基于MasterCAM车削编程的曲面轴零件加工.docx
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基于MasterCAM车削编程的曲面轴零件加工
毕业设计（论文）
基于
MasterCAM
车削编程的曲面轴零件加工
院
专
年
学
系
业
级
号
先进设计与制造系
数控技术
学生姓名
指导老师
10
年
3
月
院
年
题
系
级
目
四川科技职业学院毕业论文（设计）鉴定
专业
姓名
指导教师
评语
评阅人评语
指导教师
（签章）
评
阅
人
（签章）
成
绩
答辩委员会主任
（签章）
年
月
日
四
川
科
技职
业
学
院毕
业
论
文
（设
计
）
第1页
共40页
班
级
毕业论文（设计）任务书
（学生填写）
学生姓名学号
发题日期：
09
年12
月25
日
完成日期：
10
年03月19日
题
目
基于MasterCAM车削编程的曲面轴零件加工
1.本论文（设计）的目标
根据图纸通过用MasterCAM车削编程后熟练掌握
MasterCAM
编程
。
通过教师指导使其能对其工艺分析，刀具选择，切削参数选
择
相关刀具路径对话框设置
。
2.
毕业论文（设计）工作内容1）通过MasterCAM
绘制图纸。
2）对工艺进行
分析。
3）对所需刀具进行选择分析。
4）MasterCAMX
车削编程的参数
和刀具参数设置。
5）实体验证修改。
3.论文（设计）各部分内容及时间分配：
（共
18
周）
第一部分
查阅资料对设计题目进行分析
。
（
周
）
第二部分
第三部分
第四部分
第五部分
评阅及答辩
备注
对零件的工艺和所需刀具进行系统分析
用MasterCAM对零件进行编程。
编写设计说明交设计资料。
交参考教师进行全局性指导。
（
（
（
（
（
周
周
周
周
周
）
）
）
）
）
指导教师：
审批人：
年
年
月
月
日
日
四
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文
（
设计
）
第2页共40页
摘
要
随着科技水平的不断发展，使社会生产力得到了空前的进步，不断的创新和
发展使更多的新的科学技术运用到了生产实践和发展中来，对科技和社会的进步
发挥着巨大的作用，计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）的软件就
应运而生了。
随着科技的进步和社会的需要，产品的竞争越来越激烈，人们对产品的要求
也越来越高，更新换代的周期也越来越短，因而要求设计者不但能根据市场的要
求很快的设计出新产品，而且在尽可能短的时间内制造出产品的样品。
因此在这
种情况下计算机辅助设计和计算机辅助制造的软件就应运而生了。
MasterCAM
就是其中之一。
MasterCAM是集CAD与CAM于一体，是一套完整的CAD/CAM交
互型图形集成系统，自诞生以来，得到了广泛的应用，是目前世界上安装套数最
多的CAD/CAM软件之一。
目前在我国机械加工行业也是使用较普遍的一种软件，
它可用于数控机床、数控铣床、数控镗床、加工中心、数控线切割机床等，而且
能适用于多种数控装置的机床。
可实现产品设计、工程图绘制、2～5坐标的镗
铣加工、车削加工、2～4坐标的切割加工、钣金下料等，该软件使用方便，容
易掌握，被广泛用于机械制造业和模具行业中的零件二维绘图三维设计、数控自
动编程与加工。
本设计从实际出发,通过对零件的加工来系统地介绍了基于MasterCAM的
基础应用。
通过对过程的说明及大量的图片说明，让读者清楚明白的了解Master
CAM的产品设计功能及相关的模拟加工。
【关键词】:
应用、软件、MasterCAM
四
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业论
文
（
设计
）
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目
录
第一章
绪论
…………………………………………………………………
5
1.1
Mastercam简介………………………………………………….
6
1.2Mastercam的主要功能和特点……………………………….
