基于mastercam的鼠标造型与加工.docx
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基于mastercam的鼠标造型与加工
基于mastercam的鼠标造型与加工
摘要
Mastercam是美国CNC公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件,它具有方便直观的几何造型Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境,其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件
提供了多种先进的粗加工技术,以提高零件加工的效率和质量。
Mastercam还具有丰富的曲面精加工功能,可以从中选择最好的方法,加工最复杂的零件。
Mastercam的多轴加工功能,为零件的加工提供了更多的灵活性Mastercam提供400种以上的后置处理文件以适用于各种类型的数控系统,我厂采用的是FANUC系统,机床为四轴联动卧式铣床。
根据机床的实际结构,我们编制了专门的后置处理文件,绳槽曲面加工刀具路径NCI文件经后置处理后生成加工程序。
使用Mastercam实现DNC加工,DNC(直接数控)是指用一台计算机直接控制多台数控机床,其技术是实现CAD/CAM的关键技术之一。
由于本工件较大,处理的数据多,所生成的程序长,数控机床的磁泡存储器已不能满足程序量的要求,这样就必须采用DNC加工方式,利用RS-232串行接口,将计算机和数控机床连接起来。
利用Mastercam的Communic功能进行通讯,而不必考虑机床的内存不足问题,经大量的实践,用Mastercam软件编制复杂零件的加工程序极为方便,而且能对加工过程进行实时仿真,真实反映加工过程中的实际情况,不愧为一优秀的CAD/CAM软件论文研究基于Mastercam,基于Mastercam实现鼠标的造型与加工,论文首先简要介绍了Mastercam及其实现技术,Mastercam的构成及主要流程;然后详细介绍了基于mastercam的鼠标造型与加工,并给出了基于mastercam的鼠标造型与加工实现方案及技术细节。
Mastercam软件是最经济有效率的全方位的软件系统,值得深入学习
关键词:
MastercamCAD/CAM鼠标造型与加工
Abstract
CNCMastercamistheUnitedStatestodevelopPC-basedplatformforCAD/CAMsoftware,itisconvenientintuitivegeometryMastercamprovidesthenecessarydesigncomponentsformtheidealenvironment,itsstrongandstablemodelingcapabilitiestodesigncomplexcurve,surfaceparts.
Mastercamstronglyroughsurfaceandsurfacefinishingflexiblefeatures.Mastercamprovidesawiderangeofadvancedtechnologiesrough,sparepartsprocessingtoenhancetheefficiencyandquality.Mastercamalsorichinsurfacefinishing,youcanchoosefromthebestmethod,processingthemostcomplexparts.Mastercammulti-axisprocessingfunctions,aspartoftheprocesstoprovidemoreflexibility.
Mastercamprovidemorethan400kindsofpost-processingdocumentstoapplytoalltypesofCNC,IusedtheplantisFANUCsystem,4-axismachinetoolsformillingmachinehorizontallinkage.Accordingtotheactualmachinetoolstructure,wepreparedaspecialpost-processingdocuments,groovesurfaceprocessingtoolpathbytheNCIpost-processingdocumentsgeneratedafterprocessing.
TheuseofMastercamachieveDNCprocessing,DNC(directnumericalcontrol)referstothedirectcontrolofacomputernumericalcontrolmachinetoolsandmore,thetechnologyistherealizationofCAD/CAMoneofthekeytechnologies.Aspartofthislarger,processingofdata,generatedbythelongprocess,theCNCmachinetoolsmagneticbubblememoryhasbeenunabletomeettherequirementsofprocedures,sowemustuseDNCprocessing,useRS-232serialinterface,CNCmachinetoolsandcomputerstolinkup.TheuseofMastercamCommunicfunctiontelecommunications,machinetoolswithouthavingtoconsidertheissueofmemory,withalotofpractice,withMastercamsoftwarecomponentsofcomplexproceduresforprocessingextremelyconvenient,butalsoontheprocessingofreal-timesimulation,atruereflectionoftheactualprocessing,DeservestobeanexcellentCAD.
