毕业设计（论文）-饮水机上盖的建模与加工.doc

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1、 四川信息职业技术学院机电工程系毕业设计 目 录绪 论21 饮水机上盖零件图与工艺分析41.1 饮水机上盖的零件图41.2 饮水机上盖零件的分析41.3 零件工艺性分析52 饮水机上盖的曲面建模92.1 CimatronE6.0的启动92.2 CimatronE6.0工作界面介绍92.3 基准102.4 草图建立112.5 创建实体112.6 编辑实体112.7 零件建模过程123 分模153.1 快速断开153.2 创建分模线与分模面163.3 创建新毛坯173.4 输出模具部件194 NC编程214.1 CimatronE NC 编程的工作环境214.2 CimatronE编程的操作步骤2

2、3致 谢32参考文献33绪 论此次的毕业设计是利用CimatronE软件来设计和加工零件的,Cimatron是业界公认的最优秀的CAD/CAM软件之一,也是目前在模具行业应用最为广泛的CAD/CAM软件之一。它具有满足一般加工所需要的各项功能；有人性化、智能化的特点，有刀路计算快、NC文件短等优点，并且其编程操作简单易用。数控编程是一项实践性很强的技术，对软件的使用只是数控编程中的一个部分。此软件具有的特点是：先进性、实用性、逻辑性强；所以它更有助于我们把零件的实体建模与加工很好的结合在一起，同时也能使我们把产品的加工工艺和加工流程熟练掌握和了解。本次设计的课题是“饮水机上盖的建模与加工”,它

3、属于数控编程中的模具设计,它能把我们学的专业知识紧密的联系起来。本次设计共包含四大部分，第一部分零件的工艺分析。第二部分为CimtronE软件的基本介绍与零件的建模。第三部分零件的分模。第四部分零件的加工过程。此零件属于多曲面类零件，此类零件的加工面不仅不能展开为平面，而且它的曲面与铣刀始终为点接触。加工此类零件一般采用多坐标数控铣床，由于此零件形状结构复杂，故选用数控加工中心。此零件属于曲面的铣削加工，它对工件表面的加工质量要求较高，在设计中要合理地选取产品的加工方案，为此该零件在设计中将会对它的加工过程和工艺分析做重点介绍，其次由于此零件是作为日常生活用品的，它的造型是否美观、合理又是设计

4、者所必须要考虑的，这也是在建模时要作重要介绍的。在这次的设计中由于本人水平有限，书写有错漏之处在所难免恳请读者对书中的不足提出宝贵意见和建议，以便我不断改进。同时我觉得此次的练习和学习也让我确实学到了不少知识，我会在今后的工作和生活中将不断提高和改进。编者： 2008年6月第 32 页 (共 33 页)1 饮水机上盖零件图与工艺分析1.1 饮水机上盖的零件图该零件选用的毛坯尺寸为240140（零件的壁厚度为3mm），选用的材料为45号钢。零件图如图1-1所示。图1-1 零件图1.2 饮水机上盖零件的分析1.2.1 饮水机上盖零件的三维模型本次制作饮水机上盖的效果，如图1-2所示：DCBA图1-

5、2 三维模型饮水机是一种常用的家电用品，它上盖的加工精度要求不高，但是为了外形美观和表面光洁，它的表面质量和粗糙度要求较高。饮水机的上盖是由许多曲面构成的，曲面与曲面之间的过渡连接要求光滑，边界采用倒圆角，以防止擦伤人。饮水机上盖是塑料制件，且为大批量生产，则应为注塑加工而成。这就要求有相应的一套模具，即先加工出配套的模具产品。而模具的模架部分是可以购买的，我们只需要加工其模仁部分。饮水机上盖是一头大一头小，有一定斜度的制件，这样设计有利于模具注塑成形后的脱模，将加工、装配好的模具安装到塑料注塑机上，进行塑料的注射、保温、保压、冷却、脱模，使其成为塑料制件。众所周知，模仁分凸模和凹模部分，本次

