MasterCAM在线切割上下异形零件中的应用--《制造技术与机床》2007年11期
MasterCAM在线切割上下异形零件中的应用
【摘要】：在电火花线切割机床上加工上下异形零件是特种加工中的一项关键技术,MasterCAM是数控加工领域广泛使用的CAD/CAM软件。通过一个典型的加工实例,在探讨零件的加工原理和加工工艺的基础上,从零件的造型和CNC加工两个方面详细阐述了该软件的应用方法与技巧。使用该软件进行自动编程,能有效提高上下异形零件的加工精度和加工效率。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TG484【正文快照】：
随着模具制造业的不断发展,电火花线切割技术以其特有的加工优势,早已成为先进制造技术的一个重要组成部分,它特别适合加工难切削材料、微细零件、刀具、模具,以及其他一些具有复杂型面的特殊零件等,并且加工精度高,表面质量好。上下异形零件的加工是电火花线切割加工的难点
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MasterCAM软件在数控加工中的应用研究50
2010年1月第38卷第2期；机床与液压；MACHINETOOL&HYDRAULI；Jan12010；Vol138No12；DOI:10.3969/j1issn11001-；MasterCAM软件在数控加工中的应用研究；汪玉平,王立新,刘德平；(11安阳鑫盛机床股份有限公司,河南安阳4550；31郑州大学机电一体化研究所,河南郑州45000；摘要:M
2010年1月第38卷第2期机床与液压MACHINETOOL&HYDRAULICSJan12010Vol138No12DOI:10.3969/j1issnMasterCAM软件在数控加工中的应用研究汪玉平,王立新,刘德平123(11安阳鑫盛机床股份有限公司,河南安阳安阳工学院机械系,河南安阳455000;31郑州大学机电一体化研究所,河南郑州450001)摘要:MasterCAM软件是数控领域广泛使用的CAD/CAM软件。MasterCAM软件进行数控编程和加工的流程和步骤,首先分析零件图形,求,设置数控加工参数,生成及校验刀具轨迹,,控加工。关键词:数控加工;MasterCAM;后置处理中图分类号:TP391　　文献标识码::--3sterCAMinNCMachiningYuping,WANGLixin,LIUDepingXinshengMachineToolCo1,Ltd1,AnyangHenan455000,C21DepartmentofMechanicalEngineering,AnyangInstituteofTechnology,AnyangHenan455000,C31InstituteofMechatronics,ZhengzhouUniversity,ZhengzhouHenan450001,China)Abstract:MasterCAMispopularinNCfield.ThestepsandflowthathowtouseMasterCAMinNCmachiningwerediscussed.PartdraftswereanalyzedandcomputermodelswerebuiltinCADtechnique.NCmachiningparametersweresetinaccordancewithmachiningprocess.Toolpathswereproducedandchecked,afterconfirmingthetoolspath,practicalNCcodeswerepostprocessed.AnexamplewasgiventoverifytheefficiencyofNCmachining.Keywords:NCMasterCAM;Postprocessing123　　数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物,数控技术是先进制造技术的基础技术和共性技术。随着国内数控机床用量的剧增,熟练掌握现代数控机床编程、操作是数控技术发展的需要,数控编程技术的发展已经到了计算机辅助设计和制造的自动化时代。CAD/CAM系统的出现,有力地推动了编程技术的发展,使数控机床的加工领域和范围不断扩大。产品多样化、复杂化和精密化设计加工的要求,使得功能强大的CAD/CAM系统得到广泛的应用。目前普遍使用的专业CAD/CAM软件有Unigraphics、Pro/ENGINEER、Cimatron、Mas2terCAM、SolidWorks等。MasterCAM系统把计算机辅助设计和制造功能有机地结合起来,从图形绘制到编制加工轨迹,再通过后置处理转化为数控机床能识别的加工程序,输入到数控机床上完成零件的加工,使设计、绘图更容易更方便。