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第六講補(bǔ)充CAD/CAM一體化數(shù)控加工編程方法-MASTERCAM應(yīng)用

數(shù)控編程是CAM系統(tǒng)的一個(gè)十分重要的功能。以至于傳統(tǒng)上有時(shí)把CAM等同于計(jì)算機(jī)自動(dòng)數(shù)控編程。計(jì)算機(jī)自動(dòng)數(shù)控編程的方法有很多中,但目前使用最多的方法是CAD/CAM一體化系統(tǒng)數(shù)控編程。下面就以目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)均較為常見(jiàn)的MASTERCAM為例,介紹一下CAD/CAM一體化數(shù)控加工自動(dòng)編程。1第一節(jié)MASTERCAM系統(tǒng)簡(jiǎn)介Mastercam是美國(guó)CNCSoftware研制開發(fā)的CAD/CAM系統(tǒng)。包括美國(guó)在內(nèi)的各工業(yè)大國(guó)皆有采用。Mastercam為全球PC級(jí)CAM,全球銷售量第一名(CAM類,套數(shù)),是工業(yè)界及學(xué)校廣泛采用的CAD/CAM系統(tǒng)。在臺(tái)灣及中國(guó)大陸業(yè)界及教育單位廣泛使用。2一、三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)完整的曲線功能:可設(shè)計(jì)、編輯復(fù)雜的二維、三維空間曲線。還能生成方程曲線。尺寸標(biāo)注、注釋等也很方便。強(qiáng)大的曲面功能:采用NURBS、PARAMETRICS等數(shù)學(xué)模型,有十多種生成曲面方法。還具有曲面修剪、曲面間等(變)半徑導(dǎo)圓角、導(dǎo)角、曲面偏置、延伸等編輯功能。3實(shí)體功能:以PARASOLID為核心,導(dǎo)圓角、抽殼、布爾運(yùn)算、延伸、修剪等功能都很強(qiáng)。數(shù)據(jù)交換功能,可轉(zhuǎn)換的格式包括:

IGES、SAT(ACISSOLIDS)、DXF、CADL、VDA、STL、DWG、ASCII。并可讀取Parasolid、HPGL、CATIA、PRO/E、STEP等格式的數(shù)據(jù)文件。4二、銑床2D加工系統(tǒng)外形銑削:外形可以是空間的任意曲線。型腔加工:加工方式多達(dá)8種以上。提供清角及殘料加工功能??尚本€及螺旋式入刀、退刀。容許斜壁及不同高度、斜度的島嶼,可面銑島嶼。實(shí)體加工:在實(shí)體上自動(dòng)確定加工外形參數(shù)。5鉆孔、鏜孔、螺紋加工。可定義刀具庫(kù)、材料庫(kù)等??蓪?duì)刀具路徑作圖形編輯,可對(duì)NC、NCI作修改、平移、旋轉(zhuǎn)、放大、縮小等編輯??勺鰧?shí)體切削模擬。支持4軸加工??赏鞣NCNC控制器,DNC傳輸6三、銑床2.5D加工系統(tǒng)完整的銑床2D加工系統(tǒng)。刀具路徑可投影至斜面、圓錐面、球面及圓筒面。直紋曲面、掃描曲面、旋轉(zhuǎn)面加工方式。單一曲面的粗、精加工。具有程序過(guò)濾(Filter)功能。7四、銑床3D加工系統(tǒng)完整的銑床2D、2.5D加工系統(tǒng)。多重曲面的粗加工及精加工。等高線加工。環(huán)繞等距加工。平行式加工。放射狀加工。插拉刀方式加工。8投影加工。沿面加工。淺平面及陡斜面加工。G01可過(guò)濾為G02、G03并可程式過(guò)濾更平穩(wěn)。4軸、5軸加工:5軸側(cè)刃銑削、多曲面五軸端銑加工、5軸銑削曲面上的曲線、5軸鉆孔、4軸多曲面加工、沿曲面邊界五軸走刀。9五、車床、銑床復(fù)合系統(tǒng)精車、粗車、螺紋加工。徑向切槽加工。鉆孔、鏜孔。C軸加工??僧a(chǎn)生切削循環(huán)指令??勺远x刀具庫(kù)及材料庫(kù)。自動(dòng)計(jì)算刀具補(bǔ)正、過(guò)切偵測(cè)。10六、線切割、激光加工系統(tǒng)2--4軸上下異形加工。自動(dòng)、半自動(dòng)圖形對(duì)應(yīng)能力。自動(dòng)清角功能。無(wú)屑加工。支持各種CNC控制器。11第二節(jié)MASTERCAM系統(tǒng)的基本使用方法方法一、在系統(tǒng)中先進(jìn)行二維繪圖或三維建模,然后生成刀具路徑文件,再后置處理成數(shù)控代碼。方法二、導(dǎo)入其他CAD系統(tǒng)的二維圖形或三維文件,然后利用MASTERCAM系統(tǒng)中的CAM工具生成刀具路徑文件,再后置處理成數(shù)控代碼。具體使用步驟現(xiàn)場(chǎng)舉例,此處略去。12三節(jié)MASTERCAM系統(tǒng)