Abstract………………………………………………...I。
1.Mastercam软件简介…………………6
1.1mastercamX模块介绍………………………………………...6
1.2Mastercam软件的各功能及利用软件优化塑件模型…………7
2Mastercam加工制造(CAM)……………………………………..7
2.1二维铣床加工系统…………………………………………..8
2.2MastercamMill……………………………………………….8
2.2.型腔加工、轮廓加工以及钻孔操作………………………..8
2.2.2加工功能强大……………………………………………….9
2.2.3多种精加工方式………………………………………….10
2.2.4清除加工……………………………………...........11
22.5高速加工…………………………………………………..11
2.2.6多轴加工………………………………………………….12
2.2.7可靠的加工路径验证功能……………………………….12
2.2.8进给率的智能化优化…………………………………….12
3MastercamLathe(车削)……………………………………….13
4注射模和注射成型工艺………………………………………13
4.1注射的含义………………………………………………….13
4.2注射成型原理……………………………………………….13
4.3注射工艺过程……………………………………………….14
5Mastercam软件优化塑料模型--鼠标的曲面造型与加工….16
结论……………………………………………………………………..29
致谢……………………………………………………………………….30
前言
Mastercam软件是美国CNCSoftware,INC开发的CAD/CAM系统,是最经济有效率的全方位的软件系统。
包括美国在内的各工业大国皆一致采用本系统,作为设计、加工制造的标准。
是工业界及学校广泛采用的CAD/CAM系统。
随着制造业的快速发展,零件模具的设计和实现技术也迅速发展,出现了多种较成熟的实现技术。
由于Mastercam技术具有多方面的优点,机械设计领域被广泛采用,同时Mastercam技术还处在不断的发展之中,这正是论文选题的主要依据和动机。
计算机技术在注射模中的应用主要表现在以下几个方面:
1.塑料制品的设计:
基于特征的三维造型软件为设计者提供了方便的设计平台,而且制品的质量、体积等各种物理参数为后续的模具设计和分析打下了良妤的基础。
2.结构分析:
利用有限元分析软件可以对制品的强度、应力等进行分析,改善制品的结构设计。
3.模具结构设计:
根据塑料制品的形状、精度、大小、工艺要求和生产批量,模具设计软件会提供相应的设计步骤、参数选择.计算公式以及标准模架等,最后给出全套模几结构设计图。
4.模具开合模运动仿真:
运用MastercamX软件自身提供的造型设计(CAD)技术可对模具开模、合模以及制品被推出的全过程进行仿真,从而检查出模具结构设计的不合理处,并及时更正,以减少修模时间。
5.注射过程数值分析:
采用Moldflow软件中CAE方法可以模拟塑料熔体在模腔中的流动与保压过程,其结果对改进模具浇注系统及调整注塑工艺参数有着重要的指导意义,同时还可检验模具的刚度和强度、制品的翘曲性、模壁的冷却过程等。
Mastercam软件简介
简介
Mastercam是美国CNCsoftware公司开发的基于PC平台的CAD/CAM一体化软件,它具有方便直观的几何造型Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境,其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。
Mastercam具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。
Mastercam提供了多种先进的粗加工技术,以提高零件加工的效率和质量。
