Mastercam軟件在數(shù)控加工中的應(yīng)用

方 鵬，黃焰霄

(樂山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 樂山 614099)

數(shù)控車床適合加工軸類、套類等回轉(zhuǎn)類工件。對(duì)于含有橢圓、非曲線的弧形零件的加工，采用手工編程的方法存在難度，容易造成錯(cuò)誤；使用宏程序，因涉及很多變量和相應(yīng)的語言結(jié)構(gòu)，對(duì)從業(yè)人員專業(yè)素養(yǎng)要求較高；采用自動(dòng)編程，既可提高編程效率又可提高加工品質(zhì)。因此，數(shù)控車床自動(dòng)編程軟件在非圓曲線零件加工中被廣泛應(yīng)用，其中的Mastercam數(shù)控車自動(dòng)編程軟件，集二維繪圖、三維實(shí)體造型、曲面設(shè)計(jì)、體素拼合、數(shù)控編程、刀具路徑模擬及真實(shí)感模擬等多種功能于一身，并且其通用的后置處理模塊可以滿足各種機(jī)床的代碼格式。

筆者將通過一個(gè)復(fù)雜非圓曲線零件——酒杯零件(如圖1所示)的數(shù)控編程，來介紹Mastercam數(shù)控車自動(dòng)編程技術(shù)的具體應(yīng)用。

文中使用的數(shù)控車床系統(tǒng)是廣州數(shù)控GSK980TDI數(shù)控系統(tǒng)。

1 酒杯零件的工藝分析

1.1 加工零件圖(見圖1)

圖1 零件

零件的外輪廓是由外圓、圓弧、橢圓組成。如果利用宏程序編程既復(fù)雜又容易出錯(cuò)。Mastercam數(shù)控車軟件能夠自動(dòng)計(jì)算生成加工所需程序，避免出現(xiàn)加工錯(cuò)誤以及安全事故。

1.2 確定毛坯及裝夾方式

根據(jù)加工零件圖進(jìn)行圖樣分析選擇毛坯為Φ50 mm× 150mm的圓棒料，材料為鋁棒。該零件為實(shí)心軸類零件，故使用常用的三爪自定心卡盤夾緊工件即可，伸出長度為110mm(要預(yù)留切刀長度)，以工件的右端建立工件坐標(biāo)系。

1.3 確定刀具及切削用量

根據(jù)零件的尺寸加工要求選用裝夾方便的夾固式可轉(zhuǎn)位車刀，分別選用MVJNR2020K16外圓車刀、MGEHR2020-30切斷車刀，加工工藝如表1所示。

2 零件加工

2.1 繪制零件的圖形草圖

毛坯設(shè)置利用Mastercam數(shù)控車軟件進(jìn)行編程加工之前必須按零件尺寸要求繪制Mastercam加工草圖輪廓線。零件圖形繪圖功能利用直線、圓弧、橢圓命令，繪出零件圖形，標(biāo)注出總長尺寸，防止加工不到位，然后就可以進(jìn)行輪廓線的裁剪等內(nèi)容，最后畫出毛坯輪廓線即可(見圖2)。

2.2 粗車切削參數(shù)設(shè)定

按照工藝要求，進(jìn)行先粗后半精最后精加工的加工原則進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，設(shè)置粗車參數(shù)如圖3所示。背吃刀量為1 mm，X預(yù)留量為0.1mm、Z預(yù)留量為0.1mm，深度切削為等距，進(jìn)入延伸量為2.5mm，切削方式為單向，刀具補(bǔ)正方式為電腦，在切入設(shè)置中進(jìn)入向量45°，切出向量45°，延長結(jié)束外形線有5mm，切削參數(shù)定義主軸轉(zhuǎn)速500r/min，進(jìn)給速率0.15mm /r，下刀速率為0.25mm/r，刀片選擇VNMG200408。

2.3 精車參數(shù)設(shè)定

為了更好地保證尺寸精度和表面粗糙度，一般在粗車前就預(yù)留刀補(bǔ)0.5mm，再分為半精車和精車兩部分完成。在半精車加工后測(cè)量工件直徑，工件實(shí)際尺寸和理論尺寸相對(duì)比，再在機(jī)床刀補(bǔ)界面里面修改預(yù)留刀具磨損量后，再進(jìn)行第二次精車。設(shè)置精車參數(shù)如圖4所示。精車步進(jìn)量為2mm，刀具補(bǔ)正方式為電腦，在切入設(shè)置中進(jìn)入向量45°，切出向量45°，延長結(jié)束外形線有3mm，切削參數(shù)定義主軸轉(zhuǎn)速為900m/min，進(jìn)給速率0.12mm /r，刀片不變。

圖5 后處理參數(shù)

2.4 鉆孔和切斷加工參數(shù)設(shè)定(略)

2.5 后置代碼生成處理

Mastercam數(shù)控車軟件所產(chǎn)生的刀具軌跡，由于該軟件的后處理模塊比較強(qiáng)大，以致通用性比較強(qiáng)，使其可以滿足各種常用數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床的代碼格式，并可對(duì)生成的加工代碼進(jìn)行校驗(yàn)及加工仿真、編輯和修改，并生成能夠識(shí)別不同數(shù)控系統(tǒng)的G代碼。以廣州數(shù)控GSK980TDI系統(tǒng)為例，如圖5所示。

2.6 Mastercam模擬加工及產(chǎn)品

利用Mastercam自帶的刀路模擬功能校驗(yàn)刀具加工驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)程序問題并修改，經(jīng)過加工工藝路線的模擬和實(shí)際加工操作，零件刀路模擬和酒杯零件加工實(shí)物如圖6所示。

圖6 零件模擬加工路線圖和酒杯零件加工實(shí)物

3 結(jié)束語

以橢圓與圓弧連接零件為例，通過對(duì)零件圖的分析，制定出合理的加工工藝，熟悉自動(dòng)編程軟件在數(shù)控車床上的運(yùn)用，充分發(fā)揮Mastercam數(shù)控車軟件的編程優(yōu)勢(shì)，減少手工編程的復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的計(jì)算量、循環(huán)指令的各個(gè)G代碼的記憶、加工事故的發(fā)生，縮短編程時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。