毕业论文
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学 生 姓 名：所在系、专业：班 级：指 导 教 师：日 期：
CAM在加工中心上的应用
——以泵盖加工为例 数控技术
年月日
摘 要
随着科学技术的不断进步，计算机辅助制造（CAM）软件在数控加工中得到越来越广泛的应用。数控加工中，CAM软件的性能将直接影响零件的加工作业，加工质量和生产效率，因此CAM软件的选择是数控加工中的一项非常重要的工作。本文对泵盖进行了详细的工艺分析，选择刀具，工艺卡片。通过实例进一步说明数控技术的特点以及Master cam在制造业中所起的作用和在加工中心的运用。
关键词：Mastercam；数控技术；加工中心；工艺设计
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目 录
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摘 要 ......................................................................................................................................... I 目 录 ......................................................................................................................................... I 1、CAM的基本知识 ............................................................................................................... 1 1.1 CAM的概念 ................................................................................................................. 1
1.1.1 CAM的概念 ........................................................................................................... 1 1.1.2 CAM的组成 ........................................................................................................... 1 1.1.3 CAM的种类 ........................................................................................................... 1 1.2 CAM的加工过程 ......................................................................................................... 1 1.3 CAM的加工类型 ......................................................................................................... 3 1.3.1 孔加工 ..................................................................................................................... 3 1.3.2 车加工 ..................................................................................................................... 3 1.3.3 铣加工 ..................................................................................................................... 3 1.3.4 线切割加工 ............................................................................................................. 4 2、 数控技术与加工中心 ........................................................................................................ 4 2.1 数控技术的概念 ............................................................................................................. 4 2.1.1 什么是数控技术 ..................................................................................................... 4 2.2 数控技术的发展趋势 ..................................................................................................... 5 2.3 加工中心的概念 ............................................................................................................. 7 3、CAM在加工中心的应用 ................................................................................................... 9 3.1 CAM软件基本功能分析 ............................................................................................. 9 3.2 加工支持的走刀方式及其他工艺适应性 ................................................................... 10 3.3 应用CAM软件的原则和方法 .................................................................................... 10 3.4 使用CAM设计零件三维图形 .................................................................................... 11 3.5 CAM加工 ...................................................................................................................... 11 3.5.1 编制加工工艺 ....................................................................................................... 