CAM编程软件

CAM编程软件（共7篇）

CAM编程软件 篇1

1 引言

随着计算机技术的迅猛发展, 现代机械加工领域越来越倚重与计算机技术密不可分的数控加工技术, 而数控加工程序的编制工作也由过去的手工编程、平面工程制图软件 (如Auto CAD) 辅助计算采集节点数据进行人工编程, 直到现在借助CAD/CAM (如UG、PROE、CATIA等) 软件绘制平面草图再进行实体建模, 通过这些软件的CAM功能对实体模型的加工单元进行后处理自动生成加工程序。这些采用计算机CAD/CAM软件或数控操作系统的自动编程方式, 代替程序编制人员完成繁琐的数值计算, 可以提高编程效率几十倍乃至上百倍, 同时也解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。但这些编程方式并非对所有的加工模式都是最佳的, 还需要为设计草图、建模、选择加工参数和刀具等进行许多耗时的准备工作, 影响编程工作的效率。所以, 我们在特定的加工模式下可以另辟蹊径, 借助一些非CAD/CAM软件具有的函数计算和数据处理的功能, 省略传统CAD CAM软件辅助编程中耗时的准备工作, 可大大提高编程的效率。我们在这方面有过许多尝试, 比较典型的是笔者在文献[1]中提到的———借助数控机床的数控操作系统参数化的柔性编程方式, 可避免上述繁琐、耗时的准备工作。另外, 笔者在文献[2]中借助Microsoft Quick Basic软件对汽轮机转子轮槽加工程序进行模块化设计有同样的功效。同样, 利用Microsoft Office Excel高效编制圆周阵列孔数控程序也比较典型。本文仅以利用Microsoft Office Excel高效编制圆周阵列孔数控程序为例进行介绍。

2 基于Microsoft Office Excel的圆周阵列孔编程模版设计

在汽轮机部件中存在着圆周阵列孔加工的工序 (如UG视图转子中间轴与垫片的对轮孔加工) , 这些孔数从十几个到几十个不等, 某些情况下该数控程序的编制存在一定问题。一种方法是利用机床自带的循环, 如:SINUMERIK (840D) 中的循环HOLES2 (CPA-阵列圆圆心横坐标, CPO-阵列圆圆心纵坐标, RAD-阵列孔节圆半径, STA-初始角, INDA-增量角, NUM-孔数) 进行编程。但机床循环编制的程序只能连续加工, 而我们实际加工过程中很多时候只能单个加工, 如:孔的反刮面、铰孔或跳跃式加工。这种情况只能列出每一个孔的坐标编程, 以便单独调用或跳跃。以往这种编程过程是通过Auto CAD作图, 根据起始角旋转、取点、逐个点采集坐标, 最后在文本上编辑格式, 进行编程, 过程很繁琐。或借助CAD/CAM (如:UG、PROE、CATIA等) 软件绘制平面草图再进行实体建模, 通过这些软件的CAM功能对实体模型的加工单元 (圆周阵列孔) 进行后处理自动生成加工程序。

经过自主创新, 通过利用Excel的强大计算功能, 做出一个只要输入整周孔数、节圆半径、起始角 (模版中蓝色单元格) 可自动生成编程所需孔位置X、Y坐标 (模版中红色列) 的模版, 方便省时。设计过程如下:

已知条件:A列为加工的孔数;B列为整周的孔数;C列为节圆半径;D列为起始角度。

计算过程:设立辅助列:

P列中:令P3=B3;P4=P3;P5=P4;……

Q列中:令Q3=C3;Q4=Q3;Q5=Q4;……

R列中:令R3=D3;R4=R3;R5=R4;……

S列中:令S3;S4;S5;……=360

设立计算列:Z列为孔位夹角, 求解:

Z3= ( (A3-1) *S3/P3+R3) *A3/A3;

Z4= ( (A4-1) *S4/P4+R4) *A4/A4;

Z5= ( (A5-1) *S5/P5+R5) *A5/A5;……

因为Excel只能对弧度进行计算, 所以需将Z列角度转换成弧度:

O列:O3=Z3*π/180;O4=Z4*π/180;O5=Z5*π/180;

……

得出结果:

(1) X坐标值:F3=Q3*COS (O3) ;F4=Q4*COS (O4) ;

F5=Q5*COS (O5) ;……

(2) Y坐标值:H3=Q3*SIN (O3) ;H4=Q4*SIN (O4) ;

H5=Q5*SIN (O5) ;……

最后将Excel模版中红色列COPY到Word, 通过菜单栏:表格→转换→表格转换文本, 并编辑为程序数据, 任务完成。利用大家常用的Microsoft office软件, 开创性地解决了手工编程数据计算复杂或借助CAD/CAM软件编程需作图、建模、后处理非常耗时的问题, 为传统的常规编程工作提供了高效的新方法、新思路。

3 结语

对于我们编程工作人员来说, 编程方式多种多样, 需针对不同要素的加工单元因地制宜、拓宽思路, 采用最适合的编程方式, 以使数控加工程序高效准确。

参考文献

[1]高岩.算术参数R在柔性NC编程中的重要作用[J].机械工程师, 2010 (2) :105-106.

[2]高岩.轮槽铣数控加工程序模块化设计[J].机械工程师, 2006 (4) :111-112.

