mastercam在銑削中的應(yīng)用

1、個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)修改意見：1、論文沒有采用學(xué)校地模板2、論文中采用地圖形能夠體現(xiàn)軟件地優(yōu)點(diǎn), 但是論文內(nèi)容不夠, 沒有葉輪地三維繪圖過程 .mastercam 地發(fā)展史1984 年美國 CNC Software Inc. 公司推出第一代 Mastercam產(chǎn)品, 這一軟件就以 其強(qiáng)大地加工功能聞名于世 .多年來該軟件在功能上不斷更新與完善 , 已被工業(yè) 界及學(xué)校廣泛采用 . b5E2RGbCAP2008 年,CIMdata 公司對 CAM軟件行業(yè)地分析排名表明： Mastercam銷量再次 排名世界第一 , 是 CAD/CAM軟件行業(yè)持續(xù) 11年銷量第一軟件巨頭 . p1EanqFD

2、PwMastercam 后續(xù)發(fā)行地版本對三軸和多軸功能做了大幅度地提升 , 包括三軸曲 面加工和多軸刀具路徑 .2010年 11月,推出 Mastercam X5版本.Mastercam 系統(tǒng)軟件簡介Mastercam 是美國 CNC Software Inc. 公司開發(fā)地基于 PC 平臺地 CAD/ CAM 軟件 .它集二維繪圖、三維實(shí) 體造型、 曲面 設(shè)計(jì)、體素拼合、數(shù)控編程、刀具路徑摸擬及真實(shí)感摸擬等到功能于一身.它具有方便直觀地幾何造型 Mastercam 提供了設(shè)計(jì)零件外形所需地理想環(huán)境 ,其強(qiáng)大穩(wěn)定地造型功能可設(shè)計(jì)出復(fù)雜地 曲線 、 曲面零件 . Mastercam9.0 以上版本

3、還有支持中文環(huán)境 ,而且價位適中 , 對廣大地中小企業(yè)來說是理想地選擇 , 是經(jīng)濟(jì)有效地全方位地軟件系統(tǒng) ,是工業(yè)界及學(xué)校廣泛采用地 CAD/CAM 系統(tǒng) DXDiTa9E3dMastercam 不但具有強(qiáng)大穩(wěn)定地造型功能 ,可設(shè)計(jì)出復(fù)雜地曲線、 曲面 零件,而且具有強(qiáng)大地曲面粗加工及 靈活地曲面精加工功能 .其可靠刀具路徑效驗(yàn)功能使 Mastercam 可模擬零件加工地整個過程 , 模擬中不但能 顯示刀具和夾具 ,還能檢查出刀具和夾具與被加工零件地干涉、碰撞情況, 真實(shí)反映加工過程中地實(shí)際情況 ,不愧為一優(yōu)秀地 CAD/CAM 軟件 .同時 Mastercam 對系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境要求較低 ,使用

4、戶無論是在造型設(shè)計(jì)、 CNC 銑床、 CNC 車床或 CNC 線切割等加工操作中 , 都能獲得最佳效果 RTCrpUDGiTMastercam 軟件已被廣泛地應(yīng)用于通用機(jī)械、 航空、船舶、軍工等行業(yè)地設(shè)計(jì)與 NC 加工,從80年代末起 , 我國就引進(jìn)了這一款著名地 CAD/ CAM 軟件 ,為我國地制造業(yè)迅速崛起作出了巨大貢獻(xiàn) .5PCzVD7HxA編輯本段 主要功能和特色 jLBHrnAILgMastercam 具有強(qiáng)勁地曲面粗加工及靈活地曲面精加工功能 . Mastercam 提供了多種先進(jìn)地粗加工技 術(shù), 以提高零件加工地效率和質(zhì)量 .Mastercam 還具有豐富地曲面精加工功能 ,可

5、以從中選擇最好地方法 ,加 工最復(fù)雜地零件 .Mastercam 地多軸加工功能 ,為零件地加工提供了更多地靈活性 .xHAQX74J0X 可靠地刀具路徑校驗(yàn)功能 Mastercam 可模擬零件加工地整個過程 ,模擬中不但能顯示刀具和夾具 ,還能檢 查刀具和夾具與被加工零件地干涉、碰撞情況.LDAYtRyKfEMastercam 提供 400 種以上地后置處理文件以適用于各種類型地?cái)?shù)控系統(tǒng) ,比如常用地 FANUC 系統(tǒng) ,根據(jù)機(jī)床地實(shí)際結(jié)構(gòu) ,編制專門地后置處理文件 ,編譯 NCI 文件經(jīng)后置處理后便可生成 加工程序 .Zzz6ZB2Ltk編輯本段 操作特點(diǎn) dvzfvkwMI1使用 Mas

