基于mastercam典型軸零件的數(shù)控車削加工編程

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南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 課題名稱： 《基于Mastercam車削編程》 專 業(yè)： 數(shù)控加工技術(shù) 班 級(jí)： 04數(shù)控三 設(shè) 計(jì) 者： 陳建飛 指導(dǎo)教師： 施勇成 2006年 3月20日 序言 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是?？粕囵B(yǎng)方案中的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生通過畢業(yè)論文，綜合性地運(yùn)用幾年內(nèi)所學(xué)知識(shí)去分析、解決一個(gè)問題，在作畢業(yè)論文的過程中，所學(xué)知識(shí)得到疏理和運(yùn)用，它既是一次檢閱，又是一次鍛煉。不少學(xué)生在作完畢業(yè)設(shè)計(jì)后，感到自己的實(shí)踐動(dòng)手、動(dòng)筆能力得到鍛煉，增強(qiáng)了即將跨入社會(huì)去競(jìng)爭(zhēng)，去創(chuàng)造的自信心。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是?？茖W(xué)生在校學(xué)習(xí)期間最后一個(gè)綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)，目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能，分析與解決實(shí)際問題的能力，使學(xué)生得到科學(xué)研究與科技開發(fā)的初步訓(xùn)練，綜合檢驗(yàn)學(xué)生所學(xué)知識(shí)和技能，以完成學(xué)生從學(xué)習(xí)崗位到工作崗位的初步過渡。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文教學(xué)是注重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力和創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生在設(shè)計(jì)論文中具有全局觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)及注重社會(huì)效益，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生具有高尚的思想品質(zhì)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、虛心好學(xué)協(xié)同工作的優(yōu)良作風(fēng)。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文教學(xué)環(huán)節(jié)是一個(gè)綜合訓(xùn)練的環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生的成長(zhǎng)及適應(yīng)社會(huì)需要具有深刻影響。 就我個(gè)人而言，我希望能通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己從事的工作進(jìn)行更深刻的了解，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。 由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教。 第一章Mastercam簡(jiǎn)介 Mastercam是美國(guó)CNC Software公司開發(fā)的基于微機(jī)CAD/CAM軟件。自問世以來，以其較低的價(jià)格和完善的功能，在CAD/CAM領(lǐng)域內(nèi)具有較高的市場(chǎng)占有率。該軟件的圖形界面簡(jiǎn)潔明快，菜單結(jié)構(gòu)層次清晰，圖標(biāo)、熱鍵方便靈活，易學(xué)易用。Mastercam具有完善的零件造型功能，可設(shè)計(jì)出復(fù)雜的曲線、曲面以及各類3D實(shí)體模型。使用Mastercam能夠方便地實(shí)現(xiàn)型腔銑削、輪廓銑削以及點(diǎn)位加工，由于刀具路徑具有相關(guān)性，型腔銑削、輪廓銑削和點(diǎn)位加工的刀具路徑與被加工零件的模型相關(guān)一致。當(dāng)零件幾何模型或加工參數(shù)修改后，Mastercam能迅速準(zhǔn)確地自動(dòng)更新相應(yīng)的刀具路徑，無需重新設(shè)計(jì)和計(jì)算刀具路徑。此外，Mastercam還具有強(qiáng)大的曲面粗加工功能，能夠方便地提高粗加工的速度和效率。Mastercam靈活豐富的曲面精加工功能更為加工復(fù)雜的零件提供了更大的選擇空間。Mastercam系統(tǒng)中，走刀路徑與零件模型、刀具參數(shù)、加工參數(shù)的相關(guān)性， 使您可以獲取加工知識(shí)、積累加工經(jīng)驗(yàn)。