CAM编程软件 篇2

一、CAD/CAM技术的内涵

CAD技术是computer aided design ( 计算机辅助技术) 的缩写, CAM技术是computer aided Manufacturing ( 计算机辅助制造) 的缩写。总体来说CAD/CAM技术指的是利用计算机软件来绘制相应图形, 并利用计算机分析和处理来进行机械制造的工作, 将计算机技术和机械制造技术完美的相结合, 制造出更高标准的零器件, 来适应当前高标准的工艺要求, 装配出更加精准、复杂的工艺设备。CAD/CAM技术是当前科技的最新技术, 其独特的优越性决定了未来很长时间所占据的主导地位。

二、数控CAD/CAM技术编程的具体应用

在目前的机械加工中, 很多情况都会利用计算机软件进行数控编程来加工零器件。所利用的数控编程方法种类也特别多, 如:UG、3DMAX、Solidworks等3D设计加工软件。下面着重介绍利用UG软件进行数控编程的具体方法。

2.1 UG软件的简单介绍

UG软件可谓是当前计算机和机械加工结合最紧密的软件, UG的功能十分的强大, 它可以进行三维的立体建模设计、可以进行机械制造加工仿真、可以进行数控程序的直接生成。在生成数控编程程序后就可以进行数控加工制作。

2.2 编程的具体操作方法

利用计算机软件进行数控编程的大致步骤:建模、设计零件、标注尺寸、仿真加工、导出数控编程加工程序。

第一步, 对需要加工的零件进行建模;UG软件的建模模块主要分为:实体建模、特征建模以及自由形状建模, 其中实体建模是使用最为普遍的建模方式, 建模是进行整个零件设计的基础。

第二步, 在对所需要的零件建好模型之后, 需要对所加工的零件进行设计;这时UG软件的强大功能展现出来, 你可以在软件上尽情的发挥你的想象力, 设计出满意的作品。当然, 在设计的过程中, 必须对UG软件的使用方法清楚, 依据设计的基本要求, 先完成整体轮廓的设计, 再对细微的地方进行设计。在此期间, 会用到UG的曲线、直线、拉伸、切除等等平面、立体绘图工具。在遇到复查的图形时, 会涉及到多次建模、画出辅助线、辅助平面等特殊的绘图技巧。在将每个零件画出后, 在进行统一的零件装配工作, 最后将所有零件组成一个完整的整体, 检验整体设计的质量是否合格。

第三步, 对设计的零件尺寸做出标注;标注出零件的斜面角度、边长等具体尺寸, 观察所设计的尺寸对设计整体是否有影响, 同时方便对零件模形的修正过程。通过标注尺寸, 也方便对后续其它零件的绘制, 使所绘制出来的零件尺寸保持一致, 能够顺利的进行装配工作。当然第二步和第三步有时也会同时进行。

第四步, 前期设计完工后, 就可以开始采用UG的仿真加工技术, 对原材料按照所涉及的模型进行仿真加工;仿真加工可以充分的检验设计时是否出现加工工艺的问题, 通过仿真加工极大地缩减原材料的浪费, 可以在UG软件上进行相应的调节, 做到实际生产时, 能够顺利的一次性加工成功。

第五步, 直接通过UG软件生成数控加工程序。此步骤也是我们需要的步骤, 前面的步骤都是为其做准备工作。在仿真加工无误后, 可以利用UG软件直接导出数控加工的程序, 省去直接编写程序的麻烦, 也减少其中带来的错误, 为机械加工生产带来不必要的损失, 提高精确率。

这五个步骤, 是当前使用计算机软件进行数控编程的具体方法。通过此种方法进行数控编程, 最大的优点就是保证数控生产编程准确率, 严格按照此方法, 几乎可以达到百分之百的准确率。但是, 利用计算机软件进行数控编程的方法对操作人员的技能水平要求特别高, 操作人员必须对所用的计算机软件十分的熟悉, 才能够保证数控编程程序的顺利导出。

三、结束语

利用计算机软件进行数控编程极大地提高了数控编程的准确率, 特别是对复杂零件编程时, 手动编程往往会出现一些小的问题, 导致零件装配时出现质量问题。

但是, 目前利用计算机软件进行机械加工的相应配套成本较高, 制约其发展, 往往只利用与工艺复杂、精度较高零件的制造。

摘要：随着国家现代化的不断推进, 机械制造业中数控加工的重要性也变得非常突出。因此数控加工技术是一门当前比较热门的专业技术。这就要求技术人员需要掌握数控编程方法, 特别是关于CAD/CAM技术的数控编程方法, 是数控技术员应该具备的能力。

关键词：CAD/CAM技术,UG,数控编程,数控加工

参考文献

[1]向杰.基于CAD/CAM技术的零件数控编程方法研究[D].电子科技大学, 2011.

[2]单新朝.鞋楦仿形数控编程技术的研究及系统开发[D].浙江大学, 2003.

