Mastercam的鼠标设计与模拟加工
Mastercam的鼠标设计与模拟加工[20200123185002]
【摘要】
Mastercam技术是实现产品的设计与制造自动化的关键技术，降低操作者的劳动强在产品开发中，引入该技术进行产品设计及数控加工，能大大提高产品的生产效率和质量。曲面在机械产品和模具设计中广泛应用，而且由于曲面的特点，决定了只有用Mastercam技术才能缩短产品的设计、制作周期，提高产品的质量。本课题就是基于Mastercam软件围绕着这一应用主题展开的。
鼠标模型是一个比较典型的曲面模型，本课题就是用Mastercam软件进行鼠标的三维曲面建模，仿真加工模型零件，生成加工程序并在数控机床上加工出其模型。首先根据图形实物，确定各部分之间的比例关系并参照自己的设计运用CAD建模功能创建出鼠标的三维模型。创建后的实体模型可以再CAM里生成精确的刀具路径。生成的刀具路径，可以通过后处理产生用于特定数控机床的加工代码。生成的加工代码传输到制定的数控机床上来完成鼠标的数控加工。
通过本次研究进一步证实了Mastercam软件在曲面建模和加工中所具有的强大功能。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】鼠标,Mastercam,CAD建模,模拟加工
引言 1
一、选题背景及意义 2
二、研究内容 2
（一）基于Mastercam的CAD建模 2
（二）鼠标零件的数控加工工艺分析 3
（三）基于Mastercam的铣削仿真加工 4
（四）数控加工工艺基础知识 5
（五）数控加工准备工作 7
三、鼠标的CAD模块创建 7
（一）鼠标的建模分析 7
（二）鼠标的Mastercam绘制 7
四、鼠标的模拟加工 11
（一）鼠标的模拟加工概述 11
（二）鼠标仿真加工过程 12
（三）铣削四周选刀及切削参数设定 12
（四）曲面精加工精加工和切削参数的设定 13
（五）生成刀具路径 15
（六）实体切削验证 15
（七）鼠标凸模的数控加工 15
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
随着CAD、CAM、CAE、等技术不断发展和日趋完善，他们在个个领域得到了极其广泛的应用。其中Mastercam软件是这一技术发展的比较成功的软件之一，它是从二维绘图二维绘图、数控加工编程、曲面造型等功能发展起来的软件。目前已广泛应用于航空、航天、汽车、通用机械等领域，同时也被当今世界许多领先的制造商用来从事概念设计概念设计、工业设计、详细的机械设计遗迹工程仿真和数控加工等领域。其CAM领域尤其出色，在同类软件中处于绝对领先地位，它提供了一种交互式编程工具，可计算生成精确可靠的刀具加工轨迹，是一个功能强大的计算机辅助制造模块。
一、选题背景及意义
现代制造业所面对的经常是具有复杂型腔的高精度模具制造及复杂型面产品的外形加工，其共同特点是以复杂三维型面为结构主体，整体结构紧凑，制造精度要求高，加工成型难度极大。通过近几年对Mastercam软件的应用摸索，针对上述制造过程中普遍存在的的技术难点，将传统工艺方案中适用现代数控加工的精华部分融入Mastercam的应用过程，总结出一套适用于各类复杂性面的数控加工编程方法。
鉴于传统模具的加工的缺点，采用Mastercam这样一套当今世界上最先进和紧密集成，面向制造业的高端软件，通过对目前市场上最常见的，具有典型曲面结构的鼠标模具进行造型和加工，实现模具的快速制造挤兑市场的快速响应，以此克服过去模具设计周期长，制造周期长的弊端。
本课题主要是鼠标的设计与数控加工，其研究意义如下：
课余参加过Madtercam软件的培训，但是只是掌握了该软件的最基本的功能，通过这次的课题，可以使我更加多的掌握该软件的功能。这次的鼠标造型主要以曲面造型为主，而Mastercam软件在自由曲面建模上有很强的功能，做起模型来比较方便。