12 3.5.2 切削用量的选择 ................................................................................................... 12 3.5.3 拟定加工工序卡片 ............................................................................................... 12 3.5.4 泵盖加工图形及程序 ........................................................................................... 13 3.6 对生成数控指令修改 ................................................................................................... 23 3.7 程序传输及机床加工 ................................................................................................... 23 3.8 加工总结 ....................................................................................................................... 24 致 谢 ...................................................................................................................................... 25 参考文献 .................................................................................................................................. 26
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CAM在加工中心上的应用—以泵盖为例
1、CAM的基本知识
1.1 CAM的概念
1.1.1 CAM的概念
到目前为止，计算机辅助制造（CAM）有狭义和广义的两个概念。CAM的狭义概念指的是从产品设计到加工制造之间的一切生产准备活动，它包括CAPP，NC编程，工时定额的计算，生产计划的制订，资源需求计划的制订等。这是最初CAM系统的狭义概念。到今天，CAM的狭义概念甚至更进一步缩小为NC编程的同义词。CAPP已被作为一个专门的子系统，而工时定额的计算，生产计划的制订，资源需求计划的制订则划分给MRP/ERP系统来完成。CAM的广义概念包括的内容则多得多，除了上述CAM的狭义定义所包含的所有内容外，他还包括制造活动中与物流有关的所有过程（加工，装配，检验，存储，输送）的监视，控制和管理。 1.1.2 CAM的组成
计算机辅助制造系统的组成可以分为硬件和软件两方面：硬件方面有数控机床，加工中心，输送装置，装卸装置，检测装置，计算机等。软件方面有数据库，计算机辅助工艺过程设计，计算机辅助数控程序编制，计算机辅助工装设计，计算机辅助作业计划编制与调度，计算机辅助质量控制等。 1.1.3 CAM的种类
市面上的CAM软件有：UG NX、Pro/NC、CATIA、MasterCAM、SurfCAM、SPACE-E、CAMWORKS、WorkNC、TEBIS、HyperMILL、Powermill、Gibbs CAM、FEATURECAM、topsolid、solidcam、cimtron、vx、esprit、gibbscam、Edgecam......等等。
1.2 CAM的加工过程
CAM 加工过程如下：
（1）获得CAD数据模型，建立主模型结构。提供数控编程的CAD数据模型，有NX直接造型的实体模型和数据转换的CAD模型两种方式。应对CAD数据模型进行转换以满足编程数据模型的要求。如CAD数据是CATIA，而CAM 平台是NX，应将原CAD数据转换成满足NX的CAD数据模型。
（2）启动 CAM 应用，加工环境初始化。
（3）CAM数据模型的建立。由于设计人员在建立CAD数据模型时更多考虑零件设计的方便性和完整性，没有完全考虑对加工的需求，所以要根据加工对象建立CAM模型。
加工坐标系的确定。坐标系是加工的基准，将加工坐标系定位于机床操作人员确定的位置，同时保持坐标系的统一。
CAD数据模型数据处理。分析CAD数据模型，把不适合用铣切方法加工的特征用简化Simplify或用wave技术处理。把此特征采用另外的加工方式，例如采用线切割加工；隐藏部分对加工不产生影响的曲面。用类选择器将对加工不产生影响的曲面分类，
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CAM在加工中心上的应用—以泵盖为例
通过层选项将分类的曲面移动到不同层，设置为不可见；修补部分曲面，用缝合等命令选项构造的零件几何体应考虑曲面片间可能出现的重叠和缝隙，而导致刀轨的过切削、啃刀等现象，应修整或缝合这些不光顺的区域。这样获得的刀具路径规范而安全；对轮廓曲线进行修整。CAD数据集若存在位置数据不连续，一阶导数或者二阶导数不连续、多余（辅助）几何等缺陷，可通过修整或者创建轮廓线构造出最佳的轮廓曲线。
构造CAM辅助加工几何。针对不同驱动几何的需要，构造辅助曲线或辅助面；构建边界曲线限制加工范围。
（4）定义加工方案。加工对象的确定及加工区域的规划。在平面铣和型腔铣中加工几何用于定义加工时的零件几何、设定毛料几何、检查几何，在固定轴铣和变轴铣中加工几何用于定义要加工的轮廓表面。
刀具选择。刀具选择可通过模板或刀具库选取创建加工刀具尺寸参数，创建和选取刀具时，应考虑加工类型、加工表面的形状和加工部位的尺寸大小等因素。
加工内容和加工路线规划。零件加工过程中，为保证精度，需要进行粗加工、半精加工、精加工，创建加工方法组是为粗加工、半精加工、精加工指定统一的加工公差、加工余量、进给量等参数。创建程序组用于组织各加工操作和排列各操作在程序中的次序。合理将各操作组成几个程序组，可在一次后处理中按选择程序组的顺序输出多个操作。
切削方式的确定。用于确定加工区域的刀具路径模式与走刀方式。
定义加工参数。加工参数包括切削过程中的刀具切削运动与非切削运动参数以及零件材料参数。在平面铣和型腔铣中含进刀、退刀、切削参数、拐角控制、避让几何、进给量与机床控制等；在固定轴铣和变轴铣中含切削参数、非切削运动、进给量与机床控制等。
进、退刀。进、退刀用于指定刀具去除零件材料的切削运动形式。选择合适的进刀与退刀运动，有助于刀具顺利切入与切出零件避免损坏刀具与碰伤零件。进、退刀可控制初始进刀、内部进刀、跨越方法、内部退刀与最终退刀等运动。固定轴铣和变轴铣中操作中的进、退刀参数由非切削运动设置。
避让几何。避让几何用来控制刀具切入工件之前或离开工件之后的非切削运动的点或平面。固定轴铣和变轴铣操作中的非切削移动参数由非切削运动设置。
切削参数。用来指定操作的各种切削参数：切削顺序、切削方向、余量等。 进给量。进给量用于指定表面速度、主轴转速、每齿进给速度、不同运动类型的进给速度（进刀、第一刀、切削和退刀）等。
机床控制。机床控制机床的动作，如定义刀具运动输出路径是线性、圆弧还是；还可定义机床的辅助动作，如关于换刀、开、关切削液、主轴速度、主轴启动、停止、刀具补偿等命令。
（5）生成加工刀具路径。在完成参数设置后，系统进行刀轨计算，生成加工刀具路径。
（6）刀具路径检验、编辑。对生成刀具路径的操作，可以在图形窗口中以线框形
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