基于Mastercam非曲面零件的快速加工及对刀技巧.pdf

工艺与装备 组合机床与自 动化加工技术 文章编号 1 0 0 1 2 2 6 5 2 0 1 0 0 5 0 1 0 4 0 3 基于 Ma s t e r ca m非曲面零件的快速加工及对刀技巧 佛新 岗 西安航 空职 业技术 学院 西安 7 1 0 0 8 9 摘 要 以转 子零件 为研 究对 象 通过 应 用 Ma s t e r ca m对 非 曲面 零件 的造 型与 编程 给 Ma s t e r ca m 编程 使 用 者提供 了一种较 为 简洁 快速 的编程 方 法 同时给 出 了在 实际加 工 中的对刀技 巧 关键 词 Ma s t e r ca m 非 曲面零件 快速 编程 对 刀技 巧 中图分 类号 T H1 6 T G 6 5 文献标识 码 A Ba s e d o n t he Ra p id M a s t e r c a m Pr o g r a mm in g a nd Pr o c e s s i ng Te c h niq ue s F O Xi n g a n g X ia n A e r o n a u t ica l V o ca t io n a n d T e ch n ica l C o l l e g e X ia n 7 1 0 0 8 9 C h i n a Ab s t r a ct T a k e r o t a t o r p a r t a s o b j e ct o f s t u d y t h r o u g h t h e a p p l i ca t io n o f M a s t e r ca m p a rt s o f n o n s u r f a ce mo d e l i ng a n d pr o g r a mmi ng t o g iv e us e r s M a s t e r ca m pr og r a mmi n g pr o vi d e s a r e l a t iv e l y s impl e a n d f a s t pr o gra mmi ng a t t h e s a me t ime g iv e s t h e a ct ua l pr o c e s s i n g o f t h e pa i r s o f k n if e s ki l l s K e y w o r d s ma s t e r ca m n o n cu r v e d s u r f a ce p a r t f a s t p r o g r a m min g r i ght k n i f e s k il l s O 引言 Ma s t e r ca m是 一种 功能 很 强 的 C A D C A M 软 件 它 由 C A D设 计 模 块 和 C A M 制 造 模 块 组 成 Ma s t e r ca m 9 1由 D e s ig n 设 计 M il l 铣 削加 工 L a t h e 车 削 加 工 Wir e 线 切割 和 R o u t e r 雕 铣 5个 模 块 组 成 其 中铣削 加工模 块应用 最 为广泛 具有 二 维几 何 图形 设计 三维曲面设计 刀具路径模拟 工实体模拟等功 能 并 提供友好 的人 机交换 可 实现 产 品的 几何设 计 到 加工制 造 的 C A D C A M 一体 化 是 目前 世 界上 应 用 最 广泛 的 C A D C A M 软件 之一 广泛 用 于机 械 加工 模 具 制 造 汽车工业 和航 天 工 业 等 领域 根 据笔 者 多 年 的 教 学经验 下 面 以某 机器 设 备 的转 子零 件 为例 说 明 在 Ma s t e r ca m 中非 曲面零件 的造 型及加 工技 巧 1 转子零件模型及及加工要求 加工 的零件 如 图 1所示 要 求加 工 图示转 子 零件 包 括底 面 顶 平 面 外形 轮 廓 内孔 钻孔 等 毛坯 尺 寸 为 1 1 0 ram l 1 0 m m X 2 5 ra m 材 料为铸 铝 2零件的加工过程 2 1 Ma s t e r ca m 中零件 的造型 按照设计 要求 建立 零件 的模 