基于masterCAM车标的设计和加工【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 基于 标的设计与加工 摘 要 ： 以车标为研究对象，通过应用 车标的造型与编程，给 用者提供一些较为简洁、快速的编程方法，同时给出了在实际加工中的对刀技巧。 通过本次毕业设计，达到了掌握数控编程技术的目的 。 关键词 ： 控编程；车标；数控加工 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 on as of of to of of to of C 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 1 引言 . 1 究背景 . 1 内研究现状 . 1 控加工技术的发展趋势 . 2 述 . 4 标模型设计 . 4 标实体模型 . 4 到车标三维视图 . 5 定工件毛坯 . 5 面粗加工 . 5 面精加工平行铣削 . 8 面精加工等高外形 . 11 件的模拟加工 . 14 C 代码 . 15 5 把生成的 码传输到机床 . 18 结束语 . 18 参考文献 : . 19 致谢 . 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 基于 标的设计与加工 1 引言 本次课题是基于 标的设计与加工。目的是进一步了解零件设计的流程与掌握数控加工编程； 进一步加强 掌握 件的应用。 究背景 美国 司开发的一款功能很强的 件，它集成了二维绘图 、 三维实体 、 曲面设计 、 数控编程 、 刀具路径模拟等功能，可实现产品的几何设计到加工制造的 体化，是目前世界上应用最广泛的 件之一 。 在数控铣削加工中经常会遇见零件的曲面加工， 对复杂的曲面外形，提供了很多种曲面加工方式。 近几年，随着计算机和数控技术的飞速发展， 广泛应用于航空航天、汽车、机械和模具制造等行业。特别是 C A M 数控加工技术的普遍使用，极大地提高了产品质量和生产效二维刀具路径中的外形铣削和挖槽加工巧妙结合 ，可方便地实现文字的铣刻功能。数控加工经历了半个世纪的发展已成为目前制造领域中的先进制造技术。其最大特点是可极大地提高加工精度，保证加工质量。传统的加工依赖于操作人员的熟练程度，数控加工则取决于数控程序。在模具行业，数控技术的运用尤为重要。 件可精确设计出二维和三维模型，并通过设置刀具路径及相关参数生成数控机床加工程序。 文字雕刻常用于零件表面上雕刻文本，是其典型应用之一，其他图案或文字铣刻也可参照此方法，以满足数控加工的需要。 件能方便的建立零件的几何模型，迅速自动生成 数控代码，缩短编程人员的编程时间，大大提高程序的正确性和安全性。同时，使用该软件还可以省去手工编程的试切过程，降低了生产成本，提高工作效率。因此它在模具制造业中的应用会越来越广泛。 本文结合实例，探讨了如何利用 达到车标加工和生产。 以便更短的时间、更有效的手段设计出车标。 内研究现状 长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构， 能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过自动编程系统 进行编制。 间没有反馈控制环节，整个制造过程中是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正 的设定量，因而影响 工作效率和产品加工质量。由此可见，传统 统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了 多变量智能化控制发展，己不适应日益复杂的制造过程，因此，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 大 力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我们国家加速 经济 发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 控加工技术的发展趋势 目前，数字控制技术与数控机床，给机械制造业带来了巨大的变化。数控技术已成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术，计算机辅助设计与辅助制造和计算机集成制造技术敏捷制造和智能制造等，都是建立在数控技术之上。