加工零件時(shí)，可以在管理器中修改與走刀路徑有關(guān)的各種數(shù)據(jù)： 幾何模型、刀具參數(shù)、加工參數(shù)等，并可立即得到更新后的走刀路徑，無需從頭開始。另外， 它還能夠把加工策里儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，當(dāng)加工新零件時(shí),只需從庫(kù)中選取相似的加工策路,作用于 待加工零件，即可快速、便捷地生成加工程序。 一、車削編程更方便 刀具路徑與幾何模型完全相關(guān)(Full Associative)。當(dāng)修改幾何模型、 刀具參數(shù)或加工參數(shù)后，刀具路徑自動(dòng)更新。 在Mastercam的任務(wù)管理器中，可生成、修改和分析走刀路徑。 可把經(jīng)常使用的加工工步存于數(shù)據(jù)庫(kù)中，以提高編程的自動(dòng)化程度。如，粗、 精車零件時(shí)，可從庫(kù)中調(diào)用儲(chǔ)存的加工工步，作用于待加工零件。 自動(dòng)選刀功能在選擇刀具時(shí)，優(yōu)先顯示本加工工步所需的刀具類型。如無合適的， 也可訪問刀具庫(kù)中其它的刀具。 二、強(qiáng)大的車削編輯功能 智能化的內(nèi)、外圓粗車功能。在粗車內(nèi)、外圓時(shí)，還可用邊界線(Outer Boundary)限定走刀區(qū)域。 優(yōu)化后的端面車功能，同時(shí)包含了粗車端面和精車端面走刀。 粗車有兩種走刀方式：往復(fù)走刀(Zigzag)和單向走刀(One Way)。 可精車外輪廓。 粗、精車內(nèi)外輪廓時(shí)，可先車內(nèi)外圓，然后再車凹槽或凹形。 完整的螺紋加工功能。包括多頭螺紋加工功能、螺紋查表功能以及螺紋直徑自動(dòng)計(jì)算功能。 可沿任一角度車、鑿徑向槽。 用一個(gè)點(diǎn)或多個(gè)點(diǎn)即可定義待加工的槽，無需構(gòu)造槽的幾何形狀。 加工槽時(shí)，槽深、槽寬、槽側(cè)面傾角、槽底圓角半徑及槽頂?shù)菇堑亩x十分方便。 具有鏜孔、鉆孔功能。還可用多個(gè)點(diǎn)定義走刀路徑。 具有自動(dòng)干涉檢測(cè)功能，可防止刀具前面、后面與零件干渉。 在粗加工、精加工、切槽和陣列(Patten Repeating)加工中，支持固定循環(huán)和子程序。 Chucj part and tailstock detection. 可定義進(jìn)、退刀矢量，以控制刀具進(jìn)入切削、退出切削的方式。 三、各種資源庫(kù)應(yīng)有盡有 刀片庫(kù)豐富多彩。庫(kù)中包括的刀片(Insert)有：Sandvik、Kenametal、 Iscar、Valenite。 豐富的刀具(Cutter)和刀柄(Hold)庫(kù)。 切削材料庫(kù)可由用戶自己編輯。系統(tǒng)能根據(jù)庫(kù)中的設(shè)定，自動(dòng)計(jì)算進(jìn)給速率和轉(zhuǎn)速。 有上百種車削后置程序，用戶也可根據(jù)所用機(jī)床定制后置程序。 可靠的刀具路徑效驗(yàn)功能 可單步摸擬每一條走刀指令。顯示刀片、刀柄及刀具路徑。還可估算加工時(shí)間。 可摸擬毛胚被切除的過程。 實(shí)體摸擬功能，可摸擬零件由毛胚切出的過程。 四、C-Axis(Mill/Turn)編程 在車、銑組合中，提供完整的C軸(C-Axis)編程功能。 可銑端面(Face)或截面(Cross)上的輪廓。 可在端面(Face)或截面(Cross)鉆孔，并可沿順時(shí)針或逆時(shí)針方向分度鉆孔位置。 在銑端面輪廓(Face Countor)和截面輪廓(Cross Countor)、或鉆端面孔和截面孔時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)設(shè)定 刀具平面(TPlane)和工作平面（CPlane)。 加工C-Axis輪廓時(shí)，可用2D或3D幾何形狀定義零件模型。 實(shí)用的NC工具 刀具過濾功能可大幅度減小所編程序的長(zhǎng)度。 自動(dòng)產(chǎn)生用戶定制的加工清單。 第二章 數(shù)控自動(dòng)編程原理 我們?cè)谶M(jìn)行數(shù)控手工編程時(shí)，先是求出組成零件幾何圖形的基本線圓圖素的節(jié)點(diǎn)（交點(diǎn)）坐標(biāo)值，然后按數(shù)控程序的格式要求固定地 排列起來，再少量地在某些部位嵌入一些加工工藝指令而已。也就是說只要求出各交點(diǎn)坐標(biāo)，則轉(zhuǎn)化成數(shù)控程序是就相當(dāng)于填表一樣有規(guī) 則。 自動(dòng)編程就是利用計(jì)算機(jī)來計(jì)算這些交點(diǎn)，再按規(guī)律自動(dòng)組成數(shù)控程序。對(duì)于簡(jiǎn)單零件圖形，由于各交點(diǎn)坐標(biāo)很容易求出，通常都只需要采用手工編程即可，若用自動(dòng)編程則感覺不出其優(yōu)勢(shì)，但對(duì)于復(fù)雜零件圖形，由于交點(diǎn)坐標(biāo)手工很難計(jì)算，所以往往需要借助于自動(dòng)編程。當(dāng)然，對(duì)于簡(jiǎn)單圖形，若需要經(jīng)常性地進(jìn)行數(shù)學(xué)變換，同樣需要使用自動(dòng)編程系統(tǒng)。 