基于某mastercam建模与仿真加工

word 毕业设计论文题 目：组合装配体的CAD/CAM建模与 数控加工 学 院： 机电工程学院 专业班级：机械工程与自动化08级3班指导教师：职称：学生某某：学 号：摘要Master CAM就是其中之一。MastermCAM是集于CAD与CAM于一体，是一套完整的CAD/CAM交互型图形集成系统，自诞生以来，得到了广泛应用，是目前世界上安装套数最多的CAD/CAM软件之一。目前在我国机械加工行业也是使用较普遍的一种软件，它可用于数控机床，数控铣床，数控镗床，加工中心，数控线切割机床等，而且能数用于多种数控装置的机床。可实现产品的设计，工程图绘制，2-5坐标的镗铣加工，车削加工。2-4坐标的切割加工，钣金下料等，该软件使用方便，容易掌握，被广泛用于机械制造业和模具行业的零件二维绘图三维设计，数控自动编程与加工。本设计从实际出发，通过Mastercam X设计一个组合装配体零件，然后对整体零件凸模与凹模进展详细的工艺分析，走刀路径模拟和仿真加工过程。在完成此加工仿真典型实例的根底上，本文总结了基于MasterCAM软件进展模具加工仿真的一般方法，并对其进展了进一步的研究与探索。CAM加工方案包括机床类型选择、刀具路径选择和加工参数设置；数控加工工艺包括加工方案的选择、毛坯材料的选择、毛坯结构尺寸与建模、工装夹具的设计和装配、刀具卡、切削用量的计算、量具选择与检验方法、热处理等。在仿真加工中比照了粗加工、半精加工和精加工的加工效果。关键词：组合装配体，数控铣床，仿真加工，CAM，MastercamXABSTRACTMastermCAM is set in CAD and CAM at an organic whole, is a plete set of CAD/CAM interactive graphics integrated system, since its birth, to a wide range of applications, the worlds most cycle of installed one of CAD/CAM software. In our country at present is mechanical processing industry is a more mon use of a software, it can be used for numerical controlled machine, C milling machine, C and boring machine, processing center, nc wedm etc, and can count for a variety of numerical control device of machine tools. Can realize the design of the product, engineering chart drawing, 2-5 coordinates of boring and milling, turning processing. 2-4 coordinates of cutting processing, metal materials, the software is convenient to use, easy to master, is widely used in mechanical manufacturing and mould industry part 2 d graphics 3 d design, C automatic programming and processing. This design from reality, through the Mastercam X to design a bination of assembly parts, and then the whole part of convex die and the concave die for detailed process analysis, tool path simulation and Simulation of machining process. Upon pletion of the machining simulation based on typical examples, this article summarized based on the MasterCAM software for mold processing general simulation method, and has carried on the further research and