数控技术不仅是提高产品质量、提高劳动生产率的必不可少的物质手段，也是体 现一个国家综合国力水平的重要标志。新世纪机械制造业的竞争，其实就是数控技术的竞争。 现在世界 数控技术的发展趋势 主要有以下几点 : (1) 数控系统向开放式体系结构发展 ； 20 世纪 90 年代以来，由于计算机技术的飞速发展，推动数控技术更快的更新换代。世界上许多数控系统生产厂家利用 丰富的软、硬件资源开发开放式体系结构的新一代数控系统。开放式体系结构使数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、可扩展性，并可以较容易的实现智能化、网络化。开放式体系结构可以大量采用通用微机技术，使编程、操作以及技术升级和更新变得更加简单快捷。 开放式体系结构的新一代数控系统，其硬件、软件和总线规范都是对外开放的，数控系统制造商和用户可以根据这些开放的资源进行的系统集成，同时它也为用户根据实际需要灵活配置数控系统带来极大方便，促进了数控系统多档次、多品种的开发和广泛应用，开发生产周期大大缩短。同时，这种数控系统可随 级而升级，而结构可以保持不变。 (2) 数控系统向软数控方向发展 ； 实际用于工业现场的数控系统主要有以下四种类型，分别代表了数控技术的不同发展阶段 。 传统数控系统，这是一种专用的封闭体系结构的数控系统。 “入 结构的开放式数控系统，这是一些数控系统制造商将多年来积累的数控软件技术和当今计算机丰富的软件资源相结合开发的产品。 “入 结构的开放式数控系统 ， 它由开放体系结构运动控制卡和 同构成。这种运动控制卡通常选用高速 为 有很强的运动控制和 制能力。 开放式数控系统 ， 这是一种最新开放体系结构的数控系统。它提供给用户最大的选择和灵活性，它的 件全部装在计算机中，而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部 I/O 之间的标准化通用接口。与前几种数控系统相比， 开放 式数控系统具有最高的性能价格比，因而最有生命力。通过软件智能替代复杂的硬件，正在成为当代数控系统发展的重要趋势。 (3) 数控系统控制性能向智能化方向发展 ； 随着人工智能在计算机领域的渗透和发展，数控系统引入了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理，不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能，而且人机界面极为友好，并具有故障诊断专家系统使自诊断和故障监控功能更趋完善。伺服系统智能化的主轴交流驱动和智能化进给伺服装置，能自买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 动识别负载并自动优化调 整参数。 (4) 数控系统向网络化方向发展 ； 数控系统的网络化，主要指数控系统与外部的其它控制系统或上位计算机进行网络连接和网络控制。数控系统一般首先面向生产现场和企业内部的局域网，然后再经由因特网通向企业外部，这就是所谓 术。数字制造，又称 “e ，是机械制造企业现代化的标志之一，也是国际先进机床制造商当今标准配置的供货方式。数控系统的网络化进一步促进了柔性自动化制造技术的发展，现代柔性制造系统从点 (数控单机、加工中心和数控复合加工机床 )、线 (面 (工段车间独立制造岛、 体 (布式网络集成制造系统 )的方向发展。 (5) 数控系统向高可靠性方向发展 ； 数控系统的高可靠性已经成为数控系统制造商追求的目标。对于每天工作两班的无人工厂而言，如果要求在 16 小时内连续正常工作，无故障率在 P(t) 99%以上，则数控机床的平均无故障运行时间 必须大于 3000 小时。我们只对某一台数控机床而言，如主机与数控系统的失效率之比为10:1(数控的可靠比主机高一个数量级 )。此时数控系统的 要大于 时，而其中的数控装置、主轴及驱动等的 必须大于 10 万小时。如果对整条生产线而言，可靠性要求还要更高。 (6) 数控系统向复合化方向发展 ； 柔性制造范畴的机床复合加工概念是指将工件一次装夹后，机床便能按照数控加工程序，自动进行同一类工艺方法或不同类工艺方法的多工序加工，以完成一个复杂形状零件的主要乃至全部车、铣、钻、镗、磨、攻丝、铰孔和扩孔等多种加工工序。 (7) 数控系统向多轴联动化方向发展 。 