start angle(起始角度)

15、:以轴为基准，愉入多边形的起始角度。Meas crnr Y(内接于圆):若设为Y，则表示以多边形角的顶点到多边形中心为半径;若设为N，则表示以多边形边的中点到多边形的中点为半径。上一页下一页返回第三节Mastercam 二维图形构建 Make NURBS N(产生NBS):若设为Y，则表示所产生的多边形为一曲线。“Do it(执行):设定好各参数后点击该功能，系统要求愉入多边形中心坐标值。9.写文字(Letters)Create-Next menu-Letters,该选项用于构建类似几何图形字母符号，Mastercam 8.0 提供以下3 种方法来输入文字。.True Type(真实字型)

16、:用操作系统所安装的真实字型构建文字 Drafting 标注尺寸):构建文字用于Mastercam 8.0 标注尺寸的全部参数(字体、抖上一页下一页返回第三节Mastercam 二维图形构建体、字高等)，图形结果类似标注尺寸中的注释线字)File(文件):用Mastercam 8.0 的字体构建文字，它有Block(立方体字)、Box(单、Roman(罗马字)、Slant(针体字)。上一页下一页返回第三节Mastercam 二维图形构建二、几何图形的编辑 Mastcrcam 还提供三种主要的图形编辑功能:Modify(修整)、Xform(转换)与Delete(删除)。1.删除(De

17、lete)此功能用来删除屏幕上的图素。Mastcrcam 提供的选择方式有如下9 种。Chain(串联):用串联选择方法删除图素。Windows(视窗内):删除框选范围内的图素。Area(区域):用区域串联方法删除图素。上一页下一页返回第三节Mastercam 二维图形构建 Only(仅某图素):只删除某一指定类型的图素。All(所有的):删除指定类型的所有图素。Group(群组):删除指定的现行群组图形。Result(结果):删除图形转换后的结果。Duplicate(重复图素):删除重叠在一起的图素。Undeletc(回复删除):回复删除动作。2.修整(Modify)修整功能可以改变现在

18、图素的性质，其菜单选项如下。Fillet(倒圆角):用来修改屏幕上的几何图形，在相交的两图素间倒圆角。Trim(修剪延伸):可以用于修剪或延伸图元到另一图元。Break(打断):将图元分为两个或两个以上的图元。上一页下一页返回第三节Mastercam 二维图形构建 Join(连接):将已经打断成两段的线、圆弧或Spline 曲线再连接起来。Normal(法线方向):更改曲面的法线向量。CpLs NURBS(控制点):用于NURBS 曲线的控制点。EXtend(延伸):将弧或线延伸一个固定长度。X to NURBS(转成NBS):将线段或弧线转换成NURBS 形式。Drag(动态移位):可以

19、动态地拖拉图素到定点。Cnv to arcs(曲线变弧):NURBS 曲线转换成弧线。上一页下一页返回第三节Mastercam 二维图形构建 3.转换(Xform)此功能用于改变屏幕上的几何图形的实际位置，使图形旋转或改变图形的比例大小等。其菜单选项有如下9 项。Mirror(镜像):将图素任一线段、X 轴、Y 轴镜像。Rotate(旋转):可将图素对原点或任意一点旋转特定角度。Scale(等比例):可将图素对原点或任意一点等比例缩放。上一页下一页返回第三节Mastercam 二维图形构建 ScaleXYZ(不等比例):可将图素对原点或任意一点不等比例缩放。Translate(平移):

20、可将指定图素移动(或复制)到所指定距离处。Offset(单体补正):可以对单一图素以设定值偏移补正。Ors ctour(串联补正):可以对串联图素以设定值偏移补正。上一页下一页返回第三节Mastercam 二维图形构建 Stretch(牵引):可将图素牵引到特定的位置。Roll(卷成圆筒):可将图形卷成圆筒状。当使用转换中的镜像、旋转、等比例、不等比例、单体补正指令时，出现图素选择方式菜单，可以根据需要选用。上一页返回第四节Mastercam 三维造型一、自由成形曲面 1.直纹曲面(Ruled)和举升曲面(Loft)的构建直纹曲面和举升曲面是将2 个或2 个以上的断面外形串接起来而构

