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加工中心刀具隔开如何编程

时间:2022-10-20 百科知识 版权反馈
【摘要】:用户从外部导入的图形或用Mastercam绘制的图形都会显示在此区域内。在屏幕的最下方,提供了一些Mastercam的命令响应信息,操作时应随时注意该区域的提示,有时需要利用键盘输入一些相关的数据。由于历史的原因,所以该软件中文菜单中的部分用词与中国内地略有不同。下面采用Mastercam来编制加工程序,目的是掌握应用Mastercam软件编程的基本思路和基本步骤。由于Mastercam的CAD功能属于加工造型,只需绘制与加工有关的图形即可。

第二节 Mastercam的基本操作

前面已对Mastercam软件进行了简单的介绍,下面先熟悉一下该软件的工作界面,然后通过一个示例来了解和掌握零件的设计与数控自动编程的方法。

由于Mastercam从V5版到V9.1版,其菜单界面和操作方法,一直都没有什么改变,只是功能上有所增加,考虑到大多数使用者,都在使用Mastercam V8版本,后面的实例都是以Mastercam V8为基础讲解。当然,这些实例同样也适用于Mastercam V9版本。

下面主要讲解Mastercam的铣削模块(Mill8)。实际生产中,这个模块最常用,生成的NC程序可用于数控铣、加工中心和线切割等机床。由于数控车的加工程序,通常通过手工编程来完成。车削模块(Lathe8)在实际应用中相对较少。

一、Mastercam软件的工作界面及启动

首先让来启动Mastercam软件,进入其工作界面。通过Windows桌面,双击“Mill8”图标启动;也可按如下步骤启动:

开始→程序→Mastercam 8→Mill 8

进入Mastercam后就能看到如图9-1所示的工作界面。

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图9-1 Mastercam的工作界面

Mastercam的工作界面组成如下:

1.标题栏

没有绘图时,显示Mastercam程序名称,打开文件编辑时,显示文件的路径和名称。

2.工具条

此区域将Mastercam常用的命令以图标的方式显示在绘图区的上方,每一个图标代表一条命令,用户可以鼠标直接点击图标,以激活该命令。

3.主菜单

此区域提供了Mastercam所有的命令。Mastercam的命令结构为树枝状结构,例如:当用鼠标选择【绘图】命令后,将会出现【绘图】命令的子菜单,再选择【矩形】命令,又会出现绘制矩形方式的下一级子菜单。如果选择【上层功能表】,则返回上一级的【矩形】子菜单;如果选择【回主功能表】,则直接返回到主菜单。

说明:后面凡是Mastercam的菜单命令,都以【XXXXXX】方式来表示,需要输入的数值都用“XX”来表示。

4.辅助菜单

此区域提供了绘图时,系统的一些默认信息的状态。

5.绘图区

此区域为最常使用的区域,是设计图形所显示的区域。用户从外部导入的图形或用Mastercam绘制的图形都会显示在此区域内。

6.信息反馈区

在屏幕的最下方,提供了一些Mastercam的命令响应信息,操作时应随时注意该区域的提示,有时需要利用键盘输入一些相关的数据。

说明:由于Mastercam软件的中文环境是在台湾地区汉化完成,原为繁体字菜单,Mastercam软件销售到中国内地后,繁体字转换为简体字。由于历史的原因,所以该软件中文菜单中的部分用词与中国内地略有不同。

二、Mastercam软件快速入门

如图9-2所示,零件毛坯为φ100mm的棒料,厚度为40mm,材料为铝材。需要加工的部分为有公差尺寸的部分,包括带R3圆弧的70×70±0.02的四方台面,深度为24±0.05mm和φ12的通孔。

加工采用的刀具参数见表9-1。

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图9-2 加工中心训练零件一(四方台)

表9-1 加工中心训练零件一的刀具参数表

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图9-2所示零件较为简单,实际加工中可以通过加工中心手工编程来完成。下面采用Mastercam来编制加工程序,目的是掌握应用Mastercam软件编程的基本思路和基本步骤。

