淺談Master CAM在機械加工中的應用

童 歡

（合肥波林新材料股份有限公司，安徽 合肥 230000）

隨著數控技術廣泛應用于機械加工行業，越來越多的繪圖及編程軟件被使用，像AUTO CAD、Master CAM、Pro/E、UG、SolidWorks 等CAD/CAM 軟件在機械加工行業的應用比較廣泛而普遍，目前計算機輔助設計和制造（CAD/CAM）技術已經逐步成熟。在拿到一個零件圖紙時，需要通過CAM編程軟件，建立產品的二維圖形或三維幾何實體模型，通過對零件分析，確定加工工藝，然后利用CAM 編程生成加工軌跡，最后通過所生成的數控程序，導入數控機床里，實現零件機械加工。CAM 編程技術替代了早期的手動編程，大大縮短了數控編程的時間，而且提高了編程質量，降低程序的出錯率等，這一技術與數控加工的完美結合不僅縮短了生產周期，還提高了產品質量，有效地提高了機械加工業的生產效率。因此，如何將CAM 技術有效地應用到機械加工中，已成為現代加工制造行業所關注的焦點。

1 機械加工中的CAM 工藝流程

機械加工中的CAM 工藝流程：①基準面先加工原則。用作基準的表面應該優先加工出來，基準的表面越精細，裝夾誤差就越小。②粗加工先加工原則。用粗銑刀將毛坯的大部分余量先切除，留給精加工工藝范圍內需要到余量即可。③加工零件上的各類槽、型腔及孔。④精加工。通過對刀具、參數的合理選擇，確保精工尺寸合格。⑤去毛刺。在加工的最后一步進行去毛刺工序，提升零件品質。

2 CAM 技術在機械加工中的具體應用

2.1 零件圖紙的繪制

首先用CAD 技術繪制加工零件的圖紙（包含二維平面圖紙、三維幾何空間圖紙），然后根據繪制完成的圖紙對加工零件進行加工工藝分析，確定合理的加工走刀路徑，最后根據加工工藝選擇合理的加工設備與加工刀具。

2.2 編程原點的選擇原則

當圖紙已經繪制完成后，需要做的是確定編程原點。編程原點是根據零件的圖紙及加工工藝要求選定的編程坐標系的原點，確定編程原點的原則一般是盡量選擇在零件的設計基準或工藝基準上，方便設計程序與尋找機床原點的原則。零件加工的程序設計都是依據此編程原點展開，且數控機床的實際程序運行軌跡也是以此編程原點為基準。

2.3 通過CAM 軟件確定實際編程步驟

實際編程步驟包括：選擇加工刀路，選擇走刀路徑，選擇合適刀具，確定切削參數，確定連接參數，具體如下。

2.3.1 選擇加工刀路

確定了編程原點后，要確定機械零件的加工刀路，有外形銑削、鉆孔、挖槽、平面銑、2D 高速加工等，需要根據產品的機械零件的難易程度來選擇二維或三維的加工方法。 在明確加工方式的同時，確定此加工方式所需的刀具，及相對應的切削參數，下面步驟將根據外形銑削的相關步驟展開介紹。

2.3.2 選擇走刀路徑

在刀路選擇后會出現一個對話框，用來選擇所需加工零件的具體走刀路徑，CAM 將會根據此路徑的選擇生產所需的加工程序。

2.3.3 選擇合適刀具

確定走刀路徑后，需要確定該走刀路徑所需的刀具，首先選擇刀具的名稱，有立銑、鉆頭、倒角刀等；然后確定所選刀具的直徑；再確定該刀具的刀具編號、刀長號、刀補號；最后再確定該刀具所需的加工參數，即轉速、進給、下刀、抬刀速率。

2.3.4 確定切削參數

刀具選擇后，需要根據機械零件的圖紙來確定切削參數，此步驟包括：①補正類型。計算機、控制器、磨損、反向磨損、關。②補正方向。①②兩個步驟是確定零件加工方 式是按中心線加工還是輪廓加工，以及是否有刀具半徑補償。③深度切削參數選擇。此項選擇僅限于深度（Z向），對于一些深度較深的零件需要通過分層銑削來達到加工效果的。④切入/切出選擇。根據實際加工情況選擇，選擇切入/切出的好處是避免接刀及避免刀具從工件上下刀。⑤分層銑削。該選項與上面的深度切削是有區別的，此項選擇是關于X、Y向的分層銑削，其目的也是通過分層銑削來達到加工效果的。

2.3.5 確定連接參數

切削參數確定后，根據機械零件的圖紙的要求確定連接參數，即加工參數。

具體包括：①安全高度。避免Z向下刀直接下到工件表面或以下，防止撞刀。②參考高度。一般使用了安全高度，就可以不選擇此項。③進給下刀位置。此項選擇的目的是在工件表面的一定位置以一個進給速度下刀，避免直接G0 快速下刀，下刀工件表面導致撞刀。④毛坯表面。⑤深度選擇。此項選擇的深度則是機械零件所需加工的深度。

2.4 刀路模擬

根據圖紙完成所有的刀路后，可以通過CAM 自身的一個刀路模擬功能，來確定走刀路徑是否正確，而且在模擬過程中可以計算出零件加工所需的加工時間，為生產安排與準備提供了方便。

2.5 生成加工程序

在刀路模擬結束后，對于走刀路徑沒有問題的，則可以生成數控加工程序，將此程序導入到機床里，按數控機床加工的操作步驟就可以實現零件的加工。

3 結束語

綜上所述，現代機械工業的快速發展，成為現代信息技術與傳統機械設計制造技術相結合的一個典型范例，是先進制造技術的一個重要組成部分，它廣泛應用于產品設計和機械制造中，使用CAD/CAM 系統產生機床的數控加工程序可以替代傳統的手工編程，運用CAD/CAM 進行零件的設計和加工制造，可以縮短企業產品開發周期，改善產品質量，從而提高產品的市場競爭力。