基于CADCAM的灯罩造型及加工仿真-毕业设计正文说明书

本 科 毕 业 设 计 题 目 基于 CAD/CAM 的灯罩造型及加工仿真 目 录 1 前 言 .1 2 选题背景 .1 2.1 题目来源 .1 2.2 目的和意义 .1 2.3 解决的主要问题 .2 2.4 国内外现状 .3 2.5 发展趋势 .3 3 过程论述 .4 3.1 加工工艺设计 .4 3.2 数控铣床加工夹具与刀具的设计 .4 3.3 数控铣床加工走刀路线的设计 .4 3.4 切削用量的分析 .5 3.5 工艺设计 .5 4 灯罩凸模设计说明 .6 4.1 绘制灯罩凸模 .6 4.1.1 绘制线架构 .6 4.1.2 绘制三维实体模型 .8 4.2 加工刀具路径的规划 .9 4.2.1 确定加工坯料对刀点 .9 4.2.2 工件参数的设定 .10 4.2.3 规划曲面挖槽粗加工刀具路径（预留量 0.5） . 11 4.2.4 曲面挖槽粗加工实体加工模拟 .16 4.2.5 曲面挖槽粗加工刀具路径的规划，将模具靠面加工到位 .17 4.2.6 曲面等高外形精加工刀具路径的规划 .22 4.2.7 规划曲面陡斜面精加工刀具路径 .27 4.3 生成加工 NC 代码及传输程序 .31 4.3.1 生成 NC 代码 .31 4.3.2 传输 NC 程序 .33 5 总结 .34 致 谢 .36 附 录（一） .37 附 录（二） .40 基于 CAD/CAM 的灯罩造型及加工仿真 摘 要 数控自动编程具有普通编程不具备的特性；编程周期短、加工 质量高、 输入 速度快、用起来也比较快捷 方便等一系列 特性是数控自动编程最大的优点；并且广泛应用于在当前社会的 数控 加工中 ，其编程方式 集成了数控加工仿真模块 的 计算机辅助编程及 计算机 仿真系统 ,这样可以实现 减少 出现不必要的错误的概率 ,使得编程质量好且能实现更快的编程，其主要原因是它可以检测出所输入和输出的代码是否正确。 本文通过利用软件 Mastercam 进行刀具路径模拟、加工过程仿真的方法以及生成 NC程序的操作，与此同时其中的加工工艺和加工参数选择等关键问题也重点给了详细的介绍。 关键词 :数控自动编程 ； Mastercam； 加工工艺 Lamp Shade modeling design and simulation Machining ABSTRACT Nc automatic programming having features of ordinary programming does not have; Programming cycle is short, high processing quality, input speed, and more convenient to use and a series of features is one of the largest advantages of nc automatic programming; And widely used in the numerical control processing in the current society, the programming methods of nc machining simulation module is integrated in the computer aided programming and computer simulation system, this can be achieved to reduce unnecessary mistakes probability, so as to improve the quality of programming and accelerate the speed of programming and processing, the main reason is that it can detect the input and output of the code is correct. This article are taking shoulder protector as example， this paper introduces the basic process of using