1、 基于 Mastercam9.1的移动块的仿真加工 【 摘要 】 本课题是基于 Mastercam 的工件的建模与仿真加工。 Mastercam 是一种常用于加工中心在加工复杂零件时所使用的一种编程软件。本文重点描述了 Mastercam 中刀具的选择以及在加工时刀具的设定并通过模拟最终生成程序。 【 关键词 】： Mastercam软件；建模；刀具设定 1 目录 引言 . 2 一、 Mastercam 软件介绍 . 3 二、移动块图纸 . 7 三、工件加工工艺分析 . 7 四、刀具路径及编程 . 8 总结 . 16 参考文献： . 17 谢辞 . 错误 !未定义书签。 2 引言 Master
2、cam软件 是 美国 CNC Software Inc.公司开发的基于 PC 平台的 CAD/CAM 软件 。它 是一种 集二维绘图、三维实体造型、 曲面 设计 、 数控编程 、刀具路径摸拟及真实感摸拟等多种功能于一身 的极其适用于现代复杂加工编程的一款软件 。它具有 方便清晰的模具建设与清晰无比的刀具加工路径模拟，可以直观的让人感 受到加工时刀具所需走的路径可以有效的帮助人们在加工时避免撞刀发生意外。 Mastercam软件提供的绘图功能简洁方便并且将 Autocad 中所绘的零件图直接进行调用非常方便对于以前只学习过Autocad 的人可以令他们迅速上手使用 。 Mastercam9.1
3、版本 是现在工厂加工中运用最为广泛地一种 Mastercam软件本论文就以 mastercam9.1 版本作为例子进行叙写。 通过这次的选课，使我初步了解到了 Mastercam 9.1 的一些基础知识，二维绘图、编辑和标注功能，三维设计系统的使用，包括线架造型、实体造型 和曲面造型，铣床二维加工。 3 一、 Mastercam 软件介绍 （一）、 Mastercam 软件的 基本介绍 Mastercam 软件 是一套以图形驱动的 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 文件 ，所以 Mastercam 软件是一种极为适用于在各种不同类
4、型的机床上适用的软件。所以也是现在工厂使用最为广泛的一套软件系统。 Mastercam 软件 包括 了 CAD 和 CAM 两 大 部分 。 Master cam 软件 的 CAD 部分 是 构建 2D平面图形、构建曲线、 3D 曲面 和 3D实体 的绘图系统 。 而 Mastercam 软件的 CAM 部分则包括 Mill、 Lathe、 Art、 Wire 和 Router5大模块 。 Mastercam 软件不仅 造型功能 极其的强大可以 设计出复杂的曲线、 曲面 零件 外，它的 曲面粗加工及曲面精加工功能 也是非常的强大且曲面的精加工也是相当的灵巧 。 其清晰的刀具模拟可以是的 Mas
5、tercam 软件模拟整个工件加工的过程 ， 并且在 模拟中Mastercam 软件 不但能 在 显示 加工 刀具和夹具 的同时 还能检查出刀具和夹具与被加工零件 之间是否会发生撞刀等 情况 。从而 真实反映 零件在机床 加工过程中的 所发生的 实际情况 。所以 Mastercam 软件是 一 款非常 优秀的 、便于使用的 CAD/CAM 软件 。 并且在可以进行强大的模拟加工处理外 Mastercam软件 对系统运行环境要求 也非常的 低 可以 适用于 是CNC 车床 、加工中兴 或 CNC 线切割等 机床加工中 ， 都可以获得不错 的效果。 所以在现在 Mastercam 软件 已被广泛的
6、应用于通用机械、航空、船舶、军工等行业的设计与 NC 加工 。成为现在生产中不可或缺的一款强大的 图形驱动软件。 （二 ） 、 Mastercam 软件的 功能特色 Mastercam 软件 具 备了 强劲的 曲面 粗加 工及灵活的曲面精加工功能。 在 Mastercam软件中 拥有许多的先进的加工方法这些先进的加工方法进一步的提升了机床对 零件加工 时 的 加工 效率和 工作 质量。 Mastercam 软件 的 曲面 精加工功能 也是同样的丰富 ， 用户可以根据零件加工的实际情况选择自己所需要的曲面精加工方法，从而使得复杂的零件获得正确的加工方法使得可以准确的进行加工复杂零件 。 并且 M
