MasterCAM三維零件加工

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1、項目九 MasterCAM ——三維零件加工 教學(xué)目標(biāo) 知識目標(biāo)： 1. 掌握 MasterCAM 軟件常用的三維加工模塊及特點 2. 掌握 MasterCAM 三維加工的參數(shù)的設(shè)置 3. 掌握程序后置處理方法 能力目標(biāo)： 1.完成對零件的加工工藝分析 4. 掌握曲面自動編程的方法和步驟 3. 實現(xiàn)機床的 DNC 加工 情感目標(biāo)： 1 、提高學(xué)生職業(yè)道德素養(yǎng) 2、培養(yǎng)學(xué)生團隊協(xié)作精神 3、培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng) 教學(xué)重點與難點 重點： 1. MasterCAM 軟件常用的三維加工模塊及特點 2. MasterCAM 三維加工的參數(shù)的設(shè)置 3. 零件的加工工藝分析

2、4. 自動編程的方法和步驟 難點： 1. 復(fù)雜曲面的工藝分析 5. 曲面自動編程的實現(xiàn)過程 教學(xué)目的 1. 了解 MasterCAM 軟件常用的三維加工模塊及特點 2. 掌握實現(xiàn)曲面自動編程的方法和過程 3. 讓學(xué)生對數(shù)控加工能夠有更深層次的體會 教學(xué)方法 總體方法： 任務(wù)驅(qū)動法 講述法、引導(dǎo)文法、示范教學(xué)法 具體方法： 學(xué)時、教具 學(xué)時： 10 學(xué)時 教具： 電腦、數(shù)控機床、工件和刀具、夾具等。 教學(xué)過程 一、項目呈現(xiàn) 講述曲面加工的特點，引導(dǎo)學(xué)生對工件的結(jié)構(gòu)和特點進行分析，并啟發(fā)他們拿出合理的項目實 施方案 二、項目分析 MasterCAM三

3、維加工是實現(xiàn)一些復(fù)雜曲面的加工的必備手段，也是數(shù)控的加工的主要內(nèi)容， 本項目主要要掌握如下內(nèi)容： 1 . MasterCAM軟件常用的三維加工模塊及功能 2 . MasterCAM三維加工的參數(shù)的設(shè)置 3 .復(fù)雜曲面自動編程的方法和步驟 4 .掌握程序后置處理方法 三、知識學(xué)習(xí) （一）MasterCAM軟件常用的三維加工模塊及功能 MASTERCAM銃床加工包括多重曲面的粗加工、 精加工另外還有多軸加工和線架加工。 線架加 工相當(dāng)于選用線架進行造型的方法造出曲面來進行加工。 多軸加工指四軸或五軸機床上加工， 即可以編制刀軸相對于工件除了三個方向的移動外增加了刀軸的轉(zhuǎn)動和擺動

4、。 使用CAD/CAM 軟件進行數(shù)控編程時，用到最多的還是對曲面進行加工。對于一個具有較為 復(fù)雜形狀的工件（如模具）而言，只有通過沿著其曲面輪廓外形進行加工才能獲得所需的形 狀。MasterCAM的曲面加工系統(tǒng)可用來生成加工曲面、實體或?qū)嶓w表面的刀具路徑。實際加 工中，大多數(shù)的零件都需要通過粗加工和精加工來完成， MASTERCAM 9 共提供了 8種粗加 工和10種精加工類型。 卜表為曲面粗加工類型 選項 特點 P平行銃削 生成一組相互平行切削粗加工刀具路徑。 R放射狀加工 生成放射狀的粗加工刀具路徑。 J投影加工 將已有的刀具路徑或幾何圖形投影到曲面上生成粗加

5、工刀具路徑。 F曲面流線 沿曲面流線方向生成粗加工刀具路徑。 C等局外形 沿曲面的等高線生成粗加工刀具路徑。 M殘料粗加工 生成清除前一刀具路徑剩余材料的刀具路徑。 K挖槽粗加工 切削所有位于曲面與凹槽邊界材料生成粗加工刀具路徑。 G鉆肖式力口工 依曲面形態(tài)，在Z方向下降生成粗加工刀具路徑 . 精加工的目的是清除粗加工后剩余的材料，以達(dá)到零件的開頭和尺寸精度的要求，精加工時, 首先要考慮的保證零件的形狀和尺寸精度。 卜表為曲面精加工類型 含義 特點 P平行銃削 生成一組按特定角度相互平行切削精加工刀具路徑。 A陡斜面加工 生成用于清除曲面斜坡上殘留材料的精加