Mastercam software to operate computer simulation， and creates NC program， gives prominence to the key problem of its processing technology and parameter Key Words: NC automatic program; Mastercam; Processing technology 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 1 基于 CAD/CAM 的灯罩造型及加工仿真 1 前 言 正如我们大家都知道的，一个国家经济发展水平如何，国家是否足够强大，我们要看国家的制造业，因为从古至今，制造业一直是影响国民经济水平的主要因素；通过调查研究和实际考察：制造业将近占有百分之四十左右的比率影响着国家经济水平 而 让 制造业 更加强大的 的重要组成部分是先进的 科学 制造技术。数控技术 与其他制造技术相比来说，它是比较前沿的核心制造技术 ， 这 已 在无形之中 引起 了世界各国 之间对它的看重程度； 科 学技术 与工业 制造 界的普遍重视 是先进制造技术 所 能 带来的 超 大 经济效率和利 益 1。 就 目前来看 ，国内 和国外的 数控机床用量 都在大幅度增加 ， 因此， 这就需要 越来越多的 应用型高级 人才和 技术人员 ，设计人员必须 能够 相对通晓 数控编程、 实际 操作 及 维护 设备并能解决一系列会遇到的问题、并且可以 面向生产一线 加工生产车间之中和 熟悉数控加工工艺 方向上较为时尚的技术 。 机械加工制造业 应用的也越来越广泛，其中应用最为广泛和实效的就是数控加工 ， 数控加工包括 数控电火花加工、镗削 加工 、车削 加工 、铣削 加工 、线切割 加工 等 ， 它们当中相比较之下属于 复杂多变 的 零件 加工 的主要方法是数控铣削 加工 。数控 机床是不单一 零件的精密加工 的基本 条件，刀具的 进给量、切削速度、切刀深度 和走刀形状、 走刀 路径、 路径 尺寸等 比较有用的加工 信息 ,这些 是因为数控加工 中要考虑的 。 相对来说我们一般 采用 的是用 手工编程的方法 来进行加工不太复杂 的模具零件， 对其进行加工编程；但如果要面对相对比较 复杂的模具零件 呢 ， 我们可能就会用到平时在学校学习的三维软件进行比较出色的建模；比 如 UG、 Pro/E、 Mastercam 等软件 进行自动 编制加工程序 进行快速高效的加工 2。 无论 是计 算机辅助编程 还是 手工编程，在编制加工程序的 时 候 ， 选择一个比较合理的工艺参数和工艺方案是第一考虑全面的基本问题，这是工艺要求所必须具备的。 在这里我用 Mastercam 软件设计所需设计的造型并进行模拟 加工，充分的学习 此软件 的优点 并利用好这些优点 ，用于 所涉及的灯罩凸模的三维建模及其数控自动编程 加工 3。 2 选题背景 2.1 题目来源 生产实际 2.2 目的和意义 随着科技的不断发展，面对未来的市场需求与竞争我们无形中又对机械制造行业提出中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 2 了更高一步的要求。一方面来说特别是对产品质量、性能要求更高，现在的产品更新 周期变短，这样能适应最新最快的发展模式，可以最快速度适应和占领市场。另一方面，我们必须大力发展生产力以便提升产品市场竞争力和凝聚力，为此我们就必须要做到降低各种成本，用提高生产率的要求来提高利润率。已然无法没有办法同时满足这两方面或者多方面的的要求是传统的机械制造方法。当计算机技术和微电子技术的快速发展的时候，制造业也发生了巨大的变化。有一个重要标志那就是将数控编程广泛应用起来，精度的高低、效率的高低都会影响数控机床的效率；进而逐渐代替了普通机床，社会上发展的制造业正向着自动化、比较智能化方向发展到了很高的 地位 4。数控制造技术用自己独特的制造方式和能力实现了前所未有的改变，制造自动化和基础化充分的显示出来了。机械制造自动化逐渐的适用在机械材料工程、海洋工程、航空领域等国民经济的支柱产业中，在国民经济中都有着至关重要的作用。数控机床与普通机床进行鲜明的比较，数控机床比普通机床的加工效率高很多，特别是精度上要高一个级别。