手机外壳制作 - 图文

机械制造方向综合实验

实验报告

实验二 模具数控加工部分

（一）实验类型：综合型 （二）实验目的：

1. 熟悉Mastercam9.0 自动编程的基本操作 2. 掌握Mastercam9.0 模具曲面加工刀具路径（曲面挖槽粗加工、曲面等高外形精加工、曲面平行精加工、外形铣削等）设计方法 3. 掌握加工坯料、对刀点及基本参数的设置 4. 掌握NC代码的生成及传输 （三）实验内容：

1. 编制手机外壳模具的数控加工工艺规程

2. 规划曲面刀具路径 3. 实体加工模拟

4. 后置处理生成NC代码 （四）实验要求

该实验是针对机械工艺装备专业的本科生，要求学生对机械加工及数控自动编程、工艺装备等相关理论知识有充分的了解，能够熟练操作CAD/CAM软件Mastercam9.0 ，在规定的时间内完成上机任务，能进行一般的数控机床操作。 （五）主要仪器设备

计算机50台、软件Mastercam9.0、 数控机床。 手机外壳凹模数控铣削加工步骤： 一、 图形处理

1．从Pro/E系统中输出手机外壳凹模零件的IGES格式文件；

2．在Mastercam9.0 系统中将手机外壳凹模零件的IGES格式文件转换成MC9格式文件。

回主功能表/档案/档案转换/IGES/读取/IGES格式文件名/打开/OK/适度化 结果如图所示：

二、坐标处理

（1）在菜单栏选择回主功能表。

（2）单击顶部工作栏中的（等角视图）按钮，单击（构图面——侧视图）按钮，单击（全屏显示）/，如图（a）为旋转前凹模模型。

（3）在菜单栏中选择转换/旋转/所有的/图素命令旋转所有几何图素。 （4）选择执行命令。 （5）系统提示选择旋转基准点，在菜单栏中选择原点命令以系统原点为旋转点。 （6）系统弹出如图1所示旋转参数设置对话框，输入旋转角度（根据自己设计图形确定旋转角度，顺时针为“负”，逆时针为“正”，将模具的加工面旋转至XY平面上，将模具的长方向旋转至X轴），单击确定按钮/（清除颜色）/（全屏显示），屏幕显示如图（b）所示的旋转后凹模模型。结果如图所示：

原图 (a) 结果图(b) 图1 旋转对话框 三、对刀点的确定

（1）在菜单栏单击层别，系统弹出如图2所示的图层设置对话框，输入“层别２”，单击确

定，单击顶部工作栏中的（构图面—空间绘图）按钮。

图2 图层设置对话框 图3 产生曲面边界

（2）绘制曲面边界线 。在菜单栏中选择回主功能表/绘图/曲面曲线/所有边界/鼠标选取上曲面/执行/执行/回主功能表，产生如图3所示的深色线条为曲面边界。

（3）将边界线的左上角平移到系统的原点（为对刀点）；在菜单栏中选择回主功能表/转换/平移/所有的/图素/两点间/单击边界线左上角/原点（对刀点），系统弹如图4所示平移参数设置对话框，单击确定/（清除颜色）/（全屏显示）按钮，屏幕显示如图6所示的平移后凹模模型的对刀点，图5为平移前凹模模型的对刀点。 （4）保存文件。在菜单栏中选择回主功能表/档案/存档，系统弹保存文档对话框，输入文档名称，单击存档按钮。

四、规划曲面挖槽粗加工刀具路径（留余量0.3） （1）刀具路径规划

（2）选择刀具路径/曲面加工/粗加工/挖槽粗加工命令。

（3）选择所有的/曲面命令，选择所有曲面，选择执行命令。

（4）系统弹出如图7所示曲面粗加工挖槽刀具参数对话框，鼠标放在空白处，单

击从刀库中选取刀具，系统弹出如图8所示的刀具库对话框，从刀具库中选取直径为10刀尖角为1的圆角铣刀（如果刀库中无此刀具，可单击建立新的刀具，系统弹出如图9所示的刀具型式对话框，选择圆鼻刀类型，并设置刀具规格如图10所示），在曲面挖槽刀具参数设置对话窗中输入切削参数、程序名、冷却等，如图31所示。