由于其优良的设计及加工功能,被广泛地应用于机械、电子、航空等领域。1　MasterCAM简介CAD部分主要由Design模块来实现,它具有完整的曲线曲面功能,不仅可以设计和编辑二维、三维空间曲线,还可以生成方程曲线/曲面,并能灵活地进行编辑。CAM部分主要由Mill、Lathe和Wire3大模块来实现,各模块都包含有完整的CAD系统,其中Mill模块可以用来生成铣削加工刀具路径,并能进行外形铣削、型腔加工、钻孔加工、曲面加工以及多轴加工等的模拟;Lathe模块可以用来生成车削加工刀具路径,并可进行粗/精车、切槽及车螺纹的加工模拟;Wire模块用来生成线切割激光加工路径,能高效地编制出任意线切割加工程序。MasterCAM最新发行的MasterCAMX对四轴、五轴和多轴功能做了一步大幅提升,包括四轴、五轴曲面加工和多轴刀具路径,可以直接读取其他CAD文档,包含DXF、DWG、IGES、VDA、SAT、Parasolid、SolidEdge、SolidWorks[1]及STEP文件。收稿日期:基金项目:河南省教育厅自然科学基金项目()作者简介:汪玉平(1965―),男,高级工程师,主要从事数控机床研究与开发。电话:,。E-mail:liudeping66@1631com,ayxswyp@1631com。?4?机床与液压[4]第38卷2　MasterCAM数控加工的基本步骤MasterCAM开发平台下数控加工的主要流程如图1所示。时间最少。针对图2的零件图形,确定加工顺序为首先加工最外围24个孔,而后加工内部6个孔,然后加工6个螺纹孔,最后加工槽孔。214　生成刀具轨迹在生成刀具轨迹时,首先要选择加工对象,再选择合适的走刀路径,对应不同形状、材料的零件,选用不同的刀具材料、类型等,选择合适的加工参数,以便于进行高效率的加工。Master、钻孔、Y方向联动。复杂的实X、Y、Z3个方向的运MasterCAM自带多种刀具库,也可由用户添加自定义刀具。根据所选择的刀具和加工参数,该软件将自动生成所需的刀具轨迹。刀具轨迹生成后,可以将刀具轨迹显示出来。加工后的刀具轨迹如图3―6所示。211　当准备加工某零件时,首先要对该零件的图形进行分析,即对零件结构的合理性和加工的可行性等进行分析。通过零件图样的分析选择确定进行数控加工的部分。212　建立加工模型建立零件加工模型就是对零件进行几何造型。几何造型的方法包括二维线框、三维线框、曲面、三维实体等。MasterCAM三维实体造型技术的特征式设计、参数化设计适合于各类结构复杂的零部件及产品设计。其设计思路适合于数控加工的要求,结构性好,加工操作简单。同时,系统具备功能强大的逆向工程子系统和通用数据接口,能够满足各种行业[2-3]的数控加工需要。图2　盘类零件实体模型图2为盘类零件实体模型。213　确定加工工艺零件模型完成后,需要结合加工表面的特点和数控设备的功能对零件进行数控加工的工艺设计。工艺设计主要包括正确划分工序、确定工艺路线、合理安排加工顺序、正确选择对刀点和换刀点的位置、确定零件安装方法、选择刀具及切削用量等。由于零件复杂多样,轮廓外形的形状各不相同,毛坯材料、大小不尽相同,数控加工中的工艺设计决定了数控机床的使用效率、零件的加工质量、刀具数量和经济性等问题。应尽量做到工序集中,工艺路线最短,机床辅助215　刀具轨迹验证在刀具轨迹生成之后,需要进行一定的刀具轨迹仿真,以验证刀具轨迹的合理性。MasterCAM自身具有刀具轨迹验证功能,刀具轨迹验证功能可以减少或避免过切、干涉与碰撞等现象的发生。216　后置处理系统自动生成的刀具轨迹是以一种标准的刀位轨[5]迹文件即NCI文件的形式保存在计算机中。Master2CAM系统自带了国际上常用的数控系统的后处理程序,还可以扩充以便适应各种不同的数控系统。其后第2期汪玉平等:MasterCAM软件在数控加工中的应用研究　　　?5?处理程序支持铣削、车削、线切割、激光加工以及多轴加工。外围25个孔的加工程序:%O0000(PROGRAMNAME2PART1OUTM)(DATE=DD2MM2YYTIME=HH:MM209:13)N100G21N102G0G17G40G49G80G90(41DRILLTOOL21DIA1OFF121LEN121DIAM6N106G0G90X01YG43H1Z101N110G1Z271N114XG1Z271①主轴上装入中心指示器。②进入手动模式并把屏幕切换到机床坐标显示状态。③手动慢速使中心指示器靠工件左、右侧面,分别找坐标X1、X2并记录其值,如图7所示。7　X坐标值的测量=(X1+X2)/2。,分别找出坐标Y1、Y2并记录其值,如图8所示。