棒哥设计 中文摘要 数控铣床是20世纪50年代初发展起来的一种自动控制机床，而数控车床是其中的一类实用性很强的机床形式在一般铣床的基础上发展起来的,两都的加工工艺基本相同,结构也有些相似,但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床,所以其结构也与普通铣床有很大区别. Mastercam是美国CNC公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件，它具有方便直观的几何造型 Mastercam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。 Mastercam具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。 Mastercam提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。Mastercam还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。Mastercam的多轴加工功能，为零件的加工提供了更多的灵活性。 可靠的刀具路径校验功能 Mastercam可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况。 Mastercam提供400种以上的后置处理文件以适用于各种类型的数控系统，我厂采用的是FANUC系统，机床为四轴联动卧式铣床。根据机床的实际结构，我们编制了专门的后置处理文件，绳槽曲面加工刀具路径NCI文件经后置处理后生成加工程序。 使用Mastercam 实现DNC加工, DNC（直接数控）是指用一台计算机直接控制多台数控机床，其技术是实现CAD/CAM的关键技术之一。由于本工件较大，处理的数据多，所生成的程序长，数控机床的磁泡存储器已不能满足程序量的要求，这样就必须采用DNC加工方式，利用RS-232串行接口，将计算机和数控机床连接起来。利用Mastercam的Communic功能进行通讯，而不必考虑机床的内存不足问题,经大量的实践，用Mastercam软件编制复杂零件的加工程序极为方便，而且能对加工过程进行实时仿真，真实反映加工过程中的实际情况，不愧为一优秀的CAD/CAM软件。 关键词：数控机床；软件；编程； 英文摘要 目录 第1章 概述1 1.1 机械制造自动化的发展1 1.2 数控技术的发展1 1.2.1 数控机床的产生1 1.2.2 数控机床的发展史1 1.2.3 数控机床的发展趋势和研究方向1 第2章 数控机床基础3 2.1 数控机床的主要结构3 2.1.1 输入输出设备3 2.1.2 数控装置3 2.1.3 伺服系统3 2.1.4 测量反馈装置3 2.1.5 机床本体3 2.1.6 辅助控制装置3 2.2 数控机床的主要工作过程4 2.2．1 加工程序编制4 2.2.2 程序输入4 2.2.3 轨迹插补运算4 2.2.4 伺服控制和机床加工4 2.3 数控机床的分类4 2.3.1 按伺服控制方式分类4 2.3.2 按工艺用途分类5 2.4 数控机床自动编程软件介绍5 2.4.1 CAXA制造工程师5 2.4.2 Mastercam5 2.4.3 UGⅡCAD/CAM系统5 2.4.4 Pro/Engineer6 2.4.5 CATIA6 2.4.6 CIMATRON6 第3章 数控铣床刀具、夹具、量具的结构7 3.1 刀具的结构7 3.1.1 对刀具的基本要求7 3.1.2 刀柄的类型7 3.1.3 刀柄的结构7 3.1.4 刀具的选择8 3.2 夹具的结构8 3.2.1 夹具的选择8 3.3 量具的结构9 第4章 Master CAM的基础知识12 4.1 Master CAM简介12 4.2 MasterCAM铣削加工中进刀方式的设定12 第5章Master CAM数控铣加工仿真实例15 5.1 简单挖槽、钻孔铣削15 5.2 2D扫描加工实例21 5.3快餐盒的演示加工24 5.4外形与平行铣削的加工实例29 5.5密封盒的加工仿真33 5.6热水瓶头的型腔仿真加工37 5.7相机壳型腔的仿真加工40 5.8台灯型腔的数控加工44 5.9 接线盒的仿真48 5.10烟灰缸凹模的仿真加工54 第6章 数控铣床的维护与保养58 心得体会59 参考文献60 第1章 概述 1.1 机械制造自动化的发展 机械制造自动化是先进制造技术的重要组成部分，其核心技术是数控技术。数控技术是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物。它的出现及所带来的巨大效益，已引起了世界各国科技与工业界的普遍重视。专家们预言：21世纪机械制造业的竞争，其实质是数控技术的竞争。目前，随着国内数控机床用量的剧增，需培养一大批熟悉数控加工工艺、能够熟练掌握现代数控机床编程、操作和维护的应用型高级技术人才。 从数控加工的实用角度出发，以数控加工的实际生产为基础，以掌握数控实际加工为目标，在介绍数控加工切削基础、数控机床刀具的选用、数控加工工件的定位与装夹以及数控加工工艺基础等基本知识的基础上，分析了数控车削、数控铣削、加工中心及数控线切割等加工工艺。 1.2 数控技术的发展 1.2.1 数控机床的产生 随着生产的科学技术发展,机械产品日益精密、复杂、,而且改型频繁,因此对制机械产品的机床提出三高要求,既高性能、高精度和高自动化.在机械产品中单体和小批量的产品约占到70%.由于这类产品的生产要机床与工艺装备具较强的适应变化的能力,通用机床无法满足要求.1946年第一台电子计算机的问世,为数控机床的产生奠定了基础. 数控机床最早产生于美国.1947年产生数控机床的设想,当时为了精确制作直升飞机叶片的样板.1949年美国PARSONS公司和麻省理工学院开始研制数控机床,于1952年试制成了世界上第一台3坐标镗铣床. 1.2.2 数控机床的发展史 1952年第一台数控机床问世后,随着微电子技术,控制技术,通信技术的不断发展,数控系统也在不断的更新换代,先后经历了电子管(1952年),晶体管(1959)年,集成电路(1965年),小型计算机(1968年),微处理器(1974年)和基于工控PC机的通用型CNC系统六代数控系统,其中前三代为第一阶段称为硬件直接数控,简称NC系统,后三代为第二阶段称作计算机软件数控系统,简称CNC系统.我国从1958年由清华大学和北京机床研究所研制了第一台数控机床以来,也同样经历了六代历史. 1.2.3 数控机床的发展趋势和研究方向 随着科学技术的发展,特别是微电子技术、计算机控制技术、通信技术的不断发展,世界先进技术的新起不断成熟,数控设备性能日益完善,应用领域不断扩大,成为新一代设备发展的主流.而作为数控中最典型的代表数控机床,无论是在生产使用中,还是在国际贸易中,已成为衡量一个国家工业水品和综合实力的重要标志. 过去只用于航空,汽车工业的数控机床,现在已越来越广泛的成为其他制造行业的必要设备,而且技术发展也相当快速,令人惊叹。 高速化－－高速机种(每分钟1.5万转以上)。 精密化－－随着电脑辅助制造(CAM)系统的发展，精密度已达到微米级。 高效能－－由于产品开发周期愈来愈短，对制造速度的要求也相应提高，机床也朝高效能发展。 系统化－－机床已逐渐发展成为系统化产品，用一台电脑控制一条生产线的作业。 复合化－－产品对外观曲线要求的提高，机床五轴加工、六轴加工已日益普及，机床加工的复合化已是不可避免的发展趋势。 其中“五轴联动数控”是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术。它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。