6、设计只完成凸模的加工。1.3 零件工艺性分析该零件表面主要是由圆弧组成，曲面与曲面之间的过渡连接要求光滑。曲面表面粗糙度要求较高，本次设计只加工凸模，所以分模设计相对来说要简单一些。但零件加工时需分为粗、半精、精加工三个阶段，以保证表面粗糙度要求。同时要以底面为定位基准，以便提高装夹精度。零件材料为45号钢，调质处理。毛坯外形规则，用平口钳进行装夹。1.3.1 设备的选择该零件加工表面要求较高，用普通机床加工，工序分散，工序数目较多。采用加工中心可以将普通机床加工的多个工序在一个工序中完成，提高生产率，降低生产成本，因此选用加工中心。1.3.2 工件的装夹该零件毛坯的外形从整个实体来说不便于装

7、夹，但是经过分为凸凹模后易于装夹。在铣削外轮廓时，装夹应以毛坯的下表面作为定位基准，毛坯外形规则，用平口钳进行装夹；此零件可在一次装夹好后直接进行加工至结束。1.3.3 工艺步骤的安排（1）工序1：粗加工，由于饮水机上盖型芯的成型尺寸与毛坯尺寸相差较大，因此粗加工时需去除的材料较多，利用粗加工可以一次性去除大部分多余材料，这样可以提高加工效率且不会对零件的加工精度产生影响。用24R6的立铣刀进行全部的粗加工。（2）工序2：半精加工，因该零件的C部分是圆弧，且尺寸不大，粗加工留的余量相对较多，C部分需要去除的余量如果用直径太大的刀具无法完成切削任务，所以用16R3的立铣刀对该零件进行A、B、C部

8、分的半精加工。（3）工序3：精加工，因为此零件上部（B部分）侧壁较为陡峭，而顶部相对平缓，在曲面铣精铣所有的加工中无法对较为陡峭的侧壁进行精加工，所以先用R5的球头铣刀对其进行垂直铣的精加工来切除B部分的所有余量。（4）工序4：精加工，因半精加工后A、C、D三个部分还有一定的余量，需要切除这些余量才能达到加工要求，且考虑到C部分不能用直径太大的刀具，所以用R5的球头铣刀对所有进行精加工。（5）工序5：精加工，因A、D部分是平面，用球头铣刀铣无法达到加工要求，所以用10的刀来加工。表1.2 曲面零件数控加工工序卡片单位名称四川信息职业技术学院产品名称或代 号零件名称零件图号饮水机上盖01工序号程

9、序编号夹具名称使用设备车间平口虎钳数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格/mm主轴转速rmin-1进给速度/mmmin-1背吃刀量/mm备注1粗铣全部外表面T0124R62500120042半精铣全部外表面T0216R32800100023精铣B面T03R530006000.54精铣A、C、D面T03R530005000.35精铣A、D面T041035005000.3编制审核年 月 日共 页 第 页1.3.4 刀具的选择加工中心使用的刀具由刃具和刀柄两部分组成。刃具部分和通用刃具一样，在此加工过程中考虑到经济性和加工效率选用硬质合金刀，即可满足加工要求。如下表即为加工饮水机上盖的数控刀具卡片。表

10、1.3曲面零件数控加工刀具卡片产品名称或代号零件名称饮水机上盖零件图号01序号刀具编号刀具规格名称数量加工表面备注1T0124R6铣刀1A、B、C、D自动2T0216R4铣刀1A、B、C、D自动3T03R5球头铣刀1B自动4T03R5球头铣刀1A、B、C、D自动5T0410立铣刀1A、D自动1.3.5 加工路线的确定、应能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求。此零件主要是对零件的表面加工质量要求较高，所以一般在铣削曲面外轮廓时，刀具在切入工件时应避免沿零件外轮廓的法向切入，而应沿外轮廓曲线延长线的切向切入，以避免在切入处产生刀具的刻痕而影响表面质量，保证零件外轮廓曲线平滑过渡。同理，在切离工件

11、时，也应避免在工件的轮廓处直接退刀，而应该沿零件轮廓延长线的切向逐渐切离工件。、为提高工件表面的精度和减小表面粗糙度，可以采用多次走刀的方法，且精铣时宜采用顺铣，以减小零件被加工表面粗糙度的值。、应使走刀路线最短，减少刀具空行程的时间，有利于提高加工效率。、应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量。1.3.6 切削参数的选用主轴转速与切削速度之间的关系是=1000Vc/（Dc）式中Vc为刀具的切削速度（m/min），n为主轴转速（r/min），Dc为刀具直径（mm）。刀具进给速度和主轴转速、刀具齿数之间的关系是Vf=fznZn式中：Vf是刀具的进给速度（mm/min）；fz是刀具的每齿