编程步骤:

1.分析图纸,确定编程的原点位置和加工内容

根据该零件左右对称的特点,选择零件中心为编程原点,工件的上表面定为Z0。需要加工的部分为带R3圆弧的70×70±0.02的四方台面,深度为24±0.05mm和φ12的通孔。

2.加工零件的工艺安排

(1)由于毛坯为棒料,采用V型铁和虎钳装夹,并将零件上表面用大直径的端铣刀铣平后,将零件中心和铣平的零件上表面设为工作坐标系(G54)的原点。

(2)加工路线是钻中心孔→钻φ11.8孔→铰孔→粗铣四方台面→精铣四方台面。

3.利用Mastercam的CAD模块绘制图形

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图9-3 Mastercam默认的子菜单设置选项

由于Mastercam的CAD功能属于加工造型,只需绘制与加工有关的图形即可。图9-2中加工部分为带R3圆弧的70×70±0.02的四方台面,深度为24±0.05mm和φ12的通孔,故只需绘制该部分图形,其他图形设置为毛坯形状。

绘制步骤如下:

(1)启动Mastercam。

(2)使用Mastercam默认的子菜单设置选项。如图9-3所示

如果Mastercam的默认子菜单设置选项与上面的不相同,请改正。

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图9-4 绘制矩形的设置参数

(3)在主菜单中,使用鼠标选择【绘图】→【矩形】→【一点】命令。以一点的方式建立矩形,设置参数,如图9-4所示。

(4)输入矩形中心的坐标(0,0)或用鼠标在抓点方式中,选择原点。

注意:尽管此时屏幕上没有提示输入数据的对话框,但只要用键盘输入数据,就会立即弹出输入对话框。

在Mastercam的所有输入对话框中,下列几种输入方式是有效的,以输入X轴坐标为零、Y轴坐标为零即(0,0)为例说明如下:

·0,0:Mastercam默认第一个输入的数字为X轴的数据,第二个数字为Y轴的数据。

·X0,Y0注释:直接指定X轴和Y轴的数据

·20-5* 4,Y30-(20+10)注释:键盘输入支持四则混合运算,可以计算式的形式来录入。

(5)绘制四边的圆角。

使用鼠标选择【回主功能表】,在主菜单中,选择【修整】→【倒圆角】→【圆角半径】,在弹出的“请输入圆角半径”的对话框中,输入圆角半径“3”。

注意屏幕左下角的提示信息,应该如图9-5所示。

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图9-5 倒圆角的设置参数

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图9-6 倒圆角时所选择的图素及选择顺序

(6)按照提示信息,选择需要倒圆角的线段。

所选择的图素和选择顺序如图9-6所示。

(7)绘制φ12的孔。

使用鼠标选择【回主功能表】,在主菜单中,选择【绘图】→【圆弧】→【点直径圆】,在弹出的“请输入直径”的对话框中,输入孔的直径“12”。

输入孔中心的坐标(0,0)或用鼠标在抓点方式中,选择原点。

(8)圆角完成后,可以使用分析功能,确认绘制完成的图形符合图纸的要求。

使用鼠标选择【回主功能表】,在主菜单中,选择【分析】,然后,使用鼠标点击屏幕中的图素。如图9-7所示,可以看到鼠标所点击图素的相关信息,如长度、起点坐标、终点坐标等等。

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图9-7 分析所绘制图素的尺寸信息

利用这些信息,如果零件简单,可以直接手工编写数控程序。例如在数控车削中,由于数控车削的零件相对简单,而数控车床的车削循环指令功能又相当强大。实事上,在实际工作中,常常将Mastercam作为数控车的辅助编程软件。

通常的过程是:根据车削零件的图纸,在Mastercam的Lathe 8模块中,绘制加工图形,由于车削零件通常为回转体零件,一般只需绘制一半图形,绘制完成后,利用【分析】功能找到关键点的坐标,根据这些坐标,就可以直接编制加工程序了。这种程序短小精悍,检查起来很容易。

