MasterCAM软件进行自动编程的应用

一、概述

随着现代机械工业的发展，数控技术是当今先进制造技术和装备最核心的技术，计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）已显的尤为重要，并广泛应用于航空、航天等国防工业产品机械制造中。使用CAD/CAM系统产生的NC程序代码可以替代传统的手工编程，可以提高加工效率与质量，缩短生产周期，降低产品成本，从而取得良好的经济效益。

MasterCAM软件是一种功能强大CAD/CAM软件，广泛应用于机械加工、模具制造、汽车工业和航天工业等领域，它具有二维几何图形设计、三维曲面设计、刀具路径模拟以及加工实体模拟等功能，并提供友好的人机交互，从而实现了从产品的几何设计到加工制造的CAD/CAM一体化。

下面结合实例介绍MasterCAM软件在数控铣削加工自动编程中的使用。

二、MasterCAM软件数控编程一般过程

MasterCAM软件数控编程一般过程如下：零件加工工艺分析→CAD几何造型→刀位轨迹生成→CAM→生成最终加工代码。

1.零件加工工艺分析

在运用MasterCAM软件对零件进行数控加工自动编程前，首先要对零件进行加工工艺分析，确定合理的加工顺序，在保证零件的加工精度的同时，要尽量减少换刀次数，提高加工效率，并充分考虑零件的形状、尺寸、加工精度，刚度和变形等因素，做到先粗加工后精加工，先加工主要表面后加工次要表面，先加工基准面后加工其他表面。如图1所示，零件可通过虎钳装夹，先用键槽刀或钻头加工下刀孔，再用铣刀进行铣削加工。该零件在数控设备上加工的工艺流程为：加工下刀孔→轮廓半精粗加工→轮廓精加工→清轮廓角。

2.CAD几何造型

建立零件的几何模型是实现数控加工的基础，MasterCAM软件具有进行二维或三维的设计功能，具有较强CAD绘图功能。可以运用Design模块建模，也可以根据加工要求使用Mill模块绘图功能来直接造型。由于MasterCAM软件系统内设置了许多数据转换档功能，可以将各种类型的图形文件（如AutoCAD、CAXA等软件上的图形）转换至MasterCAM系统上使用，如图2所示。

3.刀位轨迹生成

（1）确定加工参考基准点。

先根据零件加工图样的关联尺寸要求，确定数控加工中心的装夹与加工基准点。将零件放置在机床工作台面，采用大虎钳进行装夹。采用虎钳装夹，因为虎钳内侧为不活动的，便于校准基面，确立加工基准点，将此点输入到加工中心，将此点设置为加工中心加工的参考零点。示例采用第四象限设基准点（即X+，Y-），如图3所示。

（2）编程零点的确定。

编程零点的确定，是根据其图样的尺寸要求来确定的。一般是图样的工艺要求尺寸链，采用和图样一样的基准，在数控加工的尺寸链也就一致了，也就保证了图样尺寸要求。编程零点如图4所示，根据图样尺寸链与尺寸标注要求，在对X方向取X+，在Y方向对Y分中，编程零点取X 0.0，Y 0.0。

（3）刀位轨迹的生成。

进行合理的刀位轨迹规划，使所生成的刀位轨迹无干涉、无碰撞且稳定性好，是提高编程效率的关键。从工艺考虑对凹槽采用分多次粗铣和一次精铣，然后划分加工区域，粗加工给出每次加工余量，精加工采用同一直径的铣刀，根据粗糙度要求给定切削转速度（ S）与进给速度（ F），根据具体情况选择切削类型、切削参数、刀轴方向和进退刀方式等参数，生成的刀位轨迹，如图5～图8所示。

4.CAM仿真

利用MasterCAM系统提供的零件加工模拟功能，能够观察切削加工的过程，可用来检测工艺参数的设置是否合理，零件在数控实际加工中是否存在干涉，设备的运行动作是否正确，实际零件是否符合设计要求。同时在数控模拟加工中，系统会给出有关加工过程的报告。这样就可以清楚地监控到零件在加工过程中的过切与欠切、刀杆和联接系统与零件及夹具间的干涉碰撞，从而保证了数控编程的质量，减少了试切的工作量和劳动强度，提高了编程的一次成功率，大大提高生产效率。模型切削仿真，如图9所示。

5.生成最终加工代码

MasterCAM软件本身提供了百余种后置处理PST程序。对于不同的数控设备，其数控系统可能不尽相同，选用的后置处理程序也就有所不同。对于具体的数控设备，应选用对应的后置处理程序，后置处理生成的NC数控代码经适当修改后，如能符合所用数控设备的要求，就可以输出到数控设备，进行数控加工使用，如图10、图11所示。

三、结语

采用 MasterCAM软件，能方便地建立零件的几何模型，迅速自动生成数控代码，缩短编程人员的编程时间，特别对复杂零件的数控程序编制，可大大提高程序的正确性和安全性，降低生产成本，缩短生产周期，有效提高工作效率。

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