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1、学习情境二 集成块的工艺设计与制造一、工作描述加工 200 件如图 2-1 所示的集成块图 1-1 集成块【学问点】 数控加工工艺的制订 线型、图层的设置 工作深度Z 的设置 构图平面的设置 直线、圆弧线、椭圆、矩形的绘制及修剪 阵列、镜像 实体的挤出、切割 毛坯、刀具库、材料库的设定 刀具的选择 刀路、切削参数的设定 加工模拟、优化 NC 程序、加工报表的生成【技能点】 产品的加工工艺分析与确定 轮廓线的绘制 CAD 实体建模 CAM 编程 加工模拟、优化3 生成NC 程序、加工报表二、工作任务分析从集成块的图样分析看，加工难点主要的集成块的轮廓加工、凹槽中间的凸台岛屿、中间的凹槽深度及孔的
2、加工，尺寸精度、外表质量要求较高，须承受数控加工；从外形轮廓看，主要由直线、圆弧构成，可通过修剪、镜像、旋转、复制等功能进展构建；从零件的材料、热处理分析看，刀具材料宜选择硬质合金类的刀具；从加工工艺分析看，可承受一般机床进展产品的半成品加工，利用数控机床进展精加工。所以本工程主要由以下任务构成： 零件的加工工艺分析及数控加工工艺方案确实定； 零件的 CAD 建模 零件的 CAM 编程 零件的加工模拟、优化、NC 程序、加工报表的生成 数据传输 数控加工 产品检验、入库任务 1. 零件的加工工艺分析及数控加工工艺方案确实定1.1 零件的加工工艺分析依据所要加工零件的数量，结合零件的重量看，集成
3、块的加工属于小批量生产。从零件的构造特征及材料分析看，毛坯宜用锻件通过铣削加工而来，所以零件的加工工艺可按以下路径进展：毛坯粗铣调质半精铣数控加工 1数控加工 2毛坯锻件粗铣调质半精铣数控加工检验入库1.2 零件的数控加工工艺方案确实定在数控加工阶段，考虑到零件的装夹，一般分两次进展数控加工数控铣或加工中心，第一次加工中间的 特征，夹紧方式可承受平口钳，加工时，先铣平面，再挖槽加工内轮廓，最终加工孔；其次次数控加工一般考 虑制作一个专用夹具，以上工序的孔及中间的凹槽作为定位、夹紧的基准，加工集成块的外轮廓。在具体加工 过程中，考虑加工效率，一般先将全部工件的第一道数控工序加工完，再换工装，进展
4、其次道工序的加工。每 次加工完毕别忘去除毛刺、检验。具体数控加工工步主要分为：铣平面、挖槽、钻中心孔、钻孔、粗铣外轮廓、 精铣外轮廓等。任务 2. 零件的 CAD 建模在零件建模过程中要将“建模制造化、建模积木化”的思路带到建模工作中去，在建模过程中切忌将全部 轮廓线全部绘制完毕后再建模，这样简洁思路不清，发生错误。比较正确的做法是：先进展大的特征的构建， 绘制一个特征的轮廓线，建立一个实体模型，一个一个特征叠加上去，再进展细节特征的修改，特征叠加与修 改的过程尽可能与加工工艺全都。在实际工作中，对无关紧要、不需进展数控加工的特征可以不用建模，这里 考虑到学习，所以对全部特征均进展建模。具体建
5、模过程如下：2.1 集成块轮廓线的绘制与编辑1. 翻开 Mastercam 软件使用默认的构图面、屏幕视角。2. 绘制轮廓线45123图层及中心线属性设置：按键盘上的“F9”键，翻开系统的坐标原点，鼠标左键在线型处点击，选择“中心线”，线宽默认“细线”；鼠标左键在“2D/3D”处点击，设为“2D”，鼠标左键在“系统颜色”处点击，点“红色 12”，点“确定”，完成设置。n 轮廓中心线的绘制：点“直线”；点“垂直线”；画垂直线；输入坐标值“0”，回车确认；点“应用”，点“水平线”；绘制水平线；输入坐标值“0”，回车确认；点“确定”。完成轮廓中心线的绘制。124538697n 孔的中心线的绘制：孔的
6、中心线的绘制步骤与绘制轮廓中心线根本全都。留意在绘制 15 孔的中心线时第步中输入坐标值为“30”，第步中输入坐标值为“-80”。绘制 10 孔的中心线时第步中输入坐标值为“43”，第步中输入坐标值为“-93”。 10 中心线 15 中心线阵列孔的中心线：点“转换”菜单；点“阵列”；选择上图中 10 孔中心线；阵列选项对话框中方向 1 距离输入坐标值“186”，回车确认；方向 2 距离输入坐标值“86”，回车确认；点“方向 2”；点“确定”。清楚颜色，完成 10 孔中心线的阵列。 15 孔中心线阵列步骤与 10 一样，只是两个输入值分别为“23”和“60”。这样就完成了全部中心线的绘制。124
