MasterCAM四轴教程

1、MasterCAM四轴教程MasterCAM是一套CAD/CAM软件，该软件具有强大的计算机辅助设计和计算 机辅助制造功能，集工件的二维几何图形设计、三维曲面设计、刀具路径模拟和加 工实体模拟等功能于一身，在多轴加工中，表现也尤为出色，并提供友好的人机交 互。在4轴钻孔类零件中，常有一些成一定规律的孔系排列零件，如图1为喷水用螺旋套筒出水零件，该零件要求在© 52.73mm、长度为60mm的范围内钻150个© 5mm 的孔，孔螺旋分布，螺距为10mm，螺纹圈数为6。Ma此零件如果采用手工编程，费时费力，如采用一般CAM软件编程，则需要有实 体图，下面本文将介绍 Master

2、CAM软件非常优秀的一个加工功能：旋转轴的 轴的 取代”加工方法，采用 曲线”和点”加工零件。笔者的加工思路为：将零件螺旋线展开，因为 150个© 5mm出水孔是在螺旋 线上均布排列，因此可将展开后的螺旋线绘制为 150个等分点（用MasterCAM等分 画点功能很容易实现），然后将4轴钻孔加工转换为二维钻孔加工，再通过旋转轴的轴的取代”功能将二维钻孔转换为4轴钻孔刀路轨迹一、准备加工模型绘制螺旋曲线展开线：如图2所示，动点A旋转1周沿轴向移动的距离AC称为导 程(T)。将圆柱表面展开，螺旋线随之展成为一倾斜直线，该倾斜直线为直角三角形 的斜边，底边为圆柱底圆的周长 nd另一直角边为

3、导程T。图2为圆柱螺旋线的两面投影图具体到本例中，螺纹圈数6 ,则螺旋线缠绕6周的长度为L= nX d x n=3.14159 x 52.73mm x 6=993.937mm。宽 度 为：H=TX n=10mmx 6=60mm。其中，d为圆柱外径，n为螺旋圈数，T为螺旋的螺距。由L(长度)、H(宽度)可得到一矩形，根据零件加工时的装夹方向，该矩形的长和宽 正好相反，即：矩形长度为 60mm，高度为993.937mm。矩形及点的绘制方法如下。(1) 绘制矩形。在 MasterCAM软件中依次操作：回主功能列表 绘图矩形 两点绘矩形t输入点p(-5 , 0)、p2(-65,993.937)。其中，

4、由于将第一个孔的位置定位在距离套筒右端面5mm处, 所以其 X 点坐标向左偏移 5mm ，如图 3a 所示(2) 绘制对角线。在 MasterCAM软件中依次操作：回主功能列表 绘图直线-两点线-分别选择矩形的左上角与右下角，绘制对角线(此对角线就是螺旋线的展 开线)，如图3b所示。绘制150个等分点。在MasterCAM软件中依次操作：回主功能列表 绘图点等分绘点选择对角线此时窗口左下角提示，需要输入要绘制的点数，在此输入“ 150,单击鼠标右键，结束操作，如图 3c所示。二、创建刀位轨迹1.150个点的自动选择在MasterCAM软件中依次操作：单击 回主功能列表”主菜单，然后依次选择 刀

5、具 路径钻孔自动”，则系统提示 选择第一点”。此时，选择曲线右下方第一个点， 如图4a所示。此时系统再次提示 选择第二点”，则选择曲线右下方第二个点，如图 4b所示。系统再次提示选择最后一点”，则选择曲线左上方第一个点，如图 4c所示。2选择刀具并设置其切削参数在 刀具参数”寸话框中，选择如图5所示的© 5mm钻头，勾选 旋转轴”复选框荷itErir定文un £w air*. D.unnUJIWR 2刀ACSXJWM 号 RJlttvc »舉径补庄下RHpg!LU3«iWO亠厂1om 二O .'Cam 匚ilk一sanovcr3. 设置旋转轴参数

