Mastercam零件设计与数控机床零件加工(壁画）（CPU散热器）
目 录
1 引言 1
2? 零件的造型 1
2.1 CAD/CAM技术 1
2.2 Master CAM在数控加工中应用 2
2.3 CPU散热器的建模 4
3 应用Master CAM进行零件加工 23
3.1 利用Master CAM进行零件加工的自动编程基本步骤 24
3.2 利用Master CAM进行零件加工 25
3.2.1 零件曲面粗加工 35
3.2.2 零件曲面精加工 36
3.2.3 生成加工程序 37
4 数控加工中心的操作过程 46
5 数控加工中心的实物加工 46
结论 40
致谢 41
参考文献 42
1 引言
计算机集成制造系统是随着计算机辅助设计与制造的发展而产生的一种系统。它是在信息技术自动化技术与制造的基础上，通过计算机技术把分散在产品设计制造过程中各种孤立的自动化子系统有机地集成起来，形成适用于多品种、小批量生产，实现整体效益的集成化和智能化制造系统。计算机集成制造系统就是将技术上的各个单项信息处理和制造企业管理信息系统集成在一起，将产品生命周期中所有的有关功能,包括设计、制造、管理、市场等的信息处理全部予以集成。其关键是建立统一的全局产品数据模型和数据管理及共享的机制，以保证正确的信息在正确的时刻以正确的方式传到所需的地方。计算机集成制造系统的进一步发展方向是支持“并行工程”，即力图使那些为产品生命周期各阶段服务的专家尽早地并行工作，从 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
而使全局优化并缩短产品开发周期。泛地应用在机械、电子、航天、化工、建筑等行业。应用CAD/CAM技术起到了提高企业的设计效率、优化设计方案、减轻技术人员的劳动强度、缩短设计周期、加强设计的标准化等作用。
数控加工（numerical control machining），是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。是现代制造技术的基础，它的广泛应用使普通机械被数控机械所代替，使全球制造业发生了根本变化。数控技术的水准、拥有和普及程度已经成为衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志之一。
2 零件的造型
2．1 CAD/CAM技术
CAD/CAM技术具有高智力、知识密集、更新速度快、综合性强、效益高、初始投入大等特点。目前世界上各国都是大力发展CAD/CAM技术。它的未来发展将集中在如下几个方面：集成化、智能化、网络化、并行化、 标准化。
在现代机械制造业中,模具工业已成为国民经济中的基础工业,许多新产品的开发和生产,在很大程度上依赖于模具制造技术,特别是在汽车、轻工、电子和航天等行业中尤显重要。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低,已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一,直接影响着国民经济中许多部门的发展。模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的,它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。CAD/CAM技术的迅猛发展,软件、硬件水平的进一步完善,为模具工业提供了强有力的技术支持,为企业的产品设计、制造和生产水平的发展带来了质的飞跃,已经成为现代企业信息化、集成化、网络化的最优选择。
2．2 Master CAM在数控加工中的应用
Mastercam是美国CNC Software Inc.公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件。它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径摸拟及真实感摸拟等到功能于一身。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。 Mastercam9.0以上版本还有支持中文环境，而且价位适中，对广大的中小企业来说是理想的选择，是经济有效的全方位的软件系统，是工业界及学校广泛采用的CAD/CAM系统。
Mastercam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，不愧为一优秀的CAD/CAM软件。同时Mastercam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 最新发行的Master CAM XV102MR2 版本对四轴、五轴和多轴功能做了一步大幅提升，包括四轴、五轴曲面加工和多轴刀具路径，可以直接读取许多其 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
它CAD文档。
Master CAM软件在数控加工中主要按如下步骤进行：
1. 零件加工工艺分析??图2-1所示为加工的零件外形图，在运用Master CAM软件对零件进行数控加工自动编程前，首先是要对零件进行加工工艺的分析，确定合理的零件加工的顺序之后，在保证零件的表面粗糙度和加工精度的同时，要尽量减少换刀次数，以提高加工效率，并且要充分考虑零件的形状、尺寸和加工的精度，以及零件刚度和变形等因素，做到先粗加工后精加工;先加工主要表面后加工次要表面;先加工基准面后加工其它表面。
图2-1零件外形
2. 零件图的几何建模? 图2-1加工零件图的几何建模建立零件的几何模型是实现数控加工的基础的非常重要一部分，本文选择用UG软件进行零件的三维几何建模。
2.3 CPU散热器的建模
(1)启动UG6.0，双击图标，启动后界面图如图2-2所示。建，选择 进入绘图界面。如图2-3所示
图2-2 UG界面
图2-3 UG草图绘制界面
(2)进入绘制界面如图2-4所示。
图2-4 UG草图画面
创建零件的基础特征-拉伸1。选择下拉菜单[插入]（S）→[设计特征]（E）→ [拉伸]（E）命令；如图2-5所示。
图2-5拉伸1
(2)创建零件特征1 选取XY基准平面为草图平面，绘制如图2-6所示的界面草图；在“拉伸”对话框限制区域的开始下拉列表中选择数值选项，并在其下的[距离]列表文本中输入值0；在限制区域的结束下拉列表中选呢数值选项，并在其下的[距离]文本框中输入值4，其他参数采用系统默认值不变。图形如图2-7所示。
2-43 拉伸特征14截面草图 图2-44拉伸特征16
1 引言 1
2? 零件的造型 1