……最内部6个孔的加工程序:%O0000(PROGRAMNAME2PART1INHOLE)(DATE=DD2MM2YYTIME=HH:MM209:14)N100G21N102G0G17G40G49G80G90(41DRILLTOOL21DIA1OFF121LEN121DIAM6N106G0G90X01YM3N108G43H1Z101N110G1Z271F201N112G0Z101N114X15N116G1Z271图8　工件坐标系原点Y坐标值的测量⑥计算Y=(Y1+Y2)/2。(2)工件坐标系原点Z坐标值的测量①将刀库中的基准刀调入主轴。②利用MDI方式,使其刀具长度补偿有效。③进入手动模式,屏幕切换至机床坐标显示状态。④手动慢速移动Z轴使刀具接触工件编程原点表面,如图9所示。……217　加工代码输出经MasterCAM后置处理生成的加工程序,可以通过RS232口输入机床,或通过DNC直接加工。首次加工零件时可以试加工以进一步修改加工程序,并对实际加工中出现的问题进行处理。3　工件坐标系的设定工件在安装找正后,必须正确的测出工件坐标系原点在机床坐标系中的位置(坐标值)并输入到系统内存,便于在加工中用G54、G55、G56、G57等[6]原点偏置调用指令进行调用。(1)工件坐标系原点X、Y坐标值的测量图9　Z轴坐标的测量⑤记录机床坐标系Z轴坐标数值。在上述生成的程序中加入对应的G54、G55、G56、G57等原点偏置调用指令,则可以完成相应部分的加工。4　结束语数控编程技术的发展已经到了计算机辅助设计和制造的自动化时代,CAD/CAM系统的出现,有力地推动了编程技术的发展,使数控机床的加工领域和范围不断扩大,功能强大的CAD/CAM系统得到广泛的(下转第8页)?8?机床与液压第38卷挥作用。在启动时,主轴13转速逐渐上升,重物4所受离心力增大,通过连杆、铰链施于动环3向右的力亦随之增大,动环3与静环1之间的相互作用力逐渐减小,接触式密封的密封效果逐渐减弱,直至主轴14转速达到一定转速时,动环3与静环1完全脱离,接触式密封阶段结束。螺旋密封14随主轴13转速的上升,密封能力增强。低速范围内由螺旋密封14和动环3与静环1间的接触式密封共同实现主轴13的密封,随主轴13转速升高螺旋密封14逐渐取代动环3与静环1间接触式密封的主导地位,直到动环3、静环1完全脱离,完全由螺旋密封14进行密封。停车时,密封过程与启动时相反。轴承端盖5侧的密封为迷宫密封,密封环6通过螺钉固定在主轴13上,通过密封环7实现与主轴14间的静密封,密封环6与轴承端盖5形成迷宫密封。可以通过调节弹簧弹力以调节动环3与静环1间的相互作用力,使得接触式密封与非接触式密封更加有机的结合在一起,从而在主轴14漏量、图5　具有动静密封结构的超高速主轴密封结构图4　结论分析和研究了国内外高速主轴的密封技术的优缺点,设计了一种能用于发电用木粉粉碎机高速主轴的具有动静密封结构的组合螺旋密封结构,该密封采用静密封和动密封、接触密封和非接触密封有机结合的方法,具有与主轴连接的动环和与壳体连接的静环,以接触式密封实现静密封和低速密封,主轴与青铜静置套筒间的螺旋密封实现超高速密封,较好地实现了使泄漏量降到最低,又能有效地阻止木粉颗粒的进入,确保了轴承的使用寿命,延长了整机的检修时间。参考文献:(上接第5页)应用。随着我国加工制造业的迅猛发展,数控加工技[7]术得到空前广泛的应用。Mastercam系统把计算机辅助设计和制造功能有机地结合起来,从图形绘制到编制加工轨迹,再通过后置处理转化为数控机床能识别的加工程序,输入到数控机床上完成零件的加工等,使设计、绘图更容易更方便,编制加工程序更快更准确,能够满足现代产品多样化、复杂化和精密化设计加工的要求,应用前景十分广阔。参考文献:【1】姬振营,舒志兵,张晓.基于MasterCAM软件的数控加工[J].机床与液压,):84-86.【1】曹玉珍,张壁光,赵广杰,等.木质生物质在能源方面的开发与利用[J]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毕业设计（论文）-MASTERCAM用于实体建模和数控加工研讨
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内容提示：MasrerCAM是CAD/CAM系列软件中用得较多，适用面较广的一款优秀软件。因为它的出色，人们开始在现代化的工业生产中越来越多的使用到它来进行产品的设计和开发。该软件拥有不错的实体建模设计能力和强大的数控加工编程能力，同时该软件还有较高的性价比、使用操作灵活简便、对系统最低运行要求较低等等优点。本文是通过我在对MasterCAM软件的应用进行了较系统的研究学习的基础上，利用MasterCAM对几个实体建模的例子进行创建从而对MasterCAM的实体建模功能进行了研讨，并且通过对典型零件的加工工艺的分析，研究了MasterCAM的数控加工功能。同时也针对MasterCAM与其他CAD/CAM软件间的图形互换功能进行了一定的研究。
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