6、工刀具路徑。 R放射狀加工 生成放射狀的精加工刀具路徑。 J投影加工 將已有的刀具路徑或幾何圖形投影到曲面上生成精加工刀具路徑。 F曲面流線 沿曲面流線方向生成精加工刀具路徑。 C等局外形 沿曲面的等高線生成精加工刀具路徑。 S淺平面加工 生成用于清除曲面淺面部分殘留材料的精加工刀具路徑，淺面積由斜坡角度決定。 E交線清角 生成用于清除曲面間交角部分殘留材料的精加工刀具路徑。 L殘料清角 生成用于清除因使用較大直徑刀具加工所殘留材料的精加工刀具路徑。 P環(huán)繞等距 生成一組在二維方向等步距環(huán)繞工件曲面的精加工刀具路徑。 （二）MasterCAM軟件三維加工模

7、塊的參數(shù)設(shè)定： 1.曲面加工的公用參數(shù)設(shè)置： 1 .曲面加工公用選項： 在進入曲面加工后， 在主功能表的上部為粗加工與精加工的選擇， 而在 其下部有以下幾個選項：（1）.加工面 （2）. CAD文件 （3）.檢測面 （4）.刀具限制 2 .刀具參數(shù)設(shè)置：刀具參數(shù)中首先是要選擇一個刀具， 在對話框中的刀具列表中選擇， 在刀具 參數(shù)選項卡中，還可以進行轉(zhuǎn)速、切削用量的設(shè)置。 3 .曲面加工參數(shù)設(shè)置：曲面加工有 8種粗加工方式和10種精加工方式，每種加工方式的參數(shù) 是有區(qū)別的，而另外一些參數(shù)則是公用的。曲面加工參數(shù)設(shè)置是 8種曲面粗加工和10種曲面 精加工共用的參數(shù)，主要設(shè)置安全高度

8、，參考高度，下刀位置和要加工的表面，在加工面的 預(yù)留量，干涉面使用選項及干涉面余量。 4 .挖槽粗加工的參數(shù)設(shè)置： 在曲面粗加工子菜單中選擇挖槽粗加工選項，可建立挖槽粗加工刀具路徑。使用挖槽粗加工 時，除了刀具參數(shù)和曲面加工參數(shù)外，還需要設(shè)置挖槽粗加工參數(shù)，他們是挖槽粗加工專有 的：1.切削方向誤差值。2.最大Z軸進給量。3.下刀方式。4.下刀點選項。5.粗銃/精 銃參數(shù)。如下圖： 5 .平行銃削精加工專有參數(shù)設(shè)置: 平行銃削參數(shù)對話框，除了 用平行銃削精加工時，完成了曲面的選擇后，彈出曲面精加工 刀具參數(shù)和曲面加工參數(shù)兩組公用的參數(shù)設(shè)置外，還需要設(shè)置

9、平行銃削精加工參數(shù)，平行銃 削精加工參數(shù)選項卡如下圖所示: 6 .等高外形精加工專有參數(shù)設(shè)置： 使用等高外形精加工時，除了刀具參數(shù)和曲面加工參數(shù)外，還需要設(shè)置等高外形精加工參數(shù)： 1 .封閉式輪廓方向。2 .開放式輪廓方向。3 .兩區(qū)段間的處理方式。 4.進退刀圓弧。5.轉(zhuǎn) 角走圓之長度。6.淺平面加工。等高外形精加工參數(shù)選項卡如下圖： 本項目主要用到以上的加工方式，其他加工方式的參數(shù)設(shè)置就不做詳細(xì)介紹了。 （三）.程序后置處理方法: 對于不同系統(tǒng)的數(shù)控機床， MasterCAM系統(tǒng)自動產(chǎn)生的 NC程序往往還要根據(jù)機床說明書的 某些規(guī)定進行少量的修改和編輯，才

