MasterCAM

MasterCAM（共10篇）

MasterCAM 篇1

摘要：Mastercam具有二维和三维图形设计功能并能够自动生成CNC机床可执行的数控程序, 使机床自动精确的加工出符合要求的工件。本文就串连及串连选取、手动创建昆式曲面、常用构图面的创建和工作深度的设定、几何造型的技巧以及数控程序的后处理等方面的应用技巧进行探讨。

关键词：Mastercam,程序,技巧,应用

Mastercam作为当前数控制造业应用最广的CAD/CAM软件之一, 具有二维和三维图形设计功能并能够自动生成CNC机床可执行的数控程序, 使机床自动精确的加工出符合要求的工件。Mastercam对系统运行环境要求较低, 用户无论在造型设计, 还是在CNC铣床、CNC车床、CNC线切割等加工操作中都能获得很好的效果。因此, 熟练并能巧妙应用Mastercam对于从事数控加工和模具设计的工程技术人员来说显得格外重要。本文就串连及串连选取、手动创建昆式曲面、常用构图面的创建和工作深度的设定、几何造型的技巧以及数控程序的后处理等方面的应用技巧作了一些探讨。

1 几种串连及串连选取

大多数刀具路径需要将几何体串连起来。用户需要串连在单个操作中的各个实体, 串连还决定着在制造过程中刀具移动的方向, 另外用户可以将几个不同的实体串连到同一操作中。因此, 串连选取是实体选取的一种十分重要的方法。当Mastercam完成某项功能时, 如果需要用到串连选取, 将会显示串连方法菜单。

使用完全串连可能会选取过多的实体, 这时可以考虑使用部分串连 (partial) 。部分串连实体时, 用户只需选取链开始的实体和结束的实体, Mastercam便会创建一个连接这两个实体的串连。在曲面创建中, 有时需要用到点串连 (point) 。比如, 创建一个三角形昆式曲面时至少需要四个图素, 这时就需要在切削方向或截断方向使用点串连。如图, 若把AC、AB看作切削方向图素, 点A和BC则为截断方向图素, 在选取点A时就必须使用点串连方式。

2 手动创建昆式曲面

昆式曲面是由切削方向和截断方向分布的边界曲线界定的曲面。当使用手动串连时需要定义切削方向和截断方向的曲线而且所有的曲线必须要打断, 然后明确各方向曲线数目。

对于开放的多单位昆式曲面外形, 切削方向数目 (Q) 为截断方向曲线数目 (JC) 减1, 截断方向数目 (J) 为切削方向曲线数目 (QC) 减1。Q=JC-1, J=QC-1。

对于封闭的多单位昆式曲面外形, 也就是第一个外形和最后一个外形相连接的情形。若切削方向为封闭外形, 则切削方向数目 (Q) 为截断方向曲线数目 (JC) , 截断方向数目 (J) 为切削方向曲线数目 (QC) 减1。Q=JC, J=QC-1。确定各方向数目之后使用部分串连或单实体串连 (single) 选取实体, 确认执行便可获得昆式曲面。

3 常用构图面的创建和工作深度的设定

Mastercam的构图面就是断面, 使用构图面绘图其实就是在平面上绘图。这样, 构建立体图就变为构建平面图。因此, 懂得用不同深度的设定来定义唯一的构图面, 在该构图面上绘制准确的轮廓, 就能保证得到准确的立体轮廓。用工作深度来定义唯一的构图面是Mastercam立体构图最精髓的地方。

3.1 空间构图面 (3D) 。

该构图面是唯一不受工作深度影响的构图面, 使用该构图面就是在三维空间直接构建图素。在空间构图面上绘制直线时其两端点的深度可以不一样, 但当没有已存在图素时需要输入空间点坐标去构建。

在空间构图状态下有些平面构图功能是难以预见结果的, 如两点半径圆弧、矩形、水平或垂直直线、椭圆、倒角等, 使用以上的平面构图功能在此状态下将受到限制。

限制一:限制在俯视平面上。比如, 使用两点构建矩形时, 其产生的矩形将被放置在俯视平面的当前工作深度上。

限制二:由已存在图素决定。比如, 使用倒角功能时, 倒出的角放置的平面由这两个倒角图素所在的平面决定。

3.2 俯视构图面 (TOP) 、前视构图面 (FRONT) 、侧视构图面 (SIDE)

俯视构图面是由原始三维坐标中的X轴和Y轴定义的平面, 也是Mastercam默认的构图面。该构图面的工作深度就是Z轴的刻度, Z轴正向指向用户。前视构图面是由原始三维坐标中的X轴和Z轴定义的平面, 该构图面的工作深度就是原始坐标系中Y轴的刻度, 在该构图面中工作坐标系的工作深度轴Z轴刚好和原始坐标系的Y轴指向相反。侧视构图面的工作深度就是X轴的刻度, X轴正向指向用户。

使用某个构图面时就会用到在该构图面上的工作深度, 当对工作深度进行设定时优先使用的是工作坐标系而非原始坐标系。为了避免混淆, 用户面对任何构图面, 都可以将水平方向看作X轴, 垂直方向看作Y轴, 工作深度Z轴垂直于构图面指向用户。

3.3 图素定面。

使用该功能时可以利用已知的图素来定义构图面。其中可以通过使用三点定面、两线定面、平面图素定面和实体表面定面等方法。在自定义某个构图面后会搞不清楚当前的工作深度, 此时通常采用捕抓点的方法来确认工作深度要比直接输入工作深度来的准确。

4 几何造型的一些技巧

4.1曲面倒圆角时法线要相交, 曲面法线一旦确定则法线方向的曲面部分得以保留。圆角半径不能大于已有的圆角半径, 一般先倒大圆角再倒小圆角。曲面倒圆角不成功是因为法线未相交或圆角半径过大。

4.2绘制举升曲面时, 串连起始点应相同, 否则会产生扭曲的曲面。

4.3扫描曲面有多个扫描截面时, 各截面的起始点应相同。扫描曲面有多个扫描路径时, 各路经的起始点也应相同。

4.4拉伸 (Extrude) 实体时, 可以实现切除实体功能和增加实体功能, 并可以往两个方向同时拉伸, 要贯穿切除实体时可以选择[Extend through all]选项, 此选项可省略输入距离。

5 数控程序的后处理

要获得符合要求的加工程序就必须了解Mastercam产生NC程序的过程。首先, 利用Mastercam的CAD模块构建模型;然后, 铺设模型的加工路径和确定工艺参数生成过渡文件 (.nci文件) ;最后, 经后处理器 (.pst文件) 将刀具路径文件自动变为符合ISO或EIA标准的G/M代码格式的NC文件。

我们知道数控机床厂制造的CNC控制器各不相同, 每一种控制器都有符合其要求的加工代码和格式。现在国内外流行的数控系统 (如FANUC、Siemens、三菱等系统) 都使用符合ISO或EIA标准的G/M代码格式的NC程序, 但是国产的数控系统一般在Mastercam中没有对应的后处理文件。因此, 使用国产系统时需要修改利用其他后处理文件 (如Mpfan.pst) 产生的NC文件的开头和结尾, 输入符合国产系统NC文件的开头和结尾的代码和格式即可。

下面以数控铣床加工为例, 对刀点在工件上表面的中心位置, 利用Mastercam建模并利用Mpfan.pst后处理器自动产生NC程序 (WXJD1.NC) :

修改以后获得以下程序 (WXJD2.NC) :

将修改后的NC程序输入数控系统执行加工便可以获得符合图纸要求的零件

参考文献

[1]简琦昭, 柳迎春.Mastercam V8.1高手指路[M].清华大学出版社, 2002, 3.