exploration.CAM processing scheme including machine type selection, the tool path selection and processing parameters Settings; Numerical control processing technology including processing scheme selection, blank material choice, the blank structure size and modeling, tooling/fixture design and assembly, cutting tools, cutting the amount of calculation card, measuring choice and inspection method, heat treatment, etc. In the simulation processing in contrast the rough machining, half finishing and finish machining processing effect. 目录第一章 绪论 1.1 Mastercam概述 1.1.1 Mastercam的简介 1.1.2 Mastercam的主要功能和特点. 1.2 数控技术的概述. 1.2.1 数控技术简介. 1.2.2 数控技术开展趋势. 1.2.3 数控机床的概念 1.2.4 数控机床的构成. 1.2.5 数控加工技术的特点. 1.2.6 数控技术开展策略.第二章 Mastercam的建模仿真加工概述 2.1 被加工零件的图样分析和几何建模 2.2 组合装配体的生成 2.3 零件的加工工艺分析2.4 生产刀具路径与仿真加工.2.5 后置处理.第三章 组合装配体的几何建模3.1 组合装配体凸模的几何建模.3.1.2 实体生成.3.2 组合装配体凹模的几何建模.第四章 Mastercam的数控编程4.1 机床选择与参数设置.4.2 凸模的走刀路径与参数设置.4.3 加工代码的生成.4.4 凹模的走刀路径与参数设置.4.5 加工代码的生成.第五章 加工前工艺分析.坯材料选择.第六章 仿真加工5.1 仿真软件简介 5.3 刀具的设置5.5 零件的加工第七章 总结.参考文献.致谢.诚信声明第一章 绪论1.1 Mastercam概述1.1.1 Mastercam简介Master cam是美国C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与灵活的曲面精加工功能，Mastercam提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件的加工效率和质量。Mastercam还具有丰富的曲面精加工功能，可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1。可靠的道具路径校验功能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预，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，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关键技术之一2。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展实时仿真，真实反映加工过程的实际情况。Mastercam强项在3轴数控加工，简单易用，生产的NC程序简单高效。Mastercam系统中，挖槽铣削。轮廓铣削和点位加工的刀具路径与被加工零件的模型是相关一致。当零件几何模型或加工参数修改后，Mastercam能迅速准确的自动更新相应的刀具路径，无需重新设计和计算刀具路径3。1.1.2 Mastercam的主要功能和特点完整的曲线功能：可设计，编辑复杂的二维，三维空间曲线。还能生产方程曲线。尺寸标注，注视等也很方便。强大的曲面功能：采用NURBS,PARAMETRICS等数学模型，有十多种生产曲面方法。还具有曲面修剪，曲面间等变半径倒圆角，倒角，曲面偏置，延伸等编辑功能4。二铣床3D加工系统 完整三维设计凶。 外形铣削：外形可以是空间的任意曲线。 型腔加工：加工方式多达8种以上。提供清角与残料加工功能。可斜线与螺旋式入刀，退刀。容许斜壁与不同高度，斜角的岛屿，可面铣岛屿。 实体加工：在实体上自动确定加工外形参数。 钻孔，镗孔，螺纹加工。 可定义刀具库，材料库等。 可对刀具路径作图形编辑，可对NC,NCI作修改，平移，旋转，放大，缩小等编辑。