MasterCAM铣削编程综合实例.docx

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MasterCAM铣削编程综合实例

综合实例

10.1MasterCAM编程步骤

学习MasterCAM的最终目的是要在数控铣床或数控加工中心上，加工出实际的工件。

一般有工厂的固定产品，也有用户来料加工等方式，可按如下步骤进行。

1．绘制零件图纸

如果是一般的机械工程图，要使用图纸上的尺寸绘出二维或三维线框模型图，然后在线框模型图上绘制曲面模型或实体。

如果加工件给的是实物，则要用测量实物的尺寸，或由三坐标测量机测量，找出相应尺寸，根据测量尺寸绘制出线框模型或曲面模型。

2．编制刀具路径

根据加工工件的类型选取相应的加工功能项生成刀具路径。

如果是加工一个二维工件，就选用二维刀具轨迹生成模块；如果工件外形是一个圆弧齿轮，选用外形铣削；如果工件的内腔是一复杂曲线，就选用挖槽铣削；若内腔中还有岛屿，就要用挖槽和岛屿相结合的方法加工；如果工件是一个圆柱形凸轮，就要用三维多轴铣削；如果工件是钻孔、锪孔、攻丝、镗孔，就使用钻削加工，钻孔有一般钻孔、深钻孔等，需选用相应方式；如果工件表面是各种曲面，则要用三维曲面加工。

