梁毅峰

(1.合肥工業(yè)大學(xué),安徽合肥 230009;2.淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院,安徽淮北 235000)

·機(jī)電工程與自動(dòng)化·

MastercamX 與仿真軟件的綜合運(yùn)用

梁毅峰1,2

(1.合肥工業(yè)大學(xué),安徽合肥 230009;2.淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院,安徽淮北 235000)

MastercamX和仿真軟件的綜合運(yùn)用,可在有限的軟件資源條件下,更好地解決各高等學(xué)校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)數(shù)控教學(xué)任務(wù),增加模擬加工的種類和難度,較快提高學(xué)員在零件造型、數(shù)控編程、機(jī)床操作方面的綜合能力。

MastercamX;仿真軟件;模擬加工;調(diào)入

0 引言

CAD/CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造)應(yīng)用與制造行業(yè)的設(shè)計(jì)、制造水平、產(chǎn)品質(zhì)量、成本及制造周期息息相關(guān)。采用CAD/CAM的技術(shù)已成為整個(gè)制造行業(yè)當(dāng)前和將來(lái)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。常用的CAD/CAM軟件有Mastercam、CAXA、Pro/E、UG、I2deas、MDT 等。

MastercamX是由美國(guó)CNC公司推出的基于PC機(jī)平臺(tái)的CAD/CAM一體化軟件,它具有卓越的設(shè)計(jì)及加工功能,在世界上擁有眾多忠實(shí)用戶,被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、航空等領(lǐng)域,在我國(guó)制造業(yè)及其職業(yè)教育中,有著極為廣闊的應(yīng)用前景。

仿真軟件可以模擬數(shù)控機(jī)床操作與加工,有效解決了各學(xué)校、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)數(shù)控教學(xué)任務(wù),在現(xiàn)有經(jīng)費(fèi)的基礎(chǔ)上最大限度的發(fā)揮資金效益,滿足學(xué)員接觸并熟練掌握各種類型機(jī)床的需求。

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

現(xiàn)以MastercamX、VNUC、宇龍仿真軟件為例,介紹它們的綜合運(yùn)用。通過(guò)MastercamX與仿真軟件的綜合運(yùn)用,可以解決單獨(dú)使用仿真軟件只能模擬、加工簡(jiǎn)單的手工編程零件的問題,可以根據(jù)需要,設(shè)計(jì)、模擬、加工較復(fù)雜的零件,熟練機(jī)床加工復(fù)雜零件時(shí)的操作。

1 MastercamX與仿真軟件的綜合運(yùn)用

以加工圖1所示三維實(shí)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(shí)體的創(chuàng)建、三維實(shí)體的創(chuàng)建和三維實(shí)體的編輯等功能,使用戶能夠根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和數(shù)控加工的需要設(shè)計(jì)出所需要的產(chǎn)品,也為后面的數(shù)控加工提供了產(chǎn)品依據(jù)。

加工如圖所示三維實(shí)體模型,可以利用MastercamX的繪圖模塊,通過(guò)拉伸、旋轉(zhuǎn)、倒角、旋轉(zhuǎn)切除、抽殼等操作來(lái)完成實(shí)體造型。

圖1 MastercamX三維實(shí)體加工

1.2 用MastercamX設(shè)置刀具路徑、生成程序

MastercamX的曲面加工系統(tǒng)可以用來(lái)生成加工曲面、實(shí)體或?qū)嶓w表面的刀具路徑。大多數(shù)的曲面加工都需要結(jié)合粗加工和精加工來(lái)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(lái)的殘余材料。

根據(jù)此例特點(diǎn),可以采用:

(1)粗加工挖槽加工:挖槽粗加工就是對(duì)型芯、型腔等模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行粗加工,其目的是為了快速去除工件余量,以達(dá)到半精加工或精加工的要求。在菜單欄中選擇“機(jī)床類型”/“銑削”/“默認(rèn)”,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(duì)話框,對(duì)話框中包含“刀具參數(shù)”、“曲面參數(shù)”、“粗加工參數(shù)”和“挖槽參數(shù)”4個(gè)選項(xiàng)卡,對(duì)其按照工藝要求設(shè)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(guò)大無(wú)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(duì)話框,對(duì)話框中包含“刀具參數(shù)”、“曲面參數(shù)”、“殘料粗加工參數(shù)”和“剩余材料參數(shù)”4個(gè)設(shè)置選項(xiàng)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(diǎn)是加工時(shí)間長(zhǎng),精度高,但加工到最后的曲面時(shí)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(duì)話框。在“刀具路徑的曲面選取”對(duì)話框中單擊“完成”按鈕,彈出“曲面精加工環(huán)繞等距”對(duì)話框,按照工藝要求進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。

(4)放射狀精加工:放射狀精加工指繞一個(gè)旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行工件某一范圍內(nèi)的放射性加工,適合與圓形、邊界等值或?qū)ΨQ性模具結(jié)構(gòu)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(duì)話框,單擊“完成”按鈕,彈出“曲面精加工放射狀”對(duì)話框,對(duì)其中“刀具參數(shù)”、“曲面參數(shù)”、“放射狀粗加工參數(shù)”3個(gè)選項(xiàng)做相應(yīng)參數(shù)設(shè)置。