10、能供機床使用。 一一后置處理。 操作管理器如下圖： 操作管理器一后處理如下圖 然后，點擊確定按鈕，輸入 NC文件名，即可生成 NC程序代碼。 四、制定計劃 (一)加工工藝分析 1.工、量、刃具選擇 (1)工具選擇 膠錘、呆扳手、尋邊器、 Z軸設(shè)定器、對刀儀、平行墊鐵等。 (2)量具選擇 游標(biāo)卡尺。?150mm：測量內(nèi)、外形輪廓尺寸； 百分表0?10mm及表座：校正鉗口； 深度游標(biāo)卡尺。?150mm：測量孔深等尺寸； (3)刀具選擇 ①10mm合金立銃刀、 ①8mm球頭銃刀。 (4)夾具選擇：機用平口鉗。 2.加工工藝方案 (1)加工工藝路線

11、 A直徑為10mm的合金立銃刀用曲面挖槽對工件進行粗加工，留 0.25mm余量 B直徑為8mm的合金球頭刀用平行銃削對工件進行精加工。 C直徑為10mm的合金立銃刀用等高精加工對工件清根加工。 (2)合理切削用量的選擇 切削用量選擇 刀具號 刀具規(guī)格 工序內(nèi)容 VF/(mm/min) n/(r/min) T01 ①10mm合金立銃刀 對工件進行粗加工 800 1500 T02 中8mm球頭銃刀 對工件進行精加工 1000 1800 T01 ①10mm合金立銃刀 對工件清根 1200 1500 (二)零件的自動編程： 1 .工件設(shè)定 工

12、作設(shè)定是用來設(shè)置當(dāng)前的工件參數(shù)，包括毛坯設(shè)置， NCI設(shè)置和刀具偏置設(shè)置等。在主 功能表中執(zhí)行菜單命令【刀具路徑】I【工作設(shè)定】 ，按如下圖所示對話框設(shè)置工件毛坯大 小，材料，工件原點等參數(shù)，單擊【確定】按鈕，完成工作設(shè)定。 2 .創(chuàng)建輔助輪廓、輔助平面 設(shè)置構(gòu)圖面為俯視圖，視角為等角視圖， 【Z】深度為-28。 主功能表中在執(zhí)行菜單命令【繪圖】I【矩形】I【一點】 ，輸入矩形寬度70,高度70,單 擊【確定】按鈕，選擇【原點】，完成矩形繪制。返回主功能菜單。在主功能表中執(zhí)行菜單 命令【繪圖】I【曲面】I【直紋曲面】I【單體】 ，選擇矩形的兩條平行線，選擇【執(zhí)行】 后再選擇

13、【執(zhí)行】，完成輔助曲面繪制如上圖。 3 .粗加工一曲面挖槽 在主功能表中執(zhí)行菜單命令【刀具路徑】I【曲面加工】I【粗加工】I【挖槽粗加工】I 【實體】I【實體主體】，選擇實體，選擇【執(zhí)行】后再選擇【執(zhí)行】 ，出現(xiàn)下圖所示對話框， 選擇直徑為10mm的立銃刀，并設(shè)置相應(yīng)刀具切削用量參數(shù)。 然后選擇“曲面加工參數(shù)”對話框，并進行圖中設(shè)置: 選擇“挖槽粗加工參數(shù)”對話框，并進行圖中設(shè)置: 單擊【確定】按鈕，用串連模式選擇矩形外框，選擇【執(zhí)行】 。完成粗加工刀具路徑如下圖:

14、 4 .精加工一平行銃削 主功能表中執(zhí)行菜單命令【刀具路徑】I【曲面加工】I【精加工】I【平行銃削】 助平面，選擇【實體】I【實體主體】 ，用右鍵選取實體，選擇【執(zhí)行】，便出現(xiàn)如下對話框 建立直徑為8mm的球刀，并進行切削參數(shù)的設(shè)定: 兇 曲面就加工-行銃削-6近好a\NCl\ffl^EL.Nn-MPFAh 取消 設(shè)定曲面加工參數(shù)對話框如下圖:  設(shè)定平行銃削精加工參數(shù)如圖: 單擊【確定】按鈕，完成曲面精加