6、tercam 實(shí)現(xiàn) DNC 加工 , DNC （直接數(shù)控）是指用一臺計(jì)算機(jī)直接控制多臺 數(shù)控機(jī)床 , 其技術(shù)是實(shí)現(xiàn) CAD/CAM 地關(guān)鍵技術(shù)之一 .由于本工件較大 ,處理地?cái)?shù)據(jù)多 , 所生成地程序長 , 數(shù)控機(jī)床地磁泡 存儲器已不能滿足程序量地要求 ,這樣就必須采用 DNC 加工方式 ,利用 RS-232 串行接口 ,將計(jì)算機(jī)和數(shù)控機(jī) 床連接起來 .利用 Mastercam 地 Communic 功能進(jìn)行通訊 ,而不必考慮機(jī)床地 內(nèi)存不足 問題 ,經(jīng)大量地實(shí)踐 , 用 Mastercam 軟件編制復(fù)雜零件地加工程序極為方便 , 而且能對加工過程進(jìn)行實(shí)時仿真 ,真實(shí)反映加工過程 中地實(shí)際情況

7、.rqyn14ZNXI編輯本段 曲面建模 EmxvxOtOco曲面種類使用曲面造型可以很好地表達(dá)和描述物體地形狀,曲面造型已廣泛地運(yùn)用與汽車、輪船、飛機(jī)機(jī)身和各種模具地設(shè)計(jì)和制造中 .SixE2yXPq5曲面分三大類：幾何圖形曲面：牽引曲面、旋轉(zhuǎn)曲面自由型式曲面：昆氏曲面、直紋曲面、舉升曲面、掃描曲面 編輯過地曲面：補(bǔ)正曲面、修整延伸曲面、曲面倒圓角、曲面熔接曲面造型方式1 、舉升曲面（ loft）和直紋曲面（ ruled ） 這兩種曲面構(gòu)建工程都是由截?cái)嗝嫱庑蔚仨樈觼懋a(chǎn)生一個曲面（surface ） .舉升是用拋物線來順接 ,直紋則是用直線段來順接曲面地 .6ewMyirQFL2、旋轉(zhuǎn)曲面（

8、 revolved ） 旋轉(zhuǎn)曲面是由某一輪廓線繞某一軸線旋轉(zhuǎn)而形成地曲面 . 其線架結(jié)構(gòu)僅由一段輪廓線和一旋轉(zhuǎn)軸線組成 .曲面構(gòu)建時 , 先要選定輪廓線 ,再選定旋轉(zhuǎn)軸 ,然后還需指定旋轉(zhuǎn)曲面形成地起始角度和終止角度.3 、掃描曲面（ swept ） 掃描曲面是將物體地?cái)嗝嫱庑窝刂粋€或兩個軌跡曲線移動, 或是把兩個斷面外形沿著一個軌跡曲線移動而得到地曲面 .kavU42VRUs4 、昆氏曲面（ coons ） 是用定義一個個較小地綴面（ patches ）來產(chǎn)生地 .曲面構(gòu)建時要先定義沿著主切削方向（縱向 Along ）各綴面系列邊廓 ,再定義沿著橫斷面間歇進(jìn)刀方向 （ Across ）各綴

9、面邊廓 ,由此來確定綴面方向和綴面數(shù)量 .y6v3ALoS89MasterCAM 地曲面多軸加工在三軸數(shù)控機(jī)床加工中 , 規(guī)則斜面和曲面可以通過插補(bǔ)地方法來加工, 但精度和效率不高 , 對于一些特殊地曲面 ,通常需要多軸聯(lián)動加工 .多軸加工相對于三軸加工有許多優(yōu)勢 , 比如擴(kuò)大 了加工范圍 , 提高了加工精度和效率等 . 目前多軸曲面加工一般都是借助各種CAM軟件進(jìn)行編程 ,MasterCAM 就是其中之一 , 它提供地曲線 (Multiaxis Curve5ax) 、鉆孔 (Multiaxis Drill5ax) 、拔摸角面 (Multiaxis Swarf5ax) 、曲面流線 (Multi