型是 实现 数控 加 工 的 基础 零件 的模 型能否 正确建 立 已经成 为 C A M 能否顺 A t 图 1转 子 零件 图 利进 行 的关 键 由于该 零件 模 型 中只有 平 面和孔 等 简 单造 型 没 有复 杂 的 曲 面造 型 符 合非 曲面零 件 曲 面 模 型或实体 模型 中没有 空 间三维 曲面 的零件 的要求 故 只需构造 出该零 件 的二 维投 影 从 刀 具 主轴 方 向投 影 模型 不需要构造出零件实体模型 如图 2所示 这样可以节省大量 的建模时间 从 而提高 了零件的建 模 及 加工 效 率 从 企 业 的 角 度 讲 大 大 提 高 了工 作 效 率 节 省 了成本 提高 了企业 的效益 收稿 日期 2 0 0 9 1 1 1 6 作者简介 佛新岗 1 9 8 l 一 男 陕西富平人 西安航空职业技术学院航空制造工程系计算机辅助设计与制造教研 室讲师 硕士 研究方 向为计算 机辅助设计 与制造 数控加工 E m a i l x g f o 1 6 3 co rn 2 0 1 0 年第5 期 工艺与装备 图 2二 维 建 模 2 2零件 的模 拟加 工 这 里假 设该 零 件 在 M a s t e r ca m 软 件 中的 零 件 模 型 底平 面 z坐 标为 那 么 顶 平 面则 为 1 5 其 中底 面 已经 在普通 机 床加工 满 足要求 而顶 面还 比较 粗糙 则 要 求 铣削一 次顶 平 面 铣 削量 为 1 m m 那 么在 Ma s t e r ca m 中 设 置 的工 件 原 点 如 图 3所 示 Ma s t e r ca m 提供 了平 面铣削 外形 铣 削 挖 槽 加 工 钻 孔 加 工 等 多 种 二 维 加 工 的方 法 分 析 图形 可 以看 出 该 零 件 的加 工顺 序 及 其 相 应 的加工 方法 如下 图 3转 子 零 件 边 界及 加 工 原 点 设 置 1 零 件顶 平 面加工 平 面铣 削 在 主功 能 表 中 选 择 刀 具 路 径 一 面 铣 一 串 连 点 Pl 处选取 1 I O X 1 1 的轮 廓线 在 弹出的 面铣 对话框 中 选 择直 径 为 2 5 m m 的平 刀 并设 置相 应 的 刀具 和面 铣加 工参数 加工轨 迹 如 图 4所示 图 4顶 平 面 铣 削 加 工 轨 迹 2 零件的外形及 8 0凸台加工 外形铣削 在 主功能 表 中选择 刀 具路 径 一外 形 铣 削一 串连 点 P 2选取直径为 8 0的轮廓 线 在弹出的外形铣 削对 话 框 中 选 择 刀 具 直 径 为 6 m m 的平 刀 并 设 置 相 应 的 刀具 和 外 形 铣 削 参 数 同 理 做 出 零 件 的 边 界 外 形 I O O XI O 0 加工 轨迹 如 图 5所 示 图 5外 形 及 凸 台铣 削 轨迹 3 零 件 的凹槽 加工 挖槽 铣 削 在 主 功 能 表 中选 择 刀具 路 径 一 挖 槽 一 串 连 点 P 3选 取 轮 廓 为 花 瓣 形 状 的 四 个 R1 5 轮 廓 直 径 为 3 0 mm 的圆一 执行 选 择 刀具 直 径 为 5 ra m 设 置 相 应 的 刀 具和 挖槽 参数 加工轨 迹 如 图 6所 示 图 6挖 槽 轨 迹 4 零 件 的 2 0通 孔加 工 全 圆加 工 在 主功 能 表 中选 择 刀 具 路 径 一 下 一 页一 全 圆路 径一全 圆铣削一 手 动一 选取 R I O的通孔 圆的 圆心一 按 E s c 退 出选 择一 执 行 选 择 直 径 为 l O m m 的平 刀 设 置 相 应 的刀 具和 全 圆铣 削参 数 加 工 轨迹 如 图 7所示 图 7全 圆 铣 削 轨 迹 5 零件 的 6通 孔 盲孔 加工 孔加 工 在主功 能表 中选 择 刀具 路径 一钻 孔一 手 动一 圆心 点一分别 选取 四个 尺 3圆的 圆心一 按 E s c 退 出选 择一 执 工艺与装备 组合机床与自 动化加工技术 行 选 择直径为 6的钻 头 设置 相应 的刀具 和钻孑 L 参数 同理做出底板上 四个通孑 L 加 工轨迹如 图 8所示 图 8钻孔轨迹 转子零件仿真效果图如图 9所示 图 9转 子 零 件 仿真 图 当然 对 于零件 模型 