MasterCAM的零件數控加工編程
摘 要 :本 文系統(tǒng)介紹了MasterCAM軟件的特點和應用方法,就如何運用MasterCAM進行機械設計和加工進行了研究。
關鍵 詞 : 數控加工;MasterCAM ;CAD/CAM
1 前言
隨著 現 代 機械工業(yè)的發(fā)展,計算機輔助設計(CAD)和計算機輔助制造(CAM)已顯示出巨大的潛力,并廣泛應用于產品設計和機械制造中,使用CAD/CAM系統(tǒng)產生的NC程序代碼可以替代傳統(tǒng)的手工編程,運用CAD/CAM進行零件的設計和加工制造,可使企業(yè)提高設計質量,縮短生產周期,降低產品成本,從而取得良好的經濟效益。
Ma ste rC AM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、易學易用并具有良好的價格性能比,因而深受廣大企業(yè)用戶和工程技術人員的歡迎,廣泛應用于機械加工、模具制造、汽車工業(yè)和航天工業(yè)等領域,它具有二維幾何圖形設計、三維曲面設計、刀具路徑模擬、加工實體模擬等功能,并提供友好的人機交互,從而實現了從產品的幾何設計到加工制造的CAD/CAM一體化。是目前世界上應用最廣泛的CAD/CAM軟件之一。
2 M a st erCAM軟件的功能及運用
Ma ste rCA M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。集設計與制造于一體,通過對所設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,通過程序的后處理生成數控加工指令代碼,輸人到數控機床既可完成加工。
下面結合實例介紹軟件MasterCAM軟件在數控加工自動編程中的的使用。
2.1 零 件 加工工藝分析
圖 1所 示 為加工的零件圖,在運用MasterC AM軟件對零件進行數控加工自動編程前,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,要盡量減少換刀次數,提高加工效率,并充分考慮零件的形狀、尺寸和加工精度,以及零件剛度和變形等因素,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。
零件可通過車削加工完成, 所用刀具有外圓車刀、5mm寬的切槽刀及外螺紋車刀等。該零件在數控車床上加工的工藝流程為:輪廓加工、切槽加工*螺紋加工一最后截斷。
該零 件 如 果采用循環(huán)指令進行編程,則程序包括以下幾部分:1)坐標系及加工工藝參數的指定程序;2)輪廓循環(huán)的粗、精加工程序;3)切槽循環(huán)加工程序;4)螺紋循環(huán)加工程序;5)最后的截斷加工程序。
2.2零件的幾何建模
建 立零 件的幾何模型是實現數控加工的基礎,MasterCAM四大模塊中的任何一個模塊都具有進行二維或三維的設計功能,具有較強(CAD)繪圖功能??梢赃\用Design模塊建模,也可以根據加工要求使用Mill模塊、Lathe模塊和Wire模塊直接建模,同時由于軟件系統(tǒng)內設置了許多數據轉換檔〔1],可以將各種類型的圖形文件如AutoCAD,CADKEY,Mi-CAD等軟件上的圖形轉換至MasterCAM系統(tǒng)上使用。
在進 行 零 件的建模時,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,這樣既節(jié)省建模時間,又能滿足數控加工的需要;建模時,應根據零件的實際尺寸來繪制,以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,利用MasterCAM中圖層的功能,在確定刀具路徑時,加以調用或隱藏,以選擇加工需要的輪廓線。圖 1所 示 加工的零件,在建模繪圖的過程中不需要把零件圖全部畫出來,只需要畫出零件的輪廓即可
2.3 零 件 加工刀具路徑確定
零件 的 建 模后,根據加工工藝的安排,選用相應工序所使用的刀具,根據零件的要求選擇加工毛坯,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設定[2],從而得到零件加工的刀具路徑。MasterCAM系統(tǒng)可生成了相應的刀具路徑工藝數據文件NCI,它包含了所有設置好的刀具運動軌跡和加工信息。
零件可用Mastercam Lathe進行各種工藝參數設定,得到零件加工的刀具路徑。
2.4 零 件 的模擬數控加工
設置 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[3],可用來檢測工藝參數的設置是否合理,零件在數控實際加工中是否存在干涉,設備的運行動作是否正確,實際零件是否符合設計要求。同時在數控模擬加工中,系統(tǒng)會給出有關加工過程的報告。這樣可以在實際生產中省去試切的過程,可降低材料消耗,提高生產效率。
2.5 生 成 數控指令代碼及程序傳輸
通過 計 算 機模擬數控加工,確認符合實際加工要求時,就可以利用MasterCAM的后置處理程序來生成NCI文件或NC數控代碼[4],Ma sterCAM系統(tǒng)本身提供了百余種后置處理PST程序。對于不同的數控設備,其數控系統(tǒng)可能不盡相同,選用的后置處理程序也就有所不同。對于具體的數控設備,應選用對應的后置處理程序,后置處理生成的NC數控代碼經適當修改后[5],如能符合所用數控設備的要求,就可以輸出到數控設備,進行數控加工使用。
3 結語
采用 Ma sterCAM軟件能方便的建立零件的幾何模型,迅速自動生成數控代碼,縮短編程人員的編程時間,特別對復雜零件的數控程序編制,可大大提高程序的正確性和安全性,降低生產成本,提高工作效率。
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