五轴联动数控机床是发电、船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。国际上把五轴联动数控技术作为一个国家工业化水平的标志。 国外五轴联动数控机床是为适应多面体和曲零件加工而出现的。随着机床复合化技术的新发展，在数控车床的基础上，又很快生产出了能进行铣削加工的车铣中心。五轴联动数控机床的应用，其加工效率相当于两台三轴机床，甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资，大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。 市场的需求推动了我国“五轴联动数控”机床的发展，我国的一些机床厂也竞相推出五轴联动机床!当前，国产五轴联动数控机床在品种上，已经拥有立式、卧式、龙门式和落地式的加工中心，适应大小不同尺寸的复杂零件加工，还有五轴联动铣床和大型镗铣床以及车铣中心等，基本涵盖了国内市场的需求,也已获得国内市场的很大认同。 第2章 数控机床基础 2.1 数控机床的主要结构 数控机床的主要结构主要由输入输出设备、数控装置、伺服系统、辅助控制装置、测量反馈装置和机床本体及部分组成. 2.1.1 输入输出设备 输入输出的主要作用是编制程序、输入数据和程序、输出显示和打印.这一部分的硬件有键盘、显示器、磁盘输入机和打印机等.高性能数控机床还包括自动编程机或CAD/CAM系统. 2.1.2 数控装置 数控装置是数控机床的核心。它根据输入的数据和程序,完成包括数值计算,逻辑判断轨迹插补等功能.数控装置一般有专用工业计算机及可编程控制器组成.可编程控制器主要完成机床辅助功能、主轴选速功能和换刀功能能的控制. 2.1.3 伺服系统 伺服系统包括伺服电动机、伺服控制线路、驱动电路和执行机构。其主要功能是将数控装置产生的脉冲信号转化为机床本体的执行机构的速度和位移。伺服电动机可以是步进电动机，直流伺服电动机勤务交流伺服电动机。伺服控制和驱动电路为各自的相应电路。 2.1.4 测量反馈装置 测量反馈装置的主要功能是将机床本体执行机构的速度和位置信号测量出来反馈到数控装置中。常用的检测装置有脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、光栅和磁尺等。 2.1.5 机床本体 机床本体是被控制的对象，是数控机床的本体，一般都需要对他进行位移，速度和各种开关量的控制。与普通机床相比较，同样有主传动机构、进给传动机构、工作台、床身以及立柱等组成，但数控机床的整体布局、外观造型、刀具系统及操作机构等方面都做了很大的改进，具有良好的伺服性能，如图2-1-1 所示： 图2-1-1 数控机床的床体 2.1.6 辅助控制装置 辅助控制装置主要包括刀具制动变换控制、工作制动交换控制和工作装夹控制等部分机床加工功能与类型不同，所包含的部分也不同。 2.2 数控机床的主要工作过程 数控机床的主要工作过程为：根据被加工零件图纸编制加工程序，将加工程序输入数控装置中完成轨迹插补运算，控制伺服系统和机床本体的执行机构的运动轨迹，加工出完成满足图纸要求加工零件。 2.2．1 加工程序编制 加工程序编制前，首先根据被加工零件图纸所规定的零件的形状、尺寸、材料及技术要求等，确定加工零件的工艺过程，工艺参数，然后利用数控机床编程手册规定的代码和程序格式编写零件加工程序清单。 加工程序的编写方法通常有手工编程和自动编程两种方法，分别针对简单零件加工和复杂零件加工。 2.2.2 程序输入 加工程序输入的方法根据数控机床输入装置不同有所不同。数控装置读入过程有两种方式：一种是边读边加工为间歇式要作方法；另一种是将加工程序全部读入数控装置内部的储存器，加工时再从储存器中往外掉用。 加工程序教短时，可用手动数据输入方式，即用键盘直接将程序输入到装置中。 2.2.3 轨迹插补运算 加工程序输入到数控装置后，在控制软件的支持下，数控装置进行一系列处理和计算。运算结果以脉冲信号输入带伺服系统中。 零件的开头是由直线，圆弧或其他曲线组成，这就要求数控机床的刀具必须按零件的开头和尺寸的要求运动，即按图形轨迹运动。所谓轨迹插补就是在线段的起点和终点的坐标之间进行数据点的密化，并求出一系列中间点的坐标值，并向相应坐标输出脉冲信号。 2.2.4 伺服控制和机床加工 数控装置输出插补脉冲信号经过信号转换，功率放大，通过伺服电机和机械运动使机床的执行机构带动刀具进行加工，加工出满足图纸要求的零件。 2.3 数控机床的分类 数控机床的品种规格繁多，各行各业都有自己的分类方法。一般可以用以下几种方法来分类。 2.3.1 按伺服控制方式分类 1. 开环控制 开环控制系统是由驱动电路，步进电动机和机床工作台组成，这类型的伺服控制开环的，没有检测反馈装置。 开环控制系统的特点是结构简单，成本低，但由于步进电动机的步距和机械结构都存在一定的精度误差，不能实现高精度的位置控制。这类型系统适用于中小型经济型数控机床。 2. 闭环控制系统 闭环控制系统是由驱动电路、伺服电动机、机床工作台、速度反馈装置、位置反馈装置和比较电路组成。这类系统带有位移和里度检测装置，直接对工作台的实际位移量进行检测。伺服电动机通常采用直流伺服电动机或交流伺服电动机。 闭环控制系统的特点是定位精度高，但系统复杂、成本高，调试和维修都困难。一般用于精度要求高的机床。 3. 半闭环控制系统 半闭环控制系统是由驱动电路、伺服电动机、机床控制台、速度检测装置和比较电路组成。由于机床工作台设备包括在反馈电路中，因此被称为半闭环控制。 半闭环控制系统的特点是性能介于开环和闭环之间，精度没有闭环高。调试、维修却比闭环容易，因此应用广泛。 2.3.2 按工艺用途分类 1. 普通数控机床 普通数控机床与传统的通用机床一样，不用的是工艺需要有数控车、铣、镗及磨床等，这种机床的工艺与通用机床相比，所不用的是它的自动化程度高，精度高。 2. 数控加工中心 数控加工中心是带刀库和自动接刀装置的数控机床。典型的加工中心有镗铣加工中心和车削加工中心。 3. 多坐标轴数控机床 有些复杂形状的零件，用3坐标的数控机床无法加工，如飞机翼曲面等复杂零件的加工，需要3个以上的坐标的合成才能加工所需要的曲面形状。于是多坐标连动的数控机床出现了。现在常用的有4、5、6坐标连动的数控机床。 4. 数控特种加工机床 数控特种加工机床包括数控电火花加工机床、数控线切割机床、数控激光切割机床等。 2.4 数控机床自动编程软件介绍 自20世纪50年代以来，为了使数控编程员从繁琐的手工编程工作中解脱出来，人门一直在研究各种自动编程技术。20实践50年代中期，美国研制了用于自动编程的最早的APT编程，经过多次改进后，到20实践70年代发展成熟，成了当时普遍使用的自动编程系统。APT系统是一种用词汇式的语言编制加工零件的源程序，通过计算机处理生成数控程序。使用ATP系统，编程人员仍然要从事繁琐的编制源程序工作，自动编程是利用计算机专用软件编制数控加工程序的过程。下面就介绍一下常用的自动编程软件。 2.4.1 CAXA制造工程师 CAXA制造工程师是由我国北京海尔软件有限公司研制开发的全中文、面向数控车床、铣床和加工中心的三维CAD/CAM软件。它基于微机平台，采用原创Windows菜单和交互方式，全中文界面，便于轻松地学习和操纵。它全面支持图标菜单、工具条、快捷键，用户还可以自由创建符合自己习惯的操作环境。它即具有线框造型、曲面造型和实体造型的设计功能，又具有生成2~5轴的加工代码的数控加工功能，可用于加工具有复杂三维曲面的零件。。 2.4.2 Mastercam Mastercam是由美国CNC Softxare公司推出的基于PC平台的CAD/CAM软件，它具有很强的编程功能，尤其对复杂曲面的加工编程，它可以自动生成加工程序代码，具有独到的优势。