关于mastercamX3学习-传动盘的设计与制造

1、学习情境三 传动盘的设计与制造一、工作描述年产1000件如图3-1所示的传动盘。图问题 图3-1 传动盘【知识点】 数控加工工艺的制订 线型、图层的设置 工作深度Z的设置 直线、圆弧线、倒圆角、多边形的绘制及修剪 旋转、镜像 实体的挤出、切割、旋转、布尔运算 毛坯、刀具库、材料库的设定 刀具的选择 刀路、切削参数的设定 加工模拟、优化 NC程序、加工报表的生成【技能点】 产品的加工工艺分析与确定 轮廓线的绘制 CAD实体建模 CAM编程 加工模拟、优化 生成NC程序、加工报表二、工作任务分析从传动盘的图样分析看，加工难点主要在传动盘的轮廓加工及孔的加工，尺寸精度、表面质量要求较高，须采用数控加

2、工；从外形轮廓看，主要由直圆弧构成，可通过修剪、旋转、复制、布尔运算等功能进行构建；从零件的材料、热处理分析看，刀具材料宜选择硬质合金类的刀具；从加工工艺分析看，可采用普通机床进行产品的半成品加工，利用数控机床进行精加工。所以本项目主要由以下任务构成： 零件的加工工艺分析及数控加工工艺方案的确定； 零件的CAD建模 零件的CAM编程 零件的加工模拟、优化、NC程序、加工报表的生成 数据传输 数控加工 产品检验、入库任务1. 零件的加工工艺分析及数控加工工艺方案的确定1.1零件的加工工艺分析根据所要加工零件的数量，结合零件的重量看，传动盘的加工属于批量生产。从零件的结构特征及材料分析看，毛坯宜用

3、模锻件通过铣削加工而来，所以零件的加工工艺可按以下路径进行：毛坯（模锻）正火划线粗钻粗车两侧面划线粗铣外轮廓退火精车两侧面划线钻孔中检数控加工内孔数控加工外形钳工检验入库毛坯正火粗钻粗车两侧面粗铣外轮廓去应力退火精车两侧面钻孔数控精加工内孔数控精加工外形1.2 零件的数控加工工艺方案的确定在数控加工阶段，考虑到零件的装夹，对批量生产的零件，一般需设计专用的工装，提高生产效率。数控加工工序需进行细化，一般分两次进行数控加工（数控铣或加工中心），第一次加工中间的孔及六边形凹槽的特征，夹紧方式可采用三爪卡盘，加工时，先镗孔，再挖六边形的凹槽；第二次数控加工一般考虑制作一个专用夹具，以上工序的孔及中间

4、的凹槽作为定位、夹紧的基准，加工传动盘的外轮廓。任务2. 零件的CAD建模在零件建模过程中要将“建模制造化、建模积木化”的思路带到建模工作中去，在建模过程中切忌将所有轮廓线全部绘制完毕后再建模，这样容易思路不清，发生错误。比较正确的做法是：先进行大的特征的构建，绘制一个特征的轮廓线，建立一个实体模型，一个一个特征叠加上去，再进行细节特征的修改，特征叠加与修改的过程尽可能与加工工艺一致。在实际工作中，对无关紧要、不需进行数控加工的特征可以不用建模，这里考虑到学习，所以对所有特征均进行建模。具体建模过程如下：2.1 传动盘盘体绘制1.打开Mastercam软件使用前视图为构图面、屏幕视角为前视图。

5、2.轮廓线绘制与修剪 3n 图层、构图面及轮廓线属性设置：按键盘上的“F9”键，打开系统的坐标原点，鼠标左键在线型处点击，选择“连续线”；线宽默认“粗线”；设置轮廓线的层别“2”；鼠标左键在“系统颜色”处点击；点“绿色10”，鼠标左键在“2D/3D”处点击，设为“2D”，将构图面设为前视图。62145n 轮廓线的绘制：利用 “直线”功能完成所需直线的绘制。 点【平移功能】 平移左上方两条直线，输Y为6，平移右方直线，输Y为7，利用【倒圆角】倒R10圆角，利用【修剪】中【三物体修剪】修剪多余线条。12 43 56盘体轮廓线完成3. 盘体实体建立n 图层设置：将实体图层设为第3层，。n 实体建模：

6、利用【实体旋转】功能按步骤18进行，完成实体建模。5 选这条直线作为旋转轴43216872.2 传动盘耳朵绘制1. 耳朵轮廓线的绘制n 图层、构图面及中心线属性设置：设置轮廓线的层别“1” 鼠标左键在线型处点击，选择“中心线”，线宽默认“细线”，鼠标左键在“系统颜色”处点击，选择“红色12”，将构图面设为俯视图。4321n 耳朵轮廓中心线的绘制：利用【圆心+点】功能绘制86.8和126的圆 利用【直线】功能绘制一条水平线、一条垂直线、两条角度直线，角度分别为“180-15”和“180+15”，点【旋转】，选择刚刚绘制的两条角度直线，输入次数“2”，输入角度“120”，确定完成其他两组中心线，最