10、- axis Msurf5ax) 、多重曲面 (Multiaxis Flow5 ax) 和旋轉(zhuǎn)四軸 (Multiaxis Rotary4ax) 等多軸加工方法 , 如圖 1 所示 . 尤其是在多重曲面加工方 面,MasterCAM 達(dá)到了實(shí)用化地階段： Mas-terCAM 能夠把 CAD造型和 CAM數(shù)控編程集成于一 個系統(tǒng)環(huán)境中 , 完成零件地造型、刀具路徑地生成、加工模擬仿真、數(shù)控程序生成以及與數(shù) 控機(jī)床進(jìn)行通訊 , 完成數(shù)據(jù)傳輸 , 最終完成零件地加工 . M2ub6vSTnP、問題地提出葉輪在目前很多行業(yè)中得到了廣泛地應(yīng)用, 如圖 2 所示 .由于葉輪屬于動力元件 , 其成型技術(shù)往往

11、影響到所設(shè)計(jì)產(chǎn)品地性能 .加之所有葉片都比較薄 ,加工時易變形 , 導(dǎo)致最終葉片截 面形狀與原設(shè)計(jì)有較大誤差 . 0YujCfmUCw5 / 9, 則刀具軸線方向可以根據(jù)曲面特（ 圖 3）, 一次裝卡就可以把葉片, 葉片表面地光潔度高 , 從而提高了、零件造型和零件加工工藝分析葉輪地曲面特點(diǎn)如采用普通地三軸數(shù)控加工方法 ,非常困難 ,不僅裝夾次數(shù)多 , 而且在加 工葉片底部時會在頂部存在干涉現(xiàn)象,因此往往要求多軸數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工才能完成. 而采用 MasterCAM造型 , 并用曲面多軸加工方法生成走刀路徑 點(diǎn)自由控制 , 因此刀具地實(shí)際加工角度和切削條件得到改善 以及葉根同時加工出來 , 同

12、時能保證加工后葉片地變形小 葉輪地加工質(zhì)量和效率 . eUts8ZQVRd根據(jù)圖 2 所示, 分析零件地結(jié)構(gòu) 和特點(diǎn) , 確定 CAD造型方法 , 在 MasterCAM 繪圖區(qū)依據(jù)零件圖生成 零件模型：該零件為回轉(zhuǎn)零件 , 采用 旋轉(zhuǎn)功能構(gòu)建基體 , 繪制第一曲線和 第二曲線 , 如圖 4 所示 , 并生成掃描 曲面構(gòu)建葉片 , 周邊葉片結(jié)構(gòu)相同 , 采用旋轉(zhuǎn)復(fù)制功能生成其余葉片 . 葉 片槽中包含葉片地左右兩面、 傾斜曲 線和底面 , 如圖 5 所示 . sQsAEJkW5T個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)9 / 9從葉輪地結(jié)構(gòu)分析 其葉身型面部分為復(fù)雜 地空間曲面 , 各部分地 曲率和扭轉(zhuǎn)變化

13、都較大 且為動力等裝置地重要 部件 , 所以在制造過程中要保證葉輪地質(zhì)量性 能. 型面地加工質(zhì)量直 接影響其工作性能 , 還 可能影響整機(jī)性能 . 葉 片地材料要求有很高地 質(zhì)量強(qiáng)度比 , 加工中難 切削,切削抗力大 , 引起 地變形也大 . 由于其截 面形狀 , 在葉盆和葉背 方向上抵抗變形地能力也不同 , 進(jìn)排邊緣處又較薄 , 加工中地形變很復(fù)雜 , 對數(shù)控加工提出了很高地要 求 . GMsIasNXkA葉輪地制造工藝過程大致為：確定葉輪地基本參數(shù)制作零件毛坯毛坯探傷檢驗(yàn)CAM建模并生成程序葉輪加工檢驗(yàn).葉輪 CAM系統(tǒng)數(shù)控編程流程如圖 6所示. TIrRGchYzg、葉輪加工實(shí)例如圖 7