由于Mastercam主要用于数控加工编程，其零件的设计造型功能不强，但对硬件的要求不高，且操作灵活、易学易用、价格较低，受到众多企业的欢迎。 2.4.3 UGⅡCAD/CAM系统 UGⅡ由美国UGS公司开发经销，不仅具有复杂造型和数控加工的功能，还具有管理复杂产品装配，进行多种设计方案的对比分析和优化等功能。该软件具有较好的二次开发环境和数据交换能力。其庞大的模块群为企业提供了从产品设计、产品分析、加工装配、检验，到过程管理、虚拟运作等全系列的技术支持。 2.4.4 Pro/Engineer Pro/Engineer是美国PTC公司研制和开发的软件，它开创了三维CAD/CAM参数化的先河。该软件具有基于特征、全参数、全相关和单一数据库的特点，可用于设计和加工复杂的零件，另外，它还具有零件装配、机构仿真、有限元分析、逆向工程、同步工程等功能。该软件也具有零件较好的二次开发环境和数据交换能力。 2.4.5 CATIA CATIA是最早实现曲面造型的软件，它开创了三维设计的新时代，它的出现首次实现了计算机完整描述产品零件的主要信息，使CAM技术的开发有了现实的基础。目前CATLA系统已发展成从产品设计、产品分析、加工、装配和检验，到过程管理、虚拟等众多功能的大型CAD/CAM/CAE软件。 2.4.6 CIMATRON CIMATRON是以色列Cimatron公司提供的CAD/CAM/CAE软件，是较早在微机平台上实现三维CAD/CAM的全功能系统。它具有三维造型、生成工程图、数控加工编程等功能，具有各种通用和专用的数据接口及产品数据管理等功能。 在本设计中采用Mastercam数控车自动编程软件，Mastercam数控车实现自动编程的主要过程包括：根据零件图纸，进行几何建模，即用曲线表达工件；根据使用机床的数控系统，设置好机床参数；根据工件形状，选择加工方式，合理选择刀具及设置刀具参数，确定切削用量参数；生成刀位点轨迹并进行模拟检查，生成程序代码，经后置处理传给数控机床。下图是Mastercam的界面图 图2-4-1 Mastercam的界面图 第3章 数控铣床刀具、夹具、量具的结构 3.1 刀具的结构 3.1.1 对刀具的基本要求 铣刀刚性要好。要求铣刀刚性好目的，一是满足为提高生产效率而采用大切削用量的要求；二是为适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点。在数控铣削中，因铣刀刚性较差而断刀并造成零件损伤的事例是经常有的，所以解决数控铣刀的刚性是至关重要的。 铣刀的耐用度要高。当一把铣刀加工的内容很多时，如果铣刀磨损较快，不仅会影响零件的表面质量和加工精度，而且会增加与对刀的次数，从而导致零件加工表面留下因对刀误差而形成的接刀台阶，降低零件的表面质量。 除上述两点之外，铣刀切削刃的几何角度参数的选择与排削性能等也是很重要的。切削粘刀形成积削瘤在数控铣削中是十分忌讳的。总之，根据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及加工余量，选择刚性好、耐用度高的铣刀，是充分发挥数控铣床的生产效率并获得满意加工质量的前提条件。 3.1.2 刀柄的类型 数控铣削刀柄系统标准,如图3-1-1所示: 图3-1 -1刀柄的类型 3.1.3 刀柄的结构 下面是一些典型的刀柄结构,如图3-1-2所示： 圆柱铣刀刀柄锥柄钻头刀柄盘铣刀刀柄 直柄钻头刀柄镗刀刀柄丝锥刀柄 图3-1-2 数控铣床刀柄 3.1.4 刀具的选择 在数控铣床上使用的刀具主要为铣刀，包括面铣刀、立铣刀、球头铣刀、三面刃盘铣刀、环形铣刀等，除此以外还有各种孔加工刀具，如钻头（锪钻、铰刀、镗刀等）、丝锥等。 下面是一些常用铣刀,如图3-1-3所示: 立铣刀 机夹式球头铣刀 机夹式环形铣刀 图3-1-3 铣刀的类型 3.2 夹具的结构 3.2.1 夹具的选择 数控铣床可以加工形状复杂的零件，但数控铣床上的工件装夹方法与普通铣床一样，所使用的夹具往往并不很复杂，只要求有简单的定位、装夹机构就可以了。但要将加工部位敞开，不能因装夹工件而影响进给和切削加工。选择夹具时，应注意减少装夹次数，尽量做到在一次安装中能把零件上所有要加工的表面都加工出来，下面是一些典型的装夹结构，如图3-2-1所示： 气 动 卡 盘 平 口 钳 图3-2-1 夹具的类型 3.3 量具的结构 数控铣削加工零件的检测，一般常规尺寸仍可使用普通的量具进行测量，如游标卡尺、内径百分表等，也可以采用投影仪测量；而高精度尺寸、空间位置尺寸、复杂轮廓和曲面的检验则只有采用三坐标测量机才能完成，如图3-3-1。 内径千分尺外径千分尺 卡钳内径百分表 塞尺高度游标卡尺 表面轮廓测量仪万能角度尺 一米测长机万能工具显微镜 游标卡尺螺纹测量仪 正弦规倒角量具 钢直尺卷尺 图3-3-1 量具的类型 第4章 Master CAM的基础知识 4.1 Master CAM简介 Mastercam是美国CNC公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件，它具有方便直观的几何造型 Mastercam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。 Mastercam具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。 Mastercam提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。Mastercam还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。Mastercam的多轴加工功能，为零件的加工提供了更多的灵活性。 可靠的刀具路径校验功能 Mastercam可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况。 Mastercam提供400种以上的后置处理文件以适用于各种类型的数控系统，我厂采用的是FANUC系统，机床为四轴联动卧式铣床。根据机床的实际结构，我们编制了专门的后置处理文件，绳槽曲面加工刀具路径NCI文件经后置处理后生成加工程序。 使用Mastercam 实现DNC加工, DNC（直接数控）是指用一台计算机直接控制多台数控机床，其技术是实现CAD/CAM的关键技术之一。由于本工件较大，处理的数据多，所生成的程序长，数控机床的磁泡存储器已不能满足程序量的要求，这样就必须采用DNC加工方式，利用RS-232串行接口，将计算机和数控机床连接起来。利用Mastercam的Communic功能进行通讯，而不必考虑机床的内存不足问题,经大量的实践，用Mastercam软件编制复杂零件的加工程序极为方便，而且能对加工过程进行实时仿真，真实反映加工过程中的实际情况，不愧为一优秀的CAD/CAM软件。 4.2 MasterCAM铣削加工中进刀方式的设定 在数控铣削中有很多不同于普通铣削的工艺性问题需要考虑，切削前的进刀方式就是其中之一。切削前的进刀方式有两种形式：一是垂直进刀方向，另一是水平进刀方向。对于数控加工来说，这两个方向的进刀都与普通铣削加工不同。下面就此讲述一下数控加工中进刀方式的设定方法。一、垂直进刀方式的设定?? 在普通铣床上加工一个封闭的型腔零件时，垂直进刀方式有两种方式可供选择，一是在零件的实体上事先钻一个孔，然后采用多刃立铣刀来加工型腔轮廓，这是因为立铣刀的端部切削刃没有到铣刀中心，所以立铣刀没有较大切深的垂直进刀的能力。第二种方法是采用键槽铣刀直接在零件实体上进刀，因为键槽铣刀是两刃刀具，其端部刀刃通过铣刀中心，有垂直吃刀的能力，但由于键槽铣刀只有两刃切削，加工时的平稳性较差，因此在大面积切削中的效率及被加工零件的表面粗糙度都不太理想，一般都会先采用键槽铣刀（或钻头）垂直进刀后，换多刃立铣刀加工型腔。