CAM编程软件 篇3

1 手工编程

手工编程仍被广泛地应用于形状较简单的点位加工及平面轮廓加工。对二维平面编程, 通常需要求出直线, 圆弧的交点坐标、圆心坐标、半径、起始角、终止角、抬刀点、下刀点。对三维立体编程, 需要求出球刀或平底刀刀位点的轨迹坐标, 进行误差估计、刀具干涉检查等。

手工编程的具体应用, 通过我企业典型零件:抛物面模具的曲面加工以及在曲面上刻曲线来说明。模具曲面是一抛物线旋转曲面。

即X2+Y2=2PZ

曲面精度要求0.02mm, Ra=0.8, 刻线间距要求d±0.02mm, 从加工精度和类型来说都有难度。三轴立式加工中心的编程需要求出刀具刀心轨迹, 通过图1不难看出, 刀具刀心的位置与角度 (α) 有关, 我们在学习导数的时候学过:曲线一点的导数是该点的切线与X轴相正交的夹角的正切。

即 tgα=f (x) ’

这样就不难求出角度 (α) 的值, 在曲面或曲线上每一点都有它相对应的角度 (α) , 即每一点刀具刀心的位置都可用α值通过三角关系导出。接下来运用Acramatic2100系统中的局部变量 ([#xxx]) 来将各数学关系式列出, 再通过计算机编程方法将这些关系式有机地、有结构地连接起来, 就可以达到编程的目的。下面以具体加工工艺及方法进一步说明。

1.1 曲面粗加工

通过上述理论的支持, 在具体加工中得考虑加工工艺, 此曲面加工可分为从上而下加工和从下往上加工。前者不宜采用, 因为曲面部分所留余量不确定, 或许切削深度太大而断刀;后者, 可以酌情留精加工量的情况下, 分多次铣削, 而采用后者, 则切削量少, 通过MAX (x) 量递减 (q) 到0在顺时针圆 (即G2X_Y_I0J0) , 即可完成粗加工, 步长q决定切削量的大小, 不宜过大, 以防刀具损坏。

1.2 曲面精加工

曲面精加工选用“B”型铣刀, 其与球刀的区别是, 使用球刀时在曲面顶部球刀头部中心点底部通过切点就没有切削半径, 只是用中点硬挤过去, 所以光洁度和精度不好保证;而“B”型铣刀消除了上述缺点, 在任何一点都有切削半径, 这样就可保证光洁度和精度了。在编精加工程序时与球刀不同之处只有半径的关系 (即R球=1/2D, RB=1/4D) , 关系式中注意此变化就可以了。其他的理论关系与上面同样, 在步长 (q) 上精加工要适合精度要求, 一般q=0.1～0.2mm, 取q=0.15mm即可。

1.3 曲面刻线

曲面刻线是按曲面X2+Y2=2PZ在其中布入0.1～0.2mm的铜线, 且不能脱落。分析设计要求及设备, 存在着矛盾;在三轴立式加工中, 曲面向上, 刻线在XZ加工平面内, 这时, 刻线刀中心方向与同一条线和相邻线间两个方向都不径向, 形成径向误差, 这样, 越到边缘, 切削深度方向的斜角更大, 导致铜线脱落。并且, 刻线刀的直径又很小, 切削速度小, 尤其在刀尖部分切削速度为零, 容易磨损, 在换刀后就难以保证设计精度要求, 所以不宜采用。现采用将曲面翻转90°, 使曲线由XZ加工面变成XY加工面, 这样就容易在三轴立式加工中心上加工。理论依据还是上述提出的, 只是刀具采用单刀切削, 刀具半径加大, 切削速度加大, 最重要的是它可以消除同一条线上径向误差。实际编程中采用A2100系统变量, 局部变量, 计算机编程等技术运用, 鉴于易操作性, 程序中编入了可控制程序段来控制某一条线, 这样就方便观察布线情况和刀具磨损情况。

2 自动编程

随着现代机械工业的发展, 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。具体的应用还是通过我企业典型零件:抛物面模具的曲面加工以及在曲面上刻曲线来说明, 自动编程的一般步骤如下进行。

2.1 零件加工工艺分析

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, 保证零件的表面粗糙度和加工精度。

2.2 零件的几何建模

建立零件的几何模型是实现数控加工的基础, MasterCAM具有较强 (CAD) 绘图功能。 通过绘图→附加功能→Fplot编辑抛物线方程得到曲线, 然后以中心轴旋转绘制出所需曲面, 如图2所示。

2.3 零件加工刀具路径确定

零件建模后, 根据加工工艺的安排, 选用相应工序所使用的刀具, 根据零件的要求选择加工毛坯, 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, 并进行各种工艺参数设定[2], 从而得到零件加工的刀具路径。MasterCAM系统可生成了相应的刀具路径工艺数据文件NCI, 它包含了所有设置好的刀具运动轨迹和加工信息。

2.4 零件的模拟数控加工

设置好刀具加工路径后, 利用MasterCAM系统提供的零件加工模拟功能, 能够观察切削加工的过程[3], 可用来检测工艺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。同时在数控模拟加工中, 系统会给出有关加工过程的报告。这样可以在实际生产中省去试切的过程, 可降低材料消耗, 提高生产效率。

2.5 生成数控指令代码及程序传输

通过计算机模拟数控加工, 确认符合实际加工要求时, 就可以利用MasterCAM的后置处理程序来生成NCI文件或NC数控代码, MasterCAM系统本身提供了百余种后置处理PST程序。对于不同的数控设备, 其数控系统可能不尽相同, 选用的后置处理程序也就有所不同。对于此数控设备, 选用对应的后置处理程序 (MPA2100E.PST) , 后置处理生成的NC数控代码经适当修改后, 符合所用数控设备的要求, 就可以输出到数控设备, 进行数控加工使用。

自动编程先需要造型, 其产生的程序往往数据很大, 数据很可能超过机床的寄存器, 需要分段, 这样曲面容易产生接刀痕, 而手工编程中使用循环命令后, 程序量大幅减少, 不需要分段, 从表1很容易看出。但是自动编程能够迅速自动生成数控代码, 缩短编程人员的编程时间, 特别对复杂零件的数控程序编制, 可大大提高程序的正确性和安全性, 降低生产成本, 提高工作效率。

