基于mastercam的鸟巢烟灰缸加工设计研究的论文

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1、基于mastercam的鸟巢烟灰缸加工设计研究的论文【摘要】mastercam是当今广泛使用的cad/cam一体化软件,合理利用该软件可以大幅提高复杂铣削零件的加工质量和效率。本文以鸟巢烟灰缸加工设计为例,就如何利用mastercam软件进行复杂机械产品的加工设计进行了探讨。　　【关键词】mastercam加工设计刀具路径数控加工　　【中图分类号】tb482.2【文献标识码】a【文章编号】1673-8209(2010)07-0-01　　　　mastercam是集计算机辅助设计与计算机辅助制造为一体的一套cad/cam软件,是当今世界最经济、效率最高的全方位一体化软件。分计算机辅助设计和

2、计算机辅助制造两个部分。计算机辅助设计有该系统中的design模块实现,它具有完整的构建编辑曲线曲面的功能。计算机辅助制造有该系统中的mill、ill模块可以用来生成铣削加工刀具路径;astercam的cad先在计算机上进行图形设计,然后在cam中编制刀具路径,通过后处理转换成nc程序式,传送至机床立即可进行加工,从而大大节省时间、资源和产品成本。　　　　1利用mastercam软件进行数控编程与加工的基本步骤　　mastercam系统的最终目的是生成c控制器可以解读的数控加工程序即nc代码,nc代码的生成一般有一下几个步骤,其过程如下图所示。.　　1.1零件的二维或三维建模　　按照图

3、纸要求建立零件的模型是实现自动编程及数控加工的前提,mastercam的二维、三维建模功能非常强大,几乎所有零件模型都能绘制出来。除此之外mastercam还通过系统提供的dfx、iges、cadl、vda、stl、dastercam中的刀具轨迹实际上是用于数控机床加工中,刀具相对与工件的运动路径与切削速度、进给量、背吃刀量的组合。刀具轨迹的选择直接影响到零件的加工质量和效率。对于那些精度及形位公差要求较高、表面粗糙度较低的零件应留有余量安排精加工。　　1.4路径模拟、切削验证、干涉检查　　mastercam系统可以通过backplot和verify进行刀具路径模拟与实体切削验证来检验

4、刀具轨迹的加工精度。对于需要满足特殊工艺需要的mastercam系统还提供了对已生成刀具轨迹的编辑功能,以及利用干涉检查以图形的方式检验加工代码的正确性。　　1.5后置处理(post)　　mastercam后置处理文件的扩展名为.pst。是一种可以由用户以回答问题的形式自行修改的文件,在编程前必须对这个文件进行编辑,才能在执行后处理程序时产生符合某种控制器需要的nc程序。　　1.6数据传输与数控加工　　按上述5个步骤产生的nc代码,mastercam系统可以通过计算机的串口或并口与数控机床连接,将生成的数控加工程序由系统自带的通信功能传输到数控机床,也可以有专用传输软件将数控加工代码传

5、输给数控软件,从而可以轻松的在数控机床上进行加工。　　　　2利用mastercam实现鸟巢烟灰缸的建模、刀具路径设计　　2.1构建烟灰缸外形曲面　　曲面是工程对象中大量存在的一种几何型面,鸟巢外形结构主要由巨大的门式钢架组成,共有24根桁架柱;鸟巢顶面呈鞍形,俯视图外形近似椭圆,长轴为332.3米,短轴为296.4米,最高点高度为68.5米,最低点高度为42.8米,有若干曲面构成。根据上述条件选择合适的比例,利用mastercam丰富的曲面造型功能绘制上述图素。　　2.2绘制四周及上表面“凹槽”结构　　根据鸟巢结构图,利用mastercam二维绘图功能,在合适的位置建立图素,建立图素时

6、要选择合适的构图面与构图深度,利用曲面绘制中的扫面方式建立第一根“凹槽”,随后对该“凹槽”进行编辑、正列与再编辑得到凸起的“凹槽”。　　2.3曲面的实体化与实体的求差运算　　上述步骤绘制的图形是线架结构因而不能进行布尔运算,需转化成实体后进行求差运算。mastercam系统提供了曲面转化成实体的功能,如果选择的曲面为封闭曲面,而且各个曲面间的间隙在设定的边界误差范围内,则生成封闭实体,否则生成非封闭的薄片实体。本例中显然应该将外形曲面与“凹槽”曲面都转化成实体,利用布尔运算中的remove命令将“凹槽”实体移出外形实体进行求差运算以获得需要的鸟巢外形结构烟灰缸,如下图所示。　　2.4鸟

7、巢烟灰缸的刀具路径设计　　鸟巢烟灰缸的上表面及四周为复杂曲面,因此我们选择曲面加工命令进行加工路径设计。mastercam中的曲面加工命令分为曲面粗加工和曲面精加工,其中粗加工有8种方式,精加工有10种方式。对于不同的曲面要根据实际情况选用加工方式,然后再确定刀具种类、加工参数等。2利用mastercam实现鸟巢烟灰缸的建模、刀具路径设计　　2.1构建烟灰缸外形曲面　　曲面是工程对象中大量存在的一种几何型面,鸟巢外形结构主要由巨大的门式钢架组成