1. 研究目的与意义
MAsterCAM是美国开发的一款集二维绘图、三维实体、曲面设计、数控编程、刀具路径模拟等功能的CAD/CAM软件。它可以实现产品的几何设计到加工制造的CAD/CAM软件之一。
近几年，随着计算机和数控技术的飞速发展，CAD/CAM已广泛应用于航空航天、汽车、机械和模具制造等行业。CAM数控加工技术的普遍使用极大地提高了产品质量和生产效二维刀具路径中的外形铣削和挖槽加工巧妙结合，可方便实现文字的铣刻功能。我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。在复杂环境以及多变条件下，加工参数无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，也无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。因此，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术成为我国加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
本文结合实例，探讨怎么利用MasterCAM来达到车标加工和生产。以便更短的时间、更有效的手段设计出车标。
2. 课题关键问题和重难点
在研究基于MasterCAM的三维车标设计与加工仿真过程中，我们首先需要建立车标实体模型，并通过MasterCAM得到车标三维视图；同样我们要设定工件毛坯，接着进行曲面粗加工曲面、精加工平行铣削、曲面精加工等高外形最后进行攻坚的模拟加工。再确定模拟加工无误后生成加工nc代码，最后把生成的nc代码传输到机床去。
在研究过程中主要的难点是基于MasterCAM的三维车标设计数学模型的建立。学习新的MasterCAM软件也是一项新的挑战，以及使用MasterCAM软件建立三维车标的仿真模型也需要我去深刻学习研究。在使用过程中我们要对所用毛坯进行精确地测量避免制造实物的时候出现误差。对曲面加工粗加工精加工的参数要进行合适的选择以及道具路径要进行合理的选择。最后要对生成的NC代码进行检查以免传到机床时运行不了。最后就是要对课题进行检查和学习。
3. 国内外研究现状（文献综述）
文献[1]本文主要介绍了利用Mastercam软件实现雕刻文字的建模及自动编程加工过程,并将软件生成的后置程序G代码传输到FANUC数控加工中心机床上,实现了雕刻文字的建模、仿真和实际加工,扩展了数控加工中心的产品加工范围,实现了数控加工中心的"一机多用"。文献[2]基于MasterCAMX2自动编程软件完成奥运中国印的二维图形绘制过程,准确地生成所有的走刀路径,实现实体的加工模拟，经过后置处理生成NC程序,说明雕刻加工的基本思路和步骤,为类似模型的数控编程提供参考。文献[3]该文对MasterCAM加工中的二维刀具路径的典型应用文字铣刻,进行了介绍。文章从刀具选择、外形铣削参数设置、挖槽加工参数设置、轨迹仿真、NC代码生成及程序传输等方面进行了阐述,并完成了实例标牌的加工。文献[4]利用MasterCAM进行数控加工编程时，可以采用限制刀具边界、设置干涉面、添加辅助面和刀具轨迹修剪 等方法控制加工区域，提高加工效率，保证加工精度，避免干涉。文献[5]:针对MasterCAM当中切削用量随切削加工的基本条件(工件材料、刀具材料、机床刚性系数等因素)的不同而不同,且必须逐一修改输入的问题,对MasterCAM的二次开发。利用VB软件设计加工条件设定输入的专用软件。通过设定输入的专用软件对切削加工的基本条件(工件材料、刀具材料、机床刚性系数)进行选择和输入,自动生成MasterCAM中的切削用量的数据库的文本文件。最后通过专用软件与MasterCAM软件的联调,实现MasterCAM当中切削用量的自动化生成。文献[6]从Mastercam的后处理过程和数控程序的生成问题入手,分析了Mastercam的后处理文件和其设定方法,包括后处理文件的内容、后处理编辑的一般规则和变量的使用等,以生成符合用户使用要求的NC程序。文献[7]以车标为研究对象，通过应用masterCAM对车标的造型与编程，给mastercam使用者提供一些较为简洁、快速的编程方法，同时给出了在实际加工中的对刀技巧。通过本次毕业设计, 达到了掌握数控编程技术的目的。文献[8]结合Mastercam x Art软件,介绍了复杂浮雕模型的造型设计与数控加工过程。首先将绘制或导入的二维几何图形,通过控制其横截面参数进行膨化处理,快速生成复杂三维浮雕模型;然后对浮雕模型.进行数控加工的设置,合理确定其加工工艺参数,动态仿真整个加工过程;最后通过后置处理程序自动生成浮雕模型的NC代码,实现了复杂浮雕造型的高效率设计与加工。文献[9]MasterCAM软件是数控领域广泛使用的CAD/CAM软件。详细叙述了在数控加工过程中运用MasterCAM软件进行数控编程和加工的流程和步骤,首先分析零件图形,运用软件的计算机辅助设计功能建立实体模型,根据加工工艺要求,设置数控加工参数,生成及校验刀具轨迹,最后经后置处理生成实用有效的数控程序,结合实例实现了高效优质的数控加工。文献[10]研究了复杂轴对称零件拉深工艺智能设计过程中知识获取、集成和应用的方法，包括基于形状单元的产品表示、基于设计手册的设计过程知识获取、基于仿真技术和机器学习技术的成形性能评价知识获取和设计参数调整与控制知识获取等，开发了基于知识的智能设计系统，引导设计人员快速、有效地完成轴对称壳体拉深件的设计，并通过- -个设计实例验证了方法的可行性。文献[11]本文介绍了一种新的铣削建模方法。利用计算机辅助制造程序提供的刀具轨迹直接计算铣削加工的切削力d其主要思想是利用CAM数据中的刀具位置点来计算生成表面的局部倾斜角，进而计算出刀具在被加工材料中的啮合情况。当采用能够预测三轴铣削切削力的解析模型时,e可以得到全局切削力和局部切削力的良好近似。提出了一种计算局部切削力的方法，以表明该方法的通用性。第二种是基于经典切削系数的库克本构关系，给出了波形和自由形加工试验的结果，并与42CrMo4钢的粗、精加工试验数据进行了比较。结果表明，该方法具有较好的表面粗糙度预测能力。4. 研究方案
本课题主要是对基于MasterCAM的三维车标设计与加工仿真进行研究。确定工件毛坯的尺寸，对毛坯的曲面先进行粗加工然后进行精加工平行铣削及等高外形最后进行工件的模拟加工。然后生成加工NC代码，对其进行核对和编辑然后把生成的nc代码传输到机床上去。准备加工机床，并检查机床各部件的运行情况和运动精度,添加润滑油。空运行机床，通过听声,观察等来检查是否有异常。必要时利用水平仪和千分表检测机床导轨和主轴精度。
5. 工作计划
第1周 完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均上传至毕业设计管理系统。译文封面用标准模板。查阅文献资料，撰写开题报告。
第2周 开题报告封面用标准模板，开题报告经指导老师批阅合格并确认后，上传至毕业设计管理系统。学习基于MasterCAM的三维车标设计与加工仿真的相关概念和数学模型。
第3周 完成开题报告审核。建立基于MasterCAM的三维车标设计与加工仿真数学模型。
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