7、astercam 软件 中拥有多轴加工的功能 可以 在实际的生产加工中 为零件的加工提供了更多的灵活性 与方便性 。 Mastercam 软件 在模拟刀具路径的清晰与真实使得 Mastercam 软件 在 模拟零件加工的整个过程 模拟中 可以清晰的观察刀具在加工中是否会遇见工件与夹具发生碰撞发生意外，大大提高了在生产中的安全性，使得机床加工变得安全，同时减少了机床的碰撞更能进一步的提高机床的使用寿命。 Mastercam 软件 提供 了至少 400 种以上的后置处理文件 从而可以 适用于各种类型的数控系统 ， 其中就包括了在中国最常见的 FANUC，以及西门子系统。正因如此 Mastercam
8、软件在 中国的绝大多数公司的数控机床都是可以使用 。所以 Mastercam 软件也成为中国最为常用的一种图形驱动软件。 （三）、 Mastercam 操作特点 4 在生产中如果工件较大，需要处理的数据过多则数控机床的磁泡存储器无法满足需要的时候，就需要使用计算机与机床的直接连接。 DNC 技术是 实现计算机与数控机床连接的重要技术。 采用 DNC 加工方式 ，利用 RS-232 或者 USB 接口 将计算机和数控机 床连接起来。 然后 利用 Mastercam 软件中 的 Communic 功能 来实现计算机与数控机床之间的通讯， 从而可以 机床 可以不再顾虑 内存不足 问题 。 经大量的实
9、践，用 Mastercam 软件 编制复杂零件的 加工程序 也是非常 方便 的 ，而且 还 能对加工 零件的 过程进行实时仿真，真实反映加工过程中的实际情况 以避免在加工中出现的危险 。 （四）、 Mastercam 软件的功能概述 一 .基本二维绘图 Mastercam 软件中 包 含了 点、直线、矩形、曲面等常有的几何图形的创建，并且Mastercam 软件还可以将在 Autocad 中所绘的图进行使用。 1.创建点 点的创建通常 是 用于在 绘图时 确定 正确的 位置 从而需要 绘制点 。 点的创建 可以通过坐标输入法、 原点 、 中心点 、 端点 、 交点 、 中点 、 已知点 、 最
10、后点 等 来创建所需的点。 在 Mastercam 软件 中，可以创建各种不同的点 例如： 建曲线的等分点 、 参数型样条曲线的节点 、 动态点 、 按指定长度创建点 、 剖切点 、 投影点 、 栅格点 、 圆周点 等 。 2. 直线的创建 直线是在日常生产加工中运用最为广泛地一种基本图形在 Mastercam中也是拥有极其强大的直线创建功能。在 Mastercam 中拥有水平线、垂直线、极坐标线、平行线等多种类型的直线。在生产绘图功能中，我们可以根据我们所要绘的零件图的具体要求来选择合适的直线。 3. 圆弧的创 建 在 Mastercam 9.1 软件 中可以通过选择 绘图子菜单中 的 圆弧
11、 命令，可以打开创建圆弧 和 圆的子菜单，选择不同命令可以采用不同的方法来创建圆弧 和 圆。 Mastercam9.1软件中 创建 圆弧和圆的 方法有：极坐标创建圆弧 、 两点画圆弧、切弧、 点和直径建圆、点和半径建圆等。 4.曲线的创建 在 Mastercam9.1 软件中的绘图 子菜单 中选择曲线命令。 曲线命令主要是用于曲线的类型及曲线参数的设置 。 在 Mastercam 软件 生产曲线的方法有 中 有选取样条曲线通过的点、转换已有曲线串联和熔接两条曲线 三中方法 。 而在 Mastercam 中要选择曲线通过的点的话则有手动和自动两种模式。 5 5.矩形的创建 选择 矩形 子菜单中的
12、 “一点” 选项， 可以 通过设置矩形的宽度和高度并指定矩形的一特殊点位置 来 绘制矩形。选择该选项后，系统弹出 的“矩形一点 ” 对话框。该对话框用于指定矩形的宽度 和高度，并设置特殊点在矩形中的位置。设置完 “矩形一点” 对话框的各 项 参数后，在绘图区选取 所需的点作 为矩形的特殊点 便可以 按 照刚刚 设置 好的矩形 参数来绘制矩形 。选择 “两点” 命令时， 则是 通过选取矩形的两个对角点来绘制矩形。矩形的宽度、高度及位置均由选取的两个对角点来 确定 。 二 、 图形编辑 在 Mastercam9.1 软件中 同样拥有在 Autocad 中所拥有的修剪、延伸、倒角等几何图形的修改功能
13、。 1 选取对象 在 Mastercam9.1 软件的绘图中经常会有到最后不需要的几何图形 ， 在学习如何修改这些几何图形前首先要选中它们 ，才能进一步对这些对象进行编辑操作 。 在 Mastercam 9.1 中选取对象有快速选取 ， 窗口选取，区域选取，选取单一对象， 等 几种方法。 2 删除和恢复被删除的对象 在对图形进行编辑时， 有 很多情况下需要删除对象，而有 时候错误的删除了需要的对象时则需要恢复被删除的 对象。 因此， 在实际的绘图编辑中删除对象和恢复删除对象是非常重要的。 3对象转换功能 在 Mastercam9.1 中 所绘的图有时候并不是我们所需要的大小与方向 。 这时 可