可做实体切削模拟5。 支持4轴加工。 可同各种C控制器，DNC传输。 1完整三维设计系统 2精车，粗车，螺纹加工 3径向切槽加工 4钻孔，镗孔 5C轴加工 6可产生切削循环指令 7可自定义刀具库与材料库 8自动计算刀具补正，过切侦测1.2.1 数控技术简介当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业兴旺国家还将数控技术与数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来开展自己的数控技术与其产业，而且在“高精尖数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力开展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各兴旺国家加速经济开展、提高综合国力和国家地位的重要途径6。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进展控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术X围覆盖很多领域：1机械制造技术；2信息处理、加工、传输技术；3自动控制技术；4伺服驱动技术；5传感器技术；6软件技术等。现代数控机床是机电一体化的典型产品，是新一代生产技术、计算机集成制造系统等的技术集合。现代数控机床的开展趋向是高速化、高精度化、高可靠性、多功能、复合化、智能化和开放式结构7。主要开展动向是研制开发软、硬件都具有开放式结构的智能化全功能通用数控装置。1.2.2 数控技术开展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断开展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业IT、汽车、轻工、医疗等的开展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代开展的大趋势8。从目前世界上数控技术与其装备开展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面。1.高速、高精加工技术与装备的新趋势。2.五轴联动加工和复合加工机床快速开展。3.智能化、开放式、网络化成为当代数控系统开展的主要趋势。4.重视新技术标准、规X的建立。5. 关于数控系统设计开发规X。1.2.3 数控机床的概念数控机床是数字控制机床puter numerical control的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件6。1.2.4 数控机床的构成在数控加工中，数控铣削加工最为复杂，需解决的问题也最多。除数控铣削加工之外的数控线切割、数控电火花成型、数控车削、数控磨削等的数控编程各有其特点，伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信数控机床的构造号转换成机床移动部件的运动。具体有以下局部构成6：主机：他是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。数控装置：是数控机床的核心，包括硬件印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等以与相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以与实现各种控制功能。驱动装置：他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机与进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。辅助装置：指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具与监控检测装置等。编程与其他附属设备：可用来在机外进展零件的程序编制、存储等9。1.2. 5 数控加工技术的特点为满足现代机械加工的多样化需求，数控加工技术的特点具有以下特点：1作用和地位上的战略性；2技术上的综合性；3控制上的实时性；4软件上的领域性；5推广应用上的适应性；6跟踪上的滞后性；7开展上的开放性。数控技术与数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家根底工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术与数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以与生产方式带来了革命性的变化10。 