21、建的曲面。所不同的是，直纹曲面的熔接方式是以线性方式进行的，而举升曲面的熔接方式是以抛物线方式进行的，如图6-7 所示。构建时需要注意图素的外形起点是否一致以及断面外形选取顺序及方向是否正确，否则会产生扭曲、错误的曲面，如图6-8 所示。下一页返回第四节Mastercam 三维造型 2.昆氏曲面(Coons)的构建昆氏曲面是由熔接封闭的四个边界曲线所构成许多个缀面而成的曲面。有两种串连方式:自动串连和手动串连。自动串连方式是使用三个图素定义的，分别是左上角的两个曲线和右下角的曲线，捕获其他位置都是不成功的，如图6-9 所示。当分歧点过多时，使用自动串连容易失败，常用手动串连方式来构建曲面。

22、手动方式需要先决定起始点位置，然后再输入所产生的昆氏曲面缀面数(分为截断方向和切削方向)，如图6-10 所示。上一页下一页返回第四节Mastercam 三维造型二、几何图形曲面几何图形曲面是用直线、圆弧、平滑曲线等图素所产生的，Mastercam 提供旋转曲面牵引曲面两种曲面技术建构几何图形曲面。1.旋转曲面的构建(ReVOlVe Create-Surface-Revolved 是以特定的曲线，绕指定的旋转轴从起始角度旋转到终止角度构建成旋转曲面。所产生的曲面的数日就是构成外形曲线的图素数量，旋转的方向(不能输入负角度)是点选旋转轴的一端往另一端看时，为顺时针方向。如图6-11 所示，

23、一条轮廓图素和一条旋转轴线可旋转成一个整圆和部分圆。上一页下一页返回第四节Mastercam 三维造型操作方式点取相应的菜单项、工具条或输入“C-U-R”命令后回车提示:Select the profile entities(选择轮廊图素).完成后，系统提示:Select the axis of rotation(选择旋转轴线).选择旋转轴后，系统提示:Enter the starling angle;0 回车(输入起始角度)Enter the final angle;360 回车(输入终止角度)上一页下一页返回第四节Mastercam 三维造型 2.牵引曲面的构建(Draft)C

24、reate-Surface-Draft，以1 个外形曲线，定义拉伸高度和拉伸角度，构建1 个牵引曲面。所形成的曲面数日等于构成曲线的基本图素数量。操作方式点取相应的菜单项、工具条或输入“C-U-D”命令后回车提示:Select the base curve(选择基础曲线)。被选中的轮廊图素以反白显示，并且出现1 个箭头，此箭头指向牵引的正向。提示:Specify the length(1.0000);(键入拉伸长度)上一页下一页返回第四节Mastercam 三维造型.可由箭头方向来判断牵引方向。当输入正值时会与图示箭头同向;如果输入负值的话，则会沿图示箭头反向牵引。此时，轮廊图素上又出

25、现另一方向上的箭头，此箭头指向“正角度”方向。提示:Specify the draft angle(0.0000);键入牵引角度).输入正值时会与箭头同向，相反如果输入负值则会沿箭头反向牵引。3.扫描曲面(SWeep)的构建扫描曲面是指定一截面(Across)外形沿着切削方向外形(Along)平移、旋转、放大、缩小或做线性熔接而形成曲面的一种建构方式。选择切削方向和横截面方向有三种形式，不能选择两个切削方向和两个横截面方向。上一页下一页返回第四节Mastercam 三维造型.用一个截面和一个切削外形来构建扫描面，此时系统沿着Along 外形平移或旋转Across 外形，如图6-12 所示

26、。.用一个截面和两个切削外形来构建扫描面，如图6-13 所示。.用两个截面和一个切削外形来构建扫描面，此时系统沿着Along 外形，并于两个Acro、外形间做一个线性的熔接，Along 的外形是用来控制弯曲的方向或路径的，如图6-14所示。上一页下一页返回第四节Mastercam 三维造型三、编辑曲面编辑曲面是把已有的曲面去编辑修整而得到另一种曲面，M aslercam 提供四种编辑曲面的方法:曲面倒角，曲面补正、修剪曲面及曲面接合。1.曲面倒圆角(Fillet 可以在所指定的两个曲面(平面/曲面、曲线/曲面、曲面/曲面)间以圆角化的曲面将尖锐的边界线或交线变得更加圆滑平顺，曲面倒角主

