MasterCAM是集計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造為一體的一套CAD/CAM軟件，是當(dāng)今世界最經(jīng)濟(jì)、效率最高的全方位一體化軟件。它分計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造兩個(gè)部分。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)由該系統(tǒng)中的design模塊實(shí)現(xiàn)，它具有完整的構(gòu)建編輯曲線曲面的功能。計(jì)算機(jī)輔助制造由該系統(tǒng)中的MILL、WIRE、LATHE、ROUTER四個(gè)功能模塊實(shí)現(xiàn)，并且每個(gè)模塊都有完整的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

    使用MasterCAM的CAD先在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行圖形設(shè)計(jì)，然后在CAM中編制刀具路徑，通過后處理轉(zhuǎn)換成NC程序式，傳送至機(jī)床，立即可進(jìn)行加工，從而大大節(jié)省時(shí)間、資源和產(chǎn)品成本。

一、MasterCAM數(shù)控加工基本原則

    先近后遠(yuǎn)、先內(nèi)后外、先粗加工后精加工；先加工主要表面然后加工次要表面；先加工基準(zhǔn)表面再加工其他表面。

二、MasterCAM的曲面加工

    在MasterCAM加工過程中，曲面刀具路徑比二維路徑復(fù)雜。曲面刀具路徑可用于加工曲面、實(shí)體和實(shí)體表面。大多數(shù)曲面加工都需要粗加工和精加工，并且粗加工必須在精加工之前。同時(shí)要合理安排加工方法和輸入適當(dāng)?shù)膮��?shù)，還要合理選擇刀具。下面以現(xiàn)代牌汽車的標(biāo)志的制造為例，利用多種加工方式完成曲面綜合加工。需加工的曲面圖形見圖1，提供的毛坯為尺寸是110mm×110mm×35mm的立方塊。

    圖1 需加工的曲面圖形

    1.刀具的選擇

    在數(shù)控銑削加工中，刀具的選擇直接影響著零件的加工質(zhì)量、加工效率和加工成本，因此正確選擇刀具有十分重要的意義。本實(shí)例是對(duì)一個(gè)較復(fù)雜的曲面零件進(jìn)行加工，根據(jù)此零件的特點(diǎn)，在粗加工時(shí)采用平行銑削粗加工去除大量的余量，采用68mm的圓鼻刀；半精加工采用環(huán)繞等距加工，采用φ6mm的球刀：精加工采用放射狀加工，也采用φ6mm的球刀。根據(jù)曲面零件的特點(diǎn)，最后應(yīng)對(duì)零件進(jìn)行交線清角精加工，采用φ3mm的球刀。

    2.曲面加工

    (1)毛坯設(shè)定。設(shè)定工件原點(diǎn)設(shè)置在系統(tǒng)的原點(diǎn)處(XO，YO，ZO)。

    (2)曲面粗加工。曲面粗加工有平行銑削、放射狀加工、投影加工、曲面流線、等高外形、挖槽粗加工等加工方法。根據(jù)此曲面的特點(diǎn)，去除大量的余量，采用平行銑削粗加工方式，選取需加工的曲面后，根據(jù)選用的材料和機(jī)床的特性設(shè)置好平行銑削粗加工的刀具參數(shù)(進(jìn)給率350、進(jìn)刀速率300和主軸轉(zhuǎn)速1600)、曲面加工參數(shù)和粗加工平行銑削參數(shù)，生成平行銑削粗加工刀具路徑。

    (3)曲面精加工。曲面精加工也有平行銑削、陡斜面加工、放射狀加工、投影加工、曲面流線、等高外形、環(huán)繞等距等加工方法。半精加工采用環(huán)繞等距加工方式。選取需加工的曲面后（與平行銑削粗加工所選曲面一致），設(shè)置環(huán)繞等距精加工的刀具參數(shù)(進(jìn)給率400、進(jìn)刀速率350和主軸轉(zhuǎn)速2000)、曲面加工參數(shù)和環(huán)繞等距精加工參數(shù)，生成環(huán)繞等距精加工刀具路徑。精加工采用放射狀加工方式，選取需加工的曲面后（與平行銑削粗加工所選曲面一致），設(shè)置放射狀加工的刀具參數(shù)(進(jìn)給率400、進(jìn)刀速率350和主軸轉(zhuǎn)速2200)、曲面加工參數(shù)和放射狀加工參數(shù)，生成放射狀加工刀具路徑。最后進(jìn)行交線清角精加工，用于清除曲面間的交角部分殘余材料。選取需加工的曲面后（與平行銑削粗加工所選曲面一致），設(shè)置交線清角精加工的刀具參數(shù)(進(jìn)給率400、進(jìn)刀速率350和主軸轉(zhuǎn)速2600)、曲面加工參數(shù)和交線清角精加工參數(shù)，生成交線清角精加工刀具路徑。

三、模擬加工

    完成全部刀具路徑的編制后，需要檢查刀具銑削路徑是否有問題。單擊“全選-實(shí)體驗(yàn)證-持續(xù)執(zhí)行”后，可模擬加工路徑，實(shí)體切削完后，效果如圖2所示。

    圖2 實(shí)體切削完后效果圖

四、通過后處理，產(chǎn)生NC加工程序

    通過計(jì)算機(jī)模擬數(shù)控加工，確認(rèn)符合實(shí)際加工要求后，就可以利用MasterCAM的后處理程序來生成NCI文件或NC數(shù)控代碼。MasterCAM系統(tǒng)本身默認(rèn)的后處理程式為MPFAN.PST，但對(duì)于不同的數(shù)控設(shè)備，其數(shù)控系統(tǒng)可能不盡相同，選用的后置處理程序也就有所不同。所以后處理生成的NC數(shù)控代碼經(jīng)檢查后，如能符合所用數(shù)控設(shè)備的要求，就可以輸出到數(shù)控設(shè)備，進(jìn)行數(shù)控加工使用。

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本文標(biāo)題：MasterCAM在曲面綜合加工中的應(yīng)用

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