Mastercam的高端技术可使鼠标模型在CAM中生成精确地加工路径，可以很清晰的观察到模拟加工的全过程。
Mastercam的加工后处理模块可方便的建立自己的加工后处理程序，该模块适用于目前世界上几乎所有主流NC机床和加工中心，而且该模块在多年的应用实践中已被证明适用于2~5轴或更多轴的铣削加工、2~4轴的车削加工和电火花线切割。
通过Mastercam软件完成鼠标的设计，一方面可以培养自己的设计能力，掌握正确的思维方法和设计的基本技能，令哟方面可以提高学生的独立思考、综合分析的能力，再设计过程中促使自己学习更多的新知识，掌握自我学习的能力。
通过在数控机床上实现鼠标的加工，可以再巩固自己学过的基础理论和专业知识的同时，是理论与实践相结合，掌握数控机床的操作方法以巩固和发展自己所学的知识。
整个毕业设计以后，基本上培养了自己掌握正确的思维方法和利用计算机软件解决问题的基本技能，同时也培养了自己在学习过程中团结协作的作风，为以后的工作打下了良好地基础。
二、研究内容
本课题是在Mastercam软件及数控机床的基础上，完成鼠标的绘制，虚拟加工与实际加工三部分的研究内容。详述如下：
（一）基于Mastercam的CAD建模
CAD模型包括了线框模型、曲面模型和实体模型。
1.线框模型
线框模型是以物体的形状的轮廓、棱边和交线作为形状数据来描述物体的。圆柱圆锥等情况，出棱线以外没有多余的轮廓线的多面体形状，用线框模型就难以表达，记不清楚用什么棱线来形成侧面的，所以需要加入辅助线。线框模型在计算机内部数据存放结构简单，计算机处理速度快，但形状所带的信息不完整，所以无法得到剖面图，消除隐蔽线和两个形体间的交线，不能计算出物体的体积、重量、表面积、中心等。
2.曲面模型
曲面模型是在三维物体线框模型的基础上加进面的信息、即把三维线框模型的物体表面定义成面。最简单的面是由多边形和圆形成的平面，其它有旋转面、球面、锥面遗迹附载的自由曲面。自由曲面是绘制自由曲面的主要手段，在Mastercam中有：用便捷表达的昆式曲面，用截面轮廓表达的举升曲面和直纹曲面、扫描曲面、牵引曲面及倒圆角面。不论那种曲面都带有曲面的信息，这些曲面可生成阴影线、截面轮廓线、相贯线等。曲面模型虽然边界得到了定义，但是每个面都是单独存储，并没有记录面与面之间的相邻拓扑关系，并没有表示实体在面的哪一侧的信息，即不明确边界包围的实心体还是空洞。
3.实体模型
实体模型是在曲面模型的基础上，定义了曲面之间的相互位置关系，实体就在面的哪一侧的信息。定义实体侧的方法组要有三种：一点制定法、线矢量制定法、包围面的线指定法。
（1）实体造型的方法：CSG法和B-rep法。
CSG法-结构实体造型表达法：使用立方体、圆柱体、圆锥体、四分之一圆柱体、倒圆角体等单一的基本实体进行和、差、残留共同部分的运算来表达复杂的形状。
B-rep法-实体边界表达法：用模型的面与面之间的边界来表达的意思，即空间实体可以定义有限面包围而成，每个面都是由有限条边界围成的曲面。
B-rep法比CGS法表达麻烦一些，但边界表达能看清楚表到出形状的面、边、点及相互关系、目前大多数几何造型系统都一种造型方法为主兼用另一种。
（2）特征建模：实体模型在集合造型上已经很完善了，它不仅仅是集合形状的描述，还能提供产品开发整个周期所需的周期。集合模型还带上工艺设计中所需的其他信息：如加工特征、材料、公差及表面粗糙程度等，称为零件特征。特征造型将促进CAD/CAM一体化进程，实现工艺自动化。再零件设计时采用前述的具有某些功能和加工信息的形状特征进行组合、拼装，这样构建的模型称为特征模型。
此次课题的任务是鼠标的设计，所以实体建模的功能用的比较多。
（二）鼠标零件的数控加工工艺分析
1.软件部分