數(shù)控自動(dòng)編程從發(fā)展的歷史來分，可有： 1．?dāng)?shù)控語(yǔ)言型批處理式自動(dòng)編程 早期的自動(dòng)編程都是編程人員根據(jù)零件圖形及加工工藝要求，采用數(shù)控語(yǔ)言，先編寫成源程序單，再輸入計(jì)算機(jī)，由專門的編譯程序，進(jìn)行譯碼、計(jì)算和后置處理后，自動(dòng)生成數(shù)控機(jī)床所需的加工程序清單，然后通過制成紙帶或直接用通訊接口，將加工程序送入到機(jī)床CNC裝置中。這其中的數(shù)控語(yǔ)言是一套規(guī)定好的基本符號(hào)和由基本符號(hào)描述零件加工程序的規(guī)則，它比較接近工廠車間里使用的工藝用語(yǔ)和工藝規(guī)程，主要由幾何圖形定義語(yǔ)句、刀具運(yùn)動(dòng)語(yǔ)句和控制語(yǔ)句三種語(yǔ)句組成。編譯程序是根據(jù)數(shù)控語(yǔ)言的要求，結(jié)合生產(chǎn)對(duì)象和具體的計(jì)算機(jī)，由專家應(yīng)用匯編語(yǔ)言或其它高級(jí)語(yǔ)言編好的一套龐大的程序系統(tǒng)。這種自動(dòng)編程系統(tǒng)的典型就是APT語(yǔ)言。APT語(yǔ)言最早于1955年由美國(guó)研制成功，經(jīng)多次修改完善，于70年代發(fā)展成APT-Ⅳ，一直沿用至今。其它如法國(guó)的IFAPT、德國(guó)的EXAPT、日本的FAPT、HAPT以及我國(guó)的ZCK、SKC等都是APT的變形。這些數(shù)控語(yǔ)言有的能處理3～5坐標(biāo)，有的只能處理2坐標(biāo)，有車削用的、銑削及點(diǎn)位加工用的等。這種方式的自動(dòng)編程系統(tǒng)，由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)的圖形處理能力較差，所以一般都無圖形顯示，不直觀，易出錯(cuò)。雖然后來增加了一些圖形校驗(yàn)功能，但還是要反復(fù)地在源程序方式和圖形校驗(yàn)方式之間來回切換，并且還需要掌握數(shù)控語(yǔ)言，初學(xué)者用起來總覺不太方便。 2．人機(jī)對(duì)話型圖形化自動(dòng)編程 在人機(jī)對(duì)話式的條件下，編程員按菜單提示的內(nèi)容反復(fù)與計(jì)算機(jī)對(duì)話，陸續(xù)回答計(jì)算機(jī)的提問。從一開始，對(duì)話方式就緊密與圖形顯示相聯(lián)，從工件的圖形定義，刀具的選擇，起刀點(diǎn)的確定，走刀路線的安排直到各種工藝指令的及時(shí)插入，全在對(duì)話過程中提交給了計(jì)算機(jī)，最后得到的是所需的機(jī)床數(shù)控程序單。這種自動(dòng)編程具有圖形顯示的直觀性和及時(shí)性，能較方便地進(jìn)行對(duì)話修改，易學(xué)且不易出錯(cuò)。圖形化自動(dòng)編程系統(tǒng)有EZ-CAM、Master CAM、UGII、PRO/E、CAXA制造工程師等。 第三章 Mastercam軟件的數(shù)據(jù)處理流程 后置處理文件 *. PST 刀具參數(shù)文件 *PRM MasterCAM軟件由CAD模塊繪制圖形，存盤后保存為*.MCx(x為版本號(hào)，如MC7、MC8、MC9等)；進(jìn)行加工刀路定義后，即可生成相對(duì)獨(dú)立的*.NCI刀路數(shù)據(jù)文件，該文件存放了關(guān)于刀具、工藝參數(shù)、加工節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)等按照刀路定義順序產(chǎn)生的一些格式固定的數(shù)據(jù)；最后需要生成NC程序時(shí)，由后置處理模塊讀取NCI文件中的數(shù)據(jù)，根據(jù)選用的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)后置處理文件（MP*.PST）的要求，編譯組合成適于數(shù)控加工機(jī)床用的NC程序清單文件*.NC。當(dāng)然，MasterCAM中還有存放刀具參數(shù)、毛坯及刀具材質(zhì)、配置系統(tǒng)狀態(tài)、加工工藝表單等的一些數(shù)據(jù)格式文件。 刀具參數(shù)文件 *PRM 后置處理文件 *. PST 材質(zhì)文件 工藝表單文件 *.SET NC程序文件 *.NC 幾何圖形數(shù)據(jù) *.MCx 刀路數(shù)據(jù)文件 *.NCI 從以上MasterCAM軟件的數(shù)據(jù)處理流程可知，MasterCAM經(jīng)刀路定義后生成的刀路數(shù)據(jù)文件NCI是不變的，最后生成NC程序時(shí)需要用到不同的后置處理格式文件*.PST，從而生成不同的NC格式程序代碼。系統(tǒng)提供適于各種不同數(shù)控系統(tǒng)的后置處理文件，如適于日本FANUC系統(tǒng)的MPFAN.PST，適于美國(guó)Dynapth數(shù)控系統(tǒng)的Mpdypth.pst，適于德國(guó)馬豪數(shù)控系統(tǒng)的Mpmahoxy.pst、Mpmahoxz.pst，適于mazakm數(shù)控系統(tǒng)的Mpmazakm.pst等等。盡管如此，由于我們所使用到的機(jī)床很多功能處理上經(jīng)機(jī)床生產(chǎn)廠家做過各式各樣的改變，可能無法直接使用由默認(rèn)后置處理各式生成的NC程序，因此，研究探索后置處理文件就很有必要。 