曲面加工有粗加工和精加工两大类多种加工方法，要根据不同的形状和要求去选用曲面加工方法，然后生成相应的刀具路径。

3．模拟刀具路径

将编制的刀具路径在计算机上进行模拟显示，检验刀具路径的正确性，多余的刀具路径可通过过滤器删除，以除去多余的加工程序，减少加工时间。

系统提供加工时间，同时可帮助估算加工时间和费用。

4．检验刀具路径

生成的刀具路径，可以在计算机中形象地铣削，可真正看出铣出的工件，在加工中看出刀具在什么地方发生干涉，发现问题及时修改。

5．编制后处理程序

将NCI（刀位文件）转换成NC（加工程序），可编辑该加工程序，利用系统的通讯功能传送给数控系统，完成零件的加工。

10.3电风扇绘制与加工

10.3.1线框及曲面造型

1．绘制电风扇线框图形

步骤1：

进入MasterCAM系统，设置初始辅助菜单项

在辅助菜单中选择并设置Z：

0.000（Z向深度）

Cplane：

F（构图平面）

Gview：

F（视角平面）

步骤2：

绘制直线

选择MainMenu/Create/Line/Multi

在提示区输入Specifyendpoint1：

0，10↙

Specifyendpoint2：

6.25，10↙

Specifyendpoint3：

6.25，0↙

Specifyendpoint4：

6.25，0↙按ESC键，结束画线操作。

选择MainMenu/Create/Line/Endpoint或选Backup返回上次菜单。

在提示区输入Enterthefirstendpoint：

10,10↙

Enterthesecondendpoint：

40,10↙

Enterthefirstendpoint：

30,15↙

Enterthesecondendpoint：

30,-10↙按ESC键，结束画线操作。

结果如图10-22所示。

步骤3：

绘制相切圆弧

选择MainMenu/Create/Arc/Tangent/3ents/Pts

根据提示Selectanentity依次选择L1、L2、L3，生成一相切圆弧。

选择MainMenu/Create/Fillet/Radius

在提示区输入Enterthefilletradius：

2.5↙

设定Trim为Y，根据提示Selectanentity依次选择L3、L4，生成倒圆角圆弧。

步骤4：

修剪斜线L3，删除水平线L2

选择MainMenu/Modify/Trim/2Entity

根据提示Selecttheentitytotrim：

选择L3

图10-22图10-23

Selecttheentitytotrim：

选择切孤，按ESC键退出。

选择MainMenu/Delete/Only，选择直线L2删除，则得到图10-23。

步骤5：

在TOP平面上绘制一圆

在辅助菜单中选择并设置Z：

10.000（Z向深度）

Cplane：

T（构图平面）

Gview：

T（视角平面）

选择MainMenu/Create/Arc/CircPt+rad

在提示区输入Entertheradius：

6.25↙

Enterthecenterpoint：

0，0↙按ESC键，结束画圆。

步骤6：

在Front平面上绘制叶片的边界轮廓

在辅助菜单中选择并设置Z：

60.000（Z向深度）

Color：

11（当前绘图颜色）

Level：

2（第1层显示关闭，如图10-24）

Cplane：

F（构图平面）

Gview：

F（视角平面）

图10-24

选择MainMenu/Create/Arc/Endpoints

在提示区输入Enterthefirstpoint：

-10，-0.5↙

Enterthesecondpoint：

9，4.5↙

Entertheradius：

60↙选取要生成的凸圆弧，按ESC键退回。

选择MainMenu/Create/Line/Polar

在提示区输入Specifyanendpoint：

用鼠标捕捉圆弧左端点

Entertheangledegrees：

-5↙

Enterthelinelength：

30↙

选择MainMenu/Create/Arc/Tangent/Point

Selecttheentitythatthearcistobetangentto：

选择斜线。

Enterthethrupoint：

用鼠标捕捉圆弧的右端点

Entertheradius：

3.5↙选取所要的圆弧，按ESC键退回。

结果如图10-25所示。

步骤7：

修剪斜线和圆弧

选择MainMenu/Modify/Trim/2Entity

根据提示Selecttheentitytotrim：

选择斜线

图10-25图10-26

Selecttheentitytotrim：

选择切孤，按ESC键退出。

完成的风扇叶片结果如图10-26。

步骤8：

生成图10-22中的L1垂直线的扫描曲面

在辅助菜单中选择并设置Color：

12（当前绘图颜色）

Level：

3（第1、2层显示打开）

Gview：

I（等角视图）

结果如图10-27所示。

选择MainMenu/Create/Surface/Sweep

根据提示Defineacrosscontour1：

选择垂直线L1，然后选择Done。

Definealongcontour：

选取Top面上的小圆，然后选择Done。

设定扫描曲面参数：

Tolerance:

