楊應洪，陳俊冬，尹顯明

（1.西南科技大學 制造科學與工程學院，四川 綿陽 621010；2.西南科技大學 工程技術(shù)中心，四川 綿陽 621010）

0 引言

數(shù)控加工技術(shù)的廣泛應用使現(xiàn)代化的生產(chǎn)制造技術(shù)有了質(zhì)的飛躍，同時眾多軟件的加盟又使生產(chǎn)加工變得更加高效、質(zhì)量更好、精度更高，Master CA M軟件的應用就是最好的說明之一。該軟件是美國CNC Soft ware公司基于PC平臺研發(fā)的CAD／CA M一體化的工具軟件，具有二維制圖、三維實體建模、數(shù)控加工編程、刀具路徑模擬和復雜曲面設(shè)計加工等功能，同時，該軟件能夠在普通的系統(tǒng)中運行，使用戶在數(shù)控車床、加工中心、線切割等加工中都能取得很好的應用效果。Master CA M軟件把零件的設(shè)計和加工模塊有機地結(jié)合起來，形成了一種新的加工方式，從零件的圖樣分析到建模，進一步建立相關(guān)的加工模式，并自動生成相關(guān)的刀具加工軌跡，再經(jīng)過后置處理，傳送給數(shù)控機床進行加工。Master CA M軟件的實際應用在很大程度上提高了生產(chǎn)加工的質(zhì)量和效率。

1 Master CAM軟件

1.1 Master CA M軟件的相關(guān)功能

Master CA M軟件是一款經(jīng)濟且有效的軟件系統(tǒng)。它具有強大的二維、三維圖形繪制及實體建模等功能，利用CAD技術(shù)生成的三維造型產(chǎn)品，包含了數(shù)控編程所需要的產(chǎn)品表面的完整信息，并可以對這些幾何信息進行數(shù)控加工刀位的自動計算，從而實現(xiàn)從產(chǎn)品的幾何模型設(shè)計到加工制造的CAD／CA M一體化。同時，它還具有更加方便實用的計算機輔助制造功能。目前，該軟件廣泛應用于機械、電子、模具、汽車、航空航天等領(lǐng)域。

1.2 Master CA M軟件的特點

在Master CA M軟件的CAD部分，二維制圖和三維實體造型都可以輕松完成，可以將圖形轉(zhuǎn)換到Auto CAD或其他相關(guān)的軟件，也可以把其他相關(guān)的軟件轉(zhuǎn)換到Master CA M系統(tǒng)中運行。在CA M部分，既可以提供精確刀具軌跡，又可以很方便地設(shè)計出實用的數(shù)控加工指令或者代碼，縮短加工時間，提高該環(huán)節(jié)的效率。

在實際數(shù)控加工環(huán)節(jié)中，該軟件具有諸多特點：①能夠提供比較精確的刀具加工軌跡；②能夠加工較為復雜的型腔及曲面；③具有外形銑削、鉆孔、多軸加工等多種加工方式；④刀具庫和加工參數(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)庫比較完善；⑤提供了一些輔助功能，如工作報表和零件的管理；⑥其后置處理功能強大，能夠生成有效實用的數(shù)控加工代碼或者指令文件。

2 Master CAM軟件在數(shù)控加工應用時的主要步驟

應用Master CA M軟件可以方便地對零件建立相關(guān)幾何模型，再經(jīng)過后置處理可以得到數(shù)控加工代碼或者指令，縮短了一般生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)所需要的編程時間，尤其是在編寫復雜零件的數(shù)控加工代碼或者指令方面效果非常顯著，使得各加工代碼或者指令的正確性和安全性大幅提升，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。

基于Master CAM軟件的數(shù)控加工流程如圖1所示。

2.1 零件的工藝分析

數(shù)控加工之前，首先要對零件的圖樣進行相關(guān)的加工分析，既要考慮零件的尺寸、形狀、加工精度，也要充分考慮待加工零件的強度、變形和剛度等其他相關(guān)因素，前期的工藝分析有利于在實際生產(chǎn)中提高成品的合格率。