12、进给量（mm），n是主轴转速（r/min），Zn是刀具的齿数。一般切削用量的选择方法是：先选择背吃刀量，其次选择进给速度，最后确定切削速度。背吃刀量的选取主要由加工余量和表面质量的要求决定的，一般分为粗铣、半精铣、精铣三步进行。进给速度的选取要根据公式：Vf=nf （f为进给量）的关系来确定，其次要根据零件的表面粗糙度、加工精度要求、刀具及工件材料等因素，参考切削用量手册或通过选取每齿进给量fz，根据公式：f=zfz计算出。切削速度的选取与刀具的寿命、每齿进给量、背吃刀量及铣刀齿数成反比，与铣刀直径成正比。为提高刀具寿命允许使用较低的切削速度，但是加大铣刀直径则可改善散热条件，可提高切削速度。

13、2 饮水机上盖的曲面建模2.1 CimatronE6.0的启动(1) 从“开始”菜单中启动CimatronE6.0用鼠标依次单击“开始”“所有程序”CimatronE6.0选项，如图1-3所示，可以直接进入CimatronE6.0的工作界面。(2) 从CimatronE6.0控制面板中进入CimatronE6.0用鼠标依次单击“开始”“所有程序”CimatronE6.0CimatronE Control Panel选项，系统将打开CimatronE6.0控制面板，在控制面板的Main Menu（主菜单）中单击CimE6.0图标即可打开CimatronE6.0的工作界面。(3) 直接双击ELT文

14、件打开CimatronE6.0通过双击后缀名为ELT的文件，可以打开CimatronE6.0，并且将直接打开该文件。(4) 从桌面快捷方式启动CimatronE6.0安装CimatronE6.0软件时，系统将自动在桌面上建立一个快捷方式，其名称为CimatronE6.0，如图1-5所示。双击该桌面快捷方式，即可进入CimatronE6.0的工作界面。2.2 CimatronE6.0工作界面介绍(1) 标题栏在CimatronE6.0工作界面中，窗口标题栏的用途与一般Windows应用软件的标题栏用途大致相同，主要用于显示软件版本和当前正在操作的文件名。(2) 菜单栏菜单栏包含了Cimatron

15、E6.0软件所有主要的功能。系统将所有的指令或者设定选项予以分类，分别放置在不同的菜单项中。(3) 工具栏工具栏位于菜单栏下面，它以简单直观的图标来表示每个工具的作用。单击图标按扭就可以启动相应的CimatronE6.0软件功能，相当于从菜单栏逐级选择到的最后命令。(4) 绘图区绘图区是以窗口的形式呈现，占据了屏幕的大部分空间。绘图区是Cimatron E的工作区，可用于显示绘图后的图素、刀具路径结果等。(5) 特征树区域特征树区域在屏幕左边，显示了建立模型的各个特征，也可以显示集合或者视图。另外在进行操作时，特征树区域将显示“特征向导”栏，指导进行各项操作的完成。(6) 提示栏和状态栏提示栏

16、固定于屏幕的最下方，其主要用途是提示使用者操作的步骤。在执行每个指令步骤时，系统均会在提示栏中显示使用者必须执行的动作，或提示下一个动作。状态栏固定于提示栏的右方，其主要用途是显示系统及图素的状态，例如在选择点时，系统会提示当前鼠标光标位置的点是某一特殊点，系统执行某个指令之后，状态栏会显示该指令结束的信息。(7) 对话框和操作提示Cimatron E为Windows形式的CAD/CAM整合软件，对话框和操作提示的作用是实现人机交流，其位置可以在屏幕上任意移动。2.3 基准（1） 基准面基准平面可以用于作为建立草图的平面、延伸参考、镜像平面等用途。在主菜单中选择“Datum(基准)”“Plan

17、e（基准面）”命令。CimatronE中基准面的创建方法有Palane-平行、Normal-垂直、Main Plans-主平面、Inclined-角度、Defined by-定义5种。（2） 坐标系进入CimatronE后系统自动创建一个坐标系，同时CimatronE也允许用户自定义坐标系（UCS）。在主菜单中选择“Datum（基准）”“UCS（坐标系）”命令，可以打开“UCS（坐标系）”子菜单。用户可以通过By Geometry-通过几何、CenterofGeometry-几何中心、Normal Plane-垂直与平面、Copy-复制、Layout UCS-布局坐标系、Activate UC

