基于CAD%2fCAM的手机模型造型与数控加工机械制造专业.doc

摘 要 本文主要论述了利用MasterCAM8.0软件进行手机模型的设计、加工工艺的分析、模拟加工和利用数控机床进行数控加工。MasterCAM可以设计出较为复杂的实体曲面造型。通过MaterCAM8.0软件的实体造型模块进行手机模型的设计。在软件中进行手机模型的虚拟操作并生成NC仿真程序。在对手机模型加工前，首先分析刀具路径是否合理，再进行对手机模型进行加工工艺分析，并学习机床操作，减少对数控机床的错误操作，保证加工的成功率，最后通过数控铣床加工出手机模型。 此外，还介绍了数控铣床的操作方法和加工过程的注意事项等。并对加工手机模型刀具大小进行分析，以及判断走刀路径的合理性。由实践得出，在数控加工过程中，根据手机模型图的精度要求，合理安排刀具路径以及刀具参数，保证加工顺利完成，并减少刀具损耗。 关键词：手机模型；Mastercam；数控编程；数控加工 ABSTRACT This article discusses the design of the cell phone models using MasterCAM8.0 software and CNC machining. MasterCAM can design a more complex solid surface modeling .Mobile phone models are designed with solid modeling module of MaterCAM8.0 software，Conducting virtual operating of phone models in the software and generating simulation program of NC. Before working on the phone model，Firstly, the tool path is reasonable，then Analyzing the phone model process，and learning machine operator，reducing erroneous operation of CNC machine tools，to ensure the success rate of processing，Finally, the phone model was processed by CNC milling machines. It also describes operating methods of CNC milling and the precautions of processing, etc. Analyzing tool size to processing phone model and judge the reasonableness of the path of the knife walking. Derived from the practice, legitimately arranging tool path and tool parameters based on the accuracy requirements of Phone model diagram during CNC machining process. Ensure completing the processing successfully，and reduce wear and tear of tool. Key words： Phone models；Mastercam；NC Programming ；numerical control manufacturing 目 录 第一章 绪论 1 1.1 引言 1 1.2 CAD/CAM技术的发展 1 1.3 选题背景与主要研究内容 2 1.3.1 选题背景、目的及意义 2 1.3.2 本课题的主要工作 2 1.4 本文结构 3 第二章 基于Mastercam的手机模型设计 4 2.1 Mastercam软件介绍 4 2.2 手机模型数据的来源 4 2.3 Mastercam软件建模 4 2.3.1手机机身的设计 4 2.3.2 手机按键的设计 11 2.3.3 手机显示屏幕的设计 13 2.3.4 手机屏幕上的图案设计 14 2.4 Mastercam建模分析 16 2.5 Mastercam建模方法总结 16 第三章 手机模型的数控加工工艺设计 17 3.1 数控加工工艺特点 17 3.2 手机模型的数控加工工艺 17 第四章 基于Mastercam的手机模型虚拟加工 20 4.1 CAM 技术的概述 20 4.2 外形铣削和放射状铣削曲面加工技术 21 4.2.1 外形铣削的概述 21 4.2.2 放射状曲面加工的概述 21 4.3 手机模型的虚拟加工 21 第五章 数控机床加工 36 5.1 数控机床的结构 36 5.2 手机模型的数控程序编制 36 5.2.1 数控编程技术及其发展 36 5.2.2 数控编程的方法 37 5.2.3 生成手机模型的加工程序 37 5.3 手机模型的加工 41 第六章 结论 56 6.1 总结 56 6.2 感想 56 致谢 58 参考文献 59 附录A：手机背面外铣的NC加工程序 60 附录B：手机背面粗加工的NC加工程序 61 附录C：手机背面精加工的NC加工程序 62 附录D：手机正面粗加工的NC加工程序 63 附录E：手机正面精加工的NC加工程序 64 附录F：手机正面外铣的NC加工程序 65 附件： 毕业论文光盘资料 III 第一章 绪论 1.1 引言 在改革开放以后，我国实行自主开发，引进外国技术，使得制造业的生产水平有了较大的进步。