项目9 MasterCAM——三维零件加工.docx

项目九MasterCAM三维零件加工教学目标知识目标：1.掌握MasterCAM软件常用的三维加工模块及特点2 .掌握MaSterCAM三维加工的参数的设置3 .掌握程序后置处理方法能力目标：1.完成对零件的加工工艺分析4 .掌握曲面自动编程的方法和步骤5 .实现机床的DNC加工情感目标：1、提高学生职业道德素养2、培养学生团队协作精神3、培养学生严谨的工作作风教学重点与难点重点：1.MaSterCAM软件常用的三维加工模块及特点2 .MasterCAM三维加工的参数的设置3 .零件的加工工艺分析4 .自动编程的方法和步骤难点：1.复杂曲面的工艺分析5 .曲面自动编程的实现过程教学目的1 .了解MaSIeQAM软件常用的三维加工模块及特点2 .掌握实现曲面自动编程的方法和过程3 .让学生对数控加工能够有更深层次的体会教学方法总体方法：任务驱动法具体方法：讲述法、引导文法、示范教学法学时、教具学时：10学时教具：电脑、数控机床、工件和刀具、夹具等。教学过程一、项目呈现讲述曲面加工的特点，引导学生对工件的结构和特点进行分析，并启发他们拿出合理的项目实施方案。二、项目分析MasterCAM三维加工是实现一些复杂曲面的加工的必备手段，也是数控的加工的主要内容,本项目主要要掌握如下内容：1 .MaSterCAM软件常用的三维加工模块及功能2 .MaSterCAM三维加工的参数的设置3 .复杂曲面自动编程的方法和步骤4 .掌握程序后置处理方法三、知识学习（一）MaSterCAM软件常用的三维加工模块及功能MASTERCAM的铳床加工包括多重曲面的粗加工、精加工另外还有多轴加工和线架加工。线架加工相当于选用线架进行造型的方法造出曲面来进行加工。多轴加工指四轴或五轴机床上加工，即可以编制刀轴相对于工件除了三个方向的移动外增加了刀轴的转动和摆动。使用CAD/CAM软件进行数控编程时，用到最多的还是对曲面进行加工。对于一个具有较为复杂形状的工件（如模具）而言，只有通过沿着其曲面轮廓外形进行加工才能获得所需的形状。MasterCAM的曲面加工系统可用来生成加工曲面、实体或实体表面的刀具路径。实际加工中，大多数的零件都需要通过粗加工和精加工来完成，MASTERCAM9共提供了8种粗加工和10种精加工类型。下表为曲面粗加工类型选项特点P平行铳削生成一组相互平行切削粗加工刀具路径。R放射状加工生成放射状的粗加工刀具路径。J投影加工将已有的刀具路径或几何图形投影到曲面上生成粗加工刀具路径。F曲面流线沿曲面流线方向生成粗加工刀具路径。C等富外形沿曲面的等高线生成粗加工刀具路径。M残料粗加工生成清除前一刀具路径剩余材料的刀具路径。K挖槽粗加工切削所有位于曲面与凹槽边界材料生成粗加工刀具路径。G钻削式加工依曲面形态，在Z方向下降生成粗加工刀具路径.精加工的目的是清除粗加工后剩余的材料，以达到零件的开头和尺寸精度的要求，精加工时，首先要考虑的保证零件的形状和尺寸精度。下表为曲面精加工类型含义特点P平行铳削生成一组按特定角度相互平行切削精加工刀具路径。A陡斜面加工生成用于清除曲面斜坡上残留材料的精加工刀具路径。R放射状加工生成放射状的精加工刀具路径。J投影加工将己有的刀具路径或几何图形投影到曲面上生成精加工刀具路径。F曲面流线沿曲面流线方向生成精加工刀具路径。C等高外形沿曲面的等高线生成精加工刀具路径。S浅平面加工生成用于清除曲面浅面部分残留材料的精加工刀具路径,浅面积由斜坡角度决定。E交线清角生成用于清除曲面间交角部分残留材料的精加工刀具路径。1.残料清角生成用于清除因使用较大直径刀具加工所残留材料的精加工刀具路径。P环绕等距生成一组在三维方向等步距环绕工件曲面的精加工刀具路径。(二)MaSterCAM软件三维加工模块的参数设定：1.曲面加工的公用参数设置：1 .曲面加工公用选项：在进入曲面加工后，在主功能表的上部为粗加工与精加工的选择，而在其下部有以下几个选项：(1).加工面(2).CAD文件(3).