18、S-激活坐标系几种方法来建立用户坐标系，也可以通过激活坐标系来选择当前坐标系。2.4 草图建立草图通常是建立实体的首要工作，CimatronE的草图功能非常强大和直观。在CimatronE中可以在草图环境下绘制各种曲线，也可以直接绘制如直线、圆弧等曲线。相比之下，在草图环境下建立的曲线是参数化的、可以驱动的，而直接建立的曲线则是没有参数化功能的。2.4.1 进入草图环境在菜单中选择“Curves（曲线）Sketcher（草图）”命令，或者在工具条上单击“Sketcher（草图）”图标，进入草图环境。首先要选择一个平面，可以拾取实体的表面或者基准平面作为草图绘制平面，也可以直接单击鼠标中键以XY

19、平面为草图平面。进入草图环境后，将以灰底显示草图平面。2.4.2 草图工具进入草图环境后，将主要通过“Sketcher（草图）”工具条上的工具图标进行操作，“Sketcher（草图）”工具条如图2-1所示。图2-1 “Sketcher（草图）”工具条2.5 创建实体创建实体有三种方法，分别是“New（新建）”、“Add(增加)”和“Remove（删除）”。其中New（新建）包括Extrude（拉伸）、Revolve（旋转）、Drive（导动）、Loft（放样）和Skin（扫描）5种创建实体的方法；Add（增加）和Remove（删除）包括Extrude（拉伸）、Revolve（旋转）、Drive

20、（导动）3种方法。New（新建）实体方式用于创建一个新的实体，它与原有的实体并不相干。Add（增加）实体方式用于在一个实体上增加部分材料，新建立的实体将与原先的实体结合为一个实体。Remove（删除）实体方式用于在已有的实体上删除部分材料。2.6 编辑实体1Round（圆角）Round（圆角）功能是最常用的实体造型功能之一，主要用于生成实体边界的圆滑过渡。2Round-Face（圆角-曲面）使用Face-Face（曲面对曲面）或者Edge-Face（曲面对边界）倒圆角，从而创建实体圆角。3Chamfer（斜角）Chamfer（斜角）功能用于沿着边界对实体进行倒角，即在被选择的实体边界上切除材料

21、。4Taper（拔模）Taper（拔模）用于生成带有拔模斜度的表面。5Scale（比例缩放）使用Scale（比例缩放）来重新计算模型的尺寸及坐标，在缩放时可以采用等比例缩放，也可以进行X、Y、Z不等比例的缩放。6Shell（抽壳）Shell（抽壳）使用切除材料的方法挖空实体，保留的面是一个指定量的薄壁。7Remove&Extend（删除延伸）Remove&Extend（删除延伸）功能用于删除圆角、孔等形状，恢复其原始的形状。2.7 零件建模过程2.7.1 新建零件文件（1）在桌面上双击CimatronE 6.0的快捷方式图标，打开CimatronE 6.0。（2）在工具条上单击“新建文件”按扭

22、，系统弹出如图2-2所示的“新建文档”对话框。图2-2 “新建文档”对话框(3)“新建文档”对话框中选择“单位”为“毫米”，“类型”为“零件”，单击“确定”按扭新建一个零件文件。2.7.2 作基本拉伸体的草图（1）单击“草图”按扭，直接选择的XOZ平面为绘图平面，进入草图绘制状态。单击“旋转到平面”按扭，将绘图区切换到后视图进行作图。（2）绘制轮廓。分别点击“草图”工具条中的直线按扭和圆弧按扭，根据图形轮廓画出图形。（3）标注尺寸。单击“草图”工具条中的“尺寸”按扭，进行尺寸标注。2.7.3 利用“New（新建）”“Revolve（旋转）”命令生成旋转体在菜单中选择“Solid（实体）”“Ne

23、w（新建）”“Revolve（旋转）”命令，系统弹出“Extrude（特征向导）”栏。在图形预览时确定模型正确后，在“Extrude（特征向导）”栏中单击“确认”按钮生成实体。生成的基本旋转实体如图2-3所示。2.7.4 倒圆角在菜单中选择“Solid（实体）”“Round(倒角)”命令。系统弹出“Extrude（特征向导）”栏，然后选择需要倒角的边，单击鼠标中键确定，设定倒角半径为7，如图2-4所示。在“Extrude（特征向导）”栏中单击“确认”按钮生成倒角实体。 图2-3 生成旋转实体 图2-4 倒角采用相同的方法再分别对下端的两条边和内部的边进行倒角，倒角半径值分别为1、0.1、7。完

