基于MasterCAM的彩顯模具數(shù)控加工應(yīng)用研究

1、基于MasterCAM的彩顯模具數(shù)控加工應(yīng)用研究摘要：CAM技術(shù)的迅猛發(fā)展，軟硬件水平的進(jìn)一步完善，為模具工業(yè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、制造和生產(chǎn)水平的發(fā)展帶來了質(zhì)的飛躍，已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)信息化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化的必然選擇。MasterCAM具備CAD/CAM功能，兼容性很好，能與幾乎所有的數(shù)控機(jī)床配合使用。一、引言模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)行業(yè)，模具工業(yè)的發(fā)展水平標(biāo)志著一個國家的工業(yè)水平及產(chǎn)品開發(fā)能力。模具行業(yè)涉及了汽車工業(yè)、航空航天、軍工企業(yè)、家電工業(yè)、包裝工業(yè)和日用五金等幾乎全部的工業(yè)門類。在過去的20年中，我國模具工業(yè)得到了長足的進(jìn)步，模具CAD/CAM技術(shù)的成功應(yīng)用為我國

2、的模具工業(yè)的發(fā)展起到了重要的推動作用。現(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展，在很大程度上依賴于模具標(biāo)準(zhǔn)化程度、優(yōu)質(zhì)模具材料的研究、先進(jìn)的設(shè)計與制造技術(shù)和專用的機(jī)床設(shè)備及生產(chǎn)技術(shù)管理等。其中CAD/CAM技術(shù)在模具生產(chǎn)中的應(yīng)用，無疑占有很重要的地位。它被認(rèn)為是現(xiàn)代模具技術(shù)的核心和重要的發(fā)展方向。為了提高模具企業(yè)的設(shè)計水平和加工能力，中國模具協(xié)會向全國模具行業(yè)推薦適合于模具企業(yè)使用的CAD/CAM系統(tǒng)。模具設(shè)計和加工使用的CAD/CAM系統(tǒng)，不要求系統(tǒng)十分龐大，但對某些方面要求較高，如曲面造型、三軸數(shù)控加工等。CAD/CAM系統(tǒng)的計算機(jī)硬件包括各種類型的計算機(jī)、存儲設(shè)備和輸入輸出設(shè)備。CAD/CAM系統(tǒng)的軟件是根據(jù)

3、系統(tǒng)硬件設(shè)備的配置，為適合某一個或多個設(shè)計應(yīng)用領(lǐng)域，所能完成某些特定功能的一組計算機(jī)應(yīng)用程序?，F(xiàn)今CAD/CAM系統(tǒng)軟件有Auto CAD、MasterCAM、3Dmax和Pro/ENGINEER等。CAM技術(shù)發(fā)展至今，無論在軟硬件平臺、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)等方面都發(fā)生了翻天覆地地變化。CAM的軟件平臺是Windows NT或Windows 2000，硬件平臺是高檔PC或NT工作站系列。隨著高檔NC控制系統(tǒng)的PC化、網(wǎng)絡(luò)化及CAM的專業(yè)化與智能化的發(fā)展，編程也可能會有較大的發(fā)展。它們擯棄了多層菜單式的界面形式，取而代之的是Windows界面，操作簡便，并附有項目管理和工藝管理樹結(jié)構(gòu)。新一代CAM

4、系統(tǒng)是基于知識的智能化的CAM系統(tǒng)，它面向?qū)ο蠛凸に囂卣?，能夠?dú)立運(yùn)行，使相關(guān)性編程成為可能，并提供更方便的工藝管理手段。二、CAD/CAM在彩顯屏底模具制造中的應(yīng)用傳統(tǒng)的模具設(shè)計和制造方法主要有以下幾個方面的不足：(1)一次性設(shè)計合理性差;(2)設(shè)計、制造的串行工作模式周期長，效率低，不適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的形勢;(3)過度依賴設(shè)計制造人員的經(jīng)驗積累。隨著CAD/CAM系統(tǒng)功能的日趨成熟，CAD/CAM系統(tǒng)在各方面都得到廣泛應(yīng)用，尤其在模具行業(yè)中的應(yīng)用大大簡化了工藝設(shè)計過程，提高了模具的制造精度?，F(xiàn)代模具制造工藝(見圖1)彌補(bǔ)了上述不足，增加了CAE(Computer Aided Engine

