基于Mastercam旋鈕凸模的數控加工

陳妙紅

中山市技師學院，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，選擇和設置合理加工參數，盡量提高加工效率，保證零件的加工精度，實現高效優質的數控加工。

關鍵詞 MasterCAM；旋鈕；凸模；數控加工

中圖分類號 TG659 文獻標識碼 A 文章編號 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控銑削。

1 旋鈕凸模的建模

旋鈕凸模的建模是實現其數控銑削的基礎，直接影響到數控加工的刀具路徑的設定和參數的合理化。下面介紹其建模過程。

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，輪廓結構復雜且高度落差較大，圓角過渡比較細小難加工。而作為凸模需要的表面粗糙度要求也相對較高，對數控加工要求較高。

1.2 建模分析

本文采用三維實體建模，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圓角部分。分別生成3個實體，再對實體進行布爾運算和導圓角過渡處理。建模思路：如圖2中的（a）擠出旋鈕實體（b）旋轉半球實體（c）布爾運算——交集（d）旋轉底盤實體，布爾運算——結合（e）實體導圓角。

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

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

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

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

5）實體布爾運算——結合：旋鈕凸模的球面實體和旋轉圓柱體采用實體布爾運算——結合，分別選圓柱體為目標主體，旋鈕凸模的球面實體作為工件主體，生成旋鈕凸模的球面實體如圖1（d）。

6）實體導圓角：旋鈕凸模的實體導圓角，接合處導圓角R2和實體表面導圓角R1。

2 旋鈕凸模的數控銑削

完成旋鈕凸模建模后，針對性其加工要求設定其數控銑削的加工工藝。下面談談旋鈕凸模的數控銑削

方法。

2.1 數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，對加工刀具及加工路徑都有一定限制。旋鈕凸模數控加工路徑如下：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 工作設定

依照建模輪廓并考慮工件的裝夾，現設定毛坯的大小為：50×50×27。并根據旋鈕凸模數控加工的要求，上面結構形狀比較復雜，加工方法比較繁多，確定對刀點在上表面。

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，節省加工時間。

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軸最大進給量1mm，采用平行環切切削的切削方式，由切削范圍外下刀，預留加工余量為0.3mm。

2.5 等高線精加工旋鈕凸模

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

2.6 平行銑削精加工實體曲面刀具路徑

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，刀具路徑的生成應注意以下幾點：1）生成的刀具路徑應滿足零件的精度和表面粗糙度要求；2）盡量走簡單的刀路，避免生成多余的刀具路徑 ，減少空程刀具路徑；3）合理設置公差以平衡加工精度，減少計算機對刀具路徑的算術運算和邏輯運算處理時間；4）正確設置有關輔助功能，如切削液的啟停、重要尺寸在加工中的檢測等。

2.7 操作管理

實體切削驗證，選擇刀具路徑→【執行后處理】，彈出“后處理程式”對話框→確定，彈出“輸出部分的NCI檔”對話框→選“是”， 彈出“請輸入要寫出的NCI檔名”對話框，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”對話框。選擇代碼存放位置，及文件名稱，提示是否創建該文件，“是”，系統默認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 數控加工

當所加工的程序生成并修改程序后，進行程序的傳送，在電腦上打開該程序、打開軟件→添加文件→找到已編好的程序導入→按“開始下載”→數控銑床接收后，在編輯方式程序輸入O××××查找→所找程序就顯示在數控銑床屏幕上。這樣就能完成旋鈕凸模的數控加工。

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

參考文獻

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