(5)為了達(dá)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(shè)置刀具路徑時(shí),要注意工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)置要和后續(xù)仿真軟件的坐標(biāo)原點(diǎn)要相一致,MastercamX的默認(rèn)工件坐標(biāo)原點(diǎn)為繪圖原點(diǎn)。在各種加工參數(shù)里點(diǎn)擊“刀具/構(gòu)圖面”按鈕,彈出“坐標(biāo)選項(xiàng)”對(duì)話框,可從屏幕捕捉坐標(biāo)工件原點(diǎn)坐標(biāo),同一把刀具只需設(shè)一次。

用刀具路徑驗(yàn)證功能,驗(yàn)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(gè)或多個(gè)刀具路徑,然后單擊“驗(yàn)證已選擇的操作”按鈕,彈出“實(shí)體切削驗(yàn)證”對(duì)話框。驗(yàn)證無(wú)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(yīng)機(jī)床,根據(jù)提示操作,生成數(shù)控程序,選擇好存儲(chǔ)位置,以備后續(xù)操作。對(duì)生成的數(shù)千行程序,可用“記事本”打開,人工檢索檢查參數(shù)是否有誤。

1.3 仿真軟件準(zhǔn)備

對(duì)于各種仿真軟件,在程序調(diào)入前要做好準(zhǔn)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(shè)置”項(xiàng)一致。選擇菜單欄“數(shù)控加工”,單擊“定義毛坯”,彈出“定義毛坯”設(shè)置窗口,選擇毛坯類型、設(shè)定毛坯尺寸、輸入毛坯名稱、選擇毛坯材質(zhì)。完成上述設(shè)置后,按“確定”鍵,該毛坯被保存下來(lái),同時(shí)“定義毛坯”窗口將關(guān)閉。選擇菜單欄“數(shù)控加工”,單擊“工藝裝夾”,彈出“夾具”設(shè)置窗口,從“當(dāng)前毛坯”下拉單中選擇剛才設(shè)定的毛坯,選擇夾具類型,然后使用“位置調(diào)整”鍵調(diào)整位置。

(2)安裝刀具,刀具直徑要和MastercamX里的一致。在“數(shù)控加工”菜單上,單擊“刀具”,按下“刀具庫(kù)”下的“新添”按鈕,使用默認(rèn)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(shè)為8mm,單擊“確認(rèn)”鍵。在“刀具與刀柄”窗口中,按下“刀柄庫(kù)”下的“新添”按鈕,使用默認(rèn)的刀柄名稱為“刀柄1”,單擊“確認(rèn)”鍵。在“刀具與刀柄”窗口中,先單擊選中“刀具庫(kù)”里的“刀具1”,然后在單擊選中“刀柄庫(kù)”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(jī)床主軸中。

(3)對(duì)刀設(shè)定工件坐標(biāo)原點(diǎn),要和MastercamX里加工參數(shù)設(shè)置的坐標(biāo)原點(diǎn)相一致,否則會(huì)出現(xiàn)“加工跑偏”現(xiàn)象。

1.4 仿真軟件程序調(diào)入

不同的仿真軟件調(diào)入方式不同。

(1)北京斐克數(shù)控加工與遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng),可單擊工具欄“數(shù)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(duì)話框,找到已存儲(chǔ)的程序,單擊“打開”,便可將程序調(diào)入軟件內(nèi)存。

(2)上海宇龍仿真軟件,可在機(jī)床“編輯”狀態(tài)下,單擊“PROG”鍵,單擊數(shù)控機(jī)床顯示屏幕右下方“操作”軟件,點(diǎn)擊“屏幕翻頁(yè)”軟鍵,單擊“F檢索”,彈出檢索對(duì)話框,找到已存儲(chǔ)程序路徑,單擊“打開”。通過(guò)機(jī)床鍵盤輸入?yún)^(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(diào)入軟件內(nèi)存,并以“O12”命名程序。此操作與數(shù)控機(jī)床實(shí)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(biāo)用“RESET”鍵移到程序頭,機(jī)床主功能開關(guān)選擇“自動(dòng)”檔,單擊“循環(huán)啟動(dòng)”鍵,便可運(yùn)行調(diào)入的程序,如圖2所示。因程序行數(shù)多,運(yùn)行較慢,可在軟件主菜單欄的“視圖選項(xiàng)”卡中提高“仿真加速倍率”參數(shù)。

圖2 數(shù)控仿真軟件運(yùn)行加工程序

2 結(jié)束語(yǔ)

MastercamX和仿真軟件的綜合運(yùn)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(xué)校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)數(shù)控教學(xué)任務(wù),增加模擬加工的種類和難度,可培養(yǎng)學(xué)員設(shè)計(jì)、創(chuàng)新能力,較快提高學(xué)員在零件造型、數(shù)控編程、機(jī)床操作方面的綜合能力。

[1] 李波.MastercamX數(shù)控加工完全自學(xué)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.

[2] 孫中柏.MastercamX2三維設(shè)計(jì)與NC加工實(shí)例精解[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.

[3] 胡如祥.數(shù)控加工編程與操作[M].大連:大連理工出版社,2006.

TP391.9

A

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(shù)學(xué)院助教,合肥工業(yè)大學(xué)在讀碩士研究生。研究方向:數(shù)控技術(shù)。

責(zé)任編輯:訾興建