基于MasterCAM的数控加工鼠标仿真研究.docx

1、基于MasterCAM的数控加工鼠标仿真研究摘 要MASTERCAM 技术是实现产品设计和制造自动化的关键技术，在产品开发中，引入该技术进行产品设计及数控加工，能大大提高产品的生产效率和质量。曲面在机械产品和模具设计中应用广泛，而且由于曲面的特点，决定了只有用MASTERCAM技术才能缩短产品设计，制造周期，提高产品的质量。本课题就是基于MASTERCAM软件围绕着这一应用主题展开。鼠标模型是一个比较典型的曲面模型，本课题就是用MASTERCAM软件进行鼠标的三维曲面建模，仿真加工零件，生成加工程序并在数控机床上加工出其模型。首先根据图形实物，确定各部分之间的比例关系并参照自己的设计建出鼠标的

2、三维模型。创建后的实体模型可以在CAM种生成精确的刀具路径。生成的刀具路径，可以通过后置处理产生用于特定的数控机床的加工代码。生成的加工代码传输到指定的数控机床上来完成鼠标的数控加工。通过本次研究进一步证实了MASTERCAM软件在曲面建模加工中所具有的强大功能。关键字：鼠标 MASTERCAM 建模 数控加工AbstractMASTERCAM technology is a product design and manufacturing automation of key technology, product development, the introduction of the te

3、chnology, product design and CNC machining, can greatly increase production efficiency and quality. surface in the mold design of mechanical products and is widely used, and because the surface characteristics determine that only by MASTERCAM technology to reduce produce design, manufacturing cycle

4、and improve product quality. this issue is based on MASTERCAM software applications around the theme started.Mouse model is a typical surface model, this issue is to use the mouse software MASTERCAM three-dimensional surface modeling, simulation process model parts, build processing and processing o

5、f CNC machine tools out of their model. first of all, according to graphic objects, to determine the proportional relationship between the parts and the light of their own design using cad modeling to create three-dimensional model of the mouse. after creating a solid model can generate accurate CAM

6、 tool path generate tool peths can be generated by post-processing for specific CNC machining code. generated code for transmission to the designated processing CNC machining up to complete mouse.Through this study further confirmed the MASTERCAM software is powered in surface modeling and processin

7、g.Key words: Mouse; MASTERCAM；Modeling; NC 目 录摘 要 1Abstract 2第一章 绪论 51.1引言 51.2 选题的背景及意义 51.3 MASTERCAM技术国内外发展状况 61.4课题的基础了解 81.5本文主要研究的内容 9第二章 MasterCam 的曲面建模理论 102.1 引言 102.2 曲面建模概述 102.3曲面建模的基本原则 112.4曲面建模理论 112.4.1Master CAM的Function plot(F plot)绘图功能 112.4 .2 cad模块建模 142.5 本章小结 14第三章 软件平台 153.1

8、Master CAM软件简介 153.2 Master CAM的两大模块 163.2.1CAD设计模块 163.2.2CAM模块 173.3二维铣床加工系统 173.4 Master CAM Mill (铣削) 183.4.1型腔加工，轮廓加工以及钻孔操作 183.4.2粗加工功能强大 193.4.3 多种精加工方式 203.4.4 清除加工 203.4.5 高速加工 213.4.6 多轴加工 213.4.7 可靠的加工路径验证功能 223.5本章小结 23第四章 鼠标的仿真加工 244.1 鼠标的建模 244.2鼠标加工 294.2.1 粗加工 294.2.2 精加工 324.2.3 加工仿

9、真 344.2.3生成G代码 384.3本章小结 39第五章 总结 40致 谢 41参考文献 42第一章 绪论1.1引言 随着CAD,CAM等技术不断发展和日趋完善，它们在各个领域得到了机器广泛的应用。其中MASTERCAM软件是这一技术发展得比较成功的软件之一，它是从二维绘图，数控加工编程，曲面造型等功能发展起来的软件。目前已广泛应用于航空，汽车，通用机械等领域，同时也被当今许多世界领先的制造商用来从事概念设计，工业设计，详细的机械设计及其工程仿真和数控加工等领域。其CAD模块尤其出色，在同类软件中处于绝对领先地位，它提供了一种交互式编程工具，可计算生成精确可靠的刀具加工轨迹，是一个功能强大

10、的计算机辅助制造模块。1.2 选题的背景及意义 现代制造业所面对的经常是具有复杂型腔的高精度模具制造及复杂产品的外型加工，其共同特点是以复杂三维型面为结构主体，整体结构紧凑，制造精度要求高，加工成型难度极大。通过近几年对MASTERCAM软件的应用的摸索，针对上述制造过程中普遍存在的技术难点，将传统的工艺方案中适用现代数控加工的精华部分溶入MASTERCAM的应用过程，总结出一套适用于各类复杂型面的数控加工编程方法。鉴于传统模具加工的缺点，采用MASTERCAM这样一套当今世界上最先进和密集集成，面向制造业的高端软件，通过对目前电子市场上的最常见的，具有典型面结构的鼠标模具进行造型和加工，实现