图7粗加工挖槽刀具参数框 图6平移后凹模 图4平移参数设置对话框

图8 刀具库对话框 图9 刀具型式对话框

图10 刀具规格选项卡 图11 已设置的刀具参数对话框 （5）单击曲面挖槽刀路对话框中的曲面加工参数选项卡，参数设置如图12所示。

图12 曲面加工参数选项卡 图13 挖槽粗加工参数选项卡 （6）单击挖槽粗加工参数选项卡，参数设置如图13所示 （7）单击切削方向误差值选项卡，参数设置如图14所示。

图14 切削方向误差值选项卡 图15 选择刀路范围限定框 （8）单击曲面挖槽刀路对话窗中的确定按钮，系统提示选择刀路范围限定框（标箭头），选择如图15所示串连曲面边界线，鼠标拾取边界线，选择执行命令，系统产生如图16所示曲面挖槽刀路。

图16 曲面挖槽刀具路径 图17 操作管理对话框

2．刀具路径模拟。在菜单栏选择刀具路径/操作管理，系统弹出如图17所示的刀路操作管理对话框。选择刀路模拟选项卡，在菜单栏选择手动模拟（按“S”键）或自动模拟，如图18所示。

图18 凹模粗加工刀具路径模拟 图19 工件设置对话框 五、工件毛坯设置（选用边界盒）显示工件毛坯大小

工件毛坯设置。在菜单栏选择刀具路径/工作设置，系统弹出如图19所示的工作设置对话框，鼠标捕捉毛坯的左上角为对刀点，分别在X、Y、Z位置上输入模型的长、宽、高。具体参数设置如图所示。 六、曲面挖槽粗加工实体加工模拟

曲面挖槽粗加工实体验证。在菜单栏选择刀具路径/操作管理，系统弹出如图39所示的刀路操作管理对话框。选择实体验证选项卡，系统弹出如图20所示的实体验证操作对话框，单击按钮，实体验证过程如图21所示。

图20 实体验证操作对话框

图21 凹模挖槽粗加工实体验证过程 刀具参数设置如图 七、规划曲面精加工平面铣削 1. 在构图面——俯视图；

2.直径为5mm铣刀，F200，S200； 3. .串连外边界线。

八、规划曲面平行精加工刀具路径（无余量） 1. 在构图面——俯视图；

2. 直径为1mm铣刀，F200，S200；

刀具参数设置如下图： 实体验证结果如图所示：

九、加工面

1. 在构图面——俯视图；

2. 直径为40mm面铣刀（刀具直径大于毛坯宽度），F200，S200； 刀具参数设置如下图： 实体验证结果如图所示：

十、后置处理（生成NC程序）

在菜单栏选择刀具路径/操作管理在弹出的对话框中单击后处理按钮，系统弹出如图22所示的后处理程式对话框，选择打开储存NC档、编辑，单击确定按钮，系统弹出如图23所示的输入程序名对话框，输入程序名， 单击保存按钮，显示NC程序如图24所示，修改（FANUC系统的程序格式）并保存。

图22 后处理程式对话框 图23输入程序名对话框

图24 显示NC程序

手机外壳凸模数控铣削加工操作步骤：

一、 图形处理

1．从Pro/E系统中输出手机外壳凹模零件的IGES格式文件；

2．在Mastercam9.0 系统中将手机外壳凸模零件的IGES格式文件转换成MC9格式文件。

回主功能表/档案/档案转换/IGES/读取/IGES格式文件名/打开/OK/适度化 结果如图所示：

二、坐标处理

（1）在菜单栏选择选择回主功能表。

（2）单击顶部工作栏中的（等角视图）按钮，单击（构图面——侧视图）按钮，单击（全屏显示）/，如图2所示的旋转前凹模模型。

（3）在菜单栏中选择转换/旋转/所有的/图素命令旋转所有几何图素。 （4）选择执行命令。 （5）系统提示选择旋转基准点，在菜单栏中选择原点命令以系统原点为旋转点。 （6）系统弹出如图1所示旋转参数设置对话框，输入旋转角度（根据自己设计图形确定旋转角度，顺时针为“负”，逆时针为“正”，将模具的加工面旋转至XY平面上，将模具的长方向旋转至X轴），单击确定按钮/（清除颜色）/（全屏显示），屏幕显示如图2所示的旋转后凸模模型,图3所示的旋转前凸模模型。 三、 对刀点的确定 （1）绘制边界盒

