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1、安踏标志设计与数控加工摘要：Mastercam是美国专业从事计算机数控程序设计专业化的公司CNC SoftwareINC研制出来的一套计算机辅助制造系统软件。它将CAD和CAM这两大功能综合在一起，是我国目前十分流行的CAD/CAM系统软件。它有以下特点：（1） Mastercam除了可产生NC程序外，本身也具有CAD功能（2D、3D、图形设计、尺寸标注、动态旋转、图形阴影处理等功能）可直接在系统上制图并转换成NC加工程序，也可将用其他绘图软件绘好的图形，经由一些标准的或特定的转换文件如DXF文件（DrawingExchange File）、CADL文件（CADkey Advanced Des
2、ign Language）及IGES文件（Initial Graphic Exchange Specification）等转换到Mastercam中，再生成数控加工程序。（2） Mastercam是一套以图形驱动的软件，应用广泛，操作方便，而且它能同时提供适合目前国际上通用的各种数控系统的后置处理程序文件。以便将刀具路径文件（NCI）转换成相应的CNC控制器上所使用数控加工程序（NC代码）。如FANUC、MELADS、AGIE、HITACHI等数控系。（3） Mastercam能预先依据使用者定义的刀具、进给率、转速等，模拟刀具路径和计算加工时间，也可从NC加工程序（NC代码）转换成刀具路径图
3、。（4） Mastercam系统设有刀具库及材料库，能根据被加工工件材料及刀具规格尺寸自动确定进给率、转速等加工参数。（5） 提供RS232C接口通讯功能及DNC功能。 关键词：2D 、 3D 、 图形设计、曲面生成、实体生成、刀路模拟目录引言 31机床数控技术与MasterCAM自动编程加工概述1.1数控加工概述31.2数控机床的组成及工作原理41.3数控铣加工概述41.4 Mastercam自动编程加工概述 42 零件工艺分析2.1利用MasterCAM进行安踏外型加工的自动编程基本步骤52.2零件分析及造型63 应用MasterCAM进行安踏外型加工 3.1工件设定 73.2 粗加工刀具
4、路径生成8 3.3精加工刀具路径生成9 3.4 执行实体切削模拟并后置处理生成NC程序11 4. 结论 145 致谢 146. 参考文献 157. 附表116引言Mastercam是美国CNC Software NC公司研制与开发的CAD/CAM一体化软件。自1981年推出第一代产品开始就以其强大的加工功能闻名于世。二十年来在此基础上进行不断地更新与完善，Mastercam是被工业界及学校广泛采用。Mastercam作为众多CAD/CAM软件中的一种，之所以能有第一位的装机量，其优点是显而易见的。它对硬件的要求不高，在一般配置的计算机上就可运行；它操作灵活，界面友好，易学易用，适用于大多数用户
5、，能使企业迅速使用并取得很好的经济效益。另外，Mastercam的性价比，是其他同类软件所不能比拟的。随着我国加工制造业的崛起， Mastercam在中国的销量逐步提升，在全球的CAM市场份额雄居榜首。因此对每个机械设计与加工人员来说，学习Mastercam是十分必要的。目前在国际市场上最有影响的机械CAD/CAM软件有：Pro/E、I-DEAS、UG、Auto CAD。这四大软件约占全世界CAD软件市场的60%以上。MasterCAM集CAD与CAM于一体，是一套完整的CAD/CAM系统，是我国目前机械加工行业使用最普遍的一种软件，它可用于数控车床、数控铣床、数控镗床、加工中心、数控线切割机
6、床等，而且能适应于多种数控装置的机床。MasterCAM的新版本都在不断的得到改进，利用实体功能画产品立体图很快速，组合运用，易于生成复杂的实体；Toolpaths部份改进不小，运算速度提高很多，其速度比以前任何一个版本都快很多；另外以曲面计算速度比实体快；MasterCAM 数控编程和数控加工功能也很强大，使数控加工实际应用功能又上了一个台阶； 在制定每种的刀具路径参数时，当选择刀具形式、直径和工件材料后，各种曲面的刀具路径参数对话框中的所有参数根据刀具形式、直径和工件材料都能自动计算设定，大大地减少了人工输入发生的错误，提高了工作效率，增加了准确性。1机床数控技术与Master CAM自动
7、编程加工概述1.1数控加工概述数控（Numerical Control,简称NC）是以数字化信号对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。数控机床是指应用数控技术对加工过程进行控制的机床。数控机床适用于加工：1） 多品种小批量零件。2） 结构较复杂，精度要求高的零件。3） 要频繁改型的零件。4） 价格昂贵，不允许报废的关键零件。5） 要求精密复制的零件。6） 需要缩短生产周期的急需零件。7） 要求100%检验的零件。数控机床的加工特点：1）适用性强，适合加工单件或中小批量复杂零件。2）加工精度高，产品质量稳定。3）自动化程度高，劳动强度降低。4）生产效率高。5）良好的经济效益。6）有利于生产管理
