梁毅峰

(1.合肥工業(yè)大學,安徽合肥 230009;2.淮北職業(yè)技術學院,安徽淮北 235000)

·機電工程與自動化·

MastercamX 與仿真軟件的綜合運用

梁毅峰1,2

(1.合肥工業(yè)大學,安徽合肥 230009;2.淮北職業(yè)技術學院,安徽淮北 235000)

MastercamX和仿真軟件的綜合運用,可在有限的軟件資源條件下,更好地解決各高等學校和培訓機構數控教學任務,增加模擬加工的種類和難度,較快提高學員在零件造型、數控編程、機床操作方面的綜合能力。

MastercamX;仿真軟件;模擬加工;調入

0 引言

CAD/CAM(計算機輔助設計及制造)應用與制造行業(yè)的設計、制造水平、產品質量、成本及制造周期息息相關。采用CAD/CAM的技術已成為整個制造行業(yè)當前和將來技術發(fā)展的重點。常用的CAD/CAM軟件有Mastercam、CAXA、Pro/E、UG、I2deas、MDT 等。

MastercamX是由美國CNC公司推出的基于PC機平臺的CAD/CAM一體化軟件,它具有卓越的設計及加工功能,在世界上擁有眾多忠實用戶,被廣泛應用于機械、電子、航空等領域,在我國制造業(yè)及其職業(yè)教育中,有著極為廣闊的應用前景。

仿真軟件可以模擬數控機床操作與加工,有效解決了各學校、培訓機構數控教學任務,在現有經費的基礎上最大限度的發(fā)揮資金效益,滿足學員接觸并熟練掌握各種類型機床的需求。

目前,國內主流仿真軟件有北京斐克科技有限公司開發(fā)的VNUC數控加工仿真軟件、上海宇龍數控加工仿真系統(tǒng)、南京宇航自動化技術研究所開發(fā)的 YHCNC宇航數控車銑模擬仿真教學軟件。

現以MastercamX、VNUC、宇龍仿真軟件為例,介紹它們的綜合運用。通過MastercamX與仿真軟件的綜合運用,可以解決單獨使用仿真軟件只能模擬、加工簡單的手工編程零件的問題,可以根據需要,設計、模擬、加工較復雜的零件,熟練機床加工復雜零件時的操作。

1 MastercamX與仿真軟件的綜合運用

以加工圖1所示三維實體模型為例,其步驟如下:1.1 用MastercamX造型

MastercamX為用戶提供了三維基本實體的創(chuàng)建、三維實體的創(chuàng)建和三維實體的編輯等功能,使用戶能夠根據產品設計和數控加工的需要設計出所需要的產品,也為后面的數控加工提供了產品依據。

加工如圖所示三維實體模型,可以利用MastercamX的繪圖模塊,通過拉伸、旋轉、倒角、旋轉切除、抽殼等操作來完成實體造型。

圖1 MastercamX三維實體加工

1.2 用MastercamX設置刀具路徑、生成程序

MastercamX的曲面加工系統(tǒng)可以用來生成加工曲面、實體或實體表面的刀具路徑。大多數的曲面加工都需要結合粗加工和精加工來完成曲面的加工,其粗加工刀具路徑主要用于盡可能快速地切除工件的材料,精加工是修整粗加工后留下來的殘余材料。

根據此例特點,可以采用:

(1)粗加工挖槽加工:挖槽粗加工就是對型芯、型腔等模具結構進行粗加工,其目的是為了快速去除工件余量,以達到半精加工或精加工的要求。在菜單欄中選擇“機床類型”/“銑削”/“默認”,在“曲面粗加工刀具路徑”工具條中單擊“挖槽粗加工”按鈕,在繪圖區(qū)中選擇加工曲面和加工邊界,并在鍵盤上按“Enter”鍵,彈出“曲面粗加工挖槽”對話框,對話框中包含“刀具參數”、“曲面參數”、“粗加工參數”和“挖槽參數”4個選項卡,對其按照工藝要求設置。為了方便在仿真軟件上模擬,刀具統(tǒng)一選用8mm球頭銑刀。

(2)粗加工殘料加工:殘料粗加工就是清除前面未加工或因刀具直徑過大無法加工而殘留的材料。在“曲面粗加工刀具路徑”工具條中單擊“殘料粗加工”按鈕,然后在繪圖區(qū)中選擇加工曲面和加工邊界,并在鍵盤上按“Enter”鍵,彈出“曲面殘料粗加工”對話框,對話框中包含“刀具參數”、“曲面參數”、“殘料粗加工參數”和“剩余材料參數”4個設置選項卡。

(3)環(huán)繞等距精加工:環(huán)繞等距精加工是生成模型等距環(huán)繞曲面的精加工刀具路徑。其特點是加工時間長,精度高,但加工到最后的曲面時有明顯的刀具痕跡。在“曲面精加工刀具路徑”工具條中單擊“環(huán)繞等距精加工”按鈕,選擇要加工的曲面,在鍵盤上按“Enter”鍵,彈出“刀具路徑的曲面選取”對話框。在“刀具路徑的曲面選取”對話框中單擊“完成”按鈕,彈出“曲面精加工環(huán)繞等距”對話框,按照工藝要求進行相應的設置。