注意:如果将要加工的零件图形是通过格式转换,从其他CAD软件中得到的。则必须经过【分析】功能,来确认零件各部分的尺寸和所需刀具直径的大小等参数。特别是公制和英制不要搞错。

4.进入Mastercam的加工模块,得到正确的刀具轨迹

根据前面安排的加工工艺,加工路线是钻中心孔→钻φ11.8孔→铰孔→粗铣四方台面→精铣四方台面。

(1)钻中心孔的加工步骤

①选择加工方式和加工对象。

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图9-8 选择钻孔点

用鼠标选择【回主功能表】,在主菜单中,选择【加工路径】→【钻孔】→【手动输入】→【圆心点】之后,用鼠标选择图中的圆,如图9-8所示。完成后,因为没有其他钻孔点,则按下键盘上的【ESC】键,完成钻孔点的选择。

加工孔系类的零件,只需要知道孔的中心点位就可以加工,孔的直径由加工孔的刀具直径和刀具的几何形状来决定。

用鼠标选择【执行】,下面将弹出刀具设置对话框如图9-9所示。

②定义加工参数。

图9-9是设置刀具参数的对话框,在所有的加工方式中,都将出现这个对话框,下面详细介绍这个对话框的设置。

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图9-9 刀具参数设置对话框

首先是定义刀具参数。

操作步骤是在刀具框中,按鼠标右键,如图9-9所示,在弹出的对话框中,选择【建立新的刀具】,出现的对话框如图9-10所示

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图9-10 建立新的刀具的对话框

由于加工方式选择的是钻孔,Mastercam自动认为下面是要定义钻头的参数,而要做的是定义中心钻的参数,用鼠标选择【刀具型式】的活页夹,如图9-10所示。选择完成后,将出现的对话框如图9-11所示。请注意图中画圈部分的内容。

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图9-11 选择中心钻的对话框

选择完成后,Mastercam自动返回到前一画面,定义刀具的直径等参数对话框,如图9-12所示。

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图9-12 定义中心钻的直径对话框

根据刀具参数表,这里需要输入的参数有两个,中心钻直径φ3和刀具号码T3。

如图9-12所示,在刀具号码对话框中输入“3”,在直径对话框中,输入“3”,其他值取系统默认值即可,输入完成后,按下【确定】,返回刀具设置对话框,如图9-13所示。

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图9-13 刀具参数设置对话框

在这个对话框中,需要输入的参数是主轴转速和进给速率。根据加工中心训练零件一的刀具参数表,输入主轴转速“1500”和进给速率“80”。对于中心钻,这种钻头类的刀具来说,进给速率的对话框的值实际上就是指Z轴的进给速度。如图9-13所示。

完成刀具参数定义后,接下来定义钻孔的参数。

选择【深孔钻—无啄钻】的活页夹,对话框如图9-14所示。

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图9-14 设置钻孔深度的对话框

在这个对话框中,需要输入的是钻孔深度和孔加工的方式。由于选取的零件上表面为Z0位置,这里输入“-5.0”,即中心钻的钻孔深度为5mm。加工方式采用G81指令的加工方式。输入完成后,选择【确定】。钻中心孔的加工就完成了,Mastercam自动返回选择加工方式的菜单。