目前，我国的制造业的生产技术仍然很低。相关企业必将面临低成本，高品质，高效率等挑战。 计算机技术和数字化信息技术紧追时代的步伐向我们走来，进而出现了一种新的高新技术—计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术，在机械制造业中具有很高的使用价值，并推动了制造业的发展。现代制造业的基础是数控技术，通过数控技可以看出国家制造业的发展状况。快速发展的制造业增强了计算机技术和数控技术的作用。 1.2 CAD/CAM技术的发展 CAD/CAM技术在近几十年，其发展相当迅猛。相继经历了形成、发展、提高和集成化四个阶段。 二十世纪五十年代初期，美国麻省理工学院（MIT）研发出自动编程工具APT，标志着CAD/CAM技术的出现。 1962年美国麻省理工学院（MIT）的I.E. Sutherland研发出通过光笔进行人机对话、绘制图形的软件（SKETCHPAD），CAD的历史由此开始。 1973年，表达实体模型的方法在的国际会议PROLAMAT上发表了。从此以后，出现了面向三维的CAD/CAM系统。 80年代开始，集成电路技术的规模越来越大，并对微处理器和存储原件进行了改进，工程工作站也得以建立，从而迅猛发展了CAD技术。此后，CAD技术朝着标准化，集成化，智能化的方向发展。其中标准化是CAD技术发展的主要方向。 到了90年代，各个公司开始进行对数据库的统一，共用同一个数据库，促使 CAD/CAE/CAM/CAT技术向一体化方向发展。 目前，国外的CAD/CAM技术采用的是集成化系统，它们主要通过开放式、分布式工作站网络得以建立。而国内尚未形成能与国际竞争的CAD/CAM系统，我国的CAD/CAM软件系统的研发还处于比较低的水平，因此，现在的重中之重是提高我国的CAD/CAM技术水平，开发出拥有自主版权的CAD/CAM系统，我国制造业的得到进一步发展。 1.3 选题背景与主要研究内容 1.3.1 选题背景、目的及意义 手机的样式越来越多，人们愈加追求手机的外观以及功能。设计人员运用CAD/CAM软件进行手机模型的设计，以及虚拟加工，将生成的NC程序传到数控机床，如加工中心，数控铣床，进行加工。从设计到模型的加工成型，设计更加美观，生产周期大大缩短，手机质量也得到提高，从而促进了手机的更新换代。 在国内很早就开始运用Mastercam软件，其功能齐全，操作简单、方便，具有各种连续曲面加工、自动过切保护以及刀具路径优化功能，应用广泛。本次课程设计中，采用的是Mastercam软件。因为设计在计算机上进行的，在数控机床上加工的，所以把课题定名为“基于CAD/CAM的手机模型造型与数控加工”。 本次毕业设计是对Mastercam软件在产品设计中应用进行研究，介绍手机从模型的造型设计到加工制造的过程及步骤，并介绍了根据绘制的手机模型分析加工工艺，和设定加工过程的各个参数，再通过数控机床对手机模型进行加工，其意义如下： 1、手机模型设计与数控加工是将理论与实际相结合，为了能将大学四年中所学的理论知识运用到实践当中去，将所学的CAD/CAM技术，数控实习等课程相结合，从软件MsterCAM8.0绘制的模型图到模型的加工成型，熟悉其过程，深化了解数控加工工艺的分析过程，掌握数控加工的步骤和熟练操作数控机床。 2、熟练掌握数控技术基础的理论知识，精通数控加工基本技能，并将理论结合实际、综合技能操作的实践知识。同时也让我们区分学校学习与实际加工制造的不同，为我们以后的实际工作提供帮助。 1.3.2 本课题的主要工作 1、熟悉MasterCAM8.0软件的功能和三维曲面造型； 2、用Mastercam8.0软件绘制出手机模型； 3、进行手机模型的数控加工工艺分析； 4、用Mastercam8.0软件的CAM模块完成手机模型的虚拟制造； 5、在数控铣床上实现手机模型的数控加工。 1.4 本文结构 本文以手机模型的绘制和数控加工为基础，熟练掌握Mastercam8.0软件的CAD/CAM功能。共分为七章，主要内容为： 第一章 简单介绍CAD/CAM技术的发展和课题的研究背景。 第二章 以手机模型的设计为例，详细介绍Mastercam8.0软件的CAD功能，讲述了手机模型设计的步骤和操作方法。 第三章 详细介绍数控加工工艺设计方面的知识，讲解了数控铣床的加工工艺。 第四章 手机模型的虚拟加工为例，详细介绍Mastercam8.0软件的CAM功能，讲解刀具的选择，加工路线的确定等知识。 第五章 手机模型的数控加工。 第六章 总结整个毕业设计的研究工作，确定存在的问题和进一步改进方案。 第二章 基于Mastercam的手机模型设计 2.1 Mastercam软件介绍 Mastercam包括三维设计系统（DESIGN）模块，车、铣复合加工系统（LATHE）模块和铣削加工系统（MILL）模块。其中DESIGN为CAD功能模块，其他的包括DESIGN是CAM功能模块。Mastercam可以通过先后进行粗精加工以达到提高加工效率的目的。该软件也可根据零件图的尺寸确定毛坯的尺寸和大小，并具有刀具检验功能，可以进行数控加工模拟。也可以根据绘制好的图形，生成NC加工程序。 2.2 手机模型数据的来源 合理的数据不仅关系到手机模型的外形美观程度，也会对零件的加工方法