Mastercam9.1第8章 骰子的设计与加工

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1、第8章 骰子的设计与加工,教学目的： 本章主要介绍挤出实体、基本实体、布尔运 算、实体倒圆角、实体管理员、实体尺寸标注等绘图知识，介绍实体的 挖槽粗加工、平行铣削精加工、2D外形精加工、面铣粗加工 等加工知识。教学重点： 基本实体绘制、实体加工教学难点： 布尔运 算、实体的 挖槽粗加工、平行铣削精加工教学内容：,8.1 骰子的实体模型,骰子的基体零件图如图8-1所示。骰子的点数图只需画出位置点，采用钻孔加工，我们省略该部分，不在此作介绍。,图8-1,8.2 绘图思路,绘制矩形2828,挤出立方体实体,基本实体球体SR19.5,布尔运算：交集合,倒圆角R0.5,标注尺寸,图8-2 绘图思路,8.

2、3 绘制骰子实体,8.3.1 挤出实体绘制骰子的立方体 1. 绘制矩形2828 如 图8-3 。,2. 挤出立方体实体挤出实体是由一个或多个2D平面串联，按指定的方向与距离，挤出建立成一个或多个实体。该实体既可以是独立的，也可以去切割或增加原有实体。将当前图层设为 2， 命名为“实体”，设置图形视角为等角视图。 单击 主菜单 实体 挤出 串联 命令，过程如图8-4所示，点选矩形的任意一边，整个矩形改变颜色，沿串联方向出现一个箭头。单击 执行 命令，在串联上出现一个向上或向下的箭头，如图8-5所示。,图8-5,图8-3,8.3.1 挤出实体绘制骰子的立方体,注意：该方向与串联方向符合右手定则，若

3、方向向上，可通过单击 “全部换向”命令，改为向下，见图8-4。（4）单击 执行 命令，出现图8-6所示的对话框，选择参数如图所示。,， 建立第一个基本实体。,选项，输入距离28，其余选默认值，单击 确认 按钮，产生了实体。（5）按 Alt+S键，实体渲染着色，出现如图8-7所示的282828的立方体，具有很真实的三维效果，在三维空间建立了一个连续的单一图素。,选择,图8-6 图8-7,8.3.2 基本实体绘制球体,（1）单击 主菜单 实体 下一页 基本实体 圆球 命令，出现图8-9所示的图形。 （2）单击 半径 命令，在系统提示区出现提示：圆球半径= ，输入 19.5 ，回车确认后，球体改变了

4、大小，半径改变为19.5。这就是实体的参数化设计，可以很方便的对图形进行修改与编辑，加快了画图速度。（3）单击 基准点 命令，在系统提示区出现提示：请输入坐标值：，输入圆心坐标点 0，0，-14 ，回车确认后，球体中心从（0，0，0）移动到了新的位置，出现如图8-10所示的图形。,基本实体的绘制不需要再绘制线框，只需指定参数，加快了画图速度。,球体移动了位置,图8-9 图8-10,8.3.3 布尔运算,分析图8-10的图形，我们发现图中立方体与球体是两个独立的实体，他们的共同部分即交集，与图8-1的图形很接近。通过布尔运算的交集运算，就可以求出交集。单击 主菜单 实体 布尔运算 交集 命令，过

5、程如图8-11所示。,图8-11在系统提示区出现提示：请选取要布儿运算的目标实体，点选球体。在系统提示区出现提示：请选取要布儿运算的工件实体，点选立方体。单击 执行 命令，出现如图8-12所示的图形，就象是球体被立方体的六个面切割而成,。,8.3.4 实体倒圆角,骰子的各个面之间要圆滑过渡，不同面之间的边界采用倒圆角的方法连接起来。单击 主菜单 实体 倒圆角 命令，过程如图8-13所示。在系统提示区出现提示：请选取要倒圆角的图素。 ，移动鼠标，在实体上出现图标， 表示选取的是实体的主体，单击鼠标左键，实体的所有边界线改变颜色。（2） 单击 执行 命令，出现如图8-14所示对话框。,（3）输入半