2.钻φ11.8孔的加工步骤

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图9-15 钻孔的点位选择

①选择加工方式和加工对象。

用鼠标选择【回主功能表】,在主菜单中,选择【加工路径】→【钻孔】→【选择上次】,如图9-15所示。

钻φ11.8的孔为钻中心孔的后续工序,所以在钻孔的中心点位的选择上,可以直接选择【选择上次】的菜单选项。这种选择方式,在加工多个孔中的多次工序中,经常会用到。

②定义加工参数。

首先定义钻头的直径和刀具号码。

用鼠标选择【执行】,下面将弹出刀具设置对话框如图9-16所示。在刀具对话框中,按鼠标右键,选择【建立新的刀具】,定义钻头直径和刀具号码对话框如图9-17所示。

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图9-16 建立新的刀具对话框

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图9-17 定义钻头直径和刀具号码对话框

在刀具号码对话框中输入“4”,在直径对话框中,输入“11.8”,其他的值取系统默认值即可,输入完成后,按下【确定】,返回刀具设置对话框,如图9-18所示。

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图9-18 刀具参数设置对话框

接下来,需要输入的参数是主轴转速和进给率。根据加工中心训练零件一的刀具参数表,输入主轴转速“500”和进给速率“70”。输入完成后。如图9-18所示。

定义完成刀具参数后,接下来定义钻孔的参数。

用鼠标选择【深孔钻-无啄钻】的活页夹,对话框如图9-19所示。

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图9-19 设置钻孔深度和钻孔指令的对话框

在这个对话框中,需要输入的是钻孔深度和孔加工的方式。由于选取的零件上表面为Z0位置,这里输入“-38“,即钻孔深度为38mm。加工方式采用G83指令的加工方式。考虑到钻头尖部对钻孔深度的影响,可以制定刀尖补偿的数值,用鼠标选择【刀尖补偿】按钮,出现的对话框如图9-20所示。

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图9-20 钻头尖部的补偿设置参数

当设置了钻头尖部对钻孔深度的补偿后,在NC代码中,实际的钻孔深度是38+ 2+ 3.545=43.545。用G代码表示,即G98G83Z-43.545R10.Q2.F70。

输入完成后,选择【确定】。钻孔的加工就完成了,Mastercam自动返回选择加工方式的菜单。

(3)铰φ12孔的加工步骤

用鼠标选择【回主功能表】,在主菜单中,选择【加工路径】→【钻孔】→【选择上次】。

铰φ12的孔为钻孔的后续工序,所以在钻孔的中心点位的选择上,可以直接选择【选择上次】的菜单选项。这种选择方式在加工多个孔中的多次工序中,可以减少鼠标点选的次数。

下面来定义加工参数。

首先定义铰刀的直径和刀具号码。

用鼠标选择【执行】,下面将弹出刀具设置对话框。在刀具框中,按鼠标右键,在弹出的对话框中,选择【建立新的刀具】,出现定义刀具的对话框。

由于加工方式选择的是钻孔,Mastercam自动认为下面是要定义钻头的参数,而要做的是定义铰刀的参数,所以用鼠标选择【刀具型式】的活页夹,如图9-21所示。

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图9-21 选择铰刀的对话框

选择完成后,Mastercam自动返回到前一画面,定义刀具的直径等参数对话框,如图9-22所示。

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图9-22 定义铰刀直径和刀具号码的对话框

根据刀具参数表,这里需要输入的参数有两个,铰刀直径φ12和刀具号码T5。

如图9-22所示,在刀具号码对话框中输入“5”,在直径对话框中,输入“12”,其他值取系统默认值即可,输入完成后,按下【确定】,返回刀具设置对话框,如图9-23所示。

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图9-23 刀具参数设置对话框

在这个对话框中,需要输入的参数是主轴转速和进给率。根据加工中心训练零件一的刀具参数表,输入主轴转速“180”和进给率“40”。如图9-23所示。

定义完成刀具参数后,接下来定义铰孔的参数。

选择【深孔钻—无啄钻】的活页夹,对话框如图9-24所示。

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图9-24 设置铰孔深度和铰孔加工方式的对话框

在这个对话框中,需要输入的是铰孔深度和铰孔的加工方式。由于选取的零件上表面为Z0位置,这里输入“-45“,表示铰孔的深度为45mm,这是已经考虑到铰刀前端对铰孔深度的影响后输入的值,在这种方式下,就不要选择【刀尖补偿】了。加工方式采用G81指令的加工方式。输入完成后,选择【确定】。铰孔的加工就完成了,Mastercam自动返回选择加工方式的菜单。