由此可见，普通铣削垂直进刀一般都会分成两个工序。而对数控铣削来说，如何解决立铣刀无垂直吃刀能力的问题呢？对此数控机床设计了三种垂直进刀的方式：一是直接垂直向下进刀；二是斜线轨迹进刀方式；三是螺旋式轨迹进刀方式。?? ? 在MasterCAM 系统中怎样来设置上述的三种进刀方式呢？首先用MasterCAM的CAD功能设计型腔轮廓，然后在主功能菜单中选取刀具路径指令，进行刀具路径设置。按照下面的顺序操作可得到对话框：?? 刀具路径→挖槽刀具路径→选择型腔轮廓→完成→保存T.NCI→完成→挖槽对话框。在挖槽对话框中的“刀具参数”选项的空白处点击右键，在刀具库中选择一种合适的铣刀。然后再选取“粗加工/精加工参数”项。在对话框的右边有一个“下刀方式”按钮，按钮前有一个方形复选框。此按钮平常处在暗显示状态，这种状态下，刀具的下刀方式垂直进刀方式。如要采用螺旋或斜插下刀方式，则点击复选框，下刀方式按钮呈明显示状态，这时点击按钮，出现“下刀方式”设置对话框。对话框中有两个选项：螺旋方式与斜插方式。可任选其中一种下刀方式。下面介绍一下对话框中主要参数的设置。?? 1、螺旋下刀方式参数设置要点?? 在对话框中，左边有五项要设置数值的参数项，另外有五项只要选取复选框的参数项。其主要设置要点如下：?? (1).最小螺旋半径：由操作者设定。?? (2).最大螺旋半径：由操作者根据型腔空间大小及铣削深度确定，一般是螺旋半径愈大，进刀的切削路程就越长。?? (3). Z向高度：开始以螺旋方式运行时刀具离工件表面的Z向高度（以工件表面作为Z向零点）。?? (4). XY向距离：螺旋槽的边缘距型腔边界X向和Y向的距离。?? (5).进刀角度：即为螺旋线的升角，此值选取得太小，螺旋圈数增多，切削路程加长；升角太大，又会产生不好的端刃切削的情况，一般选5—20度之间；?? (6).铣削方向：CW为顺铣，CCW为逆铣，按加工情况选取一种。?? (7).沿边界铣削：此栏内有两项复选框，此含义是当螺旋方式下刀不成功时，自行设定刀具沿边界移动。?? (8).假如执行螺旋下刀失败时：此栏的设定是按螺旋下刀方式的所有尝试都有失败后，程序转为垂直下刀或是中断程序。?? (9).圆弧运动误差值：选中此复选框，刀具以螺旋圆弧运动，没有选取此项，刀具以直线方式一段一段地运动，框中的数值是直线的长度。?? (10). 中心临近下刀点：由用户自定义。?? 2、 斜插式下刀方式参数设置要点?? 选取斜线下刀方式，则参数设置对话框。?? (1).最小斜线长度：由操作者设定。?? (2).最大斜线长度：由操作者根据型腔空间大小及铣削深度确定，一般是斜线愈长，进刀的切削路程就越长。?? (3). Z向高度：开始以斜线方式运行时刀具离工件表面的Z向高度（以工件表面作为Z向零点）。?? (4). XY向距离：斜线槽距型腔边界X向和Y向的距离。?? (5).进刀角度：即为切入工件时与工件表面的夹角，此值选取得太小，斜线数增多，切削路程加长；角度太大，又会产生不好的端刃切削的情况，一般选5—20度之间。?? (6).退刀角度：即为向相反方向进刀时的角度。此值选取得太小，斜线数增多，切削路程加长；角度太大，也会产生不好的端刃切削的情况，一般选5—20度之间。进刀角度与退刀角度可以选得相同，也可以不相同。?? (7). XY角度选项是由系统自动决定进刀轨迹槽的中心线与XY轴之间的角度。?? (8). 进/退刀向量的设置选项将使刀具从进刀点垂直进刀，即不能形成斜线进刀的效果，需要Ramp方式进刀时不能选用。?? 二、水平方向进刀方式的设置?? 为了改善铣刀开始接触工件和离开工件表面时的状况，一般的数控系统都设置了刀具接近工件和离开工件表面时的特殊运行轨迹，以避免刀具直接与工件表面相撞和保护已加工表面。比较典型的方式是，以被加工表面相切的圆弧方式接触和退出工件表面。如图7所示。图中的切入轨迹是由一段切线和一个900的圆弧与被加工表面相切，退出时也是以一个圆弧离开工件，再走一段径向直线。?? 在MasterCAM中怎样来设置水平进刀方式呢？首先用MasterCAM的CAD功能设计外型轮廓（一般水平进刀方式是应用到外轮廓铣削中，或者型腔粗铣后的内壁精铣中使用），然后在主功能菜单中选取刀具刀具路径指令，进行刀具路径设置。按照下面的顺序操作可得到图8的对话框：刀具路径→外形铣削→选择轮廓→完成→保存T.NCI→完成→外形铣削对话框→选取外形铣削参数项可进入轮廓参数设置对话框。在对话框的右下角有一个“导入导出”按钮，按钮前有一个方形复选框。此按钮平常处在暗显示状态，点击复选框，进刀方式“导入导出”按钮呈明显示状态，这时点击按钮，出现“导入导出”设置对话框。对话框中左边是切入轨迹参数，右边是切出轨迹参数。通过中间的箭头按钮可把设置的切入参数复制到切出栏内。下面以切入为例来介绍参数的设置。切入栏中又分为“直线”与“圆弧”上下两栏，直线栏中有“垂直”与“相切”两个选项，还有直线长度的设置。选取“相切”项的即得图7中的切入轨迹，选取“垂直”项就是退刀时的轨迹。在“圆弧”栏中有圆弧半径值与圆弧所对圆心角的值两项设置，这两项参数决定圆弧轨迹的大小。由直线参数与圆弧参数的不同搭配，可得出很多种切入切出轨迹。 第5章Master CAM数控铣加工仿真实例 5.1 简单挖槽、钻孔铣削 该工件比较简单，精度要求也不是很高。首先进行挖槽加工，再分别钻出八个孔就行了，具体的步骤如下： 1.打开源文件如下图5-1-1所示。 图5-1-1 源文件 1.选择俯视构图面见图5-1-2 。 单击此图标 图5-1-2 选择俯视构图面 2.单击【刀具路径】，选择【挖槽加工刀具路径】见图5-1-3. 图5-1-3 刀具路径的选择 3.上步完成后，将出现串联选项，选择串联图标，再选择串联几何图形，如图5-1-4. 图5-1-4 串连选项 图5-1-5 刀具参数设置 4.单击确定按钮，出现刀具选项，单击【选取刀具】按钮，选取的平铣刀，设置刀具参数如上图5-1-5所示。 图5-1-6 2D挖槽参数的设置 5.设置2D挖槽参数如上图5-1-6所示。 6.设置分层铣深参数，如下图5-1-7所示。设置完成后，单击确定按钮。 图 5-1-7 分层铣深参数的设置 7.设置粗加工/精加工参数，如下图5-1-8所示。 图5-1-8 标准挖槽参数的设置 9.设置螺旋式下刀参数，如下图5-1-9所示。设置完成后，单击确定按钮。 图5-1-9 螺旋式下刀参数 8.单击确定按钮，这样就把挖槽参数设置完成了，单击确定按钮，退出参数设置，完成后的图如下5-1-10所示。 图5-1-10 挖槽参数设置完成后的刀具路径 9.材料设置：单击导航栏中的材料设置，弹出材料设置对话框，勾上显示方式，设置材料的长、宽、高，如下图5-1-11所示。 图5-1-11 加工群组属性 10.设置完成后，挖槽完成。再设置钻孔刀具路径设置，单击【刀具路径】，选择【钻孔刀具路径】后，出现的对话框如下图5-1-12所示。 图 5-1-12 选取钻孔点对话框 11.选择中间两个圆的圆心，单击确定按钮，出现一个参数设置对话框，首先单击刀具选择，选的钻头后，设置刀具参数如下图5-1-13所示。 图5-1-13 钻头参数 12.接着设置钻孔参数，并启动刀尖补偿。见图5-1-14. 图5-1-14 简单钻孔参数 13.设置完成后，单击确定。 14.产生刀具路径。同上，选择钻孔加工，选择另外六个圆的圆心，确定。设置其参数。 15.选择的钻头后，设置其参数，如下所示。图5-1-15. 图5-1-15 钻头参数 16.设置钻孔参数，与上设置一样。 17.设置完成后，单击确定。其图如下5-1-16。 图5-1-16 各参数设置完成后的刀具轨迹 18.选择所有操作，再单击模拟加工，单击运行，开始模拟加工。符号如下图。 