6、径 0.5 ，点选 确定 按钮，出现如图8-15所示图形，一次将所有的边倒圆角，完成了骰子的外形的绘制。各个面上的点采用钻孔的方法加工，加工后的效果图我们不作介绍。,图8-14,图8-12 图8-13,8.3.5 实体管理员,Mastercam实体造型设计具有参数化设计的功能，使三维造型变得更加灵活简单，效率更高，修改更方便。通过实体管理员对话框，可以实现对实体的参数与图形进行修改与编辑。单击 主菜单 实体 实体管理 命令，过程如图8-16所示。弹出如图8-17所示的实体管理员对话框。（3） 试一试，将倒圆角半径改为R1。,图8-16 图8-17,8.3.6 尺寸标注,该图较简单，可以直接在实

7、体图上标注尺寸。将图层设为3，命名为“尺寸标注”，颜色设为9（蓝色），线型设为细实线。设置不同的构图平面，设置构图深度，可将有关尺寸标注出来。1. 标注长、宽、高尺寸 设置构图平面为俯视图T，构图深度Z：0。（1）单击 主菜单 绘图 尺寸标注 标示尺寸 水平标示 端点命令，捕捉实体左右平面上的两点，标注好长度尺寸。（2）单击 返回 垂直标示 端点 命令，分别点选实体前后平面上的两点，可标注好宽度寸。（3） 设置构图平面为前视图F，分别点选实体上下平面的两点，可标注好高度尺寸，如图8-22所示。2. 标注圆角半径 用指引线的方法注解标注圆角半径。（1）设置视角平面为等角视图（I），构图平面为前视

8、图（F），构图深度Z： 12。（2）单击 主菜单 绘图 尺寸标注 引导线 命令，点选右下角圆角处，拉动鼠标到某一位置，再单击左键，可任意设定指引线，按 Esc 键退出。（3）单击 主菜单 绘图 尺寸标注 注解文字 命令，输入 R19.5 ,按 确定 按钮，可标注好圆角半径，如图8-22所示。,8.3.6 尺寸标注,设置构图平面为俯视图（T），构图深度Z：0，同样办法可标注好圆角半径R0.5，如图8-22所示。分析标注的尺寸，说明所绘制的实体模型与零件图相符合。,图8-22 3. 存档 单击 主菜单 档案 存档 命令，以 “骰子基体.MC9”存档。,8.4骰子的加工,8.4.1加工前的设置将当前

9、图层设为 2，将图层1、3关闭，设定构图平面为俯视图T，刀具平面为“关”，即默认为俯视图T，其余设置为默认值。8.4.2加工工艺 毛坯尺寸为303040的铝型材,本例采用数控机床加工，机床的最高转速为8000转/分，采用平口虎钳装夹。1. 设定毛坯的尺寸（1）单击 回主菜单 刀具路径 工作设定 命令，出现设定毛坯对话框。（2）输入毛坯长、宽、高尺寸： X 30 ， Y 30 ，Z 40 。（3）输入工件原点： X 0 ，Y 0 ，Z 1 （4）其余为默认选项。（5）点选 确定 按钮，设定好毛坯尺寸。2. 加工工艺 采用两次装夹的方法加工。第一次装夹先加工出上部倒圆角部分及整个垂直面部分，反过来

10、装夹，再加工装夹位及另一半倒圆角部分，完成骰子基体的加工。因为实体是Mastercam8.0以后的版本新增加的功能，在Mastercam9.1的版本中，实体与曲面可以相互转换。在刀具路径的编制中，将实体的刀具路径归附在曲面的刀具路径中介绍，而有关曲面的知识将在以后的章节中介绍。一般来说，零件的数控加工，先采用粗加工的办法，快速去除多余毛坯，只留下小的精加工余量，再采用精加工的方法，将零件加工到位。而大多数有曲面特征的简单零件，可采用曲面挖槽的方法来进行粗加工，再采用平行铣削、等高外形铣削等方法精加工。骰子在数控机床上的加工工艺为：,骰子加工工艺流程图,曲面挖槽粗加工，12平刀,外形铣削精加工，

