运用Mastercam X3模拟加工数控零件的毕业设计 08数控 朱英杰 南通城市职业学院.docx

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运用MastercamX3模拟加工数控零件的毕业设计08数控朱英杰南通城市职业学院

南通电视广播大学

08届5年制大专毕业设计论文

运用MastercamX3模拟加工数控零件

学生姓名朱英杰学号0833020118

班级08职数控

专业数控加工技术

分院机械工程系

指导教师季建华

2012年12月21日

摘要：

数控加工（numericalcontrolmachining），是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。

用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。

它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。

Mastercam不但具有强大稳定的造型功能，可设计出复杂的曲线、曲面零件，而且具有强大的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。

其可靠刀具路径效验功能使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，还能检查出刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况，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。

同时Mastercam对系统运行环境要求较低，使用户无论是在造型设计、CNC铣床、CNC车床或CNC线切割等加工操作中，都能获得最佳效果。

关键词：

数控机床发展趋势；Mastercam使用操作

目录

第一章绪论1

第二章数控机床技术3

2.1数控概念

2.2数控机床的优先以及缺点

2.2我国数控机床发展的现状与对策

2.3数控机床的发展趋势

★第三章Mastercam模拟仿真数控机床车床操作6

3.1使用Mastercam模拟进行切削加工

3.2使用Mastercam自动生成数控机床加工程序

参考文献20

结语21

致谢22

第一章绪论

作为一名机械工程的学生，将来的方向必然与数控技术密不可分。

而在我们今后的工作上、运行使用中不可避免地要产生各种故障，关键的问题是如何迅速诊断，确定故障部位，并及时排除解决，保证正常使用，提高生产效率。

近年来，随着计算机技术的发展，数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域，尤其是机械制造业中，普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。

目前国外机械设备的数控化率已达到85%以上，而我国的机械设备的数控化率不足20%，随着我国机制行业新技术的应用，我国世界制造业加工中心地位形成，数控机床的使用、维修、维护人员在全国各工业城市都非常紧缺，再加上数控加工人员从业面非常广，可在现代制造业的模具、钟表业、五金行业、中小制造业、从事相应公司企业的电脑绘图、数控编程设计、加工中心操作、模具设计与制造、电火花及线切割工作，所以目前现有的数控技术人才无法满足制造业的需求，而且人才市场上的这类人才储备并不大，企业要在人才市场上寻觅合适的人才显得比较困难，我们的高级技工在未来5—10年内仍会有大量的人才缺口。

数控专业的就业前景自然是当乐观。

数控人才的匾乏无疑是我国制造业与国际先进工业国家相比存在着很大的差距的要原因之一。

由于数控技术是最典型的、应用最广泛的机电光一体化综合技术，我国迫切需要大量的从研究开发到使用维修的各个层次的技术人才。

因此，既有学历又有很强操作能力的数控加工人才更是成为社会较紧缺、企业最急需的人才。

这就很明显的证明了数控机床的研究与应用必定对我们今后的人生有很大的帮助！

在学校实习时，我也曾经接触过机床与数控机床，感觉它们的区别之大：

普通机床的操作是由个人完成，在根据不同的加工要求下，急时做好对机床的调整，例如：

对一段圆柱进行车圆锥面的时候，根据要求进行计算，将小滑板法转到计算出的角度；而数控机床只要根据技术员所编程序进行车削，自动调整，无须人力。

从而看出数控机床比一般机床的高技术性、高效率等，体现了数控机床的优越性、高性能。

数控机床根据所实现加工的情况不同，也有不同的型号。

我们刚开始接触数控机床，使用的是模拟型，在厂里所接触的就属于实用型，在这两者之间，也有不同的区别：

程序所须代码的意思不同、系统不同、机床按键不同等。

同时，根据实际情况所需，数控机床上的功能也随之变动：

有的适用于加工普通零件，有的适用于加工高精度的零件。

模型弄数控机床，是根据你所编的程度进行操作，没有任何的变动，相当于执行你的指令，不会自我完善；实用型数控机床则相反，它会根据所出现的情况，辨别进行完善，例如：

机床用麻花钻进行钻孔，如果你没有设置退刀程序，模拟机床会根据你的程序，一直到钻孔结束；而厂里的机床，可以根据你设置的程序，进行完善，在钻孔时，会自动退一点点，让孔内的铁屑随着退刀出来，再继续钻孔。

