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MasterCAM在手机壳模具建模和加工中的应用
作者:巫少龙 林峰 周建强
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CAD/CAM软件展厅
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MasterCAM是当今广泛使用的CAD/CAM软件。合理地利用CAD/CAM软件可以大幅提高机械设计和加工的工作质量和效率。本文以手机壳模具的建模和加工过程为例,就如何灵活运用MasterCAM进行机械设计和加工进行了初步探讨。

一、模具制件的设计

运用MasterCAM中的Rectangle矩形命令、Arc命令绘制出Top面轮廓线,并用Fillet命令做圆角处理,绘制出Top面。通过实体Solids/Extrude命令拉伸12mm得到实体轮廓。在Front视图中,运用Spline曲线、Arc圆弧曲线等命令绘制出手机上表面曲线。同样,运用Extrude命令进行实体拉伸,在Extrude Chain窗口中选中Cut Body选项,使其对前面在Top面中绘制的实体进行实体剪切,即挤压实体中的布尔运算,从而得到手机上表面曲面。选Solids→Fillet对所做的实体倒圆角,完成模具制件的设计。在绘图过程中,应用Level图层功能对设计有很大帮助。可以将不同的曲线、实体单独放在各自的图层里,并对其命名加以区分。根据需要屏蔽无关图层,使视图简化、清晰,方便修改,减少操作失误。

二、模具实体的设计

1. 机体的设计
设置构图平面、视图平面均为Top平面,把(0,0)点定位在手机左下角,按照制件设计完成实体制作。手机按键与机体并不是同一整体,在机体制造中,按键部分应该为孔,所以在模具上表现为凸出。

2. 按键的设计
在Level打开一个新的图层,设置构图平面、视图平面均为Top平面,设置工件深度Z为12,选Create→Next Menu→Ellipse绘制两个交叉的椭圆,选Modify→Trim修剪两个椭圆,得到按键的平面轮廓线。因为左右两边的按键对称,选Xform→Mirror命令来镜像前面所绘制的按键,再在中间位置绘制一个椭圆形按键。选Translate命令,选中前面绘制的三个按键图形并确定,出现Translate Direction命令对话框,选择两点间式,在平移对话框中设定Operation选项为Copy,Number Of Steps为3确定,通过输入坐标定位,得到12个手机基本按键。再在基本键上方绘制不同的功能键。

图1 Top 面设计
将视图转化为Side视图,用Translate命令移动按键所在位置,使它们处在手机上表面上。打开Level,设置一个新的图层。用Extrude命令拉伸出按键实体。虽然各个按键不是连接在一起的,但也可以同时选择拉伸。选择Chain,然后选择全部按键同时拉伸。在选择时会出现方向不统一的问题,可以用Reverse It来修改需要改变的方向,使其达到要求。设置完毕单击Done,出现Extrude Chain对话框,选择Extrusion Operation,按照默认值Create Body,在拉伸距离输入2,按Ok完成拉伸。对按键进行倒角,选Main Menu→Solids→Fillet指令,主菜单显示拾取实体图素菜单,设置Faces为Y,Edges、Solids为N,然后拾取按键上表面,选Done-Done并设置Radius为1,生成倒圆角实体。到此按键设计完成。

3. 显示屏幕的设计
隐藏按键实体图层,重新打开一个图层,设置构图平面、视图平面均为Top平面,工作深度仍为12。点击Create→Rectangle绘制一个矩形。显示矩形菜单,选择1 Point输入宽度30、高度20,并选Create Center Point,在屏幕上键入矩形中心点,确定矩形位置,完成矩形绘制。打开实体图层,设置视图为Front。选Xform→Rotate命令选取矩形,绕矩形中心点旋转3°。选Translate命令移动矩形,使矩形中心点落在机体上表面上。拉伸矩形,打开Solids→Extrude命令,选中矩形拉伸3mm,在拉伸对话框Extrusion Operation选项选中Cut Body,朝机体方向拉伸,系统提示选择被切割实体对象,鼠标单击机体,拉伸完毕。将矩形所在图层隐藏,只显示实体图层。选Solids→Fillet命令,设置为Edges为Y,Faces、Solids为N。选择手机屏幕边,进行倒角,完成手机屏幕设计。实体建模阶段完成,如图2所示。

图2 显示屏幕的设计

三、刀具路径生成

刀具路径生成步骤如下:
(1)在主功能区依次单击Toolpaths和Surface命令 ;
(2)在主功能区选择Finish精加工;
(3)选择加工方式为Parallet平行加工;
(4)系统提示区显示Select Drive Surface,则窗选整个手机,在主功能区选Solids,将Surface后的Y改为N,用鼠标单击屏幕中的手机,选取整个实体,点击Done/Done;
(5)确定刀具参数及生成刀具路径。

在Tool Parameters空白区域单击鼠标右键,选Get Tool From Library,从刀库中直接选取1#平头铣刀。点击Surface Parameters标签,设置安全高度Clearance、退刀高度Retract、进给高度Feed等参数。点击Finish Parallet Paramenters设置最大步距为0.1,点击确定和主菜单中的Done,完成路径生成,在工作区中出现曲面铣削刀具路径,如图3所示。

图3 刀具路径生成

四、NC代码输出及模拟加工

在主功能区单击Operations命令,将出现Operation Manager窗口。选择Post按钮后,出现Post Prossing窗口,选中Save NC File可选框,点击OK输出NC代码,如图4所示。

铣削程序生成后,可按Verify按钮,显示立体毛胚,这样就可模拟加工了。

经过计算机模拟加工,可增大实际加工的把握性。我们通过选择合适的背景、灯光等手段,得到的模拟效果如图5所示。

图4 生成NC代码

图5 加工效果图

五、结束语

本例通过手机壳模具的设计与制作简要介绍了运用MasterCAM软件进行实体的设计与加工。采用MasterCAM进行编程,减少了编程人员的工作量,免去了烦琐的计算,缩短了在机床上的调试时间,提高了工作效率,并保证了零件加工精度。

《CAD/CAM与制造业信息化》杂志
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (1/31/2004)
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佳工网友 肖津田子 (Email) 于3/5/2007 3:54:00 PM评论说:
你用的Mastercam不是过时了,还是这个软件不好用,所以你需要学另外一种软件,我也是做编程的,以前也用的是Mastercam,发现它不好用,现在用UG编程了.
佳工网友 于11/9/2006 3:39:00 PM评论说:
算不上过时 只是现在的人比较看重UG 是我的话我也会用UG 而不选择MASTERCAM
佳工网友 伟工NO。1 (Email) 于11/3/2005 11:22:00 AM评论说:
哎,俺也是用Mastercam的,最近在深圳找了近一个月的工作,现在的用人单位都不招用Mastercam的,真是好烦啊,难到Mastercam真的过时了吗?


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