机械设计制造及其自动化毕业设计（论文）-基于mastercam零件设计和数控机床零件加工（天使）

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1、1引言计算机辅助设计和计算机辅助制造(ComputerAidedDesignandComputerAidedManufacturing，简称CAD/CAM)技术作为传统技术与计算机技术的结合，以不同方式广泛用于各项工程实践中，例如：绘图和设计、生成着色图和动画显示、应用几何模型完成有限元等工程分析、生成工艺规划及零件数控加工程序等。随着计算机技术与现代设计制造技术的发展，CAD/CAM技术作为现代产品设计制造方法及手段的综合体现，在产品生产过程中发挥了重要的作用。Mastercam集二维绘图、三维实体造型

2、、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径模拟及真实感模拟等功能于一身，其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。Mastercan可靠刀具路径校验功能模拟零件加工整个过程，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，真是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。2零件的造型2．1CAD/CAM技术经过多年的推广

3、，CAD技术已经广泛地应用在机械、电子、航天、化工、建筑等行业。应用CAD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。90年代以后CAD技术进入开放式、标准化、集成化和智能化的发展时期，这阶段的CAD技术都具有良好的开放性，图形接口、功能日趋标准化。CAD体系结构大体可分为基础层、支撑层和应用层三个层次。基础层由计算机及外围设备和系统软件组成。随着网络的广泛使用，异地协同虚拟CAD环境将是CAD支撑层的主要发展趋势。应用层针对不同应用领域的需求

4、，有各自的CAD专用软件来支援相应的CAD工作。CAD/CAM技术随着Internet/Intranet网络和并行高性能计算及事务处理的普及，使奢地、协同、虚拟设计及实时仿真技术在CAD/CAE/CAM中得到了广泛应用。2．2MasterCAM在数控加工中的应用Mastercam是美国CNCsoftware公司推出的基于PC机平台的CAD/CAM集成软件。目前以优良的性价比、常规的硬件要求、灵活的操作方式、稳定的运行效果、易学易用的操作方法等特点，成为国内外制造业使用得最广泛的CAD/CAM集成软件，在C

5、AD/CAM软件行业持续11年销量第一，主要应用于机械、电子、汽车、航空等行业，特别是在模具制造业中应用最广。它具有Windows的标准界面：图标、窗口、对话框、菜单、工具栏、绘图工作区域、状态栏等。它将铣削系统、线切系统、雕铣系统和设计等5个模块整合在一个平台上，操作方便。Mastercam具有强大的二维绘图功能、完整的曲线设计功能、丰富的曲面造型手段、先进的实体建模功能、实体与曲面的综合造型功能、着色曲面模型和实体模型。而在数控编程方面，Mastercam的加工方式多样化，在型腔铣削、轮廓铣削以及点位

6、加工中，提供了多种走刀方式。各种进退刀方法丰富、实用，能迅速加工非常复杂的曲面。在曲面的粗、精加工中，mastercam仿照钻削的方法可以快速去除毛坯上较大余量，极大提高了加工效率。Mastercam智能化的加工可以使加工刀具路径与被加工零件的几何模型一致。当零件几何模型或加工参数被修改后，可以迅速准确地更新相应的刀具路径。在操作管理中可综合管理实体模型、刀具参数及加工参数、刀具路径等，修改和编辑上述参数都十分方便。在运用MasterCAM软件对零件进行数控加工自动编程前，首先要对零件进行加工工艺分析，确

7、定合理的加工顺序，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，提高加工效率，并充分考虑零件的形状、尺寸和加工精度，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他表面。在生成加工NC程序后，在实验中心五轴联动机床上加工我们所做的零件（如图2-1）。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，本文选择用Solidworks软件进行零件的三维几何建模。2．3天使的建模(1)启动Solidworks

8、，界面如图2-2所示。图2-2Solidworks启动界面(2)选择菜单项目中【新建文档】后，再选择【单一设计零部件的3D展示】，如图2-3所示图2-3新建零件(3)再鼠标左键单击【确定】按钮，得到如图2-4的Solidworks的零件设计界面图2-4Solidworks的零件设计界面(4)分别右键点击操作界面中的【前视基准面】、【上视基准面】和【右视基准面】，选择【显示】，得到拥有三视基准面的操作界面如图2-5。图2-5三视