Mastercam还具有丰富的曲面精加工功能,可以从中选择最好的方法,加工最复杂的零件。
Mastercam的多轴加工功能,为零件的加工提供了更多的灵活性。
可靠的刀具路径校验功能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,还能检查刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况。
Mastercam提供400种以上的后置处理文件以适用于各种类型的数控系统,我厂采用的是FANUC系统,机床为四轴联动卧式铣床。
根据机床的实际结构,我们编制了专门的后置处理文件,绳槽曲面加工刀具路径NCI文件经后置处理后生成加工程序。
1.1mastercamX模块介绍
mastercam主要包括两大模块,分别是CAD设计模块和CAM模块
1.1.1CAD设计模块
该模块主要是进行二维和三维图形设计。
他提供了相当全面的图形绘制工具,造型功能十分强大,可方便的绘制出复杂的曲线和曲面零件,还可以根据用户的具体要求生成特点的方程曲线,除此之外,还兼容其他格式的工程图形,例如autoCAD的DWG和,pro/e的prt等,更加方便用户的导入。
他与SolidWorks三维参数化实体造型软件也有特定的数据接口。
1.1.2CAM模块
CAM模块主要还包括了MILL(铣床加工),Lathe(车床加工)和Router(刨削加工)三部分,其中以铣床加工使用的最多。
Mastercam系统中的刀具路径是相应加工零件模型生成德,即使修改零件的集合参数后,依然能迅速且准确的更新刀具的路径。
根据用户对刀具类型级相关参数进行设置,CAM模块并模拟出走刀路径,经后处理后转换成NC程序。
不同类型的数控机床使用的数控代码不一样,所以在生成NC程序时,要注意选择正确的数控类型。
CAM模块向用户提供了完整的刀具库和材料库管理,用户还可以根据不同的加工要求和添加或修改刀具的参数。
在曲面的粗精加工中,Mastercam提供了8种不同的粗加工方式和10种先进的精加工方式,极大地提高加工效率和精度。
此外还加进了多轴加工功能,为零件的加工方式提供了更大的灵活性,使用户更快捷的编制出高质量的多轴加工程序
1.2Mastercam软件的各功能及利用软件优化塑件模型。
1.MastercamX中的三维造型可以分为线架造型、曲面造型以及实体造型3种,这3种造型生成的模型从不同角度来描述一个物体,它们各有侧重,各具特色,可以根据不同的需要加以选择。
2.在进行三维造型时,需要对构图面(Cplane)、构图深度(Z)及视角(Gview)进行设置后,才能准确地绘制和观察三维图形,这3个选项命令均可在辅助菜单中选择。
3.线架造型,其模型用来描述三维对象的轮廓及断面特征,它主要由点、直线、曲线等组成,不具有面和体的特征,不能进行消影、渲染等操作。
4.通过Mastercam9可以创建一些基本三维曲面,包括圆柱面(Cylinder)、圆锥面(Cone)、立方面(Block)、球面(Sphere)、圆环面(Torus)和挤压面(Extrusion)。
5.在Mastercam的曲面造型中,可利用已有的线架模型,通过不同的熔接转换可以创建不同类型的曲面。
这些曲面包括:
举升曲面(Loft)、Coons曲面(Coons)、直纹曲面(Ruled)、旋转曲面(Revolve)、扫掠曲面(Sweep)和牵引曲面(Draft)。
在Mastercam实体造型中,可以通过对绘制的曲线串联进行挤压操作、旋转操作、扫掠操作或举升操作,来创建实体模型。
在创建了实体后,可以通过导圆角、倒角、取壳、牵引面和修剪等操作对实体的边进行编辑。
1MastercamDesign(设计)
二维绘图功能:
通过Mastercam软件可以快速高效的绘制、编辑复杂的二维图形,并且能够进行图形的尺寸标注,以及工程图样的打印工作。
曲面设计功能:
通过Mastercam软件不仅可以设计和编译二维、三维曲线,还可以方便的创建曲面轮廓,如交线、分模线、剖切曲线等。
曲面造型功能:
通过Mastercam软件可以用不同的方法创建规则或不规则的曲面,如创建网格曲面、扫掠曲面、举升曲面等,还可以对曲面进行强大的编辑操作,如曲面的圆角过渡、偏置、自动修剪等。