1.2. 6 数控技术开展策略1用系统的方法，选择能够主导制造装备业开展升级的关键技术以与支持产业化开展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式开展。 2在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品。3强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等带动数控产业的开展11。第二章 Mastercam的建模仿真加工概述CAD/CAM(计算机辅助设计与制造)技术是现代信息技术与传统机械设计制造技术相结合的一个典型X例，也是现如今先进制造技术的一个重要组成局部。MasterCAM正是集设计和制造、加工仿真、数控加工自动编程于一体的一款优秀的CAD/CAM软件，它也是目前我国在进展模具加工仿真方面应用最为广泛、最具代表性的CAD/CAM软件之一12。图2-1基于MasterCAM的模具加工仿真流程图根据已有的研究资料和企业在生产实践过程中的总结，可将基于MasterCAM软件进展的模具加工仿真过程的流程表示如图2-1。2.1 被加工零件的图样分析和几何建模 首先要进展零件的几何建模，零件的造型与已有图样进展分析确定了零件结构之后，便可以开始借助于MasterCAM软件的设计模块进展零件的绘制与几何建模。建立零件的几何加工模型包括三维线框的绘制、曲面的编辑于绘制、实体的生成等操作。由于采用特征化、参数化的设计，MasterCAM软件设计模块的几何建模功能适用于各类结构复杂的零部件与产品设计。其造型与设计思路适合于加工仿真与后续数控加工的要求，结构性强，且操作简便。 完成零件的图样分析和几何建模，变可以对实体或曲面进展编辑生产需要的模具。 该组合装配体包括凸模与凹模两个局部，首先对零件进展适宜的编辑，删减，挤出旋转等操作生成需要的零件。零件的加工模具生成后，就要根据模具的结构特征与其加工外表的特征进展加工工艺分析与设计。加工工艺设计主要包括选择合理的毛坯材料与尺寸、确定合理的加工方式、安排合理的加工步骤、设置合理的加工参数、选择与管理加工刀具等。模具毛坯的材料与尺寸是由零件的材料与尺寸决定的。如前所述，选择时仍需考虑材料的收缩率等因素。MasterCAM X4软件提供的加工方式有铣削、车削、线切割、激光加工以与多轴加工，操作者可根据模具的具体结构特征选择适宜的加工方式。之后，根据模具所需达到的加工精度与加工外表质量要求，需合理安排粗加工、半精加工、精加工的顺序，并设置合理的进给量、加工余量等加工参数。最后根据加工参数要求，选择刀具并设置合理的切削用量。由于模具结构复杂多样，其轮廓曲面的外形形状各不一样，毛坯的材料、大小也不尽一样，因此，此阶段的加工工艺分析与设计决定了加工仿真以至实际数控加工过程中刀具与机床的使用效率、模具与零件的加工质量、刀具的数量与经济性等问题。加工工艺设计应尽量做到加工工序集中，工艺路线最短，走刀辅助时间最短，加工效率高，加工外表质量和加工精度符合要求13。2.4 生产刀具路径与仿真加工完成了加工工艺分析与设计后，由于加工顺序、加工参数、刀具参数等均已设定，所以便可进展刀具路径生成与加工仿真。在生成刀具路径时，首先要选择加工对象，再选择适宜的走刀路径，对不同形状、材料的零件也应选用不同种类、材料的刀具，并具体选择不同的加工方式。加工刀具路径生成之后可显示出来，并可通过加工仿真来验证其合理性。而且，MasterCAM软件自身所具有的这种刀具路径验证功能，还可以与时有效地发现、减少、防止加工过程中发生的刀具过切、干预与碰撞等现象。假如生成的刀具路径与加工仿真过程正确满意，即可通过软件的后置处理模块生成数控加工程序。假如加工仿真过程中发生了刀具的过切、干预与碰撞等现象，如此需重新返回至加工工艺分析过程，对加工顺序、加工参数、刀具参数等的设置进展修改，直至最终仿真结果符合所需加工要求。MasterCAM软件系统的后处理程序支持铣削、车削、线切割、激光加工以与多轴加工等多种加工方式。而其自动生成的刀具路径是以一种标准的刀路信息文件即NCI文件的形式保存在计算机中的。此外，MasterCAM软件系统还自带了实际生产中常用的数控系统的后处理程序。在正确完成加工仿真过程后，系统可通过后处理程序生成数控加工程序，即NC代码。利用MasterCAM软件的通讯模块，并应用计算机的通信接口便可将其直接输入到数控设备中以进展数控加工。或者也可在某某宇航、斯沃等数控仿真软件中继续使用此NC代码程序进展数控加工仿真14。第三章 组合装配体的几何建模 本章使用MastercamX4软件逐步完成组合装配体的几何建模。 