在这样的对比之下，可以看出数控机床在向着人类所期待完美状态前进，它的“成长”标志着社会生产水平的发展，是我们人类的重要标志之一。

第二章数控机床技术

2.1数控的概念

数控机床是数字控制机床（Computernumericalcontrolmachinetools）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，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。

2.2数控机床的优先以及缺点

优点：

1、加工对象改型的适应性强可以快速地从加工一种零件转变为加工另一种零件，这就为单件、小批以及试制新产品提供了极大的便利。

节约时间，资金。

2、加工精度高首先结构上引入滚珠丝杆其次采用软件精度补偿技术最后是加工全程由程序控制加工，减少人为因素对加工精度的影响。

能加工结构很复杂的工件，如螺旋浆。

3、生产效率高

4、自动化程度高

5、良好的经济效益

6、有利于生产管理的现代化

缺点：

1、由于费用高昂，加工大批量零件不利。

2、操作人员要求素质高，工资成本高。

3、系统复杂，维护费用高。

总之：

杀鸡不要用牛刀。

2.3我国数控机床发展的现状与对策

目前，我国国产中高档数控切割机床产品总的情况是质量上不去而成本又下不来。

主要有两大原因：

一方面，我们高档数控系统和功能部件的国外依赖度太高；另一方面，我们在深层次的技术开发方面的掌握度不够，只知其然，而不知其所以然。

比如，一台高档数控切割机床往往是高档数控系统和高档功能部件的集合体，而企业仅限于使用标准平台上的那些功能，即使采用的是同样的高档数控系统，国内机床应用水平和适应范围也受到局限。

关键就在于我们在软件开发的深度和广度上不够，性能和质量也上不去。

现在需要行业进行深层次的技术，研究点产业化技术，只有这样产品竞争力才能提上去。

为此，现在国内不少机床企业在数控系统上搞二次开发的能力明显不够，因此，突破数控系统及主要功能部件的发展瓶颈显得尤为迫切。

现在有人提出，在五年内中国数控切割机床企业要由大变强。

这必须认清我国数控机床产业发展的现实情况，即由于我们在整体研发体系等方面的不足，要想在短期内全面提升国产中高档数控切割机床的产业化水平还困难重重，扎扎实实地往这个方向逐步推进。

通过行业内的讨论以及我国对数控机床行业的支持政策分析，以下三方面的对策以提高我国国产中高档数控机床产业：

第一，在向行业主要服务领域重点企业主导产品的典型零件加工装备上有突破性进展。

第二，国产数控切割机床特别是中高档数控切割机床在国内市场占有率明显提高，国内中高档数控切割机床应用数控系统和主要功能部件国产化率明显提高。

第三，少数几种或更多机床工具产品成为国际知名品牌，少数几家或更多企业成为世界强势企业。

目前，国内机床制造企业总体上是大而不强，而功能部件和数控系统企业则是既不大也不强。

实现我国数控机床产业的复兴必须以点带面，首先在一些重点应用领域实现突破。

2.4数控机床的发展趋势

近几年来我国机床行业保持着较高的景气，行业规模持续增长，产量增速远高于机械工业平均水平。

2010年，在金融危机对全球机床行业都造成严重冲击的情况下，我国机床行业却呈现出前抑后扬的态势。

　　近几年来我国机床行业保持着较高的景气，行业规模持续增长，产量增速远高于机械工业平均水平。

2010年，在金融危机对全球机床行业都造成严重冲击的情况下，我国机床行业却呈现出前抑后扬的态势。

有数据表明，我国机床行业全年累计完成工业总产值4014.2亿元，同比增长16.1%，国产金属加工机床产值市场占有率由上年的61%提高到70%，其中国产数控机床由51.6%提高到62%，行业完成固定资产投资额同比增长36%。

我国首次成为世界机床第一大生产国。

　　2011年1—6月机床工具行业工业总产值和产品销售产值继续维持在较高增长水平，各月月度工业总产值同比增速较上年年末有所放缓。

6月份单月产值达到634.9亿元，创历史月度产值最高记录。

　　然而尽管我国机床行业庞大，但是与国外相比，还不够强。

中国机床工具工业协会常务副理事长吴柏林也曾提到，关于我国现阶段机床行业的基本特征是大而不强，其主要矛盾是国内市场需求结构的加速升级与行业供给能力不相适应的矛盾。

这些还主要表现在：

1、低档产品产能过剩；2、科技基础薄弱、产品质量水平低，新产品开发能力不强，自主知识产权拥有量与产业发展不相适应，导致高档数控机床品种少，大部分需进口；3、缺乏大型国际集团、市场竞争力弱；4、功能部件发展滞后，特别是关键功能部件，在品种和生产能力等方面存在很大差距，成为数控机床产业发展瓶颈；5、金属加工机床产业总体规模不小，但数控机床产业规模不大，产量集中度也不够；6、制造企业的技术装备比较落后，综合管理和服务能力不强。