5、ering)和CAT(Computer Aided Testing)兩項功能。通過CAE，進(jìn)行有限元分析。而CAT工序主要是利用三坐標(biāo)測量儀，對已加工完模具的三維工作面最后檢驗是否合格，同時檢測的數(shù)據(jù)可以反饋給CAD工序，作為模具三維工作面的造型改進(jìn)的參考。 圖1 現(xiàn)代模具制造工藝三、工藝流程分析彩顯玻殼模具是生產(chǎn)高質(zhì)量彩色顯示器玻殼的關(guān)鍵部分。由于彩色顯示器玻殼特殊的服役條件，對模具材料、內(nèi)在質(zhì)量和尺寸精度等都提出了嚴(yán)格的要求，制造難度很大。日本、美國和德等國家為此進(jìn)行了20多年的開發(fā)研究，其各大彩色顯象管玻殼生產(chǎn)公司都擁有各自彩色顯示器玻殼模具生產(chǎn)專有技術(shù)和固定的模具生產(chǎn)基地。彩顯玻殼模具

6、的使用性能要求其材料應(yīng)具有較高的熱疲勞性能、較好的蠕變性能和良好的綜合機(jī)械性能，即不僅要保證模具在使用過程中塑性變形小，而且要有利于機(jī)械加工和修復(fù)。對于其物理性能則要求具有穩(wěn)定一致的熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱率和比熱等參數(shù)。另外，玻殼壓機(jī)以及配用的整套模具是高精度運(yùn)轉(zhuǎn)配合的機(jī)器，各部分之間的配合精度極高，加上玻殼尺寸一致性要求，從而提出了對模具尺寸精度的高要求。要求屏底模有較高的蠕變極限、良好的熱疲勞性能，并能耐氧化、耐高溫。玻殼屏底模的加工工序一般分為為粗加工、一次加工和二次加工。根據(jù)彩顯屏底模的形狀及加工特性，二次加工的曲面精度要求很高，其定位基準(zhǔn)均為底座下平面，為了減少裝夾次數(shù)，縮短工時，二次加工

7、需要全部在數(shù)控銑床或數(shù)控加工中心上進(jìn)行。 為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能，在確定加工方案時應(yīng)考慮數(shù)控機(jī)床使用的合理性和經(jīng)濟(jì)性，一個零件往往可能有多種加工方案。例如，某些二維輪廓的側(cè)面可能是高度不太大的斜面，可利用三坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控銑床經(jīng)過循環(huán)走刀銑出該輪廓，如圖2所示，但是，這種方案耗費(fèi)工時太長，且表面質(zhì)量不高。應(yīng)采用成型刀進(jìn)行成型銑削，如圖3所示。本設(shè)計中的15斜面的銑削采用成型刀銑削，效果良好。 圖2 周向循環(huán)銑削 圖3 成型銑削在數(shù)控加工中，為了盡量減少輔助工時，要特別注意使用夾具來保證迅速完成加工零件的定位和夾緊過程。在加工中要盡量減少工件裝夾次數(shù)，在一次裝夾中，應(yīng)盡可能多地完成各個工序工步，