【摘要】
Mastercam技术是实现产品的设计与制造自动化的关键技术，降低操作者的劳动强在产品开发中，引入该技术进行产品设计及数控加工，能大大提高产品的生产效率和质量。曲面在机械产品和模具设计中广泛应用，而且由于曲面的特点，决定了只有用Mastercam技术才能缩短产品的设计、制作周期，提高产品的质量。本课题就是基于Mastercam软件围绕着这一应用主题展开的。
鼠标模型是一个比较典型的曲面模型，本课题就是用Mastercam软件进行鼠标的三维曲面建模，仿真加工模型零件，生成加工程序并在数控机床上加工出其模型。首先根据图形实物，确定各部分之间的比例关系并参照自己的设计运用CAD建模功能创建出鼠标的三维模型。创建后的实体模型可以再CAM里生成精确的刀具路径。生成的刀具路径，可以通过后处理产生用于特定数控机床的加工代码。生成的加工代码传输到制定的数控机床上来完成鼠标的数控加工。
通过本次研究进一步证实了Mastercam软件在曲面建模和加工中所具有的强大功能。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】鼠标,Mastercam,CAD建模,模拟加工
引言 1
一、选题背景及意义 2
二、研究内容 2
（一）基于Mastercam的CAD建模 2
（二）鼠标零件的数控加工工艺分析 3
（三）基于Mastercam的铣削仿真加工 4
（四）数控加工工艺基础知识 5
（五）数控加工准备工作 7
三、鼠标的CAD模块创建 7
（一）鼠标的建模分析 7
（二）鼠标的Mastercam绘制 7
四、鼠标的模拟加工 11
（一）鼠标的模拟加工概述 11
（二）鼠标仿真加工过程 12
（三）铣削四周选刀及切削参数设定 12
（四）曲面精加工精加工和切削参数的设定 13
（五）生成刀具路径 15
（六）实体切削验证 15
（七）鼠标凸模的数控加工 15
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引言
随着CAD、CAM、CAE、等技术不断发展和日趋完善，他们在个个领域得到了极其广泛的应用。其中Mastercam软件是这一技术发展的比较成功的软件之一，它是从二维绘图二维绘图、数控加工编程、曲面造型等功能发展起来的软件。目前已广泛应用于航空、航天、汽车、通用机械等领域，同时也被当今世界许多领先的制造商用来从事概念设计概念设计、工业设计、详细的机械设计遗迹工程仿真和数控加工等领域。其CAM领域尤其出色，在同类软件中处于绝对领先地位，它提供了一种交互式编程工具，可计算生成精确可靠的刀具加工轨迹，是一个功能强大的计算机辅助制造模块。
一、选题背景及意义
现代制造业所面对的经常是具有复杂型腔的高精度模具制造及复杂型面产品的外形加工，其共同特点是以复杂三维型面为结构主体，整体结构紧凑，制造精度要求高，加工成型难度极大。通过近几年对Mastercam软件的应用摸索，针对上述制造过程中普遍存在的的技术难点，将传统工艺方案中适用现代数控加工的精华部分融入Mastercam的应用过程，总结出一套适用于各类复杂性面的数控加工编程方法。
鉴于传统模具的加工的缺点，采用Mastercam这样一套当今世界上最先进和紧密集成，面向制造业的高端软件，通过对目前市场上最常见的，具有典型曲面结构的鼠标模具进行造型和加工，实现模具的快速制造挤兑市场的快速响应，以此克服过去模具设计周期长，制造周期长的弊端。
本课题主要是鼠标的设计与数控加工，其研究意义如下：
课余参加过Madtercam软件的培训，但是只是掌握了该软件的最基本的功能，通过这次的课题，可以使我更加多的掌握该软件的功能。这次的鼠标造型主要以曲面造型为主，而Mastercam软件在自由曲面建模上有很强的功能，做起模型来比较方便。
