淺談Master CAM在機(jī)械加工中的應(yīng)用

童 歡

（合肥波林新材料股份有限公司，安徽 合肥 230000）

隨著數(shù)控技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)，越來(lái)越多的繪圖及編程軟件被使用，像AUTO CAD、Master CAM、Pro/E、UG、SolidWorks 等CAD/CAM 軟件在機(jī)械加工行業(yè)的應(yīng)用比較廣泛而普遍，目前計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CAD/CAM）技術(shù)已經(jīng)逐步成熟。在拿到一個(gè)零件圖紙時(shí)，需要通過(guò)CAM編程軟件，建立產(chǎn)品的二維圖形或三維幾何實(shí)體模型，通過(guò)對(duì)零件分析，確定加工工藝，然后利用CAM 編程生成加工軌跡，最后通過(guò)所生成的數(shù)控程序，導(dǎo)入數(shù)控機(jī)床里，實(shí)現(xiàn)零件機(jī)械加工。CAM 編程技術(shù)替代了早期的手動(dòng)編程，大大縮短了數(shù)控編程的時(shí)間，而且提高了編程質(zhì)量，降低程序的出錯(cuò)率等，這一技術(shù)與數(shù)控加工的完美結(jié)合不僅縮短了生產(chǎn)周期，還提高了產(chǎn)品質(zhì)量，有效地提高了機(jī)械加工業(yè)的生產(chǎn)效率。因此，如何將CAM 技術(shù)有效地應(yīng)用到機(jī)械加工中，已成為現(xiàn)代加工制造行業(yè)所關(guān)注的焦點(diǎn)。

1 機(jī)械加工中的CAM 工藝流程

機(jī)械加工中的CAM 工藝流程：①基準(zhǔn)面先加工原則。用作基準(zhǔn)的表面應(yīng)該優(yōu)先加工出來(lái)，基準(zhǔn)的表面越精細(xì)，裝夾誤差就越小。②粗加工先加工原則。用粗銑刀將毛坯的大部分余量先切除，留給精加工工藝范圍內(nèi)需要到余量即可。③加工零件上的各類槽、型腔及孔。④精加工。通過(guò)對(duì)刀具、參數(shù)的合理選擇，確保精工尺寸合格。⑤去毛刺。在加工的最后一步進(jìn)行去毛刺工序，提升零件品質(zhì)。

2 CAM 技術(shù)在機(jī)械加工中的具體應(yīng)用

2.1 零件圖紙的繪制

首先用CAD 技術(shù)繪制加工零件的圖紙（包含二維平面圖紙、三維幾何空間圖紙），然后根據(jù)繪制完成的圖紙對(duì)加工零件進(jìn)行加工工藝分析，確定合理的加工走刀路徑，最后根據(jù)加工工藝選擇合理的加工設(shè)備與加工刀具。

2.2 編程原點(diǎn)的選擇原則

當(dāng)圖紙已經(jīng)繪制完成后，需要做的是確定編程原點(diǎn)。編程原點(diǎn)是根據(jù)零件的圖紙及加工工藝要求選定的編程坐標(biāo)系的原點(diǎn)，確定編程原點(diǎn)的原則一般是盡量選擇在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上，方便設(shè)計(jì)程序與尋找機(jī)床原點(diǎn)的原則。零件加工的程序設(shè)計(jì)都是依據(jù)此編程原點(diǎn)展開，且數(shù)控機(jī)床的實(shí)際程序運(yùn)行軌跡也是以此編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)。

2.3 通過(guò)CAM 軟件確定實(shí)際編程步驟

實(shí)際編程步驟包括：選擇加工刀路，選擇走刀路徑，選擇合適刀具，確定切削參數(shù)，確定連接參數(shù)，具體如下。

2.3.1 選擇加工刀路

確定了編程原點(diǎn)后，要確定機(jī)械零件的加工刀路，有外形銑削、鉆孔、挖槽、平面銑、2D 高速加工等，需要根據(jù)產(chǎn)品的機(jī)械零件的難易程度來(lái)選擇二維或三維的加工方法。 在明確加工方式的同時(shí)，確定此加工方式所需的刀具，及相對(duì)應(yīng)的切削參數(shù)，下面步驟將根據(jù)外形銑削的相關(guān)步驟展開介紹。