(4)粗铣四方台面的加工步骤

①选择加工方式和加工对象。

用鼠标选择【回主功能表】,在主菜单中,选择【加工路径】→【外形铣削】。

此时系统默认为自动串连方式。如图9-25所示,选择加工图素,注意图中鼠标所在的位置。

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图9-25 外形铣削图素的选择

从该位置选择铣削图素,就是告诉Mastercam,铣削是从该线段的下方点,为铣削起始点,铣削方向从下到上,由于主轴为顺时针旋转,则铣削方式为顺铣。

如果需要将铣削起始点更改为线段的中点,请选择【回主功能表】→【修整】→【打断】→【打成两段】→选择要打断的线段→【中点】→重新选取该线段,将线段打断为上下两段。

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图9-26 将铣削起始点设为线段中点

重新进入加工模式,【回主功能表】→【加工路径】→【外形铣削】→选择铣削图素。图9-26,就是打断线段后,更改铣削起始点。注意图中鼠标所在的位置。绿色箭头的起点为铣削起始点,绿色箭头的方向为铣削方向。如果方向错了,可以使用【换向】来改正错误。

由于没有其他的铣削图素,下面选择【执行】。

②定义加工参数。

首先定义铣刀的直径和刀具号码。

在弹出刀具设置对话框中。在刀具框中,按鼠标右键,在弹出的对话框中,选择【建立新的刀具】,出现定义刀具的对话框。

由于加工方式选择的是外形铣削,Mastercam自动认为下面要定义铣刀的参数,如图9-27所示。

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图9-27 定义铣刀直径和刀具号码的对话框

在刀具号码对话框中输入“1”,在直径对话框中,输入“16”,其他值取系统默认值即可。

在这个对话框中,需要注意的输入参数是铣刀的直径,由于铣刀的直径将决定NC程序的运行轨迹,如果刀具的实测直径与标注的直径相差过大,则这个参数最好是加工刀具的真实测量直径,例如:φ15.91等等。如果精铣使用的是国产的刀具,要注意这个问题。

输入完成后,按下【确定】,返回刀具设置对话框,如图9-28所示。

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图9-28 铣刀参数设置对话框

在这个对话框中,需要输入的参数是主轴转速和进给率。根据加工中心训练零件一的刀具参数表,输入主轴转速“500”、进给率“80”和Z轴进给率“50”。如图9-28所示。

对端铣刀而言,其侧刃的切削条件比底刃的切削条件要好,所以使用侧刃切削的进给率通常要比使用底刃切削的Z轴进给率要大一些,这样能更好的发挥刀具的切削能力。

定义完成铣刀参数后,接下来定义铣削的参数。

选择【外形铣削参数】的活页夹,对话框如图9-29所示。

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图9-29 外形铣削参数对话框

在这个对话框中,需要输入的值比较多。分别是:

【要加工的表面】:输入“0”,表示铣削深度从零件上表面开始,即Z0的位置。

【深度…】对话框:输入“-24.0”,表示从Z0的上表面开始向下铣削深度为24mm。

【电脑补正位置】:设置为“左补正”,在这种方式下,计算机自动计算刀具位置,在NC程序中,将不会出现G41指令。

【XY方向预留量】:输入“0.2”,表示在XY方向单边预留0.2mm的余量给下一步工序。如果此处为零,则表示直接铣削到零件尺寸,如果负值,则零件尺寸将被铣小为负偏差。

【进/退刀向量】:此选项是设置刀具切入零件时,所采取的过渡方式。如果不选中该选项,则刀具是直接从零件表面上切入,容易在零件表面留下一道切痕。用鼠标将【进/退刀向量】前面的对话框勾上,然后点击【进/退刀向量】,弹出的对话框如图9-30所示。

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图9-30 进/退刀向量的设置对话框

在这个对话框中,如果在外形铣削的切入点,没有压板或其他干涉物时,可以直接取系统默认值即可,系统默认在刀具切入和切出零件时,同时增加一段直线和圆弧,作为切入和切出零件时的过渡。