第四章 MasterCAM的車削編程 在本章中將通過圖4-1所示零件介紹Mastercam的車端面、粗車、精車、切槽、螺紋切削、鉆孔和截?cái)嘬囅鬟^程。 三???? 工藝過程設(shè)計(jì) (一) 確定毛坯的制造形式 金屬毛坯的形成主要有鑄造、鍛壓。焊接等。 零件的材料為AL件,由于形狀比較復(fù)雜,鑄造設(shè)備簡(jiǎn)單,投資少,鑄件形狀與零件比較接近,可減少切削加工質(zhì)量,節(jié)省金屬材料,成本較低,所以選擇鑄造. (二)?? 基準(zhǔn)面的選擇 在零件加工過程中合理選擇定位基準(zhǔn)對(duì)保證零件加工質(zhì)量是起著決定性的作用.選擇合理,可提高生產(chǎn)效率.否則,就會(huì)使加工工藝過程問題百出,嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢,使生產(chǎn)無法進(jìn)行.所以,基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一. 1?? 粗基準(zhǔn)的選擇 ? 按照粗基準(zhǔn)的選擇原則:當(dāng)零件有不加工表面時(shí)應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)。若零件有若干不加工表面時(shí)，粗基準(zhǔn)的選擇，應(yīng)合理分配各加工表面的加工余量以保證各加工表面都有足夠的余量，對(duì)某些重要的表面，盡量使其加工余量均勻，對(duì)導(dǎo)軌面且要求加工余量盡可能小一些，以便獲得硬度和耐磨性更好的表面，使工件上各加工表面總的金屬切除量最小。作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平整，沒有澆口、冒口或飛邊等其它表面缺陷，以便使工件定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。同一尺寸方向上的粗基準(zhǔn)表面只可能使用一次。 2?? 精基準(zhǔn)的選擇 ?? 精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題,當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。它有基準(zhǔn)重合原則、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、互為基準(zhǔn)原則、自為基準(zhǔn)原則。 (三)制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀,尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證.盡量使工序集中,除此之外,還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效率,以降低生產(chǎn)成本.。 （四）工藝分析及處理 1）根據(jù)圖紙要求和毛壞情況，先主后次，按先主后次的加工原則確定工藝方案和加工路線。 （1）車端面打中心孔。 （2）對(duì)于細(xì)長(zhǎng)軸類零件，軸心線為工藝基準(zhǔn)，用三自定心卡盤夾持料棒一端使工件伸出卡盤300mm另一端用頂尖頂住，一次裝夾完成精加工和螺紋加工。 （3）先從右至左切削外輪廓，其路線為：倒角---切削螺紋的實(shí)際外圓---切削錐度部分---車削Ф62外圓---倒角---車Ф80外圓---車削圓弧部分---車削Ф85外圓。 （4）切3*Ф45的槽。 （5）車M48*1.5的螺紋。 （6）割斷。 2）選擇刀具并確定換刀點(diǎn)。 根據(jù)工件選用三把刀1號(hào)刀車外圓2號(hào)刀切槽3號(hào)刀車螺紋確定換刀點(diǎn)時(shí)刀具與車床工件與夾具發(fā)生碰撞。 3）確定切削用量。 切削用量/切削表成 主軸轉(zhuǎn)速/（r/min） 進(jìn)給速度/(mm/r) 車外圓 630 0．15 切槽 315 0．16 車螺紋 200 1．50 （五）工序卡片 工藝內(nèi)容 主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度mm/s 進(jìn)給量 mm/r 切削深度 mm 進(jìn)給次數(shù) 粗車端面打中心孔 800 0.15 0.15 1 倒角 800 0.15 0.15 切削螺紋的實(shí)際外圓 400 0.18 0.18 切削錐度部分 800 0.2 0.2 車削Ф62外圓 800 0.15 0.15 倒角Ф62 800 0.15 0.15 車Ф80外圓 800 0.15 0.15 車削圓弧部分 800 0.15 0.15 車削Ф85外圓 800 0.15 0.15 切3*Ф45的槽 400 0.2 0.2 車M48*1.5的螺紋 350 0.4 0.15 割斷 400 0.15 0.15 圖4-1 4.1、生成端面加工刀具路徑 （一）設(shè)置工件。 1．Main Menu→Toolpaths→Job setup系統(tǒng)彈出如圖4-2所示對(duì)話框。 圖4-2 （1） 通過Tool Offsets設(shè)置刀具偏移。 （2） 通過Feed Calculation設(shè)置工件材料。 （3） 通過Toopath Configuration設(shè)置刀具路徑參數(shù)。 （4） 通過Post Processor設(shè)置后置處理程序。 2． 選擇Boundaries設(shè)置工件毛坯。