3 结束语

基于Acramatic2100系统中运用系统变量和局部变量, 还有数学知识的应用, 使有些规则曲面、曲线加工手工编程容易实现, 且可以提高加工效率, 以及对程序员和操作员对整个系统的认识、了解都有很大的帮助, 以至于发现和创新出独到的加工方法和手段, 也为CAM的学习和使用奠定了牢固的基础。在此, 可以强调一点, 手工编程与自动编程相结合, 取长补短, 那么加工程序的应用效率将会大大提高, 从而也提高了加工效率及加工精度。

摘要：基于Acramatic2100系统在数控立式加工中心曲面加工、曲线中手工编程技术 (系统变量和局部变量) 以及CAM技术 (MasterCAM) 的应用, 从数学理论知识解决了三轴立式加工中心的曲面加工的刀具补偿和刻线径向误差等问题。用实例说明了手工编程和自动编程的方法及特殊工艺, 并且说明了手工编程与自动编程相结合使用, 则加工程序的应用效率将会大大提高, 也提高了加工效率及加工精度。

关键词：Acramatic2100系统,手工编程,数学应用,自动编程,CAM技术

参考文献

[1]陈海舟.数控铣削加工宏程序及应用实例[M].北京:机械工业出版社, 2007:12.

[2]YusufAltintas.数控技术与制造自动化[M].北京:化学工业出版社, 2002:11.

CAM编程软件 篇4

UG-CAM模块为自动加工模块, UG的数控铣模块包含丰富的操作内容, 如平面铣、型腔铣、固定轴轮廓铣和孔系加工等操作, 基本上覆盖了数控铣床加工全部的操作内容[1]。UG-CAM加工步骤为:设计三维模型→创建几何体→创建加工操作→生成走刀轨迹→过程仿真检验刀具路径→生成G代码→传输程序→数控机床加工零件。主要适用范围为容易建模的复杂零件加工[2]。多功能支座在汽车和电子电器等高速发展的领域有广泛的应用, 其生产加工批量大, 改型频繁, 零件形状复杂和精度要求高, 若是手工编程, 计算量繁琐, 故采用UG-CAM自动编程, 可缩短零件从设计到加工的周期, 保证加工质量并减小工作量, 提高生产效率。

2 零件工艺分析

如图1, 该底座有1个凸台、4个凹槽、5个孔, 整体的粗糙度要求比较高。加工比较复杂, 一次性装夹完成相关的全部切削操作, 此次设计的产品是批量生产的, 所以采用自动加工与编程来完成。共设计6个工步, 数控加工工艺见表1。

工件毛坯:110 mm×110 mm×130 mm板料, 45钢, 锻件, 底平面及周边已加工完毕;加工机床:立式铣床;铣削方式:型腔铣、轮廓铣、啄钻。

3 多功能底座加工操作流程

3.1 实体建模及创建几何体

打开UG8.5, 进入建模模块, 创建实体建模。创建几何体包括三项主要内容:创建机床坐标系、工件几何体和毛坯几何体。单击“加工创建”工具条上的[创建几何体]命令图标, 界面上会出现一个“创建几何体”对话框, 将类型选定“mill_contour”, 几何体选定“GEOMETRY”, 名称为系统默认的“MCS”, 在MCS对话框将安全距离设为10。创建几何体"对话框中, 几何体选择“MCS”, 名称为系统默认的“WORKPIECE”, 指定部件几何体, 选择模型实体。设置的工件几何体如图2。

3.2 创建刀具

创建第一把加工刀具鼓形铣刀D10:类型选择mill_contour, 刀具类型选择铣刀, 名称输入D10, 直径输入10, 刀具号输入1。

创建第二把加工刀具钻头D6, 类型选择drill, 刀具类型选择钻头, 名称输入D6, 直径输入6, 刀具号输入2。

创建第三把加工刀具钻头ф10:。类型选择drill, 刀具类型选择钻头, 名称输入SPOTDRILLING_TOOL, 直径输入10, 刀具号输入3。

创建第一把加工刀具鼓形铣刀D6:类选择mill_contour, 刀具类型选择铣刀, 名称输入D6, 直径输入6, 刀具号输入4。

3.3 创建加工操作

以工步6精加工外轮廓及4个凹槽:4个孔为例, 说明自动编程与加工。

选用D6铣刀, 用“型腔铣”方式进行精加工, 底座平面与侧表面均留0mm余量, 设置中S=3000 r/min, vc=250。

1) 创建工序。单击“加工创建”工具条上的[创建工序]命令, 设置类型:MILL_CONTOUR。子类型:CAVITY_MILL (型腔铣, 第一行第一个图标) 。使用几何体:WORKPIECE (已设置的工件几何体) 。使用刀具:D6。使用方法:MILL_FINISH (精铣) 。名称:CAVITY_MILL。

设置后, 点击应用, 进入型腔铣对话框。

2) 设置刀具路径参数。“切削模式”选择, 最大距离输入2, 其它保持不变。

3) 设置切削参数。单击“型腔铣”对话框中“切削参数”按钮, 进入“切削参数”对话框, 在“策略”选项卡中选择“顺铣”、“深度优先”;在“连接”选项卡中选择“优化”;在“余量”选项卡中选择“使底面余量与侧面余量一致”, 并在部件侧面余量中输入0。

图4工步6后处理步骤

4) 设置非切削移动参数。在“型腔铣”对话框中单击“非切削移动”按钮, 系统弹出“非切削移动”对话框。在“避让”选项卡中, 点击“起点”→“指定”→“指定点”, 设置x=100, y=100, z=100, 返回点x=100, y=100, z=100。