打开MastercamX软件，视图调整为俯视图TZ为0，层别115。在绘图栏选择E矩形状设置形命令，绘制矩形。弹出对话框输入如图3-1所示 图3-1生成该矩形。点命令，在工作条的输入半径为25,坐标区域为，即生成该圆。点击连接该圆上下两点，生成垂直于X轴的直径。点击命令命令，剪掉右边半圆，点击命令。 以同样方法生成一半径为30的圆。在矩形倒角处生成半径为5的4个圆。点击E矩形状设置形命令，绘制矩形。如图3-2，最终得到的图3-3。图3-3图3-2 选择“实体“挤出 ，弹出对话框图3-4，点击矩形边，出现箭头，点击，弹出对话框图3-5并设置参数“建立实体，选“按指定的距离延伸距离10，点击。图3-4 图3-5拉伸实体参数设置同理选择“实体“挤出，弹出对话框图3-4，点击4个小圆其中1个，出现箭头，点击，弹出对话框图3-5并设置参数“按指定的距离延伸距离10，点击，生成实体。然后依次生成其他3个实体。如果为生成凸起的实体，如此点击图3-6，点击“实体“挤出参数，弹出菜单点击“更改实体选项，然后右键“重新生成实体16。图3-6 选择“实体“挤出，弹出对话框图3-4，点击半径为30的圆，出现箭头，点击，弹出对话框图3-5，参数设置“按指定的距离延伸距离为5，点击，生成实体 选择“实体“旋转, 弹出对话框图3-4，点击半径为25的圆，出现箭头，继续点击垂直于X轴直径，生成如图3-7，点击，弹出对话框图3-8并设置参数选“建立实体，“终止角度为180，点击，即生成实体。 选择“实体“旋转, 弹出对话框图3-4，点击矩形点击矩形右边为旋转轴，弹出图3-7，点击，弹出对话框图3-8设置参数，选“建立实体，“终止角度为180，点击，生成实体。图3-7基准面图 图3-7 图3-8选择“文件“命令，弹出“另存为对话框，在“文件名文本框中输入“, 将生成的实体保存，以备后用。至此，组合装配体凸模实体的几何建模过程全部完成(图3-9)。图3-9凸模实体图 打开MastercamX软件，视图调整为俯视图TZ为0，层别1. 同3.1.1绘制基准面方法一样，绘制出图3-3.选择“实体“挤出 ，弹出对话框图3-4，点击矩形边，出现箭头，点击，弹出对话框图3-5并设置参数“按指定的距离延伸距离为50，点击生成实体。选择“实体“挤出，弹出对话框图3-4，点击4个小圆其中1个，出现箭头，点击，弹出对话框并设置参数图3-10，挤出实体操作选“切割实体，“按指定的距离延伸距离为10，点击，生成实体17。图3-10实体切割图 同理依次生成其他3个实体，生成实体图为3-11图3-11凹模半实体图选择“实体“挤出，弹出对话框图3-4，点击半径为30的圆，出现箭头，点击，弹出对话框图3-10，参数挤出实体操作选“切割实体，“按指定的距离延伸距离为5，点击，生成实体.选择“实体“旋转, 弹出对话框图3-4，点击半径为25的圆，出现箭头，继续点击垂直于X轴直径，弹出图3-12，设置参数“切割实体终止角度180.0，点击，生成实体。图 3-12选择“实体“旋转, 弹出对话框图3-4，点击矩形点击矩形右边为旋转轴，弹出图3-12，点击，弹出对话框3-8设置参数，点击，生成实体。选择“文件“命令，弹出“另存为对话框，在“文件名文本框中输入“, 将生成的实体保存，以备后用。至此，组合装配体凹模实体的几何建模过程全部完成(图3-13)。图3-13凹模实体图第四章 Mastercam的数控编程4.1 机床选择与参数设置打开Mastercam X，打开第三章保存的文件组合装配体凸模.MCX，“机床类型“铣削“默认 ，左边刀具路径中出现图4-1所示信息18。图4-1 点开机床属性列表图4-2，可以在“文件 ，修改和添加加工群组的名称、刀具路径名称和加工群组注释。下面标题栏分布为：“工具设置“材料设置“安全区域图4-2 1零件的加工分为粗加工和精加工，粗加工切削量大，意在提高效率；精加工是为了确保加工质量，其切削参数：按F9，“刀具路径“曲面粗加工“粗加工放射状加工，选取工件的形状为“凸，点击，出现，框选凸模具零件，回车键，弹出图4-3，点击“选取放射中心点为坐标原点图4-4，点击。图4-3曲面放射粗加工选取放射点图 根据表4-4设置下面参数。表4-4铣刀加工工艺参考表S:主轴转速 F:切削进给 粗：粗铣 精：精铣弹出对话框图4-5，4-6，“刀具参数“选取刀库 ，刀具为直径为6mm球刀，设置：刀具1，刀长补正1，刀径补正1，进给率800，主轴转速3500下刀速率100，其他为默认值，点击，X轴Y轴均设置为100.0，其他为默认值，点击。点击，图4-7安全高度设置为60.0，点击，“D进/退刀向量设置：垂直进刀角度为5，点击。图4-5刀具库图4-6刀具参数设置图4-7刀具路径参数开始生成刀具路径，由于零件较大复杂，刀路计算量大，可以看到刀路是一层一层叠加起来的，在刀路的生成过程中，左下角以百分比的形式不断刷新数据，图4-8是最终生成的刀具路径。