在很短时间内利用数控机床可以加工出来对于这类普通机床基本无法加工出来的复杂零件比如汽车发动机、柱塞泵叶片等等。随着时间的推移，在短短几十年时间内数控技术形成了巨大的生产力和影响力和凝聚力，慢慢 的发展成了一种不一般的体系。在未来相当长的时间段内，机械加工技术的竞争和发展，主要还是数控技术的相互竞争和超速发展，这不仅是国家发展的需要也是在企业界和国内外专家们中已形成的共识和新的理念 5。 总而言之，在现如今的也有些数控机床并不能发挥其应发挥的作用，主要因素是没有编制出相应的加工程序，根据国内外调查资料和网上资料表明，从数据上分析了这一比例将近占百分之三十，没有更大的改变；特别是在一些航空发动机和水轮机、柱塞泵叶片上有很大的利用；甚至也影响着加工的成功与失败。数控技术中数控编程技术是与伺服系统、数控 系统也是同等重要的，另外也拥有不一般的地位。从数控系统刚刚出现的时候开始数控编程技术就成为系统的重要组成部分，与此同时也受到了广泛关注。数控加工内容具有严密性、具体性等特点。在编制数控程序时，不论是自动编程还是手工编程，在面对这样一个相对比较复杂的信息时，最后也很有可能产生一些小问题，这都是再设计过程中不可避免的，只能减少 6。但是如果这些错误出现在实际生产的过程中，严重的话很可能造成人员的受伤甚至死亡；甚至损坏机床设备，轻微的会使人力、资金和时间的浪费，造成工件报废。使经济上也会造成莫大的损失。所以，必 须通过验证数控加工程序是否正确才可以进行生产加工。数控程序经常采用的有两种比较实用的校验方法，检查方法一是先编制好程序经过研究和论证采用编程计算机假设刀具在运动，检查方法二是在机床上设置好程序控制，经过设计编程人员亲自进行检查。通过两种方法的对比，第一种方法无论在经济上还是在提高数控机床的使用率上都在程度上减轻编程人员的工作量，从而达到了理想的效果。 2.3 解决的主要问题 （ 1）工艺路线的制订 （ 2）刀具的选择 （ 3）切削用量的确定 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 3 2.4 国内外现状 数控编程在国内和国外应用的也越来越多；经过后来科 技的不断发展和人类的需求，数控加工中心刀库用的也越来越普遍，这些都相继而来；好几道工序加工比如锉、钻、铰、铣等能在一次装夹中固定起来，通过自动换刀来实现，从而由工序分散的加工方式向集中加工式发展在数控自动化加工。数控编程系统的研制在这个时候也很快的发展了起来，良好的制造背景、先进的管理技术、专业化的技术服务和完美的操作功能是这些软件的特点，制造业的整体效益也从新树立了新的高度 7。因此这些应用软件应用的很快，很快的赢得了广大用户的信赖，已然成为制造业中真正的崛起来的实用软件。它们都具有各自的优势和特点，如 为用户提供了一个真实方便的仿真环境，数控加工仿真模块在加工中都被连接起来，从复杂型面的车削到铣削面的改进 8。用户在刀具移动过程中可以缩短、扩展或修改刀具路径进行图形编辑。该大型软件具有从概念设计、工业设计、工程分析和详细设计结构设计、装配、模具设计、工业设计、制造等功能也在不断强大 9。 在数控技术方面国内与国外相比距离还是很明显的，到现在我国还没有开发出具有大型的工程化、集成化的软件系统。国内发展起来之后也还没有能从国外从工程数据库到三维图形设计产品的软件的替换。因此，我国目前首先研究开发的任务是研 发面向实用化、工业化的软件。北京科技大学在前期开发的系统无论是从经济上还是从某些方面都很好的。实现了轴类零件的集成的微机零件集成化。虽然国内已有的软件还不完善，还有很多技术需要研究，经过分析知道其与国外的成型软件相比国内软件产品还远不如。但一些应用部门由于价格十分昂贵欲购进国外产品都要经过慎重的思考，而且其开发的软件加上虚拟加工环境和设计空间布局在许多方面与我国国情不太相符，即使你购买了国外的产品，还需投入大量的物力、人力和时间进行第二次开发和研究设计，否则将不会有太大的更新。 随着科学技术和计算机技术的不 断发展，实现了在数控加工切削过程前进行计算机模拟加工。数控程序正确性检验是通过采用计算机仿真加工进行的，因为其成本较相对来说比较低、形势上直观、编程快速，这样非常有助于提高设计质量、降低设计的产品成本、缩短产品的产周期。在提高数控机床的使用率的同时又能减轻编程人员工作量 10。 