第二章零件的加工………………………………………………………
2.1绘图…………………………………………………………………
2.2零件的工艺分析…………………………………………………
2.3左端部分自动编程………………………………………………
2.3.1车零件右端面……………………………………………
2.3.2钻中心孔……………………………….…………………
2.3.3钻孔…………………………………………………………
2.3.4孔的精加工………………………………………………
2.3.5粗加工外轮廓……………………………………………
2.3.6精加工外轮廓………………………..…………………
2.4后置处理生成数控加工程序…………………………………
2.5右端部分自动编程………………………………………………
2.5.1车零件左端面………………………………………………
2.5.2右端轮廓粗加工……………………………………………
2.5.3右端轮廓精加工……………………………………………
2.5.4切槽……………………………………………………………
2.5.5攻螺纹…………………………………………………………
2.6后置处理生成数控加工程序…………………………………
结束语……………………………………………………………………………
致谢………………………………………………………………………………
参考文献…………………………………………………………………………
6
7
7
11
12
12
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16
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20
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文
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设计
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1.1
Mastercam简介
第一章
绪
论
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。
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。
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。
Mastercam强项在3轴数控加工，简单易用，产生的NC程序简单高效.
四
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文
（
设计
）
第5页共40页
Mastercam系统中，挖槽铣削、轮廓铣削和点位加工的刀具路径与被加工零
件的模型是相关一致。
当零件几何模型或加工参数修改后，Mastercam能迅速准
确地自动更新相应的刀具路径,无需重新设计和计算刀具路径……
1.2Mastercam的主要功能和特点
一、三维设计系统
完整的曲线功能：
可设计、编辑复杂的二维、三维空间曲线。
还能生成方程
曲线。
尺寸标注、注释等也很方便。
强大的曲面功能：
采用NURBS、PARAMETRICS等数学模型，有十多种生成曲
面方法。
还具有曲面修剪、曲面间等（变）半径导圆角、导角、曲面偏置、延
伸等编辑功能。
崭新的实体功能：
以PARASOLID为核心，导圆角、抽壳、布尔运算、延伸、
修剪等功能都很强。
可靠的数据交换功能，可转换的格式包括：
IGES、SAT（ACISSOLIDS）、DXF、
CADL、VDA、STL、DWG、ASCII。
并可读取Parasolid、HPGL、CATIA、PRO/E、STEP
等格式的数据文件。
二、铣床3D加工系统
完整三维设计系统。
外形铣削：
外形可以是空间的任意曲线。
型腔加工：
加工方式多达8种以上。
提供清角及残料加工功能。
可斜线及螺旋式
入刀、退刀。
容许斜壁及不同高度、斜度的岛屿，可面铣岛屿。
实体加工：
在实体上自动确定加工外形参数。
钻孔、镗孔、螺纹加工。
可定义刀具库、材料库等。
可对刀具路径作图形编辑，可对NC、NCI作修改、平移、旋转、放大、缩小等编
辑。
可做实体切削模拟。
支持4轴加工。
可同各种CNC控制器，DNC传输。
三、车铣复合系统
1）完整三维设计系统。
2）精车、粗车、螺纹加工。
四川科技职业学院毕业论文（设计）第6页共40页
3）径向切槽加工。
5）C轴加工。
7）可自定义刀具库及材料库。
4）钻孔、镗孔。
6）可产生切削循环指令。
8）自动计算刀具补正、过切侦测。
第
二
章
零件的加工
此次毕业设计根据下图进行绘制和自动编程：
2.1
绘图
在绘制图形时我们首先要学会对背景及线段的一系列设置方面的问题。
这样
我们就可以对图纸更为清晰的了解，对于刀路的分析也更加的生动形象，以便我
们能一目了然。
现在我们就结合Mastercam软件来学习如何设置背景颜色和粗细
等问题。
如图2-2所示。
四
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设计
）
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图2-2
首先我们点击系统设置--颜色—选择所需要设置的图素或界面、刀具方面或
线条的粗细方面等进行设置。
这样我们就可以看出不同刀具路劲或刀具对零件的
加工过程。
绘图时我们应该注意坐标的设置，这样有利于我们能更好的正确绘制出所需
的图形。
绘制图形时首先我们要明确车床坐标系，常用坐标有“+XZ”“-XZ”“+DZ”
“-DZ”.选择制图面-车床半径（LATHERADIUS）或构图面-
车床直径”的步骤进行设置。
在我们进行绘图的时候我们首先应对图形进行分析，这样才有利我们编
程。
由图形不难看出我们对零件要分进行部加工。
所以我们在绘制图形的时候也
应该分步骤进行绘制。
对于车削的图形我们我们只需要绘制出一半部分即可，现在绘制出图
