李波

(湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 吉首 416000)

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在Master CAM中進(jìn)行曲面類模具零件數(shù)控加工教學(xué)規(guī)劃

李波

(湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 吉首 416000)

本文Master CAM軟件的功能性出發(fā)，著力于模具曲面類零件數(shù)控加工中的自動編程，從而對Master CAM對模具零件數(shù)控加工進(jìn)行教學(xué)課程規(guī)劃。

數(shù)控加工；自動編程；課程規(guī)劃

1 前言

Master CAM課程既是一門理論性的課程，又是為數(shù)控銑削和加工中心實踐服務(wù)的課程，它要求能夠使用Master CAM軟件對模具零件進(jìn)行有效的二維或三維造型，分析數(shù)控加工的工藝過程，又要規(guī)劃模具零件數(shù)控加工的刀具路徑，對實體加工進(jìn)行模擬操作，對NC代碼進(jìn)行有效的生成與傳輸?shù)取?/p>

相對于比較簡單的模具零件，只需要采用手工編程即可，但是對于較復(fù)雜的輪廓，如模具的曲面零件，就需借助于軟件自動生成程序來對其加工。在此，以某一個模具零件的數(shù)控加工來指導(dǎo)學(xué)生如何通過Master CAM軟件對所設(shè)計的模具零件進(jìn)行加工，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生很好地學(xué)習(xí)本課程。

2 拋出課題，分析并規(guī)劃該模具零件數(shù)控加工的工藝過程

2.1 拋出課題，并對零件加工工藝分析

如圖1所示為需要加工的零件圖。要運(yùn)用Master CAM軟件對零件進(jìn)行數(shù)控加工程序自動生成，首先要對零件進(jìn)行加工工藝分析，確定合理的加工順序。在保證零件表面粗糙度和加工精度的同時，要盡量減少換刀次數(shù)，提高加工效率，充分考慮零件的形狀、尺寸精度，以及零件剛度和變形等因素，嚴(yán)格遵循“先粗后精、先面后孔、先內(nèi)后外、基面先行”的加工原則。該零件需要銑削的內(nèi)容有一個實體表面和與之相交的平面。

圖1 可樂瓶底電極模零件圖

圖2 實體加工模擬圖

2.2 講解零件建模的方法

在進(jìn)行零件加工之前，首先是要根據(jù)該零件所給出的相應(yīng)尺寸進(jìn)行建模。建模成什么樣子，在規(guī)劃完加工刀具路徑之后的模擬加工中，就要讓它呈現(xiàn)出什么樣子，如圖2所示。該模具零件除了基本尺寸之外，并沒有太多的技術(shù)要求與形位公差要求，所以建模略微簡單，只需要通過實體旋轉(zhuǎn)、掃描曲面、實體切割、實體倒圓角、實體拉伸進(jìn)行建模即可。

2.3 教授學(xué)生怎樣規(guī)劃該零件的刀具路徑并設(shè)定相應(yīng)參數(shù)

2.3.1 設(shè)定零件毛坯的尺寸。該零件尺寸為150mm×150mm，故設(shè)定加工毛坯的X與Y方向長度均為150mm，設(shè)定Z向的高度為66mm，并設(shè)定加工的中心位置為工件上表面的中心，即(0、0、66)，并勾選“顯示工件”復(fù)選框，單擊[確定]即可。

2.3.2 規(guī)劃可樂瓶底周邊輪廓材料的切除刀具路徑。在150×150的平面內(nèi)繪制一個R58的輔助圓，用于切除周邊材料。通過依次選擇[T刀具路徑]/[C外形加工]后，即可選擇R58的輔助圓，選擇[D執(zhí)行]后，進(jìn)入到外形銑削參數(shù)設(shè)定對話中，選擇?24mm的立銑刀，并設(shè)定相應(yīng)的主軸轉(zhuǎn)速、切削速度、加工深度、進(jìn)退刀方式、刀具補(bǔ)正方向等相應(yīng)參數(shù)，然后單擊[確定]按鈕即可生成外形加工刀具路徑。

2.3.3 規(guī)劃可樂瓶底表面材料的切除刀具路徑。在此，分為粗銑、半精銑、精銑三個步驟進(jìn)行刀具路徑規(guī)劃。

一是粗銑，選擇[T刀具路徑]/[U曲面][R粗加工]/[R放射狀]，選擇該實體零件，選擇150mm×150mm矩形為加工邊界，銑刀選擇為?20R3mm圓角刀，由外而內(nèi)進(jìn)行銑削，銑削角度為360，間角為5，最大切削深度為5mm。同時確定其他加工參數(shù)，在設(shè)定加工預(yù)留量為0.5mm。同時確定相應(yīng)的主軸轉(zhuǎn)速、切削速度、加工深度等其他各項參數(shù)。

二是半精銑，選擇“C等高外形粗加工”，選擇該實體零件，選擇150mm×150mm矩形為加工邊界，銑刀選擇為?20R3mm圓角刀，加工預(yù)留量為0.2mm，最大切削深度為2mm，同時確定其他各項參數(shù)。

三是精銑，選擇“C等高外形精加工”，選擇該實體零件，選擇150mm×150mm矩形為加工邊界，銑刀選擇?12球頭銑刀，加工預(yù)留量為0，最大切削深度為0.3mm，同時確定其他各項參數(shù)。

2.4 教授學(xué)生掌握怎樣進(jìn)行實體加工模擬

在完成可樂瓶底電極模的數(shù)控加工刀具路徑規(guī)劃后，通過實體加工過程的模擬操作，能夠非常直觀地查看該零件的刀具路徑規(guī)劃是否合理，是否存在刀具干涉現(xiàn)象，進(jìn)一步提高加工的可靠性與安全性，從而避免在實際的工廠生產(chǎn)加工中出現(xiàn)不必要的問題。

2.5 教授學(xué)生如何得到數(shù)控加工所需的NC程序

無論怎樣對加工零件進(jìn)行分析，怎樣規(guī)劃它的加工刀具路徑，Master CAM最終的目的是要生成數(shù)控機(jī)床能夠識別且精度要求高的數(shù)控加工程序。在Master CAM彈出“操作管理器”中點選后處理，在彈出的后處理對話框中將NC兩個復(fù)選框打“√”，單擊[確定]，即生成了NC程序。后處理生成的NC程序應(yīng)適當(dāng)修改，如能符合所用數(shù)控機(jī)床的需求，就可直接輸入到數(shù)控機(jī)床上，進(jìn)行數(shù)控加工使用。

3 總結(jié)

Master CAM軟件中曲面銑削涵蓋了8種曲面粗加工與10種曲面精加工方法，在課程教學(xué)過程中，注意學(xué)生能力的培養(yǎng)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，要讓學(xué)生認(rèn)真地分析該零件圖的結(jié)構(gòu)，選擇合適的曲面粗、精加工方法，規(guī)劃好具體的切削加工刀具路徑，從而生成數(shù)控加工所需的數(shù)控程序。同時還要考慮到加工精度、加工工時、降低耗材，提高零件加工的效率，真正體現(xiàn)出自動編程的優(yōu)越性和高效性。

[1] 謝秋馨.在Master CAM中進(jìn)行曲面自動加工教學(xué)的探索[J].湖南農(nóng)機(jī),2013.

[2] 何滿才.數(shù)控編程與加工——Master CAM9.0實例詳解[M].北京：人民郵電出版社,2004.

李波(1984-)，男，漢族，湖南永興人，碩士，講師，湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院，研究方向：數(shù)控加工、模具設(shè)計與制造。

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1671-1602(2016)20-0004-01