图4-8凸模粗加工刀具路径 2继续“刀具路径“曲面精加工“精加工放射状， 出现，框选凸模具零件，回车键，同1选放射点，刀具库选直径为10mm的平刀，刀号2刀补2，进给率1800，主轴转速3500其他参数设置同上最终生成刀具路径为图4-9图4-9凸模精加工刀具路径3左边刀具路径中，打开弹出对话框图4-10，点击边界盒出现图4-11点击，最终生成零件边界盒。图4-10 图4-11隐藏刀具路径为图4-12图4-12生成边界盒 4选“刀具路径“外形铣削，选取外形串联点如图4-13，点击弹出对话框图4-14，刀具库选直接为5的平底刀，参数设置同上，点击“共同参数按钮，参数设置图4-15所示，生成刀具路径如图4-1619。图4-13图4-14图4-15外形铣削参数设置图4-16外形铣削刀具路径 5下来可以进展模拟刀路和模拟加工了。单击等角按钮把视图调整到最优观察角度，单击加工操作管理器中的实体加工模拟按钮，弹出“实体切削验证 对话框，点击按钮，可以设置毛坯。然后进展模拟加工，图4-17，4-18所示。图4-17加工完成45%时的效果图4-18加工完成100%时的效果单击按钮，弹出图4-19对话框，选择默认，单击确定按钮，系统弹出【另存为】对话框，选择保存路径，命名，保存，系统开始产生NC程序，出现图4-120的警示框，表示系统正在后台进展快速计算。图4-19图4-120计算完成后可以看到生成的程序图4-21，并对其进展修改等操作。从程序段的数量可以看到，程序特别长，因此加工需要采用DNC技术，而且加工时间会很长。图4-21生成NC程序图1打开第三章保存的文件组合装配体凹模.MCX，“刀具路径“曲面粗加工“粗加工放射状加工，选取工件的形状为“凹，点击，出现，框选凹模具零件，回车键，点击“选取放射中心点为坐标原点，点击。 弹出对话框图4-5，4-6，“刀具参数“选取刀库 ，刀具为直径为6mm球刀，设置：刀具1，刀长补正1，刀径补正1，进给率800，主轴转速3500下刀速率200，其他为默认值，点击，X轴Y轴均设置为100其他为默认值，点击。点击，图4-7安全高度设置为60.0，点击，“D进/退刀向量设置：垂直进刀角度为5，点击。 开始生成刀具路径，由于零件较大复杂，刀路计算量大，可以看到刀路是一层一层叠加起来的，在刀路的生成过程中，左下角以百分比的形式不断刷新数据，图4-22是最终生成的刀具路径。左边刀具路径中，打开弹出对话框图4-9，点击边界盒出现图4-10点击，最终生成零件边界盒。隐藏刀具路径为图4-23.图4-22凹模粗加工刀具路径图 4-232继续选“刀具路径“曲面精加工“精加工放射状，选取工件的形状为“凹，点击，出现，框选凹模具零件，回车键，点击“选取放射中心点为坐标原点，点击，选直径为6mm的平底刀刀号2刀补2进给率18000，主轴转速3500生成刀具路径图4-24。图4-24凹模精加工刀具路径 3选“刀具路径“外形铣削弹出图4-25，点击一边出现图示箭头，点击，弹出图4-26。 图4-21图4-25图4-26点击“刀具“选择库中刀具选择直径为10的平底刀，参数设置图4-27，继续点击“共同参数按钮，参数设置图4-28，其他默认，单击。图4-27刀具参数设置图4-28外形铣削共同参数生成刀具路径为图2-29. 图4-29外形铣削刀具路径 4下来可以进展模拟刀路和模拟加工了。单击等角按钮把视图调整到最优观察角度，单击加工操作管理器中的实体加工模拟按钮，弹出“实体切削验证 对话框，点击按钮，可以设置毛坯。然后进展模拟加工，图4-30为完成30%过程，图4-31最终图。图 4-30加工完成30%时的效果 图4-17 图4-31加工完成100%时的效果 单击按钮，弹出图4-15对话框，选择默认，单击确定按钮。计算完成后可以看到生成的程序图4-32图4-32生成NC程序图第五章 加工前工艺分析在数控机床上特别是在加工中心上加工零件，工序十分集中，许多零件只需在一次装卡中就能完成全部工序。但是零件的粗加工，特别是铸、锻毛坯零件的基准平面、定位面等的加工应在普通机床上完成之后，再装卡到数控机床上进展加工。这样可以发挥数控机床的特点，保持数控机床的精度，延长数控机床的使用寿命，降低数控机床的使用本钱。 数控铣削加工工序的划分：刀具集中分序法 粗、精加工分序法 按加工部位分序法本文加工方案采用粗、精加工分序法，先对零件进展粗加工，然后精加工，最后进展外形铣削。坯材料选择 常用机械零件的毛坯成型方法有：铸造、锻造、焊接、冲压、直接取自型材等，各零件的形状特征和用途不同，其毛坯的成型方法也不同。材料毛坯选用的一般原如此为：材料的力学性能、材料的工艺性能、材料的经济性。