纸的右半部分。
如图2-3所示。
图
2-3
在绘制好了右边部分饿图纸以后我们要考虑的问题是左边部分了。
首先选择
菜单
然后选择菜单中的
--在选择我们上图所需要复制的图素图2-3，点击确定。
四
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设计
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，
图
2-4
、
当出现2-4的图像后我们就可以选择对称轴或对称线段等。
我们以X轴
为对称轴线对图形进行镜像处理。
就可以出现以下图像，如图2-5所示。
图
2-5
最后我们对图形进行平移。
先选择平移菜单
就是右边部分并点击确定后会出现此菜单。
、
--选择平移的图素也就
四
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设计
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图
2-6
我们选择一点到另一点菜单—选择要平移的第一点即最右边的一点在选择
对应的X=0点的垂直的相应位置即可。
最后的图形是如图2-7所示
图
2-7
现在的图形看起来很缭乱所以我们要对其进行处理。
首先要建立图层，即
点击下方的图层并双击就可以建立新图层2层。
然后选择我们在右边平移的图素
四
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设计
）
第10页
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进行选择并在
图层2层当中。
菜单上点击右键出现此菜单点击确定既可以把图素移到新的
经过以上的简单介绍我们对绘制图形的一些知识有了大概的了解。
下面我们
就对编程图形进行介绍。
2.2零件工艺分析
工件毛坯为直径为40MM的棒料，材料我45钢。
坐标系以（X=0,Z=O,）为远
点中心。
经过对图纸的分析我们看出零件要分左右两部分分别加工。
1）确定左边加工方案：
端面车削
钻中心孔
钻孔
精加工孔
左端粗加工
左端精加工
外圆刀T0707
钻头T0606
钻头T0202
镗刀T0303
外圆刀T0101
外圆刀T0101
刀具及切削用量：
外圆车刀T0707，车削端面时，
进给率0.2，
主轴转速380转／每分。
钻头T0606，
钻头T0202,
四
川
钻中心孔，
钻孔，
科技职业学
进给率0.25，主轴转速200转／每分.
进给率0.3，主轴转速200转／每分.
院毕业论文（设计）第11页共40页
镗刀T0303，
外圆刀T0101，
镗孔，
左端粗加工，
进给率0.3，
进给率0.3，
主轴转速330转／每分.
主轴转速350转／每分。
外圆刀T0101，
左端精加工，
进给率0.25，
主轴转速400转／每分。
2）确定右边加工方案：
端面车削
右端粗加工
右端精加工
切槽
攻螺纹
外圆刀T0707
外圆刀T0101
外圆刀T0101
切断刀T0404
螺纹刀T0202
刀具及切削用量：
外圆车刀T0707，车削端面时，
进给率0.2，
主轴转速380转／每分.
外圆刀T0101，
右端外圆粗加工，进给率0.3，
主轴转速500转／每分。
外圆刀T0101，
右端外圆精加工，
进给率0.08，
主轴转速800转／每分。
切断刀T0404，
螺纹刀T0202，
切槽时，
攻螺纹时，
进给率0.3，
进给率300，
主轴转速500转／每分。
主轴转速150转／每分。
2.3左端部分自动编程
在进行编程时我们首先要选择所需的车床。
图
2-8
如图2-8所示，先选择“M机床类型”—车床—系统默认，即可。
2.3．1车零件右端面
在选择好车床以后我们就可以进行编程。
首先关闭图层并得到以下图像。
如
图2-9所示。
四
川
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设计
）
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共40页
显示出零件右端轮廓：
图
2-9
1）选择【刀具路劲】—【车端面】（Latheface）就出现以下对话窗口。
我们首先选择一把T0707RO.8的车刀并进行设置参数。
如果要设置刀具大小等
可以直接点击鼠标右键中的编辑进行设置。
如图2-10所示
四
川
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（
设计
）
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共40页
图
2-10
2）选择需要加工的端面上的点。
选择两点
击确定。
在选择端面直线上的两个端点即可。
观2-11可知
点
图
2-11
四
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（
设计
）
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共40页
3）生成刀具路劲。
选择程序
选择
并打钩再
中的
图标即可生成刀具路劲。
2.3．2钻中心孔
选择【刀具路劲】--钻孔（Lathe
应的参数—生成刀具路劲。
如图2-12
Drill）--选择T0606的钻头并设置相
图
2-12
1）当出现下图界面时我们要明确点知识。
深度的设置参数是以工件
的零点为起点计算的深度。
2）X和Z的设置：
设置X和Z意思是钻头在设置的相应地方开始加
工。
观2-13可知
四
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设计
）
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2.3.3钻孔
图
2-13
选择【刀具路劲】--钻孔（LatheDrill）--选择T0606的钻头—设置参
数—生成刀具路劲。
但在选择钻头时我们找不到相应的直径为21MM的刀具，所以我们要对钻
头进行设置。
