MasterCAM在數(shù)控銑競賽的應(yīng)用

0 前言

我國雖為制造業(yè)大國，與先進制造技術(shù)水平依然存在差距，大力提倡工匠精神。各行各業(yè)都在力推技術(shù)創(chuàng)新升級，為提高技能人才核心競爭力，相對應(yīng)的要求越來越高，在機械制造行業(yè)里，技能人才不僅要熟練掌握機床操作，還要掌握自動編程及加工工藝流程等相關(guān)綜合能力，實現(xiàn)人機交互相融合，減少各環(huán)節(jié)銜接節(jié)省時間。競賽過程中如何將軟、硬件有機結(jié)合起來尤為重要，分解加工特征，將刀具切削方案與加工策略合理匹配，制定加工流程方案，才能在競賽中發(fā)揮最大優(yōu)勢。

1 競賽題目特點

現(xiàn)國內(nèi)各項大賽均根據(jù)《國家職業(yè)技能標準銑工6-18-01-02》實操要求進行實施，競賽題目由不同特征組合而成：平面特征，凸臺特征，型腔特征，曲面特征，孔及螺紋特征，倒角及刻字等特征。不同特征通過布局差異，幾何特征形狀差異，尺寸公差精度差異，特征數(shù)量差異，位置關(guān)系差異，通過不斷演變及不同組合形成，競賽者只需能快速分解結(jié)構(gòu)特征，理清尺寸位置關(guān)系，特征相互位置關(guān)系，尺寸精度要求，確定好加工基準，轉(zhuǎn)換基準之間的關(guān)系，從而建立加工思想構(gòu)建體系。

2 刀具選擇

平面選用立銑刀或端銑刀(精加工頂面或型腔底面選用鑲片刀具)；凸臺及型腔選用立銑刀(精加工側(cè)壁選用整體硬質(zhì)合金刀具)；倒角選用倒角刀、立銑刀或球頭刀；曲面選用球頭刀或立銑刀；孔特征選用鉆頭或立銑刀；螺紋特征選用螺紋銑刀或絲錐；刻字選用浮雕錐度刀或球頭刀。

3 加工策略

3.1 平面加工

平面采用平面2D銑削策略，主要用于粗加工去除余量及精加工頂面。選擇平面銑削策略，進入線框串連界面，選擇閉封輪廓線確定加工區(qū)域，根據(jù)加工區(qū)域面積選擇刀具，設(shè)置刀具相關(guān)參數(shù)，共同參數(shù)界面下，勾選安全高度參數(shù)，設(shè)置安全高度值，其余參數(shù)系統(tǒng)默認，根據(jù)實際加工余量多少還可設(shè)置軸向分層參數(shù)，對刀路進行分層，平面銑削刀路切削方式分為：雙向銑削、單向銑削、動態(tài)銑削、一刀式銑削。雙向銑削選擇高速環(huán)的方式，可有效控制加工過程中的穩(wěn)定性，提高加工精度。一刀式銑削刀具直徑必須大于加工區(qū)寬度，否則生成不了刀路。

型腔底部平面采用區(qū)域銑削策略：主要用于精加工型腔底面。選擇區(qū)域銑削策略，進入線框串連界面，選擇閉封輪廓線確定加工范圍，選擇避讓范圍，為避免機床精度產(chǎn)生的誤差，可將避讓范圍的加工余量適當設(shè)大些。根據(jù)區(qū)域范圍最小間隙選擇刀具，設(shè)置刀具相關(guān)參數(shù)，共同參數(shù)界面下，設(shè)置安全高度值，型腔加工后余量相對較小，軸向分層參數(shù)不再設(shè)置，其余參數(shù)系統(tǒng)默認即可.

