【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 業(yè)的使用，并受到好評(píng)，不但降低了投入成本，而且 提高了經(jīng)濟(jì)效益。 Mastrecam 制造工程師數(shù)編程系統(tǒng)，現(xiàn)正在一個(gè)更高的起點(diǎn)上騰飛。 （國(guó)產(chǎn) CAD/CAM 軟件 ） 11 利用 Mastrecam 制造工程師 CAD/CAM 系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)編程的基本步驟 12 CAM 系統(tǒng)的編程基本步驟如下： 理解二維圖紙或其它的模型數(shù)據(jù) 建立加工模型或通過(guò)數(shù)據(jù)接口讀入 確定加工工藝（裝卡、刀具等） 生成刀具軌跡 加工仿真 后期處理生成 NC 代碼 輸出加工代碼 現(xiàn)在分別予以說(shuō)明。 加工工藝的確定 加工工藝的確定目前主要依靠 人工進(jìn)行，其主要內(nèi)容有： 核準(zhǔn)加工零件的尺寸、公差和精度要求 確定裝夾位置 選擇刀具 確定加工路線(xiàn) 選定工藝參數(shù) 加工模型建立 利用 CAM系統(tǒng)提供的圖形生成和編輯功能將零件的被加工部位繪制計(jì)算機(jī)屏幕上。作為計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成刀具軌跡的依據(jù)。 加工模型的建立是通過(guò)人機(jī)交互方式進(jìn)行的。被加工零件一般用工程圖的形式表達(dá)在圖紙上，用戶(hù)可根據(jù)圖紙建立三維加工模型。針對(duì)這種需求， CAM 系統(tǒng)應(yīng)提供強(qiáng)大幾何建模功能，不僅應(yīng)能生成常用的直線(xiàn)和圓弧，還應(yīng)提供復(fù)雜的樣條曲線(xiàn)、組合曲線(xiàn)、各種規(guī)則的和不 規(guī)則的曲面等的造型方法，并提供種過(guò)渡、裁剪、幾何變換等編輯手段。 被加工零件數(shù)據(jù)也可能由其他 CAD/CAM 系統(tǒng)傳入，因此 CAM 系統(tǒng)針對(duì)此 13 類(lèi)需求應(yīng)提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，如 DXF、 IGES、 STEP 等。由于分工越來(lái)越細(xì)，企業(yè)之間的協(xié)作越來(lái)越頻繁，這種形式目前越來(lái)越普遍。 被加工零件的外形不可能是由測(cè)量機(jī)測(cè)量得到，針對(duì)此類(lèi)的需求， CAM 系統(tǒng)應(yīng)提供讀入測(cè)量數(shù)據(jù)的功能，按一定的格式給出的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動(dòng)生成零件的外形曲面。 刀具軌跡生成 建立了加工模型后，即可利用 Mastercam 制造工程師系統(tǒng)提供的多種形 式的刀具軌跡生成功能進(jìn)行數(shù)控編程。 Mastercam 制造工程師中提供了十余種加工軌跡生成的方法。用戶(hù)可以根據(jù)所要加工工件的形狀特點(diǎn)、不同的工藝要求和精度要求，靈活的選用系統(tǒng)中提供的各種加工方式和加工參數(shù)等，方便快速地生成所需要的刀具軌跡即刀具的切削路徑。 Mastercam 制造工程師在研制過(guò)程中深入工廠(chǎng)車(chē)間并有自己的實(shí)驗(yàn)基地，它不僅集成了北航多年科研方面的成果，也集成了工廠(chǎng)中的加工工藝經(jīng)驗(yàn)，它是二者的完美結(jié)合。在 Mastercam 制造工程師中做刀具軌跡，已經(jīng)不是一種單純的數(shù)值計(jì)算，而是工廠(chǎng)中數(shù)控加工經(jīng)驗(yàn)的生動(dòng) 體現(xiàn)，也是你個(gè)人加工經(jīng)驗(yàn)的積累，它人加工經(jīng)驗(yàn)的繼承， 為滿(mǎn)足特殊的工藝需要， Mastercam 制造工程師能夠?qū)σ焉傻牡毒哕壽E進(jìn)行編輯。 Mastercam 制造工程師還可通過(guò)模擬仿真檢驗(yàn)生成的刀具軌跡的正確性和是否有過(guò)切產(chǎn)生。并可通過(guò)代碼較核，用圖形方法檢驗(yàn)加工代碼的正確性。 后期 G 代碼生成 在屏幕上用圖形形式顯示的刀具軌跡要變成可以控制機(jī)床的代碼，需進(jìn)行所謂后期處理。