27、要可以分为等半径与变化半径两种。其中变化半径又分为线性、抛物线、三次曲线、正弦、喇叭形与中间大六种，见图6-15 上一页下一页返回第四节Mastercam 三维造型 2.曲面补正(Offset)可将已存在的曲面沿其曲面的法线向量垂直产生一个设定补正距离值的曲面，所输入的距离可以为正或为负，负值将补正于原曲面法线向量的相反方向，正值将补正于原曲面法线向量的相同方向。3.修整/延伸曲面(Trim/Extend)它可以将所指定的曲面由另一曲面或曲线来加以修剪或延伸，用于想要生成新定义曲面的边界。上一页下一页返回第四节Mastercam 三维造型 4.曲面熔接(Blnd)一般多用于想要用平顺的

28、曲面连接于两曲面之间，它可以将两个已存在的曲面平滑相切地修整为单一曲面。熔接曲面的方式有:二曲面(在两个曲面间制作熔接曲面)、三曲面(在三个曲面间制作熔接曲面)和圆角曲面(在三个倒圆角曲面间制作熔接曲面)。上一页返回第五节Mastercam 的数控加工一、刀具路径功能产生刀具路径可以处理外形铣削、钻削、槽型加工、字型铣削及进入3D 刀具路径，完成各种空间曲面的处理，是通过主目录中的Toolpath(刀具路径)项实现。M astercam 8.0 提供的Toolpath 菜单功能如表6-6 所示。表6-7 所示的几种加工方法是曲面铣削中Surface Rough(曲面粗加工)和Surfac

29、e Finish(曲面精加工)两种形式。下一页返回第五节Mastercam 的数控加工二、构建刀具路径过程当被加工物的几何模型产生后，接下来进行加工规划，M astcrc am 根据使用者计算而产生刀具路径。从主目录中点取Toolpath New，取消所有刀具路径(该项不删除任何图形)，返回图形区。根据需要选择产生加工路径功能指令，根据提示，输入刀具路径文件名*.NCI。在M aster am 中，刀具路径档称为NIC 档，它属于加工程式与刀具路径规则中间的暂存档，它记录了使用者所规定的刀具参数与加工流程。上一页下一页返回第五节Mastercam 的数控加工选取加工曲面或外形，按不

30、同的加工方式设定NC 加工时所需的各种参数(外形铣削、钻削和挖槽铣削等所有刀具路径功能不同，它们各有自己的NC 参数)，如刀具形式、刀具尺寸、进刀/退刀方式、加工顺序、进给率、切削深度、精度、完成加工的表面粗糙度及加工次数等特定参数，每个选项和数据写入NC 文件，然后使用数控铣床去加工零件。全部参数设置后，生成刀具路径(该刀具路径不能保存，只能在模拟刀具路径中绘制)。选择NC utils Backplol Run(公共管理一模拟刀具路径一运行)指令，在屏幕上显示绘制的刀具路径。选择NC utils Posl proc run 指令，编辑后处理惯用文件。.产生NC 程序。M astcrc atn

31、可以在加工之前，经动态的模拟加工路径，通过选取NC Utilities Verify 封，验证各项设定的正确性，如过切或干涉等现象，以提高加工品质与效率。上一页返回图6-1 计算机自动编程原理返回图6-2 用户屏慕返回图6-3 菜单洗取付程返回表6-1 Mastercam 8.0 主菜单洗项及其说明返回表6-2 Mastercam 8.0 次功能表的功能及说明返回表6-3 Mastercam 8.0 常用快谏功能键返回图6-4 绘图菜单返回图6-5 点的构建菜单返回表6-4 抓点定义方式返回表6-5 直线的定义返回图6-6 绘制图形形状窗口返回图6-7 直纹曲面和举升曲面返回图6-8 曲面的形状返回图6-9 自动串连返回图6-10 手动串联返回图6-11 旋转曲面的构建返回图6-12 用一个截面和一个切削外形构建扫描面返回图6-13 用一个截面和两个切削外形构建扫描面返回图6-14 用两个截面和一个切削外形构建扫括面返回图6-15 圆角曲面的外形曲线种类返回表6-6 刀具路径菜单功能返回下一页表6-6 刀具路径菜单功能上一页返回表6-7 曲面铁削的加工方法返回下一页表6-7 曲面铁削的加工方法返回上一页

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