7、859675全部中心线的绘制完成n 图层及轮廓线属性设置：鼠标左键在线型处点击，选择“连续线”；线宽默认“粗线”；设置轮廓线的层别“ 2”；鼠标左键在“系统颜色”处点击；点“绿色 10”，点“确定”，完成设置。n 集成块的轮廓线的绘制：利用“圆心+点”、“直线”功能完成所需圆弧、直线的绘制。10312轮廓线的修剪：选【修剪】/【三个物体修剪】，按上图示 1、2、3 步骤点选直线、圆弧，留意点选的挨次及位置，点到的是要留下的。选【分割物体】廓线相交不需要的局部修剪掉。修剪后集成块轮廓线，然后将R62.5 圆弧与两条水平轮集成块的轮廓线倒角：选择串联倒圆角点“确定”完成倒圆角；串选外轮廓线；输入圆
8、角半径5；点“确定”，132542.2 集成块实体的建立1. 图层的设置将实体图层设为第 3 层。将图层 1中心线层关闭：点选“层别”，弹出对话框，点选第 1 层即可关闭。2. 实体建模：利用【挤出实体】功能，按步骤 17 进展，步骤 5 输入数值“25”，完成实体建模。133456 视拉伸方向而定7 2.3 两边凹槽切割左半局部凹槽轮廓线的绘制：在构图深度对话框中输入 25，点【矩形外形设置】，expand dialogue，输入矩形的宽 43，输入矩形的高 80，输入矩形圆角为 10，输入矩形基准点-68.5，0，应用完成矩形的绘制。点【倒圆角】，输入倒角半径 55，设置修剪，选择矩形的两
9、条边，点应用完成倒圆角。最终删除多余线条。1243581079选择所需圆弧9左半局部凹槽轮廓线的绘制完成镜像生成右半局部凹槽轮廓线：选【镜像】 功能，串选左半局部凹槽轮廓线，选择x=0 的垂直线作为镜像线，完成镜像，再用【去除颜色】功能，去除颜色。镜像后结果n 凹槽生成：利用“挤出实体”功能，选择“切割实体”，拉伸距离左边为20，右边为 15，方向向下，即可。2.4 中间椭圆凹槽切割n 中间椭圆轮廓线绘制：点【椭圆】，选择椭圆的中心点为交点，选外轮廓的中心线，输入x 半轴长为 47，输入y 半轴长为 42，点确定完成椭圆。124536n 椭圆凹槽生成：利用“挤出实体”功能，选择“切割实体”，拉
10、伸距离为 10，方向向下，即可。2.5 中间矩形凹槽切割n 中间矩形凹槽轮廓线绘制：利用 “直线”、“倒圆角”或者“矩形”功能完成所需圆弧、直线的绘制。n 矩形凹槽生成：利用“挤出实体”功能，选择“切割实体”，拉伸距离为 20，方向向下，即可。2.6 十字岛屿生成n 中间十字岛屿轮廓线绘制：在构图深度对话框中输入 5 “倒圆角”或者“矩形”功能完成所需圆弧、直线的绘制。，利用 “直线”、n 十字岛屿凸台生成：利用“挤出实体”功能，选择“增加凸缘”，拉伸距离为 15，方向向上，即可。2.7 右侧缺口的切割n 绘制右侧缺口轮廓线：将构图平面设置为右视图，将构图深度，利用 “直线”或者“矩形”功能完
11、成所需直线的绘制。13n 右侧缺口生成：利用“挤出实体”功能，选择“切割实体”，全部贯穿，方向向右，即可。2.8 圆孔生成n 绘制八个圆孔轮廓线：将构图平面设置为俯视图，将构图深度0，利用“圆心+点”功能和“阵列” 功能完成八个圆孔轮廓线的绘制。轮廓线绘制完成圆孔生成：利用“挤出实体”功能，选择“切割实体”，全部贯穿，即可实体完成任务 3. 零件的 CAM 编程具体的数控加工工艺方案的制订须依据生产批量、生产设备，考虑到零件的装夹，按数控加工工艺原则综 合拟定，本工程的数控加工分两次进展，第一次加工中间的特征，夹紧方式可承受平口钳，加工时，先铣平面， 再挖槽加工内轮廓，最终加工孔；其次次数控加
12、工一般考虑制作一个专用夹具，以上工序的孔及平面作为定位、 夹紧的基准，加工集成块的外轮廓。具体数控加工工步主要分为：铣平面、挖槽、钻中心孔、钻孔、粗铣外轮 廓、精铣外轮廓等。第一次数控加工其次次数控加工3.1 零件第一次的 CAM 编程3.1.1 预设置1. 关闭不相关图层单击此处可翻开 /关闭图层。在利用 Mastercam 软件加工前，需对零件的模型进展处理，对不需要加工的特征可通过“特征隐蔽”功能将无需加工的特征进展隐蔽，避开产生歧义。同时将轮廓线层、实体层或曲面层翻开，其余层特别是关心线、中心线层关闭。图层的设置2. 选择机床类型3. 数控加工前半成品的设置123564设置数控加工前半成品的加工余量，将X、Y 方向放大 1mm,Z 方向放大 0.5mm。3.1.2 铣平面1.平面铣削12 默认选项，可以更改此平面相比照较宽，所以承受双向式切削。依据步骤967 保证面铣刀作为过滤类型5 从刀库中选择刀具1083点选凸台轮廓线4 确认12 修改刀具号码为 111 双击该刀具，以修改刀具号码1314 切削参数设置1715162 加工模拟验证点选【验证已选择的操作】，选择开头按钮，调整仿真速度，确定。12343.1.3.挖槽加工1 方槽及中间岛屿粗加工1点选刀具路径标准挖槽