14、以通过主菜单中的转换命令中的 镜像、旋转、缩放、平移 等转换 的 方法 来 对 我们需要的几何图进行复制或偏移将它们转换到我们需要它们的地方。 4 对几何对象的修整 在 Mastercam9.1软件中 对几何对象进行编辑的另一类操作 就是对几何对象的修整 。在 修整操作 中 包括倒角、修剪延伸、分割、连接、改变控制点 等方面。 三 、图形标注 在 Mastercam9.1 中的图形标注包括尺寸标注、注释、尺寸界线、指引线和图案填充等。 6 四 、三维绘图基础 在 Mastercam9.1 软件中三维绘图 包括 :三维造型，设置构图及视角，三维线架造型 。 1.三维图形的观察 在 Masterc
15、am9.1 软件中 进行三维造型时，需要对构图面、构图深度及视角进行设置后， 才能进行正确的绘图。这三中命令的参数可以在辅助菜单中修改。 3. 线架造型 线架造型 是三维模型使用点线将三维图形的模型表达出来，所并不是真的面和体，因此不能进行消影和渲染。 4. 曲面的创建 在 Mastercam 9.1 软件中 可以创建一些基本三维曲面， 例如： 圆柱面、圆锥面、立方面、球面、圆环面和挤压面 等 。 在 Mastercam 9.1 软件中 的曲面造型中， 还可以 利用已有的线架模型，通过不同的方法 从而 创建不同类型的曲面。这些 创建 曲面 的方法 包括：举升 曲面 、直纹曲面、旋转曲面 、扫掠
16、曲面 等 多种方法 。 6. 实体造型 在 Mastercam9.1 软件中实体造型 ，在创建了实体后， 还 可以通过导圆角、倒角、取壳和修剪等操作 来 对实体的边进行 修改 从而获得自己想要的实体图形 。 五 、二维铣床加工系统 Mastercam9.1 软件中 包括工 件 设 定 及操作管理，刀具参数设置， 等 模组功能 。 1.工件设定 在 Mastercam 软件中 工件的形状只能设置为立方体， 并且在 设置了工件大小后，还 需设定 工件的位置。 系统中 是 通过设置工件的原点位置来定义工件的位置 的 。 2.加工模式 在 Mastercam 软件中有以下几种加工模式：外形铣削、钻孔、
17、挖槽、面铣、曲面加工、多轴加工等。 3.刀具选择 7 在生成刀具路径前， 我们需要先选择加工中的所需刀具。我们可以在主菜单中的“刀具路径”的子菜单中选择加工的方式然后选择要加工的对象点击执行，然后在刀具对话框中设定我们 需要的刀具参数。 4.刀具的路径模拟与程序的生产 在 设定好所需的刀具后， 通过 操作管理器 来进行刀具路径模拟和加工模拟以验证刀具路径是否正确， 如果刀具路径不正确还可以通过 操作管理器来对刀具路径进行编辑和修改 ，当刀具路径正确以后在操作管理器中选择执行后处理从而 生成 CNC 控制器可以解读的 NC码 。 二 、 移动块图纸 选择毛坯的种类和制造方法时，应当充分考虑道机械
18、加工和毛坯制造的成本，以达到降低零件在加工生产过程中的成本、提高生产效率的目的。同时也要明白在实际生产加共过程中影响毛坯选择的 因素；生产规模的大小；工件结构形状和尺寸；零件机械性能要求；本厂现有设备和技术水平；毛坯的种类、制造方式和尺寸偏差。 综上所述：本论文所设计加工的零件毛坯选择尺寸规格为 45*45*85 的锻造铝块。 三 、 工件加工工艺分析 考虑该工件使用台虎钳装夹，所以该工件分为三次加工。 首先加工工件的顶部，先采用面铣对其顶面进行粗加工槽，接着采用面铣对其槽进行精加工，最后钻孔。 第二步，加工工件底面。同样先使用面铣的方式进行粗加工。在使用面铣方式进8 行精加工，最后钻孔和打沉
19、头孔。 第三步，加工工件背面。先钻孔三个大孔，然 后使用面铣的方式进行粗挖槽，再使用面铣方式进行精挖槽，之后钻小孔，最后使用镗刀镗孔。 第四步，模拟加工 四 、 刀具路径及编程 （一）、 工件顶部 ： 选用 20 粗铣平刀。再选用 20 精铣平刀，再用倒角刀倒角。最后使用 3.3 的钻头钻 M4的螺纹孔。 每个工步的加工方法，刀具参数，公差余量等见表 4-1 表 4-1加工刀具卡 首先在 mastercam 中画出图形 如图 4-1所示： 序号 工步 刀具名称 刀具直径（ mm） 余量（ mm） 1 槽粗加工 T01D20 20 3 2 槽 精加工 T01D20 20 0 3 定位 T01D5 5 0 4 钻孔 T01D3.3 3.3 0
