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1、毕业论文（设计）V型槽皮带轮设计专 业： 机械制造与自动化 学 号：学 生：赵致龙 指导老师：刘飞摘要：数控技术是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。它是集传统的机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通信技术和光电机技术等于一体的现代制造业的基础技术，具有高精度、高效率柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化和智能化起着举足轻重的作用。用数控技术实施加工控制的机床，或者说装备了数控系统的机床成为数控（CN）机床。数控系统包括：数控装置、可编程控制器、主轴驱动器及进给装置等部分。MasterCAM是一套以图形驱动的软件，应用广泛，操作方便，而且它能
2、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文件，以便将刀具路劲文件（NCI）转换成相应的CNC控制器上所使用数控加工程序（NC）代码。如FANUC、MELADS、AGIE、HITACHI等数控系统。本论文主要介绍了MasterCAM一些绘制图形基本功能的使用，运用MasterCAM编制数控程序，还介绍了MasterCAM的一些功能和特点及应用。MasterCAM是款强大的CADCAM软件，是集设计与制造于一体。编制数控程序在数控仿真软件里面进行模拟加工，完善加工工艺，刀具路劲，完成皮带轮零件的数控加工工艺与编程设计 关键词：数控技术；MasterCAM；CADCAM 目 录第一章
3、概述1 1.1 数控技术简介1 1.1.1 数控技术是制造业的重要基础1 1.1.2 数控技术的发展趋势1 1.1.3 中国数控的出路2 1.2 MasterCAM介绍3 1.3 MasterCAM的主要功能41.3.1 三维设计系统41.3.2 铣床2D加工系统51.3.3 铣床2.5D加工系统51.3.4 铣床3D加工系统51.3.5 车铣复合系统51.3.6 线切割、激光加工系统5第二章 绘制零件图6 2.1 零件图6 2.2 利用CAXA绘制零件图6 2.3 利用UG NX7.0绘制三维图 11第三章 工艺分析15I 3.1 数控车削加工工艺基础153.1.1 加工顺序的安排原则153
4、.1.2 刀具参数选项卡15 3.2 零件的几何特征、作用及工艺分析16 3.3 加工工序17 3.4 各工序刀具及切削参数选择30 3.5 专用夹具设计37第四章 刀具路径创建40 4.1 车削端面加工404.1.1 车削端面参数404.1.2 车削端面刀具路径42 4.2 钻孔加工434.2.1 钻孔参数434.2.2 钻孔刀具路径44 4.3 外形车削454.3.1 加工78外形参数454.3.2 加工78外形路径454.3.3 加工V型槽参数464.3.4 加工V型槽路径47 4.4 插键槽加工484.4.1 粗加工键槽48II4.4.2 精加工键槽48第五章 验证与生成程序49 5.
5、1 实体验证49 5.2 程序的自动生成49 5.3 人工编程 50结论55附录56参考文献63致谢64III第一章 概 述 1.1 数控技术简介 1.1.1 数控技术是制造业的重要基础飞装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国家经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和间断工业的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于市场什么。而在于这样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。因此，专家们预言：机械制造的竞争，其实质是数控技术的竞争。数控技术是用数字信息对机
6、械运动和工作过程进行控制的技术；是制造业实现自动化、柔性话、集成化生产的基础；是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物资手段；是国防现代化的重要战略物资；是关系到国家战略地位和体现国家综合国力水平的重要基础性产业。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。根据
7、国家经济发展和国家重点建设工程的具体需求，设计制造“高、精、尖”重大数控装备，打破国外封锁，掌握数控装备关键技术，创出中国数控机床品牌，提高市场占有率是全面提升我国基础制造装备的核心竞争力的关键所在。 1.1.2 数控技术的发展趋势早期的数控系统采用穿孔纸带传送加工程序，由专用数控装置读入加工代码、进行识别、储存和计算，输出相应的指令脉冲以驱动伺服系统。70年代中期小型计算机出现由于其较低的价格，高超的数据处理和输入输出功能，使它迅速应用到数控机床的控制系统中，出现所谓计算机数控（CNC）和直接数控（DNC）系统。九十年代以来，计算机技术的发展日新月异，通用计算机从8位机，已发展到奔腾时代。其