[2]巨泽建等.Mastercam8.X使用速成[M].清华大学出版社, 2002, 1.

[3]何满才.三维造型设计--Mastercam9.0实例详解[M].人民邮电出版社, 2003, 4.

MasterCAM 篇2

很多的说法都是这款软件很容易学,看样子也差不多是这样的了,我从一个星期前弄到它,便想尽一切办法学习,当然是从最初的学,可是对于作图来讲,与AUTOCAD相比实在是不好用,不大容易上手,一个简单的命令要绕许多的弯路,点好几次鼠标.犹其如我一样的才发现它,一点不熟悉,对于实体来讲,与3DSMAX相比又多出许多意外来,对于二维图形修改为三维图形有着太多的限制,感觉是很不好的.只是大多数人学这款软件的目的不过就是拿到机床上去帮助解决实际问题,帮着自己编程序,即使只是用于最简单的车床上用也可以使人少磨许多脑筋.尽管前些天看过一个印度工程师写的书上说,用这个软件来做车床实际的价值并不大,说是手工编程更容易控制一些,而且软件毕竟有着它必然的缺陷,不能依赖它.可是我仍然迫不及待的想要把它搞懂,但是这方面的书太少了,书店即使有这方面的书也多是UG方面的,至于是什么原因就不大清楚了,也许只是一般的职业学校里才会有这样的教程可学,网上也没有几本是可以学的,没有办法,去买了两本,全是些古板的类乎电视上看见的清政府的翻译官的说话,只是把那几个字,那些标签告诉你一个他认为正确的意思.半天也不明白他倒底说的是什么意思.下面就是这几天学习的心得,展出来给大家踢.做数控车床编程,当然是拿到样图以后,把它复制到自己的MC界面上.如果别人发给的图形可以直接由“档案“—“档案转换”—“读取”而录入本软件中是最好的了.就如下图

只要标注的尺寸与你的系统一样,就可以把这个图的下半部分删掉,然后点击回主功能表,找到转换—平移,再串联,部分串联,在图中点一下你弄出来的图形,如果这图经过许多次修改,可能有许多的图层,虽然你看不见,但是同样的线条的下面还有着许多的线条,这时候你就会得到系统的提示,说是该串联怎么的了,不要着急,通通的删掉后重新画一次罢.关键的问题是你要把该工件的右端面中心,也就是通常在数控车床上讲的工件坐标原点,与本软件的系统原点重合,如:回主功能表---转换---平移---窗选—距形—范围内—然后在视图中框选全部图形:执行—两点间---再到视图中点选工件的右端面中心点,只点一次,然后移动光标指向菜单,点击原点,随即跳出一个对话框,如果一切操作正确,就可以点击确认,操作有误就点取消重来.按下F9视图显示如下图.这样最终生成的NC程序才会正确.根据图形分析,这个工件最大直径是28毫米,长度为76毫米,应当选择直径大于28毫米,长度大于76＋夹头位置＋切断槽位置的棒料,切断刀通常是4毫米宽,再考虑车床刀具本身应当占有的位量,这根棒料我选为直径32,长度140,用过以后,别的短工件还可以使用这根棒料.现在先要设置机床与棒料的装夹:回主功能表---刀具路径---工作设置.如下图

一般设定就默认它罢,在边界设定对话框中,是左主轴就点左,是右就点右,夹头也是一样,这时候就要在参数中填入具体的数值.如下图

选的棒料长是多少,直径是多少,就填在相对的框框中去,至于基线,我们已将工件的坐标原点设在了右端面中心,基线一栏只能填0,而为了避免工件端面不平整造成的麻烦,要车端面对刀,就把右侧边缘设为2,外径比实际工件值大了4毫米,那么就在外径边缘中填入2,两边加起来也就是4嘛.夹头参数合理设置以后点击确定如下图,但是这样的工件往往在加工中会出现问题,刀具加工到工件左端倒角位置时容易出现刀具与工件碰撞的情况,工件本就要切断,不妨把左端切断位也画出来,这样就不会出现问题了.在实体验证以及实际生产中一样是有用的.这时候就可以进行刀具路径的设置了,回主功能表点击车端面,出现对话框,如下图在其中最重要的就是选择刀具,和背吃刀量,进给,进退刀向量的设置等诸参数的设定,如果没有操作经验的人想要平白的生成一个程序,就说这东西我能制造出来,你把车床给我.显然是不行的, 如果没有自己的刀具库,只是想要试一下自己的操作是不是有问题,就双击系统列出的第一把刀,确定刀具参数,通常车端面也就把主轴转速定在500左右,进给调高一点,比如进给率为2,实际的操作规则是怎样的要看所使用的刀具,和所切削的材料是什么,去确定这两个数据.只MASTERCAM9.1在数控车的时候下一步就是车端面的参数确定了.如下图

多看看该对话框也就会明白各个框框中的数据应当怎样确定,进刀延伸量也就是刀具每车一刀到达以及返回的那个点与工件表面的距离,粗车步进应当由背吃刀量与精车预留量和主轴进给来确定,为了避免毛刺,X方向的过切量值可以大于0.点击确定,系统自动的就生成了刀具路径,并且简单的标示于你的屏幕.下一步就该粗车了,回主功能表,点击粗车---串联---部分串联,然后在视图中点击右工件右端面那条线,会闪出箭头,方向须向上,如果不是,就回主功能表中点击反向,然后根据系统提示,点击最后一根线,工件左端的一条线,出现一向左箭头

再点击执行,跳出下图的对话框:

MasterCAM 篇3

关键词：MasterCAM Fplot*功能 绘制复杂曲线

1 概述

机械设计中常用的非圆曲线，包括椭圆、双曲线、抛物线、渐开线等。在MasterCAM软件中只要输入曲线的函数方程，即可绘出曲线图形。下面就以绘制标准麻花钻头为例介绍非圆曲线的绘制和造型方法。

2 钻头曲线

钻头有两道螺旋槽，为4条不同的螺旋线，为了保证钻头必要的刚性和强度工作部分的钻芯直径向柄部方向递增，也就是钻芯增量，一般为每100mm长度范围内钻芯直径增加1.4mm，钻头的横刃长度一般为钻头直径的1/10。