11、12平刀,平行铣削精加工，6R3球刀,反向装夹，面铣粗加工上一步的装夹位,重复执行第一步，第三步，进行挖槽及平行铣削，完成加工。,图9-23 骰子加工工艺流程图,8.4.3曲面（实体）挖槽粗加工（开粗）,曲面（实体）的粗加工，俗称开粗，因为曲面的存在，显然不能用前面介绍的2D的方法来加工。在大多数情况下，可采用曲面（实体）挖槽刀具路径的方法进行加工。该刀路分层清除曲面与加工范围之间的所有材料，每层之间的步距较小，加工完毕的工件表面呈梯田状，其刀路的计算时间短，刀具切削负荷均匀，与其他开粗刀路相比，加工效率高，常作为开粗的首选方案。 1. 设定切削加工的范围 将当前图层设为4，命名为“挖槽的范围

12、”。 在编制实体的挖槽刀具路径之前，先要设定挖槽的范围绘制挖槽串联， 曲面（实体）挖槽加工的最小范围为“模型的外形边界线+刀具半径+粗加工余量“，即将模型的外形边界线向外补正距离为“刀具半径+粗加工余量”，为了方便下刀，补正距离还需增加1mm左右。若所选用的毛坯大于该范围， 则选毛坯的边界线为挖槽串联，设置方法如下所述。（1）单击 主菜单 转换 串连补正 串连 命令，点选2828的矩形（近似代替外形边界线），串连方向为顺时针，弹出如图8-25所示的对话框。（2）输入补正距离为 6+0.5+1，刀具半径为R6，假定粗加工余量为0.5mm。（3）点选 确定 按钮，产生了挖槽加工范围，如图8-26所

13、示。,1. 设定切削加工的范围,挖槽加工范围（刀具中心），由2828的矩形补正7.5mm得到,2828的矩形,图8-25 图8-26,2. 粗加工挖槽对话框,实体粗加工挖槽的功能，是放在曲面粗加工挖槽的功能菜单下。粗加工的目的，是要尽快去除毛坯的加工余量，为精加工作准备。采用12高速钢平底刀加工，操作如下：（1）单击 主菜单 刀具路径 曲面加工 粗加工 挖槽粗加工 实体 命令。 选取实体，单击 执行 执行 命令，出现如图8-28所示曲面粗加工挖槽对话框。,图8-28,3. 确定刀具及刀具参数,点选该处,从刀具资料库中选取 12mm的平刀。（1）在刀具栏空白区内单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择

14、从刀具库中选取刀具 命令，出现如图8-29所示的刀具管理员对话框。（2）双击鼠标左键点选 12的平刀。在刀具栏空白区内出现刀具图标，在该图标上，单击鼠标右键，出现如图8-30所示的定义刀具对话框。 （3）点选 工作设定 按钮 ，在 进给率的计算 中， 点选依照刀具 选项。点选 确定 按钮，返回图8-30。,图8-29 图8-30,3. 确定刀具及刀具参数,（4）点选 参数 按钮， 出现如图8-31所示的对话框。输入：进给率 1300 下刀速率 800 提刀速率 2000主轴转速 1800 点选 确定 按钮，返回图8-28。点选 “冷却液 喷油 ”选项。,4. 确定曲面加工参数 选 曲面加工参数 按钮，出现如图8-32所示对话框，输入以下参数。（1）进给下刀位置 2.0 。 （2）加工的实体预留量 0.1 ，留下加工余量用来做精加工。（3）刀具位置： 中,图8-31,4. 确定曲面加工参数,图8-32,5. 确定粗加工参数,从毛坯外下刀,点选 粗加工参数 按钮，出现如图8-33所示对话框，输入以下参数：Z轴最大的进给量 1.0 ，一般采用小的进给量。点选 由切削范围外下刀 选项,