24、成后，其结果如图2-5所示。图2-5 倒角后的实体3 分模3.1 快速断开3.1.1 打开分模设置向导单击向导工具栏中的“分模向导”按钮，在绘图区的右侧将打开分模向导条，如图3-1所示。该向导条可以指导进行分模设计的过程。3.1.2 快速断开单击分模工具条中的“快速断开”按钮，由于当前没有建立拔模方向，所以系统在进入快速断开后，首先要求指定一个新的方向，在特征向导中将打开新方向的特征向导，同时弹出浮动菜单。如图3-2所示。在图形上确认分模方向为沿Z轴，确认浮动菜单上的方向选项为“一个方向”。而垂直面处理方式为“垂直-增加到顶部”。单击“Extrude（特征向导）”栏中的“确认”按钮完成分模方向

25、的设置，系统将返回到快速断开特征向导，如图3-3所示。在浮动菜单上拖动滑动条可以查看断开的效果，如图3-4所示。单击“Extrude（特征向导）”栏中的“退出”按钮退出快速断开，此时在特征树中将出现一个新标签：分模。单击分模标签打开分模特征树，如图3-5所示。 图3-1 分模向导工具条 图3-2 新的拔模方向 图3-3 快速断开特征向导 图3-4快速断开 图3-5 分模特征树3.1.3 重命名分模特征在分模特征树上选择分模特征Split-01,单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“重命名”选项，如图3-6所示，更改其名称为core。更改名称后的分模特征树如图3-7所示。 图3-6 重命名 图3

26、-7 分模特征树3.2 创建分模线与分模面3.2.1 预览分模线在分模向导条中单击“分模线”按钮，打开下级工具按钮，单击“分模线预览”按钮。系统将自动显示出当前的分模线。其中内分模线以红色显示，外分模线以蓝色显示，如图3-8所示，可以检查分模线的情况。3.2.2 创建外分模面在分模向导条中单击分模曲面下的“外分模面”按钮，系统将弹出分模面特征向导。我们先选择刚创建的分模线，单击中键确定,系统自动向外延伸一段距离生成一个分模面，如图3-9所示，在浮动菜单上指定“宽度=50”。单击特征向导栏中的“确定”按钮完成外分模面的创建。 图3-8 预览分模线 图3-9 外分模面预览3.3 创建新毛坯3.3.

27、1 进行比例缩放在分模向导条中单击“工具”按钮，打开下级工具按钮单击“比例缩放”按钮，系统将弹出比例缩放特征向导，如图3-10所示。在浮动菜单上显示比例缩放参数，缩放比例是“一致的”，而缩放对象是“所有物体”，选择所有物体为比例缩放的对象。单击鼠标中键完成对象选择，系统要求拾取一个支点，移动光标拾取坐标原点。系统将切换标记支点，并切换到比例参数设置，在浮动菜单上输入“整体缩放1.01”,如图3-11所示。单击特征向导栏中的“确定”按钮完成比例缩放。 图3-10 比例缩放特征向导 图3-11 比例缩放3.3.2 创建工件坐标系单击分模向导工具下的“工件坐标系”按钮，则系统将弹出工件坐标特征向导，

28、并在图形上显示一个包容盒，如图3-12所示，在图形上移动光标拾取坐标系原点位置（即包容盒的底面中心点位置）为工件坐标系原点。单击特征向导栏中的“确定”按钮完成工件坐标系的创建，创建的坐标系名称为WORK-CS。 图3-12 创建工件坐标系 图3-13 绘制草图3.3.3 创建新毛坯单击分模向导工具条下的“新毛坯”按钮，则系统将弹出拉伸实体特征向导。首先要建立拉伸实体的草图。在工具条上选择草图功能，再拾取外分模面中任一个面为草图平面绘制草图环境，绘制一个240的圆并标注尺寸，如图3-13所示。单击“退出草图”按钮退出草图，返回到拉伸实体创建。进入拉伸实体创建后，在浮动菜单上设置以下参数：拉伸方式