8、的现代化。7）易于建立计算机通信网络。1.2数控机床的组成及工作原理1数控的组成 采用数控技术控制的机床，或者说装备了数控系统的机床，称之为数控机床。现代数控机床都采用计算机作为控制系统，其组成如图1-1所示 图1-1数控组成2数控机床的工作原理数控机床加工工件，首先要将被加工工件图上的几何信息和工艺信息数字化，用规定的数字化码程序格式编写加工程序，并存储到程序载体内，然后用相应的输入装置将所编的程序指令输入到CNC单元。CNC单元将程序进行译码运算后，向机床各个坐标的伺服系统和辅助控制装置发出信号，以驱动机床的各运动部件，并控制所需要的辅助动作，最后加工出合格的工件。（下面所使用的数控机床X
9、K713、XH 714D 汉川机械、XK714G汉川机械）1.3数控铣加工概述数控铣床是最具有代表性的数控加工设备。它具有高适应性、高效率、高精度、高柔性、大大减轻了操作者的劳动强度。主要运用于轮廓的加工、曲面加工、孔加工。1.4 Mastercam自动编程加工概述MasterCAM是一套具有CAD与CAM功能的强大软件，它内建的CAD功能可以帮助用户轻松的创建2D或3D图形，并且可以透过刀具路径来配置和设定各项必要的参数来加工完成用户所需的产品。创建的图形完全适用与MasterCAM的铣床，车床与线切割，在模块中无须再重新绘制。MasterCAM不但提供了精确可靠的刀具路径，而且还能让NC程
10、序设计师可以随心所欲地配置出心目中最有效率的加工程序。MasterCAM在CAM上的特点说明如下：1）提供可靠与精确的刀具路径2）可以直接在曲面及实体上加工3）拥有完整的刀具库及加工参数数据库4）提供多种后处理程序，可以适用的NC程序2 零件加工工艺从数控加工程序的编制过程和内容中可以看出，数控机床使用的工件加工程序中应包含机床的运动过程、工件的加工过程、刀具的形状及切削用量、走刀路线等工艺。因此要求编程人员不仅要了解数控机床的工作原理、性能特点及结构，掌握编程语言和标准程序格式，还应能熟练掌握工件加工工艺，确定合理的切削用量，正确选用刀具和夹紧方法，并熟悉测量方法等等。2.1利用Master
11、CAM进行安踏外型加工的自动编程基本步骤根据安踏标志的结构特点，利用MasterCAM进行安踏标志加工编程，可按如下步骤进行： 分析零件图纸；建立加工模型；确定加工工艺（装卡、刀具等）刀具的选择、切削用量的选择；生成刀具轨迹及模拟加工； 生成数控程序及传输；2.2零件分析及造型 1、该零件主要由平面外形组成标志，内外轮廓由直线和圆弧组成，底座外部轮廓由长方体构成，几何元素之间描述的清楚完整，利用Pro/e软件进行三维造型：图2.1零件的二维图图2.2 安踏标志实体2、工件的装夹与定位工件的外形是标准的长方体，且对工件的上表面进行加工，根据基准重合原则以工件的下底面为基准，使用的是通用的台虎钳装
12、夹。工件坐标系X、Y轴原点设定在中心位置，工件坐标系Z轴零点设定在工件是上表面。3、刀具的选择刀具的材料为工程塑料，刀具材料选用高速钢4、编制数控加工工艺卡 如表2-1表2-1 加工程序工艺单编程员姓名林鑫杰电脑编号编程日期机床加工中心刀具材料高速钢模拟加工时间程序名刀路方式刀具切削参数加工余量安全高度刀号类型刀具直径主轴转速R/mm进给速度mm/mm背吃刀量mm O0001曲面粗加工平行铣削1平刀230001001.50.511曲面精加工等高外形铣削1平刀230001000.5011工件坐标系设定指令G54加工起始点（0，0）图形总高程序审核陈老师审核日期操作员姓名林鑫杰加工日期实际加工时间
13、检验员陈老师日期备注符合要求3 应用MasterCAM进行安踏外型加工图3-1Pro/e转MasterCAM后的模型图3.1工件设定 在操作管理器中，单击图标，在弹出的“机器群组属性”对话框中打开“材料设置”选项卡，按照图3-2所示设定工件参数。图3-2材料设置 图3-3边界盒单击“边界盒”按钮后，工作区零件图形如图3-3所示。 3.2粗加工刀具路径生成1）采用直径2MM力铣刀粗加工去除大部分余量，预留0.5MM精加工余量。1.选择菜单“刀具路径” 曲面粗加工命令，系统提示选择加工曲面，选择工件形状为凸， 视窗选择如图3-4所示所以曲面为加工曲面，按确认。 图3-4工件形状为凸2.系统弹出如图
14、3-4所示加工曲面、干涉面、加工范围边界、指定下刀点设置对话框，按确定。 3.系统弹出如图3-5所示曲面平行铣削的对话框，打开“刀具参数”选项卡。并按照图3-7所示设置刀具参数 4.选择如图3-6所示曲面参数选项卡，设置相关参数。5.选择如图3-7所示“粗加工平行铣削参数”设置相关参数。6.加工模拟效果如图3-8 图3-4 刀具路径 图3-5曲面参数 图3-6粗加工平行铣削参数 图3-7粗加工平行铣削参数图3-8加工模拟效果3.3精加工刀具路径生成1）采用直径2MM平行刀精加工对整个曲面外型精加工1.选择菜单“刀具路径” 曲面精加工命令，系统提示选择加工曲面，选择工件形状为凸， 视窗选择如图3
