mastercamx3学习情境2 轴承端盖的设计与制造

学习情境2 轴承端盖的设计与制造2.1 设计与制造任务轴承端盖为某型号数控机床上一个关键零件，轴承孔精度要求高。

轴承端盖的主要作用一是轴向固定轴承，二是起密封保护作用，防止轴承进入尘土等进入轴承造成损坏。

生产数量：500件/年。

按小批量生产要求进行工艺设计，主要加工工艺：毛坯（锻件）——粗铣——数控精铣——钳工图2- 1 轴承端盖零件图2.2 任务目标2.2.1 技能目标1．能使用矩形选项功能绘制各种类型的矩形2．能使用倒圆角和倒角命令编辑图形3．能正确生成挖槽加工刀具路径4．能正确设置挖槽加工参数5．能使用复制/粘贴功能复制刀具，并正确修改参数2.2.2 知识目标1．按需要建立坐标系统2．挖槽刀具路径走刀方式的比较与合理选用3．挖槽刀具路径下刀方式的比较与合理选用4．使用岛屿深度的挖槽加工的概念2.3 知识准备2.3.1 绘制矩形图2- 2 “矩形”工具栏（1）矩形通过确定矩形基准点或者对角线两点绘制直角矩形。

图2- 3绘制矩形操作栏（2）矩形形状设置可以绘制多种特殊矩形，如倒圆角、旋转、键槽形、D形、双D形矩形等，如图2-4所示。

图2- 4“矩形选项”对话框可以在文本框中直接输入宽度，2.3.2 绘制正多边形图2- 5 “多边形选项”对话框图2- 6 展开的“多边形选项”对话框2.3.4 倒圆角和倒角2.3.5 绘制文字在MasterCAM中，文字常用于产品的外观表面装饰，如产品名称、生产企业名称、产品标记等，该功能可以绘制字母符号作为图形，是图样中的几何图素。

绘制文字步骤如下：①执行【绘图】-【绘制文字】命令；②系统弹出“绘制文字”对话框，如图2-7所示；③设置字型，也可选择真实字型，如图2-8所示；④输入文字内容；⑤设置文字对齐方式；⑥设置“高度”等参数⑦单击确定按钮，系统提示“输入文字的起点位置”，在绘图区拾取一点，完成文字绘制。

图2- 7 “绘制文字”对话框图2- 8 选择字体2.3.6 挖槽刀具路径挖槽加工能对封闭或开放的工件轮廓产生刀具路径。

在封闭的区域內可分有岛屿和无岛屿两种。

挖槽的刀路比较简洁明了，开粗时一般都选用挖槽功能进行加工。

（a）无岛屿（b）有岛屿图2- 9 挖槽型腔类型可将挖槽加工比作是海与岛屿的关系，选取海的边界与岛屿，那么海与岛屿之间的材料全部被去除，只留下岛屿（工件外形）。

海的边界与岛屿的选取顺序就比较重要了，不同的选取顺序会产生不同的加工结果，因此要根据要求正确定义工件外形。

外形的选取一般采用串连选取的方式挖槽加工型式有五种：标准挖槽、平面加工、使用岛屿深度挖槽、残料加工、开放式轮廓挖槽。

一般挖槽是主体加工型式，其他四种用于辅助挖槽加工方式。

（1）平面加工一般挖槽加工后，可能在边界处留下毛刺，这时可采用该功能对平面进行加工。

同时单击平面加工按钮，可设定其参数，对话框如图2-10所示。

图2- 10 边界再加工设置采用平面加工方式生成的刀具路径示例如图2-11（b）所示，图2-11（a）为使用一般挖槽加工产生的刀具路径。

（a）（b）图2- 11 采用边界再加工方式生成的刀具路径（2）使用岛屿深度挖槽采用一般挖槽加工时，系统不会考虑岛屿深度变化，对于岛屿的深度和槽的深度不一样的情形，就需要采用该功能。