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图1 钻头的组成

3 利用Add-ins菜单中的Fplot*功能绘制曲线

Fplot*是MasterCAM软件一个绘制复杂曲线、曲面的工具，它采用C语言形式编制程序来绘制各种曲线、曲面。

求出绘制曲线的方程式，在桌面上新建一个txt文件，根据方程式编写绘图程序，在该文件中编写完程序后保存，再把该文件的后缀名改为EQN即可。以直径50mm的钻头为例，介绍钻头的造型步骤，钻头4条不同的螺旋线方程式见表1。

step_var1=θ 设置变量名称θ

step_size1=10 一个步距的尺寸为10

lower_limit1=0 设置变量下限为0

upper_limit1=360 设置变量上限为360

geometry=sp lines 生成图形形状为样条线

angles=degrees 角度采用度为单位

origin=0，0，0 曲线的定位点（原点）

r=50 钻头直径

x= r *cos（θ） 定义函数

y= r *sin（θ）

z=ω*θ

①在桌面建立4个txt文件，把表1中的4个螺旋线方程式分别输入到txt文件中，并命名为螺旋线1、螺旋线2、螺旋线3、螺旋线4。

②打开MasterCAM软件中的Fplot*，点击Fplot*子菜单中的Get eqn（读取已有函数），点击Fplot*子菜单中的Plot it（绘制），第1条螺旋线就已经绘制完成；接着在点击Fplot*子菜单中的Get eqn，找到保存在桌面上的螺旋线2.EQN文件，绘制出第2条螺旋线。注意绘制第2、3、4条螺旋线时不能离开Fplot*子菜单，应该做完4条螺旋线后才能返回上一级菜单。（见图2）

③螺旋线1、4为一对钻头螺旋槽界限，螺旋线2、3为另外一对钻头螺旋槽界限，由于钻芯增量的存在，钻头螺旋槽直径是不断变化的，本例变量为10mm，横刃长度一般为钻头直径的1/10，本例画出第一层圆弧的直径为28.44mm，第二层圆弧的直径为28.58mm，第三层圆弧的直径为28.72mm，每上升一层圆弧直径增加0.14mm，以此类推。（见图3、图4）

4 钻头的造型

①圆弧绘制完成后，利用MasterCAM中Coons功能作出螺旋槽曲面，然后生成实体。

②生成以钻头直径尺寸大小为直径的圆柱实体。

③利用MasterCAM中实体中Boolean运算Remove实体裁剪功能得到钻头基本实体造型，（见图5）钻头棱边和钻头顶部造型利用Solids中的Sweep功能对圆柱实体进行旋转切除。

5 结语

MasterCAM中Add-ins子菜单里Fplot*绘图功能是采用函数式绘制图形，使用者在文本文档中写好曲线的函数式，用Get eqn调入该文件，可绘制出非圆形状的、复杂的曲线或曲面。

参考文献：

[1]吴长德.MasterCAM9.0系统学习与实训[M].机械工业出版社，2004.

[2]何满才.数控编程与加工-Mastercam9.0实例详解[M].人民邮电出版社，2004.

MasterCAM 篇4

1 工作坐标系的规定

Mastercam的坐标系分成系统坐标系和工作坐标系二大类,系统坐标系是固定不变的,工作坐标系根据用户设置构图平面时所建立的坐标系[1]。用相互垂直的三根轴(X、Y、Z轴)形成坐标系统,按照右手笛卡尔法则来确定方向。

工作坐标系也称为用户坐标系,在工作坐标系中,不管构图平面如何设置,总是X轴正方向向右,Y轴正方向向上,Z轴的正方向垂直屏幕指向用户[2]。通过点击左侧副菜单栏的WCS按钮,可以在视角管理器中可以看到系统所给定的以及用户所创建的所有的坐标系统(图1),每个坐标系用一个数字来进行区分。图1中编号1-8为系统当前的坐标系统,作图过程中,为了观察的方便,可以通过ALT+F9键,显示工作坐标系、系统坐标系、视图方向坐标系三个坐标系(图2a处的为当前构图面的坐标方向,图2b处为系统坐标系,图2c处为视图方向)。

2 构图面和构图深度

曲面以及实体的造型是建立在线框图的基础之上的,三维造型的主要工作就是如何在合适的构图面上画出所需要的线框来,这在初学者中往往难以适应(这主要是初学者对于根据造型的需要灵活变化构图面的方位还不习惯以及空间的想象还跟不上引起的)。

构图面是我们所作的图形所在的坐标平面,我们所有的作图,都是在一特定的构图平面(这个特定的构图面可以是系统给定的几个特殊的或用户根据作图需要自己创建的,系统赋于一个编号来表示)内进行的,选择已有的或根据作图需要创建合适的构图面是三维造型的一个关键。

系统给定的几个构图平面中,常用的有俯视(Top)、前视(Front)、侧视(Side),可以在快捷图标中直接点取或在左下角的副菜单栏中点击Cplane按钮然后在主菜单栏中选取,而根据其它条件(如知道法线方向、几个相交的的图素,或通过已有的构图面通过平移、旋转而形成)构造的构图面则显得更为灵活。

构图深度则是为了在同一方向的构图面的不同位置处进行构造三维图形的截形而引入的,当然构图平面0位置是通过系统坐标系处的构图面。

灵活的运用构图面、构图深度使我们三维造型变得方便,再通过改变视图方向则使三维线框的创建更符合人性化的观察习惯。如图3为三维线框图,图中A、B二处园弧在前视图(fromt)上的构图深度分别为50、-50处作成,C、D二处园弧分别在侧视图(side)的50、-50处作成。图4为在图3的基础上创建的十字管曲面。

3 三维造型时串选择

串联时的起点,顺序影响造型的正确与否。为了使起点的相同,我们可以人为地打断不同截面处的图素,以方便获取相同的串起点[3]。图5中为了使矩形截形串的起点与园串的起点相同,将矩形在A点(矩形一边的中点)处打断,三维造型后得到图6,没有扭曲现象。

在不同截形中如果图素的数量是不相同时,则在用串选时还应注意同步的问题,否则将得不到所需要的三维图形。如图7,上下两截形的图素是不一样多的,为了实现同步,避免所生成曲面的扭曲缺陷,采用点同步(By point)方式串连,在上下两截形处分别作点A、B、C、D(各点都在图素的端点处),串连后造型得到的图形如图8所示。

4 层的设置问题

设置层的目的是为了方便图形的管理。它实际上是用层的方法对组成图形的对象进行分类。

一个复杂的图形,其构成的图素数量是很多的,同时我们在三维造型的过程中要不断地对图形的不同部分进行编辑处理,如果众多的图素纠缠在一起,既不方便观察,也使图形处理过程变得很难进行。

如何设置合理的层,我们设置层的原则是什么?这是我们在层的设置时需要考虑的,过多的设置层是没必要的,我们所设置的层的原则应该是以方便对组成的图形对象进行操作。比如说三维线框是后续造型的基础,简单情况下我们就可以把线框作为一个层(当然如果这个三维线框比较复杂,也可以设置成几个层,以方便后续编辑和造型为准),造型的曲面可以设置为一个层等等。

下面以一个鼠标的造型对层的设置进行一个简单的说明。

图9为完成后鼠标曲面情况,图10为层的设置。

从图10可以看出,该曲面造型时用了9个层,其中层1是用来做顶部和侧面的曲面,而投影线框则是用来对按键处的几个方孔修剪用的。如图11、图12所示。

在图10中,我们为顶部曲面和顶偏移面单独设置层的目的是为了在用图12的线框对曲面进行修剪时不会受到其它曲面的干扰,方便操作时选取和观察。

第6层修剪曲线层中的曲线是来自于倒角融合处的边界,这个边界用来对侧曲面近融合处的尖角进行修剪,如图13中图14所示。

5 结束语

在我们对Mastercam的各菜单基本操作有了一定的熟练程度以后,提高作图水平的好的方法就是如何从整体上把握作图过程。在造型开始以前,我们应该考虑好作图的先后顺序,图形的管理方法(层就是其中最有效的一种管理),如何构造所需要的构图面等,这样有利于提高造型的效率,避免一些重复的工作。

参考文献

[1]王卫兵.Mastercam X2三维造型与数控编程入门视频教程[M].北京:清华大学出版社,2007.