检测面(4).刀具限制2 .刀具参数设置：刀具参数中首先是要选择一个刀具，在对话框中的刀具列表中选择，在刀具参数选项卡中，还可以进行转速、切削用量的设置。3 .曲面加工参数设置：曲面加工有8种粗加工方式和10种精加工方式，每种加工方式的参数是有区别的，而另外一些参数则是公用的。曲面加工参数设置是8种曲面粗加工和10种曲面精加工共用的参数，主要设置安全高度，参考高度，下刀位置和要加工的表面，在加工面的预留量，干涉面使用选项及干涉面余量。2 .挖槽粗加工的参数设置：在曲面粗加工子菜单中选择挖槽粗加工选项，可建立挖槽粗加工刀具路径。使用挖槽粗加工时，除了刀具参数和曲面加工参数外，还需要设置挖槽粗加工参数，他们是挖槽粗加工专有的：I.切削方向误差值。2.最大Z轴进给量。3.下刀方式。4.下刀点选项。5.粗铳/精铳参数。如下图：3 .平行铳削精加工专有参数设置：用平行铳削精加工时，完成了曲面的选择后，弹出曲面精加工一平行铳削参数对话框，除了刀具参数和曲面加工参数两组公用的参数设置外，还需要设置平行铳削精加工参数，平行铳削精加工参数选项卡如下图所示:4 .等高外形精加工专有参数设置：使用等高外形精加工时，除了刀具参数和曲面加工参数外，还需要设置等高外形精加工参数：1.封闭式轮廓方向。2.开放式轮廓方向。3.两区段间的处理方式。4.进退刀圆弧。5.转角走圆之长度。6.浅平面加工。等高外形精加工参数选项卡如下图：本项目主要用到以上的加工方式，其他加工方式的参数设置就不做详细介绍了。（三）.程序后置处理方法：对于不同系统的数控机床，MasterCAM系统自动产生的NC程序往往还要根据机床说明书的某些规定进行少量的修改和编辑，才能供机床使用。一后置处理。操作管理器如下图：jOperationsManager*ll9w,x,2Operations/1selectedSelectAllIo&.S-SurfaceFInIShContourParameters#1-M12.ENDMIi1.lFIAT-GeometryD:MASTERCAMMI1.1.NCI56788-3-lNCI-53848KSurfaceFiniShCOntoWrParameters«1-Mi2.Endmilliflat-GeometryD.MASTERCAMMI1.1.NCI56788-3-l.NCI-3196.2K操作管理器f后处理如下图接虐理程式然后，点击确定按钮，输入NC文件名，即可生成NC程序代码。四、制定计划（一）加工工艺分析1.工、量、刃具选择（1）工具选择胶锤、呆扳手、寻边器、Z轴设定器、对刀仪、平行垫铁等。（2）量具选择游标卡尺0150mm：测量内、外形轮廓尺寸；百分表0IOmm及表座：校正钳口：深度游标卡尺0150mm：测量孔深等尺寸；（3）刀具选择IOmm合金立铳刀、中8mm球头铳刀。（4）夹具选择：机用平口钳。2,加工工艺方案（1）加工工艺路线A直径为IOmm的合金立铳刀用曲面挖槽对工件进行粗加工，留0.25mm余量B直径为8mm的合金球头刀用平行铳削对工件进行精加工。C直径为IOmm的合金立铳刀用等高精加工对工件清根加工。（2）合理切削用量的选择切削用量选择刀具号刀具规格工序内容Vf/(mmmin)n/(rmin)TOlIOmm合金立铳刀对工件进行粗加工8001500T028mm球头铳刀对工件进行精加工10001800TOlIOmm合金立铳刀对工件清根12001500（二）零件的自动编程：1.工件设定工作设定是用来设置当前的工件参数，包括毛坯设置，NCI设置和刀具偏置设置等。在主功能表中执行菜单命令【刀具路径】I【工作设定工按如下图所示对话框设置工件毛坯大小，材料，工件原点等参数，单击【确定】按钮，完成工作设定。2 .创建辅助轮廓、辅助平面设置构图面为俯视图，视角为等角视图，【Z】深度为28。主功能表中在执行菜单命令【绘图】I【矩形】I【一点】，输入矩形宽度70,高度70,单击【确定】按钮，选择【原点】，完成矩形绘制。返回主功能菜单。