3.2 凸臺加工

倒角采用2D外形銑削策略，選擇要倒角特征輪廓線，設(shè)置倒角刀具參數(shù)，進入切削參數(shù)界面，外形銑削選擇2D倒角，倒角寬度按圖紙要求設(shè)置，設(shè)置底部偏移值，倒角余量較大，可設(shè)置徑向分層銑削，也可設(shè)置軸向分層銑削，為提高加工效率，進退刀設(shè)置為圓弧方式，取消直線參數(shù)設(shè)置，將不提刀參數(shù)勾選。

精加工：機床及刀具剛性較好用外形銑削方式2D策略，用刀具側(cè)刃一刀加工完成，為便于尺寸調(diào)整，將刀具補償功能打開，選擇磨損方式，生成的加工程序帶刀具半徑補償功能。啟用刀具半徑補償?shù)墓δ?，進退刀采用直線相切和圓弧半徑組合方式為最佳方式，切記不可單獨采用圓弧半徑的方式，否則機床不執(zhí)行加工程序，G3與D1不能在同一行生成程序。

粗加工：加工余量較大可設(shè)置軸向分層參數(shù)進行控制，也可同時通過軸向與徑向分層參數(shù)控制見圖1(a)。加工特征帶凸或凹拔模角度，可在軸向分層參數(shù)下設(shè)置錐度斜壁參數(shù)控制，凸臺設(shè)置錐度角形成帶拔模角度特征見圖1(b)，凹腔設(shè)置錐度角形成帶拔模角度特征。

在實際加工過程中，切入或切出進容易產(chǎn)生接刀痕跡，影響表面質(zhì)量，在切削參數(shù)里設(shè)置重疊量參數(shù)，可有效解決此問題的產(chǎn)生。機床精度及剛性較差的情況下，用2D外形銑削策略,設(shè)置斜插方式,可提高加工側(cè)壁精度，避免因機床主軸間隙產(chǎn)生的切削誤差，確保加工尺寸的穩(wěn)定性及可靠性，為提高加工效率，可提高主軸轉(zhuǎn)速，加大進給率參數(shù)值。

3.3 型腔加工

上述三種信號只要一項達到危險條件就啟動報警模塊。方案一采用2輸入四或門的7432或門芯片，三個信號接1、2、5口，輸出3與4連，輸出6接負載。方案二采用STC89C52單片機，當熱釋電紅外傳感器有信號、金屬接近傳感器無信號、DHT11溫濕度傳感器溫度達到50℃三種情況有一項達到報警指標，即P1.1收到高電平信號，P1.2收到低電平信號，P1.3大于50℃信號，P1.4輸出信號高電平，蜂鳴器鳴叫或觸發(fā)繼電器，達到報警效果。

(1)全省17市深層土壤中絕大部分元素的含量分布較均勻，區(qū)域變幅較小,變異系數(shù)小于0.40,尤其Be，Ga，Ge，Y，Nb,Rb，Ti，Al2O3，K2O，SiO2等元素(指標)變異系數(shù)小于或等于0.20,反映了全省17市深層土壤在長期歷史中均勻演化作用的特征。

3.4 曲面加工

曲面由于其特殊性要比2D方式復(fù)雜，中間多了一個三維建模的過程，若只是簡單的曲面可用線架加工方式，如果曲面特征確實比較復(fù)雜，用優(yōu)化動態(tài)粗切方式也比較簡便，在模型圖形界面下，選擇加工面及避讓面，設(shè)置加工余量，選擇策略為開放還是封閉。具體根據(jù)題目的要求來選擇，在刀路控制中設(shè)置：切削范圍及補正方式。選擇適當?shù)毒?，設(shè)置共同參數(shù)相關(guān)切削參數(shù), 動態(tài)粗切刀路及仿真見圖3。