6、点击旋转轴”按钮，进入 旋转轴的设定”窗口，在旋转轴型式中，分别有以下 几种。(1) 旋转轴定位”加工：转轴定位加工是 MasterCAM软件4轴加工基本用法， 常用于旋转角度固定，等此角度 XYZ动作加工完才再旋转角度做加工的情况。(2) “轴”加工：旋转轴之“3由”加工是MasterCAM软件4轴加工常用用法之一, 用于加工面为不规则面，Z轴深度需随形状能随时移动的情况 轴的取代”加工：旋转轴的 轴的取代”加工用于加工在同样直径圆上，以旋转轴 代替其中一个加工轴进行加工的情况。 旋转轴的 轴的取代”加工为MasterCAM软件 四轴加工应用最为广泛的一种加工方式，本例旋转轴型式应采用轴的取

7、代”加工。轴的取代”加工的基本方法如下。(1) 步骤一：选择 轴的取代”4由加工方式。(2) 步骤二：设置要取代的轴。因为该零件要在带数控转台(A轴)的立式加工中心上加工，因此需取代丫轴，即Y始终在圆柱体的最高母线上。在工件坐标系里，Y轴坐标始终为0。(3) 步骤三：设置旋转方向。选择逆时针(顺逆时针选项决定A轴旋转的方向)。 步骤四：设置旋转轴直径。要在 © 52.73mm上钻孔，因此此处直径的数值为 “52.73。设置完成后如图6所示. 4. 刀位轨迹生成完成上述步骤后，单击确定”按钮，即可生成如图 7所示刀位轨迹。三、加工仿真在MasterCAM软件中单击 实体切削验证”按钮,

8、弹出仿真校验窗口,参数，模拟全部加工过程最终模拟结果如图设置仿真配置8所示。9所示。四、实际加工 完成加工仿真验证后，就可以把程序输入机床，进行加工，加工效果如图2伽费議五、知识扩展通过上例螺旋线展开的方法，我们可以完成加工中心4轴（A轴）变螺距螺线的加工。图10为一变距半圆槽螺纹，螺纹半圆槽截面为 R5mm的圆形槽，螺纹外径为 60mm，螺距分别为13mm、15mm和20mm，螺纹的圈数分别为3圈、2圈和31.绘制螺旋曲线展开线如图10所示，此变距半圆槽螺纹由3种螺距组成，分别为13mm、15mm和20mm，因此需要分别绘制 3个矩形，并绘制 3个矩形的对角线。其中，矩形的高度为L= nX

9、d x矩形的宽度为H=TX n。式中d为圆柱外径，n为螺旋圈数，T为螺旋的 螺距。由以上数学公式计算可知，三个矩形的高度和宽度分别为：565.4867mm X39mm，376.9911mm X30mm， 565.4867mm X30mm，如图 11a 所示，对角线绘制如图11b所示。其中，对角线p1p2为螺距13mm的螺旋展开线，对角线 P2p3为螺距15mm螺旋 展开线，对角线pp为螺距20mm螺旋展开线。此时三个矩形的对角线连接处并非平滑过渡连接，如果此时生成刀具轨迹，在 对角线连接处会产生轨迹突变，这对于零件的使用是不可取的，因此，需要对对角 线进行平滑过渡连接。处理过程如下。(1)在连

10、接处进行打断：在图11b中的对角线连接处p和p点，分别打断对角 线得到打断点p、p、p和p，如图12a所示，打断的长度可根据具体情况来定，主 要依据是在连接处平滑过渡。打断的方法为：依次操作回主功能列表修整打断 t指定长度”在靠近图11a中的p点，拾取线段pp，并输入打断值20mm，可得到打断点p，同理，可得到打断点p、p和p(2)在打断处用样条曲线熔接：为保证在对角线连接处平滑过渡，在打断处用样条曲线连接，如图12a所示。用样条曲线S将点p左右侧的对角线连接起来，图12b为图12a在p点的放大图，样条曲线连接方法为：依次 操作选择 绘图-样条曲线-熔接”，分别拾取图12a中对角线pp的端点p和线段 pp的端点p，执行后，得到图12b中的S。同理，可得图12a中两个端点p和p之间的样条曲线