基于mastercam的椭球面轴类组件自动编程(附件)【字数：11116】
摘 要数控编程是目前数控加工技术中比较主流的方法，它拥有编程速度快、周期短、最终所得零件质量高等一系列优点。最终集成了数控加工模块，从而提高程序的质量，减少最终程序的出错率，使得编程的速度变快[1]。Master cam主要分为CAD和CAM部分，CAD部分主要是二维和三维图形，CAM则是包括五大模块。Master cam系统提供了数以百种的后置处理程序，如二维绘图、三维实体造型、曲面设计，数控编程加工、刀具路径模拟。Master cam拥有强大且稳定的造型功能，可以设计出复杂的零件，具有强大的曲面粗精加工的能力，刀具路径模拟功能可以模拟出整个加工过程，模拟中既可以显示刀具和夹具，还能反映模拟中出现的问题，如刀具碰撞、被加工零件的干涉等[2]。本文主要研究的是基于Master cam的椭球面轴类组件的自动编程，主要先对椭球面轴和组件进行加工要求、加工工艺、加工工艺路线进行分析，然后用Master cam软件分别对各个组件进行自动编程，最终达到高速、高效，最优的零件程序[3]。
目 录
第一章 绪论 1
第二章 椭球面轴类组件的加工工艺分析与设计 2
2.1零件一的加工工艺分析与设计 2
2.2零件二的加工工艺分析与设计 4
2.3零件三的加工工艺分析与设计 6
第三章 椭球面轴类零件一的自动编程 8
3.1零件一的二维图的绘制 8
3.2一次装夹 8
3.3工件掉头 14
3.4二次装夹 14
3.5自动生成NC代码 18
第四章 椭球面轴类零件二的自动编程 20
4.1零件二的二维图的绘制 20
4.2一次装夹 20
4.3工件掉头 23
4.4二次装夹 24
4.5自动生成NC代码 26
第五章 椭球面轴类零件三的自动编程 28
5.1零件三的二维图的绘制 28
5.2一次装夹 28
5.3工件掉头 31
5.4二次装夹 31
5.5自动生成NC代码 32
结束语 34
致谢 35
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
参考文献 36
第一章 绪论
随着数控技术的发展，先进的数控系统不仅为用户编程提供了一般准备功能和辅助功能，而且为扩展数控编程功能提供了手段。数控系统参数编程应用灵活，形式自由，具有计算机高级语言的表达式，逻辑运算和类似程序流程，使处理程序简洁易懂，实现了数控系统的功能[4]。这在普通的编程中很难实现。
数控编程与计算机编程一样具有自己的“语言”，但一个不同之处在于，现在计算机的发展已经占据全球市场，在微软的Windows上体现的尤为深刻。数控机床是不同的，它还没有发展到这种程度也就是说，它们在硬件上的差距造就了它们的数控系统一时还不能达到相互兼容.所以，当我要对一个毛坯进行加工时，首先要以我们已经拥有的数控机床采用的是什么型号的系统。
Master cam不但具有强大稳定的造型功能，可设计出复杂的曲线、曲面零件，而且具有强大的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。其可靠刀具路径效验功能使Master cam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，还能检查出刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况，真实反映加工过程中的实际情况，同时Master cam对系统运行环境要求较低，使用户无论是在造型设计、CNC铣床、CNC车床或CNC线切割等加工操作中，都能获得最佳效果Master cam软件已被广泛的应用于通用机械、航空、船舶、军工等行业的设计与NC加工，从80年代末起，我国就引进了这一款著名的CAD/CAM软件，为我国的制造业迅速崛起起到了巨大的作用[5]。
Master cam具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能，有许多种优良的粗加工技术，用来提高零件的质量以及加工的速度。此外，Master cam还拥有多种曲面精加工功能，可以随意选择，用来加工相对复杂的零件，同时还拥有多轴加工功能，能为被加工零件提供更多的灵活性，Master cam提供400种以上的后置处理文件用来匹配各种类型的数控系统，比如常用的FANUC系统，能够根据机床的实际机构，编制专门的后置处理文件。
第二章 椭球面轴类组件的加工工艺分析与设计
2.1零件一的加工工艺分析与设计
2.1.1零件的结构分析
零件一为球面轴，零件图如图21所示，此轴为没有中心通孔的阶梯球面轴，有两处退刀槽，以及一个尺寸为M24的螺纹，尺寸精度为IT7,轴的阶梯表面粗糙度为Ra=1.6，零件的左半部分是一个球面，在加工时注意刀具的选择，还有要引出余量，避免球面引起撞刀，注意倒角的加工，在画二维图时就应该先做出倒角，避免加工过程中忘记，右半部分是一个普通的阶梯轴，加工时需要注意退刀槽的尺寸，以及加工精度的问题。
/
图21 零件一的零件图
2.1.2零件毛坯的选择与加工工艺路线
轴类零件常采用45钢，并根据不同的工作要求采用不同的热处理工艺，这样做是使得零件有一定的强度、韧度和耐磨性，轴类毛坯常用原料棒和锻件，大型轴或结构复杂的轴多采用铸件，毛坯经过热锻造后，金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉，抗弯及抗扭能强度，所以一般比较重要的轴都采用锻件，图21的阶梯轴选用长度100mm，直径50mm的锻件毛坯[6]。
阶梯轴为回转表面，由于此轴尺寸公差为IT7，表面粗糙度较大，最终加工应该采用精车，其加工方案可选择为：粗车然后精车，该轴分为二个加工阶段，即粗车（粗车外圆），精车（各处外圆、轴肩等），各加工阶段大致以热处理为界。此零件是以毛坯外圆做粗基准，先加工一个端面，粗车外圆[7]。