在主功能表中执行菜单命令【绘图】I【曲面】I【直纹曲面】I【单体】，选择矩形的两条平行线，选择【执行】后再选择【执行】，完成辅助曲面绘制如上图。3 .粗加工一曲面挖槽在主功能表中执行菜单命令【刀具路径】I【曲面加工】I【粗加工】I【挖槽粗加工】I【实体】I【实体主体】，选择实体，选择【执行】后再选择【执行】，出现下图所示对话框，选择直径为IOmm的立铳刀,并设置相应刀具切削用量参数。然后选择“曲面加工参数”对话框，并进行图中设置:选择“挖槽粗加工参数”对话框，并进行图中设置:单击【确定】按钮，用串连模式选择矩形外框，选择【执行】。完成粗加工刀具路径如下图:4 .精加工T行铳削主功能表中执行菜单命令【刀具路径】I【曲面加工】I【精加工】I【平行铳削】，选择辅助平面，选择【实体】I实体主体工用右键选取实体，选择【执行】，便出现如下对话框建立直径为8mm的球刀，并进行切削参数的设定：设定曲面加工参数对话框如下图:设定平行铳削精加工参数如图:单击【确定】按钮，完成曲面精加工刀具路径，如下图所示:5 .清角加工一等高外形精加工在主功能表中执行菜单命令【刀具路径】I【曲面加工】I【精加工】I【等高外形】I【实体】I实体主体工用右键选取实体，选择辅助平面作为干涉面，选择【执行】，出现“刀具参数”对话框。选择直径IOnlm的平刀作为清角刀，并设置相应切削用量参数。选择“曲面加工参数”对话筐并进行如下设置:选择“等高外形精加工参数”并进行如图设置:选择“绝对坐标”，设定“最高点”为24.0mm,“最低点”为-28mm,单击【确定】按钮后再单击【确定】按钮，选择【执行】，完成清角刀具路径，如下图所示然后仿真并进行程序的后置处理，生成数控代码程序。五、项目实施(一)零件加工1 .加工准备1) .阅读零件图，并检查坯料的尺寸；2) .开机、机床回参考点；3) .输入并检查加工程序；4) .安装夹具，夹紧工件；5) .测量刀具参数并安装刀具。2 .对刀1) .X、Y向对刀：采用光电式寻边器对刀，将机床坐标系原点偏置到工件坐标系原点上，通过对刀操作得到X、Y偏置值，输入到G54中，G54中Z坐标输入0。2) .Z向对刀：采用机外对刀仪对刀。3 .零件DNC加工用数据传输线把NC机和数控系统的RS-232接口连接上,然后按下DNC按钮，把数控系将进给率调至0档,其他各个倍率开关调整至适当的状态，按下循环启动键,出现闪烁的1.SK显示,这时在NCsentry软件中打开加工程序,并设置发送参数,然后点击发送选项,调整进给率修调程序便可控制机床运转.在机床正常运转中，注意观察，有变化时可适当调整各个倍率开关,保证加工正常进行。4 .质量检测与参数修改粗、半精加工结束后，要仔细观察工件余量是否均匀，然后选择精加工刀具进行精加工,在精加工过程中，要认真观察工件表面的光洁度怎么样，然后确定精加工刀具是否磨损严重,并及时更换刀具。（二）零件检测与评分（三）加工结束，清理机床松开夹具，卸下工件，清理机床。六、项目评价项目考核量化表项目观测点分值评价方法（K）10.80.60.4计划决策项目计划合理、实施准备充分、实施过程中有完整详细的记录。20实施检查在规定的时间内能完成项目，加工产品尺寸精度高、表面光滑，无缺陷；机床操作过程中动作规范。25评估讨论能完整总结项目的开始、过程、结果，准确总结分析加工结果、加工中出现的各种现象，正确问答思考题。20职业素养时间观念不迟到、不早退，中途离开项目实施现场10机床保养严格按机床操作规范，每次操作机床时进行日常保养，态度认真。55S按照5S要求，机床打扫干净，工具、量具摆放整齐，地面无污水及其它垃圾。5团结协作配合很好，服从组长的安排，积极主动，认真完成本项目10语言能力积极回答问题，调理清晰。5总评教学评析：本项目以MaSterCAM三维加工为重点内容，从软件加工的基本模块和功能着手,结合复杂曲面零件的工艺分析和自动编程,较详细的阐述了自动编程的方法和过程,便于学生提升队自动编程的认识和兴趣，并很好的掌握该项目的综合知识与技能。