材料选择的根本过程为图5-1图5-1材料选择根本过程 本文选择毛坯为45刚，材料名称：优质碳素钢，标准号：GB699-88，试样尺寸：25，试样状态：退火钢，抗拉强度：600 (MPa)，屈服强度：355 (MPa)，材料化学成分组成 元素 比例(%) 碳 C：0.420.50 铬 Cr：0.25 锰 Mn：0.500.80 镍 Ni：0.25 磷 P：0.035 硫 S：0.035 硅 Si：0.170.37 强度较高，塑性和韧性尚好，属于综合力学性能比拟好的钢，用得非常广泛，主要用于制作承受负荷较大的小截面调质件和应力较小的大型正火零件，以与对心部强度要求不高的外表淬火零件，如心轴、曲轴、传动轴、齿轮、蜗杆、键、销等。水淬时有形成裂纹的倾向，形状复杂的零件应在热水或油中淬火。机械加工性中等，一般机械加工性的好坏就是以45钢作为基准，45钢为1，值越大越易加工20。 数控加工的特点对刀具的强度与耐用度要求较普通加工严格。因为刀具的强度不好，一直导致刀具不宜兼用于粗、精加工，影响生产效率；二是在数控加工中极易产生打断刀具的事故；三是加工精度会大大下降。刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进展的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以与其它相关因素正确选用刀具与刀柄。刀具选择总的原如此是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的外表尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯外表或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀在进展自由曲面(模具)加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般采用顶端密距，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在外表加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具本钱，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，如此可以使整个加工本钱大大降低。在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进展，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原如此：尽量减少刀具数量；一把刀具装夹后，应完成其所能进展的所有加工步骤；粗精加工的刀具应分开使用，即使是一样尺寸规格的刀具；先铣后钻 ；先进展曲面精加工，后进展二维轮廓精加工；在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等21。(1)数控刀具的分类根据刀具结构可分为： 整体式； 镶嵌式，采用焊接或机夹式联接，机夹式又可分为不转位和可转位两种； 特殊型式，如复合式刀具、减震式刀具等。 根据制造刀具所用的材料可分为： 高速钢刀具； 硬质合金刀具； 金刚石刀具； 其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。2刀具材料选择 1高速钢刀具 2硬质合金刀具 3陶瓷刀具 4立方氮化硼刀具 5金刚石刀具 6涂层刀具 图5-2为各种材料的刀具硬度与韧性的比照图5-2 (3)数控刀具的特点数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点：刚性好(尤其是粗加工刀具)、精度高、抗振与热变形小； 互换性好，便于快速换刀； 寿命高，切削性能稳定、可靠； 刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间； 刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除； 系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。(3)加工过程中切削用量确实定合理选择切削用量的原如此是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工本钱；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工本钱。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。具体要考虑以下几个因素： 切削深度ap。