加工自由曲面时， 3 轴联动控制的机床无法避免切速接近于零的球头铣刀端部参予切削，进而对工件的加工质量造成破坏性影响，而 5 轴联动控制对球头铣刀的数控编程比较简单，并 且能使球头铣刀在铣削 3 维曲面的过程中始终保持合理的切速，从而显着改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率 。 电子技术、信息技术、网络技术、模糊控制技术的发展使新一代数控系统技术水平大大提高，促进了数控机床产业的蓬勃发展，也促进了现代制造技术的快速发展。数控机床性能在高速度、高精度、高可靠性和复合化、网络化、智能化、柔性化长足的进步。现代制造业正在迎来一场新的技术革命。 综前所述 ，数控技术课程是一门实践性很强的课程，离开实践，就谈不上素质，实践是知识转化并升华为素质的根本条件。要想达到理想的教学和实践效果， 仅在课堂上实施全方位的教学是不够的，还应具备一个良好的实践教学环境。考虑到前面谈到的数控设备价格的因素，经过多方调研，我们选定了一种能在计算机上进行手工编程和自动编程、并能动态模拟加工轨迹、与数控机床有良好数据接口的美国 司研制的基于 台的 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 2 述 美 国 专 业 从 事 计 算 机 数 控 程 序 设 计 专 业 化 的 公 司 制出来的一套计算机辅助制造系统软件。 它将 两 大功能综合在一起，是我国目前十分流行的 统软件。它有以下特点： 了可产生 序外，本身也是具有 能（ 2D、 3D 图 形 设计、尺寸标注、图形阴影处理等功能）可直接在系统上制图并转换成 工程序，也可将用其他绘图软件绘好的图形，经由一些标准的或特定的转 换文件如 件 件及 件等转换到 ， 再生成数控 加工程序。 预先依据使用者的定义的刀具、进给率 、转速等，模拟刀 具路径和计算加工时间，也可以从 工程序（ 码）转换成刀具路径 图。 一套一图形驱动的软件，应用广泛，操作方便，而且它能 同时提供适合目前国际上通用的各种数控系统的后置处理程序（ 码） 。 如 数控系统。 统设有刀具库及材料库，能根据被加工工件材料及刀具规格尺寸自动确定进给率、转速等加工参数。 有方便直观的几何造型 ，并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，而且具 有强劲的曲面粗加工及灵活 的曲面精加工功能。 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。 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。 多轴加工功能，为零件的 加工提供了更多的灵活性。 有车削、铣削、钻削、线切割等多种加工模块，允许用通 过观察刀具运动来图形化地编辑和修改刀具路径。另外，软件提供多种图形 文件接口，包括 。 3 标模型设计 标实体模型 基于 图环境， 块可根据二维几何图形、图像中拾取图素控制其图像横截面参数 进行 举升实体 处理 、 挤出实体处理等 快速生成三维车标 曲面 （如图 3。通过 对生成的浮雕曲面进行布尔运算，光顺平滑等处理操作，可获得最佳效果的三维车标模型。建立车标模型后可运用 削加工或雕刻模组提供的曲面加工方式，对车标进行刀具路劲定义加工 ，实现车标的加工演示并自动生成 码 ,把 生成的 码输入到数控机床完成加工得到实体车标。运用 成 码从而极大的改善了车标模型设计加工中的建模，编辑，制作等生产流程。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 a 二维几何图形 b 三维几何图形 图 3 到车标三维视图 首先用 出车标二维图形（如图 3 然后对圆 2 和圆 3 向 z 正方向平移 5着选中圆 1 圆 2，进行举升实体，得到实体 1，再接着选中圆 3 圆 4 进行举升实体，得到实体 2，对实体 1 和实体 2 进行布尔运算求差，得到实体 3，再接着把四个开口槽图形进行拉升，对实体 3进行求差，最后得到车标三维图形（如图 3 工件最大圆为直径 70工件的 外边框为10000件高度为 5 定工件毛坯 选择【机床类型】、【铣削】、【默认】命令，选择【视图】 /【切换操作管理】命令，在操作管理中选择 【属性】 /【 材料设置 】，设置毛坯为 x=100y=100z=40将视角坐标设在 x0， 面粗加工 粗加工是以快速切除毛坯余量为目的，主要应用于成型结构零件或普通机床难于成形的结构零件。