8、為此，定位時要考慮便于各個表面都被加工的定位方式。以底座下平面為定位基準(zhǔn)，可以方便地完成其他各個曲面的加工。四、三維曲面和實(shí)體造型MasterCAM軟件的造型功能，使用戶在制作三維模型時，充分體會到它的魅力。對目前常見的數(shù)控機(jī)床，MasterCAM幾乎都有后置處理程序，因此這些機(jī)床都可以使用此軟件來編程。MasterCAM由Designs(造型)、Mill(銑削加工)、Lather(車削加工)和 Wire(數(shù)控加工模擬)4個模塊組成。而Design(造型)模塊是基礎(chǔ)，它也包含在Mill(銑削加工)模塊中?？臻g球面是主要的設(shè)計和加工面。下面介紹繪制三維圖過程。設(shè)置構(gòu)圖深度為0，即Z：0.0000

9、，構(gòu)圖面Cplane：T(俯視圖)，視角Gview：T(俯視圖)，單擊CreateRectangleOne point(繪圖矩形矩形基準(zhǔn)點(diǎn))，設(shè)置矩形的寬度和高度，基準(zhǔn)點(diǎn)為原點(diǎn)，矩形即可繪制出來。單擊適度化按鈕，可將視圖調(diào)整到最佳狀態(tài)。 圖4 1/8曲面構(gòu)成 圖5 1/4昆氏曲面曲面有許多種，按其形成方式分為三類：幾何圖形曲面、自由形式曲面和編輯過的曲面，在生成曲面的過程中，要靈活運(yùn)用動態(tài)旋轉(zhuǎn)、放大和適度化等操作。對于球面，選用生成昆氏曲面的方法，注意應(yīng)首先將1和2間的圓弧分成兩段，在圖4中對1/8曲面進(jìn)行操作，也可完成另外1/8曲面的操作，生成如圖5所示的1/4昆氏曲面。其余曲面，選用掃描曲

10、面的生成。全部掃描完之后如圖7所示，封底操作同上用掃描曲面，最后將其鏡像拷貝生成實(shí)體如圖8所示的整個零件完整實(shí)體。 圖6 面的生成 圖7 1/4曲面的構(gòu)成 圖8 實(shí)體構(gòu)成 五、曲面加工仿真模擬產(chǎn)品的設(shè)計制造一般分為CAD、CAM及后處理(POST)等3個步驟。CAD的功能是生成機(jī)械加工中工件的幾何模型。CAM的功能是生成一種通用的刀具位置(刀具路徑)數(shù)據(jù)文件(NCI文件)，該文件包含有加工中進(jìn)刀量、主軸轉(zhuǎn)速和冷卻控制等指令。后處理則是使用CNC控制器相應(yīng)的后處理器將NCI文件解譯成用戶CNC控制器可以解讀的NC碼。有了CAD模型后，就可利用CAM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

11、。刀具路徑模擬是生成NC文件的必要前提，即數(shù)控工藝的創(chuàng)成為NC加工程序的生成準(zhǔn)備了必要的工藝信息。下面以屏底模具的曲面部分的加工為例，介紹刀具軌跡的生成。在MasterCAM中，不同的加工模組用不同的參數(shù)來定義其生成的刀具路徑。這里采用的是三維銑床加工系統(tǒng)的挖槽加工。設(shè)定毛坯參數(shù)(進(jìn)行工作設(shè)定)， 生成挖槽式刀具路徑，選擇所需加工的曲面，選擇挖槽銑削刀并設(shè)定刀具參數(shù)如圖9和圖10所示。 圖9 刀具參數(shù)設(shè)定一 圖10 刀具參數(shù)設(shè)定二在設(shè)置挖槽粗加工參數(shù)時涉及到走刀路線選擇問題。如圖11所示的3種凹槽加工的走刀路線中，圖11b的走刀路線與球面輪廓最為接近，所以選圖11b的路線。 a) b) (c)