图1旋转参数设置对话框图 2 旋转前凸模模型图 3 旋转后凸模模型 1）在菜单栏单击层别并在图3设置图层对话框中输入“层别２”，使当前图层处于第2层,单击确定，单击顶部工作栏中的（构图面—空间绘图）按钮。

图3 设置图层对话框 图4制边界盒对话框

2）在菜单栏中选择回主功能表/绘图/下一页, 系统弹出如图5所示绘制边界盒对话框,单击确定按纽,如图4所示。

图5产生边界盒 图6 平移参数设置对话框 （2）将边界盒的左上角平移到系统的原点（为对刀点）。在菜单栏中选择回主功能表/转换/平移/所有的/图素/两点间/单击边界盒左上角/原点（对刀点），系统弹如图6所示平移参数设置对话框，单击确定/（清除颜色）/（全屏显示）按钮，屏幕显示如图7 所示的平移后凸模模型，如图8所示的为平移后前凸模模型。

图7 平移前凸模模型 图8 平移后凸模模型 （3）绘制曲面边界线

1）在菜单栏单击层别并在设置图层对话框中输入“层别3”，使当前图层处于第3层,

关闭第2层，如图9所示设置图层对话框，单击确定，单击顶部工作栏中的（构图面—空间绘图）按钮。

图9 设置图层对话框 图10 产生曲面边界 2）在菜单栏中选择回主功能表/绘图/曲面曲线/所有边界/鼠标选取XY面上的所有曲面/执行/执行/回主功能表，产生如图10所示的深色线条为曲面边界。 五、工件毛坯设置（选用边界盒）显示工件毛坯大小 工件毛坯设置。在菜单栏选择刀具路径/工作设置，系统弹出如图89所示的工作设置对话框，鼠标捕捉毛坯的左上角为对刀点，分别在X、Y、Z位置上输入模型的长、宽、高。具体参数设置如图11所示（输入自己设计的模型外形尺寸）。

图11 工件设置对话框 图12曲面粗加工挖槽刀具参数对话框 （5）保存文件。在菜单栏中选择回主功能表/档案/存档，系统弹出保存文档对话框，输入文档名称，单击存档按钮。

六、规划曲面挖槽粗加工刀具路径（留余量0.3） （1）?10R1圆鼻刀对凸模用曲面挖槽刀路开粗

1）单击工作拦中的（构图面——俯视图）按钮，构图面设为俯视构图面。 2）选择刀具路径/曲面加工/粗加工/挖槽粗加工命令。 3）选择所有的/曲面命令，选择所有曲面，选择执行命令。

4）系统弹出如图12所示曲面粗加工挖槽刀具参数对话框，鼠标放在空白处，单击从刀库中选取刀具，从刀具库中选取直径为6mm刀尖角为1的圆角铣刀如图13所示（如果刀库中无此刀具，可单击建立新的刀具，在曲面挖槽刀具参数设置对话窗中输入切削参数、程序名、冷却等，如图图14所示。