2.1 CAD/CAM技术 1
2.2 Master CAM在数控加工中应用 2
2.3 CPU散热器的建模 4
3 应用Master CAM进行零件加工 23
3.1 利用Master CAM进行零件加工的自动编程基本步骤 24
3.2 利用Master CAM进行零件加工 25
3.2.1 零件曲面粗加工 35
3.2.2 零件曲面精加工 36
3.2.3 生成加工程序 37
4 数控加工中心的操作过程 46
5 数控加工中心的实物加工 46
结论 40
致谢 41
参考文献 42
1 引言
计算机集成制造系统是随着计算机辅助设计与制造的发展而产生的一种系统。它是在信息技术自动化技术与制造的基础上，通过计算机技术把分散在产品设计制造过程中各种孤立的自动化子系统有机地集成起来，形成适用于多品种、小批量生产，实现整体效益的集成化和智能化制造系统。计算机集成制造系统就是将技术上的各个单项信息处理和制造企业管理信息系统集成在一起，将产品生命周期中所有的有关功能,包括设计、制造、管理、市场等的信息处理全部予以集成。其关键是建立统一的全局产品数据模型和数据管理及共享的机制，以保证正确的信息在正确的时刻以正确的方式传到所需的地方。计算机集成制造系统的进一步发展方向是支持“并行工程
而使全局优化并缩短产品开发周期。泛地应用在机械、电子、航天、化工、建筑等行业。应用CAD/CAM技术起到了提高企业的设计效率、优化设计方案、减轻技术人员的劳动强度、缩短设计周期、加强设计的标准化等作用。
数控加工（numerical control machining），是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法，数控机床加工与传统机床加工的工艺规程从总体上说是一致的，但也发生了明显的变化。用数字信息控制零件和刀具位移的机械加工方法。它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。是现代制造技术的基础，它的广泛应用使普通机械被数控机械所代替，使全球制造业发生了根本变化。数控技术的水准、拥有和普及程度已经成为衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志之一。
2 零件的造型
2．1 CAD/CAM技术
CAD/CAM技术具有高智力、知识密集、更新速度快、综合性强、效益高、初始投入大等特点。目前世界上各国都是大力发展CAD/CAM技术。它的未来发展将集中在如下几个方面：集成化、智能化、网络化、并行化、 标准化。
在现代机械制造业中,模具工业已成为国民经济中的基础工业,许多新产品的开发和生产,在很大程度上依赖于模具制造技术,特别是在汽车、轻工、电子和航天等行业中尤显重要。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低,已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一,直接影响着国民经济中许多部门的发展。模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的,它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。CAD/CAM技术的迅猛发展,软件、硬件水平的进一步完善,为模具工业提供了强有力的技术支持,为企业的产品设计、制造和生产水平的发展带来了质的飞跃,已经成为现代企业信息化、集成化、网络化的最优选择。
2．2 Master CAM在数控加工中的应用
Mastercam是美国CNC Software Inc.公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件。它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径摸拟及真实感摸拟等到功能于一身。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。 Mastercam9.0以上版本还有支持中文环境，而且价位适中，对广大的中小企业来说是理想的选择，是经济有效的全方位的软件系统，是工业界及学校广泛采用的CAD/CAM系统。
Mastercam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，不愧为一优秀的CAD/CAM软件。同时Mastercam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 最新发行的Master CAM XV102MR2 版本对四轴、五轴和多轴功能做了一步大幅提升，包括四轴、五轴曲面加工和多轴刀具路径，可以直接读取许多其 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
它CAD文档。
Master CAM软件在数控加工中主要按如下步骤进行：
1. 零件加工工艺分析??图2-1所示为加工的零件外形图，在运用Master CAM软件对零件进行数控加工自动编程前，首先是要对零件进行加工工艺的分析，确定合理的零件加工的顺序之后，在保证零件的表面粗糙度和加工精度的同时，要尽量减少换刀次数，以提高加工效率，并且要充分考虑零件的形状、尺寸和加工的精度，以及零件刚度和变形等因素，做到先粗加工后精加工;先加工主要表面后加工次要表面;先加工基准面后加工其它表面。
图2-1零件外形
2. 零件图的几何建模? 图2-1加工零件图的几何建模建立零件的几何模型是实现数控加工的基础的非常重要一部分，本文选择用UG软件进行零件的三维几何建模。
2.3 CPU散热器的建模
(1)启动UG6.0，双击图标，启动后界面图如图2-2所示。建，选择 进入绘图界面。如图2-3所示
图2-2 UG界面
图2-3 UG草图绘制界面
(2)进入绘制界面如图2-4所示。
图2-4 UG草图画面
创建零件的基础特征-拉伸1。选择下拉菜单[插入]（S）→[设计特征]（E）→ [拉伸]（E）命令；如图2-5所示。
图2-5拉伸1
(2)创建零件特征1 选取XY基准平面为草图平面，绘制如图2-6所示的界面草图；在“拉伸”对话框限制区域的开始下拉列表中选择数值选项，并在其下的[距离]列表文本中输入值0；在限制区域的结束下拉列表中选呢数值选项，并在其下的[距离]文本框中输入值4，其他参数采用系统默认值不变。图形如图2-7所示。
2-43 拉伸特征14截面草图 图2-44拉伸特征16
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