12、圖11 三種走刀路線系統(tǒng)會自動計算曲面，進(jìn)行刀具路徑的生成。生成的刀具路徑如圖12所示。 圖12 刀具路徑生成刀具路徑生成后，可進(jìn)行實(shí)體模擬，如圖13所示。 圖13 實(shí)體仿真模擬六、CNC文件的生成刀具路徑生成后經(jīng)后置處理，就可以生成NC文件，即自動生成數(shù)控加工程序，這些程序可應(yīng)用于加工中心進(jìn)行零件實(shí)體加工。本例中生成的曲面粗加工CNC程序較長，此處省略。七、結(jié)束語CAM技術(shù)的迅猛發(fā)展，軟硬件水平的進(jìn)一步完善，為模具工業(yè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、制造和生產(chǎn)水平的發(fā)展帶來了質(zhì)的飛躍，已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)信息化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化的必然選擇。MasterCAM具備CAD/CAM功能，兼容性

13、很好，能與幾乎所有的數(shù)控機(jī)床配合使用。它具有很強(qiáng)的三維立體造型功能和加工功能，并可進(jìn)行刀具路徑仿真模擬，可以自動生成用于多種數(shù)控機(jī)床的NC代碼，高效地進(jìn)行零件加工。我們所生成的CNC程序經(jīng)生產(chǎn)使用，完全滿足了彩顯模具的數(shù)控加工要求。MasterCAM五軸編程的問題MasterCAM8.0在四軸、五軸銑床加工中的應(yīng)用與技巧 MasterCAM8.0新增加了多軸加工模塊，但在實(shí)際加工應(yīng)用中數(shù)控機(jī)床的控制器是不同的，在后置處理時，如果在MasterCAM8.0提供的后置處理文件夾Posts中找不到適合數(shù)控機(jī)床控制器的后置處理文件，或者經(jīng)過編輯某通用后置處理文件后，仍不能得到與數(shù)控機(jī)床控制器相適應(yīng)的后

14、置處理文件，那么就無法將多軸加工模塊得到的NCI文件轉(zhuǎn)化成實(shí)際加工中可用的NC程序。 筆者在工作實(shí)踐中，通過適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化使某些常用、典型的四軸、五軸加工在MasterCAM8.0上得以實(shí)現(xiàn)，并且成功后置處理成適合加工實(shí)際的四軸、五軸數(shù)控銑床控制器格式的NC程序。 一、四軸加工的應(yīng)用 衛(wèi)生巾切刀成型輥的數(shù)控加工主要是通過用平銑刀和錐度成型刀在XK-715M機(jī)床（帶旋轉(zhuǎn)軸的三坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床）上實(shí)現(xiàn)的。旋轉(zhuǎn)軸上夾持的切刀成型輥相當(dāng)于第四軸A軸，刀具在圓柱體上走空間曲線，就得到刀刃的型面。 那么，如何建出這條卷在圓柱體上的空間曲線呢？ 首先，在MasterCAM8.0中，根據(jù)切刀理論刃口展開圖畫出不同刀具

15、的中心軌跡展開圖，這是二維曲線。 然后，利用主菜單的轉(zhuǎn)換卷筒串連，用串連的方式選取刀具軌跡曲線然后設(shè)定卷筒直徑、旋轉(zhuǎn)軸X及曲線放置在圓柱體上的位置確認(rèn)后再作出與卷筒直徑同樣大小的圓柱曲面，作為4軸曲線加工的導(dǎo)動曲面，將空間曲線以投影方式投到圓柱面上進(jìn)行加工。 雖然同樣是FANUC系統(tǒng)，但XK-715M機(jī)床和加工中心控制器的所使用的格式稍有區(qū)別，所以在用MasterCAM后處理產(chǎn)生NC程序之前需修改后置處理文件MPFAN.PST。 方法如下：進(jìn)入文件編輯*.PST找到系統(tǒng)默認(rèn)的MPFAN.PST文件，先作備份，如另存為MPFAN-1.PST文件，然后打開，找到下面清單中的變量rot_ccw_po