使用岛屿深度挖槽可以打开边界再加工对话框，对话框与边界再加工方式的对话框相同，但是其将岛屿上方的预留量选项激活。

同时它的“边界”是指岛屿轮廓线。

使用“使用岛屿深度挖槽”方式进行加工，刀具路径在岛屿深度上方是铣削整个切削区域的，而在岛屿深度下方则绕开岛屿轮廓。

图2- 12 使用岛屿深度挖槽（3）残料加工挖槽加工的残料清角与前一节的外形铣削残料清角基本相同，主要是用较小的刀具去切除上一次（较大刀具）加工留下的残料部分。

但是挖槽加工生成的刀具路径是在切削区域范围内多刀加工的。

图2- 13 挖槽残料加工（4）开放式轮廓挖槽系统专门提供了开放挖槽加工的功能。

用于轮廓串联没有完全封闭，一部分开放的槽形零件加工。

设置刀具超出边界的百分比或刀具超出边界的距离即可进行开放式挖槽加工。

生成的刀具路径将在切削到超出距离后直线连接起点与终点。

图2- 14 开放式轮廓挖槽2.4 任务实施2.4.1 轴承端盖建模1.轴承端盖建模①设置绘图环境设置绘图模式为2D，工作深度为“-8”，当前层别为1，其它按默认设置，如图2-15所示。

图2- 15 绘图环境设置②绘制矩形●单击“基础绘图”工具栏中的“矩形”按钮；●在状态栏中输入宽度120、高度80，单击“设置基准点为中心点”按钮，单击“自动抓点”工具栏中的“原点”按钮；●单击“确定”按钮，完成矩形绘制，如图2-16所示。

图2- 16绘制矩形③挤出矩形实体●设置当前层别为2，单击“实体”工具栏中的“挤出实体”按钮；●选择矩形轮廓，挤出方向向下，如图2-17所示；●在“实体挤出的设置”对话框中输入挤出距离为22，如图2-18所示，单击“确定”按钮，完成挤出实体，结果如图2-19所示。

图2- 17 选择挤出实体轮廓图2- 18 实体挤出设置图2- 19 挤出实体④绘制矩形和圆●设置工作深度为0，当前层别为1；●使用矩形命令绘制116×76的矩形，使用圆命令绘制Φ84的圆，矩形中心点和圆心均在原点，结果如图2-20所示。

图2- 20 绘制矩形和圆⑤倒圆角●单击“基础绘图”工具栏中的“倒圆角”按钮；●在状态栏中输入圆角半径6；●选择倒圆角的两条轮廓线，完成倒圆角，如图2-21所示。

⑥倒角●单击“基础绘图”工具栏中的“倒角”按钮；●在状态栏中输入倒角距离5；●选择倒角的两条轮廓线，完成倒角，如图2-22所示。

图2- 21 倒圆角图2- 22倒角⑦设置当前层别为2，向下挤出矩形，增加凸缘，合并操作，挤出距离为8，如图2-23所示，结果如图2-24所示。

⑧向下挤出圆，切割实体，挤出距离为8，如图2-25所示，结果如图2-26所示。

图2- 23 实体挤出设置图2- 24 实体挤出图2- 25 实体挤出设置图2- 26 实体挤出⑨构建导向槽●设置当前层别为1；●使用极坐标方式绘制直线：第一个端点使用“自动抓点”工具栏中的“原点”按钮定位在坐标系原点，在状态栏中设置长度为60，角度为27，按<Enter>确认，完成直线绘制，如图2-27所示；●镜像复制图素：单击“转换”工具栏中的“镜像”按钮，选择直线作为镜像图素，单击“结束选择”按钮，在弹出的“镜像”对话框中设置参数，如图2-28所示，单击“确定”按钮，完成直线镜像复制，结果如图2-29所示；●使用圆命令，绘制R54、R46同心圆，圆心定位在坐标系原点，结果如图2-30所示；●使用修剪命令编辑图形，结果如图2-31所示；●使用两点画弧命令绘制圆弧，删除直线，完成导向槽轮廓绘制，结果如图2-32所示；●使用镜像命令复制导向槽，结果如图2-33所示；●设置当前层别为2，向下挤出导向槽，切割实体，挤出距离为4，如图2-34所示，完成导向槽构建，结果如图2-35所示。