15、工刀具路徑，如下圖所示: 5 .清角加工一等高外形精加工 在主功能表中執(zhí)行菜單命令【刀具路徑】I【曲面加工】I【精加工】I【等高外形】I【實 體】I【實體主體】，用右鍵選取實體，選擇輔助平面作為干涉面，選擇【執(zhí)行】 ，出現(xiàn)“刀 具參數(shù)”對話框。選擇直徑 10mm的平刀作為清角刀，并設(shè)置相應(yīng)切削用量參數(shù)。 選擇“曲面加工參數(shù)”對話筐并進行如下設(shè)置: 選擇“等高外形精加工參數(shù)”并進行如圖設(shè)置: 選擇“絕對坐標(biāo)”，設(shè)定“最高點”為-24.0mm, “最低點”為-28mm,單擊【確定】按鈕后再 單擊【確定】按鈕，選擇【執(zhí)行】，完成清角刀具路徑，如下圖所示

16、 然后仿真并進行程序的后置處理，生成數(shù)控代碼程序。 五、項目實施 (一)零件加工 1 .加工準(zhǔn)備 1) .閱讀零件圖，并檢查坯料的尺寸； 2) .開機、機床回參考點； 3) .輸入并檢查加工程序； 4) .安裝夾具，夾緊工件； 5) .測量刀具參數(shù)并安裝刀具。 2 .對刀 1 ) . X、Y向?qū)Φ叮翰捎霉怆娛綄み吰鲗Φ叮瑢C床坐標(biāo)系原點偏置到工件坐標(biāo)系原點上，通 過對

17、刀操作得到 X、Y偏置值，輸入到 G54中，G54中Z坐標(biāo)輸入0。 2 ) . Z向?qū)Φ叮翰捎脵C外對刀儀對刀。 3 .零件DNCm工 用數(shù)據(jù)傳輸線把 NC機和數(shù)控系統(tǒng)的 RS-232接口連接上，然后按下DNC按鈕，把數(shù)控系將進 給率調(diào)至0^^其他各個倍率開關(guān)調(diào)整至適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)，按下循環(huán)啟動鍵 ，出現(xiàn)閃爍的LSK顯示, 這時在NCsentry軟件中打開加工程序，并設(shè)置發(fā)送參數(shù)，然后點擊發(fā)送選項，調(diào)整進給率修調(diào)程 序便可控制機床運轉(zhuǎn).在機床正常運轉(zhuǎn)中，注意觀察，有變化時可適當(dāng)調(diào)整各個倍率開關(guān)，保 證加工正常進行。 4 .質(zhì)量檢測與參數(shù)修改 粗、半精加工結(jié)束后，要仔細(xì)觀察工件余量是否均勻

18、，然后選擇精加工刀具進行精加工，在 精加工過程中，要認(rèn)真觀察工件表面的光潔度怎么樣，然后確定精加工刀具是否磨損嚴(yán)重, 并及時更換刀具。 （二）零件檢測與評分 （三）加工結(jié)束，清理機床 松開夾具，卸下工件，清理機床。 六、項目評價 項目考核量化表 項目 觀測點 分值 評價方法（K） 1 0.8 0.6 0.4 計劃 決策 項目計劃合理、實施準(zhǔn)備充分、實施過程 中有完整詳細(xì)的記錄。 20 實施 檢查 在規(guī)定的時間內(nèi)能完成項目，加工產(chǎn)品尺 寸精度高、表面光滑，無缺陷；機床操作 過程中動作規(guī)范。 25 評估 討論 能

19、完整總結(jié)項目的開始、過程、結(jié)果，準(zhǔn) 確總結(jié)分析加工結(jié)果、加工中出現(xiàn)的各種 現(xiàn)象，正確回答思考題。 20 職業(yè) 系喬 時間 觀念 /、遲到、/、早退，中途離開項目 實施現(xiàn)場 10 機床 保養(yǎng) 嚴(yán)格按機床操作規(guī)范，每次操作 機床時進行日常保養(yǎng)，態(tài)度認(rèn)真。 5 5s 按照5S要求，機床打掃干凈，工 具、量具擺放整齊，地時尢污水 及其它垃圾。 5 團結(jié) 協(xié)作 配合很好，服從組長的安排，積 極主動，認(rèn)真完成本項目 10 語后 能力 積極回答問題，調(diào)理清晰。 5 總評 教學(xué)評析：本項目以MasterCAM三維加工為重點內(nèi)容， 從軟件加工的基本模塊和功能著手 ，結(jié)合 復(fù)雜曲面零件的工藝分析和自動編程 ，較詳細(xì)的闡述了自動編程的方法和過程 ，便于學(xué)生提升隊 自動編程的認(rèn)識和興趣，并很好的掌握該項目的綜合知識與技能。