为了提高工作效率，在保证刀具、夹具和机床强度刚性足够的条件下，先将切削深度选大一些，在选取较大的进给量，然后选择适合的切削速度。挖槽粗加工是根据零件形状 自动去除材料，大多数用于挖槽加工，如果是凸形加工 ，则必须创建边界。车标加工是要创建边界的。 选择【刀具路径】 /【曲面粗加工】 /【粗加工挖槽加工】命令，然后框选所有曲面按 ，点切削范围选取串连边框，在随后弹出的【曲面粗加工挖槽】对话框中新建刀具， 刀具为平底刀，刀具直径为 8建刀具参数如图 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 a b 图 3平底刀刀具参数 单击【曲面加工参数】选项卡，然后按图 3置曲面加工参数。 图 3曲面加工参数 单击【粗加工参数】选项卡，然后按照图 3示设置参数，在粗加工选项中按【 T 整体误差】，按图 3置整体误差参数，在粗加工选项中按【螺旋式下刀】，按图 3置螺旋式下刀参数。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 图 3粗加工参数 图 3整体误差 图 3螺旋式下刀参数 单击【挖槽参数】选项卡。然后按照图 3示设置参数。 图 3挖槽参数 单击【确定】按钮，系统将开始进行曲面粗加工刀路 径 的计算，如图 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 图 3曲面粗加工刀路径 面精加工平行铣削 曲面精加工一般用 于粗加工后的工件或铸件的精加工，以得符合要求的光滑曲面，其目的就是为了精确的将三维模型结构表现出来。 在进行精加工时，最主要考虑的是工件表面的质量，而不是切削的多少，通常用小的切削深度， 的副切削刃会有专门的形状。 在进行平行铣削精加工时，主要是生成某一特定角度的平行铣削精加工刀具路径，它主要应用于圆弧过渡及比较平缓的曲面模具结构零件。 选择【刀具路径】 /【曲面精加工】 /【精加工平行铣削】命令。接着在试图中选择要进行精加工的曲面， 按 ，选取切削范围，在随后弹出的【曲面精加工平行铣削】对话框中新建刀 具， 刀具为圆球刀， 其直径为 8图 3并按照图 3示设置刀具参数 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 图 3圆球刀 图 3刀具参数 单击【曲面加工参数】选项卡，然后按照图 3示设置参数。 图 3曲面加工参数 单击【 精加工平行铣削 】选项卡，然后按照图 3示设置参数。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 图 3精加工平行铣削参数 单击【 精加工平行铣削 参数】选项卡中的【 T 整体误差】选项，按图 3置参数。 图 3整体误差 最后单击【确定】按钮， 系统将开始进行曲面粗加工刀路的计算，生成如图 3刀具路径。 图 3曲面粗加工路径 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 面精加工等高外形 等高外形精加工 ，就是沿着三维模型的外形所生成的精加工刀具路径，它的应用非常广泛，对于 有特定高度及斜度比较大的模具结构，都可采用等高外形加工方式来加工， 选择【刀具路径】 /【曲面精加工】 /【精加工等高外形】命令，接着在试图中选择要进行精加工的曲面，然后按 ， 选取切削范围，在随后弹出的【曲面精加工等高外形】选项卡中添加刀具，刀具为平底刀， 其直径为 4图 3并按照如 图 3示设置刀具参数。 图 3平底刀 图 3刀具参数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 单击【曲面加工参数】选项卡，然后按照图 3示设置参数。 图 3曲面加工参数 单击【等高外形精加工参数】选项卡，然后按照如图 3示设置参数。 图 3等高外形精加工参数 单击【等高外形精加工参数】中的【 T 整体误差】选项，按照图 3示设置参数。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 图 3整体误差 最后单击【确定】按钮，系统将开始进行曲面 精 加工刀路的计算，生成如图 3刀具路径。 