徐東兵
摘 要:在加工中對(duì)于一些形狀較為復(fù)雜,含有特殊形狀的零件,采用手工編程往往會(huì)比較困難。現(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)了很多CAM/CAD軟件,比如:UG、Mastercam、CAXA、PRO/E等軟件,這些軟件都可以生成加工程序,因此這些軟件解決了許多形狀復(fù)雜,特殊形狀零件的加工,本文主要以MasterCAM加工零件為例進(jìn)行闡述。
關(guān)鍵詞:工藝分析;機(jī)床選擇;刀具選擇;工藝安排
1 Mastercam軟件介紹及運(yùn)用
MasterCAM是一種功能強(qiáng)大CAD/CAM軟件, 由CAD和CAM兩大部分組成,并分成Design(造型),Mill(銑削加工)、Lathe(車削加工)和Wire(線切割)4個(gè)功能模塊。集設(shè)計(jì)與制造于一體,通過(guò)對(duì)所設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行加工工藝分析,并繪制幾何圖形及建模,以合理的加工步驟得到刀具路徑及加工模擬仿真,最后通過(guò)程序的后處理生成數(shù)控加工指令代碼,傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床既可完成加工。
下面結(jié)合實(shí)例介紹軟件MasterCAM軟件在數(shù)控銑削加工中的使用。
1.分析加工零件
在運(yùn)用MasterCam 軟件對(duì)零件進(jìn)行數(shù)控加工自動(dòng)編程之前,要做以下步驟 ,首先要對(duì)零件進(jìn)行加工工藝分析,首先要考慮加工順序的安排。加工順序通常包括切削加工工序、熱處理工序和輔助工序等,工序安排的科學(xué)與否將直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和加工成本。
切削加工工序通常按以下原則安排:
(1)先粗后精
當(dāng)加工零件精度要求較高時(shí),都要經(jīng)過(guò)粗加工、半精加工、精加工階段,如果精度要求更高,還包括光整加工等幾個(gè)階段。
(2)基準(zhǔn)面先行原則
用作精基準(zhǔn)的表面應(yīng)先加工。任何零件的加工過(guò)程總是先對(duì)定位基準(zhǔn)進(jìn)行粗加工和精加工,例如軸類零件總是先加工中心孔,再以中心孔為精基準(zhǔn)加工外圓和端面;箱體類零件總是先加工定位用的平面以及兩個(gè)定位孔,再以平面和定位孔為精基準(zhǔn)加工孔系和其他平面。
(3)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則
有些工件需要在銑削完一面后,再重新安裝銑削另一面,由于數(shù)控銑削時(shí),不能使用通用銑床加工時(shí)常用的試切方法來(lái)接刀,因此,最好采用統(tǒng)一基準(zhǔn)定位。
(4)先面后孔
對(duì)于箱體、支架等零件,平面尺寸輪廓較大,用平面定位比較穩(wěn)定,而且孔的深度尺寸又是以平面為基準(zhǔn)的,故應(yīng)先加工平面,然后加工孔。
(5)先主后次
即先加工主要表面,然后加工次要表面。
2.零件造型
零件分析后,對(duì)加工表面進(jìn)行造型。造型可用相關(guān)軟件,然后將格式轉(zhuǎn)換為CAM軟件格式,目前用的CAD/CAM軟件有PRO/E、UG、MASTERCAM、CAXA等。零件建模時(shí),無(wú)需畫出零件的三維模型, 只需二維的圖形繪制, 且只繪零件的輪廓就行。對(duì)應(yīng)的尺寸、形位公差、配合公差都可不標(biāo)出,可節(jié)省造型的時(shí)間。不過(guò)值得注意的是,在進(jìn)行建模的時(shí)候,應(yīng)根據(jù)零件的實(shí)際尺寸來(lái)繪制,以保證刀具路徑坐標(biāo)的正確性。
3、生成刀具軌跡
對(duì)自動(dòng)編程來(lái)說(shuō),當(dāng)走刀方式、刀具及加工次數(shù)確定之后,系統(tǒng)將自動(dòng)生產(chǎn)所需要的刀具軌跡。
4、后置處理
根據(jù)所選的數(shù)控銑床,調(diào)用其機(jī)床數(shù)據(jù)文件,運(yùn)行數(shù)控編程系統(tǒng)提供的后置處理程序,將刀位原文件轉(zhuǎn)換成數(shù)控加工程序。