車削自動(dòng)編程一、系統(tǒng)的強(qiáng)大的車削編程功能:智能化的內(nèi)、外圓粗車功能。在粗車內(nèi)、外圓時(shí),還可用邊界線(OuterBoundary)限定走刀區(qū)域。優(yōu)化后的端面車功能,同時(shí)包含了粗車端面和精車端面走刀。13一、系統(tǒng)的強(qiáng)大的車削編程功能··粗車有兩種走刀方式:往復(fù)走刀(Zigzag)和單向走刀(OneWay)??删囃廨喞?。粗、精車內(nèi)外輪廓時(shí),可先車內(nèi)外圓,然后再車凹槽或凹形。完整的螺紋加工功能。包括多頭螺紋加工功能、螺紋查表功能以及螺紋直徑自動(dòng)計(jì)算功能??裳厝我唤嵌溶嚒㈣弿较虿?。14一、系統(tǒng)的強(qiáng)大的車削編程功能···用一個(gè)點(diǎn)或多個(gè)點(diǎn)即可定義待加工的槽,無(wú)需構(gòu)造槽的幾何形狀。加工槽時(shí),槽深、槽寬、槽側(cè)面傾角、槽底圓角半徑及槽頂?shù)菇堑亩x十分方便。具有鏜孔、鉆孔功能。還可用多個(gè)點(diǎn)定義走刀路徑。具有自動(dòng)干涉檢測(cè)功能,可防止刀具前面、后面與零件干渉。15一、系統(tǒng)的強(qiáng)大的車削編程功能····在粗加工、精加工、切槽和陣列(PattenRepeating)加工中,支持固定循環(huán)和子程序??啥x進(jìn)、退刀矢量,以控制刀具進(jìn)入切削、退出切削的方式。16二、Mastercam車削加工的幾種走刀方式粗車:用外輪廓限定走刀區(qū)域粗車:走刀方向與主軸垂直17粗車:走刀方向與主軸平行粗車內(nèi)圓二、Mastercam車削加工的幾種走刀方式18精車外圓切端面槽二、Mastercam車削加工的幾種走刀方式19多段輪廓的精加工加工帶多個(gè)角的槽二、Mastercam車削加工的幾種走刀方式20切槽:切后零件表面臺(tái)階切槽:切后零件表面無(wú)臺(tái)二、Mastercam車削加工的幾種走刀方式21快速螺紋加工車銑復(fù)合加工二、Mastercam車削加工的幾種走刀方式22三、車削自動(dòng)編程的方法與步驟1、畫或引入工件輪廓線2、生成刀具路徑3、進(jìn)行加工模擬,檢驗(yàn)刀具路徑的正確性4、對(duì)刀具路徑進(jìn)行后置處理生成數(shù)控代碼5、檢查、修改數(shù)控代碼23第四節(jié)MASTERCAM系統(tǒng)多軸銑削與曲面加工自動(dòng)編程一、型腔銑、輪廓銑和點(diǎn)位加工能力簡(jiǎn)介Mastercam能加工非常復(fù)雜的2D、2.5D零件,也能加工簡(jiǎn)單的2D、2.5D零件。它提供了數(shù)控加工所需的所有工具,可迅速編制出優(yōu)質(zhì)可靠的數(shù)控程序。24型腔銑削的走刀方式很豐富,包括:ZigZag、OneWay、TrueSpiral、ConstantOverlap和MorphPocketing。加工型腔時(shí)的入刀方法很多。除了常用的入刀方法外,還可以選擇更為高級(jí)的入刀方法,如螺旋型或Z字型入刀。使刀具沿著螺旋型或Z字型路徑漸進(jìn)地切入型腔,避免刀具受損或在型腔腹部留下切削痕跡。型腔銑削還具有清角(ClearCorner)和ConstantOverlap等多種特性。利用它們,可以清除刀具在刀路轉(zhuǎn)角處殘留的余量。25利用Mastercam的窗選或多邊形窗選方法,可以一次選擇所要加工的所有鉆孔位置、輪廓和型腔(包括相互嵌套的型腔),十分方便。對(duì)型腔的內(nèi)壁或型腔內(nèi)孤島的側(cè)壁,可以設(shè)置不同的拔模斜度,然后按設(shè)置要求計(jì)算刀具路徑。孤島清面功能(IslandFacing)可清除型腔內(nèi)各孤島頂部多余的材料。在精銑型腔和輪廓時(shí),入刀路徑和退刀路徑可分開設(shè)置。銑削輪廓時(shí),在加工參數(shù)列表中可以同時(shí)設(shè)置多次粗加工走刀,多次精加工走刀和多次Z向深度進(jìn)給。26二、曲面粗加工功能簡(jiǎn)介在數(shù)控加工中,提高粗加工的速度和效率很重要。Mastercam提供了多種先進(jìn)的粗加工技術(shù),以提高零件加工的效率和質(zhì)量。例如,Mastercam有以下先進(jìn)的粗加工走刀方法:

Z向深度進(jìn)給確定,刀具以輪廓或型腔銑削的走刀方式粗加工多曲面零件。27平行走刀或輻射走刀粗加工零件。在這種走刀方法中,通過(guò)控制刀具的Z向運(yùn)動(dòng)(+Z或-Z方向),可以控制刀具切入或退出曲面凹坑時(shí)的方式。即控制刀具沿著曲面陡壁切入\退出,或直接切入\退出。對(duì)于某些特別的粗加工,可把2D刀具路徑投影在多曲面的零件模型上,產(chǎn)生粗加工零件的3D刀具路徑。28三、曲面精加工簡(jiǎn)介Mastercam有豐富的曲面精加工功能,可以從中選擇最好的方法,加工最復(fù)雜的零件,包括:平行走刀精加工(ParallelFinishing)刀具沿著相互平行的方向銑削零件,可產(chǎn)生精練的數(shù)控銑削程序,這種方法適用于銑削表面形狀凸起的零件。29Mastercam能用多種方法控制精銑后零件表面的光潔度。其中,用弦差控制加工誤差,刀路間距控制刀具路徑密度的方法加工的零件,其表面光潔度無(wú)論在平緩處還是在陡斜處,都是一致的。輻射走刀精加工(RadialFinishing)刀具由零件上任一點(diǎn),沿著向四周散發(fā)的路徑加工零件。這種走刀方法適合于加工高度比寬度小的零件。30投影加工(ProjectFinishing)把2D圖形或刀具路徑投影在零件幾何模型上,產(chǎn)生零件的3D精加工走刀路徑。流線走刀精加工(FlowlineFinishing)刀具沿曲面形狀的自然走向產(chǎn)生刀具路徑。用這樣的刀具路徑加工出的零件更光滑。直紋面加工(RuledToolpath)Mastercam還提供多種加工直紋面的特別方法。31四、曲面修整加工(SurfaceClearupMachining)簡(jiǎn)介零件經(jīng)粗加工后,表面仍殘留有未除去的材料。若用手工修整,需要花很多的時(shí)間和精力。Mastercam能自動(dòng)清除零件表面的剩余材料,使被加工零件的表面更加光滑。具體情況如下:

Mastercam能自動(dòng)識(shí)別零件表面有待進(jìn)一步加工的區(qū)域,自動(dòng)選擇合適的刀具進(jìn)行修正。32Mastercam

的清根功能(PencilTracing)使刀具沿多個(gè)曲面的交線走刀,銑削曲面交接處很難切削到的區(qū)域。Mastercam可根據(jù)用戶設(shè)置,只加工零件表面上斜率在規(guī)定范圍內(nèi)的區(qū)域。33五、MASTERCAM中提高曲面加工效率的方法可用邊界線和檢查面限制曲面粗加工和精加工的加工區(qū)域。只生成零件上待加工區(qū)域的數(shù)控程序,提高走刀效率。加工表面有多個(gè)凹坑的零件時(shí),可以選擇兩種不同的走刀順序。逐個(gè)凹坑加工:加工完一個(gè)凹坑后,再加工另一個(gè)凹坑,直到加工完所有的凹坑。同時(shí)加工:在給定的Z向深度,加工所有的凹坑,然后增加Z向深度,再加工所有的凹坑,直致Z向進(jìn)給結(jié)束。34通常,復(fù)雜曲面刀具路徑的計(jì)算需花很長(zhǎng)時(shí)間,Mastercam的批處理功能可幫助解決等待的煩惱。在設(shè)置好加工參數(shù)及加工條件后,批處理功能自動(dòng)執(zhí)行計(jì)算命令,無(wú)需干預(yù)。為編程人員節(jié)省了大量寶貴時(shí)間。Mastercam的刀路編輯功能,可以同時(shí)用多條邊界修剪刀具路徑。35六、MASTERCAM中提高加工過(guò)程中走刀速度的方法沿切向入刀或退刀。型腔銑削時(shí),能使銑刀在相鄰兩條走刀路徑之間光滑過(guò)渡??筛?/p>

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