耿家源

(長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，湖北 荊州 434020)

數(shù)控技術(shù)以其高效率、高精度、高自動化等優(yōu)勢，逐漸成為現(xiàn)代加工技術(shù)的主流。該技術(shù)是利用數(shù)控程序控制數(shù)控機(jī)床完成產(chǎn)品的自動加工，因此，如何高效生成與加工工藝相符的數(shù)控加工程序是技術(shù)關(guān)鍵[1]。

采用MasterCAM 計算機(jī)仿真加工進(jìn)行數(shù)控自動編程及檢驗，具有直觀、快速高效等優(yōu)點，已經(jīng)成為數(shù)控加工行業(yè)不可或缺的輔助技術(shù)[2]。利用數(shù)控仿真可以在刀具路徑選擇、刀具軌跡干涉處理、加工時的進(jìn)退刀方式、刀具軌跡編輯、刀具管理、毛坯材料管理、后置處理、走刀模式和測量等方面進(jìn)行綜合優(yōu)化，從而大大提高加工效率，并保證加工質(zhì)量。

1 仿真加工的模型準(zhǔn)備

利用MsaterCAM 軟件中的直線、圓弧、倒角、鏡像等命令繪制密封塞的二維圖形，如圖1 所示。

圖1 密封塞二維圖

2 設(shè)定原材料屬性及裝夾

在MasterCAM 中選擇數(shù)控車床，選擇材料設(shè)置，設(shè)置加工群組屬性。設(shè)定毛坯原料外徑尺寸，在工件設(shè)置對話框中設(shè)置卡盤參數(shù)，完成原材料裝夾。在工件裝夾中優(yōu)先選用通用夾具。本文研究的密封塞零件采用通用三角卡盤裝夾，能夠滿足要求。

3 仿真加工工藝

3.1 粗車

打開車床機(jī)床類型/車床/系統(tǒng)默認(rèn)命令，串選車削外形。選擇外圓車刀【T0101 R0.8 OD ROUGH RIGHT】為車削刀具，設(shè)置粗車車削參數(shù)。車削進(jìn)給速度0.3mm/rev，主軸轉(zhuǎn)速800r/min，噴油冷卻功能、起刀點坐標(biāo)X65.0，Z25.0、x（z）方向預(yù)留0.3 等，如圖2 所示。產(chǎn)生刀具路徑如圖3。

3.2 精車

選擇精車車削命令，單擊串連選擇按鈕，確定精車外形。選擇外圓車刀【T0202 R0.4 OD FINISH RIGHT】，設(shè)置車削進(jìn)給速度為“0.1min/rev”，主軸轉(zhuǎn)速為“1000r/min”，啟動噴油冷卻功能。同上設(shè)置起刀點坐標(biāo)及刀具停留點坐標(biāo)。為了提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，精車車削背吃刀量設(shè)為“0.15”，精車車削次數(shù)為“2”，設(shè)置x，z 方向預(yù)留量均為“0.0”，在導(dǎo)引入/引出對話框中設(shè)置導(dǎo)引入?yún)?shù)，產(chǎn)生精車刀具路徑，完成精車模擬加工。

3.3 車槽

圖2 粗車工藝參數(shù)

圖3 粗車加工路徑

選擇菜單欄中的車槽命令，定義凹槽位置的對話框，定義凹槽位置。選擇刀具欄中的外圓車槽刀T1818 R0.3 W4 OD GROOVE CENTE為車削刀具，設(shè)置刀號為3，刀座號為3，刀補(bǔ)號為3，設(shè)置車削進(jìn)給速度及主軸轉(zhuǎn)速、起刀點坐標(biāo)及刀具停留點坐標(biāo)。在車槽外形參數(shù)選擇項卡，設(shè)置凹槽深度及寬度，產(chǎn)生車槽加工刀具路徑。

3.4 車螺紋

選擇菜單欄中的螺紋車削加工命令，選擇外圓螺紋車刀，設(shè)置刀號為“4”，刀座號為“4”，刀補(bǔ)號為“4”，設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速為“500”，啟動噴油冷卻功能，按照前述步驟設(shè)置起刀點坐標(biāo)和刀具停留點坐標(biāo)。打開螺紋外形參數(shù)設(shè)置選項卡，設(shè)置螺距、螺紋大徑為、螺紋深度、螺紋起點、螺紋終點等參數(shù)，生成刀具加工路徑。

3.5 截斷加工

打開“截斷車削加工”命令，根據(jù)零件尺寸選擇截斷點位置，選擇T0505 R0.4 W4 OD GUTOFF RIGHT 為截斷刀具，設(shè)置刀號為5，刀座號為5，刀補(bǔ)號為5，設(shè)置車削進(jìn)給速度為0.1mm/rev，主軸轉(zhuǎn)速為600，選擇主軸轉(zhuǎn)速單位為RPM，單擊冷卻設(shè)置按鈕，啟動噴油冷卻功能，單擊確定按鈕。設(shè)置車削進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、起刀點坐標(biāo)和停刀點坐標(biāo)，設(shè)計截斷加工參數(shù)。生成端面截斷加工路徑，完成截斷加工。

4 MsaterCAM 仿真加工及NC 代碼輸出

利用Mastercam 系統(tǒng)的后處理功能，將設(shè)計的粗精車、切槽、切螺紋、截斷等加工工藝進(jìn)行仿真加工，結(jié)果如圖4 所示。加工過程沒有產(chǎn)生干涉和撞刀等，驗證了程序的正確性。利用軟件后處理系統(tǒng)生成NC代碼如圖5 所示，采用網(wǎng)絡(luò)、U 盤等傳輸給數(shù)控加工設(shè)備的控制系統(tǒng)，完成零件的加工。

圖4 仿真加工的三維模型圖

圖5 NC 代碼

5 結(jié)語

密封塞零件可以利用CAM 軟件編制加工程序并進(jìn)行驗證，通過選擇合理的工藝參數(shù)能保證加工質(zhì)量。文中通過利用Mastercam 軟件對密封塞進(jìn)行數(shù)控仿真加工，同時生成了數(shù)控加工代碼，可為其他零件的數(shù)控仿真加工提供參考。

［1］何滿才.Mastercam X 數(shù)控車加工實例精選[M].人民郵電出版社，2007.

［2］褚守云.基于Mastercam 的泵輪盤數(shù)控加工[J].工具技術(shù)，2011，02.