29、为“增量”。拉伸方向为“两边”。增量=127。反向增量=33。系统自动生成拉伸实体的预览，如图3-14所示。单击特征向导栏中的“确定”按钮完成拉伸实体的创建。 图3-14 拉伸实体 图3-15 局部阴影显示3.3.4 调整显示为了清楚地显示各个部分，在工具条上选择全局混合渲染模式，显示的图形如图3-15所示。3.4 输出模具部件3.4.1 输出模具部件单击分模向导条上的“输出模具部件”按钮，进行模具部件的生成。系统将弹出提示信息，如图3-16所示，提示输出部件将保存当前文件。单击“是”按钮确认进行输出。系统自动生成型腔和型芯零件的文件，完成输出后将给出提示信息，如图3-17所示。此时，在当前工

30、作的文件夹下将生成新的文件。 图 3-16提示信息图 图3-17提示信息3.4.2 打开模具部件单击工具条上的打开文件按钮，系统将打开CimatronE浏览器，在浏览器中选择刚生成的模具型芯文件：1-core.elt,如图3-18 所示。单击Select按钮打开该文件。图3-18 打开文件浏览器3.4.3 分模缝合在分模向导条中单击“激活工具”按钮，打开下级工具按钮，单击“分模缝合”按钮，系统将把分模面缝合成一个零件。3.4.4 切除单击分模向导条上的激活工具下的“切除”按钮，选择毛坯作为被切除物体，单击鼠标中键退出，现选择分模面作为切除物体，调整切除方向朝上。单击特征向导栏中的“确定”按钮完

31、成型芯模具实体的切除，切除后的型芯如图3-19所示。3.4.5 删除分模面单击激活工具下的“删除几何”按钮，系统弹出删除几何特征向导，单击选择工具条上的“过滤物体”按钮，移动光标拾取分模面，则所有分模面都将被选中。单击选择工具条上的“过滤面”按钮，选择过滤方式为曲面，移动光标拾取外分模面，则外分模面从选择集中排除。单击特征向导栏中的“确定”按钮即可删除内分模面并得到了此零件的模具型芯，如图3-20所示。 图3-19 切除 图3-20 型芯3.4.6 保存文件单击工具条上的“保存文件”按钮，系统以1-core.elt进行文件保存。4 NC编程4.1 CimatronE NC 编程的工作环境4.1

32、.1 进入编程加工窗口进入编程加工窗口的方式有以下几种：（1）新建文件，调入模型选择“文件”“新建文件”命令，在弹出的“新建文档”对话框中选择“类型”为“NC（编程）”，如图4-1所示，再单击“确定”按钮来打开编程工作窗口。然后使用调入模型功能将已经完成的模型输入到当前文件中来建立刀具路径。图4-1 新建编程文件（2）从模型输出到加工将已经完成的模型输出到加工。完成模型的创建后，选择“File（文件）”“Export（输出）”“To NC（到加工）”命令，如图4-2所示。此时将直接打开编程工作窗口，指定原点位置后即可开始建立刀具路径。使用该方式相当于新建一个编程文件，再调入当前这一模型。图4-

33、2 输出到加工4.1.2 工作界面（1）工作界面CimatronE编程的工作界面与零件设计的工作界面类似，而在某些局部区域的显示则有所不同；同时还增加了编程专用的菜单和工具条。如图4-3所示为在高级模式下的编程工作界面，可以看到主菜单、工具条、绘图区和提示区等区域与CimatronE零件设计的工作界面没有区别，但CimatronE编程的工作界面新增了向导栏、程序管理区和程序参数区。图4-3 编程工作界面（2）加工菜单和加工工具条在编程方式下，主菜单中包括了标准菜单和通用菜单，例如“文件”、“编辑”、“显示”和“工具”、“帮助”等。另外还有专门针对编程功能的菜单项，包括“加工-工艺”和“加工-工

34、具”，分别如图4-4和图4-5所示。而工具条中的通用加工则以图标的方式对应显示了“加工-工艺”和“加工-工具”的菜单功能。 图4-4 加工菜单图4-5 “加工”工具条4.2 CimatronE编程的操作步骤使用向导方式可以按照编程向导栏的列表依次操作，从调入一个几何模型开始，定义刀具、定义产品和毛坯，创造刀路轨迹和加工程序，进行加工模拟并且输出加工代码，一步一步完成Cimatron的数控加工过程。4.2.1 调入模型调入模型是将一个完成的CAD零件模型调入到CAM加工环境中，模型将作为加工对象进行程序的编制。单击屏幕左侧编程向导栏中的“调入模型”图标，系统将打开Cimatron E浏览器，如图