后期處理的目的是形成數(shù)控指令文件，也就是平我們經(jīng)常說(shuō)的 G代碼程序或 NC 程序。 Mastercam 制造工程師提供的后期處理功能是非常 靈活的，它可以通過(guò)用戶(hù)自己修改某些設(shè)置而適用各自的機(jī)床要求。用戶(hù)按機(jī)床規(guī)定的格式進(jìn)行定制，即可方便地生成和特定機(jī)床相匹配的加工代碼。 加工代碼輸出 生成數(shù)控指令之后，可通過(guò)計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)接口與機(jī)床直接連通。 Mastercam制造工程師可以提供我們自己開(kāi)發(fā)的通信軟件，完成通過(guò)計(jì)算機(jī)的串口或并口與 14 機(jī)床連接，將數(shù)控加工代碼傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床，控制機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床。 隨著我們國(guó)家加工制造業(yè)的迅猛發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)得到空前廣泛的應(yīng)用，Mastercam 的 CAD/CAM 軟件得到了日益廣泛的普及和應(yīng) 用。我們相信當(dāng)你認(rèn)識(shí)了 Mastercam 制造工程師以后， Mastercam 制造工程師一定會(huì)走到你的身邊，成為你身邊的不可多得的造型能手，忠實(shí)可靠的編程高手，數(shù)控加工工藝的良師益友。 15 第二 章 工藝分析 數(shù)控車(chē)工 工藝分析 一， 結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件的結(jié)構(gòu)工藝性是指零件對(duì)加工方法的適應(yīng)性，零件合理性。 二 .輪廓幾何要素分析 對(duì)被加工零件的精度及技術(shù)進(jìn)行分析，是零件工藝分析的重要內(nèi)容， 三． 精度及技術(shù)要求分析 ， 一是分析精度及各項(xiàng)技術(shù)要求是否齊全、是否合理；二是本工序的 數(shù)控車(chē)削加工精度能否達(dá)到圖樣的要求，若達(dá)不到，需要采取其他措施彌補(bǔ)的話(huà)，則應(yīng)給續(xù)工作留有余量；三是找出圖紙上有位置精度要求的表面，這些表面應(yīng)在一次安裝中完成；四是對(duì)表面粗糙度要求；較高的表面，應(yīng)確定用恒線(xiàn)速切削。 分析圖樣 對(duì)零件圖進(jìn)過(guò)分析可知： 圖 21 該零件主要是階梯軸的加工，它由普通圓面，斜面，螺紋棉組成。加之倒直 16 角、圓角，和退刀槽的加工 。其中多個(gè)尺寸有較嚴(yán)的尺寸精度和表面粗糙度等要求；尺寸公差還有控制外圓面的形狀誤差的作用。尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。零件材料為主軸 45 鋼 。具有表面 硬，耐磨，中心韌性好，精度要求高。 由于軸的最大尺寸為∮ 38mm，所以為了節(jié)約材料，我們特地選用了∮ 50 100 的 45 號(hào)鋼。因?yàn)?45 號(hào)鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，它的強(qiáng)度是 61， HRC 是 4855，機(jī)械上用的比較多，用以制造蒸汽透平機(jī)、壓縮機(jī)、泵的運(yùn)動(dòng)零件；還可代替滲碳鋼制造齒輪、軸 、活塞銷(xiāo)等零件 (零件需經(jīng)高頻或火焰表面淬火 )；并可用作鑄件。 分析加工方式 一 ； 先粗后精 按照粗車(chē) 半精車(chē) 精車(chē)的順序進(jìn)行，逐漸提高加工精度。粗車(chē)將在較短的時(shí)間內(nèi)將工件表面上的大部分余量切掉 ，一方面提高金屬切削率，另一方面滿(mǎn)足精車(chē)的余量均勻性要求。 二 ； 先近后遠(yuǎn) 按加工部件相對(duì)于刀點(diǎn)的距離大小而言的。在一般情況下，離對(duì)刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工，以便縮短刀具移動(dòng)的距離，減少空行程。