11、模具的快速制造及对市场的快速响应。本课题主要是鼠标设计与数控仿真加工，其研究意义如下：（1） 课余参加过MASTERCAM软件的学习，但是只要掌握了该软件的最基本的功能，通过这次课题，可以使我更加多掌握该软件的功能。这次的鼠标造型主要是以曲面造型为主，而MASTERCAM软件在自由曲面建模上有很强大的功能，做起模型来较方便。（2） MASTERCAM的高端技术可使鼠标模型在CAM 中生成精确的加工路径，可以很清晰地观察到模拟加工的全过程。（3） MASTERCAM的加工后置处理模块可方便地建立自己的加工的后置处理程序，该模块适用于目前世界上几乎所有的主流NC机场和加工中心，而且该模块在多年的应

12、用中已被证明使用于25轴或更多轴的铣削加工。（4） 通过MASTERCAM软件完成鼠标的设计，一方面可以培养我们的设计能力，掌握正确的思维方法和设计的基本技能，灵一方面可以提高独立思考，综合分析的能力，在设计过程中促使我们学习更多知识，掌握自我学习能力。1.3 MASTERCAM技术国内外发展状况 对数控加工来说，加工程序是十分重要的，它要确保加工刀具能够安全而有效地加工出合格的零件，因此，数控程序的仿真验证就成为加工过程中十分重要的环节。传统上人们采用试切的方法来解决数控程序的仿真验证问题。试切直观地反映了加工过程，因此在实际生产中基本上能满足程序验证的需要。但这种方法存在固有的缺点：如加工

13、时间较长；加工精度不高；影响周围环境；加工参数无法验证；加工费用巨大等。为此，国内外许多研究人员一直在研究能逐步代替试切的仿真方法。随着计算机软、硬件技术的的不断发展，利用计算机模拟数控加工过程已经成为可能，本文开发的数控加工仿真系统，可以在不消耗实际材料、不需要真实机床设备的情况下，进行零件切削过程的模拟，数控程序的检验，分析零件的可加工性和工序的合理性。能够缩短产品的研制周期，降低成本，提高产品质量。Master CAM是集设计和制造、数控机床自动编程于一体的CAD /CAM软件,是目前世界上应用最广泛、最优秀的软件之一,也是目前在我国应用最广泛、最有代表性的CAD /CAM软件之一,完成

14、零件几何造型、刀具路径生成、加工模拟仿真、数控加工程序生成和数据传输,最终完成零件的数控机床加工。与传统的设计方法比较,Master CAM软件优越性体现在:强大的零件造型功能,型腔铣、轮廓铣和点位加工功能,强劲的曲面粗加工功能,灵活的曲面精加工功能,提高曲面加工效率的最优功能,简捷的加工参数管理及优化工具功能,方便的文件管理及数据交换功能。Master CAM软件可以通过多种途径来完成零件造型,其具有全特征化造型功能和强大的图形编辑、转换处理功能。Master CAM的制造模块可生成和管理多种类型(铣、车、线切割)的数控加工操作。Master CAM具有的关联性特征将加工操作和几何图形、工艺

15、参数联系在一起,既当零件图形或工艺参数被修改时,刀具加工路径可以方便地自动重新生成。 美国CNC Softvare公司开发的Master CAM软件集CAD/CAM功能于一体，用户在CAM部分绘制零件的二维或者三维图形，即可在CAM部分选择相应的刀具路径，Master CAM自动生成刀具路径的NCI文件，通过与数控机床适应的后置处理器文件，可快速生成加工用NC文件。和常规CAD类设计软件一样，其CAD部分可绘制的图素主要有直线、圆弧，椭圆和多边形等。其他一些较复杂的曲线的绘制。需另行编写程序绘制图形，然后将生成的图形调入进行修改方可使用。在进行产品设计时用Master CAM绘制复杂曲线与曲面

16、，经常会涉及到复杂曲线、曲面的绘制，如电脑鼠标曲线，齿轮的渐开线、心形线轮廓的凸轮、阿基米德螺旋面等，设计人员使用AutoCAD, ProENGINEER或者UG均能绘制出相应曲线、曲面，只是方法比较复杂，不利干掌握和使用。设计者使用Master CAM中的Fplot命令可以精确绘制各种复杂曲线、曲面，只要调用软件中chook文件夹中的*.eqn文件，结合所绘制曲线、曲面的参数方程对文件稍加修改，便可得出所需要的曲线或曲面的形状。通过这种方法绘制的曲线和曲面简便快捷，易于掌握，给设计者提供了方便。李波1介绍了基于Master Cam的绘图环境下，提出一种应用Master CAM的Function绘图功能，绘制方程式及参数式曲线及曲面，用于高精度几何图形的绘制。使用Master C