首先我们把鼠标移到钻头图标上并点击右键选择编辑即可对钻头进
行设置。
如下图2-14
图
2-14
四
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（
设计
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当设置好刀具后我们就对相应的参数进行设置。
在图纸上我们可以看出孔
的深度是28且未计算钻头的深度所以我们在设置深度时应该（28+钻头长度）。
分析图2-15可得
图2-15
这样我们的孔就钻好了，但钻孔不能满足零件的精度要求所以我们应当进一
步的对零件进行加工即镗孔。
2.3.4孔的精加工
选择【刀具路劲】--精加工（Lathe
Finish）--.选择局部串联—选择需要
加工的起始端和末端确定—设置参数—生成刀具路劲。
如下图2-16所示。
四
川
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文
（
设计
）
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注意要设置以下参数即
图2-16
图标点击确定在选择垂直。
四
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（
设计
）
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共40页
点击
图标在选择相应的下刀模式，设置角度为0.1。
最后生成刀具路劲，如图2-17所示。
四
川
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文
（
设计
）
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2.3.5粗加工外轮廓
图
2-17
选择【刀具路劲】—【粗车】（Lathe
rough）,如图所示使用“局部串连”
方式选取零件的外形零件轮廓，依据车削的加工方向，首先点选局部串连起始线
段，在点选局部串连结束线段，系统自动连接起始于结束线段之间的各条线段形
成加工轮廓。
如图2-18所示。
设置相应的参数如下图2-19。
图
2-18
四
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（
设计
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生成刀具路劲图见下图2-20。
图2-19
四
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共40页
图
2-20
2.3.6精加工外轮廓
选择【刀具路劲】--精加工（Lathe
Finish）--.选择局部串联—选择需要
加工的起始端和末端确定—设置参数—生成刀具路劲。
精加工不同于粗加工的是
一些参数的设置，其他均一样如下图2-21图解。
四
川
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（
设计
）
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共40页
最后生成刀具路劲
。
图2-21
这样我们完成了左边部分的编程，现在我们对程序进行后处理
2.4后置处理生成数控加工程序,
选择“后处理已选择的操作”按钮，弹出“后处理程式”，选择“NC文件”
（G代码程序文件），给定程序文件保存的文件夹位置，程序文件名信息。
如图
2-22。
四
川
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文
（
设计
）
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共40页
2.5右边部分自动编程
图2-22
要对右边部分进行编程时首先把不必要的图层关闭，然后进行编程。
图2-23
所示。
四
川
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（
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共40页
图2-23
2.5.1车端面
1）选择【刀具路劲】—【车端面】（Latheface）就出现以下对话窗口。
我们首先选择一把T0707RO.8的车刀并进行设置参数。
最后生成刀具路劲。
下
图观知2-24
图2-24
四
川
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文
（
设计
）
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2）选择需要加工的端面上的点。
选择两点
击确定。
在选择端面直线上的两个端点即可。
观图2-25可知
点
生成的刀具路劲图2-26。
图
2-25
2.5.2右端轮廓粗加工
图
2-26
选择【刀具路劲】—【粗车】（Lathe
rough）,如图所示使用“局部
串连”方式选取零件的外形零件轮廓，依据车削的加工方向，首先点选局部串连
起始线段，在点选局部串连结束线段，系统自动连接起始于结束线段之间的各条
线段形成加工轮廓。
如图2-27所示。
四
川
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业论
文
（
设计
）
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共40页
图
2-27
在选择刀具并设置参数：
如下图2-28。
四
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（
设计
）
第27页
共40页
最后生成刀具路劲图。
图2-28
2.5.3右端轮廓精加工
选择【刀具路劲】--精加工（Lathe
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