秦嬿

摘 要： 本文闡述了利用MasterCAM軟件對(duì)旋鈕零件進(jìn)行加工編程的過(guò)程，包含實(shí)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(guò)實(shí)例說(shuō)明MasterCAM軟件的功能和在機(jī)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(shí)代出現(xiàn)了巨大變化。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和機(jī)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(yùn)用CAD/CAM進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)和加工制造，可使企業(yè)提高設(shè)計(jì)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(jì)效益。

MasterCAM軟件是美國(guó)的CNC Software公司開發(fā)的基于PC平臺(tái)的CAD/CAM系統(tǒng)，由于它對(duì)硬件要求不高，并且操作靈活、易學(xué)易用且具有良好的價(jià)格性能比，廣泛應(yīng)用于機(jī)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(jì)、三維曲面設(shè)計(jì)、刀具路徑模擬、加工實(shí)體模擬等功能，從而實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品的幾何設(shè)計(jì)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(yùn)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(gè)功能模塊，集設(shè)計(jì)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(duì)應(yīng)的不同加工表面的刀具、切削用量、進(jìn)退刀路徑、主軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)后，該系統(tǒng)便自動(dòng)計(jì)算出機(jī)加工余量，動(dòng)態(tài)顯示出粗加工、半精加工、精加工對(duì)應(yīng)的不同加工表面的刀位軌跡和機(jī)床代碼，省去人為編制NC程序的煩惱。

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

2.1零件加工工藝分析

在運(yùn)用MasterCAM軟件對(duì)零件進(jìn)行數(shù)控加工自動(dòng)編程前，首先要對(duì)零件進(jìn)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(shí)，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(zhǔn)面后加工其他表面。

旋鈕零件可通過(guò)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(jìn)行零件的建模時(shí)，通過(guò)CAD模塊畫圖，無(wú)需畫出整個(gè)零件的模型來(lái)，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(biāo)出，這樣既能節(jié)省建模時(shí)間，又能滿足數(shù)控加工的需要。建模時(shí)，應(yīng)根據(jù)零件的實(shí)際尺寸繪制，保證計(jì)算生成的刀具路徑坐標(biāo)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(shí)，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(shí)正確選擇工件坐標(biāo)原點(diǎn)，建立工件坐標(biāo)系統(tǒng)，確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的相對(duì)尺寸，并進(jìn)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(yùn)動(dòng)軌跡和加工信息。

通過(guò)Mastercam Mill進(jìn)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(guò)程，可用來(lái)檢測(cè)工藝參數(shù)的設(shè)置是否合理。在仿真過(guò)程中，刀具沿著定義的加工軌跡進(jìn)行動(dòng)態(tài)加工，可以直觀地掌握數(shù)控加工的過(guò)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(jì)算是否正確、加工刀具軌跡定義的合理與否、實(shí)際零件是否符合設(shè)計(jì)要求等。同時(shí)在數(shù)控模擬加工中，系統(tǒng)會(huì)給出有關(guān)加工過(guò)程的報(bào)告，這樣可以在實(shí)際生產(chǎn)中省去試切的過(guò)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(guò)仿真以后，確認(rèn)符合實(shí)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(duì)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(duì)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(dāng)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(wú)誤后，就可以進(jìn)行數(shù)控加工。

3.結(jié)語(yǔ)

采用MasterCAM軟件能方便建立零件的幾何模型，迅速自動(dòng)生成數(shù)控代碼，縮短編程人員的編程時(shí)間，特別可以完成對(duì)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(xiàn)：

[1]王貴明.數(shù)控實(shí)用技術(shù)[M].機(jī)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.