[2]张导成.三维CAD/CAM-Master CAM应用[M].北京:机械工业出版社,2002.

[3]吴长德.MastercamCAM 9.0系统学习与实训[M].北京:机械工业出版社2003.

[4]严烈.最新Mastercam应用基础教程[M].北京:冶金工业出版社,2001.

[5]孙中柏.Mastercam 9.1模具设计与加工范例[M].北京:清华大学出版社,2006.

[6]Mastercam 9.0 help-Help topics-Caining[Z].

[7]肖高棉,黄亮.精通Mastercam 9.X[M].北京:清华大学出版社,2004.

[8]简琦昭.Mastercam V8.1-V9实用教程[M].北京:机械工业出版社,2003.

[9]魏峥,牟林,康亚鹏.Mastercam V9.0加工应用技术[M].北京:清华大学出版社,2004.

MasterCAM 篇5

关键词MasterCAM ;高速加工;教学

中图分类号TP391.72文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)022-0113-01

CAD/CAM (计算机辅助设计与制造)技术是随着计算机技术和数字化信息技术发展而形成的一门新技术,是 20 世纪最杰出的工程成就之一,也是数字化、信息化制造技术的基础,其发展和应用对制造业产生产生了巨大的影响和推进作用,广泛应用在汽车、航空、航天、船舶等领域,它的应用水平已成为衡量一个国家技术发展水平及工业现代化水平的重要标志。我国逐步成为世界的制造中心,需要大批制造技术应用人才,开展“ CAD/CAM 技术”课程,提高机械工程专业人才培养质量,适应了当前形势的发展和社会的需要。目前国内各大职业院校纷纷建立数控培训中心,购买数控机床,争上 CAD/CAM 软件教学项目,下面笔者结合自身的经验,介绍一款非常适合在职业院校教学的 CAD/CAM 软件 MasterCAM 。

MasterCAM是美国CNC公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件。只要在CAD部分绘制零件的二维或三维图形后,便可在CAM的刀具路径中选择适当的加工模组,编写刀具路径NCI文件,再通过后处理将NCI的二进制文件变为NC文件,即G码,通过编辑和修改,送入数控机床,装上相应的刀具,便可以进行各种不同的加工。大大提高了编程的效率和缩短了加工时间。

MasterCAM 产品系列包括四大模快:DESIGN、LATHE、MILL、WIRE。虽然不如工作站软件功能全、模快多,但就其性价比来说更有灵活性。MasterCAM对硬件要求较低,且具有操作能活、易学易用的特点。笔者认为 CNC 公司的 MasterCAM软件非常适合作为国内职业类院校的 CAD/CAM 软件的教学工具,具有以下几大优点:

1覆盖面广,功能全面

MasterCAM CAD 部分包括线框造型、曲面造型和实体造型, CAM 部分包括 2~5 轴铣削 / 车削 / 车铣加工,及电火花线切割加工等一系列模块,覆盖面广,功能全面。职业类院校采用MasterCAM 做为教学的基本工具,可非常容易实现数控车削、数控铣削和数控线切割等一系列课程的教学、实验和科研。

1.1利用masterCAM的CAD功能进行图形的绘制

对于学生来说,使用计算机绘图是最基本的要求,无论是打印零件图还是做程序都先要将图形用绘图软件绘制出来。当我们绘图前先要考虑图形坐标系的原点定在哪里,只有確定了坐标系才能进行图形的绘制,而坐标系位置的选择直接关系到做图的速度,在选择建立坐标系时要考虑尺寸计算的方便,加工时的路径长度以及做出来程序的长度等问题。然后利用软件中的各种做图工具将图形绘制出来。

1.2完善的数控加工功能

在运用MasterCAM软件对零件进行数控加工自动编程前,首先要对零件进行加工工艺分析,确定合理的加工顺序,在保证零件的表面粗糙度和加工精度的同时,要尽量减少换刀次数,提高加工效率,并考虑零件的形状、尺寸和加工精度,以及零件的刚度和变形等因素。加工时可以采取粗加工、半精加工最后精加工。在确定粗加工、半精加工、精加工所对应的不同加工表面的刀具、切削用量、进退刀路径、主轴转速等参数后,该系统便自动计算出机加工余量,并动态显示出和粗加工、半精加工、精加工所对应的不同加工表面的刀位轨迹和机床代码,省去了手工编制NC程序的麻烦。这一过程将数控编程、制造工艺、刀具、数控机床、数控加工等课程有机地结合起来,使学生觉得以前所学的知识不再孤立、枯燥,在数控技术课程中达到了融汇贯通,并在计算机上变得生动、形象起来,巩固了学生的加工工艺方面的知识,强化了利用MasterCAM软件教学的效果。

绘制好零件图形后,根据加工工艺的安排,选择或建立新的刀具使其符合加工需要,根据零件的要求定义加工毛坯,同时正确选择工件坐标原点,建立工件坐标系统,确定工件坐标系与机床坐标系的相对尺寸,并进行各种加工参数的设置,比如主轴速、进给速度、每次切削深度等等。设置好刀具加工路径后,利用MasterCAM系统提供的实体验证功能,能够观察切削加工的过程,可用来检测加工参数的设置是否合理,零件在数控实际加工中是否存在干涉,设备的运行动作是否正确,实际零件是否符合设计要求。MasterCAM特有的模拟仿真功能,可以进行三维真实感动态仿真加工,每个学生都可以通过计算机进行模拟加工,这样可以大大节省设备以及材料的投入,同时也能比较直观的达到教学目的。在仿真过程中,学生可以根据加工过程,判断刀具轨迹是否合理,是否存在刀具干涉、空走刀撞刀等情况,刀位计算是否正确,加深了学生对加工工艺的理解和对刀具轨迹的认识。并且学生可以自己设计一些加工的课题零件,在软件中进行模拟验证,比较不同材料、不同加工方式、不同切削参数所加工出来的零件的不同效果,是学生有比较直观和感性的认识。

2易学易用

MasterCAM 采用 Windows 中文英文用户界面,应用菜单和界面具有层次清晰,自动方便的应用特点。

MasterCAM具有世界领先的技术,完善的数控加工功能库,使 MasterCAM 成为世界上最易学易用的软件。对实际工厂的客户,一天左右的专业培训,就可独立进行工作,非常适合目前在职业类院校中做为教学的工具。

3专业性强

目前高速加工、五轴加工、车铣复合加工技术在企业中都得到了广泛的应用, MasterCAM 不仅具有车铣复合及五轴连动的专业模块外,在支持高速加工的探索中也走在世界的前列。使用 MasterCAM 做为教学,可极大拓宽学员的视野。

4开放扩展

MasterCAM 允许学员通过 API 应用函数接口进行二次开发,满足了在学校教学中发挥学员的创造性,实现一系列课程的练习。

学校的 CAD/CAM 教学,目的是使学员对现代机械技术有新的、深入的认识,初步具备三维 CAD/CAM 软件建模思路及加工思路,使学员具备从事三维 CAD 设计的能力和应用 CAM 软件进行数控加工的能力,为适合现代化设计制造技术的发展打好基础。

学校的 CAD/CAM 教学一般是班级众多,开课时间短,学员上机时间有限,很难短时间内掌握,太多的不利条件限制了 CAD/CAM 教学的开展。 MasterCAM 以功能全面、技术领先、易学易用等,非常适合目前中国职业类院校的 CAD/CAM 教学。

参考文献

[1]严烈.MasterCAM应用基础教程[M].冶金工业出版社,2001.