5) 设置进给率和速度在“型腔铣”对话框中, 点击进给率和速度右侧按钮, 设置主轴速度为3000 r/min, 进给率切削为250 mm/min。

6) 生成刀路轨迹并仿真。单击“型腔铣”对话框的“生成”按钮, , 单击“型腔铣”对话框的“确认”按钮, 系统弹出“刀轨可视化”对话框。在“刀轨可视化”对话框中单击如图选项卡, 分别在“刀轨可视化”对话框和“型腔铣”对话框中单击“确定”, 完成型腔铣加工, 生成刀路轨迹如图3。

3.4 生成NC程序

用鼠标将分别将每个工步的刀具轨迹选中, 然后单击“加工操作”工具条上的[后处理]命令图生成, 选中“可用机床”-“MILL_3_AXIS” (即3轴立式铣床) , 命名文件名, 单位设置为“公制/部件”, 单击应用后, 出现“信息”对话框 (图4为工步6的后处理步骤) 。

4 数控铣床加工工件

将生成的后处理程序根据机床的数控系统设定, 进行编辑和修改, 导入斯沃仿真华中数控HNC-21M校验, 加工工件如图5。

5 结语

对于复杂零件的铣削加工, 适宜使用UG-CAM, 免去了凸台和型腔加工中复杂的基点计算, 缩短了零件从设计到加工的周期, 提高了生产效率。

参考文献

[1]吴波, 李花.基于UG的双凹槽圆柱凸轮造型与多轴数控加工[J].装备制造技术, 2014, 42 (20) :19-21.

基于CAM软件的零件数控加工 篇5

数控机床具有高柔性、高效率、高精度的特性,因此数控加工能在一次装夹中进行多个工序(工步)的加工,避免(或减少)了多次装夹中定位基准不统一所造成的加工误差。由于能将多道工序的加工在一次装夹中集中完成,因此数控加工既能提高生产效率,又能获得较高的加工精度[1]。

利用CAM软件可生成零件的三维模型,通过合理的刀路设计与参数选择,还可以自动生成数控加工程序,并进行模拟加工以验证工艺设计与数控程序的正确性。

2 零件结构特征分析

如图1所示,该零件为某型号汽车的后桥右下推力杆座,材料为ZG35。从图样上所标注的尺寸及公差要求、表面粗糙度等可以看出此零件具有以下特征。

(1)零件尺寸较大,毛坯精度一般,结构不紧凑,不利于二次装夹。

(2)图样上标明有3个位置需要加工:分别是上方宽162mm的薄壁槽内壁;下方的两个支撑方柱宽度48mm的尺寸;以及Φ21mm的两个孔。其余部位表面都是用不去除材料的方法获得的。

(3)孔加工需要两面倒角,而且倒角尺寸小,一旦产生偏差很容易影响产品的质量。

(4)装夹定位要用到毛坯表面。

由以上分析可以看出,该零件适合于数控加工[2,3]。

3 装夹方案设计

为了方便观测,利用CAM软件生成了此零件的三维模型图如图2所示[5]。

从模型图来看,该零件的装夹无论是使用专用夹具或者机用平口钳都难以在一次装夹中完成所有工序,这显然违背了数控加工中尽量在一次装夹中完成所有工序的原则(即基准统一原则),况且多次装夹也是不经济和低效率的加工方式。因此,决定对机用平口钳改造,增加定位挡块来使该零件在一次的装夹过程中能够顺利完成所有待加工部位的加工。

主要的改造细节有以下两点。

(1)把平口钳的钳口换成宽65mm、高120mm、厚度20mm的特制钳口。用来夹持尺寸距离为210mm的两个面。

(2)在平口钳的钳口中间位置安装一个宽40mm、高150mm、厚度20mm的直角挡板。要求挡板宽度方向的中心线和平口钳固定钳口的距离为110mm,并在宽度方向中心线距离钳口中间底部距离为97mm高度的地方安装一个Φ28mm的带双头螺纹的圆柱销,以便将工件固定在挡板上。螺纹长度要求适中,以不妨碍加工并且可以锁紧零件为宜。

改造以后的平口钳效果如图3所示。

安装时,首先将零件的两方柱中间槽向着挡板方向,圆柱销通过中间的长圆孔用螺母固定在挡板上,然后夹紧平口钳,这样就可以将零件安全有效的装夹完毕。利用圆柱销、挡板、平口钳这样的安装方式限制了零件的5个自由度,从而实现了不完全定位,保证了零件装夹的安全稳固。

装夹完成后的效果如图4所示。

4 加工方案设计

为了能够在一次的装夹中完成所有的工序,拟定加工方案如下。

(1)由于零件上既有孔的加工也有面的加工,需要多个刀具来完成,为了避免人工换刀耽误时间,决定使用加工中心来完成零件的加工。

(2)零件的上下两个面都是需要加工的,用普通的面铣刀是无法完成加工的,所以选择使用三面刃盘形铣刀来完成面的铣削。

(3)加工顺序:先加工尺寸为162mm的槽;再加工两个立方柱的厚度,保证尺寸48mm;最后钻2个Φ21mm的孔,并双面倒角1×45°。

需要说明的是:先铣槽再铣方柱是为了减少换刀后的定位时间,若先铣方柱再铣槽的话,换刀后还要从槽那边移动到方柱这边来钻孔从而多出来了一个移动过程,浪费了时间;钻Φ21mm孔的时候先用Φ10mm的短钻头钻一个引孔,然后再用Φ21mm的钻头钻至尺寸,之所以用短钻头而未使用中心钻来钻引孔是为了节省时间,而且利用短钻头可以提高刚性以达到定位的目的;倒角可利用45°单刃镗刀来一次性完成,先完成上面的倒角,然后定向镗刀从孔中深入到孔的下方,用反镗的方式完成下面的倒角。