16、s : 1，將其改為rot_ccw_pos : 0，并存盤。 # Rotary Axis Settings # - vmc : 1 #0 = Horizontal Machine, 1 = Vertical Mill rot_on_x: 1 #Default Rotary Axis Orientation, See ques. 164. #0 = Off, 1 = About X, 2 = About Y, 3 = About Z rot_ccw_pos : 1 #Axis signed dir, 0 = CW positive, 1 = CCW positive 之后，進(jìn)入“NC管理”菜單更

17、改后置處理文件選中MPFAN-1.PST文件，再對NCI文件進(jìn)行后置處理，產(chǎn)生符合XK-715M機(jī)床的NC格式。 二、 五軸加工的應(yīng)用 以在FIDIA系統(tǒng)的T20上加工雙角度叉耳內(nèi)外形為例，說明用MasterCAM8.0實(shí)現(xiàn)T20上帶固定角度的五軸加工。 T20的A、B角的是這樣定義的：A角繞X軸旋轉(zhuǎn)，B角繞Y軸旋轉(zhuǎn)，B角是主動角，A角附加在B角上。T20的工作臺不旋轉(zhuǎn)，刀頭可以作A、B角旋轉(zhuǎn)。在MasterCAM建模時，首先要確定零件實(shí)際裝夾位置（不超過A、B角定義的范圍），構(gòu)圖面選擇要與零件實(shí)際裝夾面一致。 加工叉耳內(nèi)外形時，實(shí)際上是T20的刀頭旋轉(zhuǎn)固定雙角度A、B角，然后走類似三軸的刀具

18、路徑，但這種路徑相對裝夾面來說卻是三維空間線。 分析最終產(chǎn)生的T20固定角度五軸加工NC程序，首先要加入刀頭的A、B角信息，然后再走出三維空間線。 1在MasterCAM 8.0中獲得A、B角信息 按照上述裝夾方式建出叉耳型面后，先作出待挖槽曲面的法失,然后在Front構(gòu)圖面（前視圖）分析該法矢的信息，其中的角度信息就是我們要求的B角值；再在3D構(gòu)圖面狀態(tài)，求出該法矢與Y軸的夾角，就得到A角的值。 2在MasterCAM 8.0中得到實(shí)際可用的刀具路徑和NC程序 先把待挖槽曲面定義成新的構(gòu)圖面,如Number 13，存儲后將刀具平面也選為13，然后象作三軸加工一樣作出刀具路徑。所得到的刀具路徑

19、不能直接進(jìn)行后置處理，因為它帶雙角度，不能或不一定能后置處理成適合T20 FIDIA控制器的程序格式。所以只有把該刀具路徑經(jīng)模擬后存成幾何圖素，然后在Top構(gòu)圖面和Top刀具面的狀態(tài)下，選擇該幾何圖素，作“Contour”加工。加工參數(shù)“計算機(jī)補(bǔ)償”和“控制器補(bǔ)償”均選“OFF”，“刀尖補(bǔ)償”選擇與上次刀具路徑一致。如此得到的新刀具路徑就相當(dāng)于幫系統(tǒng)把雙角度刀具路徑轉(zhuǎn)化成原始構(gòu)圖面（T面）中的刀具路徑，將其進(jìn)行通用后置處理后就得到T20刀頭旋轉(zhuǎn)固定A、B角后應(yīng)走的NC程序?；贔ANUC 0i MA的MasterCAM 9.0后處理編程FANUC 0i MA系統(tǒng)配MasterCAM軟件仍然是當(dāng)