MasterCAM 篇6

关键词：后置处理,数控系统,CNC编程

我们单位对某型号立卧加工中心进行了数控系统改造, 此型号加工中心以前是CNC-532数控系统, 改造后为SINUMERIK840D数控系统。数控系统改造后, 我们使用的Mastercam内部自带的后置处理程序, 没有合适的后处理程序支持这台改造后的数控系统, CNC编程过程中手工改动的工作量大, 效率不高, 常常有错误发生。因此, 我们认真分析了Mastercam后处理程序特点后, 根据加工中心改造的实际机床坐标系和数控系统的程序编制格式等要求, 对后处理程序进行了重新设定修改, 效果不错。

1 mastercam后置处理文件介绍

mastercam后置处理文件的扩展名为pst, 它的主要功能任务是坐标变换和代码转换, 用户根据具体的机床坐标系和不同数控系统的程序编制格式要求, 可以对其数据库进行修改和编译, 开发出适合特定数控机床的专用后置处理程序。后处理过程直接决定了CAM编程所产生的加工程序能否在加工中心上顺利运行, 它是适应单一类型数控系统的, 它的每个文件对应一种数控系统模型。其结构由注解;程序纠错;定义变量;定义问题;字符串列表;自定义单节;预先定义的单节;系统问答等八个部分组成。我们重新设定修改后置处理文件时, 要从下面这三个方面进行编辑和改进: (1) 编程协议; (2) 功能描述代码; (3) 数值的输出格式。

2 针对特定机床的后置处理程序设定过程

我们单位改造数控系统后的加工中心, 它的卧式坐标系和Mastercam的TOP方向一致 (笛卡儿坐标系XY平面) , 应主要考虑功能描述代码和它的数值输出格式, 它的设定变化不大。但当使用立式加工时, 它的主轴与Y向平行, 坐标系变化大, 是我们这次修改设定的重点, 区别如图1所示。

方法一:笔者曾使用模型接近的MPMAHOXZ.pst作为后置处理程序, 可以生成加工程序, 但不能直接用于生产, 需要经过大量修改才行。程序的修改量是很大的, 程序中必须把I, K手工逐一替换成I= () , K= () , 并且要将对应的坐标数值及符号完全正确的一一对应填入括号里。这个办法有用, 可满足不了实际生产需要。

方法二:利用MasterCAM默认的FANUC后处理程序Mpfan.pst进行开发改进, 发现FANUC后处理程序模型和特定加工中心数控系统的主要区别在圆弧轮廓的功能实现;以及直线坐标X的正负方向;Y坐标轴和Z坐标轴的互换。

第一步, 先进行圆弧功能的实现。因为两种数控系统坐标系的不同, 影响最大的是圆弧程序格式截然不同。 (1) 针对圆弧加工功能相同, 只是表达符号格式不一致情况, 笔者采用R半径法的代码, 不再用IJK矢量方式完成圆弧功能, 可以设置为“#General Output Settings”“Arcoutput:1”; (2) 因为在输出N C程序中涉及到半径, 按照两种数控系统的代码格式区别, 必须同时将“#Address String Definitions”中“Srad"R"”改为“Srad"CR="”:“Srad"R-"”改为“Srad"CR=-"”。第二步, 在后处理程序中修改了xabs=vequ (-x) , 解决修改X坐标正负号。第三步, 把编程图形的XY平面转换成机床坐标系XZ平面.把fmt Y 2yabs, fmt Z 2 zabs。分别改成:fmt Z 2yabs, fmt Y 2 zabs。具体的还有对文件头尾格式路径及后缀的细化, 自动换刀部分的改动, 做孔切削循环的删减等就不一一列举了, 将改进后的文件另存为SEMSXZ.PST。

3 结论

按照上述方法修改设定的专用后置处理程序, 能够在特定加工中心直接进行实用加工, 并不需要人工再做二次编程处理。大大减少了手工修改的工作量, 提高了加工程序的正确性, 方便简单, 能满足生产工艺要求。通过这次对MasterCAM后置处理程序进行修改和设定, 我们找到了实际生产中遇到其它的数控系统时, 在具体运用软件进行编程之前如何对后置处理程序进行修改和设定的工艺方法。

参考文献

[1]刘文.MASTERCAM X3中文版数控加工技术宝典[M].北京:清华大学出版社, 2010, 8.

[2]孙江宏, 陈秀栋.MASTERCAM CAD/CAM实用教程[M].北京:科学出版社, 2002.

MasterCAM 篇7

利用Master CAM软件进行凹槽铣削刀具路径的自动生成及规划是目前制造业重要课题。本文主要探讨针对多边形平底凹槽铣削, 对刀具大小计算出最佳尺寸, 寻求最短刀具路径, 但是必须在没有残留材料条件下, 利用Master CAM软件双向铣削方式, 选择粗、精铣刀最佳搭配, 以降低切削时间。

1 单刀与双刀之比较

凹槽铣削一般采用单把铣刀或双把铣刀铣削, 各刀具有其优、缺点, 应考虑工件的粗糙度或加工时间来衡量, 选择单铣刀或双铣刀。表1为优、缺点之比较, 本研究以较短刀具路径为首要考量, 故选择以双刀方式铣削。

2 铣削多边形凹槽粗切最大直径

双刀铣削中, 粗切主要目的是大量切除材料, 以提高效率, 而精切主要目的是配合凹槽圆角半径得到较高工件表面粗糙度。选择刀具做粗切时, 尺寸越大, 路径越短, 但以过大的刀具尺寸挖槽时, 会产生残余未切除材料, 必须再利用另一刀具作削除。如果选择较小尺寸刀具, 虽然不须换刀铣削, 但是切削路径会增长, 相对的切削时间就长。

精切刀因需配合圆角, 故有一定的尺寸, 当精切刀尺寸确定后, 粗切刀尺寸应如何确定, 才不致于产生残留材料, 是本研究所探讨的第一个主题。

利用双刀完成铣削时, 当精铣刀的尺寸确定后, 为不残留材料, 粗铣刀尺寸选择会受到限制, 如图1所示, 粗铣刀过大铣削时, 有一残留材料产生, 那么该如何确定粗铣刀尺寸?