这里考虑到同时增加直线和圆弧,将使切入和切出的距离过长,所以,将切入和切出的直线段的长度设为零,而保留圆弧过渡。设置完成后,选择【确定】。返回图9-29。

【Z轴分层铣深】:此选项是设置刀具在切削Z向尺寸时,是否需要分层切削。

考虑到铣削深度为24mm,不能一刀铣削到尺寸,必须分层铣削,用鼠标将【Z轴分层铣深】前面的对话框勾上,然后点击【Z轴分层铣深】,弹出的对话框如图9-31所示。

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图9-31 Z向分层铣削参数的设置对话框

【最大粗铣量】:输入“10”,表示每层最多铣削10mm,这样根据铣削深度24mm,Mastercam将自动计算出需要24÷10≈3次切削,才能完成Z向铣削,则每次的铣削深度为24÷3= 8mm,即在NC代码中,每次下切深度为8mm。

输入完成后,选择【确定】。返回图9-29,如果所有的输入都完成了,选择【确定】。Mastercam自动返回选择加工方式的菜单。

(5)精铣四方台面的加工步骤

①选择加工方式和加工对象。

用鼠标选择【回主功能表】,在主菜单中,选择【加工路径】→【外形铣削】→【选择上次】→【执行】。

精铣四方台面为粗铣的后续工序,所以在铣削对象的选择上,可以直接选择【选择上次】的菜单选项。

②定义加工参数。

首先定义铣刀的直径和刀具号码。

在弹出刀具设置对话框中。在刀具框中,按鼠标右键,在弹出的对话框中,选择【建立新的刀具】,出现定义刀具的对话框。

由于加工方式选择的是外形铣削,Mastercam自动认为下面是要定义铣刀的参数,如图9-32所示。

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图9-32 定义铣刀直径和刀具号码的对话框

在刀具号码对话框中输入“2”,在直径对话框中,输入“10”,其他值取系统默认值即可。

由于本工序为精铣,为保证零件精度,直径对话框中的参数应该是加工刀具的真实测量直径,例如:φ9.98,如果实际加工的刀具直径与这里设置的直径有误差,那这个误差将直接影响零件的精度,必须要注意。

有些国产刀具存在刀具弯曲的现象,结果出现实际测量直径为φ9.98的刀具,铣削效果相当于φ10.02的刀具,如果出现这种情况,可认为刀具的实际直径为φ10.02。

输入完成后,按下【确定】,返回刀具设置对话框,如图9-33所示。

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图9-33 铣刀参数设置对话框

这个对话框中,需要输入的参数是主轴转速和进给率。根据加工中心训练零件一的刀具参数表,输入主轴转速“1000”、进给率“120”和Z轴进给率“50”。如图9-33所示。

定义完成铣刀参数后,接下来定义铣削的参数。

选择【外形铣削参数】的活页夹,对话框如图9-34所示。

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图9-34 外形铣削参数对话框

在这个对话框中,可以直接使用上一工序的输入值,需要改动的地方只有一处。

【XY方向预留量】:输入“0”,表示在XY方向精铣削到零件理论尺寸,如果根据测量,发现XY方向的尺寸,因为对刀误差、切削力或刀具弯曲等其他原因出现尺寸误差,则该处的值,不一定为零,可能为一个很小的正值或负值,如:0.01或-0.02。由于外形尺寸通常为负偏差,型腔尺寸通常为正偏差。所以该处的值,很多时候是一个负值。

输入完成后,选择【确定】。Mastercam将根据设置的加工参数,自动生成加工轨迹图,如图9-35所示。

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图9-35 刀具轨迹

(5)操作管理和重新计算

用鼠标选择【刀具路径】→【操作管理】。可以看到前面所有操作工序的刀具路径参数,如图9-36所示。

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图9-36 操作管理对话框

在这个操作管理对话框中,其刀具路径的顺序应该符合工艺安排,多一个或少一个刀具路径,都说明前面的刀具路径设置出现了错误,需要改正。

如果出现如图9-37所示的红叉现象,说明设置的加工方式、加工对象或刀具参数与Mastercam计算的刀具轨迹不符合,可能是修改了加工参数或刀具参数,也可能是铣削对象发生了变化。这时可以用鼠标选择【重新计算】的按钮,让Mastercam根据新设置的加工方式、加工对象和刀具参数重新计算刀具轨迹。