2.5 发展趋势 数控技术的主要发展趋势有以下几个方面： （ 1）高精度、高速度 数控装置要求伺服电机不断对已经编好的程序能够迅速的的做出反应，同时对输入的指令第一时间作出巨大的改变，反应及时和数据能够高速进行合理的处理。目前，数控机床在保持很高的进给速度的同时其中的伺服系统也会改变分辨率经过多次试验仍然可以达到 0.01um0.1um，主要是根据微型计算能力比以前有很多提高数控机床精密加工精度可以使得由原来的 0.005 提高到 0.0015，主轴转速可以达到 1000050000r/min 以上。 （ 2）多功能化 数控系统与其他系统作出鲜明的对比来看具有多功能化的处理能力，既具备了处理通常的数控加工功能以外，还有计算机通讯的能力，在现如今数控系统中同时也已经完全具中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 4 备了。 （ 3）网络化 和以前相比来看当前数控机床的网络功能已经大为提升了，信息 技术的快速发展实现了这些成果。数控系统不仅仅能够与更上层的计算机进行数据进行实时共享与实时交换，与此同时也具备与底层现场设备保持通讯的能力，在基于网络的条件下能够支持各种远程数控服务，这而且还包括远程加工监测、远程在线编程、远程数控仿真加工、远程故障诊断以及远程数控加工控制等。 （ 4）智能化 随着人工智能化的发展，新型的数控设备在计算机领域的迅速变化，数控系统渐渐引入了神经网络的控制机制、渐变系统系统和自适应控制，数控设备的智能化程度逐渐提高了。数控系统具有反馈控制、刀具补偿功能、自动编程、工艺参数自动生成 、刀具补偿等功能，自动检测功能也在巨剑完善，由于引入故障诊断专家系统的原因，在数控编程的过程中故障检测功能与自诊断会更加完善。 3 过程论述 3.1 加工工艺设计 数控铣床的加工过程根别的加工过程一样有多个阶段。粗加工阶段，精加工阶段和光整加工阶段。粗加工是为使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，最根本的遵循原则是进行大部分加工余量的切除和切削；使各主要表面达到图纸规定的质量要求是精加工的基本内容；由于对于表面质量要求很高 (IT6 及以上， Ra 0132m)时，光整加工进一步减小表面粗糙度值和提高到更高的寸精度 11。 3.2 数控铣床加工夹具与刀具的设计 在成批生产时，可采用专用夹具设计。在单件小批量生产时，我们应该优先选用通用夹具、组合夹具。除此之外还要求在数控机床上准确的安装夹具，在此需要注意能协调机床坐标系和工件的尺寸关系。必须遵循刀具材料应与零件材料相适应的原则，刀具的精度等级应符合加工要求。通常可以优先采用标准刀具，也可使用各种复合刀具以及其它一些专用刀具。 3.3 数控铣床加工走刀路线的设计 在确保加工质量的前提条件下，尽可能地缩短走刀路线来提高生产效率和降低加工时间，走刀路线原则：编程计算要简洁清 晰，程序段数不能很多，做到“少换刀”、“少走空刀”别浪费等 12。 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 5 3.4 切削用量的分析 切削用量主要考虑的因素有背吃刀量、主轴转速以及进给速度等。刀具耐用度影响最小的是切削深度，影响最大的是切削速度，其次是进给量。考虑到刀具耐用度与切削用量的关系，粗加工切削用量时，应优先进行研究分析采用大的切削深度，其次采用的进给量大点，最后考虑选择切削速度才是合理的。 数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，以指令的形式写入程序中而进行的。切削用量包括进给速度、背吃刀量及切削速度等。选择不同的加工方法，则 需要选用不同的切削用量 13。 零件表面粗糙度和加工精度是靠合适的切削用量这个选择原则来保证的，这样刀具切削性能会充分发挥出来了，也可以保证合理的刀具耐用度和道具的使用寿命。 切削速度的分析 实际切削速度是根据工件（或刀具）直径和允许的切削速度来选择的。考虑工件材料为 45 钢并根据零件的加工要求，选择粗加工转速 800r/min, 选择精加工 1000r/min,一般切削力大的时候选用大的转速，反之则选用小的转速，如车螺纹选用 500r/min，切槽选用1200r/min，而车断面和钻中心孔分别采用 500r/min 和 200r/min。 