实体建模功能:
通过Mastercam软件的特征造型和参数化设计功能,可以对实体进行拉伸、回转、扫掠、布尔运算、圆角、倒角、抽壳等处理,从而能够对各种零件进行实体的造型设计。
实体与曲面的结合:
实体与曲面的结合造型设计,可以设计出各种不规则的零件实体,从而能够满足实际生产的需要。
实体与曲面的着色:
在设计过程中,可以根据不同的需要对零件产品进行着色处理,还可以设置光照效果,从而产生逼真的效果。
2加工制造(CAM)
加工制造就是将所设计或导入的零件产品模型进行数控加工,从而能够加工成所需要的真实产品,以满足实际生产的需要。
2.1二维铣床加工系统
包括工作设置及操作管理,刀具参数设置,二维铣床加工系统各模组功能
1.CAD/CAM系统的最终目的是要生成用户CNC控制器可以解读的NC码,而其中CAM的功能是生成一种通用的刀具位置(刀具路径)数据文件(NCI文件),该文件中还包含有加工中进刀量、主轴转速、冷却控制等指令
2.对于铣床加工系统,工件的形状只能设置为立方体,设置了工件大小后,还要确定工件的位置。
Mastercam铣床加工系统中,通过设置工件的原点位置来定义工件的位置。
3.在生成刀具路径前,首先要选取该加工使用的刀具,而加工用刀具只能在当前刀具列表中选项取。
通过ToolsManager对话框可以对当前刀具列表进行设置。
4.工件材料,用户可以直接从系统材料库中选择要使用的材料,也可以设置不同的参数来定义材料。
5.在生成刀具路径后,可以通过OperationsManager(操作管理器)来进行刀具路径模拟和加工模拟以验证刀具路径是否正确,同时操作管理器还可以用来对刀具路径进行编辑和修改,最后通过其后处理器来生成CNC控制器可以解读的NC码。
6.Mastercam铣床二维加工系统中包括外形铣削、挖槽、钻孔、面铣削、全圆铣削等模组。
国内外皆采用Mastercam作为设计、加工制造的标准。
虽然对于铣床不是很熟悉,但见过老师调用,觉得利用Mastercam可以很方便的模拟加工,这对于工厂而言应该很有用,至少可以利用这个软件来验证所编刀具路径是否符合所设想的路径。
2.2MastercamMill(铣削)
MastercamMill(铣削)是专门为数控铣床和加工中心CNC而开发的铣床加工模块,其强大的铣床加工处理引擎,表现在以下方面:
2.2.1型腔加工,轮廓加工以及钻孔操作
2D的加工范围可以从非常简单到非常复杂。
Mastercam推出的所有工具都可使您达到时间的最大化使用。
型腔加工式样包括高速加工,Z字形加工,单方向加工,真环切加工,等距环切加工以及渐变环切加工等,每一种加工式样都有实施精加工的选项。
轮廓和型腔的再加工方式用一把小刀自动地清除先前切削所留下的材料。
轮廓和型腔的再加工方式用一把小刀自动地清除先前切削所留下的材料。
只要一次选择即可对多个所选的加工区域进行加工。
可动态地拖动一个型腔精加工或轮廓加工的起始点到您的模型上任一地方。
表面加工可清除整个零件或零件中岛的顶面上毛坯。
可方便地加工包含参数和NURBS样条曲线的2D和3D轮廓。
自动识别切入点并在这些点上实施预钻孔多种操作。
用了附加的实体选项,Mastercam能自动识别实体模型上要钻的孔并编制带有预钻孔操作的钻孔加工程序。
2.2.2粗加工功能强大
快速有效地大量去除毛坯上的材质对于高效的NC编程来说是最基本的要求。
Mastercam为您提供了多种技术对您的所有零件实施粗加工。
对多了曲面、实体、或两者的混合模型实施粗加工。
可用等Z轮廓或型腔加工技术实施粗加工等Z剩余料粗铣加工(remachining)能识别哪些需要用小刀去加工的区域并实施加工。
自动表面加工和临界深度识别确保哪些位于二个Z深度之间的平面在粗加工中不会留下太毛坯。
自动调整所有粗加工的切入点,这对于产品加工来说在这些点上预钻孔就容易了。
2—1
2.2.3多种精加工方式
对多个曲面、实体、或者两者的混合模型实施精加工。
新的无限制清根精加工可以在一个零件的合理段上实施精加工。