图2- 27绘制直线图2- 28 镜像参数设置图2- 29 镜像复制直线图2- 30绘制同心圆图2- 31 修剪图形图2- 32 绘制圆弧图2- 33 镜像复制图素图2- 34 实体挤出设置图2- 35 实体挤出⑩构建轴承室● 设置作图深度为-4，当前层别为1；● 绘制Φ55、Φ30、3个Φ8圆，完成轴承室轮廓绘制，结果如图2-36所示； ● 设置当前层别为2；● 使用挤出实体命令，向下挤出Φ55实体，增加凸缘，挤出距离4；向下挤出Φ30实体，切割实体，挤出距离10；向下挤出3个Φ8实体，切割实体，挤出距离12，结果如图2-37所示。

图2- 36 绘制轴承室轮廓图2- 37 实体挤出2.构建文字①设置作图深度为0，单击“基础绘图”工具栏中的“绘制文字”按钮；②在“绘制文字”对话框中选择“字型”为“真实字型[隶书]”，输入文字内容“海达机械”，文字高度5，间距0.1，如图2-38所示；单击“确定”按钮，拾取轮廓左上角R6圆弧圆心为文字基准点，完成文字绘制，结果如图2-39所示；③单击“实体”工具栏中的“挤出实体”按钮，窗选文字，并拾取搜寻点，在“实体挤出”对话框中设置相关选项，如图2-40所示；单击“确定”按钮，完成文字雕刻，结果如图2-41所示。

图2- 38“绘制文字”对话框图2- 39 绘制文字图2- 40 实体挤出设置图2- 41 雕刻文字2.4.2 轴承端盖制造初始设置①设置当前层别为1，关闭实体层显示；②执行【机床类型】-【铣床】-【默认】命令；③在“刀具路径管理”对话框中，单击“机床群组属性”下“材料设置”选项；④在“机床群组属性”对话框的“材料设置”选项卡中，设置素材大小为X120、Y84、Z31，素材原点X0、Y0、Z0.5，如图2-42所示，屏幕显示如图2-43所示。

图2- 42 材料设置图2- 43 显示素材1.面铣①执行【刀具路径】-【面铣】命令；②输入“新NC名称”；③串联选择面铣轮廓；④设置“刀具路径参数”，如图2-44所示●单击“选择库中刀具”按钮；●单击“过滤”按钮；●单击“全关”按钮，在“刀具类型“列表中选择“面铣刀”；●选择直径为150的面铣刀；●双击列表中的刀具，修改“刀具号码”为1；●设置切削参数，输入进给率150，主轴转速1200，进刀速率100。

⑤设置“平面铣削加工参数”，如图2-45所示；⑥单击确定按钮，完成面铣刀具路径，如图2-46所示。

图2- 44 设置“刀具路径参数”图2- 45 设置“平面铣削加工参数”图2- 46 面铣刀具路径2.粗铣外轮廓①执行【刀具路径】-【外形铣削】命令；②串联选择外形铣削轮廓，走刀方向为顺时针，如图2-47所示；③设置外形铣削“刀具路径参数”，如图2-48所示●从刀库中选择Φ16mm平刀，刀具号码为2；●输入进给率500，进刀速率500，主轴转速2500；④设置外形铣削“外形加工参数”，如图2-49所示●输入安全高度等加工位置参数；●输入XY预留量0.1●设置“Z轴分层铣削”，最大粗切步进量为2，如图2-50所示⑤单击确定按钮，完成粗铣外轮廓刀具路径，如图2-51所示；实体切削验证,如图2-52所示。

图2- 47 选择外形铣削轮廓图2- 48 设置“刀具路径参数”图2- 49设置“外形加工参数”图2- 50 设置“Z轴分层铣削”参数图2- 51 外形铣削刀具路径图2- 52 实体切削验证3.精铣外轮廓①复制刀路并修改参数●在“刀具路径管理器”中，复制“2-外形铣削”刀路；●粘贴刀具路径；●修改“3-外形铣削”参数②设置外形铣削“刀具路径参数”，如图2-53所示●从刀库中选择Φ4mm平刀，刀具号码为3；●输入进给率300，进刀速率500，主轴转速3500；③设置外形铣削“外形加工参数”如图2-54所示●输入安全高度等加工位置参数；●设置XY预留量为0●取消“Z轴分层铣削”④单击确定按钮，完成外形铣削参数设置，单击刀具路径管理工具栏中的“重建操作”按钮，完成精铣外轮廓刀具路径，如图2-55所示；实体切削验证,如图2-56所示。