所有操作 开始模拟加工 模拟加工 后处理指定的操作 高速切削 删除所有操作 图5-1-17 模拟加工各符号的意义 19.加工完成后的图5-1-18如下。 图5-1-18 加工完成后的图 5.2 2D扫描加工实例 该图的精度要求一般，只需要用2D扫描加工，即可完成该零件，2D扫描加工的具体方法见下面步骤： 1.打开源文件如下5-2-1. 图5-2-1 源文件 2.单击选择俯视构图面，单击【刀具路径】，选择【2D线架加工】再选择【2D扫描加工】选择扫描截面，如下图5-2-2所示。 图 5-2-2 2D线架加工选择图形对话框 3.单击应用按钮，选择扫描路径（即矩形框），再单击确定按钮，选择交点，弹出刀具参数设置对话框，从刀具库中选择球刀，设置刀具参数，如下图5-2-3所示。 图 5-2-3 所选刀具参数 4.设置2D扫描参数，如下5-2-4所示。设置完成，单击确定按钮。 图 5-2-4 2D扫描参数 设置完成，单击确定按钮。其图5-2-5如下。 图5-2-5 完成后的刀具轨迹 5.产生刀具路径。设置工件参数。其工件长、宽、高分别为122、122、25.完成后，进行刀具加工仿真模拟。其结果如下图5-2-6所示。 图 5-2-6 加工完成后的零件 5.3快餐盒的演示加工 该模具主要结构是由多个曲面组成的凹形型腔，型腔四周斜面之间以及斜面与底面之间采用圆角过渡，底面是一个斜锥台，凹模上面为锥面，其具体的加工流程如下： 打开源文件，如下图5-3-1所示。 图5-3-1 快餐盒源文件 一、型腔挖槽粗加工 1. 选取【刀具路径】——【曲面粗加工】——【挖槽加工】后，选取所有槽内面，然后单击选取按钮，弹出【曲面粗加工挖槽加工】的对话框。 2.设置各类参数：1.刀具参数的设置如下图5-3-2所示 2.曲面参数设置如下图5-3-3所示 图5-3-2 刀具参数设置 图5-3-3 曲面参数的设置 3、粗加工参数的设置如图5-3-4所示，完成后单击螺旋式下刀按钮。 4、螺旋式下刀参数设置如下图5-3-5所示，完成后单击确定按钮，退出螺旋式下刀参数设置。 图5-3-4 粗加工参数设置 图5-3-5 螺旋式下刀参数 5、挖槽参数的设置如下图5-3-6，完成后，单击高速切削，设置高速切削参数。高速切削参数的设置如下图5-3-7所示。单击确定，退出高速切削参数。再单击确定，退出参数设置。 图5-3-6 挖槽参数 图5-3-7 高速切削参数 二、上部凹槽精加工 1. 选取【刀具路径】——【曲面精加工】——【等高外形加工】后，选取上部凹槽，然后单击选取按钮，弹出【曲面精加工等高外形加工】的对话框。 2. 设置各类参数：1.刀具参数的设置如下图5-3-8所示。 2.曲面参数的设置如下图5-3-9所示。 图5-3-8 刀具参数 图5-3-9 曲面参数 3. 等高外形精加工参数的设置如下图5-3-10所示，完成后单击确定，退出参数设置。 图5-3-10 等高外形精加工参数 三、下部凹槽精加工 1. 选取【刀具路径】——【曲面精加工】——【流线加工】后，选取下部凹槽，然后单击选取按钮，弹出【曲面精加工流线加工】的对话框。 2. 设置各类参数：（1）.刀具参数的设置如下图5-3-11所示。 （2）.曲面参数的设置如下图5-3-12所示。 图5-3-11 刀具参数 图5-3-12 曲面参数 3. 曲面流线精加工参数的设置如下图5-3-13所示。完成后单击确定，退出参数设置。 图5-3-13 曲面流线精加工 四、底面与下部凹槽过渡面精加工 1. 1. 选取【刀具路径】——【曲面精加工】——【流线加工】后，选取底面与下部凹槽过渡面，然后单击选取按钮，弹出【曲面精加工流线加工】的对话框。 2. 设置各类参数：1.选取4. FLAT ENDMILL刀，刀具号、刀长补正、刀径补正分别为4，刀座号为-1，刀具直径为4，刀角半径为0.设置进给率、下刀速率、主轴转速分别为190、250、2000.并设置为快速提刀，参照图（10）。2.曲面参数的设置：不选【安全高度】与【参考高度】，【进给下刀位置】设为20绝对坐标，【加工曲面预留量】为0，刀具位置为中心。3. 曲面流线精加工参数的设置：整体误差为0.01，残脊高度0.025，切削方向为双向，其余的按系统默认。单击确定，退出参数设置。 五、底面锥台上表面精加工 1. 1. 选取【刀具路径】——【曲面精加工】——【平行铣削】后，选取底面锥台上表面，然后单击选取按钮，弹出【曲面精加工平行铣削】的对话框。 2. 设置各类参数：1.选取20. FLAT ENDMILL刀，刀具号、刀长补正、刀径补正分别为5，刀座号为-1，刀具直径为20，刀角半径为0.设置进给率、下刀速率、主轴转速分别为610、7、1530.并设置为快速提刀。2.曲面参数的设置：不选【安全高度】与【参考高度】，【进给下刀位置】设为20绝对坐标，【加工曲面预留量】为0，刀具位置为中心。3. 曲面精加工参数平行铣削参数的设置：整体误差为0.01，切削方向为双向，最大切削间距0.5，其余的按系统默认。单击确定，退出参数设置。 六、锥台侧面精加工 1. 1. 选取【刀具路径】——【曲面精加工】——【流线加工】后，选取底面锥台上表面，然后单击选取按钮，弹出【曲面精加工平行铣削】的对话框。 2. 设置各类参数：1.选取6. BALL ENDMILL刀，刀具号、刀长补正、刀径补正分别为3，刀座号为-1，刀具直径为6，刀角半径为3.设置进给率、下刀速率、主轴转速分别为100、1.5、1280.并设置为快速提刀。2.曲面参数的设置：不选【安全高度】与【参考高度】，【进给下刀位置】设为20绝对坐标，【加工曲面预留量】为0，刀具位置不选。3. 曲面流线精加工参数的设置：整体误差为0.01，残脊高度0.025，切削方向为双向，其余的按系统默认。单击确定，退出参数设置。 七、材料设置 选为立方体材料，勾出显示方式、适合屏幕，并选中线架，工作原点x0y0z55,工件长、宽、高分别为150、205、55. 八、验证：完成后的图如下5-3-14所示。 图5-3-14 加工完成后的图 5.4外形与平行铣削的加工实例 该工件的外形精度要求较高。该工件的主要结构为内部凹槽与外面的四个孔，其具体的加工方法如下： 一、打开源文件，如下图5-4-1所示。 图5-4-1 零件源文件 二、外型铣削 1. 选取【刀具路径】——【外形铣削刀具路径】后，弹出串连选项，然后选取2D平面，选择串连图形如下图5-4-2所示。选取后，单击选取按钮，弹出外形铣削参数设置。 图5-4-2 所选串连图形 2.外形铣削的各类参数设置 ①、刀具参数的选择如下图5-4-3所示。 ②、外形铣削参数的选择如下图5-4-4所示。 图5-4-3 刀具参数 图5-4-4 外形铣削参数 ③、平面多次铣削参数：a、粗切参数：次数为1，间距为8；b、精切参数：次数为1，间距为0.5，执行精修的时机为所有深度，并选择不提刀。单击确定，退出平面多次铣削参数的设置。 ④、进/退刀向量参数的设置如下图5-4-5所示。设置完成，单击确定，退出进/退刀向量参数的设置。 图5-4-5 进/退刀向量设置 ⑤、分层铣削参数：最大粗切步进量设为2.0，精修次数为0，精修步进量为1，选择不提刀，分层铣削的顺序选择按轮廓铣削。设置完成，单击确定按钮，退出分层铣削参数的设置。然后再单击确定，退出参数设置对话框。 三、挖槽铣削 1. 选取【刀具路径】——【挖槽刀具路径】后，弹出串连选项，然后选取2D平面，选择串连图形如下图5-4-6所示。选取后，单击选取按钮，弹出外形铣削参数设置。 图5-4-6 挖槽串连图形 2.挖槽铣削的各类参数设置 ①、刀具参数：选取 16. FLAT ENDMILL刀，刀具号、刀长补正、刀径补正分别为2，刀座号为-2，刀角半径为0，设置进给率、下刀速率、主轴转速分别为800、500、2000.并设置为快速提刀。 ②、2D挖槽参数：不选【安全高度】，【参考高度】设为50，【进给下刀位置】设为3.0增量坐标，【工件表面】为0绝对坐标，【深度】为-12绝对坐标，【挖槽加工形式】为标准挖槽，【加工方向】为顺铣，【校刀位置】为刀尖，【刀具在转角处走圆角】为不走圆角。并选择分层铣削。 ③、分层铣削参数：最大粗切步进量设为2.0，精修次数为0，精修步进量为1，选择不提刀，分层铣削的顺序选择按区域铣削。设置完成，单击确定按钮，退出分层铣削参数的设置。 ④、粗切/精修的参数：设置如下图5-4-8所示。 图5-4-8 粗切/精修参数 ⑤、螺旋式下刀参数：设置如下图5-4-9所示。设置完成，单击确定按钮，完成螺旋式下刀参数的设置，然后再单击确定按钮，完成挖槽铣削的参数设置。 图5-4-9 螺旋式下刀参数 四、简单钻孔 1. 选取【刀具路径】——【钻孔刀具路径】后，弹出选取钻孔的点的对话框，然后单击箭头符合，选择四个圆的圆心。选取后，单击选取按钮，弹出钻孔参数设置。 2.钻孔的各类参数设置 ①、刀具参数：选取 16. DRILL的钻头，刀具号、刀长补正、刀径补正分别为3，刀座号为-3，设置进给率、主轴转速分别为193、1074. ②、钻孔参数：开启刀尖补偿，其参数设置如下图5-4-10所示。刀尖补偿的参数为贯穿距离设为5.0，刀尖角度设为118.设置完成，单击确定按钮，完成刀尖补偿的设置。再单击确定按钮，完成钻孔参数设置。 图5-4-10 简单钻孔参数 五、材料设定 选为立方体材料，工作原点x0y0z0,工件长、宽、高分别为170、170、20. 六、验证，完成后的图如下5-4-11。 图5-4-11 铣削完成后的图 5.5密封盒的加工仿真 该工件为密封盒，加工精度较高，主要结构为一个内部的槽和槽内的凸台，以及各过渡面，具体的加工方法如下： 一、打开源文件，如下图5-5-1所示。 图5-5-1 密封盒源文件图 二、标准挖槽加工。 1.选取【刀具路径】——【挖槽刀具路径】后，弹出串连选项，然后选取3D（即实体串连），选择上凹槽。选取后，单击选取按钮，弹出挖槽参数设置。 2.刀具参数设置，如下图5-5-2所示. 3.2D挖槽参数的设置，如下图5-5-3所示。 图5-5-2 刀具参数 图5-5-3 2D挖槽参数 4.粗切/精修的参数设置如下图5-5-4所示。 5.单击斜插式下刀，设置其参数，如下图5-5-5所示。设置完成后，单击确定按钮，退出斜插式下刀参数设置。然后再单击确定按钮，完成挖槽加工设置。 图5-5-4 粗切/精修参数 图5-5-5 斜插式下刀参数 三、使用岛屿深度挖槽 1.选取【刀具路径】——【挖槽刀具路径】后，弹出串连选项，然后选取3D（即实体串连），选择岛屿周边凹槽。选取后，单击选取按钮，弹出挖槽参数设置。 2刀具参数设置，如下图5-5-6所示. 3.2D挖槽参数的设置，如下图5-5-7所示。 图5-5-6 刀具参数 图5-5-7 2D挖槽参数 4.分别单击分层铣深和程式过滤，设置其参数，如图5-5-8和5-5-9所示。 图5-5-8 分层铣深设置 图5-5-9 程式过滤的设置 6.粗切/精修的参数设置同上次，见图5-5-4和5-5-5. 四、外形铣 1.选取【刀具路径】——【外形铣削刀具路径】后，弹出串连选项，然后选取3D（即实体串连），选择外轮廓。选取后，单击选取按钮，弹出外形铣削参数设置。 2．刀具参数设置，如下图5-5-10所示. 3.外形铣削参数的设置，如下图5-5-11所示。 . 图5-5-10 刀具参数 图5-5-11 外形铣削参数 4.单击分层铣深、进/退刀向量、程式过滤，分别设置其参数如下图5-5-12、 5-5-13、. 程式过滤的参数如上图5-5-9所示。设置完成后，单击确定按钮，退出其设置，后再单击确定，退出外形铣参数设置。 图5-5-12 深度分层切削设置 图5-5-13 进/退刀向量设置 五、材料的设置 工件的材料为立方体，工作原点为x0y0z0,其长、宽、高分别为130、130、25. 六、验证，其结果如下5-5-14.完成后，生成程序，进行后处理。 图5-5-14 加工完成后的图形 5.6热水瓶头的型腔仿真加工 该工件为热水瓶的瓶头部分的凹模，主要由几个曲面构成，要求加工精度比较高，其具体的加工方法如下： 一、打开源文件，如图5-6-1所示 图5-6-1 开水瓶头源文件 一、曲面粗加工 1、选取【刀具路径】——【曲面粗加工刀具路径】——【挖槽加工】后，弹出刀具路径的曲面选择对话框，然后选取箭头按钮，选择整个凹槽。选取后，单击选取按钮，弹出挖槽参数设置。 2、刀具参数、曲面参数的设置如图5-6-2、5-6-3所示. 图5-6-2 刀具参数 图5-6-3 曲面参数 3．粗加工参数的设置：【整体误差】为0.05，Z轴最大进给量为0.5，选择顺铣，并选中螺旋式下刀，单击螺旋式下刀按钮，设置其参数，如图5-6-4所示。 4.挖槽参数的设置，如图5-6-5所示。 图5-6-4 螺旋式下刀参数 图5-6-5 挖槽参数的设置 二、曲面精加工 1.选取【刀具路径】——【曲面精加工刀具路径】——【平行铣削加工】后，弹出刀具路径的曲面选择对话框，然后选取箭头按钮，选择整个凹槽。选取后，单击选取按钮，弹出挖槽参数设置。 2.刀具参数的设置如图5-6-6所示。 3.曲面参数的设置：其参数如图5-6-7，设置后，选中进退刀量，设置其参数，如图5-6-8. 4.精加工平行铣削参数的设置，如图5-6-9. 三、材料的设置 工件的材料为立方体，选中显示方式，选择适合屏幕，工作原点为x0y0z0,其长、宽、高分别为126、180、90. 五、完成后的图如图5-6-10所示，生成程序，并进行后处理。 图5-6-6 刀具参数 图5-6-7 粗加工平行铣削参数 图5-6-8 进/退刀向量 图5-6-9 曲面精加工平行铣削 图5-6-10 加工完成后的图及刀具轨迹 5.7相机壳型腔的仿真加工 本节中将加工一个相机的外壳凹模，其主要组成部分为内槽以及其中的凸台和外面的半圆柱形外空，其具体的加工方法如下： 一、打开源文件，如图5-7-1. 图5-7-1 相机壳型腔源文件 二、曲面粗加工挖槽加工1 1.选取【刀具路径】——【曲面粗加工刀具路径】——【挖槽加工】后，弹出刀具路径的曲面选择对话框，然后选取箭头按钮，选择整个内部凹槽。下刀点设置在两槽相交处选取后，单击选取按钮，弹出挖槽参数设置。 2.刀具参数的设置，如图5-7-2所示。曲面参数，选中安全高度，并设置【安全高度】为30，绝对坐标。【进给下刀位置】3.0增量坐标，刀具位置为中心。粗加工参数设置：【整体误差】为0.05，Z轴最大进给量为0.5，选择顺铣，并选中螺旋式下刀，单击螺旋式下刀按钮，设置其参数，如图5-7-3所示。挖槽参数的设置如图5-7-4所示。 图5-7-2 刀具参数 图5-7-3 螺旋式下刀参数 图5-7-4 挖槽参数的设置 三、曲面粗加工挖槽加工2 1.选取【刀具路径】——【曲面粗加工刀具路径】——【挖槽加工】后，弹出刀具路径的曲面选择对话框，然后选取箭头按钮，选择如图5-7-5。下刀点设置在两槽相交处选取后，单击选取按钮，弹出挖槽参数设置。 选择该面 图5-7-5 挖槽加工的图形选择 3.刀具的选择如图5-7-6.曲面参数同上一步的曲面参数相同。粗加工参数设置：【整体误差】为0.02，Z轴最大进给量为0.2，选择顺铣，并选中螺旋式下刀，单击螺旋式下刀按钮，设置其参数（见上步）；挖槽参数同图5-7-4. 图5-7-6 刀具的设置 四、曲面粗加工平行铣 1.选取【刀具路径】——【曲面粗加工刀具路径】——【平行铣削】后，弹出刀具路径的曲面选择对话框，然后选取箭头按钮，选择侧孔。单击选取按钮，弹出平行铣削参数设置。 2.刀具的选择见图5-7-7；曲面参数：选中安全高度和进/退刀向量，设置【安全高度】为30绝对坐标，【进给下刀位置】3.0增量坐标。加工曲面的预留量0.1，刀具的位置为中心，其余按系统默认。单击进/退刀向量按钮，设置其参数，见图5-7-8.设置粗加工平行铣削参数，如图5-7-9. 