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        基于MasterCAM的數(shù)控加工編程與實操

        2016-10-08 15:10:23秦嬿
        考試周刊 2016年74期
        關(guān)鍵詞:數(shù)控

        秦嬿

        摘 要: 本文闡述了利用MasterCAM軟件對旋鈕零件進行加工編程的過程,包含實體建模、刀具路徑確定、模擬數(shù)控加工和生成數(shù)控指令代碼等步驟。通過實例說明MasterCAM軟件的功能和在機械加工領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

        關(guān)鍵詞: MasterCAM 數(shù)控 加工編程

        1.引言

        隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展,數(shù)控加工隨著時代出現(xiàn)了巨大變化。計算機輔助設(shè)計(CAD)和計算機輔助制造(CAM)廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計和機械制造中。傳統(tǒng)手工編程數(shù)控指令枯燥、不易記憶,而使用CAD/CAM系統(tǒng)產(chǎn)生的NC程序代碼可以替代傳統(tǒng)的手工編程,運用CAD/CAM進行零件的設(shè)計和加工制造,可使企業(yè)提高設(shè)計質(zhì)量,縮短生產(chǎn)周期,降低產(chǎn)品成本,從而取得良好的經(jīng)濟效益。

        MasterCAM軟件是美國的CNC Software公司開發(fā)的基于PC平臺的CAD/CAM系統(tǒng),由于它對硬件要求不高,并且操作靈活、易學(xué)易用且具有良好的價格性能比,廣泛應(yīng)用于機械加工、模具制造、汽車工業(yè)和航天工業(yè)等領(lǐng)域,具有二維幾何圖形設(shè)計、三維曲面設(shè)計、刀具路徑模擬、加工實體模擬等功能,從而實現(xiàn)從產(chǎn)品的幾何設(shè)計到加工制造的CAD/CAM一體化,是目前世界上應(yīng)用最廣泛的CAD/CAM軟件之一。

        2.MasterCAM軟件的功能及運用

        MasterCAM由CAD和CAM兩大部分組成,分成Design(造型),Mill(銑削加工)、Lathe(車削加工)和Wire(線切割)4個功能模塊,集設(shè)計與制造于一體。masterCAM系統(tǒng)中的CAD繪圖建模功能繪制生成三維零件模型,然后選擇合適的加工工藝方法,安排零件的加工工序,確定粗加工、半精加工、精加工對應(yīng)的不同加工表面的刀具、切削用量、進退刀路徑、主軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)后,該系統(tǒng)便自動計算出機加工余量,動態(tài)顯示出粗加工、半精加工、精加工對應(yīng)的不同加工表面的刀位軌跡和機床代碼,省去人為編制NC程序的煩惱。

        下面結(jié)合實例介紹MasterCAM軟件在數(shù)控加工自動編程中的使用。

        2.1零件加工工藝分析

        在運用MasterCAM軟件對零件進行數(shù)控加工自動編程前,首先要對零件進行加工工藝分析,確定合理的加工順序,在保證零件的表面粗糙度和加工精度的同時,盡量減少換刀次數(shù)。做到先粗加工后精加工,先加工主要表面后加工次要表面,先加工基準面后加工其他表面。

        旋鈕零件可通過銑削加工完成,所用刀具選擇φ12平銑刀和φ6球刀。該零件在數(shù)控銑床上加工的工藝流程可設(shè)定為:平面銑——外形銑——曲面挖槽粗加工——曲面平行銑精加工。

        2.2零件的幾何建模

        在進行零件的建模時,通過CAD模塊畫圖,無需畫出整個零件的模型來,只需要畫出其加工部分的輪廓線即可,加工尺寸、形位公差及配合公差可以不標出,這樣既能節(jié)省建模時間,又能滿足數(shù)控加工的需要。建模時,應(yīng)根據(jù)零件的實際尺寸繪制,保證計算生成的刀具路徑坐標的正確性,并可將不同的加工工序分別繪制于不同的圖層內(nèi),利用MasterCAM中圖層的功能,在確定刀具路徑時,加以調(diào)用或隱藏,以選擇加工需要的輪廓線。

        該零件的編程程序包括以下幾部分:(1)工件的平面銑削程序。(2)圓柱形輪廓的外形銑削程序。(3)旋鈕輪廓的挖槽粗加工程序。(4)旋鈕的外形銑半精加工和精加工程序。

        2.3零件加工刀具路徑確定

        零件建模后,選用相應(yīng)工序使用的刀具,根據(jù)零件的要求選擇毛坯,同時正確選擇工件坐標原點,建立工件坐標系統(tǒng),確定工件坐標系與機床坐標系的相對尺寸,并進行各種工藝參數(shù)設(shè)定,從而得到零件加工的刀具路徑。MasterCAM系統(tǒng)可生成相應(yīng)的刀具路徑工藝數(shù)據(jù)文件NCI,包含所有設(shè)置好的刀具運動軌跡和加工信息。

        通過Mastercam Mill進行各種工藝參數(shù)設(shè)定,得到零件加工的刀具路徑和加工順序是:面銑——圓柱形外形銑——按鈕輪廓的曲面挖槽粗加工——曲面平行銑精加工。

        2.4零件的模擬數(shù)控加工

        設(shè)置好刀具加工路徑后,利用MasterCAM系統(tǒng)提供的零件加工模擬功能,能夠觀察切削加工的過程,可用來檢測工藝參數(shù)的設(shè)置是否合理。在仿真過程中,刀具沿著定義的加工軌跡進行動態(tài)加工,可以直觀地掌握數(shù)控加工的過程,判斷刀具軌跡的連續(xù)性、合理性,是否存在刀具干涉、空走刀和撞刀。刀位計算是否正確、加工刀具軌跡定義的合理與否、實際零件是否符合設(shè)計要求等。同時在數(shù)控模擬加工中,系統(tǒng)會給出有關(guān)加工過程的報告,這樣可以在實際生產(chǎn)中省去試切的過程,降低材料消耗,提高生產(chǎn)效率。

        2.5生成數(shù)控指令代碼及程序傳輸

        通過仿真以后,確認符合實際加工要求后,就可以利用MasterCAM的后置處理程序生成NC數(shù)控代碼。對于不同的數(shù)控設(shè)備,其數(shù)控系統(tǒng)可能不同,選用的后置處理程序也有所不同。具體的數(shù)控設(shè)備,應(yīng)選用對應(yīng)的后置處理程序,后置處理生成的NC數(shù)控代碼應(yīng)適當修改,如華中數(shù)控銑床是三軸加工的銑床,在后置處理生成的NC代碼中應(yīng)刪除第四軸指令,檢查無誤后,就可以進行數(shù)控加工。

        3.結(jié)語

        采用MasterCAM軟件能方便建立零件的幾何模型,迅速自動生成數(shù)控代碼,縮短編程人員的編程時間,特別可以完成對復(fù)雜零件的數(shù)控程序編制,大力提高程序的正確性和安全性,降低生產(chǎn)成本,提高工作效率。

        參考文獻:

        [1]王貴明.數(shù)控實用技術(shù)[M].機械工業(yè)出版社,2007.7.

        [2]王志平.數(shù)控編程與操作[M].北京:高等教育出版社,2003.7.

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