Mastercam的高端技术可使鼠标模型在CAM中生成精确地加工路径，可以很清晰的观察到模拟加工的全过程。
Mastercam的加工后处理模块可方便的建立自己的加工后处理程序，该模块适用于目前世界上几乎所有主流NC机床和加工中心，而且该模块在多年的应用实践中已被证明适用于2~5轴或更多轴的铣削加工、2~4轴的车削加工和电火花线切割。
通过Mastercam软件完成鼠标的设计，一方面可以培养自己的设计能力，掌握正确的思维方法和设计的基本技能，令哟方面可以提高学生的独立思考、综合分析的能力，再设计过程中促使自己学习更多的新知识，掌握自我学习的能力。
通过在数控机床上实现鼠标的加工，可以再巩固自己学过的基础理论和专业知识的同时，是理论与实践相结合，掌握数控机床的操作方法以巩固和发展自己所学的知识。
整个毕业设计以后，基本上培养了自己掌握正确的思维方法和利用计算机软件解决问题的基本技能，同时也培养了自己在学习过程中团结协作的作风，为以后的工作打下了良好地基础。
二、研究内容
本课题是在Mastercam软件及数控机床的基础上，完成鼠标的绘制，虚拟加工与实际加工三部分的研究内容。详述如下：
（一）基于Mastercam的CAD建模
CAD模型包括了线框模型、曲面模型和实体模型。
1.线框模型
线框模型是以物体的形状的轮廓、棱边和交线作为形状数据来描述物体的。圆柱圆锥等情况，出棱线以外没有多余的轮廓线的多面体形状，用线框模型就难以表达，记不清楚用什么棱线来形成侧面的，所以需要加入辅助线。线框模型在计算机内部数据存放结构简单，计算机处理速度快，但形状所带的信息不完整，所以无法得到剖面图，消除隐蔽线和两个形体间的交线，不能计算出物体的体积、重量、表面积、中心等。
2.曲面模型
曲面模型是在三维物体线框模型的基础上加进面的信息、即把三维线框模型的物体表面定义成面。最简单的面是由多边形和圆形成的平面，其它有旋转面、球面、锥面遗迹附载的自由曲面。自由曲面是绘制自由曲面的主要手段，在Mastercam中有：用便捷表达的昆式曲面，用截面轮廓表达的举升曲面和直纹曲面、扫描曲面、牵引曲面及倒圆角面。不论那种曲面都带有曲面的信息，这些曲面可生成阴影线、截面轮廓线、相贯线等。曲面模型虽然边界得到了定义，但是每个面都是单独存储，并没有记录面与面之间的相邻拓扑关系，并没有表示实体在面的哪一侧的信息，即不明确边界包围的实心体还是空洞。
3.实体模型
实体模型是在曲面模型的基础上，定义了曲面之间的相互位置关系，实体就在面的哪一侧的信息。定义实体侧的方法组要有三种：一点制定法、线矢量制定法、包围面的线指定法。
（1）实体造型的方法：CSG法和B-rep法。
CSG法-结构实体造型表达法：使用立方体、圆柱体、圆锥体、四分之一圆柱体、倒圆角体等单一的基本实体进行和、差、残留共同部分的运算来表达复杂的形状。
B-rep法-实体边界表达法：用模型的面与面之间的边界来表达的意思，即空间实体可以定义有限面包围而成，每个面都是由有限条边界围成的曲面。
B-rep法比CGS法表达麻烦一些，但边界表达能看清楚表到出形状的面、边、点及相互关系、目前大多数几何造型系统都一种造型方法为主兼用另一种。
（2）特征建模：实体模型在集合造型上已经很完善了，它不仅仅是集合形状的描述，还能提供产品开发整个周期所需的周期。集合模型还带上工艺设计中所需的其他信息：如加工特征、材料、公差及表面粗糙程度等，称为零件特征。特征造型将促进CAD/CAM一体化进程，实现工艺自动化。再零件设计时采用前述的具有某些功能和加工信息的形状特征进行组合、拼装，这样构建的模型称为特征模型。
此次课题的任务是鼠标的设计，所以实体建模的功能用的比较多。
（二）鼠标零件的数控加工工艺分析
1.软件部分
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