配合精切刀具半径r, 如图1:

利用相似三角形边成比例定理, 可得

由 (2.1) 及 (2.2) 所示得, 不残留材料的最大粗铣刀半径R

式中:f—预留精切间隙

θ—最小内角。

由上图可知, 在已知精切刀具半径条件下, 求出粗切刀具尺寸R。但选择精铣刀半径时应考虑内圆角半径, 因刀具是采用端铣刀, 所以铣削到顶角的内角, 必为圆弧。故一般以内圆角之半径当作精切刀具半径。

3 刀库中现有刀具最佳搭配之选择

多边形凹槽铣削主要加工方法是采取双刀铣削。凹槽 (袋形) 内部铣削需较大刀具配合与外形半径相同 (或小于) 的较小刀具。粗铣刀作为挖槽加工的刀具, 其目的是移除凹槽内部大部体积, 本文所讨论路径是采用往复式双向切削, 其刀具路径长短与刀具尺寸有关, 前节已讨论过最大粗切刀受限范围, 虽然, 刀具尺寸越大, 所经过路径越短, 越省时, 但易产生残留材料, 同时也要考虑表面粗糙度以及刀具与工件接触面大小所生成阻力, 相反地刀具尺寸越小, 所经过路径越长越费时, 要如何选择粗切刀尺寸使它铣削路径适当又要避免残留材料存在, 最佳方式是要与外形铣削之精切刀作搭配。

为避免残留材料, 精铣刀具和粗铣刀具直径之间关系, 可从下列式子中寻找出两者间直径之比例, 从而在刀库里选择最佳搭配。

由 (2.3) 式:

其中f精修外径之预留量, 一般远小于刀具半径, 可以将其省略不计。

由式 (2.4) 得知

粗铣刀具直径 (D) 与精铣刀具直径 (d) 之间关系:

即:

总之, 多边形凹槽平面铣削, 在现有刀库中, 选择配合合适刀具直径。依据下列程序处理:

(1) 确定多边形最小内角角度θ, 利用公式 (2.5) , 求出D/d之比例。

(2) 精铣刀直径必须等于或小于多边形最小内圆角直径。选取现有刀具中小于或等于最小内圆角直径为外形铣削之刀具, 配合D/d之比例选择适合挖槽刀具直径。

(4) 在没有残留材料下, 选择粗切刀具尺寸越大, 则铣削时间越短, 因为较大尺寸铣削路径较短。

摘要：凹槽 (口袋形) 铣削是产品加工中最重要的一类。利用Master CAM进行多边形平底凹槽 (口袋模穴) 铣削, 在不残留材料的前提下, 找出生成最短刀具路径的刀具尺寸。

MasterCAM 篇8

当今制造业的发展和变化可谓日新月异。计算机辅助设计 (CAD) 和计算机辅助制造 (CAM) 已显示出巨大的潜力, 并广泛应用于产品设计和机械制造中。MasterCAM是美国CNC Software公司开发的CAD/CAM一体化软件, 集二维绘图、三维曲面及实体设计、体素拼合、数控编程、刀具路径模拟及真实感模拟等功能于一身。MasterCAM基于PC平台, 对系统运行环境要求低, 提供友好的人机交互, 操作灵活、易学易用、具有良好的价格性能比。使用MasterCAM能迅速自动生成数控代码, 免去繁琐的计算, 提高工作效率, 提高设计品质、缩短生产周期, 从而取得良好的经济效益。

使用MasterCAM进行编程的一般操作流程为:绘制或转入图形→零件及加工工艺分析→选择合适的加工方式→编排加工工艺与选择切削用量→生成刀具路径 (NCI文件) →刀具路径模拟→生成NC程序→传给CNC机床进行加工。

下面以风筒模具的下模加工为例说明如何利用MasterCAM V91中文版进行数控加工编程。

1 调入图档

undefined档案undefined取档, 选取所要加工的文件后, 单击undefined打开, 打开加工图档。undefined刀具路径undefined工作设定, 将工件参数分别设置为X240、Y240和Z160, 点选显示工件, 工件原点设置为X0、Y0和Z164.368, 单击undefined确定, 生成风筒模具下模如图1所示:

2 零件及加工工艺分析

风筒材料要求使用绝缘性能好、耐高温和耐老化的ABS塑料。如图1所示的风筒下模, 一模两件对称布置。此模加工难度主要是产品造型复杂, 高度落差大, 曲面起伏变化大、死角多。加工起来比较复杂。其数控加工工艺如下:

a) 工件粗加工:采用曲面挖槽粗加工, 以高强度、大直径的d30R5圆鼻刀去掉绝大部分加工余量;

b) 二次粗加工:采用残料加工粗加工, 以d12合金刀清除上述粗加工刀具无法加工到的区域, 为下一步精加工清除障碍;

c) 曲面外形中光加工:使用d12R6的球刀采用“等高外形加工工艺”加上“浅平面加工工艺”两种工艺相辅助做出;

d) 曲面精加工:使用d8R4的球刀采取3D环绕等距精加工方式进行曲面精加工;

e) 交线清角:采用交线清角加工工艺尽可能清除掉上一步精加工在曲面交线处的残料;

f) 电火花成型加工:对于无法或者不方便使用加工中心加工的部分采用电火花成型加工。

2.1 工件粗加工

曲面挖槽加工是分层清除曲面与加工范围之内的所有材料的加工方法。刀路计算时间短, 刀具切削负荷均匀, 加工效率高。挖槽加工的主要目的是去除大部分材料, 一般作为粗加工的第一步首选方案。

选择undefined刀具路径undefined曲面加工undefined粗加工undefined挖槽加工undefined所有的undefined曲面undefined执行。选择刀具后设置刀具参数如下:进给率2100mm/min;Z轴进给率1500 mm/min;提刀速率3500 mm/min (后面加工步骤设置如同此值, 不再重述) ;主轴转速1850r/min。安全高度采用绝对坐标180mm (后面加工步骤设置如同此值, 不再重述) ;过滤公差0.05, 最大Z轴进给量0.5mm。选择平行环切铣削方式, 斜插式下刀, 预留0.3mm的加工余量。实体验证结果如图2所示。

2.2 二次粗加工

残料加工生成用于清除前面粗加工中刀具未切削或不能切削到的残留区域的粗加工刀路, 目的在于使毛坯的余量均匀, 方便后面半精加工或精加工。

选择undefined刀具路径undefined曲面加工undefined粗加工undefined残料加工undefined所有的undefined曲面undefined执行。选择刀具后设置如下刀具参数:进给率2100mm/min;Z轴进给率1000 mm/min;主轴转速1800r/min。进给下刀增量坐标0.5mm, 过滤公差0.05, 最大Z轴进给量0.15mm, 斜插式下刀, 预留0.2mm的加工余量。刀路计算完成后选择undefined刀具路径→O操作管理undefined刀路模拟, 模拟刀具路径, 实体验证如图3所示。

2.3 曲面外形中光加工

因本例工件外形陡坡大, 高度落差变化起伏。故半精加工可以考虑用“等高外形加工工艺”加上“浅平面加工工艺”两种工艺相辅助做出。

a) 等高外形加工:等高外形精加工一般常用于侧壁外形曲面精加工及清角加工, 一般作为挖槽加工后的二次粗加工, 以小直径刀具去除残料。

选择undefined刀具路径undefined曲面加工undefined精加工undefined等高外形undefined所有的undefined曲面undefined执行。选择刀具, 设置刀具参数:进给率1500mm/min;Z轴进给率800 mm/min;主轴转速3000r/min。进给下刀增量坐标3mm, 切削误差0.025, 采用双向切削方式, 最大层间切削距离为0.18mm。加工面预留0.1mm的加工余量。产生的刀路经实体验证如图4所示。

b) 浅平面加工:浅平面加工是针对斜率较小的曲面或等高外形加工的顶部进行再加工。选择undefined刀具路径undefined曲面加工undefined精加工undefined浅平面加工undefined所有的undefined曲面undefined执行。选择刀具, 设置刀具参数:进给率1500mm/min;Z轴进给率800 mm/min;主轴转速3000r/min。进给下刀增量坐标3mm, 切削误差0.025, 采用双向切削方式, 切削步距设置为0.1mm, 需加工的斜坡角度定义为0°～25°, 产生的刀路经实体验证如图5所示。