8、速度和功能已比当年的8位机快了几百倍。使得在通用微机上以软件方式可以实现各种数控功能，数控技术发生了深刻变化。PC机上的丰富软件资源、友好的人机界面，是其他数控系统所无法比拟的。基于微机的开放式数控系统已成为世界数控技术的发展潮流，以PC机为平台的数控技术的应用范围迅速扩大。随着科学技术的不断发展，数控技术的发展越来越快，数控机床朝着高新能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。但最重要的发展趋势就是采用“PC+运动控制器”的开放式数控系统，它不仅具有信息处理能力强、开放程度高、运动轨迹控制精确、通用性好等特点，而且还从很大程度上提高了现有加工制造的精度、柔性和应付市场需求的能力。美国将其
9、称为新一代的工业控制器，日本称其将带来第三次工业革命。 1.1.3 中国数控的出路纵观目前我国的数控市场，我国数控产品在性能、外观、可靠性方面与国外产品有一定差距，特别是国外企业有雄厚的资金，加上外国企业为占领中国市场，对我国能够生产的数控系统压价销售，而对我国未能生产的数控系统，不仅高价而且附加许多限制。在国外数控企业采用技术封锁和低价倾销的双重策略下，中国数控产业经历里坎坷的历程，我国曾花巨资引进西门子和FANUC的技术，并希望在此基础上吸收消化，开发我国自己的数控技术。如北京密云所引进了FANUC的数控系统，可是，FANUC卖给我们的都是即将过时的落后技术。我国引进后，尚未来得及吸收消化
10、和批量生产，FANUC即宣布停止生产该系统的生产，并将性能价格比更好、质量更高、体积更小的数控系统推向中国市场。这种总是跟在别人后面走的做法，必然受人约制，永远落在后面。中国数控出路何在？随着计算机技术日新月异的发展，基于微机的开放式数控是数控技术发展的必然趋势。在传统数控技术方面,我国处于相对落后的状态，开放式数控为我国数控产业的发展提供良好的契机，加强和重点扶持开放性数控技术的研究和应用，我国的数控产业才有发展壮大可能，才有可能在未来的市场竞争中立于不败之地。福州大学机械工程及自动化学院坚持以加速用信息化带动工业化，促进制造业结构调整和优化升级，建设四川高水平的先进准备为宗旨，围绕制造业企
11、业信息化、制造数字化、控制智能化和装备现代化的发展趋势及需求，大力加强开放式数控技术的研发和开发力争为我省适应经济全球化与信息化的挑战提供先进制造技术和装备。 1.2 MasterCAM介绍MasterCAM软件是美国CNC Software，INC所研制开发的CAD/CAM系统，是最经济有效的全方位的软件系统。包括美国在内的各工业大国皆一致采用本系统，作为设计、加工制造的标准。MasterCAM为全球PC级CAM，全球销售量第一名，是工业界及学校广泛采用的CAD/CAM系统，以美国和加拿大教育单位来说，共计有2500多所高中、专科大学院校使用此来作为机械制造及NC程序制作，在中国大陆及台湾，
12、其业界及教育单位亦有领先地位。它有一下特点：1、MasterCAM除了可产生NC程序外，本身也具有CAD功能（2D、3D/图形设计、尺寸标注、动态旋转、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（Drawing Exchange File）、CADL文件（CADkey Advanced Design Language）及IGES文件（Initial Graphic Exchange Specification）等转换到MasterCAM中，再生成数控加工程序。2、MasterCAM是一套以图形驱动的软件
13、，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文件，以便将刀具路径文件（NCI）转换成相应的CNC控制器上所使用的数控加工程序（NC）代码。如FANUC、MELADS、AGIE、HITACHI等数控系统。3、MasterCAM能预先依据使用者定义的刀具、进给量、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。4、MasterCAM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划尺寸自动确定进给率、转速等加工参数。5、提供RS-232C接口通讯功能及DNC功能。 1.3 MasterCAM的主要功能 1.3.1 三
14、维设计系统完整的曲线功能：可设计、编辑复杂的二维、三维空间曲线。还能生成方程曲线。尺寸标注、注释等也很方便。强大的曲面功能：采用NURBS、PARAMETRICS等数学模型，有十多种生成曲面方法。还具有曲面修剪、曲面间等（变）半径倒圆角、导角、曲面偏置、延伸的编辑功能。崭新的实体功能：以PARASOLID为核心，倒圆角、抽壳、布尔运算、延伸、修剪等功能都很强。可靠的数据交换功能，可转换的格式包括：IGES SAT（ACIS SOLIDS）、DXF、CADL、VDA、STL、DWG、ASCII。并可读取Parasolid、 HPGL、 CATIA 、PRO/E、STEP等格式的数据文件。 1.3
15、.2 铣床2D加工系统完整三维设计系统。外形铣削：外形可以是空间的任意曲线。型腔加工：加工方式多达8种以上。提供清角及残料加工功能。可斜线及螺旋式入刀、退刀。容许斜壁机不同高度、斜度的岛屿，可面铣岛屿。实体加工：在实体上自动确定加工外形参数。钻孔、镗孔、螺纹加工。可定义刀具库、材料库等。对刀具路径作图形编辑，可对NC、NCI作修改、平移、旋转、放大、缩小等编辑。可做身体切削模拟，支持4轴加工。可用各种CNC控制器，DNC传输。 1.3.3 铣床2.5D加工系统完整三维绘图系统。 完整的铣床2D加工系统。刀具路径可投影至斜面、圆锥面、球面及圆筒面。 单一曲面的粗、精加工。直面曲面、扫描曲面、旋转面加工方法。
