基于Mastercam旋鈕凸模的數(shù)控加工

陳妙紅

中山市技師學(xué)院，廣東中山 528400

摘 要 Mastercam建模主要用于二維輪廓和三維曲面輪廓以及制定銑削加工方法。本文主要介紹旋鈕凸模的建模和數(shù)控銑削。從繪制旋鈕凸模的二維圖形，到選用各種加工方法和刀具參數(shù)，選擇和設(shè)置合理加工參數(shù)，盡量提高加工效率，保證零件的加工精度，實(shí)現(xiàn)高效優(yōu)質(zhì)的數(shù)控加工。

關(guān)鍵詞 MasterCAM；旋鈕；凸模；數(shù)控加工

中圖分類號(hào) TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）13-0071-02

Mastercam建模主要用于二維輪廓和三維曲面輪廓以及制定銑削加工方法。本文主要介紹MasterCAM軟件在旋鈕凸模的建模和數(shù)控銑削。

1 旋鈕凸模的建模

旋鈕凸模的建模是實(shí)現(xiàn)其數(shù)控銑削的基礎(chǔ)，直接影響到數(shù)控加工的刀具路徑的設(shè)定和參數(shù)的合理化。下面介紹其建模過(guò)程。

1.1 分析旋鈕凸模的圖紙

分析旋鈕凸模，輪廓表面有球面、圓柱面以及圓弧曲面，輪廓結(jié)構(gòu)復(fù)雜且高度落差較大，圓角過(guò)渡比較細(xì)小難加工。而作為凸模需要的表面粗糙度要求也相對(duì)較高，對(duì)數(shù)控加工要求較高。

1.2 建模分析

本文采用三維實(shí)體建模，把旋鈕凸模拆解成半球體、中間旋鈕、圓柱底盤以及它們之間的導(dǎo)圓角部分。分別生成3個(gè)實(shí)體，再對(duì)實(shí)體進(jìn)行布爾運(yùn)算和導(dǎo)圓角過(guò)渡處理。建模思路：如圖2中的（a）擠出旋鈕實(shí)體（b）旋轉(zhuǎn)半球?qū)嶓w（c）布爾運(yùn)算——交集（d）旋轉(zhuǎn)底盤實(shí)體，布爾運(yùn)算——結(jié)合（e）實(shí)體導(dǎo)圓角。

1）擠出實(shí)體：在構(gòu)圖面——前視圖中繪制二維輪廓線（如圖2），采用擠出實(shí)體建模，兩端同時(shí)延伸，深度20，生成旋鈕凸模主體部分如圖1（a）。

2）旋轉(zhuǎn)實(shí)體：在構(gòu)圖面——前視圖中繪制圓弧輪廓線及軸線（如圖3），采用旋轉(zhuǎn)實(shí)體建模，旋轉(zhuǎn)角度為360°，生成旋鈕凸模球體部分如圖1（b）。

3）實(shí)體布爾運(yùn)算—交集：擠出實(shí)體和旋轉(zhuǎn)半球體采用實(shí)體布爾運(yùn)算——交集，分別選擠出實(shí)體為目標(biāo)主體，旋轉(zhuǎn)半球體作為工件主體，生成旋鈕凸模的球面實(shí)體如圖1（c）。

4）旋轉(zhuǎn)實(shí)體：在構(gòu)圖面——前視圖中繪制圓弧輪廓線及軸線（如圖4），采用旋轉(zhuǎn)實(shí)體建模，旋轉(zhuǎn)角度為360°，生成旋鈕凸模底盤部分。

5）實(shí)體布爾運(yùn)算——結(jié)合：旋鈕凸模的球面實(shí)體和旋轉(zhuǎn)圓柱體采用實(shí)體布爾運(yùn)算——結(jié)合，分別選圓柱體為目標(biāo)主體，旋鈕凸模的球面實(shí)體作為工件主體，生成旋鈕凸模的球面實(shí)體如圖1（d）。