行切精加工为各种各样的工件提供了健全的加工路径。
当沿着多个曲面或实体上的原始曲线做3D投影精加工时可生成光滑而完全一致的加工路径。
等残留量加工通过使用一致的3D步距可以保持斜面和平面有一致的表面光洁度。
流线加工可以使用单个或多个曲面的原始形状去定义刀具路径达到一个比较光滑的表面光洁度。
2—2
2.2.4清除加工
剩余材质的去除要花费额外的人工和时间。
Mastercam提供的自动剩余材质识别和去除功能让您可以获得一个较好的表面光洁度。
在一个单独加工路径上,混合式剩余材质加工能随着模型的斜度改变时而改变切削方法。
等Z剩余材质铣削加工(remachining)能识别那些需要用小刀去加工的区域并实施加工,包括自动检测到临界深度。
• 新改进的清根跟踪加工方式能使刀具沿着曲面的相交线移动去清除那些难以到达区域的材质。
陡坡/浅平面加工仅仅加工那些所选曲面中斜度在二个指定角度之间的区域。
2—3
2.2.5高速加工
高速加工是一种有高效的加工方法,它将高进给率,高主轴转速,以及特定刀具和特定刀具运动结合在一起。
它能到达较快的周期和超级表面光洁度。
Mastercam包含了一系列高速加工功能有助于您使用这个高新技术。
以光滑的刀具运动进出被加工零件。
在加工平面区域时能自动地使用新的省时的最小退回以及光滑的。
高速水线(waterline)加工提供了刀具光滑进/出的等Z运动。
特殊高速清根跟踪加工可清除先前精加工所留下的材质。
高速加工区域的大量材质采用自内向外的光滑运动来清除。
新型的型芯粗加工是外向里加工。
假如碰到一个型腔,它自动转为i自内向外加工。
高速剩余料加工光滑地清除先前粗加工所留下的材质。
对轮廓零件可用光滑一致的斜线来加工。
高速表面加工
自动实施光滑的整园铣削。
高速表面加工
自动实施光滑的整园铣削。
Z-level的环形进出切削。
全‘摆线︱’切削可防止刀具损坏。
开槽加工确保把毛坯量的区域的材质光滑地被切削掉。
2.2.6多轴加工
多轴加工可使您的加工操作增加了额外的灵活程度。
Mastercam提供了一系列多轴加工的工具使您能快速高效地编制加工程序。
多曲面的5-轴粗加工和精加工。
流线5-轴的多曲面加工。
Mastercam先进的多轴加工可让您选择您正在做的工件类型并调整这界面能精确地显示您需要用的功能。
先进的根切检查功能有助于在最复杂的操作中确保安全切削。
Mastercam连接选项提供了刀具进/出,cut-to-cut加工以及切削运动之间的完整控制。
5-轴的深度切削。
对于整形真空成型的零件(vacuum-formedparts),可生成环绕模型的曲面边界的5-轴轮廓加工路径。
实施5-轴钻孔。
2—4
2.2.7可靠的加工路径验证功能
应用Mastercam的实体模型加工路径验证功能,您可看到您的零件正在从一个实体材料快上被切削下来。
在仿真过程中刀具和工夹具也能被检查和显示。
2.2.8进给率的智能化优化以单一的进给率加工整个工件将会降低效率。
做同样的工件用多种进给率可以节省时间,减少道具磨损和费用。
Mastercam能根据被切削的材质的量以及机床的能力来优化任一个2-轴或3-轴的加工路径,给您一个高效率。
即根据每一个工作改变它的进给率
2.2.3MastercamLathe(车削)Mastercam的Lathe模块,菜单功能丰富,造型方便,在刀具路径中不仅有各种外形循环,螺纹及内孔循环的粗、精加工,并集成有C轴、曲面、挖槽的加工,C轴尤其是在曲面加工中,自动编程能加工无固定逻辑关系的曲面,解决了手工无法编写和宏程序也解决不了的加工程序问题。
Lathe模块中的C轴刀路的二维和三维加工扩展和提高了数控车削中心的加工范围。
充分开发Mastercam软件的Lathe模块,利用其不同后处理的插补方式,可在哈挺T42车铣复合中心上对产品零件进行二维和三维的车铣复合的加工,提高编程效率,避免产品多次装夹所造成的重复定位误差,保证了产品的尺寸精度要求。
4.注射模和注射成型工艺
4.1注射模的含义
塑料注
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