曲面精加工采用流線策略。選擇流線，在模型圖形中選擇加工面，結(jié)束選擇，系統(tǒng)彈出刀路曲面選擇界面，點擊曲面流線下曲面參數(shù)按鍵，進入曲面流線設(shè)置界面，設(shè)置方向切換下的相關(guān)參數(shù)，確定之后，選擇合適的刀具，進入曲面流線精修參數(shù)下設(shè)置切削控制、斷面方向控制參數(shù)及切削方向，即可生成刀路。點擊刀路轉(zhuǎn)換功能，進入轉(zhuǎn)換操作參數(shù)界面，可對加工特征刀路進行鏡像，平移，旋轉(zhuǎn)功能設(shè)置，刀路旋轉(zhuǎn)及實體仿真見圖4。

3.5 孔及螺紋加工

螺紋加工策略，點擊螺紋銑削，螺紋特征加工可通過內(nèi)螺紋及外螺紋進行切換選取，內(nèi)螺紋為螺孔特征，外螺紋為螺柱特征，加工內(nèi)螺紋選擇孔定義，選擇加工孔，通過右螺紋及左螺紋進行切換被加工螺孔是左旋還是右旋，可通過此參數(shù)進行切換選取，具體根據(jù)圖紙要求選用，內(nèi)螺紋銑削刀具須不于孔徑，否則會損壞螺紋刀具，外螺紋只要不干涉就不存此問題, 內(nèi)螺紋加工仿真見圖5(b)。

本次補充調(diào)查對象主要以種子植物為主，下一步將對蕨類植物進行收集整理。此外，受個人水平和時間所限，還有一些領(lǐng)域尚未涉足，如禾本科、莎草科、唇形科等，可以說保護區(qū)的植物資源相當豐富，還有很大的潛力可挖，期待同行專家前來考察指導(dǎo)。

孔加工選擇2D鉆孔策略，點擊鉆孔，彈出刀路孔定義，選擇加工孔，確定之后在2D刀路鉆孔界面，擇選與之匹配的刀具，設(shè)置相關(guān)參數(shù)即可。鉆孔順序可根據(jù)選擇孔的先后順序決定，也可以在排序參數(shù)里選擇適合加工特征排序方式，根據(jù)孔加工精度要求，決定是否采有鉸孔或外形銑削方式采用2D策略斜插方式，孔加工仿真見圖5(a)。

3.6 倒角加工

凸臺采用外形銑削方式2D策略，用于粗加工去余量或精加工側(cè)壁面。選擇開放或閉封輪廓線確定加工區(qū)域，通過切換補正方向參數(shù)來控制區(qū)域方向，根據(jù)輪廓尺寸選擇刀具，進/退刀設(shè)置為默認值。下刀點的位置也可根據(jù)實際需求進行設(shè)置，選擇幾何圖形，右擊串連起始點，有三個選擇方式，起始點向前移動，起始點向后移動，動態(tài)移動，常用的是動態(tài)移動方式，在圖形的任意位置點擊即可，生成刀路后便在點擊處下刀，操作非常方便簡單。

絕緣子涂層缺陷檢測研 究 …………………………………………………………………… 劉 雨，田立國（34）

3.7 刻字加工

單線文字刻字采用外形銑削策略，選擇外形銑削策略，進入線框串連選界面，選擇加工字體特征，選擇刀具，設(shè)置好刀具相關(guān)參數(shù)，選擇切削參數(shù)，以切削參數(shù)界面上將補正方式選擇為關(guān)，外形銑削方式選擇為2D，取消切削參數(shù)下進/退刀設(shè)置，其余采用系統(tǒng)默認參數(shù)即可。刀路及仿真見圖6。

型腔采用2D動態(tài)銑削策略：主要用于粗加工去余量，加工效率相當高，刀路軌跡成擺線方式，對刀具有一定的保護作用，提高刀具的使用壽命，選擇加工范圍輪廓線，若加工范圍內(nèi)有避讓范圍區(qū)域，則選擇避讓范圍輪廓線，根據(jù)加工區(qū)域選擇合適的刀具，設(shè)置好刀具相關(guān)切削參數(shù)，切削參數(shù)及進刀參數(shù)均采用系統(tǒng)默認參數(shù)，避讓范圍輪廓線可作為島嶼進行加工見圖2(a)，在切削參數(shù)里選擇軸向分層切削，勾選軸向分層切削，勾選使用島嶼深度，軟件自動檢測島嶼深度見圖2(b),勾選軸向分層切削里錐度斜壁，設(shè)置錐度角參數(shù)，腔壁或島嶼壁均可實現(xiàn)帶拔模角度。