(4)放射狀精加工:放射狀精加工指繞一個旋轉中心進行工件某一范圍內的放射性加工,適合與圓形、邊界等值或對稱性模具結構的加工。在“曲面精加工刀具路徑”工具條中單擊“放射狀精加工”按鈕,選擇要加工的曲面,然后在鍵盤上按“Enter”鍵,彈出“刀具路徑的曲面選取”對話框,單擊“完成”按鈕,彈出“曲面精加工放射狀”對話框,對其中“刀具參數”、“曲面參數”、“放射狀粗加工參數”3個選項做相應參數設置。

(5)為了達到較好的加工效果,還可以繼續(xù)做“陡斜面精加工”、“淺平面精加工”、“曲面流線精加工”、“交線清角精加工”、“參料清角精加工”等輔助精加工。

在設置刀具路徑時,要注意工件坐標系的坐標原點設置要和后續(xù)仿真軟件的坐標原點要相一致,MastercamX的默認工件坐標原點為繪圖原點。在各種加工參數里點擊“刀具/構圖面”按鈕,彈出“坐標選項”對話框,可從屏幕捕捉坐標工件原點坐標,同一把刀具只需設一次。

用刀具路徑驗證功能,驗證所編制的刀具路徑是否正確,在“刀具路徑”管理器中選擇一個或多個刀具路徑,然后單擊“驗證已選擇的操作”按鈕,彈出“實體切削驗證”對話框。驗證無誤后,在“刀具路徑”管理器中,單擊“刀具路徑后處理”按鈕,選擇相應機床,根據提示操作,生成數控程序,選擇好存儲位置,以備后續(xù)操作。對生成的數千行程序,可用“記事本”打開,人工檢索檢查參數是否有誤。

1.3 仿真軟件準備

對于各種仿真軟件,在程序調入前要做好準備工作,以北京斐克公司VNUC軟件為例:

(1)安裝毛坯,毛坯的尺寸要和MastercamX里的“材料設置”項一致。選擇菜單欄“數控加工”,單擊“定義毛坯”,彈出“定義毛坯”設置窗口,選擇毛坯類型、設定毛坯尺寸、輸入毛坯名稱、選擇毛坯材質。完成上述設置后,按“確定”鍵,該毛坯被保存下來,同時“定義毛坯”窗口將關閉。選擇菜單欄“數控加工”,單擊“工藝裝夾”,彈出“夾具”設置窗口,從“當前毛坯”下拉單中選擇剛才設定的毛坯,選擇夾具類型,然后使用“位置調整”鍵調整位置。

(2)安裝刀具,刀具直徑要和MastercamX里的一致。在“數控加工”菜單上,單擊“刀具”,按下“刀具庫”下的“新添”按鈕,使用默認的刀具名稱“刀具1”,在“刀具類型欄”選擇球頭銑刀,將刀具直徑設為8mm,單擊“確認”鍵。在“刀具與刀柄”窗口中,按下“刀柄庫”下的“新添”按鈕,使用默認的刀柄名稱為“刀柄1”,單擊“確認”鍵。在“刀具與刀柄”窗口中,先單擊選中“刀具庫”里的“刀具1”,然后在單擊選中“刀柄庫”里“刀柄1”,使刀具和刀柄都被選中,按下“選用”鍵,則刀具被裝入機床主軸中。

(3)對刀設定工件坐標原點,要和MastercamX里加工參數設置的坐標原點相一致,否則會出現“加工跑偏”現象。

1.4 仿真軟件程序調入

不同的仿真軟件調入方式不同。

(1)北京斐克數控加工與遠程教學系統(tǒng),可單擊工具欄“數控加工”,在下拉工具條中單擊“加工代碼”,再單擊彈出的“讀取代碼”,彈出對話框,找到已存儲的程序,單擊“打開”,便可將程序調入軟件內存。

(2)上海宇龍仿真軟件,可在機床“編輯”狀態(tài)下,單擊“PROG”鍵,單擊數控機床顯示屏幕右下方“操作”軟件,點擊“屏幕翻頁”軟鍵,單擊“F檢索”,彈出檢索對話框,找到已存儲程序路徑,單擊“打開”。通過機床鍵盤輸入區(qū),輸入程序名 ,如 FANUC系統(tǒng)輸入“O12”,單擊“READ”鍵 ,再單擊“EXEC”鍵,則程序被調入軟件內存,并以“O12”命名程序。此操作與數控機床實際操作仿真程度較高。

1.5 仿真軟件模擬加工

將仿真軟件里的光標用“RESET”鍵移到程序頭,機床主功能開關選擇“自動”檔,單擊“循環(huán)啟動”鍵,便可運行調入的程序,如圖2所示。因程序行數多,運行較慢,可在軟件主菜單欄的“視圖選項”卡中提高“仿真加速倍率”參數。

圖2 數控仿真軟件運行加工程序

2 結束語

MastercamX和仿真軟件的綜合運用,可以充分利用軟件的功能,在有限的軟件資源條件下,更好地解決學校和培訓機構數控教學任務,增加模擬加工的種類和難度,可培養(yǎng)學員設計、創(chuàng)新能力,較快提高學員在零件造型、數控編程、機床操作方面的綜合能力。

[1] 李波.MastercamX數控加工完全自學手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008.

[2] 孫中柏.MastercamX2三維設計與NC加工實例精解[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008.

[3] 胡如祥.數控加工編程與操作[M].大連:大連理工出版社,2006.

TP391.9

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1671-8275(2010)03-0044-02

2010-03-10

梁毅峰(19802),男,安徽淮北人,淮北職業(yè)技術學院助教,合肥工業(yè)大學在讀碩士研究生。研究方向:數控技術。

責任編輯:訾興建