后面我們將結(jié)合例子介紹使用Mastercam軟件進(jìn)行自動(dòng)編程及數(shù)控銑床的操作過(guò)程。
2 零件的分析
1、零件介紹
此工件是閘板防噴器閘板,是防止井噴關(guān)閉井口的,槽內(nèi)位安裝密封件密封。
2、機(jī)床的選擇
選擇機(jī)床要考慮以下因素:1、機(jī)床規(guī)格應(yīng)與工件的外形尺寸相適應(yīng);2、機(jī)床加工精度應(yīng)與工件加工精度要求相適應(yīng);3、機(jī)床的生產(chǎn)效率應(yīng)與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng);4、與現(xiàn)有條件相適應(yīng);5、機(jī)床的加工范圍。
3、加工中心的選擇
根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)及形狀, 零件的外形及尺寸, 零件的加工精度及表面質(zhì)量要求,以及學(xué)校設(shè)備的提供,選擇機(jī)床的類型,機(jī)床的規(guī)格,機(jī)床的精度等級(jí)。
加工中心是一種集銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸、攻螺紋和切螺紋等多種加工于一體,具有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床。根據(jù)工件的尺寸、行程范圍、精度要求、工件的加工類型、主電動(dòng)機(jī)功率和加工該工件所需的換刀次數(shù)等因素所選立式加工中心。因?yàn)榱⑹郊庸ぶ行牡闹鬏S軸心線在空間處于垂直狀態(tài),最適合加工z軸方向尺寸相對(duì)較小的單工位工件,且價(jià)格方面比臥式加工中心便宜,所以我選擇立式加工中心。
4、刀具的選擇
T1 Ф16銑刀(R0.8) 至少36長(zhǎng)
T2 Ф10合金銑刀 至少36長(zhǎng)
T3 Ф10鉆頭 至少40長(zhǎng)
T4 Ф80刀盤
5、工藝安排
在CNC進(jìn)行工作前,必須對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行設(shè)定,對(duì)機(jī)床和刀具進(jìn)行調(diào)整:
(1)輸入刀具參數(shù)及刀具補(bǔ)償參數(shù)
(2)輸入/修改零點(diǎn)偏置
(3)輸入設(shè)定數(shù)值
刀具參數(shù)包括刀具幾何參數(shù),磨損量參數(shù)、刀具量參數(shù)和刀具型號(hào)參數(shù)等。有些參數(shù)如R參數(shù)則一般不需修改
(4)裝夾工件
按照指定的裝夾方式裝夾工件
(5)對(duì)刀
把每一把刀具都調(diào)到自己設(shè)定的編程零點(diǎn),把編程零點(diǎn)所在機(jī)床坐標(biāo)值輸入機(jī)床中
(6)輸入程序
把自己編的程序輸入機(jī)床定一個(gè)名字,對(duì)程序進(jìn)行檢查,確保程序本身沒(méi)有錯(cuò)誤以及也沒(méi)有輸入錯(cuò)誤。
(7)模擬仿真
按編程仿真進(jìn)入仿真系統(tǒng),對(duì)程序進(jìn)行仿真,檢查仿真出的工件圖形與要加工的工件有多大出入,并不斷對(duì)程序進(jìn)行修改,直到仿真的工件完全正確為止。
(8)實(shí)際加工
退出仿真系統(tǒng),先按復(fù)位鍵,剛開始時(shí)可進(jìn)行單步加工,按下步加工鍵。這時(shí)要一手按啟動(dòng)鍵,一手按停止鍵,如發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)立即停止。直到確定程序無(wú)誤后方可按自動(dòng)加工鍵,加工完成后,將刀具退到安全位置,最后取下工件。
3 結(jié)束語(yǔ)
隨著制造業(yè)在中國(guó)的地位日益提高,市場(chǎng)需求不斷增長(zhǎng),數(shù)控行業(yè)將迅速的發(fā)展,為中華民族的復(fù)興做出更大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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