空心雙鉤文字刻字采用木雕刻字策略，選擇木雕，進入線框串連選界面，選擇封閉串連的字體特征，選擇刀具，設(shè)置好刀具相關(guān)參數(shù)，選擇切削參數(shù)，進入粗切/精修參數(shù)界面，粗切分為4種方式，可根據(jù)加工實際要求選擇，切削圖形根據(jù)圖紙需求進行選擇，其余系統(tǒng)默認，刀路及仿真見圖7。

4 技巧及注意事項

1對機床進行試切，了解精度及剛性，便于選用加工策略及設(shè)置相關(guān)切削參數(shù)。

2程序后置處理預(yù)先設(shè)置相關(guān)參數(shù)：點擊機床、點擊控制定義、點擊圓弧，將圓心形式：XY平面、XZ平面、YZ平面設(shè)置為正負半徑，否則存在過切的風(fēng)險。

3有利于加工效率的前提下靈活運用技巧，可做輔助線或面來產(chǎn)生特征提高綜合能力。

（1）完善醫(yī)院成本核算體系及預(yù)算管理體系。我們要從財政部規(guī)范的政府成本核算體系和衛(wèi)生系統(tǒng)建立的全套醫(yī)院成本核算的實施方法出發(fā)，不斷完善醫(yī)院成本核算體系及預(yù)算管理體系，以保證醫(yī)院成本核算工作順利開展。此外，為了使醫(yī)院能夠做好發(fā)展規(guī)劃和醫(yī)療教學(xué)任務(wù)的安排，必須要加強醫(yī)院成本預(yù)算管理，為醫(yī)院財務(wù)工作的有效開展打好扎實基礎(chǔ)。

4 統(tǒng)籌安排注重細節(jié)，人機交互無懈可擊，盡可能利用好競賽過程中的所有時間。

5當加工要素受限制可改變刀具直徑的大，可調(diào)整特征尺寸大小來控制尺寸要求。

2.1.5 重復(fù)性考察 按照“2.1.4”項下分別制備Lut-SD和Lut-PC-SD供試品溶液，各6份。按照“2.1.1”項下色譜條件分別進樣，結(jié)果顯示Lut-SD峰面積的RSD為0.79%，Lut-PC-SD峰面積的RSD為0.62%。

5 結(jié)論

所有加工策略首次設(shè)置參數(shù)后均可默認繼承，為后序編程節(jié)省了時間，2D加工特點簡便高效，只需線性特征便可快速出加工刀路，3D加工又彌補了2D加工的不足，兩者相互交替融合，可高效完成競賽要求，通過實體仿真能及時反應(yīng)出加工狀態(tài)，為加工安全性提供有力保障，任意復(fù)雜的零件都由不同結(jié)構(gòu)特征組合而成，善于分解特征，結(jié)合特征合理運用加工策略，熟悉并靈活運用軟件，掌握加工技巧，在競賽中必然得心應(yīng)手。

[1]《東方汽輪機》(東方汽輪機)編輯部.

[2]馬志國.Mastercam2017數(shù)控加工編程應(yīng)用實例.機械工業(yè)出版社.2017.05.

[3][德]奧利菲.博爾克納.機械切削加工技術(shù).湖南科學(xué)技術(shù)出版社.2014.12.

[4]蘇宏志.數(shù)控加工刀具及選用技術(shù).機械工業(yè)出版社.2014.06.

[5]周敏.Mastercam數(shù)控加工自動編程經(jīng)典實例.機械工業(yè)出版社.2015.08.

[6]趙焰平. 機械加工技術(shù).機械工業(yè)出版社.2017.09.