2.4 曲面环绕等距精加工

等距环绕精加工产生的刀路以等距离环绕加工曲面, 刀路较均匀, 计算时间较长。

选择undefined刀具路径undefined曲面加工undefined精加工undefined环绕等距undefined所有的undefined曲面undefined执行。选择刀具, 设置刀具参数:进给率1500mm/min;Z轴进给率500 mm/min;主轴转速3000r/min。进给下刀增量坐标1mm, 切削误差0.025, 采用由内向外扩展的切削方式, 切削步距设置为0.3mm, 产生的刀路经实体验证如图6所示。

2.5 曲面清根加工

交线清角精加工是对曲面相交位置进行加工以清除残料的加工方式。采用交线清角功能, 在所有曲面交接处产生精加工刀具路径, 以清除前一步精加工中曲面交接处的残料。

选择undefined刀具路径undefined曲面加工undefined精加工undefined交线清角undefined所有的undefined曲面undefined执行。选择刀具, 设置刀具参数:进给率1200mm/min;Z轴进给率300 mm/min;主轴转速3300r/min。进给下刀增量坐标1mm, 切削误差0.025, 其它参数则按软件默认值设置, 产生的刀具路径如图7所示。

3 生成加工NC代码

点选undefined刀具路径undefined操作管理undefined全选undefined后处理。选择所使用的数控设备系统相应的后处理程序, 再选取undefined储存NC档和undefined编辑, 单击undefined确定, 输入NC文件名“风筒下模”;单击undefined保存, 系统弹出NC程式文件编辑器, 就可以对NC程序文件进行检查、编辑, 保存。利用MasterCAM系统的传输功能将系统自动生成的NC程序代码传输到XH714D上进行加工, 效果良好, 产品符合客户的要求。

4 小结

a) 加工图形可以是二维或三维图形的MC9文件或者扫描后的数据进行编辑得到的图形, 也可以是其它文档交换格式得到的图形, 要根据实际情况灵活选用;

b) 注意考虑加工工艺, 辅助工艺 (如线切割、电火花) , 综合使用2D或3D刀路, 下刀时注意下刀工艺不宜直对工件表面直接下刀;

c) 注意曲面工件的实际高度, 合理确定安全高度、参考安全高度、G00下刀高度, 以免产生过切或撞刀。实际加工中, 安全高度=工件高度 (夹具高度) + (10～20) mm;参考高度=工件高度 (夹具高度) + (5～10) mm。G00下刀高度=工件最高高度+ (0.1～0.3) mm。应先知道工件的最高高度和对称中心 (工件原点) 再进行编程;

d) 在满足加工精度要求的前提下, 尽可能加大走刀步长和行距, 以提高编程和加工效率。

摘要：以风筒模具加工为实例, 介绍了用MasterCAM V91软件编程的基本思路和步骤, 重点介绍加工工艺和加工参数等关键问题。采用MasterCAM V91编程, 可以有效保证零件加工精度及数控加工的安全性, 提高工作效率, 降低生产成本。

关键词：MasterCAMV91,数控加工,加工工艺,加工参数,加工安全

参考文献

[1]康亚鹏.MasterCAMX数控加工自动编程[M].北京:机械工业出版社, 2006.

[2]汪平华, 何飞云, 汪军华, 等.MasterCAMV91中文版实操训练教程[M].广州:华南理工大学出版社, 2005.

[3]吴光明.手机外壳模具型芯的数控加工[J].CAD/CAM与制造业信息化, 2005 (08) :84-87.

MasterCAM 篇9

关键词：刀具选择,刀路工艺,加工质量

0 引言

MasterCAM9.1提供了多种粗加工技术和丰富的曲面精加工功能。精加工的走刀形式直接影响加工件表面加工质量,想要达到图纸要求的尺寸精度和表面精度,需要针对曲面特点合理的选择刀具及走刀路径,才能有效减少提刀,空刀及不必要的重复路线,从而大大改善加工质量,同时也提高了加工效率。

1 零件曲面特点及技术要求

1.1 曲面特点

如图1所示,零件外形尺寸118mm×78mm×28mm。曲面凹形面较平坦,在MasterCAM中称之为浅平面,如图A处,此种曲面适合选择平行刀路。在凹形表面有两个通孔,如图B处,是比较典型的曲面通孔位置,腔体部分,如图C处,最小曲率半径为R6,与零件最高面距离为20 mm。

1.2 加工凹形腔体零件的技术要求

(1)加工区域表面粗糙度要求Ra3.2;

(2)工件表面无缺陷。

2 加工凹形腔体零件的工艺分析

(1)材料:45#钢,毛坯尺寸118 mm×78 mm×28 mm (毛坯为精料件);

(2)刀具材料:根据加工材料,选择YT15的硬质合金刀具;

(3)设备加工中心;

(4)工艺分析及刀具选择。

对于曲面铣削(精加工情况),粗糙度影响因素主要是切削速度和切削行距的选择,具体表现为:其一是纵向粗糙度,即沿刀具进给方向的粗糙度;其二是横向粗糙度,即垂直于刀具进给方向的粗糙度。因此基于优化刀具路径的目的,本文只对切削行距的选择进行研究。

(1)粗加工。粗加工是为提高生产效率,迅速去除多余材料,产品各面一起开粗,刀具要求有足够的强度,因此尽量选择一把比较大的刀具,根据工件材料、腔体最小R角尺寸,故选择圆角半径R1 mm直径Φ10 mm的圆鼻刀。

(2)半精加工。半精加工是为了去除过多的残料,使精加工余量均匀,刀具选择应考虑能够承受粗加工所留残料而不至于断刀,且不会留下过多残料而给精加工造成困难。故半精加工选择R8 mm球刀。

(3)精加工。曲面精加工需达到需求的尺寸精度和表面精度,同时兼顾效率,选择刀具时要考虑刀具强度及是否会留有残料或过切,工件选用Φ10平刀;曲面上选用R6球刀。

(4)通孔加工。在选择加工刀具与顺序中,首先应考虑通孔位置及加工深度,故选择Φ3 mm中心钻,粗孔Φ9.5 mm钻头,精孔Φ10 mm钻头。

3 加工难点分析及解决方案

基于以上工艺分析、曲面特点及技术要求,加工凹形腔体零件难点有两个:一是浅平面及边缘部分加工问题,二是曲面通孔加工问题。

3.1 浅平面与其边缘加工问题

精加工要保证整个曲面的加工精度,在解决加工质量的问题的同时还要兼顾效率。因此,合理选择精加工方法与轮廓至关重要。

(1)平行铣削。平行铣削加工采用XY方向的最大间距来控制刀具路径的细密程度,所以平行铣削较适合加工浅平面区域,零件凹型曲面属于典型的浅平面加工区域,如直接选取凹型曲面进行平行铣削,则会使产品出现缺陷,主要问题如图2所示:

(1)零件边缘出现沉刀现象;

(2)零件边缘残留R角;

(3)抬刀过多。

基于上述问题采用以下两种解决办法:

第一种方法:提取曲面采用恢复修整使零件凹型曲面恢复到初始形状如图3所示,此意图减少抬刀与沉刀,在恢复修整好的曲面基础上,沿曲面边缘曲率扩大曲面,选择曲面所围成的最大外轮廓线作为加工范围,使刀具切削略多过加工区域,消除了边缘残留的R角,加工用时为2 h 57 min。

第二种方法:提取曲面并沿凹型曲面轮廓内外边缘曲率进行略微扩大,选择曲面所围成的岛屿轮廓线作为加工区域,以减少沉刀及消除轮廓边缘R角,如图4所示,用时2 h 8 min。

通过对比两种方法得知:

第一种优点是抬刀较第二种方法少,缺点加工时间过长,空刀过多。

第二种优点切削时间较第一种方法时间少并且空刀少,缺陷抬刀较第一种抬刀多。

基于两种方法均可达到零件技术要求,且产品设计TQCS中T(time)首要作用,所以凹型零件曲面部分采用第二套解决方案。

3.2 曲面通孔加工方案

由于孔位处于曲面凹型区域,在曲面区域无法完成孔的定位,所以零件在粗加工前应首先把通孔加工出来,加工孔时模具下方垫块要避开通孔位,以免被钻穿,在设置通孔加工时避免出现没有钻通完全,需设置刀具补偿值,具体加工方案如表1所示。

4 结语

根据腔体模具特点及加工难点,对其刀具路径分析对比,提出最佳加工方案。使用以上方法加工,整个零件的表面精度均可达到模具要求,在加工参数设置完全相同的情况下,加工效率有略微提高。由于走刀路径合理,因此还可以提高进给率,在保证加工质量的前提下,进一步提高加工效率。

参考文献

[1]王卫兵.MasterCAM数控加工实例教程[M].北京:清华大学出版社,2006:258-259

MasterCAM 篇10

关键词：Maset CAM,数控加工,文字雕刻

0 引言

在实际生产中, 文字或图案的雕刻加工技术应用十分广泛, 比如标牌文字、模具文字及商标图案等。通常情况下是用专用雕刻机进行雕刻加工, 该方法加工效率高、质量好, 是文字雕刻加工的首选。但文字和图案的雕刻加工在企业生产中一般是小批量或单件生产, 购置专用雕刻机可能会长期闲置, 很不经济。因此, 充分利用企业的通用数控铣床或加工中心, 再配以合适的CAD/CAM软件来进行文字和图案的加工, 对于一般的企业来说, 具有重要的现实意义。

随着技术的进步, 多数企业都拥有了高性能的高速加工铣床或加工中心, 配以Master CAM软件, 便可替代专用雕刻机实现文字或图案的雕刻加工。

Maset CAM是由美国CNC Softwaer NC公司开发的集CAD/CAM为一体的应用软件, 它具有丰富的粗、精加工切削方式、高效简洁的编程和后处理功能, 特别是该软件具有其它软件不具备的优势, 就是能够利用Windows系统的字体进行文字的设计, 因此是文字加工较为出色的CAD/CAM软件。同时, 与其它软件相比, 该软件对硬件要求低、操作灵活、易学易用、价格便宜, 深受广大企业用户和工程技术人员的欢迎。

1 平面文字雕刻加工方法

利用Master CAM软件可在平面或者曲面上雕刻文字或图案, 其中平面文字雕刻可利用二维刀具路径中的外形铣削、挖槽加工两种加工方式, 在平面上雕刻出凸字 (阳文) 或凹字 (阴文) 。以雕刻“中国制造”四个字为例, 选用相同的铣削参数, 各种不同加工方法的加工效果如图1所示。

不同的加工方法的加工质量和加工效率有所不同, 与选用的字体、选用的刀具直径有关。图1 (a) 是外形铣削, 或者称为线性铣削, 实质上是沿字体的轮廓线走刀来完成字体的加工, 加工效率高。图1 (b) 、 (c) 则是采用挖槽的方式加工凸字和凹字, 文字的视觉效果好, 但要求刀具的直径小, 加工难度大, 加工效率低。具体需要雕刻何种字形, 可根据具体工件要求决定。

2 平面文字建模

平面文字建模相对比较简单, 只需在设置好相应的构图深度和构图面的基础上, 设计好平面图形和文字即可, 加工文字的深度由刀具路径中的参数确定, 不必设计出三维模型。下面以自行设计的“潍坊职院数控中心”牌匾为例, 简述平面文字的建模过程及技术要点。

1) 开启Master CAM软件, 设置好【构图深度】【层别】和【构图面】, 绘制出矩形线框, 对里面的矩形线框进行倒角。

2) 点击【绘图】→【下一页】→【文字】→【真实字型】, 出现图2所示对话框, 选中华文新魏、粗体, 点击【确定】。

3) 然后在给出的提示框内输入文字“潍坊职院”, 按确定键 (或用鼠标点击屏幕上任意位置) 后, 依次输入或确定好字高、书写方向、文字间距、圆心坐标, 然后利用平移功能将文字移到合适位置。

4) 同样方法将“数控中心”四个字以水平方向放置在合适位置。最终效果如图3所示。

3 平面文字的编程加工

3.1 二维刀具路径的建立

1) 利用外形铣削加工“数控中心”四个字。点击【刀具路径】→【外形铣削】→【窗选】→画一矩形框选中四个字→输入串接起始点→【执行】→出现对话框, 选好刀具和相关参数。然后点击确定, 得到相关刀具路径。

2) 利用挖槽铣削加工“潍坊职院”四个字, 使之加工成凸字。点击【刀具路径】→【挖槽】→【区域】→然后点击弧形框内一点→【执行】→出现对话框→输入相关参数→点击确定, 得到相关刀具路径。

3) 利用挖槽铣削加工齿轮图案。【刀具路径】→【挖槽】→选取齿轮线框和内圆→【执行】→出现对话框→输入相关参数→点击确定, 得到相关刀具路径。

3.2 实体切削验证

点击【刀具路径】→【操作管理】→操作管理员对话框→全选→实体切削验证→出现如图5所示界面。

3.3 后置处理和在线加工

点击【刀具路径】→【操作管理】→操作管理员对话框→执行后处理→弹出后处理对话框→选中所用的后处理程序→勾选储存NC档、编辑两项→点击确定, 便得到加工程序。

将程序通过电脑传输到机床, 利用数控铣床的在线加工功能, 便可加工完成。

4 结语

灵活运用Master CAM软件, 结合数控铣床或加工中心, 完全能够解决文字及图案的雕刻加工, 为中小型模具企业节省了购置专用雕刻设备的成本, 具有较强的现实意义。

参考文献

[1]朱慧霞.Master CAM在模具中雕刻文字的应用[J].中国高新技术企业, 2005 (5) :78-80.

[2]邝卫华.基于Master CAM的平面图形雕刻技术[J].工具技术, 2007 (8) :95-97.