根据以上分析，可以得出此零件的加工工艺路线应该是，先一次装夹，下料，车端面，粗车外圆，精车，车槽，倒角，最后车螺纹，掉头进行二次装夹，车端面，粗车，精车。零件一的数控加工工艺卡片如表2.1所示。
表2.1 数控加工工艺卡片
数 控 加 工 工 艺 卡 片
产品型号
零件图号
共 页
产品名称
零件名称
第 页
材 料
毛坯种类
毛坯外形尺寸
毛坯件数
加工数量
程 序 号
45钢
长度100，直径50
1
目 录
第一章 绪论 1
第二章 椭球面轴类组件的加工工艺分析与设计 2
2.1零件一的加工工艺分析与设计 2
2.2零件二的加工工艺分析与设计 4
2.3零件三的加工工艺分析与设计 6
第三章 椭球面轴类零件一的自动编程 8
3.1零件一的二维图的绘制 8
3.2一次装夹 8
3.3工件掉头 14
3.4二次装夹 14
3.5自动生成NC代码 18
第四章 椭球面轴类零件二的自动编程 20
4.1零件二的二维图的绘制 20
4.2一次装夹 20
4.3工件掉头 23
4.4二次装夹 24
4.5自动生成NC代码 26
第五章 椭球面轴类零件三的自动编程 28
5.1零件三的二维图的绘制 28
5.2一次装夹 28
5.3工件掉头 31
5.4二次装夹 31
5.5自动生成NC代码 32
结束语 34
致谢 35
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参考文献 36
第一章 绪论
随着数控技术的发展，先进的数控系统不仅为用户编程提供了一般准备功能和辅助功能，而且为扩展数控编程功能提供了手段。数控系统参数编程应用灵活，形式自由，具有计算机高级语言的表达式，逻辑运算和类似程序流程，使处理程序简洁易懂，实现了数控系统的功能[4]。这在普通的编程中很难实现。
数控编程与计算机编程一样具有自己的“语言”，但一个不同之处在于，现在计算机的发展已经占据全球市场，在微软的Windows上体现的尤为深刻。数控机床是不同的，它还没有发展到这种程度也就是说，它们在硬件上的差距造就了它们的数控系统一时还不能达到相互兼容.所以，当我要对一个毛坯进行加工时，首先要以我们已经拥有的数控机床采用的是什么型号的系统。
Master cam不但具有强大稳定的造型功能，可设计出复杂的曲线、曲面零件，而且具有强大的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。其可靠刀具路径效验功能使Master cam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，还能检查出刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况，真实反映加工过程中的实际情况，同时Master cam对系统运行环境要求较低，使用户无论是在造型设计、CNC铣床、CNC车床或CNC线切割等加工操作中，都能获得最佳效果Master cam软件已被广泛的应用于通用机械、航空、船舶、军工等行业的设计与NC加工，从80年代末起，我国就引进了这一款著名的CAD/CAM软件，为我国的制造业迅速崛起起到了巨大的作用[5]。
Master cam具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能，有许多种优良的粗加工技术，用来提高零件的质量以及加工的速度。此外，Master cam还拥有多种曲面精加工功能，可以随意选择，用来加工相对复杂的零件，同时还拥有多轴加工功能，能为被加工零件提供更多的灵活性，Master cam提供400种以上的后置处理文件用来匹配各种类型的数控系统，比如常用的FANUC系统，能够根据机床的实际机构，编制专门的后置处理文件。
第二章 椭球面轴类组件的加工工艺分析与设计
2.1零件一的加工工艺分析与设计
2.1.1零件的结构分析
零件一为球面轴，零件图如图21所示，此轴为没有中心通孔的阶梯球面轴，有两处退刀槽，以及一个尺寸为M24的螺纹，尺寸精度为IT7,轴的阶梯表面粗糙度为Ra=1.6，零件的左半部分是一个球面，在加工时注意刀具的选择，还有要引出余量，避免球面引起撞刀，注意倒角的加工，在画二维图时就应该先做出倒角，避免加工过程中忘记，右半部分是一个普通的阶梯轴，加工时需要注意退刀槽的尺寸，以及加工精度的问题。
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图21 零件一的零件图
2.1.2零件毛坯的选择与加工工艺路线
轴类零件常采用45钢，并根据不同的工作要求采用不同的热处理工艺，这样做是使得零件有一定的强度、韧度和耐磨性，轴类毛坯常用原料棒和锻件，大型轴或结构复杂的轴多采用铸件，毛坯经过热锻造后，金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉，抗弯及抗扭能强度，所以一般比较重要的轴都采用锻件，图21的阶梯轴选用长度100mm，直径50mm的锻件毛坯[6]。
阶梯轴为回转表面，由于此轴尺寸公差为IT7，表面粗糙度较大，最终加工应该采用精车，其加工方案可选择为：粗车然后精车，该轴分为二个加工阶段，即粗车（粗车外圆），精车（各处外圆、轴肩等），各加工阶段大致以热处理为界。此零件是以毛坯外圆做粗基准，先加工一个端面，粗车外圆[7]。
根据以上分析，可以得出此零件的加工工艺路线应该是，先一次装夹，下料，车端面，粗车外圆，精车，车槽，倒角，最后车螺纹，掉头进行二次装夹，车端面，粗车，精车。零件一的数控加工工艺卡片如表2.1所示。
表2.1 数控加工工艺卡片
数 控 加 工 工 艺 卡 片
产品型号
零件图号
共 页
产品名称
零件名称
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材 料
毛坯种类
毛坯外形尺寸
毛坯件数
加工数量
程 序 号
45钢
长度100，直径50
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