北方智能微機電集團有限公司 (北京 101149)李桂臣

我公司加工各類異形定位板，都采用MasterCAM軟件編制程序，無論形狀多不規(guī)則，只需選取輪廓，設(shè)置相應(yīng)參數(shù)即可。當定位板形狀變換時，只需將原圖另存后刪除，重新選取新圖樣輪廓線，原來所有工藝步驟和參數(shù)都可以借用，重新刷新后即可生成新的后處理程序，效率非常高。但在應(yīng)用軟件編程過程中，卻發(fā)現(xiàn)有些形狀看似簡單，但編程前卻必須要經(jīng)過仔細分析計算后才能設(shè)置各項參數(shù)。

1.工件介紹

該件為我司承接一機箱關(guān)鍵零件，材料為鋁，上下面及側(cè)面均有孔、槽、螺紋等加工內(nèi)容，中間大型腔內(nèi)有許多高度不等的長條形凸塊和圓形凸起，上面均有M2 螺紋，工件周邊四壁全部挖出空槽。該箱體材料去除率非常大，加工容易變形，零件加工內(nèi)容如圖1 所示。

2.加工工藝分析

(1)由于工件的材料去除率較大，工件在加工過程中應(yīng)該盡量采用小的切削深度及快速走刀，即所謂的輕刀快走，盡量減少變形發(fā)生的可能性。

圖1

(2)材料為鋁，壓緊部位盡量選在不重要部位、不干涉刀具加工部位及最佳夾緊部位。

(3)若壓緊部有粗糙度要求，則最好在壓緊面處墊上軟銅皮或者紙，以免壓傷工件。

(4)由于采用輕刀快走方式加工，所以壓緊力不要過大，否則更易使工件出現(xiàn)變形。

(5)粗加工完大腔及粗挖槽后，各部位留1mm精加工余量，然后進行時效處理，釋放加工應(yīng)力。

(6)最后對工件進行精加工挖槽及鉆孔攻螺紋，保證各部位尺寸精度。

具體的加工過程不在這里贅述，下面主要分析如何用軟件編制挖槽程序及計算的過程。

3.挖槽計算分析

標準挖槽刀寬5mm，圖2 所示挖槽深11.5mm，深度上需要挖3 刀，徑深7mm。因為挖槽刀全寬加工，所以受力較大，為減少受力變形及加工抗力，徑向每次吃深1.75mm。在深度上挖槽時，由于有刀寬尺寸的存在，MasterCAM 軟件在編程時，不能很好地進行分配每次加工量，因此，必須先進行計算，求出第一次刀具的位置及每次下刀量。計算過程如下:

解:設(shè)上平面為零基準面(見圖2)，零基準面距空槽上部尺寸為6.3mm，到槽底為6.3mm +11.5mm=17.8mm。

圖2

在MasterCAM 里設(shè)置參數(shù)如下(大的型腔已加工完，只介紹挖四壁的空刀槽):關(guān)鍵是在于“Top of stock”里的設(shè)置，因為第一刀挖槽無論如何都是全吃刀，5mm 刀寬全部切入工件且刀的上刀面必須切到空槽的上槽面(即圖2 所示，6.3mm 尺寸的下面)，即第一次下刀必須下到的尺寸是-(6.3 +5)mm=-11.3mm位置，其余的尺寸再進行平均深度下刀即可。

下面求解下究竟第一次“Top of stock”里設(shè)置為何值才能滿足每次下刀均分的要求。參看圖2，假設(shè)刀具第一次“Top of stock”位置為:刀具下刀面距空刀槽上面為X，則刀具上刀面距6.3mm 下壁為5-X。由圖可知切出空刀槽深度方向需要3 刀才能完成，所以列式子:5 -X=(11.5 -X)/3，求出X=1.75mm，每次下刀尺寸為:5mm-1.75mm=3.25mm。

可推出“Top of stock”位置為:6.3mm +1.75mm=8.05mm，所以“Top of stock absolute”:-8.05;“absolute Depth”:-17.8，如圖3 所示。

圖3

4.刀具下刀過程介紹

刀具先下到-8.05mm 位置，然后工進到第一刀位置，每次進到的尺寸如下:

第一刀位置:-(8.05 +3.25)mm=-11.3mm

第二刀位置:-(11.3+3.25)mm=-14.55mm

第三刀位置:-(14.55+3.25)mm=-17.8mm

其實我們只要計算出刀具先下到的位置-8.05mm即可，其余的均分工作由軟件自行處理，如下圖4 所圈處，點擊后，在Max rough step 設(shè)置框里設(shè)置參數(shù)即可，軟件會自動均分處理下刀值。圖5 為模擬加工后局部剖圖。

圖4

圖5

5.結(jié)語

當然，對于此箱體而言，由于外形不是很復雜，所以挖槽程序也可以手工編制。但需要注意的是，該件由于加工量較大，所以徑向和深度方向均要多次切入，需要編制多個子程序，其實手工編制程序也很麻煩且容易出錯。尤其當我們遇到的工件外形曲線連接非常多，找點坐標不方便時，用軟件編制挖槽刀挖槽程序還是最好的選擇。以上只是用一個典型工件介紹了挖槽下刀點計算的方法，今后無論遇到外形多么復雜的工件挖槽，應(yīng)用上述計算便可以了。