中若有 空 间三 维造 型 只需 在 二维建 模 的基 础 上 构造 出相 应 的 部分 曲面 模 型 应 用 M a s t e r ca m 中相应 的 曲面加工 功能 加 工 也 可 以大大 提 高加工 效率 2 3 后处理 生成 NC代码及 程序传 输 在 主功能 表 中选 择 刀具路 径一 操作 管 理 在操 作 管理对话框中选取执行后处理 在后处理对话框 中设 置相应 的后处理格式 和传输参数 修改 N C代码使之 适 合所使 用数控 设备 的要 求 完成 G代 码 的生 成 和 程 序 的传 输 3 加 工 对 刀 把工件毛坯装夹到数控设备工作台上 转子零件 的加工共使用了五把刀具 在这里选用其中刀具长度 最 长的刀具 作 为 基准 刀 具 对 刀 以免 加 工 过程 中退 刀 划伤 工 件 假设 以直 径 为 2 0 ram 的平 刀对 刀 测 出 毛 坯表 面几何 中心 的 机床 坐 标 系 坐标 为 X一2 0 0 mmY一 2 6 0 m mZ一3 0 0 m m 那 么 实 际 的 编 程 原 点 应 为 一 2 0 0 mmY一2 6 0 mm Z 一3 0 0 mm 一1 6 mm Ma s t e r ca m 中 零件 模 型 的顶 面 z坐 标 1 5 m m 加 上 毛坯 顶 面铣 削 量 1 m m 一 3 1 6 m m 也 就是说 在对 刀 的时候 要考 虑零 件模型顶面在 Ma s t e r ca m软件系统中的 z坐标以及 毛 坯 表 面加工余 量 来 提 高加 工精 度 把 相 应 的 编程 原 点 坐标 输 入 到 工 件 坐 标 系 如 G 5 4 页 面 中 以 完 成 对 刀 4 结束语 总之 在 Ma s t e r ca m 的应用 实践 中还有很 多实用 的 经验 包括未发现的规律 对提高零件的加工效率都有 很 大 的作 用 同时 降低 了企 业 的生产成 本 所 以 M a s t e r ca m在 实际 加工 中有着 广泛 的应用 参考文献 1 李云龙 曹岩 Ma s t e r C A M9 1数控加工实例精解 M 北 京 机 械 工 业 出版 社 2 0 0 4 2 张导成 c A D cA M M a s t e r C A M应用 M 北京 机械 T 业 出 版 社 2 0 0 2 3 孙祖和 Ma s t e r C A M设计 和制造 范例解析 M 北京 机械 T业出版社 2 0 0 3 4 唐 立 山 许 文斌 C A D C A M 软 件 应 用 Ma s t e r C A M 版 M 北京 国防工业 出版社 2 0 0 9 5 周 建 强 冯 晋 Ma s t e r C A M 在 零件 设 计 和 加 工 中 的应 用 J 扬州职业大学学报 2 0 0 1 3 3 1 3 5 6 邓小玲 Ma s t e r C A M 在数控加工 中的应用 J 煤矿机械 2 0 0 4 2 5 1 1 8 5 8 7 7 石 俊 李海 Ma s t e r C A M中 M F C对话框的应 用 J 制造技 术与机床 2 0 0 5 6 2 5 2 6 8 姬振营 等 基 于 M a s t e r C A M软件的数控加工 J 机床与 液压 2 0 0 7 7 5 7 5 9 编辑李秀敏 上接 第 1 0 3页 3 结束语 本 工艺 方 案适 合 形 状不 规 则 批 量 大 的 汽车 转 向 节异 型零件 加工 对于减 轻操 作 者劳 动强 度 提高 工作 时效 和产 品质量 缩短工 作 周期 具有 重要 的作用 同 时 对 于类 似的 异 型零 件 加 工 夹具 设 计 和 工 艺 规程 的 安排具 有一 定 的指 导 性 实 践 证 明 该 套 工 艺技 术 方 案的安排完全满足零件的高精度加工要求 使用效果 良好 参考文献 1 晓强 中国机械 资讯 网 h t t p w w cmi v cn 2 0 0 8 1 1 2 p a cu e m b i H a n p o u H o cmu B n a u l u H 0 cm p 0 e m a M M a l u p u 3 1 0 6 1 95 8 3 王先逵 等 机械加工工艺手册 M 北京 机械工业 出版 社 2 0 0 7 4