0.02；Type：

N（NURBS）；；Trans/Rot：

R；

Doit执行。

图10-27图10-28

结果如图10-28所示。

步骤9：

将风扇叶片轮廓投影到扫描曲面上，生成曲线

在辅助菜单中选择并设置Color：

11（当前绘图颜色）

Level：

4（投影线所在层）

Cplane：

F（构图平面）

Gview：

I（等角视图）

选择MainMenu/Create/Curve/Project

根据提示Selectsurfaces：

用鼠标选取扫描曲面，然后选Done。

Selectcurves：

用鼠标选取风扇叶片轮廓，然后选Done。

图10-29图10-30

在投影曲线菜单中设置参数：

View/Norm：

V；Trim：

Y；Doit执行生成轮廓投影。

用MainMenu/Delete删除不需要的部分，结果如图10-29所示。

步骤10：

把原始风扇叶片旋转25度

在辅助菜单中选择并设置Level：

5（第2层显示打开，1、3、4层显示关闭）

Cplane：

F（构图平面）

Gview：

F（视角平面）

选择MainMenu/Xform/Rotate

根据提示Selectentitiestorotate：

用鼠标选取叶片原始轮廓后选Done。

Enterthepointtorotateabout：

0,0↙

出现图10-30所示对话框，参数设置完毕后，选择OK完成旋转。

步骤11：

把旋转后的叶片轮廓投影到扫描曲面上

在辅助菜单中选择并设置Level：

5（第2、3层显示打开，1、4层显示关闭）

Cplane：

F（构图平面）

Gview：

I（等角视图）

选择MainMenu/Create/Curve/Project

根据提示Selectsurfaces：

用鼠标选取扫描曲面，然后选Done。

Selectcurves：

用鼠标选取旋转后的风扇叶片轮廓，然后选Done。

在投影曲线菜单中设置参数：

View/Norm：

V；Trim：

Y；Doit执行生成轮廓投影。

用MainMenu/Delete删除不需要的部分，结果如图10-31所示。

（注意与图10-29中投影曲线的区别）

步骤12：

删除投影前的叶片轮廓

选择MainMenu/Delete/Windows

用鼠标选择两点，圈住轮廓即完成删除。

步骤13：

将投影后的曲线平移

在辅助菜单中选择并设置Cplane：

F（构图平面）

Gview：

I（等角视图）

选择MainMenu/Xform/Translate/Chain

根据提示Selectchain1：

用鼠标选取投影叶片轮廓后选Done，再选Done。

在Translatedirection菜单中选Rectang直角坐标

在提示区输入EnterthetranslationVector：

Z30↙

图10-31图10-32

出现图10-32所示对话框，设置完毕后，选择OK完成平移。

步骤14：

修剪垂直线L1（见图10-22）

在辅助菜单中选择并设置Level：

5（第1、2、4层显示打开，3层显示关闭）

Cplane：

F（构图平面）

Gview：

I（等角视图）

图10-33图10-34

结果如图10-33所示。

选择MainMenu/Modify/Trim/1entity

根据提示Selecttheentitytotrim：

用鼠标选取垂直线L1

Selecttheentitytotrimto：

用鼠标选取与垂直线相切的圆弧。

步骤14：

在空间构图面绘制联结二个叶片轮廓之间的直线

在辅助菜单中选择并设置Level：

5（第1、2、4层显示打开，3层显示关闭）

Cplane：

3D（构图平面）

Gview：

I（等角视图）

选择MainMenu/Create/Line/Endpoints

根据提示输入Specifythefirstendpoint：

选择图10-33中的P3点

Specifythesecondendpoint：

选择P4点，则画出直线L5。

同样步骤可画出过P5、P6点的空间直线L6，过P7、P8点的空间直线L6。

结果如图10-34。

至此风扇叶片的线框图造型完成。

2．电风扇曲面造型

步骤1：

绘制扫描曲面

在辅助菜单中选择并设置Color：

14（当前绘图颜色）

Level：

6（第1、2、4、5层显示打开，3层显示关闭）

Cplane：

3D（构图平面）

Gview：

I（等角视图）

选择MainMenu/Create/Surface/Sweep

根据提示Defineacrosscontour1：

用鼠标选取圆弧内直线，选择垂直线，然后在菜单中选取Endhere，后选Done。

Definealongcontour：

选取Top面上的小圆，然后选择Done。

设定扫描曲面参数：

Tolerance:

0.005；Type：

N（NURBS）；Trans/Rot：

R；

图10-35图10-36

Doit执行，生成扫描面，如图10-35所示。

步骤2：

生成三个Coons曲面

在辅助菜单中选择并设置Color：

11（当前绘图颜色）

Level：

7（第4、5层显示打开，1、2、6层显示关闭）

选择MainMenu/Create/Surface/Coons

出现AutomaticCoonsChaining对话框时，选No。

在提示区输入NumberofPatchesinthealongdirection=1↙

NumberofPatchesintheacrossdirection=1↙

Definealongcontour1ofrow1：

用鼠标选择Single后选取直线L5

Definealongcontour1ofrow2：

用鼠标选取直线L6

Defineacrosscontour1ofcolumn1：

用鼠标选取P4P5

Defineacrosscontour1ofcolumn2：

用鼠标选取P3P6

然后选择菜单中的Done，则出现Coonssurfaces菜单，对其进行参数设置：

Tolerance=0.02；Type：

N；Blending：

L；

Doit执行，生成叶片上部的Coons曲面。

选择MainMenu/Create/Surface/Coons

出现AutomaticCoonsChaining对话框时，选No。

在提示区输入NumberofPatchesinthealongdirection=1↙

NumberofPatchesintheacrossdirection=1↙

Definealongcontour1ofrow1：

用鼠标选择Single后选取直线L5

Definealongcontour1ofrow2：

用鼠标选取直线L7

Defineacrosscontour1ofcolumn1：

用鼠标选取P4P8

Defineacrosscontour1ofcolumn2：

用鼠标选取P3P7

然后选择菜单中的Done，则出现Coonssurfaces菜单，对其进行参数设置：

Tolerance=0.02；Type：

N；Blending：

P；

Doit执行，生成叶片侧面的Coons曲面。

选择MainMenu/Create/Surface/Coons

出现AutomaticCoonsChaining对话框时，选No。

在提示区输入NumberofPatchesinthealongdirection=1↙

NumberofPatchesintheacrossdirection=1↙

Definealongcontour1ofrow1：

用鼠标选择Single后选取直线L7

Definealongcontour1ofrow2：

用鼠标选取直线L6

Defineacrosscontour1ofcolumn1：

用鼠标选取P8P5

Defineacrosscontour1ofcolumn2：

用鼠标选取P7P6

然后选择菜单中的Done，则出现Coonssurfaces菜单，对其进行参数设置：

Tolerance=0.02；Type：

N；Blending：

P；

图10-37图10-38

Doit执行，生成叶片侧面的Coons曲面。

步骤3：

绘制风扇叶片外端直纹面

选择MainMenu/Create/Surface/Ruled

Definecontour1：

用鼠标选择Chain/Partial后选P8P4P5部分

Definecontour2：

用鼠标选择Single后选P8P5部分，然后选Done执行。

设置Ruledsurface参数：

Tolerance=0.05；Type：

N

然后选Doit，执行生成叶片外端直纹面。

叶片如图10-36所示。

步骤4：

旋转叶片

选择MainMenu/Xform/Rotate/All/Surface/Done

图10-39

在提示区输入Enterthepointrotateabout：

0，0↙设定对话框如图10-37。

则旋转生成7个叶片如图10-38。

步骤5：

保存文件

在辅助菜单中选择并设置Level：

7（显示所有图层），结果如图10-39。

选择MainMenu/File/Save，输入文件名：

example_02.mc9，保存。

10.3.2电风扇顶部粗精加工

1．刀具轨迹生成，本例采用投影方式的精加工。

步骤1：

生成矩形曲面

在辅助菜单中选择并设置Z：

-8.000（Z向深度）

Level：

8

Cplane：

T（构图平面）

Gview：

I（等角视图）

选择MainMenu/Create/Rectangle/Options，设定如图10-40的对话框，选择2Points，根据提示输入：

Enterthelowerleftcorner：

-65，-65↙

Entertheupperrightcorner：

65，65↙，结果如图10-41。

图10-40

图10-41图10-42

步骤2：

绘制矩形边界箱

选择MainMenu/Create/Nextmenu/Bound.box，出现图10-42的对话框，按OK生成边界箱。

如图10-43所示。

选择MainMenu/Toolpaths/Jobsetup，选择边界箱的对角顶点设置毛坯的大小和位置。

步骤3：

生成矩形挖槽加工

选择MainMenu/Toolpaths/Pocket/Chain，串连选取底面矩形的四条边。

选择Done确定，出现挖槽加工参数对话框，按鼠标右键，选Gettoolfromlibrary，选择直径为Ф3.0mm球头圆柱铣刀，设定刀具参数参照图10-14，可直接用默认值。

图10-42图10-43

选择Pocketingparameters，使用默认参数。

选择Roughing/Finishingparameters，铣削方法选择Zigzag，Stepoverdistance设为：

1.0mm，其余设置如图10-16所示。

设置完成后，选择“确定”，则系统经过计算，自动生成刀位轨迹文件。

步骤4：

生成粗加工刀具轨迹

选择MainMenu/Toolpaths/Surface/Rough/Pocket/Boss/All/Surfaces，然后选择Done，出现曲面挖槽粗加工参数对话框，在Toolparameters中按鼠标右键，选Gettoolfromlibrary，选择直径为Ф8.0mm半径为R2.0的圆弧铣刀。

选择Surfaceparameters，将Drivesurfacestocktoleave设为0.5mm，其余参数采用默认值。

选择Roughparameters，按图10-44进行参数设置。

选择Pocketparameters，选择ParallelSpiral，其余参数如图10-45所示。

设置完成后，选择“确定”，根据提示Selecttoolcontainmentboundary1，串连选取底面矩形的四条边。

系统自动生成粗加工刀位轨迹文件。

图10-44

图10-45

图10-46

步骤5：

生成曲面精加工刀具轨迹

选择MainMenu/Toolpaths/Surface/Finish/Project/Boss/All/Surfaces，然后选择Done，出现曲面挖槽粗加工参数对话框，在Toolparameters中选择直径为Ф3.0mm的球头铣刀。

选择Surfaceparameters，参数采用默认值。

选择Finishprojectparameters，Sourceoperations选择步骤3所生成的挖槽刀具轨迹，如图10-46。

选择“确定”，自动完成精加工刀具轨迹。

2．加工轨迹动态模拟

选择MainMenu/Toolpaths/Operations，在OperationsManager对话框中，同时选取步骤4、步骤5创建的刀具加工轨迹。

点击Verify后，参照图10-19所示的动态仿真控制按钮。

点击最左侧侧的按钮，在图10-20选择UseJobSetupvalues设置毛坯。

仿真结果如图10-47所示。

图10-47

10.4组合体绘制与加工

10.4.1线框及曲面造型

步骤1：

进入MasterCAM系统，设置初始辅助菜单项

在辅助菜单中选择并设置Z：

-40.000

Cplane：

S

Gview：

S

Level：

1

步骤2：

绘制线框图

选择MainMenu/Create/Arc/Polar/CenterPt

在提示区输入Enterthecenterpoint：

0,0↙

Entertheradius：

20↙

Entertheinitialangle：

0↙

Enterthefinalangle：

180↙

选择Backup（或ESC）到Create/Line/Endpoints

在提示区输入Specifythefirstendpoint：

用鼠标捕捉圆弧的左端点

Specifythesecondendpoint：

用鼠标捕捉圆弧的右端点

在辅助菜单中选择并设置Z：

40.000

按上述输入数据生成Z=40.00侧视面上的图形（也可用Xform/Translate功能，输入Z80拷贝生成）。

在辅助菜单中选择并设置Z：

-10.000

选择MainMenu/Create/Line/Multi

在提示区内输入Specifyendpoint1：

-60,-10↙

Specifyendpoint2：

30,45↙

Specifyendpoint3：

30,-10↙

Specifyendpoint4：

-60,-10↙按ESC键，退出该功能。

选择MainMenu/Modify/Fillet/Radius

在提示区输入Enterthefilletradius：

10↙

根据提示Selectcurves：

串连选取（3）中所绘制的三条直线，完成倒圆角。

在辅助菜单中选择并设置Z：

0.000

Cplane：

T

Gview：

T

选择MainMenu/Create/Arc/Polar/CenterPt

在提示区输入Enterthecenterpoint：

-17,30↙

Entertheradius：

7↙

Entertheinitialangle：

0↙

Enterthefinalangle：

180↙

Enterthecenterpoint：

20,0↙

Entertheradius：

8↙

Entertheinitialangle：

0↙

Enterthefinalangle：

360↙按ESC键，退出该功能。