YZ-124型办公室用经济适用型数控铣床

1江苏城市职业技术学院毕业论文课题名称姓名学号专业班级指导老师2009年月2目录前言-----------------------------------------------------------2摘要-----------------------------------------------------------3第一章绪论--------------------------------------------------51.1Mastercam软件的简介-------------------------------------51.2本论文研究的目的及意义-----------------------------------6第二章Mastercam软件在机械行业中的地位及应用----------------72.1塑料成型模的发展----------------------------------------72.2Mastercam软件在机械行业中的应用------------------------8第三章旋钮模型加工的工艺分析-------------------------------103.1塑料及其分类-------------------------------------------103.2壳体塑料选材途径及注意点---------------------------------103.3注塑模的工作原理及应用-----------------------------------123.4旋钮外壳注塑成型及其存在的主要问题-----------------------133.5电火花成型机加工旋钮型腔---------------------------------15第四章Mastercam构图的方法----------------------------------174.1常用的实体建模法----------------------------------------17第五章用Mastercam绘制旋钮的外形----------------------------185.1绘制旋钮模型--------------------------------------------18第六章Mastercam刀具库设定方法------------------------------216.1铣削刀具库的建立----------------------------------------216.2刀具的发展及其选择--------------------------------------24第七章Mastercam刀具轨迹仿真--------------------------------287.1刀具轨迹的仿真-------------------------------------------287.2程序的仿真-----------------------------------------------30第八章Mastercam程序的后置处理------------------------------328.1后置处理文件--------------------------------------------328.2后处理文件编辑的一般规则--------------------------------348.3机床参数的定义------------------------------------------348.4结论---------------------------------------------------34第九章Mastercam程序----------------------------------------35毕业设计总结--------------------------------------------------39参考文献-------------------------------------------------------41（目录中的行距自己调，尽量使目录在一页中）3摘要随着市场发展的需要，对数控机床的要求越来越高，尤其是对小而轻巧、精度高的数控机床。因此本次毕业设计结合实习单位——扬州力创有限公司的ZK7040型数控铣床，设计YZ-124型办公室用经济适用型数控铣床。结合在校所学机械专业知识，在工厂相关工程师与毕业设计指导老师的指导下自己动手设计了一款整体结构紧凑、轻小、易于移动、经济、实用，具有全数控功能的YZ-124型数控铣床，限于毕业设计时间较紧，本次设计先行完成机械部份、电气接口部份及进给电机与主轴电机的选型。在本课题中我承担了其中Y轴及床身部分的设计，包括：滚珠丝杠、滚动直线导轨副、外壳、脚轮等。Y轴采用步进电机通过同步带与滚珠丝杠相连，以实现Y轴方向的进给运动。床身安装在底座上，床身的后半部用来连接立柱，前半部的滑鞍沿Y轴方向移动。导轨设有防护罩用来防止灰尘。Y向的移动是由步进电机通过同步带带动滚珠丝杠副旋转，继而驱动工作台而实现的。为了提高滚珠丝杠的轴向刚性，滚珠丝杠副、丝杠螺母和丝杠之间均应施加预紧力，保证传动精度。滑轨采用4列圆弧接触及45°接触角钢珠，具有较高的导向精度、良好的刚性及耐磨性。关键词：CAD/CAM；MasterCAM；塑料；注塑模。4第一章绪论1.1Mastercam软件的简介Mastrcam是美国专业从事计算机数控程序设计专业化的公司CNCSoftwareINC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：⑴Mastrcam除了可产生NC程序外，本身也是具有CAD功能（2D、3D图形设计、尺寸标注、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CADL文件及IGES文件等转换到Mastrcam中，再生成数控加工程序。