見圖4-3對(duì)話框。 圖4-3 （1） 通過Stock項(xiàng)目設(shè)置工件毛坯大小。選擇Parameters→Take from 2 point設(shè)置毛坯的左下角點(diǎn)為（-100，-310），右上角點(diǎn)為（100,10），生成虛線如圖4-4所示的毛坯。 （2） 通過Tailstock尾座頂尖的參數(shù)。 （3） 通過Chuck設(shè)置卡盤的參數(shù)。 （4） 通過Steady rest設(shè)置輔助支撐的參數(shù)。 圖4-4 （5） 選擇Ok，工件設(shè)置完成。 （二） 生成車端面刀具路徑 1.Main Menu→Toolpaths→Face系統(tǒng)彈出如圖所示的對(duì)話框。 2.在Tool parameters參數(shù)對(duì)話框中選擇刀具，并設(shè)置其他參數(shù)。 3.選擇對(duì)話框中的Face parameters標(biāo)簽，并設(shè)置參數(shù)。見圖4-5所示。Face parameters選項(xiàng)中各參數(shù)的含義如下： 圖4-5 （1）Entry amount Entry amount輸入框用于輸入刀具開始進(jìn)刀時(shí)距工件表面的距離 （2）Roughstepover 當(dāng)選中Roughstepover輸入框前面的復(fù)選框時(shí)，按該輸入框設(shè)置的進(jìn)刀量生成端面車削粗車刀具路徑。 （3）Finish stepover 當(dāng)選中Fini9hstepover輸入框前面的復(fù)選框時(shí)，按該輸入框設(shè)置的進(jìn)刀量生成端面車削精車刀具路徑。 （4）Number of finish 設(shè)置端面車削精車加工的次數(shù)。 （5）Overcut amount 該輸入框用于輸入在生成刀具路徑時(shí)，實(shí)際車削區(qū)域超出由矩形定義的加工區(qū)域的距離。 （6）Retract amount 該輸入框用于輸入退刀量，當(dāng)選中Rapid retract復(fù)選框時(shí)快速退刀。 圖4-6 （7）Stock to leave 該輸入框用于輸入加工后的預(yù)留量。 （8）Cut away from center 當(dāng)選中該復(fù)選框時(shí)，從距工件旋轉(zhuǎn)軸較近的位置開始向外加工，否則從外向內(nèi)加工， 4．選擇Select Point，確定加工區(qū)域。 5．選擇Ok，退出Face參數(shù)設(shè)置。生成如圖4-7所示的刀具路徑。 圖4-7 4.2、生成輪廓粗車加工刀具路徑 接著前面的例子介紹輪廓粗車加工刀具路徑的生成。 1． Main Menu→Toolpaths→Rough→Chain。選取所加工的外圓柱表面，如圖4-8所示。然后選擇Done。 圖4-8 2． 系統(tǒng)彈出Tool parameters參數(shù)對(duì)話框和Rough parameters參數(shù)對(duì)話框 Tool parameters參數(shù)對(duì)話框。見如圖4-9所示。在Tool parameters參數(shù)對(duì)話框中選擇刀具，并設(shè)置其他參數(shù)。 圖4-9 3． 選擇對(duì)話框中的Rough parameters標(biāo)簽，并設(shè)置參數(shù)。見圖4-10所示，Rough parameters選項(xiàng)中各參數(shù)的含義如下： 圖4-10 （1）Overlap amout 當(dāng)選中該復(fù)選框時(shí)，相鄰粗車削之間設(shè)置有重疊量。重疊距離由該復(fù)選框下面的輸人框設(shè)置。若為設(shè)置進(jìn)刀重疊，則將在工件外形留下有凹凸不平的扇形，Master CAM通過設(shè)置重疊量，使得粗車加工留下的材料都有一樣的厚度。當(dāng)設(shè)置了重疊量時(shí)，每次車削的退刀量等于設(shè)置的切削探度與重疊量之和。 （2）Rough Rough輸入框用來設(shè)置每次車削加工的切削深度。切削深度的距離是以垂直于切削方向來計(jì)算的。當(dāng)選中Equsl steps復(fù)選框時(shí)，將最大切削深度設(shè)置為刀具允許的最大值。 （3）Stock to leave X Stock to leave X輸入框用于輸入在X軸方向上的預(yù)留量。 （4）Stock to leave Z Stock to leave Z輸入框用于輸入在Z軸方向上的預(yù)留量。 （5）Entry Entry輸入框用于輸入刀具開始進(jìn)刀時(shí)距工件表面的距離。 （6）Cutting Method Cutting Method框用于設(shè)置粗切加工的模式。Master CAM中提供兩種選樣：One-way（單向切削）和Zig-zag(雙向切削)。在單向切削中，刀具在工件的一個(gè)方向切削后立即退刀，并以快速移向另一方向，接著下刀進(jìn)行下一次切削加工。而雙向切削，刀具在工件的兩個(gè)方向進(jìn)行切削加工，只有刀具為雙向刀具才能進(jìn)行雙向切削。 （7）Rough Direction/Angle Rough Direction/Angle欄用于設(shè)置粗切方向和粗切角度。Master CAM提供了4種加工方向： ·OD(外徑)：在工件外部直徑方向上切削。 ·ID(內(nèi)徑)：在工件內(nèi)部直徑方向上切削。 ·Face(前端面)：在工件的前端面方向進(jìn)行切削 ·Back(后端面)：在工件的后端面方向進(jìn)行切削。 粗切角度可以被設(shè)置為介于0至360之間的任意數(shù)值，一般情況下，外徑或內(nèi)徑車削都是采用0°粗切角，端面車削則采用90°粗切角。 （8）Tool Compensation：刀具偏移方式設(shè)置 （9）Lead In/Out ：添加進(jìn)刀/退刀刀具路徑設(shè)置 (10) Plunge parameters：設(shè)置底切參數(shù) 彈擊Plunge parameters按鈕，系統(tǒng)彈出圖4-11所示的Plunge cut parameters對(duì)話框。該對(duì)話框用來設(shè)置在粗車加工中是否允許底切，若允許底切，則設(shè)置底切參數(shù)。 圖4-11 當(dāng)選擇Plunge Cutting欄中的Do not allow tool to plunge along cut單選按鈕時(shí)，切削加工跳過所有的底切部分，這時(shí)需要生成另外的刀具路徑進(jìn)行底切部分的切削加工。 當(dāng)選擇Plunge Cutting欄中的Allow tool to plunge along cut單選按鈕時(shí)，系統(tǒng)可以進(jìn)行底部分的加工，這時(shí)系統(tǒng)激活Tool Width Compensation欄。 當(dāng)選擇Tool Width Compensation欄中的Use plunge clearance angle單選按鈕時(shí)，激活Plunge clearance輸入框，系統(tǒng)按Plunge clearance輸入框輸入的角度在底切部分進(jìn)刀。 當(dāng)選擇Tool Width Compensation欄中的Use tool width單選按鈕時(shí)，激活Start of Cut欄。這時(shí)系統(tǒng)根據(jù)刀具的寬度及Start of Cut欄中的設(shè)置進(jìn)行底切部分的加工。 當(dāng)在Start of Cut欄選中Start cut on tool front comer單選按鈕時(shí)，系統(tǒng)用刀具的前角點(diǎn)刀底切加工。 當(dāng)在Start of Cut欄選中Start cut on tool back comer單選按鈕時(shí)，系統(tǒng)用刀具的后角點(diǎn)刀底切加工。通常這時(shí)刀具應(yīng)設(shè)置為前后均可加工，否則將會(huì)引起工件或刀具的損壞。 4． 確定。生成如圖4-12所示的刀具路徑。 圖4-12 4.3、生成精車加工刀具路徑 精車是沿工件的外側(cè)、內(nèi)側(cè)或端面外形做一次或多次的車削。一般用于精車加工的工件在進(jìn)行精車加工前因進(jìn)行粗車加工。要生成精車加工刀具路徑，除了要設(shè)置共有的刀具參數(shù)外，同樣還要設(shè)置一組精車加工刀具路徑特有的參數(shù)。精車加工參數(shù)在圖所示的Finish parameters選項(xiàng)卡中進(jìn)行設(shè)置。下面接著前面的例子來介紹生成精車加工刀具路徑及NC文件的方法。 1. Main Menu→Toolpaths→Finish→Chain。選擇與精加工的外圓柱表面，如圖4-13所示。然后選擇Done。 圖4-13 2. 系統(tǒng)彈出Tool parameters參數(shù)對(duì)話框和Finish parameters參數(shù)對(duì)話框。在Tool parameters參數(shù)對(duì)話框中選擇刀具，并設(shè)置其他參數(shù)，如圖4-14所示。 圖4-14 3. 選擇對(duì)話框中的Finash parameters標(biāo)簽，并設(shè)置參數(shù)。Finish parameters選項(xiàng)卡中各參數(shù)與Rough parameters選項(xiàng)卡中的參數(shù)基本相同，如圖4-15所示。Finish prameters選項(xiàng)卡中增加的Number of finish輸入框用來設(shè)置精車加工的次數(shù)。精車加工的次數(shù)應(yīng)設(shè)置為粗車加工的預(yù)留量除以Finish stopover輸入框中輸入的精車加工進(jìn)刀量。 圖4-15 4. 確定。生成如圖4-16所示的刀具路徑。 圖4-16 4.4 切槽加工刀具路徑 加工如圖4-17所示的退刀槽 圖4-17 1． Main Menu→Toolpaths→Groove→3 line→Ok→選擇欲加工的槽→End here→Done。系統(tǒng)將彈出如圖4-18所示的對(duì)話框。 圖4-18 2． Tool parameters參數(shù)對(duì)話框中選擇刀具，并設(shè)置其他參數(shù)。 3． Groove shape parameters參數(shù)對(duì)話框中設(shè)置槽的形狀。 4． Groove rough parameters參數(shù)對(duì)話框中設(shè)置槽的粗加工參數(shù)。 5． Groove finish parameters參數(shù)對(duì)話框中設(shè)置槽的精加工參數(shù)。 6． Ok。生成如圖4-19所示的刀具路徑。 圖4-19 4.5 成螺紋加工刀具路徑 下面接著前面的例子來介紹生成螺紋加工刀具路徑及NC文件的方法。 1．