5 工艺装备选择、切削用量选定及加工工艺过程拟定

5.1 机床、夹具、刀具选择

5.1.1 机床

选用南通机床厂生产的VLM600加工中心。此机床的行程X、Y、Z分别为550mm、400mm、650mm,主轴电机功率5.5kW,承重能力400kg,刀库容量16把。从以上基本参数可以看出完全能够满足此零件的加工需求。

5.1.2 夹具

夹具采用9英寸机用平口钳改装成前面已设计好的强力夹具(见图3)。

5.1.3 刀具

面铣削的刀具比较关键,从图样上可以看出面铣削的最大宽度是方柱的表面45mm,因此,刀盘的直径最少需要90mm,而槽的两面相距167mm,距离比较大,所以还需要较大直径的刀柄。综合以上条件,考虑选择刀盘直径140mm、刀柄直径42mm的三面刃焊接式或者机夹式盘铣刀。

引孔使用Φ10mm的麻花钻钻出,最后采用Φ21的机夹式合金钻头或者麻花钻来完成孔的加工。

镗刀选择单刃可调试通孔镗刀,刀柄直径12mm,调整镗刀旋转直径为24mm。

需要注意的是,使用合金机夹钻头可以获得较小的表面粗糙度。选择了机夹式的盘铣刀和钻头来加工该零件。具体的刀具样式、装机刀号、伸出有效长度如图5所示[4]。

5.2 刀具、工件安装调试

由于数控加工在整个的工作过程中是自动运行的,为了确保整个生产过程的安全有效,必须对整个工艺过程进行调试。

(1)利用机床工作台上的T形槽将平口钳固定在工作台上,并用百分表校正,平口钳的固定钳口与机床的X轴平行,挡板和机床的Y轴平行,锁紧固定平口钳的螺纹。

(2)毛坯按照前面设计的装夹方法装到平口钳上,注意将毛坯在挡板上固定的时候,要用手向下压住毛坯使毛坯落实到钳口中间的平行垫铁上;调出盘铣刀在工件待加工表面上空运行,检查是否会发生碰撞,保证机床自动运行的时候平稳和安全。

5.3 切削用量选择

根据数控编程与加工的特点,选择的切削参数见表1。

5.4 制定加工工艺过程

具体的加工工艺过程见表1。

6 数控加工程序编制

在编程之前首先要确定编程原点,在通常情况下编程原点和工件原点是重合的。编程原点的确定要符合方便计算尺寸,方便在工件上确定位置的原则。本文编程原点X轴设在大槽的槽口端面上,Y、Z轴设在零件图上俯视图的中心线交点上。

数控机床编程分为计算机辅助编程和手工编程两种,各有特色。该零件的加工采用手工编程,使用CAM软件模拟加工,以验证其可行性和正确性。

具体程序如下:

7 模拟加工

将编好的程序导入CAM软件进行模拟加工,效果图如图6所示,由于计算机模拟加工默认毛坯是立方体,所以图示和实际效果有些区别,但已经能够完全检测出程序的正确性、合理性。从图上可以看出没有发生碰撞、过切和欠切现象,证明此程序是可行的[5]。

8 结束语

该零件原来使用普通机床加工,生产效率较低,且由于多次装夹,难以保证加工质量。采用数控机床(加工中心)加工,一次安装可完成零件的全部加工,既保证了加工质量,又提高了效率。需要注意的是,上述方案是按照中、小批量生产制定的,在实际的生产过程中可根据具体情况作适当调整,比如,可以设计钻模加工2个Φ21mm的孔,这样更能提高效率和保证质量。

参考文献

[1]陈洪涛.数控加工工艺与编程[M].北京:高等教育出版社,2001.

[2]谷育红.数控铣削加工技术[M].北京:北京理工大学出版社,2000.

[3]李华志.数控加工工艺与装备[M].北京:清华大学出版社,2002.

[4]王平锋.机械制造工艺与刀具[M].北京:清华大学出版社,2002.

CAD/CAM软件教学改革探索 篇6

1 确立以软件操作技能作为模具CAD/CAM课程教学的先导

企业需求能利用C A D/C A M技术完成整个模具设计到制造工作过程的综合型人才。由此，在进行模具教学改革过程中我们根据能力培养目标提炼出不同的工作任务和教学项目，这些任务的实现都是以大型C A D/C A M软件作为基本实现工具的，这些软件均验证了的应用以被生产知识功能基础上的扩展及模具构件的标准化设计作为发展方向，使软件的功能越来越接近人的制造工艺和经验。因此模具C A D/C A M教学改革应以C A D/C A M软件的使用技能为先导。

基于教学任务和教学项目不同，在教学过程中力争作到以下几点

(1)以模具实际应用的工作任务为主线，对课程体系进行优化和解构，加以创新处理，重构课程建设内容，突出理实一体化的项目教学理念，重新分配理论与实操之间的课时比例，突出职校学生工程实践能力和创新设计能力培养的特色。

