Mastercam軟件在數控加工中的應用

方 鵬，黃焰霄

(樂山職業技術學院，四川 樂山 614099)

數控車床適合加工軸類、套類等回轉類工件。對于含有橢圓、非曲線的弧形零件的加工，采用手工編程的方法存在難度，容易造成錯誤；使用宏程序，因涉及很多變量和相應的語言結構，對從業人員專業素養要求較高；采用自動編程，既可提高編程效率又可提高加工品質。因此，數控車床自動編程軟件在非圓曲線零件加工中被廣泛應用，其中的Mastercam數控車自動編程軟件，集二維繪圖、三維實體造型、曲面設計、體素拼合、數控編程、刀具路徑模擬及真實感模擬等多種功能于一身，并且其通用的后置處理模塊可以滿足各種機床的代碼格式。

筆者將通過一個復雜非圓曲線零件——酒杯零件(如圖1所示)的數控編程，來介紹Mastercam數控車自動編程技術的具體應用。

文中使用的數控車床系統是廣州數控GSK980TDI數控系統。

1 酒杯零件的工藝分析

1.1 加工零件圖(見圖1)

圖1 零件

零件的外輪廓是由外圓、圓弧、橢圓組成。如果利用宏程序編程既復雜又容易出錯。Mastercam數控車軟件能夠自動計算生成加工所需程序，避免出現加工錯誤以及安全事故。

1.2 確定毛坯及裝夾方式

根據加工零件圖進行圖樣分析選擇毛坯為Φ50 mm× 150mm的圓棒料，材料為鋁棒。該零件為實心軸類零件，故使用常用的三爪自定心卡盤夾緊工件即可，伸出長度為110mm(要預留切刀長度)，以工件的右端建立工件坐標系。

1.3 確定刀具及切削用量

根據零件的尺寸加工要求選用裝夾方便的夾固式可轉位車刀，分別選用MVJNR2020K16外圓車刀、MGEHR2020-30切斷車刀，加工工藝如表1所示。

2 零件加工

2.1 繪制零件的圖形草圖

毛坯設置利用Mastercam數控車軟件進行編程加工之前必須按零件尺寸要求繪制Mastercam加工草圖輪廓線。零件圖形繪圖功能利用直線、圓弧、橢圓命令，繪出零件圖形，標注出總長尺寸，防止加工不到位，然后就可以進行輪廓線的裁剪等內容，最后畫出毛坯輪廓線即可(見圖2)。

2.2 粗車切削參數設定

按照工藝要求，進行先粗后半精最后精加工的加工原則進行參數設置，設置粗車參數如圖3所示。背吃刀量為1 mm，X預留量為0.1mm、Z預留量為0.1mm，深度切削為等距，進入延伸量為2.5mm，切削方式為單向，刀具補正方式為電腦，在切入設置中進入向量45°，切出向量45°，延長結束外形線有5mm，切削參數定義主軸轉速500r/min，進給速率0.15mm /r，下刀速率為0.25mm/r，刀片選擇VNMG200408。

2.3 精車參數設定

為了更好地保證尺寸精度和表面粗糙度，一般在粗車前就預留刀補0.5mm，再分為半精車和精車兩部分完成。在半精車加工后測量工件直徑，工件實際尺寸和理論尺寸相對比，再在機床刀補界面里面修改預留刀具磨損量后，再進行第二次精車。設置精車參數如圖4所示。精車步進量為2mm，刀具補正方式為電腦，在切入設置中進入向量45°，切出向量45°，延長結束外形線有3mm，切削參數定義主軸轉速為900m/min，進給速率0.12mm /r，刀片不變。

圖5 后處理參數

2.4 鉆孔和切斷加工參數設定(略)

2.5 后置代碼生成處理

Mastercam數控車軟件所產生的刀具軌跡，由于該軟件的后處理模塊比較強大，以致通用性比較強，使其可以滿足各種常用數控系統機床的代碼格式，并可對生成的加工代碼進行校驗及加工仿真、編輯和修改，并生成能夠識別不同數控系統的G代碼。以廣州數控GSK980TDI系統為例，如圖5所示。

2.6 Mastercam模擬加工及產品

利用Mastercam自帶的刀路模擬功能校驗刀具加工驗證，發現程序問題并修改，經過加工工藝路線的模擬和實際加工操作，零件刀路模擬和酒杯零件加工實物如圖6所示。

圖6 零件模擬加工路線圖和酒杯零件加工實物

3 結束語

以橢圓與圓弧連接零件為例，通過對零件圖的分析，制定出合理的加工工藝，熟悉自動編程軟件在數控車床上的運用，充分發揮Mastercam數控車軟件的編程優勢，減少手工編程的復雜節點的計算量、循環指令的各個G代碼的記憶、加工事故的發生，縮短編程時間，提高生產效率。