图13 刀具库对话框 图14 已设置刀具参数对话框

5）单击曲面挖槽刀路对话框中的曲面加工参数选项卡，参数设置如图15所示。

图15曲面加工参数选项卡 图16 挖槽粗加工参数选项卡 6）单击挖槽粗加工参数选项卡，参数设置如图16所示。

7）单击曲面挖槽刀路对话窗中的确定按钮，系统提示选择刀路范围限定框（标箭头），选择串连曲面边界线，鼠标拾取边界线，选择执行命令，系统产生曲面挖槽刀路

六、曲面挖槽粗加工实体加工模拟

结果如图所示： 七、规划曲面平行精加工刀具路径（无余量）

（1） R1.5球刀对凹模进行曲面平行精加工刀路设计 。

1）单击工作拦中的（构图面——俯视图）按钮，构图面设为俯视构图面。 2）选择刀具路径/曲面加工/精加工/平行铣削命令。

3）选择所有的/曲面命令，选择所有曲面，选择执行命令。

4）系统弹出曲面精加工——平行铣削刀具参数对话框，鼠标放在空白处，单击右键，系统弹出从刀库中选取刀具，从刀具库中选取直径为3的球头铣刀如图17所示（如果刀库中无此刀具，可单击建立新的刀具， 具体设置见曲面挖槽粗加工），在曲面精加工——平行铣削刀具参数设置对话窗中输入切削参数、程序名、冷却等。

图17 刀具管理对话框 图18 曲面加工参数选项卡 5）单击曲面加工参数选项卡，参数设置如图18所示。

6）单击平行铣削精加工参数选项卡，参数设置如图19所示。

7）单击平行铣削精加工对话框的确定按钮，系统提示选择刀路范围限定框（标箭头），

选择串连曲面边界线，鼠标拾取边界线，选择执行命令，系统产生平行铣削精加工刀路

图19 平行铣削精加工参数 图20操作管理对话框

（2）刀具路径模拟。在菜单栏选择刀具路径/操作管理，系统弹出如图20所示的刀路操作管理对话框。选择刀路模拟选项卡，在菜单栏选择手动模拟（按“S”键）或自动模拟。如图21所示。

（3）平行铣削精加工实体加工模拟。在菜单栏选择刀具路径/操作系统弹出的刀路操作管理对话框。选择实体验证选项卡，系统弹出的实体验证操作对话框，单

击按钮，实体验证过程。 图21 实体验证过程

九、后置处理（生成NC程序）

在菜单栏选择刀具路径/操作管理在弹出的对话框中单击后处理按钮，系统弹出如图22所示的后处理程式对话框，选择打开储存NC档、编辑，单击确定按钮，系统弹出如图23所示的输入程序名对话框，输入程序名， 单击保存按钮，显示NC程序如图24所示，修改（FANUC系统的程序格式）并保存。

图22 后处理程式对话框 图23输入程序名对话框 图24 显示NC程序 实验心得体会

这次手机外壳模具设计模具及数控加工实验，我熟悉了Pro/E,MasterCam两软件，对机械设计有了全新的认识，并且明白了，所有设计软件其实基本上一样，学好一门绘图软件，再学习其他软件很好入门。在这段时间里，老师在实验中对我们细心讲解，还有同学对我的帮助对我的帮助很大。对MasterCam的操作已经较熟练，画图的时候也得心应手。

（3）平行铣削精加工实体加工模拟。在菜单栏选择刀具路径/操作系统弹出的刀路操作管理对话框。选择实体验证选项卡，系统弹出的实体验证操作对话框，单

击按钮，实体验证过程。 图21 实体验证过程

九、后置处理（生成NC程序）

在菜单栏选择刀具路径/操作管理在弹出的对话框中单击后处理按钮，系统弹出如图22所示的后处理程式对话框，选择打开储存NC档、编辑，单击确定按钮，系统弹出如图23所示的输入程序名对话框，输入程序名， 单击保存按钮，显示NC程序如图24所示，修改（FANUC系统的程序格式）并保存。

图22 后处理程式对话框 图23输入程序名对话框 图24 显示NC程序 实验心得体会

这次手机外壳模具设计模具及数控加工实验，我熟悉了Pro/E,MasterCam两软件，对机械设计有了全新的认识，并且明白了，所有设计软件其实基本上一样，学好一门绘图软件，再学习其他软件很好入门。在这段时间里，老师在实验中对我们细心讲解，还有同学对我的帮助对我的帮助很大。对MasterCam的操作已经较熟练，画图的时候也得心应手。

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