7、后清楚颜色完成中心线的绘制。764 选择这两条直线3512中心线完成n 图层及轮廓线属性设置：鼠标左键在线型处点击，选择“连续线”；线宽默认“粗线”；设置轮廓线的层别“2”；鼠标左键在“系统颜色”处点击，点“绿色10”。4321n 耳朵轮廓线的绘制与编辑：利用【圆心+点】、【倒圆角】功能完成所需圆弧的绘制。利用【修剪】功能中的【三物体修剪】和【分割物体】功能完成修剪。利用【旋转】、【分割物体】、【清除颜色】功能完成另外两个耳朵的绘制。 耳朵轮廓线绘制 旋转后轮廓线3.耳朵实体的生成：n 图层设置：将实体图层设为第3层，。n 实体建模：利用“挤出实体”功能，选择“建立实体”、 “挤出距离”输入“

8、8”，“两边同时延伸”即可。 n 实体求交：点【布尔运算-结合】，选【布尔运算-交集】，选旋转生成的盘体，选刚刚生成的拉伸耳朵实体回车完成求交得到实体。4213 2.3 传动盘中间孔绘制1. 孔轮廓线的绘制n 图层设置：将实体图层设为第2层。n 圆孔轮廓线绘制：利用【圆心+点】功能，绘制圆心在原点，直径为21的圆弧。n 圆孔生成：利用“挤出实体”功能，选择“切割实体”、 “全部贯穿”，方向向下，即可。 2.4 耳朵上九个孔绘制1. 孔轮廓线的绘制n 图层设置：将实体图层设为第2层。n 圆孔轮廓线绘制：利用【圆心+点】功能、【旋转】等功能绘制九个圆弧，其中六个孔直径为17，3个孔直径为12。n

9、圆孔生成：利用“挤出实体”功能，选择“切割实体”、 “全部贯穿”，“两边同时延伸”，即可。 2.5 传动盘中间沉头孔及六边形孔绘制1. 孔轮廓线的绘制n 图层设置：将实体图层设为第2层。2n 圆孔轮廓线绘制：利用【圆心+点】功能绘制直径为30的圆弧，点矩形后面的下拉箭头，选择画多边形，展开多边形选项对话框，输入多边形边数6， 选择水平中心线和垂直中心线交点作为多边形中心，输入半径21，选择外切，输入圆角半径5确定完成多边形绘制。106选择交点98754展开13n 沉头孔生成：利用“挤出实体”功能，选择“切割实体”、 拉伸距离“4”，方向向下，即可。 n 六边形孔生成：利用“挤出实体”功能，选择

10、“切割实体”、 拉伸距离“2”，方向向下，即可。 任务3. 零件的CAM编程具体的数控加工工艺方案的制订须根据生产批量、生产设备，考虑到零件的装夹，按数控加工工艺原则综合拟定，本项目的数控加工分两次进行，第一次加工中间的六角形凹槽、阶梯孔和周围的九个通孔，夹紧方式可采用特殊夹具，加工时，先加工中间的六角形凹槽和阶梯孔，再加工九个通孔；第二次加工以上工序的中间孔及六角形凹槽作为定位基准，加工传动盘的轮廓。具体数控加工工步主要分为：铣凸台平面、铣凸台轮廓、钻中心孔、钻孔4X5、扩孔4X9，钻9.8、粗铣六角形的凹槽、精铣六角形的凹槽、铰10孔、粗铣叶片轮廓、精铣叶片轮廓等。 第一次数控加工 第二次

11、数控加工3.1 零件第一次的CAM编程在利用Mastercam软件加工前，需对零件的模型进行处理，对不需要加工的特征可通过“特征隐藏”功能将无需加工的特征进行隐藏，避免产生歧义。同时将轮廓线层、实体层（或曲面层）打开，其余层特别是辅助线、中心线层关闭。双击此处可打开/关闭图层，然后“”确认即可图层的设置1. 数控加工前半成品的设置数控加工前半成品为一个类似的传动盘状的毛坯。外轮廓留有2mm的余量，首先绘制出毛坯，（1）将图层设置为第254层，构图深度设为0，2D绘图，构图面为前视图，（2）点击单体补正，（3）选择要补正的直线，（4）确定补正方向，（5）补正距离为2，（6）清楚颜色，（7）绘制上