图5-7-7 刀具设置 图5-7-8 进/退刀向量 图5-7-9 曲面精加工平行铣削参数 图5-7-10 刀具参数 五、曲面精加工平行铣削 1.选取【刀具路径】——【曲面精加工刀具路径】——【平行铣削】后，弹出刀具路径的曲面选择对话框，然后选取箭头按钮，选择侧孔。单击选取按钮，弹出平行铣削参数设置。 2.刀具参数见图5-7-10；曲面参数：选中安全高度和进/退刀向量，设置【安全高度】为30绝对坐标，【进给下刀位置】3.0增量坐标。加工曲面的预留量0，刀具的位置为中心，其余按系统默认。单击进/退刀向量按钮，设置其参数，同图5-7-8.精加工平行铣削参数：整体误差0.01，最大切削间距0.2，切削方式双向，加工角度0. 六、曲面精加工等高外形加工。 1.选取【刀具路径】——【曲面精加工刀具路径】——【等高外形加工】后，弹出刀具路径的曲面选择对话框，然后选取箭头按钮，选择除侧孔以外的所有曲面。单击选取按钮，弹出挖槽参数设置。 2.刀具参数见图5-7-11；曲面参数：选中安全高度和进/退刀向量，设置【安全高度】为30绝对坐标，【进给下刀位置】3.0增量坐标。加工曲面的预留量0，刀具的位置为中心，其余按系统默认。单击进/退刀向量按钮，设置其参数，同图5-7-8. 等高外形铣削参数如图5-7-12. 图5-7-11 刀具参数 图5-7-12 等高外形精加工参数 七、材料的设置 工件的材料为立方体，选中显示方式，选择适合屏幕，工作原点为x0y0z0,其长、宽、高分别为150、110、25. 八、验证见图5-7-13。完成后，生成程序并后处理。 图5-7-13 加工完成后的图 5.8台灯型腔的数控加工 本小节将加工一个台灯的型腔，其主要有三个曲面构成，结构比较简单，具提的加工方法如下面所示： 一、打开源文件图5-8-1 图5-8-1 台灯型腔的源文件 二、曲面粗加工挖槽加工 1. 选取【刀具路径】——【曲面粗加工刀具路径】——【挖槽加工】后，弹出刀具路径的曲面选择对话框，然后选取箭头按钮，选择整个槽。单击选取按钮，弹出挖槽参数设置。 2. 刀具参数见图5-8-2；曲面参数：选中安全高度，设置【安全高度】为30绝对坐标，【进给下刀位置】3.0增量坐标。加工曲面的预留量0.3，刀具的位置为中心，其余按系统默认。粗加工参数：整体误差0.05，Z轴最大进给0.6，顺铣，选中螺旋式下刀。设置螺旋式下刀参数，如图5-8-3.挖槽参数见5-8-4. 图5-8-2 刀具参数 图5-8-3 螺旋式下刀参数 图5-8-4 挖槽参数的设置 三、曲面精加工平行铣削1 1.选取【刀具路径】——【曲面精加工刀具路径】——【平行铣削】后，弹出刀具路径的曲面选择对话框，然后选取箭头按钮，选择整个槽，单击选取按钮，弹出平行铣削参数设置。 2. 刀具参数见图5-8-5；曲面参数：选中安全高度和进/退刀向量，设置【安全高度】为30绝对坐标，【进给下刀位置】3.0增量坐标。加工曲面的预留量0，刀具的位置为中心，其余按系统默认。单击进/退刀向量按钮，设置其参数，同图5-7-8.精加工平行铣削参数：整体误差0.02，最大切削间距0.7，切削方式双向，加工角度90. 图5-8-5 刀具参数 四、曲面精加工平行铣削2 1.选取【刀具路径】——【曲面精加工刀具路径】——【平行铣削】后，弹出刀具路径的曲面选择对话框，然后选取箭头按钮，选择下图5-8-6所示区域，单击选取按钮，弹出平行铣削参数设置。 所选区域 图5-8-6 所铣区域 2.刀具参数见图5-8-7；曲面参数：选中安全高度和进/退刀向量，设置【安全高度】为30绝对坐标，【进给下刀位置】3.0增量坐标。加工曲面的预留量0，刀具的位置为中心，其余按系统默认。单击进/退刀向量按钮，设置其参数，同图5-7-8.精加工平行铣削参数：整体误差0.02，最大切削间距0.3，切削方式双向，加工角度0. 图5-8-7 刀具的设置 五、工件的材料为立方体，选中显示方式，选择适合屏幕，工作原点为x0y0z0,其长、宽、高分别为180、390、45. 六、验证。图见5-8-8.完成后，生成程序及后处理。 图5-8-8 台灯凹模铣削完成后的图形 5.9 接线盒的仿真 本小节将加工一个接线盒，其主要由五个槽和十二个孔组成，其精度要求一般，各槽深度不尽相同，以下是具体的加工步骤： 一、打开源文件如图5-9-1所示 图5-9-1 接线盒源文件 一、标准挖槽1 1.选取【刀具路径】——【挖槽刀具路径】后，弹出串连选项对话框，然后选取3D(实体串联)，选择下图5-9-2选取完成后，单击选取按钮，弹出挖槽参数设置对话框。 加工区域 图5-9-2 此步挖槽的区域 2、刀具参数如图5-9-3；2D挖槽参数设置如图5-9-4所示。单击分层铣深、程式过滤按钮，分别设置其参数。分层铣深：最大粗切深度5.0，精修次数1，精修步进量0.2，选择不提刀、使用副程式，使用增量坐标，按区域分层铣削。程式过滤：公差设定0.02、 过滤的点数100、产生xy平面的圆弧。粗切/精修参数如图5-9-5，单击螺旋式下刀。设置其参数如图5-9-6. 图5-9-3 刀具的选择 图5-9-4 2D挖槽参数 图5-9-5 粗切/精修参数 图5-9-6 螺旋式下刀参数 三、标准挖槽2 1.选取【刀具路径】——【挖槽刀具路径】后，弹出串连选项对话框，然后选取3D(实体串联)，选择下图所示5-9-7完成后，单击选取按钮，弹出挖槽参数设置对话框。 加工区域 图5-9-7 此步加工区域 2.刀具参数如图5-9-8；2D挖槽参数设置如图5-9-9。单击分层铣深、程式过滤按钮，分别设置其参数。分层铣深、程式过滤参数同上，粗切/精修参数如图5-9-10，单击螺旋式下刀。设置其参数如上. 图5-9-8 刀具的选择 图5-9-9 2D挖槽参数 图5-9-10 粗切/精修参数 四、标准挖槽3 1.选取【刀具路径】——【挖槽刀具路径】后，弹出串连选项对话框，然后选取3D(实体串联)，选择下图所示5-9-11完成后，单击选取按钮，弹出挖槽参数设置对话框。 2.刀具参数与图5-9-8同；2D挖槽参数设置如图5-9-12。单击分层铣深、程式过滤按钮，分别设置其参数。分层铣深、程式过滤参数同上，粗切/精修参数与图5-9-10同，单击螺旋式下刀。设置其参数如上。 加工区域 图5-9-11 该步加工区域 图5-9-12 2D挖槽参数 五、深孔琢钻1 1.选取【刀具路径】——【钻孔刀具路径】后，弹出图形选择对话框，单击箭头图标，选择11个圆的圆心，单击选取按钮，弹出钻孔参数设置对话框。 2.刀具参数的设置见图5-9-13.刀具选择中心钻，刀具直径为1.5.钻孔参数的设置如图5-9-14. 图5-9-13 刀具设置 图5-9-14 简单钻孔参数 六、深孔琢钻2 1.选取【刀具路径】——【钻孔刀具路径】后，弹出图形选择对话框，单击箭头图标，选择11个圆的圆心，单击选取按钮，弹出钻孔参数设置对话框。 2.刀具参数的设置见图5-9-15.钻孔参数的设置如图5-9-16. 图5-9-15 刀具参数 图5-9-16 深孔啄钻参数 七、外形铣 1.选取【刀具路径】——【钻孔刀具路径】后，弹出串连选项对话框，，选取外面的环，单击选取按钮，弹出外形铣削参数设置对话框。 2.刀具的选择：选择1号刀，进给率、下刀速率、主轴转速分别为600、30、1500.外形铣削参数如图5-9-17. 图5-9-17 外形铣削参数 八、工件的材料的设置：工件的材料为立方体，工作原点为x0y0z0,其长、宽、高分别为203.2、203.2、20. 九、完成，验证。其结果见图5-9-18.生成程序，后处理。 图5-9-18 接线盒凹模铣削完成后的图 5.10烟灰缸凹模的仿真加工 本小节将加工一个烟灰缸的凹模，其主要结构见下图，精度要求较高，主要设计的加工方法有曲面粗加工挖槽加工、曲面精加工平行铣削。具体步骤如下： 一、打开源文件，如下图5-10-1所示。 