进给速度的分析 进给速度是数控机床切削用量中的最重要参数，主要根据零件的表面粗糙度要求和加工进度以及工件、刀具的材料性质来进行选取。受进给机床系统的性能和刚度限制选择最大进给速度，在满足质量的前提下，为了提高加工效率一般选用较大的进给速度来快速去除余量如粗车，而在精车时则考虑原则是零件精度和表面粗糙度。 背吃刀量的分析 依据刀具、工件和机床的刚度来选择背吃刀量，在固定的选择情况下和在刚度允许的前提下，为了减少加工过程走刀次数，从而提高加工生产效率，应尽最大可能使 工件的加工余量与背吃刀量相同。一般可留大约 0.20.5mm 的少量精加工余量，这样可以保证加工表面质量。 3.5 工艺设计 1) 绘制线架构 2) 绘制灯罩三维实体模型 3) 加工坯料对刀点的确定 4) 工件参数的设定 5) 规划曲面挖槽粗加工刀具的路径（预留量 0.5） 6) 曲面挖槽粗加工实体加工模拟 7) 粗加工刀具路径规划曲面挖槽，并将模具靠面加工到位 8) 规划曲面等高外形精加工刀具路径 9) 规划曲面陡斜面精加工刀具路径 10）后处理生成 NC 代码 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 6 11）传输 NC 程序 4 灯罩凸模设计说明 图 1 灯罩凸模 4.1 绘制灯罩凸模 4.1.1 绘制线架构 利用直线命令、圆弧命令、矩形命令和椭圆命令绘制灯罩凸模线架构，如图 2 所示。 图 2 图形绘制步骤： （ 1）新建文件。 （ 2）设置视图为俯视图，打开等角视图按钮。 （ 3）采用中心定位（ 0， 0， 0），画矩形。矩形长度 200，宽度 200。所得图形如下图 3 所示。 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 7 图 3 图 4 （ 4）单击图层按钮创建图层 2，设置视图为前视图，绘制连续线，如下图 4 所示。 （ 5） 以上图未封闭两点绘制 圆弧，半径 R=232，系统提示选择保留圆弧，选择凹弧，结束圆弧操作如下图 5 所示。 图 5 （ 6）单击图层按钮，创建图层 3，并关闭图层 1、 2。 （ 7）设置视图为俯视图。 （ 8）打开等角视图按钮。 （ 9）绘制椭圆弧（图 6）、矩形（图 7）、修剪（图 8）。 （ 10）设置视图为前视图，两点绘弧，如图 9 所示。 图 6 图 7 图 8 图 9 （ 11）打开 1、 2 图层。结果如下 图 10 所示。 图 10 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 8 4.1.2 绘制三维实体模型 利用旋转实体命令、扫描实体命令、拉伸实体命令和实体倒角命令绘制三维实体模型。 绘制图形步骤： （ 1）新建图层 4，关闭第 1、 3 层。如图 11。 （ 2）旋转实体。如图 12。 （ 3）新建图层 5，关闭第 2、 4 层，打开第 3 层。如图 13。 图 11 图 12 图 13 图 14 （ 4）扫描实体。如图 14。 图 15 图 16 （ 5）旋转，复制个数“ 5”，旋转角度“ 60”，结果如图 15。 （ 6）关闭图层第 3 层，打开第 4 层。如图 16。 （ 7）设置视图为俯视图。使用实体求和命令，将各个不同实体合为一个整体。 如图 17。 （ 8）打开图层第 1 层，如图 18。 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 9 图 18 图 19 （ 9）拉伸实体，如图 19。 （ 10）实体倒圆角，如图 20。 图 20 4.2 加工刀具路径的规划 灯罩凸模几何图形加工刀具路径的规划包括：确定加工坯料对刀点、曲面挖槽粗加工刀具路径、等高外加形精加工路径及斜面精加工刀具路径 等内容 13。 4.2.1 确定加工坯料对刀点 在规划灯罩凸模加工刀具路径前，确定加工几何图形所需要的坯料尺寸可以先用Mastercam X 系统的边界框命令来实现，再将图形顶面中心移到系统坐标原点，便于加工时以图形顶面中心对刀。 操作步骤： （ 1）新建图层 6，设置视图为俯视图。 （ 2）绘制边界框，如图 21。 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 10 图 21 图 22 （ 3）两点绘线，如图 22。 （ 4）移动几何图形，使上图所绘线段中点为坐标原点位置。 （ 5）新建图层 7，关闭第 6 层。接下来将凸模实体的外表面复制为曲面，为规划刀具路径作准备。（图 23） （ 6）关闭图层第 4 层。 图 23 4.2.2 工件参数的设定 先要设置坯料工件参数这是在对灯罩凸模进行实体挖槽加工模拟前要进行的。 操作步骤： （ 1）选择加工操作管理器中的工件设置，设置边界框参数，系统自动计算出工件参数如图 24 所示。 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 11 图 24 4.2.3 规划曲面挖槽粗加工刀具路径（预留量 0.5） 一般应选圆鼻刀等大刀进行粗加工，而不能用球刀开粗，应采用球刀进行精加工曲面，而用圆鼻刀或平铣刀加工的效果 不是很好。一般为先采用大刀开粗，清大刀留下的残料后小刀开粗，大刀和小刀光刀这样的加工步骤。加工整个工件时不要为了省事而直接选用小刀，正确的思路是粗加工整个工件是选用大刀，大刀余留下的残料可以再用小刀加工，这样来避免过多走空刀提高加工效率，限定走刀范围可以建议采用区域加工方式来实现。 在模具加工中曲面加工这种加工方式是使用很频繁的，在模具加工中的关键环节的曲面流线设计是现代产品都在追求的目标。一般选用平铣刀或圆鼻刀进行加工曲面粗加工，其平面进刀量是与同外形加工、挖槽加工基本一致的，在粗加工时一般留有 0.50.2mm 预留量，而加工公差一般为 0.250.05mm，和所加工的材料有关的是其进给速度、转速。 挖槽加工是一种经常使用的加工方式，在加工的过程中进行加工一般是选用圆鼻刀或平铣刀，为了避免直接下刀（即踩刀），最好加工时用斜线下刀或螺旋下刀。避免过多的空走刀，浪费时间和刀具在斜线下刀或螺旋下刀时一般设为每层切深的下刀量的高度，每层最好都走一次精刀。 粗切除大部分的工件材料需要先规划灯罩凸模曲面挖槽粗加工刀具的路径。主要包中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 12 括：刀具选择、参数的设定，加工参数（下刀位置、安全高度、下刀方式、切削方式、切削量等）设定 。 操作步骤： （ 1）根据情况选择数控铣床型号，在这里我们选择系统默认型号数控铣床。 （ 2）选择曲面挖槽加工命令，系统提示选择加工曲面，选择所有曲面为挖槽粗加工曲面。 （ 3）系统弹出的刀具路径曲面选择对话框如下图 25 所示，选择切削范围边界，再选加工边界。 图 25 （ 4）在刀具栏空白处添加 20 圆鼻刀，并设置如下图 26 所示刀具参数（在设置刀具参数前先选择圆鼻刀，再设置参数，否则系统会采用默认直径的刀具）。 图 26 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 13 （ 5）选择如下图 27 所示曲面参数，设置相关参数。 图 27 （ 6）选择如图 28 所示挖槽粗加工参数。 图 28 （ 7）螺旋式下刀参数设置。挖槽加工也是经常用到的一种加工方式，经常用圆鼻刀或平铣刀来加工，为避免直接下刀（即踩刀），建议启用螺旋下刀或斜线下刀功能来加工。这两种下刀高度一般设为每层切深的下刀量，同样为了避免过多空走刀，加工时最好每层都走一次精刀，挖槽与外形加工的进刀量基本一致。如图 29 所示。 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 14 图 29 （ 8）设置加工深度的参数，如下图 30。经常使用的是加工中的外形加工方式，选择圆鼻刀或平铣刀加工，建议加工时启用引入 /导引出功能在，注意不能与工件装夹位置发生冲突。在粗加工 时平面进刀量可达刀具直径的 75%，深度进刀量与刀具直径有关，如下表。 刀具直径（ mm） 12 进刀深度（ mm） 0.1 0.10.3 0.10.4 0.20.5 0.30.8 0.51 12 此表所示进刀深度量只是一个大概的范围，在实际加工时应根据加工条件适当的变动，如加工铜、铝材料时，进刀深度量可取大一些，而加工钢料时进刀深度量可取小一些。， 图 30 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 15 图 31 （ 9）设置刀具路径间隙参数如上图 31 所示。 （ 10）设置曲面挖槽参数如下图 32 所示。 图 32 （ 11）设置完成之后，产生的刀具路径如图 33 所示。 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 16 图 33 4.2.4 曲面挖槽粗加工实体加工模拟 对工件进行实体粗加工模拟，需用 Mastercam X 系统提供的实体加工模拟功能，它可以及时发现实体挖槽粗加工中的问题，以便对不合理的参数进行改进。 操作步骤： （ 1）进行实体加工模拟，设置手动控制位移数及屏幕刷新位移数均为 10。 （ 2）模拟过程动画可以使用屏幕录制软件录制下来，模拟完成后，其结果如下图 34所示。 图 34 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 17 （ 3）保存模拟结果，以便后面的加工步骤能直接从保存的加工模 拟结果中继续进行模拟加工，以节省后续的模拟时间。 （ 4）关闭曲面挖槽刀具路径显示，为后续的加工操作作准备。 4.2.5 曲面挖槽粗加工刀具路径的规划，将模具靠面加工到位 规划灯罩凸模挖槽粗加工刀具的路径，是为了清除在上一步曲面挖槽粗加工后在模具靠面余留下的残料。 操作步骤： （ 1）再次使用曲面挖槽粗加工命令，系统会提示选择加工曲面，应选择所有曲面为挖槽粗加工面。图 35 我们可知弹出曲面选取对话框后，点边界确认。 图 35 （ 2）在刀具栏空白处添加 20 平铣刀，并设置如下图 36 所示刀具参数。 （ 3）曲面参数设置 如图 37 所示。 （ 4）粗加工参数设置如图 38 所示 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 18 图 36 图 37 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 19 图 38 （ 5）螺旋 /斜线下刀参数设置如下图 39 所示。 图 39 （ 6）切削深度参数设置如图 40 所示。 （在最高位置及最低位置栏输入的数值“ -58”为模具靠面（即最大平面）的 Z 深度值，可利用系统显示界面状态栏中的【 Z】命令来测量，或直接采用对话框中的平面测量 Detect flats 来测量，它将给出模型中由上至下每个平面的 Z 深度值。） 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 20 图 40 （ 7）间隙参数设置如图 41 所示。 图 41 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 21 （ 8）挖槽参数设置如图 42 所示。 图 42 （ 9）产生刀具路径如下图 43 所示。 图 43 （ 10）选取第 2 步曲面挖槽粗加工操作进行加工模拟，设置手动控制位移数及屏幕刷新位移数均为 10，打开第 1 步保存的加工模拟结果。 （ 11）模拟过程动画可用屏幕录制软件录制下来，模拟完成后其结果如下图 44 所示。 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 22 图 44 （ 12）保存模拟结果，结束模拟操作，关闭第 2 步曲面挖槽粗加工刀具路径显示，为后续的加工操作作准备。 4.2.6 曲面等高外形精加工刀具路径的规划 曲面粗加工后表面光洁度不是很高，需要对曲面进行精加工，一般选择球刀进行 曲面精加工，圆鼻刀或平铣刀加工效果都不理想。加工公差一般为 0.0050.025，进给速度控制在 300500，进刀量为 0.10.5，一般根据工件要求精度、大小及材料来确定参数具体大小。如果工件小、精度要求高，则其进给率、进刀量、公差都应取小一些，反之亦然。 要清除曲面挖槽粗加工后在凸模表面留下的残料，需规划灯罩凸模曲面等高精加工刀具路径。 操作步骤： （ 1）使用曲面高外形精加工命令时，系统会提示选择加工曲面，框选所有曲面为等高外形精加工曲面确认，系统弹出刀具路径的曲面选取对话框如图 45，点选切削范围边界选择加工边界后确定。在如图 46 刀具栏添加 8 球刀，并设置所示刀具参数。 