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，ap就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和外表粗糙度，一般应留一定的余量进展精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。 切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控机床的加工过程中，一般L的取值X围为：L=(0.60.9)d。 切削速度V。提高V也是提高生产率的一个措施，但v与刀具耐用度的关系比拟密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时，v可采用8m/min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，V可选200m/min以上22。 数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴转速n或切削速度vc用于恒线速度切削、进给速度vf或进给量f。这些参数均应在机床给定的允许X围内选取。 1切削用量的选用原如此粗车时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度。选择切削用量时应首先选取尽可能大的背吃刀量ap，其次根据机床动力和刚性的限制条件，选取尽可能大的进给量f，最后根据刀具耐用度要求，确定适宜的切削速度vc。增大背吃刀量ap可使走刀次数减少，增大进给量f有利于断屑。精车时，对加工精度和外表粗糙度要求较高，加工余量不大且较均匀。选择精车的切削用量时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此根底土尽量提高生产率。因此，精车时应选用较小但不能太小的背吃刀量和进给量，并选用性能高的刀具材料和合理的几何参数，以尽可能提高切削速度。2切削用量的选取方法背吃刀量apmm的选择粗加工时，除留下精加工余量外，一次走刀尽可能切除全部余量。也可分屡次走刀。精加工的加工余量一般较小，可一次切除。在中等功率机床上，粗加工的背吃刀量可达810mm；半精加工的背吃刀量取0.55mm；精加工的背吃刀量取0.21.5mm。进给速度进给量确实定粗加工时，由于对工件的外表质量没有太高的要求，这时主要根据机床进给机构的强度和刚性、刀杆的强度和刚性、刀具材料、刀杆和工件尺寸以与已选定的背吃刀量等因素来选取进给速度。精加工时，如此按外表粗糙度要求、刀具与工件材料等因素来选取进给速度。进给速度f可以按公式f =fn计算，式中f表示每转进给量，粗车时一般取0.30.8mmr；精车时常取0.10.3mm/r；切断时常取0.050.2mm/r。当ap选定后，应尽可能取较大的Vf。粗铣时，Vf限制的是铣削力与铣刀容屑空间的大小，当工艺系统的刚性愈好与铣刀齿数愈少时，Vf可取得愈大；半精铣与精铣时，Vf限制的是工件外表粗糙度，粗糙度要求愈小，Vf应愈小。每分钟进给量由公式4-1计算得到。=Zn (4-1) 式中-铣刀每齿进给量mm/z Z-铣刀齿数 n-铣刀转速r/min切削速度确实定切削速度vc可根据己经选定的背吃刀量、进给量与刀具耐用度进展选取。实际加工过程中，也可根据生产实践经验和查表的方法来选取。粗加工或工件材料的加工性能较差时，宜选用较低的切削速度。精加工或刀具材料、工件材料的切削性能较好时，宜选用较高的切削速度。 切削速度vc确定后，可根据刀具或工件直径D按公式 n=l000vc/D 来确定主轴转速nr/min。 在工厂的实际生产过程中，切削用量一般根据经验并通过查表的方式进展选取。常用硬质合金或涂层硬质合金切削不同材料时的切削用量推荐值表5-3： 表5-3 为常用切削用量推荐表5-4 表5-43选择切削用量时应注意的问题 转速 应根据零件上被加工部位的直径，并按零件和刀具的材料与加工性质等条件所允许的切削速度来确定。切削速度除了计算和查表选取外，还可根据实践经验确定，需要注意的是交流变频调速数控车床低速输出力矩小，因而切削速度不能太低。根据切削速度可以计算出主轴转速。 车螺纹时的主轴转速 数控车床加工螺纹时，因其传动链的改变，原如此上其转速只要能保证主轴每转一周时，刀具沿主进给轴多为Z轴方向位移一个螺距即可。 在车削螺纹时，车床的主轴转速将受到螺纹的螺距P或导程大小、驱动电机的升降频特性，以与螺纹插补运算速度等多种因素影响，故对于不同的数控系统，推荐不同的主轴转速选择X围。大多数经济型数控车床推荐车螺纹时的主轴转速nr/min为： n1200/Pk 式中P被加工螺纹螺距，mm； k保险系