图5-10-1 烟灰缸凹模源文件 二、曲面粗加工挖槽1 1.选取【刀具路径】——【曲面粗加工刀具路径】——【挖槽加工】后，弹出刀具路径的曲面选择对话框，然后选取箭头按钮，选择整个凸台及其周围的槽。单击选取按钮，弹出挖槽参数设置。 2.刀具的参数如图5-10-2.曲面参数的设置：选中安全高度，并设置为30，绝对坐标。进给下刀位置为3.0，增量坐标。加工曲面预留量为0.3，刀具位置为中心，其余按系统默认。粗加工参数：选择螺旋式下刀，整体误差设为0.05，Z轴最大进给量为0.4，顺铣。螺旋式下刀参数如图5-10-3所示。挖槽参数的设置：选中粗切，且为等距环切，切削间距为60，选中of diam，切削间距为7.2，选中精修，设置其参数：次数1，间距1，补正方式电脑。 图5-10-2 刀具设置 图5-10-3 螺旋式下刀参数 三、曲面粗加工挖槽2 1．选取【刀具路径】——【曲面粗加工刀具路径】——【挖槽加工】后，弹出刀具路径的曲面选择对话框，然后选取箭头按钮，选择凸台周围的窄槽及半圆柱形凸台。单击选取按钮，弹出挖槽参数设置。 2．刀具的参数如图5-10-4.曲面参数的设置：选中安全高度，并设置为30，绝对坐标。进给下刀位置为3.0，增量坐标。加工曲面预留量为0.3，刀具位置为中心，其余按系统默认。粗加工参数：选择螺旋式下刀，整体误差设为0.05，Z轴最大进给量为0.35，顺铣。螺旋式下刀参数同上图5-10-3所示。挖槽参数的设置：选中粗切，且为等距环切，切削间距为60，选中of diam，切削间距为3.6，选中精修，设置其参数：次数1，间距1，补正方式电脑。 图5-10-4 曲面粗加工挖槽2刀具参数 图5-10-5曲面粗加工挖槽3刀具参数 四、曲面粗加工挖槽3 1.选取【刀具路径】——【曲面粗加工刀具路径】——【挖槽加工】后，弹出刀具路径的曲面选择对话框，然后选取箭头按钮，选择凸台周围的窄槽。单击选取按钮，弹出挖槽参数设置。 2.刀具的参数如图5-10-5.曲面参数的设置：选中安全高度，并设置为30，绝对坐标。进给下刀位置为3.0，增量坐标。加工曲面预留量为0.3，刀具位置为中心，其余按系统默认。粗加工参数：选择螺旋式下刀，整体误差设为0.05，Z轴最大进给量为0.15，顺铣。螺旋式下刀参数同上图5-10-3所示。挖槽参数的设置：选中粗切，且为等距环切，切削间距为60，选中of diam，切削间距为1.8，选中精修，设置其参数：次数1，间距1，补正方式电脑。 五、曲面精加工平行铣削 选取【刀具路径】——【曲面精加工刀具路径】——【平行铣削】后，弹出刀具路径的曲面选择对话框，然后选取箭头按钮，选择整个槽。单击选取按钮，弹出挖槽参数设置。 3.刀具的参数如图5-10-6.曲面参数的设置：选中安全高度，并设置为30，绝对坐标。进给下刀位置为3.0，增量坐标，并选中进退刀向量。加工曲面预留量为0.3，刀具位置为中心，其余按系统默认；进退刀向量的参数设置如图5-10-7.精加工平行铣削参数：整体误差设为0.02，最大切削间距为0.25，切削方式：双向；加工角度135. 六、材料的设置。见图5-10-8. 七、完成，验证。生成程序并后处理。完成后的图如5-10-9. 图5-10-6曲面精加工平行铣削刀具参数 图5-10-7 进/退刀向量参数设置 图5-10-8 材料的设置 图5-10-9 加工完成后的图形及刀具轨迹 第6章 数控铣床的维护与保养 数控机床是机、电、液集于一身，是一种自动化程度较高的机床，为充分发挥机床的效益，必须做好安全检查和日常保养： 1）严格遵守操作规程和日常维护保养制度，尽量避免因操作不当引起的故障。 2）操作者操作机床之前，必须确认主轴润滑油与导轨润滑油是否符合要求，油量不足时应按说明书加入合适的润滑油，并确认气压是否正常。 3）定期检查清扫数控柜空气过滤器和电气柜内电路板和电气元件，避免积累灰尘。 4）每天检查数控装置上各冷却风扇是否正常。 5）对于数控铣床伺服电动机，定期进行维护保养。 6）每天操作加工后对机床及时做好清洁保养工作。 数控铣床的每日保养： 1）查导轨润滑油箱的油量。 2）检查主轴润滑恒温油箱的油温和油量。 3）检查机床液压系统的油泵有无异常噪音，油面高度、压力表是否正常，管路及各接头有无泄露等。 4）检查压缩空气气源压力是否正常。 5）检查X、Z轴导轨面的润滑情况以及清除切屑和赃物，和导轨面有无刮伤损坏。 6）检查各防护装置是否齐全。 7）检查电气柜各散热通风装置是否正常工作，有无堵塞。 心得体会 在这次的毕业设计中，我可谓是获益匪浅。首先，在知识上，对数控有了一个整体的认识，并了解了数控中常用的一些工具以及数控机床的一些基本操作；在软件上，从原来的对Master CAM的一无所会，到基本上会用，得到了很大的提高。并且通过编写说明书，进一步巩固了我对办公软件Word的应用，能够温故而知新，从中由学到了不少排版的技巧。此次的毕业设计，还考验了自己的自制力，曾有多次，都想放弃，因为觉得重新学习一种软件很难；在者，看见同学们一个个离开，本就无心做设计。但是最终还是克制住了那放弃的念头，觉得学好一个新软件，不仅能让自己获得成功的喜悦，更重要的是在不久的将来能为自己增加砝码。并且提升了自己的自学能力。 其实，万事只是开头想象的难。一旦开始了，也就没有那么难了。通过几个月的学习，基本上也就会了。这样，我懂的了一个道理：看起来比较难的事情，只要去认真去对待，也许它就会很简单。一些事物，不要被它的表面所吓倒而裹足不前。 在毕业设计过程中，得到了指导老师的大力支持与帮助，在此特别感谢，您们为我们所付出的辛勤劳动。作为即将毕业的学生，将难忘记这段生命中有着重要意义的时刻。老师的教导也将铭记在心，也将影响我们的人生。匆匆的上过了十几年的学，如今终于要离开了熟悉的校园味道和声音以及谆谆的教诲，心中有着一种念念的不舍。 虽然说毕业设计是大学生活中最后的时刻，但它也是在三年大学中最另人难忘的。在这短短的几个月之间，我们所学到的知识，也许比过去三年的都多。所结下的友情，比以往更显得可贵。感受到的是真情。同时，担心的是踏入滚滚红尘之中，能否再有如此知心的朋友？是否还有着纯净的友谊？在做的过程中让我学会了去关心身边的人.真是有他们的帮助,我才能完成这次的毕业设计.正是由他们的帮助和关怀,才让我度过了这3个月.在此我非常感谢他们,希望以后他们能走得更远。 参考文献 1、《Master CAM X习题精解》 何满才 编着 人民邮电出版社 2008.2 2、《模具CAD/CAM》 贺炜 主编 大连理工大学出版社2007.9 3、《模具数控加工技术》 刘宏军 主编大连理工大学出版社2007.8 4、《数控车工技能实训教程》徐峰 主编 国防工业出版社 2006.3 5、《数控加工实训》王栋臣 主编 山东科技出版社 2005.8 6、《数控车床培训教程》袁峰 机械工业出版社 2004.5 7、《数控车床操作与编程培训教程》周晓宏 主编 中国劳动出版社 2004.3 8、《数控铣床操作与编程培训教程》周晓宏 主编 中国劳动出版社2004.3 9、《数控机床编程与加工》董建国 主编 中南大学出版社 2006 10、《数控机床编程与操作实训》罗学科 张超英 编着 化学工业出版社 2005.2 11、《数控铣床/加工中心操作指南》彭跃湘 湖南科技出版社 2005.11 12、《数控车床操作指南》任东 湖南科技出版社 2005.11 13、《Master CAM模具设计实例教程》赵俊武 编着 清华大学出版社 2008.4 14、《Pro/ENGINEER模具设计与Master CAM数控加工》何满才 编着 人民邮电出版社 2006.4 15、《数控编程与加工——Master CAM9.0实例详解》何满才 编着 人民邮电出版社 2007.7 QQ 29467473 | 
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