因为上诉原因我国机床普遍依赖进口，导致进口机床不断大量进入国内市场，对我国发展数控机床产业产生了较大冲击，特别是一些大型、重型机床，如龙门铣、龙门加工中心、铣镗床、立式车床、数控齿轮加工机床等进口单价走低，对市场需求已开始下滑的大型、重型机床市场造成了更加严酷的竞争。

此外持续进口大量加工中心、数控车床等量大面广的机床产品，对我国机床企业进行结构调整、产业升级将造成长期的负面影响。

那么我们该如何克服这些问题，真正做到“大”而“强”，做到不依赖进口，自主研究，独立创新呢。

首先加强机床行业重点企业技术中心建设，加强行业技术创新平台的建设，建立以企业为主体、市场导向、产学研结合的技术创新体系；其次形成科技人才培育和激励机制，鼓励数控机床制造企业通过集成创新，引进消化吸收再创新及与用户联合开发，提高机床的标准，做到高精度、高质量加工，高效率、复合型加工，高操作性、智能化人机界面，综合生产管理、数字化、信息化加工，加快高档数控机床的发展；最后是国家支持国产数控机床开拓国内市场，扶持国产高档数控机床首台首套开发的应用。

★第三章：

Mastercam模拟仿真数控机床车床操作

3.1使用Mastercam模拟进行切削加工

使用Mastercam模拟加工能够快速的完成并且能提前发现改正刀具及刀具路径，并自主生成程序。

下面我就使用Mastercam绘制加工车削组合件。

组合件工件图：

首先打开Mastercam（本次模拟加工使用的是MastercamX3）

点击机床类型-车床-默认模拟生成车削加工系统

点击刀具路径管理界面的属性-材料设置

选择素材和夹爪的信息内容设置毛培与卡盘大小，生成如下图

开始模拟车削

画出左端外轮廓刀具路径，然后选择刀具路径-粗车在串联选项中选择画出的刀具路径，点击确定，出现如下图，选择合适刀具并设置粗加工参数，点击确定就自动完成外轮廓的粗车。

继续选择刀具路径-精车选择先前刀具路径，并设置精车参数后点击确定自动完成外轮廓的精车。

画出左端两个外槽的刀具路径，选择刀具路径-车床径向车削刀具路径用两点法选取两个槽，然后选择合适的刀具，设置径向粗车与精车参数，点击确定自动完成两个外槽的加工。

接下来开始钻孔，点击刀具路径-钻孔选择直径20mm钻孔刀，设置钻孔深度，点击确定自动完成钻孔。

画出左端内孔的刀路径，并使用刀具路径中的粗车与精车，选择合适的刀具进行加工。

接下来就模拟进行右端外轮廓的加工，首先选择车削加工，并在设置中选择合适的材料与夹爪。

画出右端外轮廓的刀具路径，使用粗车与精车，选择合适的刀具进行加工。

画出左端外槽的的刀具路径，并使用两点法选择刀具路径，选择合适的刀具与粗警车参数，并且在径向车削外形参数中选择锥底角倒角，倒角宽1.5mm，点击确定自动切槽。

下面加工外螺纹，点击刀具路径-车螺纹选择合适的螺纹刀并在螺纹型式参数中设置导程，大小直径，螺纹深度，起始位置，终止位置，点击确定自动加工螺纹。

最后加工组合零件。

首先画出外轮廓刀具路径，然后使用刀具路径选用合适的刀具进行粗车与精车。

接着对工件进行打孔，选择合适的刀具打孔。

画出内孔的刀具路径，并使用刀具路径选择合适的刀具进行粗车与精车。

画出内槽的刀具路径，使用两点法选择刀具路径并使用合适的刀具加工出内槽。

加工内螺纹，选择合适的刀具并根据螺纹位置与数据填写螺纹形式参数，最后自动加工出内螺纹。

最后切断，选择刀具路径-截断选择要截断的点，选择合适的刀具，点击确定完成切断。

组合件的模拟加工完成

3.2使用Mastercam自动生成数控机床加工程序

选择G1即可自动生成程序，由于自动生成程序过多我只生成右端外轮廓粗车与精车为例：

G21

（TOOL-3OFFSET-3）

（ODFINISHRIGHT-35DEG.INSERT-VNMG160408）

G0T0303

G97S3600M03

G0G54X46.227Z4.5

G50S3600

G96S550

G99G1Z2.5F.5

Z-64.8

X50.