35、4-6所示。选择文件路径和文件名，单击Select按钮，或者直接双击文件名即可调入该模型。在主菜单中选择“加工-工艺”“调入模型”命令，或者在“加工”工具条上单击“调入模型”图标，这与单击编程向导栏中的“调入模型”图标有同样的效果。图4-6 CimatronE浏览器加载文档后，需要指定模型的放置位置和旋转角度，默认方式下为直接放置到当前坐标系的原点，同时不作旋转。在“特征向导”栏中有可选项，分别为“选择选项拾取参考”与“旋转角度”，如图4-7所示。4.2.2 定义刀具在这一步中能够定义一些加工中必须使用到的刀具。单击屏幕左侧编程向导栏中的“刀具”图标，进入刀具设定功能，屏幕上会弹出“刀具与卡头

36、”对话框，如图4-8所示，可以从中定义所需刀具。在CimatronE的“刀具和卡头”对话框中，可自定义需要的刀具大小、系统内定的刀具库与图档加载；若需要使用优化参数时，可以再进一步定义刀具长度、编号、刃长、刀长等；定义适当刀具名称及正确的刀具几何类型与参数值；如果需要考虑卡头可能与工件产生干涉，则还可以设置卡头参数。完成一个刀具的定义后，可以单击“应用”按钮完成当前刀具的创建，接着再创建新的刀具，也可以单击“确定”按钮完成刀具的创建并退出。 图4-7 模型放置向导栏 图4-8 “刀具与卡头”对话框4.2.3 新建刀路轨迹新建刀路轨迹用于建立一个新的刀路轨迹。一个刀路轨迹可以包含一个或多个加工工

37、步程序，这些程序均在同一个给定的加工坐标系下。也就是说刀路轨迹其实相当于一个加工程序文件夹。单击屏幕左侧编程向导栏中的“新建刀路轨迹”图标，进入新建刀路轨迹功能，屏幕上会弹出“创建刀路轨迹”对话框，如图4-9所示。在该对话框中定义新建的刀路轨迹的名称，选择加工类型与坐标系，输入起点参数。4.2.4 创建零件零件是加工中用来表示理想情况下的最终产品，它将在后面的检验中被用来进行零件的实际加工结果和理想状态的比较。单击屏幕左侧编程向导栏中的“创建零件”图标，进入创建零件功能，屏幕上会弹出“零件”对话框，如图4-10所示。在对话框中定义相应的参数可以建立零件。 图4-9 “创建刀路轨迹”对话框 图4

38、-10 “创建零件轨迹”对话框4.2.5 创建毛坯当有定义毛坯是，可以用来作为路径切削仿真的参考毛坯，另外在某些加工方式下，必须要有毛坯工序。创建毛坯这一步骤不是必需的。单击屏幕左侧编程向导栏中的“创建毛坯”图标，进入创建毛坯功能，屏幕上会弹出“初始毛坯”对话框，如图4-11所示。在对话框中定义相应的参数可以建立毛坯。图4-11创建毛坯4.2.6 创建程序创建程序是CAM的核心操作内容，生成加工程序以及对加工程序各种参数的设置都在这一步骤内完成。单击屏幕左侧编程向导栏中的“创建程序”图标，开始创建程序，此时屏幕上的向导栏改变为程序向导栏，如图4-12所示，可以应用用户进行程序的编制。同时在窗口

39、上也将弹出对应步骤的对话框或者参数表，用户只需按照窗口的内容进行参数设置即可完成程序的创建。通过在向导栏中单击图标可以直接进入该项功能，在使用向导方式进行编程时，可以跳过某些步骤或者返回到前面的步骤进行重新设置。 图4-12加工程序向导4.2.7 加工程序步骤(一)体积铣粗加工环形铣的步骤：第一步：选择工艺：系统弹出“工艺”对话框，选择主选项为体积铣，子选项为粗加工环形铣，如图4-13所示：第二步：选择刀具：可在刀具库中选择，也可以自己定义。如前所述。第三步：选择加工对象：零件曲面为全选。如图4-14所示。图4-13 工艺对话框 图4-14 选择加工对象第四步：刀路参数设置，如图4-15所示。