2.3.2 選擇走刀路徑

在刀路選擇后會(huì)出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，用來(lái)選擇所需加工零件的具體走刀路徑，CAM 將會(huì)根據(jù)此路徑的選擇生產(chǎn)所需的加工程序。

2.3.3 選擇合適刀具

確定走刀路徑后，需要確定該走刀路徑所需的刀具，首先選擇刀具的名稱，有立銑、鉆頭、倒角刀等；然后確定所選刀具的直徑；再確定該刀具的刀具編號(hào)、刀長(zhǎng)號(hào)、刀補(bǔ)號(hào)；最后再確定該刀具所需的加工參數(shù)，即轉(zhuǎn)速、進(jìn)給、下刀、抬刀速率。

2.3.4 確定切削參數(shù)

刀具選擇后，需要根據(jù)機(jī)械零件的圖紙來(lái)確定切削參數(shù)，此步驟包括：①補(bǔ)正類型。計(jì)算機(jī)、控制器、磨損、反向磨損、關(guān)。②補(bǔ)正方向。①②兩個(gè)步驟是確定零件加工方 式是按中心線加工還是輪廓加工，以及是否有刀具半徑補(bǔ)償。③深度切削參數(shù)選擇。此項(xiàng)選擇僅限于深度（Z向），對(duì)于一些深度較深的零件需要通過(guò)分層銑削來(lái)達(dá)到加工效果的。④切入/切出選擇。根據(jù)實(shí)際加工情況選擇，選擇切入/切出的好處是避免接刀及避免刀具從工件上下刀。⑤分層銑削。該選項(xiàng)與上面的深度切削是有區(qū)別的，此項(xiàng)選擇是關(guān)于X、Y向的分層銑削，其目的也是通過(guò)分層銑削來(lái)達(dá)到加工效果的。

2.3.5 確定連接參數(shù)

切削參數(shù)確定后，根據(jù)機(jī)械零件的圖紙的要求確定連接參數(shù)，即加工參數(shù)。

具體包括：①安全高度。避免Z向下刀直接下到工件表面或以下，防止撞刀。②參考高度。一般使用了安全高度，就可以不選擇此項(xiàng)。③進(jìn)給下刀位置。此項(xiàng)選擇的目的是在工件表面的一定位置以一個(gè)進(jìn)給速度下刀，避免直接G0 快速下刀，下刀工件表面導(dǎo)致撞刀。④毛坯表面。⑤深度選擇。此項(xiàng)選擇的深度則是機(jī)械零件所需加工的深度。

2.4 刀路模擬

根據(jù)圖紙完成所有的刀路后，可以通過(guò)CAM 自身的一個(gè)刀路模擬功能，來(lái)確定走刀路徑是否正確，而且在模擬過(guò)程中可以計(jì)算出零件加工所需的加工時(shí)間，為生產(chǎn)安排與準(zhǔn)備提供了方便。

2.5 生成加工程序

在刀路模擬結(jié)束后，對(duì)于走刀路徑?jīng)]有問(wèn)題的，則可以生成數(shù)控加工程序，將此程序?qū)氲綑C(jī)床里，按數(shù)控機(jī)床加工的操作步驟就可以實(shí)現(xiàn)零件的加工。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的快速發(fā)展，成為現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)相結(jié)合的一個(gè)典型范例，是先進(jìn)制造技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，它廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和機(jī)械制造中，使用CAD/CAM 系統(tǒng)產(chǎn)生機(jī)床的數(shù)控加工程序可以替代傳統(tǒng)的手工編程，運(yùn)用CAD/CAM 進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)和加工制造，可以縮短企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)周期，改善產(chǎn)品質(zhì)量，從而提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。