20、今數(shù)控機(jī)床加工的主流搭配，因此本文對廣大數(shù)控機(jī)床的編程與操作人員來講，很有參考價值。文中所表述的思路、方法與程序都是作者在長期的工作實(shí)踐中總結(jié)出來的，我們也歡迎廣大讀者在欣賞本文的同時，將你們有實(shí)用價值的技巧與心得寫出來與大家共分享。 我們在利用MasterCAM為FANUC 0iMA系統(tǒng)做計算機(jī)編程的過程中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用軟件默認(rèn)的FANUC后處理程序(Mpfan.pst)輸出的刀路文件，需要大量的手工修改才能滿足實(shí)際加工的需要。為了使CAM軟件得到進(jìn)一步推廣應(yīng)用，我們對MasterCAM9.0后置處理程序進(jìn)行了編輯，使之應(yīng)用得到了成功，大大提高了編程效率和程序質(zhì)量，縮短了產(chǎn)品的制造周期，提高了產(chǎn)

21、品的市場競爭力。 下面以一個例子來說明，零件如圖1所示。 圖1 零件結(jié)構(gòu)示意圖MasterCAM生成的后處理程序 在圖1所示中，主要完成：（1）12立銑刀銑外形；（2）2中心鉆打中心孔；（3）10鉆頭鉆2-10孔的加工。 采用MasterCAM軟件完成該零件的數(shù)控加工仿真后，應(yīng)用后處理程序Mpfan.pst，生成的NC加工代碼如下。 % O0000 (PROGRAM NAME-EXAMPLE1) (DATE=DD-MM-YY-11-07-04 TIME=HH:MM-08:41) N100G21 N102G0G17G40G49G80G90 (TOOL-1DIA.OFF.-1LEN.-1DIA.-

22、12.) N104T1M6（12立銑刀銑外形） N106G0G90X-62.Y10.A0.S1000M3 N108G43H1Z50.M8 N110Z10. N112G1Z-10.F1000. N114G41D1X-50.F100. N116Y60. N118X-20. N120Y51. N122G3X-14.Y45.R6. N124G1X14. N126G3X20.Y51.R6. N128G1Y60. N130X50. N132Y10. N134X40.Y0. N136X-40. N138X-49.661Y9.661 N140G40X-58.146Y1.175 N142G0Z50. N144M

23、5 N146G91G28Z0.M9 N148G28X0.Y0.A0. N150M01 (TOOL-2DIA.OFF.-2LEN.-2DIA.-2.) N152T2M6（2中心鉆） N154G0G90G55X15.Y20.A0.S1500M3 N156G43H2Z3.M8 N158G1Z-3.F50. N160G0Z3. N162X65. N164G1Z-3. N166G0Z3. N168M5 N170G91G28Z0.M9 N172G28X0.Y0.A0. N174M01 (TOOL-3DIA.OFF.-3LEN.-3DIA.-10.) N176T3M6（10鉆頭鉆2-10孔） N178G0G

24、90G54X-25.Y20.A0.S1000M3 N180G43H3Z3.M8 N182G1Z0.F50. N184G0Z3. N186Z2. N188G1Z-2. N190G0Z3. N192Z0. N194G1Z-4. N196G0Z3. N198Z-2. N200G1Z-6. N202G0Z3. N204Z-4. N206G1Z-8. N208G0Z3. N210Z-6. N212G1Z-10. N214G0Z3. N216Z-8. N218G1Z-12. N220G0Z3. N222Z-10. N224G1Z-14. N226G0Z3. N228Z-12. N230G1Z-16. N2

25、32G0Z3. N234Z-14. N236G1Z-18. N238G0Z3. N240Z-16. N242G1Z-20. N244G0Z3. N246X25.（下面是鉆第二孔在此省略） | N310G0Z3. N312M5 N314G91G28Z0.M9 N316G28X0.Y0.A0. N318M30 % 在上面程序中，加下劃線的都是與FANUC 0iMA系統(tǒng)不能兼容的，也就是需要修改或刪除部分，歸納主要有以下幾個方面： （1）程序的開頭和結(jié)束； （2）第四軸，即A軸關(guān)閉； （3）刀具調(diào)用T1M6分行顯示； （4）刪除刀具注釋； （5）將繁瑣的鉆孔循環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)镚81、G83指令； （6）行號