對(duì)于車(chē)削而言，先近后遠(yuǎn)還有利于保持壞件或半成品的剛性，改善其切削條件。 三 ； 內(nèi)外交加 即對(duì)有內(nèi)表面，又有外表面需加工的零件，安排加工順序時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行內(nèi)外表面粗加工，后進(jìn)行內(nèi)外表面精加工。切不可將零件上一部分表面加工完畢后，再加工其它表面。 毛 坯 得選擇 選擇毛批應(yīng)按照節(jié)約為主，所以選用接近尺寸的棒料。 分析加工路線(xiàn) 圖 22 17 由圖可知加工含有內(nèi)槽，錐度，橢圓外形，螺紋，倒角等就前面先粗后精、先進(jìn)后遠(yuǎn)的原則 。 工藝路線(xiàn) 為 ： 1：為了保證輪廓度 ,同軸度，我們采用一次裝夾完成零件的加工。 2：夾毛胚一端伸出 60mm，車(chē)右端面，鉆中心孔。 3：手動(dòng)鉆孔深 5mm。 4：采用毛胚切削循環(huán)粗精加工 。 5：采用 5mm 寬的切刀切刀切退刀槽 3 1。 6：采用螺紋切削循環(huán) 加工外 螺紋 達(dá)要求。 7：采用毛胚切削循環(huán)用 90 度外圓車(chē)刀粗精加工 外 輪廓 。 8： 用外切刀切下工件保證尺寸為 70mm。 9：檢驗(yàn) 。 工序卡片 單位 ： 四川托普職業(yè)學(xué)院 編制 :蒲 明 第 1 頁(yè) 共 1 頁(yè) 圖號(hào) CK101 數(shù)控 車(chē) 床加工工藝卡 機(jī)床型號(hào) CK6140 名稱(chēng) 階梯軸 機(jī)床編號(hào) 01 刀 具 表 量 具 表 工 具 表 T01 90 度外圓車(chē)刀 1 鋼尺（量程40mm） 1 對(duì)刀角度樣板 T02 60 度外螺紋車(chē)刀 2 游標(biāo)卡尺（ 0－ 150） 2 常用車(chē)床輔具 T03 5mm 切刀 3 萬(wàn)能角度尺 3 序號(hào) 工 藝 內(nèi) 容 切削用量 備 注 S/(r/min) F/(mm/r) 刀具號(hào) 18 1 刀具裝夾 2 裝夾毛坯 三爪卡盤(pán) 3 對(duì)刀 400 4 車(chē)端面 500 T1 5 粗車(chē)外輪廓 500 T1 6 精車(chē)外輪廓 500 T1 7 切退刀槽 500 T2 8 粗車(chē)螺紋 300 T3 9 精車(chē)螺紋 300 T3 10 切斷 500 T2 11 停床關(guān)閉機(jī)床 12 取出工件打掃機(jī)床衛(wèi)生 整理工具 程序 坐標(biāo)計(jì)算 根據(jù)對(duì)零件圖的分析可知，零件的 梯形軸的較短端不能直接得出， 因此只有根據(jù) 直角三角形的計(jì)算方法計(jì)算。 首先斜度比值是 1： 5，而此梯形軸的長(zhǎng)為 70（ 16+15+10） =29mm,此梯形的較長(zhǎng)端為 30mm,一次根據(jù)比例等式能夠算出此梯形軸較短端得長(zhǎng)度為 。 程序編制 N10 G54G90S500M03T01 N20 G00X70Z2 19 CNAME=JD01 R105=1 R106= R108=2 R109=7 R110=1 R111= R112= N20 LCYC95 N30 G00X50 N40 Z2 N50 JD01 （子程序名） N60 G00X50 N70 Z20 N80 T02 N90 G00Z16 N100 N110 G00X50 N120 Z31 N130 G01X21 N140 G00X50 N150 Z20 N160 T03 N170 G01X16Z0 R100=16 R101=0 R102=16 R103=13 20 R104= R105=1 R106= R109=10 R110=6 R111=2 R112=0 R113=4 R114=1 N180 LCYC97 （調(diào)用螺紋切削循環(huán)） N190 G00X50 N200 Z20 N210 M02 （程序結(jié)束） （子程序名） N10 G01X16Z0 N20 G01Z16 N30 G01X22Z16RND=2 （倒斜角） N40 G01Z31 N50 N60 G01X30Z60 N70 G01X38Z60CHF=2 （倒圓角） N80 G01Z70 N90 M17 （程序結(jié)束） 21 程序校驗(yàn)、仿真 圖 14 斯沃仿真 自動(dòng)化技術(shù)研究所開(kāi)發(fā) FANUC、 SIEMENS 等 系統(tǒng)數(shù)控車(chē)、數(shù)控車(chē) 及加工中心模擬仿真教學(xué)軟件，是結(jié)合機(jī)床廠(chǎng)家實(shí)際加工制造經(jīng)驗(yàn)與高校 (含職業(yè)技術(shù)學(xué)院、中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校、技工學(xué)校和職 業(yè)學(xué)校 )教學(xué)訓(xùn)練一體所開(kāi)發(fā)的。