Main Menu→Toolpaths→Next menu→Thread。系統(tǒng)將彈出如圖4-20所示的對(duì)話框。 2．在Tool parameters參數(shù)對(duì)話框中選擇刀具，并設(shè)置其他參數(shù)。 圖4-20 3．在Thread shape parameters參數(shù)對(duì)話框中定義螺紋參數(shù)。見如圖4-21所示，各參數(shù)的意義： （1）Lead Lead輸入框用來設(shè)置螺紋的螺距。由兩種表示方法，當(dāng)選擇threads／mm單選按鈕時(shí)，輸入框中的輸入值表示為每毫米長(zhǎng)度上螺紋的個(gè)數(shù)；當(dāng)選擇mm／threads單選按鈕時(shí)，輸入框中的輸入值表示為螺紋的螺距。 圖4-21 （2）Included angle和Thread angle Included angle輸入框用來設(shè)置螺紋兩條邊間的夾角，Thread angle輸入框用來設(shè)置螺紋一條邊與螺紋軸垂線的夾角。Thread angle的設(shè)置值應(yīng)小于Included angle的設(shè)置值，對(duì)于一般螺紋，Included angle值為Thread angle值的2倍。 （3）Major Diameter、Minor Diameter和Thread depth Major Diameter輸入框用于設(shè)置螺紋牙頂?shù)闹睆?；Minor Diameter輸入框用于設(shè)置螺紋牙底的直徑；Thread depth輸入框用于設(shè)置螺紋的螺牙高度。 （4）Start Position和End Position Start Position輸入框用于設(shè)置螺紋起點(diǎn)的Z坐標(biāo)；End Position輸入框用于設(shè)置螺紋終點(diǎn)的Z坐標(biāo)。系統(tǒng)通過這兩個(gè)值定義螺紋的長(zhǎng)度。 （5）Thread 當(dāng)選擇OD選項(xiàng)時(shí)，生成外螺紋加工的刀具路徑；當(dāng)選擇ID選項(xiàng)時(shí)，生成內(nèi)螺紋加工的刀具路徑；當(dāng)選擇Face/Back選項(xiàng)時(shí)，生成用于加工螺旋槽的刀具路徑。 4. 在Thread cut parameters參數(shù)對(duì)話框中定義螺紋切削參數(shù)。見如圖4-22所示，各參數(shù)的意義： （1） Nc code format 該參數(shù)用來設(shè)置螺紋指令的形式，用于切削螺紋的NC代碼有三種：G32、G92、G76。G32和G92命令一般用于切削簡(jiǎn)單螺紋， G76用于切削復(fù)合螺紋。 圖4-22 （2） Determine cut depths form 該參數(shù)用來設(shè)置定義切削深度的方式。當(dāng)選擇Equal area單選按鈕時(shí)，系統(tǒng)按相同的切削量來定義每次的切削深度；當(dāng)選擇Equal depths時(shí)，系統(tǒng)按統(tǒng)一的深度進(jìn)行切削加工。 （3） Determine number of cut form 該參數(shù)用來設(shè)置定義切削次數(shù)的方式。當(dāng)選擇Amount of first單選按鈕時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的第一刀切削量、最后一刀切削量(Amount of last)和螺紋深度來計(jì)算切削次數(shù)；當(dāng)選擇Number of cuts單選按鈕時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的切削次數(shù)、最后一刀切削量和螺紋深度來計(jì)算切削量。 5．Ok。生成如圖4-23所示的刀具路徑。 圖4-23 4.6、生成截?cái)嗉庸さ毒呗窂? 截?cái)嗉庸ひ陨梢粋€(gè)垂直的刀具路徑來切削工件，一般用于工件的切斷。系統(tǒng)首先通過選取一個(gè)點(diǎn)來定義車削起始位置。然后設(shè)置共有的刀具參數(shù)，和一組截?cái)嘬囅鞯毒呗窂教赜械膮?shù)。 1．Main Menu→Toolpaths→Next menu→Cutoff。系統(tǒng)將提示選取一個(gè)點(diǎn)來定義車削起始位置，輸入截?cái)帱c(diǎn)的坐標(biāo)為（100，-290），回車確定，系統(tǒng)將彈出如圖4-27所示的對(duì)話框。 圖4-27 1． Tool parameters參數(shù)對(duì)話框中選擇刀具，并設(shè)置其他參數(shù)。 2． Cutoff parameters參數(shù)對(duì)話框中設(shè)置截?cái)嘬囅鲄?shù)，如圖4-28所示。 圖4-28 Cutoff parameters選項(xiàng)卡中的大部分參數(shù)與前面介紹的參數(shù)相同，下面僅介紹截?cái)嘬囅魈赜械膮?shù)。 （1）X Tangent Point 該參數(shù)設(shè)置截?cái)嘬囅鞯慕K止點(diǎn)的X坐標(biāo)，系統(tǒng)的默認(rèn)設(shè)置為0(將工件截?cái)?，用戶可以在輸入框中輸入終止點(diǎn)的X坐標(biāo)，也可以單擊X Tangent Point按鈕在繪圖區(qū)選取一點(diǎn)，以該選取點(diǎn)的X坐標(biāo)作為截?cái)嘬囅鹘K止點(diǎn)的X坐標(biāo)。 （2）Cut to 該參數(shù)設(shè)置刀具的最終切入位置。當(dāng)選擇Front radius單選按鈕時(shí)，刀具的前角點(diǎn)切人至定義的深度；當(dāng)選擇Backradius單選按鈕時(shí)，刀具的后角點(diǎn)切人至定義的深度。 （3）Comer Geometry 該參數(shù)在截?cái)嘬囅髌鹗键c(diǎn)位置定義一個(gè)角的外形。當(dāng)選擇None單選按鈕時(shí)，在起始點(diǎn)位置垂直切人，不生成倒角；當(dāng)選擇Radius選項(xiàng)時(shí)，按輸入框設(shè)置的半徑生成倒圓角；當(dāng)選擇Chamfer單選按鈕時(shí)，按設(shè)置的參數(shù)生成倒角，其設(shè)置方法與切槽加工中切槽角點(diǎn)處倒角設(shè)置方法相同。 3． Ok。生成如圖4-29所示的刀具路徑。 圖4-29 4． 刀具路徑檢查 通過Main Menu→Toolpaths→Operations或通過Main Menu→Nc utils進(jìn)入刀具路徑檢查。下面使用Operations進(jìn)行刀具路徑檢查。系統(tǒng)彈出圖4-30所示的對(duì)話框，各項(xiàng)的意義如下： 圖4-30 1． Select All 表示檢查所有刀具路徑，若欲檢查某一段加工路徑，則可選擇與檢查的加工路徑即可。 2． Regen Path：重新生成刀具路徑。 3． Backplot：重繪刀具路徑。 4． Verify：模擬實(shí)體刀具路徑檢查。 5． 控制功能鍵見如圖所示。按加工按鈕計(jì)算機(jī)就會(huì)仿真零件的加工過程。加工后的零件見如圖4-31所示。 圖4-31 6． Post 后置處理，生成.NCI文件或.NC文件，NC文件即數(shù)控加工程序。選擇Post系統(tǒng)彈出如圖4-32所示對(duì)話框，各項(xiàng)意義如下： 圖4-32 （1） Change Post：改變后置處理程序。 （2）NCI file：生成.NCI文件 （3）NC file：生成.NC文件 （4）Send machine：NC程序發(fā)送給數(shù)控機(jī)床。 7． OK，確定。 4.7生成加工程序 T0101　外圓端面刀 T0202 60°仿形刀　　　　　　　　　　　　　　　 T0303 60°螺紋刀　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 T0404 切槽刀（刀寬3mm） 對(duì)刀點(diǎn)為左邊緣 毛坯φ90 長(zhǎng)400 program %O0001； N10 G50 X200 Z60； N20 S360 M03 T0101； N30 G00 X41.8 Z2 M08； N40 G01 X48.34 Z-1 F0.15； N50 Z-60； N60 X50 ； N70 X62 W-60 ； N80 Z-135； N90 X78； N100 Z-155 ； N110 W-60 R70； N120 Z-225； N130 X90； N140 X200 Z60； N150 S315 M03 T0202 ； N160 X51 Z-60 M08； N170 G01 X45 F0.16； N180 G04 X5； N190 G00 X51 ； N200 X200 Z60； N210 S200 T0303； N220 G00 X52 Z5 M08； N230 X47.54 Z-58.57 F1.5 ； N240 X46.94； N250 X46.54 ； N260 X46.38 ； N270 G00 X200 Z60； N280 M05； N290 M30； % 參考文獻(xiàn) 《Mastercam8.0基礎(chǔ)教程》 王睿、鄭聯(lián)語(yǔ) 編著 人民郵電出版社 2001年1月版 《機(jī)械CAM/CAD技術(shù) 》 王隆太 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2002年1月版 《數(shù)控編程與操作》 王志平主編 北京高等教育出版社 2003年7月版 《數(shù)控實(shí)用技術(shù)》 貴明主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2006年7月版 《MasterCAM在零件設(shè)計(jì)和加工中的應(yīng)用》　周建強(qiáng) 主編 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2001年 致謝 在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成之際，我真誠(chéng)地向我的指導(dǎo)老師施勇成老師、學(xué)院機(jī)械系的包東飛老師以及其他所有老師們，表示真切的謝意，感謝他們對(duì)我的細(xì)心指導(dǎo)和幫助。 在這三年的學(xué)生生涯中，是他們用耐心和關(guān)愛幫助我們克服一個(gè)個(gè)困難，走出誤區(qū)，引導(dǎo)我們走向成熟。讓我們學(xué)習(xí)和掌握了更多技術(shù)知識(shí)和專業(yè)技能，為我們今后的工作打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。 在此，我真誠(chéng)的祝愿老師們身體健康、工作順利。 老師，你們辛苦了！ 44