2.2 零件的幾何建模

在數(shù)控加工中，被加工零件幾何模型的建立是首要環(huán)節(jié)，對于復雜零件的幾何建模應充分考慮曲線曲面的生成、編輯、過渡、裁剪、偏置等技術(shù)。Master－CA M軟件的建模功能強大，由設(shè)計模塊（Design）、銑削模塊（Mill）、車削模塊（Lathe）和線切割模塊（Wire）構(gòu)成。設(shè)計模塊主要用于零件的制圖和造型，銑削模塊主要用于得到銑削的刀具軌跡，車削模塊主要是得到車削加工的刀具軌跡，線切割模塊主要是得到電火花線切割的加工軌跡，當然這些加工模塊也具有設(shè)計模塊的完整功能。這些模塊在實際生產(chǎn)中，既可以直接應用，也可以將其他相關(guān)聯(lián)的圖形文件進行轉(zhuǎn)換后在Master CA M系統(tǒng)上應用。

圖1 基于Master CA M的數(shù)控加工流程

2.3 刀具路徑的確定

當完成零件建模后，就可以創(chuàng)建相關(guān)加工刀具路徑，這里應考慮加工過程中各工序所需要的刀具，做好工藝參數(shù)的設(shè)定，注重加工軌跡的優(yōu)化。在數(shù)控加工中，Master CA M軟件可生成相應的刀具加工數(shù)據(jù)，包括刀具的運動軌跡和相關(guān)的加工信息。在該環(huán)節(jié)，可通過Master CA M軟件來生成加工數(shù)據(jù)，同時也應注重實際加工經(jīng)驗的應用，把兩者有效地結(jié)合起來，最終完成刀具加工路徑的確定。

2.4 零件在數(shù)控系統(tǒng)中的模擬加工

在數(shù)控機床或者加工中心上加工之前，可以通過Master CA M軟件自帶的零件模擬加工功能對被加工零件進行模擬加工。在零件的圖形和刀具加工路徑的基礎(chǔ)上，該軟件可以快速地生成相關(guān)的加工代碼。這里應檢查工藝參數(shù)的設(shè)置是否合理，并根據(jù)實際工作經(jīng)驗和理論預判在加工過程中是否出現(xiàn)干涉等情況，考慮加工出的產(chǎn)品是否符合技術(shù)指標，然后再應用該軟件提供的模擬器功能，使操作者能夠在屏幕上清楚地看到“實際”的加工效果。在模擬加工環(huán)節(jié)，該系統(tǒng)會自動生成相應的加工數(shù)據(jù)或者記錄，因此在實際加工中，省去了試切的步驟，減少了材料的不必要浪費，相應地縮短了單個產(chǎn)品的加工時間，提高了生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)的質(zhì)量和效率。

2.5 數(shù)控代碼的生成及傳輸

在數(shù)控加工之前，利用Master CA M的后置處理程序功能來生成數(shù)控代碼或者指令。該軟件提供了多種后置處理程序，不同的數(shù)控設(shè)備需要相對應的后置處理程序。當?shù)玫浇?jīng)過后置處理的數(shù)控代碼或指令，判定是否需要進行相應的調(diào)整，若滿足設(shè)備加工的要求，也符合設(shè)計的要求，就可以把加工代碼傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)中，備份數(shù)據(jù)，以便加工使用。

3 Master CAM軟件數(shù)控加工實例

以飛機襟翼連接框架的加工為例，介紹Master－CA M軟件在數(shù)控加工中的應用。

3.1 設(shè)定工藝參數(shù)，生成刀具軌跡

通過建模及相關(guān)的工藝參數(shù)設(shè)置，生成刀具路徑，如圖2所示。

圖2 飛機襟翼連接框架刀具軌跡

3.2 傳輸數(shù)據(jù)并加工

將刀具軌跡進行后置處理，得到相應的數(shù)控代碼，并使用Master CA M軟件的傳輸功能，將代碼傳送到加工中心進行加工，如圖3所示。

加工完畢后，對該零件進行檢測，確定是否合格，成品如圖4所示。

圖3 飛機襟翼連接框架的加工

圖4 飛機襟翼連接框架成品

4 結(jié)束語

目前，Master CA M軟件是我國在機械加工和模具設(shè)計等領(lǐng)域使用較普遍的軟件之一。它具有對復雜曲線、曲面的零件設(shè)計功能，可通過對話框方便地將加工工藝參數(shù)送入計算機編制刀具路徑，再經(jīng)過后置處理轉(zhuǎn)換成NC代碼，且可以在計算機上進行相關(guān)的模擬加工。它的諸多功能能夠滿足現(xiàn)代化加工的要求，應用前景十分廣泛。同時，在很大程度上避免了人為因素帶來的系統(tǒng)誤差和產(chǎn)品試制的失誤。在提高加工精度、節(jié)省加工時間、降低生產(chǎn)成本、提高工作效率等方面具有重要的實際價值。

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