通過(guò)該軟件可以使學(xué)生達(dá)到實(shí)物操作訓(xùn)練的目的，又可大大減少昂貴的設(shè)備投入。通過(guò) PC 機(jī)上操作該軟件，能在很短時(shí)間內(nèi)就能操作 FANUC、 SIEMENS 系統(tǒng)數(shù)控車(chē)、數(shù)控 車(chē) 及加工中心，可手動(dòng)或 CAD/CAM 編程和加工。該軟件兼容性廣，可在國(guó)內(nèi)大多數(shù)數(shù)控設(shè)備上使用。 該軟件具有機(jī)床規(guī)格大小設(shè)置，可定義刀具形狀、切削用量，如數(shù)控 車(chē) 床上鉆頭、鏜刀、球頭刀、園角刀，數(shù)控車(chē)床上的外園刀、鏜刀、割刀、螺紋刀，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控加工軌跡 ,大小設(shè)置，也可以機(jī)床外形顯示屏上，具有關(guān)門(mén)保護(hù)，零件加工完后，可進(jìn)行測(cè) 量和保存視窗作業(yè)。 加工 材料選擇 套筒件的最終的最大尺寸為Ф 50x44，所以為了節(jié)約材料我們選用Ф 52x100的 45 鋼。因?yàn)?45 號(hào)鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，它的強(qiáng)度是 61， HRC 是 4855，機(jī)械上用的比較多，用以制造軸 、活塞銷(xiāo)等零件 。 機(jī)床配置 床類(lèi)型的選擇 根據(jù)所加工零件的幾何形狀選用相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床加工，以發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效 22 率和特點(diǎn)。 機(jī)床精度的選擇 所選擇的數(shù)控機(jī)床應(yīng)能滿(mǎn)足零件的加工精度要求。在滿(mǎn)足精度要求的前提下，應(yīng)盡量選用一般的數(shù)控機(jī)床，以降低成本 。 4 數(shù)控系統(tǒng)的選擇 所選擇的數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)能滿(mǎn)足加工的需要。一般數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠(chǎng)家對(duì)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)往往是具備基本功能的系統(tǒng)很便宜，而用戶(hù)所特定選擇的功能卻較貴，所以要根據(jù)加工要求和機(jī)床性能的需要來(lái)選擇。 5. 機(jī)床大小的選擇 所選用數(shù)控機(jī)床的加工范圍 應(yīng)能滿(mǎn)足零件的需要。數(shù)控機(jī)床的主參數(shù)及尺寸參數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足加工需要。 SINUMERZK 802S 系統(tǒng)數(shù)控臥式車(chē)床一臺(tái) ，適合我們加工選用 CK6132 夾具 刀具 選擇 用于軸類(lèi)工件的夾具 數(shù)控加工軸類(lèi)工件時(shí)，壞件裝夾在主軸頂尖和尾座頂尖之間， 工件由主軸上的撥盤(pán)或撥齒頂尖帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。這類(lèi)夾具在粗車(chē)時(shí)可以傳遞大的轉(zhuǎn)矩，一適應(yīng)主軸高速旋轉(zhuǎn)車(chē)削。車(chē)削空心軸時(shí)常用圓柱心軸、圓錐心軸或各種錐套軸或堵頭的定位裝置。 合理選用夾具或者設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具有利于：（ 1）保護(hù)產(chǎn)品質(zhì)量。（ 2）提高加