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图9-37 刀具轨迹出现问题

由于加工条件的变化,常常需要反复修改各工序的加工参数,如果同时修改了多个工序的加工参数,红叉将会出现多个,这时可以用鼠标选择【全部】→【重新计算】的按钮,让Mastercam根据新设置的加工方式、加工对象和刀具参数全部重新计算刀具轨迹,直到符合图9-36为止。

(6)实体切削验证

作为数控加工的初学者,出现NC编程错误是难免的。为了减少错误,特别是一些比较明显的错误,Mastercam提供了实体切削验证的功能,通过这个功能,可以发现刀具轨迹中出现的错误,然后通过修改加工参数来改正,最后得到正确的刀具轨迹。

进入实体切削验证模块的操作步骤如下:

①用鼠标选择【全部】→【重新计算】的按钮,确保刀具路径没有出现错误的红叉。

②用鼠标选择操作管理对话框右边的【实体切削验证】按钮。

进入实体切削验证模块后,首先需要设置零件的毛坯形状,才能正确的进行实体模拟切削,点击【参数设定】按钮,如图9-38所示。

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图9-38 实体切削验证的参数设置

下面的图9-39是实体切削验证设置参数的对话框。

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图9-39 实体切削验证的参数设置对话框

在这个对话框中,需要设置的参数有:

①设置毛坯的形状:根据的毛坯,选择【圆柱体】。

②设置毛坯的中心,即XY的原点在毛坯圆柱的中心上,勾上【中心在轴上】的选项。

③设置毛坯【圆柱的直径】,输入“100”,表示毛坯直径为100mm。

④Z轴的大小和位置,在【第一点】,输入“-38”,在【第二点】,输入“0”,表示圆柱毛坯的大小。

⑤为了清楚得显示换刀情况,勾上【更换刀具/颜色】的选项,这样不同刀具的加工部位,使用不同的颜色来表示。

完成输入后,点击【确定】按钮。

下面就可以进行实体切削验证了。用鼠标点击,如图9-40所示。

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图9-40 开始进行实体切削验证

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图9-41 实体验证结果

验证的结果如图9-41所示。

如果验证的结果与设想的结果不一样,或是在加工结果中出现红色颜色的部位,说明加工参数的设置有问题,出现了过切的现象,需要返回到操作管理对话框,对工艺步骤和工艺参数设置进行局部调整,然后再进行实体验证,直至满意为止。

如果验证的结果与设想的结果一样,说明加工参数的设置基本上没有大的问题,就可以通过后置处理程序得到所需要的NC程序了。

5.根据正确的刀具轨迹,通过后置处理程序得到NC程序

NC程序是Mastercam软件的最终结果,所有的设置参数,通过后置处理程序,都将以机床代码的形式,进入到NC程序中。后置处理操作步骤如下:

退出实体验证后,Mastercam自动返回图9-36的操作管理对话框,用鼠标选择【全选】→【执行后处理】,如图9-42所示。

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图9-42 执行后置处理程序

由于Mastercam默认是生成所有工序的程序,如果只需要得到某一步工序的程序,可用鼠标单独选取所需要的工序,再执行后处理。

选择【执行后处理】,出现的对话框如图9-43所示。

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图9-43 后置处理对话框

在这个对话框中,需要注意的是,【目前使用的后处理程序】下面的内容。通常Mastercam在安装时,会自动安装一些Mastercam自带的后置处理程序,默认的是Mpfan.pst。这是一个针对Fanuc系统的通用后置处理程序,也就是说,通过这个后置处理程序生成的NC程序,只能适用于Fanuc系统的数控铣或加工中心,而不能适用于西门子系统或其他系统的机床。