6）實(shí)體導(dǎo)圓角：旋鈕凸模的實(shí)體導(dǎo)圓角，接合處導(dǎo)圓角R2和實(shí)體表面導(dǎo)圓角R1。

2 旋鈕凸模的數(shù)控銑削

完成旋鈕凸模建模后，針對(duì)性其加工要求設(shè)定其數(shù)控銑削的加工工藝。下面談?wù)勑o凸模的數(shù)控銑削

方法。

2.1 數(shù)控加工的刀具路徑確定

旋鈕凸模上半球加工余量大，圓角小，對(duì)加工刀具及加工路徑都有一定限制。旋鈕凸模數(shù)控加工路徑如下：外形銑削粗加工、挖槽粗加工、平等銑削精加工、等高外形精加工等。

2.2 工作設(shè)定

依照建模輪廓并考慮工件的裝夾，現(xiàn)設(shè)定毛坯的大小為：50×50×27。并根據(jù)旋鈕凸模數(shù)控加工的要求，上面結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，加工方法比較繁多，確定對(duì)刀點(diǎn)在上表面。

2.3 外形銑削粗加工圓柱底盤

選用Φ12平刀，Z方向分層銑削（每一層銑1mm深），可以保證刀具的剛度、尺寸，更重要的是可以提高加工速度，節(jié)省加工時(shí)間。

2.4 挖槽粗加工旋鈕凸模半球的刀具路徑

旋鈕凸模半球挖槽粗加工刀具路徑，選用Φ12平刀，Z軸最大進(jìn)給量1mm，采用平行環(huán)切切削的切削方式，由切削范圍外下刀，預(yù)留加工余量為0.3mm。

2.5 等高線精加工旋鈕凸模

選用Φ12平刀，Z軸最大進(jìn)給量0.5mm，采用單向、順銑的切削方式，預(yù)留加工余量為0.1mm。

2.6 平行銑削精加工實(shí)體曲面刀具路徑

選用Φ6球刀，最大切削間距0.1mm，采用45°單向切削方式，整體誤差為0.002。

綜合所述，刀具路徑的生成應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）生成的刀具路徑應(yīng)滿足零件的精度和表面粗糙度要求；2）盡量走簡(jiǎn)單的刀路，避免生成多余的刀具路徑 ，減少空程刀具路徑；3）合理設(shè)置公差以平衡加工精度，減少計(jì)算機(jī)對(duì)刀具路徑的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算處理時(shí)間；4）正確設(shè)置有關(guān)輔助功能，如切削液的啟停、重要尺寸在加工中的檢測(cè)等。

2.7 操作管理

實(shí)體切削驗(yàn)證，選擇刀具路徑→【執(zhí)行后處理】，彈出“后處理程式”對(duì)話框→確定，彈出“輸出部分的NCI檔”對(duì)話框→選“是”， 彈出“請(qǐng)輸入要寫出的NCI檔名”對(duì)話框，改文件名，保存。

程序代碼的生成，選擇【加工】→【G代碼生成】，彈出“選擇后置文件”對(duì)話框。選擇代碼存放位置，及文件名稱，提示是否創(chuàng)建該文件，“是”，系統(tǒng)默認(rèn)后置文件的文件類型TXT；再按加工的順序選擇刀具加工的路徑，單擊【確定】后就完成代碼生成（如圖6）。

2.8 數(shù)控加工

當(dāng)所加工的程序生成并修改程序后，進(jìn)行程序的傳送，在電腦上打開該程序、打開軟件→添加文件→找到已編好的程序?qū)搿础伴_始下載”→數(shù)控銑床接收后，在編輯方式程序輸入O××××查找→所找程序就顯示在數(shù)控銑床屏幕上。這樣就能完成旋鈕凸模的數(shù)控加工。

銑削加工旋鈕凸模時(shí)采用Mastercam軟件建模和模擬仿真后，能確保加工安全和縮短在機(jī)床上的調(diào)試時(shí)間，提高了工作效率，并保證了零件加工精度。

參考文獻(xiàn)

[1]周建強(qiáng)，馮晉.Mastercam在零件設(shè)計(jì)和加工中的應(yīng)用[J].揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，5（3）：32-35.

[2]傅偉.Mastercam軟件應(yīng)用技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2006.

[3]劉婷婷，曲建華，候書林.國(guó)內(nèi)外CAD/CAM軟件[J].機(jī)械研究與應(yīng)用，2005，18（5）：1-3.

[4]關(guān)雄飛.數(shù)控加工技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.