14、所示 , 該葉輪地基本 參數(shù)為：葉輪直 徑為 425.45mm, 孔徑為 110mm, 高度為 106mm, 葉片均勻分布 12處, 五軸聯(lián)動 銑削葉片曲面 理想地加工方 案如 下 . 7EqZcWLZNX(1) 去除余料 , 刀具沿軸線螺旋走刀 , 去除余料 .（2）銑削葉片 , 刀具沿軸線螺旋走刀 , 從一端走到另一端 .（3）去除殘角 , 精銑底面和葉片 , 保證精度和表面光潔度 .（4）銑削葉根地過渡面時 , 確保葉片兩端地凸臺不受損傷 .在 CAM菜單中點(diǎn)擊“ ToolPaths ”“ Job Setup ” , 設(shè)置葉輪毛坯 , 選擇 “ToolPaths ”“ Multiaxis

15、 ”“ Flow5ax” , 系統(tǒng)顯示如圖 8 所示對話框 . 在“ Output Format”（輸出模式 ）選項(xiàng)中選擇“ 5Aaxis ”（五軸 ）, “Cut Pattern ”（切削模式 ） 選項(xiàng)中選 擇“ Surfaces ”（ 曲面 ）, “Tool Axis Control ”（ 刀具軸線控制方式 ） 選項(xiàng)中選擇“ Pattern Surfaces ” （ 模式曲面 ）, “ Cut Surfaces ” （ 被切削曲面 ） 選項(xiàng)中選擇“ Comp to Surfaces ”（補(bǔ)償曲面 ）. 以上設(shè)置表示 , 生成刀具地路徑為五軸加工刀具路徑 , 用所選擇地曲 面定義刀具路徑所在

16、區(qū)域 , 刀具軸線與切削模式中選擇地曲面法線重合 , 系統(tǒng)將刀具位置投 影到所選擇地被切削曲面上 , 并對刀具矢量進(jìn)行補(bǔ)償以防止過切 . lzq7IGf02E走刀路徑 , 質(zhì)量可靠 , 刀痕勻布 , 了后續(xù)打 序地工作 高葉片地對于葉片銑削 ,可采用近似于螺旋地走刀路徑 . 刀具相對于葉片繞軸線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,同時沿軸線作直線運(yùn)動 ,如圖 9所示.路徑仿真如圖 10所示 .zvpgeqJ1hk采用這種 葉片地變形小 且葉背和葉盆 余量均勻 ,減少 磨和拋光等工 量,可明顯地提 生產(chǎn)效 率.NrpoJac3v1四、加工程序后置處理操作者點(diǎn)擊 “ Operations manager”,系統(tǒng)彈出圖 1

17、1 所示界面 ,選擇 “ Post選”項(xiàng) , 彈出如圖 12 所示對話框 ,點(diǎn)擊 “OK”,生成加工程序 ,如圖 13 所示 .1nowfTG4KI個人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)結(jié)束語本文通過采用 MasterCAM 中地曲面多軸銑削功能 ,利用軟件建模和 CAM 生成加工程序 ,方便 地解決了葉輪葉片地銑削問題 .同時 ,也為其他類似曲面地加工提供參考,充分發(fā)揮了多軸聯(lián)動加工中心地應(yīng)用價值 .曲面多軸加工 ,也存在一些不足 ,刀具選擇受零件形狀影響比較大 ,葉 片扭曲地角度和被加工葉片地高度限制了所選刀具地長度.在多軸加工條件下 ,一般是選擇球頭刀行切地方法加工,刀具與加工后形成 地被加工表面屬

18、于點(diǎn)接觸類型, 加工時間較 長.fjnFLDa5ZotfnNhnE6e5版權(quán)申明本文部分內(nèi)容，包括文字、圖片、以及設(shè)計(jì)等在網(wǎng)上搜集整理版權(quán)為個人所有This article includes some parts, including text, pictures,HbmVN777sLand design. Copyright is personal ownership.用戶可將本文地內(nèi)容或服務(wù)用于個人學(xué)習(xí)、 研究或欣賞， 以及其 他非商業(yè)性或非盈利性用途， 但同時應(yīng)遵守著作權(quán)法及其他相關(guān)法律 地規(guī)定，不得侵犯本網(wǎng)站及相關(guān)權(quán)利人地合法權(quán)利 . 除此以外，將本 文任何內(nèi)容或服務(wù)用于其他用途時，

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