徐東兵

摘 要：在加工中對于一些形狀較為復(fù)雜，含有特殊形狀的零件，采用手工編程往往會比較困難。現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了很多CAM/CAD軟件，比如：UG、Mastercam、CAXA、PRO/E等軟件，這些軟件都可以生成加工程序，因此這些軟件解決了許多形狀復(fù)雜，特殊形狀零件的加工，本文主要以MasterCAM加工零件為例進行闡述。

關(guān)鍵詞：工藝分析；機床選擇；刀具選擇；工藝安排

1 Mastercam軟件介紹及運用

MasterCAM是一種功能強大CAD/CAM軟件， 由CAD和CAM兩大部分組成，并分成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，通過對所設(shè)計的零件進行加工工藝分析，并繪制幾何圖形及建模，以合理的加工步驟得到刀具路徑及加工模擬仿真，最后通過程序的后處理生成數(shù)控加工指令代碼，傳輸?shù)綌?shù)控機床既可完成加工。

下面結(jié)合實例介紹軟件MasterCAM軟件在數(shù)控銑削加工中的使用。

1.分析加工零件

在運用MasterCam 軟件對零件進行數(shù)控加工自動編程之前，要做以下步驟 ，首先要對零件進行加工工藝分析，首先要考慮加工順序的安排。加工順序通常包括切削加工工序、熱處理工序和輔助工序等，工序安排的科學(xué)與否將直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和加工成本。

切削加工工序通常按以下原則安排：

（1）先粗后精

當(dāng)加工零件精度要求較高時，都要經(jīng)過粗加工、半精加工、精加工階段，如果精度要求更高，還包括光整加工等幾個階段。

（2）基準(zhǔn)面先行原則

用作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)先加工。任何零件的加工過程總是先對定位基準(zhǔn)進行粗加工和精加工，例如軸類零件總是先加工中心孔，再以中心孔為精基準(zhǔn)加工外圓和端面；箱體類零件總是先加工定位用的平面以及兩個定位孔，再以平面和定位孔為精基準(zhǔn)加工孔系和其他平面。

（3）基準(zhǔn)統(tǒng)一原則

有些工件需要在銑削完一面后，再重新安裝銑削另一面，由于數(shù)控銑削時，不能使用通用銑床加工時常用的試切方法來接刀，因此，最好采用統(tǒng)一基準(zhǔn)定位。

（4）先面后孔

對于箱體、支架等零件，平面尺寸輪廓較大，用平面定位比較穩(wěn)定，而且孔的深度尺寸又是以平面為基準(zhǔn)的，故應(yīng)先加工平面，然后加工孔。

（5）先主后次

即先加工主要表面，然后加工次要表面。

2.零件造型

零件分析后，對加工表面進行造型。造型可用相關(guān)軟件，然后將格式轉(zhuǎn)換為CAM軟件格式，目前用的CAD/CAM軟件有PRO/E、UG、MASTERCAM、CAXA等。零件建模時，無需畫出零件的三維模型， 只需二維的圖形繪制， 且只繪零件的輪廓就行。對應(yīng)的尺寸、形位公差、配合公差都可不標(biāo)出，可節(jié)省造型的時間。不過值得注意的是，在進行建模的時候，應(yīng)根據(jù)零件的實際尺寸來繪制，以保證刀具路徑坐標(biāo)的正確性。

3、生成刀具軌跡

對自動編程來說，當(dāng)走刀方式、刀具及加工次數(shù)確定之后，系統(tǒng)將自動生產(chǎn)所需要的刀具軌跡。

4、后置處理

根據(jù)所選的數(shù)控銑床，調(diào)用其機床數(shù)據(jù)文件，運行數(shù)控編程系統(tǒng)提供的后置處理程序，將刀位原文件轉(zhuǎn)換成數(shù)控加工程序。

后面我們將結(jié)合例子介紹使用Mastercam軟件進行自動編程及數(shù)控銑床的操作過程。

2 零件的分析

1、零件介紹

此工件是閘板防噴器閘板，是防止井噴關(guān)閉井口的，槽內(nèi)位安裝密封件密封。

2、機床的選擇

選擇機床要考慮以下因素：1、機床規(guī)格應(yīng)與工件的外形尺寸相適應(yīng)；2、機床加工精度應(yīng)與工件加工精度要求相適應(yīng)；3、機床的生產(chǎn)效率應(yīng)與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)；4、與現(xiàn)有條件相適應(yīng)；5、機床的加工范圍。

3、加工中心的選擇

根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)及形狀， 零件的外形及尺寸， 零件的加工精度及表面質(zhì)量要求，以及學(xué)校設(shè)備的提供，選擇機床的類型，機床的規(guī)格，機床的精度等級。

加工中心是一種集銑、鏜、鉆、擴、鉸、攻螺紋和切螺紋等多種加工于一體，具有刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控機床。根據(jù)工件的尺寸、行程范圍、精度要求、工件的加工類型、主電動機功率和加工該工件所需的換刀次數(shù)等因素所選立式加工中心。因為立式加工中心的主軸軸心線在空間處于垂直狀態(tài)，最適合加工z軸方向尺寸相對較小的單工位工件，且價格方面比臥式加工中心便宜，所以我選擇立式加工中心。

4、刀具的選擇

T1 Ф16銑刀（R0.8） 至少36長

T2 Ф10合金銑刀 至少36長

T3 Ф10鉆頭 至少40長

T4 Ф80刀盤

5、工藝安排

在CNC進行工作前，必須對一些參數(shù)進行設(shè)定，對機床和刀具進行調(diào)整：

（1）輸入刀具參數(shù)及刀具補償參數(shù)

（2）輸入/修改零點偏置

（3）輸入設(shè)定數(shù)值

刀具參數(shù)包括刀具幾何參數(shù)，磨損量參數(shù)、刀具量參數(shù)和刀具型號參數(shù)等。有些參數(shù)如R參數(shù)則一般不需修改

（4）裝夾工件

按照指定的裝夾方式裝夾工件

（5）對刀

把每一把刀具都調(diào)到自己設(shè)定的編程零點，把編程零點所在機床坐標(biāo)值輸入機床中

（6）輸入程序

把自己編的程序輸入機床定一個名字，對程序進行檢查，確保程序本身沒有錯誤以及也沒有輸入錯誤。

（7）模擬仿真

按編程仿真進入仿真系統(tǒng)，對程序進行仿真，檢查仿真出的工件圖形與要加工的工件有多大出入，并不斷對程序進行修改，直到仿真的工件完全正確為止。

（8）實際加工

退出仿真系統(tǒng)，先按復(fù)位鍵，剛開始時可進行單步加工，按下步加工鍵。這時要一手按啟動鍵，一手按停止鍵，如發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)立即停止。直到確定程序無誤后方可按自動加工鍵，加工完成后，將刀具退到安全位置，最后取下工件。

3 結(jié)束語

隨著制造業(yè)在中國的地位日益提高，市場需求不斷增長，數(shù)控行業(yè)將迅速的發(fā)展，為中華民族的復(fù)興做出更大的貢獻。

參考文獻

[1]機械設(shè)計手冊編委會，機械設(shè)計手冊卷4，北京：機械工業(yè)出版社，2010.

[2]中國機床工具工業(yè)協(xié)會 數(shù)控系統(tǒng)分會.CIMT2011巡禮[J].世界制造技術(shù)與裝備市場，2011（5）：13-17.