X52.828Z-63.386

G0Z4.5

X42.454

G1Z2.5

Z-64.8

X46.627

X49.455Z-63.386

G0Z4.5

X38.68

G1Z2.5

Z-64.761

G2X39.64Z-64.8R3.

G1X42.854

X45.682Z-63.386

G0Z4.5

X34.907

G1Z2.5

Z-63.644

G2X39.08Z-64.787R3.

G1X41.909Z-63.373

G0Z4.5

X31.134

G1Z2.5

Z-49.42

X33.67Z-62.099

G2X35.307Z-63.876R3.

G1X38.136Z-62.461

G0Z4.5

X27.361

G1Z2.5

Z-25.103

G3X27.4Z-25.3R1.

G1Z-40.3

Z-44.8

X28.4

G3X30.39Z-45.7R1.

G1X31.534Z-51.42

X34.362Z-50.005

G0Z4.5

X23.587

G1Z2.5

Z-22.995

G3X23.814Z-23.093R1.

G1X26.814Z-24.593

G3X27.4Z-25.3R1.

G1Z-40.3

Z-44.8

X27.761

X30.589Z-43.386

G0Z4.5

X19.814

G1Z2.5

Z-.093

X21.814Z-1.093

G3X22.4Z-1.8R1.

G1Z-22.8

G3X23.814Z-23.093R1.

G1X23.987Z-23.18

X26.816Z-21.765

G0Z1.766

X19.531

G1Z-.234

X21.531Z-1.234

G3X22.Z-1.8R.8

G1Z-23.

X22.4

G3X23.531Z-23.235R.8

G1X26.531Z-24.734

G3X27.Z-25.3R.8

G1Z-40.3

Z-45.

X28.4

G3X29.992Z-45.721R.8

G1X33.272Z-62.118

G2X39.64Z-65.R3.2

G1X50.

X52.828Z-63.586

G28U0.W0.M05

T0300

M30

参考文献

①《MastercamX3基础培训基本教程》刘胜建李国辉许朝山北京航空航天大学出版社

②《机电新产品导报》2012年第12期

③《机床数控系统的发展趋势》黄勇陈子辰浙江大学

④《Mastercam应用软件实训》李晓机械工业出版社

结语

无论在数控设备的机械性能方面还是在数控技术的智能化水平方面，我国都远远落后于发达国家，机床从普通转变为数控型机床，经历不同年代的变化，在不断的进步、不断的发展，所以数控机床是社会进步的重要标志之一。

而作为年轻一代的我们，只有不断的提高自己的专业技能，不断的学习相关的知识并付诸实践，谨慎严密的做好自己的工作将数控机床的故障排除并且很好的为其维护与保养，我坚信，以我国的数控机床的技术先进、质量可靠、性能优越，数控机床的发展前途必然很广阔，必定会有美好的前景。

致谢

大专五年学习时光已经接近尾声，在此我想对我的母校，我的父母、亲人们，我的老师和同学们表达我由衷的谢意。

同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学和朋友。

从开始写作至本论文最终定稿，总共花费了我一个月以来所有的业余时间。

其中还多亏了辅导老师的细心教导，同学之间的互相帮助与学习。

感谢08数控所有的任课老师，是你们让我能够静静地坐下来，在知识的海洋里吸取更多的营养，从而能够为自己进一步地加油充电。

通过论文的撰写，使我能够更系统、全面地学习有关数控机床的理论知识，并得以借鉴众多专家学者的宝贵经验，这对于我今后的学习与工作，无疑是不可多得的宝贵财富。

由于我的理论水平比较有限，论文中针对有些观点的归纳和阐述难免有疏漏和不足的地方，真诚的希望老师严格指正。

最后，祝母校蒸蒸日上，永创辉煌！