图 3曲面精加工 刀具路径 最后全部刀具路径图为如图 3文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 图 3全部刀具路径 件的模拟加工 刀具加工路径生成后，利用 统提供的零件加工模拟功能，可以真实观察实体切削加工的过程，可以看出工艺参数的设置是否合理，零件在数控实际加工中是否存在干涉，设备的运行动作是否正确，实际零件是否符合设计要求。这样可以在实际生产中省去试切的过程，可降低材料消耗，提高生产效率，增加经济效益 。在【操作管理器】窗口中单击【选择全部操作】按钮，再按【刀具路径验证】按钮，其最后 模拟 加工成品图如图 3示。 图 3模拟加工成品图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 4 生成加工 码 在模拟加工确认无误后，利用 动生成加工 车标 的 模型所 需要的 菜单区依次单击 中 钮，单击【 按钮，进行后处理。系统弹出后处理管理对话框， 选 择 【 C 项和【 项，然后保存下“ 户随时可以打开 其进行检查和编辑。 加工 车标模型的 “ 部分 )如下： % 21 0 40 80 104 6 0 54 58. 3 43 50. 112 200. 600. 2 118 120 122 124 126 0. 128 130 0. 132 134 136 138 140 142 144 146 0. 0. 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 150 152 0. 156 158 160 162 164 166 168 0. . . 16. 24. 31. 3418 3420 3422 3424 3426 37. 32. 3432 3434 9. 43. 50. 50. 0. 50. 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 5. 1 600. 3 0. 1 3 0. 1 3 50. 3472 3 0. 1 3 3480 0. 3 8. 1 3486 15. 5. 1 3 2 39. 0. 3 1 0 5 91 0. 28 30 % 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 5 把生成的 码传输到机床 在对 码检查和编辑，确认无误后，利用 输功能，将生成的加工车标模型所需要的 码传输到数控加工设备的控制器内。在菜单区依次单击 入传输参数设置对话框，可以对诸如数据传输格式、传输接口、传输速率、奇遇性和传输显示模式等参数进行设置，选择 将结果显示到屏幕 )复选框，然后单击 钮，系统弹出 件管理对话框，选择” 式文件，单击【打开(0)】按钮，系统弹出 件传输对话框，逐行显示传输的 件，传输完毕后对话框自动关闭。用户可以按 终止传输过程。 数据传输前的准备 : 检查机床各部件的运行情况和运动精度，添加润滑油。空运行机床，通 过听声，观察等来检查是否有异常。必要时利用水平仪和千分表检测机床导轨和主轴精度。 、量具等工具设备，并进行一定的精度检查。 C 代码程序。包括检查程序的格式、主轴转速、切削速度、换刀方式等的设置有无错漏等。 结束语 本毕业设计通过 车标的设计获得 三维 数据，再利用 软件 到三维特征，进行工艺分析，再利用 件编制刀路，生成 序。 通过课堂理论学习和结合实践，使我对数控加工的流程有了较深刻熟练的了解。在通过老师的耐心指导和同学的共同努力下，成功 设计出了 车标 样品并且在学校数控铣床加工出实物 ,也让我更加有信心往数控行业发展，也看到这个行业的前景是非常广阔的。 同时，在本次毕业设计中我深刻体会到：要做出一个好的产品不能只靠理论知，更要我们在各种实践和工作中的丰富经验 ,评价作业人员是否优秀是要看他积累经验的多少 ,要让自己能成为一位出色的数控人才就必须利用充足的时间去查阅和学习各种数控加工知识并在工作中积累经验。我们不仅要有扎实的机械知识，更需要一颗不断求实创新的恒心 ,才能跟得上一日千里发展的数控行业并使我们在数控行业中立于不败之地。在加工过程中 ,既要有耐 心也要有细心。 数控技术课程是一门实践性很强的课程，离开实践，就谈不上素质，实践是知识转化并升华为素质的根本条件。要想达到理想的教学和实践效果，仅在课堂上实施全方位的教学是不够的，还应具备一个良好的实践教学环境。 最后我坚信，只要保持谦虚积极的学习心态与不断的努力、付出、并在正确方法指导下，一定会成为机械行业中有用人才！ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 参考文