12、下两条直线，（8）将图层设置为第255层，并命名为毛坯层，（9）点击旋转实体，（10）选择如图所示的旋转轮廓线，（11）选择旋转轴，（12）确定方向，（13）确定旋转角度，（14）生成实体，（15）切换图层至254，将255隐藏，（16）单击串联补正，（17）选择串选外轮廓线，方向向外，（18）偏移距离为2，（19）清除颜色，（20）将图层设置为第255层，（21）点击挤出实体，（22）选择刚刚补正所产生的轮廓线，（23）拉伸距离为8，两边同时拉伸，（24）产生实体，（25）对刚刚产生的两个实体进行求交运算，（26）由于周围的九个孔在前道工序中已经在摇臂钻床上钻过，所以在毛坯上绘制六个15.8

13、和3个11.8的孔，切换图层至254层，隐藏255层，构图面为俯视图，（27）绘制如图所示的九个圆，（28）切换图层至255，拉伸刚刚的九个圆，（29）切割主体，全部贯穿，两边同时延伸。这样毛坯就绘制完成了。1753 1110141312 191817 232224 2527 29 2. 机床类型的选择3. 毛坯设定为了方便毛坯的选择，关闭其他图层，只留255层即毛胚层，（1）选择材料设置，（2）点选实体，（3）点击选择按钮，（4）选择刚刚生成的毛坯，（5）确定。543214. 加工中心21的孔由于传动盘中心的孔精度高，拟采用钻、镗孔工艺。首先钻孔，具体步骤如下：（1）将图层切换至第3层，将毛

14、坯层隐藏，为了方便选取，将毛坯设定中的显示关掉，（2）点击刀具路径-钻孔，（3）确定NC名称，（4）点击“在屏幕上选取钻孔点的位置”按钮，（5）选取中心孔的圆心，（6）选择BIG-MM刀库中的19.8的麻花钻，修改为1号刀，（7）修改切削参数，（8）勾选M刀尖补正，（9）确定，生成刀路并模拟仿真。5432 9876 再次镗孔，具体步骤如下：（1）点击钻孔，（2）点击“在屏幕上选取钻孔点的位置”按钮，（3）选取中心孔的圆心，（4）选择BIG-MM刀库中的14的镗杆，修改为2号刀（5）修改切削参数，（6）选用Bore #1循环（7）深度为-9，（8）确定，生成刀路并模拟仿真。5432 76 5.加

15、工30的孔（1）点击钻孔，（2）点击“在屏幕上选取钻孔点的位置”按钮，（3）选取30孔的圆心，（4）右键空白处，创建新刀具，（5）选择沉头孔钻，（6）定义孔的外形尺寸，（7）给出切削参数，（8）选用Drill-Counterbore循环（9）深度为-4，（10）确定，生成刀路并模拟仿真。432 765 1098 6.加工六边形凹槽 为了方便选择凹槽加工轮廓线，将图层2作为显示层，（1）点击刀具路径-标准挖槽，（2）选择加工轮廓线，（3）选择Mill-MM刀库中的10的平底刀，并改为4号刀，（4）修改切削参数，（5）修改切削深度为-2，（6）粗切方式选择等距环切，（7）精加工一次，不提刀。（8）

16、确定生成刀路，并模拟仿真。21543 7.加工六个17的孔，因为这六个孔在毛坯中已经在钻床上粗加工，在加工中心上只要进行精加工。具体步骤如下：（1）点击刀具路径-钻孔，（2）点击“选取图素”按钮，（3）六个17的圆，（4）选择Mill-MM刀库中的17的扩孔钻，修改为5号刀，（5）修改切削参数，（6）选用Bore #1循环（7）工件表面为6，（8）加工深度绝对坐标为-1，（9）勾选M刀尖补正（10）确定，生成刀路并模拟仿真。5432 987610 7.加工三个12的孔，因为这三个孔在也已经在钻床上粗加工，在加工中心上只要进行精加工。具体步骤如下：（1）点击刀具路径-钻孔，（2）点击“选取图素”

17、按钮，（3）三个12的圆，（4）选择Big-MM刀库中的12的铰刀，修改为6号刀，（5）修改切削参数，（6）选用Bore #1循环（7）工件表面为6，（8）加工深度绝对坐标为-1，（9）勾选M刀尖补正（10）设置贯穿距离为2，（11）确定，生成刀路并模拟仿真。111098765432 零件的第二次CAM编程8.粗铣外轮廓为保证零件质量，分两次加工，第一次粗铣，留0.1余量，刀具尽量大，以便提高效率，第二次精铣，选小刀具，保证外形质量，刀具选用硬质合金立式铣刀。具体步骤如下：（1）点击刀具路径-外形铣削，（2）选择外轮廓线，（3）选择Mill-MM刀库中16的平底铣刀，并定义为7号刀，（4）修改切削参数，（5）加工深度为-3，（6）XY方向余量为0.1，（7）点击