40、第五步：设置机床参数，如图4-16所示。第六步：保存并计算。完成了上述步骤后即完成了一个程序生成的所有参数设置，单击“保存并计算”按扭，并且立即运算当前加工程序，在绘图区将显示生成的刀路轨迹，如图4-17所示：图4-15 刀路参数设置 图4-16 机床参数图4-17 生成的刀路轨迹(二)曲面铣根据层、开始创建程序。单击屏幕左侧编程向导栏中的“创建程序”图标，此时屏幕上的向导栏改变为程序向导栏。、选择工艺。、设置刀路参数。设置机床参数。生成的刀路轨迹如图4-18所示。图4-18 生成的刀路轨迹（三）、曲面铣垂直铣削的加工步骤：、开始创建程序。单击屏幕左侧编程向导栏中的“创建程序”图标，此时屏幕上

41、的向导栏改变为程序向导栏。、选择工艺。、设置刀路参数。设置机床参数。生成的刀路轨迹如图4-19所示。选择XOZ为绘图平面进行草图绘制，过原点作一条垂线，如图4-20所示退出草图。 图4-19 生成的刀路轨迹 图4-20 草图绘制选择加工工具下的复制刀路轨迹旋转阵列命令，如图4-21所示选择上一程序生成的刀路轨迹，单击中键确定，再选择刚绘制的垂线，单击特征向导栏中的确定按钮。生成的刀路轨迹，如图4-22所示。 图4-21 刀路轨迹旋转阵列 图4-22 生成的刀路轨迹（四）、曲面铣精铣所有的加工步骤：、开始创建程序。单击屏幕左侧编程向导栏中的“创建程序”图标，此时屏幕上的向导栏改变为程序向导栏。、

42、选择工艺。曲面铣精铣所有。、设置刀路参数。设置机床参数。生成的刀路轨迹如图4-23所示 ：图4-23 生成的刀路轨迹(五)曲面铣精铣平面、开始创建程序。单击屏幕左侧编程向导栏中的“创建程序”图标，此时屏幕上的向导栏改变为程序向导栏。、选择工艺。、设置刀路参数。设置机床参数。生成的刀路轨迹如图4-24所示。图4-24 生成的刀路轨迹4.2.8 执行程序执行程序用于将创建的程序进行运算，生成刀路。如果在创建程序时每一条加工程序均是以保存并计算的方式结束的，那么就无需进行执行程序这一步骤。而当有某些程序来进行运算或者运算被中止，又或者某些程序的部分条件发生了变化后，都需要使用执行程序来完成程序的运算

43、。单击屏幕左侧编程向导栏中的“执行程序”图标，进入执行功能，屏幕上会弹出“执行程序”对话框，如图4-25所示。在左边的列表中列出了已经创建的加工程序，选择需要进行计算的加工程序或者整个刀路轨迹，单击绿色的单箭头即将该程序或者刀路轨迹放入右边选中的加工程序列表，准备计算。绿色的双箭头表示将左边的加工各程序全部选中，而红色的箭头是将选中的加工程序移除。完成选择后，单击“确定”按钮即可开始逐个计算程序。4.2.9 仿真模拟单击屏幕左侧编程向导栏中的“仿真模拟”图标，进入模拟校验功能，屏幕上会弹出“模拟校验”对话框，如图4-26所示。在对话框中选择刀路轨迹或加工程序进行实体切削模拟。仿真模拟时，刀具依

44、照刀路轨迹或加工程序移动，以图形模拟毛坯切削过程，随时更新毛坯以得到最终的加工后外形。以实体切削仿真让使用者更能了解加工方式或切削方法，以及是否正确或过切，并能对切削过程进行跟踪。在“模拟检验”对话框中选择加工程序后，单击“确定”按钮，系统打开一个新的窗口Cimatrons Simulator。在工具条上单击按钮或者在菜单中选择SimulatrSimulate命令，转换到Simulator模式，再单击按钮开始模拟切削。开始模拟切削后，左边的信息栏将提示当前刀具的位置，所用的刀具的名称、直径、刃长、刀尖圆半径，进给、转速、机床切削时间、完成比例等信息，而在图形区显示图形及刀具切削过程。如下图4-27所示。 图4-25 执行程序