15、-9所示所以曲面为加工曲面，按确认。 图3-9工件形状为凸2.系统弹出如图3-10所示加工曲面、干涉面、加工范围边界、指定下刀点设置对话框，按确定。 3.系统弹出曲面平行铣削的对话框，打开“刀具参数”选项卡。并按照图3-11所示设置刀具参数。4.选择如图3-12所示曲面参数选项卡，设置相关参数。5.选择如图3-13所示“粗加工平行铣削参数”设置相关参数。6.加工模拟效果如图3-14 图3-10 下刀点设置 图3-11刀具参数 图3-12曲面参数图3-13粗加工平行铣削参数 图3-14刀具路径3.4执行实体切削模拟并后置处理生成NC程序 1）在操作管理器中，单击“确定”按纽，选取所有的操作，如图
16、3-15所示。 2）单击按纽，进入实体切削模拟状态，打开“实体切削验证”工具条，如图3-16所示 图3-15操作管理器 图3-16实体切削验证3）单击按纽按纽执行切削模拟，模拟过程中可用光标移动滑块调整模拟切削的速度，模拟完成后的结果如图3-17所示。4）刀具切削路径经验证无误后，可返回操作管理器中，单击按纽执行刀具路径的后置处理。此时，需指定与所用机床数控对应的后处理程序，系统默认为FANUC数控系统的MPFAN。PST程序，如图3-18所示，并允许设定NC程序 图3-17切削模拟图3-18 NC程序毕业小结随着社会的发展，机械行业的数控专业在我国现代工业发展中成为一个越来越重要的分支。数控
17、渗透着整个社会。三年的学习，我对数控技术有了深刻的认识。数控加工技术已广泛应用于模具制造业，如数控铣削、镗削、车削、线切割、电火花加工等，其中数控铣削是复杂模具零件的主要加工方法。数控设备为精密复杂零件的加工提供了基本条件，但要达到预期的加工效果，编制高质量的数控程序是必不可少的，这是因为数控加工程序不仅包括零件的工艺过程，而且还包括刀具的形状和尺寸、切削用量、走刀路径等工艺信息。致 谢通过这次毕业设计，我从理论和实践上又更进一步的加深。数控加工技术的好坏直接影响产品质量和经济。中国面临世界的挑战，在数控行业这方面，我希望日后能在数控专业这一行有所贡献。感谢我的导师苏志雄老师，他严谨细致、一丝
18、不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。这片论文的每个实验细节和每个数据，都离不开你的细心指导。而你开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很快的融入我们这个新的实验室。有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！参考文献1.蒋洪平编.MastercanX标准教程.北京.北京理工大学出版社.20072.吴光明编.数控编程技术.北京：国防工业出版社，2006.13.傅伟编. Mastercam软件应用技术.北京：人民邮电出版社，2006.54.谢龙汉.Mastercam三维设计进程.北京：清华大学出版社，2006.35.李云
19、龙.Mastercam9.1数控加工实例精解.北京：机械工业出版社.20046.康鹏. MastercamX加工技术应用 北京 清华大学出版社.2007附表1：数控自动加工程序N100 G0 G17 G40 G49 G80 G90N102 G91G28 Z0.N104 S0 M5N106 G0 G90 G54 X-90. Y-75.N108 Z14.8N110 Z12.8N112 G1 Z9.8 F4.5N114 X90.N116 G0 Z10.8N118 Z12.8N120 Z14.8N122 X-90. Y-63.462N124 Z12.8N126 G1 Z9.8N128 X90.N130
20、 G0 Z10.8N132 Z12.8N134 Z14.8N136 X-90. Y-51.923N138 Z12.8N140 G1 Z9.8N142 X61.688N144 G0 Z10.8N146 Z12.8N148 Z14.8N150 X65.894N152 Z12.8N154 G1 Z9.8N156 X90.N158 G0 Z10.8N160 Z12.8N162 Z14.8N164 X-90. Y-40.385N166 Z12.8N168 G1 Z9.8%N170 X52.475N172 G0 Z10.8N174 Z12.8N176 Z14.8N178 X73.426N180 Z12.8
21、N182 G1 Z9.8N184 X90.N186 G0 Z10.8N188 Z12.8N190 Z14.8N192 X-90. Y-28.846N194 Z12.8N196 G1 Z9.8N198 X40.68N200 G0 Z10.8N202 Z12.8N204 Z14.8N206 X79.941N208 Z12.8N210 G1 Z9.8N212 X90.N214 G0 Z10.8N216 Z12.8N218 Z14.8N220 X-90. Y-17.308N222 Z12.8N224 G1 Z9.8N226 X25.425N228 G0 Z10.8N230 Z12.8N232 Z14.8N234 X69.805N236 Z12.8N238 G1 Z9.8%