⑵Mastrcam能预先依据使用者的定义的刀具、进给率、转速等，模拟刀具路径和计算加工时间，也可以从NC加工程序（NC代码）转换成刀具路径图。⑶Mastrcam是一套一图形驱动的软件，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（NC代码）。如FANUC、MELADS、AGIE、HITACHI等数控系统。⑷Mastrcam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。Mastercam具有方便直观的几何造型，并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，而且具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。Mastercam提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件加工的效率和质量。Mastercam还具有丰富的曲面精加工功能，可以从中选择最好的方法，加工最复杂的零件。Mastercam的多轴加工功能，为零件的加工提供了更多的灵活性。Mastercam拥有车削、铣削、钻削、线切割等多种加工模块，允许用通过观察刀具运动来图形化地编辑和修改刀具路径。另外，软件提供多种图形文件接口，包括DXF、IGES、STL、STA、ASCII等。51.2本论文研究的目的及意义MasterCAM是当今广泛使用的CAD/CAM软件，通过对CAD/CAM技术的发展，极大地改变了人们的设计手段和方法，更为重要的是CAD/CAM技术的广泛应用显著提高了设计的效率和质量，大大地降低了设计师的劳动强度，特别是三维CAD/CAM技术的日益广泛应用使其体现得更为明显。实践证明，基于MasterCAM的产品结构设计和模具设计，不仅可以缩短研发周期，还可以进行应力分析、运动仿真和模拟填充，从而优化产品及模具结构，为产品的最终加工奠定了坚实的基础。6第二章Mastercam软件在机械行业中的地位及应用2.1塑料成型模的发展在社会主义市场经济条件下，面对激烈的市场竞争，塑料制品厂家要想使产品赢得顾客，抢占市场，首先必须缩短产品开发周期。因此，如何快速生产塑料零件，成为人们关注的课题。所谓快速生产注射零件就是要设法缩短注射零件的成型周期，这包括从零件设计、模具设计、模具制造到注射成型的整个过程。因此必须对整个生产过程进行综合考虑，并采取可行的措施去加以实施。要达到快速生产注射零件的目的，可以充分使用电脑来进行辅助设计，以缩短产品开发及模具设计与制造的周期。在产品开发中，要缩短开发周期，就要尽可能地节省时间及工作量，在这个过程中关键就是要采用电脑辅助设计(CAD/CAM)，并行工程及高速数据传输。应用电脑辅助设计，使用CAD/CAM，不但可以节省时间，而且可以提高准确度。在绘图中常常发生的错误在应用CAD/CAM后会很少发生，很多重复性的工作均可被简化，因此可以省工省时。特别是对于结构复杂的制品，CAD的优越性更为明显。使用CAD/CAM最好采用三维(3D)软件。因为使用3D软件比任何2D软件进行设计都快得多。它能将立体模型放大或缩小，加剖面线旋转或在任何位置取剖面，并可同时进行各配合件的设计工作，同时还能立即知道所设计的任何零件的体积，从而在设计初期便能精确地估算材料费用。目前，世界上应用最多的3D软件就是MasterCAM。使用软件进行辅助设计，也可以使产品开发、模具设计、模具制造、零件测试等各个部门同步进行工作。在使用CAD/CAM开发的时候，可以建立制造系统中的共用电子数据库，工程资料及更新的信息可以通过电脑系统及时与其它有关部门共享，因此每组工作人员都可同时取得最新的资料。如有任何修改，也可随时通知有关人员。讨论和决定都可以通过电脑系统在相互沟通的情况下进行。这种并行合作的方式使各部门能及时行动，有关人员可根据预先发放的工程资料，准备下一阶段的工作，使产品设计、模具设计、模具制造同步进行，节省了很多时间。72.2Mastercam软件在机械行业中的应用MasterCAM是一种能在计算机上进行自动编程、并能动态模拟加工轨迹、与数控机床有良好数据接口的美国CNCsoftware公司研制的基于PC平台的MasterCAM辅助设计与辅助制造软件。作为一个CAD／CAM集成软件，MasterCAM系统包括有设计(CAD)和加工(CAM)两大部分。其中设计(CAD)部分主要由Design（设计）模块来实现，它具有完整的曲线曲面功能，不仅可以设计和编辑二维、三维空间曲线，还可以生成方程曲线；采用曲线曲面、参数设计等数学模型，可以以多种方法生成曲面，并具有丰富的曲面编辑功能。加工(CAM)部分主要由铣削、车削和电火花三大模块来实现，并且各个模块本身都包含有完整的设计(CAD)系统，其中铣削模块可以用来生成铣削加工刀具路径，并可进行外形铣削、型腔加工、钻孔加工、平面加工、曲面加工以及多轴加工等的模拟；车削模块可以用来生成车削加工刀具路径，并可进行粗／精车、切槽以及车螺纹的加工模拟；电火花模块用来生成线切割激光加工路径，从而能高效地编制出任何线切割加工程序，可进行2-4轴上下异形加工模拟，并支持各种CNC控制器。在本次设计中，我们利用MasterCAM系统，我们做了如下工作:一、利用MasterCAM进行手工编程，并进行程序校验数控程序的手工编制是计算机自动数控编程的墓础，应用计算机进行数控加工自动编程最终也还要经过后置处理转换成NC程序代码。在MasterCAM系统中只要将NC代码输入该系统，通过加工轨迹校验,NC程序的结果就非常直观地仿真出来了。二、设置工艺参数，定义零件加工工艺利用MasterCAM系统中的CAD绘图建模功能绘制生成三维零件模型，或利用该系统提供的数据接口将在其它CAD系统中做好的零件模型数据读人，然后综合运用所学过的如《机械制造加工工艺》、《机械设计基础》等课程的相关知识，选择合适的加工工艺方法，安排零件的加工工序，确