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 23 图 45 图 46 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 24 （ 2）曲面参数设置如图 47 所示。 图 47 （ 3）设置等高外形精加工参数如图 48 所示。 图 48 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 25 （ 4）切削深度设置如下图 49 所示。 图 49 （ 5）产生的刀具路径如图 50 所示。 图 50 （ 6）选择加工管理器中第 3 步曲面等高外形精加工操作，设置手动操作位移数及屏幕刷新位移数均为 50，打开第 2 步保存的加工模拟文件，准备第 3 步实体模拟。打开文件如图 51 所示。 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 26 图 51 （ 7）模 拟过程可录制下来，模拟加工结果如图 52 所示。 图 52 （ 8）保存加工模拟结果，结束模拟操作，为后续加工操作做准备。 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 27 4.2.7 规划曲面陡斜面精加工刀具路径 为了去掉高外形精加工曲面后侧面部位留下的残料，预制灯罩的凸模陡斜面精加工刀具路径来实现。 操作步骤： （ 1）使用曲面陡斜面精加工的命令，系统提示选择加工曲面，框选所有曲面为陡斜面精加工曲面后确定，系统随后会出现刀具路径的曲面选取对话框，点边界来确认见图 53。 图 53 （ 2）在刀具栏空白处添加 6 平铣刀，具体刀具参数设置如图 54 所示。 图 54 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 28 （ 3）曲面参数设置如图 55 所示。 图 55 （ 4）陡斜面精加工参数设置如图 56 所示。 图 56 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 29 （ 5）设置加工深度如下图 57 所示。 图 57 图 58 （ 6）产生刀具路径如图 58 所示。 （ 7）选取所有曲面为陡斜面精加工曲面，直接选择现有的 6 平铣刀，并设置有关参数如图 59 所示。 图 59 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 30 （ 8）陡斜面精加工参数设置如图 60 所示。 图 60 （ 9）产生的刀具路径如图 61 所示。 图 61 （ 10）选择加工操作管理器中的第 4 和第 5 步曲面陡斜面精加工操作进行实体模拟 。设置快速模拟显示参数手动操作位移数及屏幕刷新位移数均为 50，打开第 3 步保存的加工模拟结果文件，打开的工件如图 62 所示。 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 31 图 62 （ 11）进行实体模拟加工，其模拟过程可使用屏幕录像软件录制下来，模拟加工最终结果如图 63 所示。 图 63 4.3 生成加工 NC 代码及传输程序 Mastercam X 系统的后处理功能，可以将灯罩的凸模所规划的曲面挖槽粗加工、等高外形精加工和陡斜面的精加工刀具路径所生成的 NCI刀具路径文件转换成为能被数控机床所使用的 NC 代码，并利用 Communic 传输功能进行 NC 代码传输。 4.3.1 生成 NC 代码 利用 Mastercam X 系统中 Post 后处理功能，自动生成加工灯罩凸模所需的 NC 代码。 操作步骤： 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 32 （ 1）选择加工操作管理器中的所有加工操作，进行 Post 后处理，输出 NC 代码。如图 64 所示。 图 64 （ 2）关闭 NC 程序编辑器，保存文件，如图 65 所示。 图 65 中国地质大学长城学院 2015 届毕业设计 33 4.3.2 传输 NC 程序 利用 Mastercam X 系统里 Communic 的传输功能，它会将系统自动生成的灯罩 NC 代码传输到数控加工设备的控制器内。 操作步骤： （ 1）选择加工操