(2)建立一套与理论教学体系密切配合、相辅相成的实践教学体系，以情景教学为引导，选择一批实际生产中的工程样例为载体，以培养学生的工程应用能力和工程素质为目的来完成教学任务。

(3)改革课堂教学方法，采用“讲—练—操—讲”的四环式教学，即努力实现教学、练习、操作、总结四个环节的无缝结合。以学生为主体，教师为主导，使学生的学习更为积极、主动。为保证四环式教学方法真正能落实，可根据本地区模具发展的实际情况建立相对应的CAD/CAM实习基地。将一些与实践环节联系紧密的课程放在C A D/C A M实习基地进行教学，随堂讲解，随堂练习，随堂操作。

(4)改革教学手段，实现课堂教学仿真化，技能考评虚拟化。采用现代教育教学手段，利用投影、多媒体教学系统、计算机网络等条件构造先进的CAD/CAM教学环境。

(5)改革考核方法，使考核形式灵活多样。考核成绩突出软件操作和实际加工所占的比例，引导学生注重理论与实践的结合，充分挖掘其学习的潜能。

2 紧密结合CAD/CAM软件教学与模具结构知识教学

职业学校学生的三维想象能力较差，并缺乏对于模具的专业性认识。所以单纯的模具结构知识和模具成形理论教学对于他们来说较为枯燥和单一，难以引起兴趣，往往教学效果不佳。现在有了C A D/C A M软件的三维造型功能模块作为平台，教学过程变得直观逼真，学生可以在短时间内通过三维建模模拟学习到大量实用的模具结构知识，也可以轻松理解很多模具概念，诸如收缩率、拔模斜度等，在分模过程中也可以让学生形象地看到分型面，继而提出分型面的相关理论知识，使学生快速深刻地掌握整个分模的过程。

同样，单纯的软件操作技能教学没有模具结构理论作为支撑也一样枯燥乏味，难以掌握。只有将两者相互结合才能在C A D/C A M课程教学中取得最好的结果。具体采用如下做法：制造一个虚拟情景，实现直观教学，达到实际生产实训达不到学习效果。以前用几节课也讲不明白的问题，只需要十几分钟的时间就可以使学生搞清楚问题，并提高了教学与培训的效果水平。

3 合理选择教学过程中的训练项目

模具C A D/C A M教学建议采用基于工作过程的项目化教学方法，以引导学生能利用C A D/C A M软件这一先进手段，结合材料、模具结构等相关知识完成整套模具的设计甚至制造。在这一过程中教师必须合理甄选训练项目，做到难易适度，利用成功欲望充分调动学生的学习积极性，从而保障教与学两方面的质量。在教学过程中着重采用以下方法来完成相关项目的教学

学生根据客户和市场调研开发的制件，接受模具生产任务，依据制件的结构确定合理的工艺结构，并能够和客户沟通。制定模具设计的方案，使用CAD/CAM软件完成模具设计。小组成员以小组或个人的组织形式，使用手册等技术资料，执行机械加工工艺标准、行业标准、企业标准的要求，工艺人员在工作过程中对完成工作做详细记录存档，并自觉保持安全作业及5 S的工作要求。

在教学中，在选择项目方面的要作到以下几点。

3.1 产品真实性原则

首先选择接近实际模具工作过程的案例，避免教师自己想象的。我们一般选取来自企业的产品、教师自己开发的产品，借此激发学生学习的兴趣与创造欲望，培养学生的工程素质，为学生毕业后能迅速适应实际工作要求奠定扎实的基础。

3.2 产品可实施性原则

选择的项目应该在教师的能力范围之内，而且适当超出学生的能力范围。即教师有能力做到，大多数学生在教师的指导下通过努力也能做到。

3.3 可检验原则

在学校现有的软硬件条件下，依据一定规则，结果应该可以被检验，检验过程尽量让学生在教师的指导下自主进行，对于检验出的问题教师予以指导，学生能进一步进行完善。

3.4 趣味性原则

在保证前几个原则的前提下，适当考虑增加项目的趣味性，以激发学生的学习兴趣，同时，案例中必须有若干个能产生可见的真实结果。

总之，职业学校的模具C A D/C A M课程应在坚持基于工作过程的项目化教学法的前提下，立足软件操作技能，融入模具情景教学，通过项目任务的驱动，努力培养学生的综合能力，真正为企业培养能实际参与整个模具设计制造实操过程的技能型人才。逐实现步将学生由基础学习引向专业学习，由理论学习引向技能训练。使学生全面进行文化素质、专业能力、关键能力以及综合素质的培养。

摘要：当今职业学校传统的模具专业教学已无法满足企业对于能实际动手参与模具制造实操过程的技能型人才的需求, 更无法满足示范校对教学改革提出的要求, 课程改革在稳步进行, 模具CAD/CAM改革也迫在眉睫。模具CAD/CAM课程以软件操作技术为先导, 紧密结合模具专业理论, 合理甄选训练项目, 力争创建情景教学, 走在模具专业课改的前列。