一般来说,不同的加工模块(如铣削3轴,铣削4轴,数控车削等)和不同的数控系统(如Fanuc 0i系统,西门子810系统),分别对应着不同的后处理文件。许多数控加工的初学者,由于不了解情况,不知道将当前的后处理文件进行必要的修改和设定,以使其符合加工系统的要求和使用者的编程习惯,导致生成的NC程序中某些固定的地方经常出现一些多余的内容,或者总是漏掉某些词句,这样,在将程序传入数控机床之前,就必须对程序进行手工修改,如果没有全部更正,则可能造成事故。

例如,某机床的控制系统通常采用G90绝对坐标编程,G54工件坐标系定位,要求生成的NC程序前面必须有G90G54设置,如果后处理文件的设置为G91G55,则每次生成的程序中都含有G91G55,却不一定有G90G54,如果在加工时没有进行手工改正,则势必造成加工错误。

我们针对自己的加工中心,分别设置了与机床相对应的后置处理程序。使用那台加工中心加工零件,在自动编程时就使用与之相对应的后置处理程序,这样生成的NC代码就可以直接用于加工生产。

如果要更改目前所使用的后置处理程序,可用鼠标点击【更改后处理程序】按钮,出现的对话框如图9-44所示。

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图9-44 更改后置处理程序

用鼠标选取与机床相对应的后处理程序后,点击【打开】按钮,Mastercam自动返回图9-43,用鼠标将对话框中的存储NC程序前面的对话框打勾和编辑前面的对话框打勾后,点击【确定】按钮,Mastercam将弹出NC文件存储路径的对话框,选择【保存】按钮后,Mastercam将根据后置处理程序中的语句,自动地将刀具轨迹,转换成NC代码。完成后,将调用Masercam自带的NC程序编辑器,将处理完成的NC程序打开,如图9-45所示。

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图9-45 更改后置处理程序

如果已经将加工中心和计算机通过专用连接线,连接起来,则可以直接使用图9-45中的传输程序的按钮,将程序发送到机床中,开始加工零件了。

6.小结

(1)编程的基本思路和基本步骤

①分析图纸,确定编程的原点位置和加工内容。

②加工零件的工艺安排。

③利用Mastercam的CAD模块绘制图形。

④利用Mastercam的加工模块,得到正确的刀具轨迹。

⑤根据正确的刀具轨迹,通过后置处理程序,得到NC程序。

完成上述步骤后,通过计算机与计算机之间的网络传输和计算机与机床的连接,将NC程序直接传输到机床中,进行零件加工。

(2)将手工编程与计算机编程相比较

手工编程的过程实质上是将加工零件图纸,数控加工工艺和数控机床指令综合应用的过程。编程时需要进行轨迹坐标的计算,仅适用于刀具轨迹坐标计算简单的二维图形编程。如果零件是非圆曲线,三维空间曲面等复杂形体,则手工编程无法完成,在这种情况下,需要采用CAD/CAM软件进行编程。

根据我们这几年的教学反馈来看,手工编程是数控加工的基础内容之一,通过一些典型零件的手工编程,同学们在编程和操作方面,基础比较稳固,再学习CAD/CAM软件编程,上手速度快,能正确判断刀具轨迹是否正确,后置处理出来的NC程序如出现错误,能在快速阅读时发现错误。建议保留一定学时的典型零件手工编程练习,加大计算机编程零件的难度,来锻炼学生数控编程的能力。

CAD/CAM软件自动编程的特点是:零件的几何形状采用CAD功能,在图形交互方式下定义,显示和编辑,最终得到零件的几何模型,完成后,根据零件工艺安排,采用CAM功能,定义加工方式,定义刀具参数和加工参数,生成正确的刀具轨迹,经过后置处理,生成与加工机床相对应的数控加工程序。通常这个过程在屏幕菜单及命令驱动等图形交互下完成,具有形象、直观和高效率的特点。

以图9-2加工中心训练零件一为例,手工编程需要20~30分钟,而采用Mastercam软件辅助编程,时间不超过5分钟。

下面再提供几个训练实例,由浅到深,希望能帮助读者快速掌握Mastercam软件编程。

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