关键词：模具CAD/CAM,情景教学,软件操作,模具结构

参考文献

CAM编程软件 篇7

关键词：CAD/CAM软件,五轴联动,叶轮

1 CAD/CAM软件

CAD/CAM技术是制造工程技术与计算机技术紧密结合、相互渗透而发展起来的一项综合性应用技术，具有知识密集、学科交叉、综合性强、应用范围广等特点。CAD (ComputerAided Design)是一个过程：由设计人员进行产品概念设计的基础上，完成产品几何模型的建立，抽取模型中的有关数据进行工程分析、计算和修改，最后编辑全部设计文档，输出工程图。计算机辅助工艺设计CAPP (Computer Aide dProce s s Planning)是根据产品设计结果进行产品的加工方法设计和制造过程设计。CAPP系统的功能包括毛坯设计、加工方法选择、工序设计、工艺路线制定和工时定额计算等。工序设计包括加工设备和工装的选用、加工余量的分配、切削用量选择以及机床、刀具的选择、必要的工序图生成等内容。工艺设计是产品制造过程中技术准备工作的一项重要内容，是产品设计与实际生产的纽带，是一个经验性很强且随制造环境的变化而多变的决策过程。随着现代制造技术的发展，传统的工艺设计方法已经远远不能满足自动化和集成化的要求。CAPP在CAD、CAM中起到桥梁和纽带作用：CAPP接受来自CAD的产品几何拓扑信息、材料信息及精度、粗糙度等工艺信息，并向CAD反馈产品的结构工艺性评价信息;CAPP向CAM提供零件加工所需的设备、工装、切削参数、装夹参数以及刀具轨迹文件，同时接受CAM反馈的工艺修改意见。狭义CAM (Computer AidedManufacture)：指计算机辅助编制数控机床加工指令。包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真、NC代码生成以及与数控装置的软件接口等。广义CAM：指利用计算机辅助完成从生产准备到产品制造整个过程的活动，其中包括直接制造过程和间接制造过程。主要包括工艺过程设计、工装设计、NC自动编程、生产作业计划、生产控制、质量控制等。凡涉及零件加工与检验、产品装配与检验的环节都属于广义CAM的范畴。任何功能强大的计算机硬件和软件均只是辅助设计工具，CAD/CAM系统的运行离不开人的创造性思维活动。因此，人在系统中起着关键的作用。目前CAD/CAM系统基本都采用人机交互的工作方式，这种方式要求人与计算机密切合作，发挥各自所长：计算机在信息的存储与检索、分析与计算、图形与文字处理等方面具有特有的功能;人则在创造性思维、综合分析、经验判断等方面占有主导地位。

2 五四轴联动机床

五轴联动加工中心有高效率、高精度的特点，工件一次装夹就可完成五面体的加工。若配以五轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工，更能够适应像汽车零部件、飞机结构件等现代模具的加工。五轴加工中心的回转轴有三种构成方式，一种是双摆台形式，工作台回转轴，设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴，A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台，在图示的位置上环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360度回转。这样通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。A轴和C轴最小分度值一般为0.001度，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动，就可加工出复杂的空间曲面，当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单，主轴刚性非常好，制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转大于等于90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。另一种是双摆头形式，依靠立式主轴头的回转。主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360度，成为C轴，回转头上还有带可环绕X轴旋转的A轴，一般可达±90度以上，实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。这种设计还有一大优点：我们在使用球面铣刀加工曲面时，当刀具中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面质量会很差，采用主轴回转的设计，令主轴相对工件转过一个角度，使球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，可提高表面加工质量。这种结构非常受模具高精度曲面加工的欢迎，这是工作台回转式加工中心难以做到的。为了达到回转的高精度，高档的回转轴还配置了圆光栅尺反馈，分度精度都在几秒以内，当然这类主轴的回转结构比较复杂，制造成本也较高。还有一种是一摆头一摆台方式。

3 叶轮在CAXA制造工程师中的应用

叶轮既指装有动叶的轮盘，是冲动式汽轮机转子的组成部分。又指轮盘与安装其上的转动叶片的总称，还指轮盘与安装其上的转动叶片的总称。叶轮的叶片形状有单板型、圆弧型和机翼型等几种。机翼型叶片具有良好的空气动力学特性，效率高、强度好、刚度大。其缺点是，制造工艺复杂，并且当输送含尘浓度高的气体时，叶片容易磨损，叶片磨穿后，杂质进入叶片内部，使叶轮失去平衡而产生振动。平板型直叶片制造简单，但流动特性较差，而平板曲线后向叶片与翼型叶片相比，除高最效率点附近效率低些外，其它工况点的效率是相当接近的。前向叶轮一般都采用圆弧型叶片，后向叶轮中，大型风机多采用翼型叶片，对于除尘效率较低的燃煤锅炉引风机可采用圆弧型或平板型叶片。对叶轮的要求是：1)能给出较大的能量头;2)气体流过叶轮的损失要小，即气体流经叶轮的效率要高;3)气体流出叶轮时各参数合宜，使气体流过后面固定元件时的流动损失较小;4)叶轮型式能使级或整机性能曲线的稳定工况区及高效区范围较宽。常分为闭式、半开式和开式叶轮。在风力里发电机组中，叶轮由轮毂和叶片组成。风经过叶轮，带动叶轮转动，从而带动发电机转动，将风能转化为电能。此时，要求叶轮转动时有足够大的迎风面，以从风中提取足够多的能量;同时，在风速过大时，要能够自动调整叶片迎风角度，避免因受力过大而损坏机械。叶轮加工风机叶轮的磨损与磨料的成分、粒度、浓度、形状、冲击速度、冲击角度、气体的化学成分、性质、温度及湿度等因素有关。而叶轮内部气体流动的不均匀性又加速了磨损。作为防止叶轮磨损的措施，一是减少进入风机的粉尘和腐蚀性气体，为此必须得对风机运行系统进行改造;二是设法使局部磨损趋于均匀磨损，这就需要提高叶轮的耐磨性。所以叶轮加工质量的高低直接影响了其使用效果和寿命。