26、的省略輸出，減少機(jī)床的空間占用。 2. 具體的修改過程 (1)刪除程序開頭的注釋 在“#Start of File and Toolchange Setup”中找到“Start of file for non-zero toolnumber”，刪除其中的以下5行： *progno,e (PROGRAM NAME-,sprogname,),e (DATE=DD-MM-YY-,date,TIME=HH:MM-,time,),e pbld,n,*smetric,e pbld,n,*sgcode,*sgplane,G40,G49, G80,*sgabsinc,e (2)刪除刀具注釋 找到“#Tool

27、Comment/Manual Entry Section”，把其中的“(pstrtool,*tnote,*toffnote,*tlngnote,*tldia,),e”一行刪除。 (3)修改刀具調(diào)用 T1M6指令實(shí)現(xiàn)刀具的調(diào)用，需要將T1M6分行顯示。在Psof(第一把刀)中查找“Ifstagetool=zero,pbld,n,*t,“M6”,e”一行，將其更改為以下兩行： if stagetool=zero,pbld,n,*t,e “M6”,e 在Ptlchg（第一把刀之后的所有刀具）中查找“pbld,n,*t,“M6”,e”一行，將其改為以下兩行： “pbld,n,*t,e” “M6”,e”

28、 (4)關(guān)閉第四軸 找到旋轉(zhuǎn)軸的設(shè)置“#Rotary Axis Settings”，把其下的“Rot_on_x:1”更改為“Rot_on_x:0”即可關(guān)閉第四軸A。 (5)程序結(jié)束的修改 在“#End of tool path,toolchange”中找到“Pretract#End of tool path,toolchange”，刪除其中以下兩行。 pcan1,pbld,n,sgabsinc,sgcode,* sg28ref,Z0., scoolant,strcantext,e pbld,n,*sg28ref,X0.,Y0.,protretinc,e (6)鉆孔循環(huán)的輸出 在“#Enbale

29、 Canned Drill Cycle Switches”中找到： usecandrill:no usecanpeck:no 將其更改為： usecandrill:yes(輸出為G81) usecanpeck:yes (輸出為G83)。 (7)行號的省略輸出 對于較大的程序盡量避免輸出行號，減少占用空間，找到“Omitseq:no#omit squence number”，更改為“Omitseq:yes#omit squence number”。 經(jīng)過上面這幾個步驟的修改之后，將經(jīng)過修改的后置處理程序另存為一個新的文件，即可被MasterCAM9.0調(diào)用。對圖1中所示零件，采用此后置處理程序得

30、到以下刀具路徑文件。 % T1（12立銑刀銑外形） M6 G0G90X-62.Y10.S1000M3 G43H1Z50.M8 Z10. G1Z-10.F1000. G41D1X-50.F100. Y60. X-20. Y51. G3X-14.Y45.R6. G1X14. G3X20.Y51.R6. G1Y60. X50. Y10. X40.Y0. X-40. X-49.661Y9.661 G40X-58.146Y1.175 G0Z50. M9G49Z0 M5 T2（2中心鉆） M6 G0G90G55X15.Y20.S1500M3 G43H2Z3.M8 G99G81Z-3.R3.F50. X65

31、. G80 M9G49Z0 M5 T3（10鉆頭鉆2-10孔） M6 G0G90G54X-25.Y20.S1000M3 G43H3Z3.M8 G99G83Z-20.R3.Q3.F50. X25. G80 M9G49Z0 M5 M30 % 該文件符合FANUC 0iMA系統(tǒng)程序格式，經(jīng)實(shí)踐證明，生成的程序無需修改可以滿足數(shù)控加工的需要。航空發(fā)動機(jī)葉片四軸加工一、概述 飛機(jī)發(fā)動機(jī)的葉片大小不同，形狀各異：從尺寸上看，大的葉片有2506010，小的只有30105；從形狀上看，帶阻風(fēng)臺結(jié)構(gòu)的稍復(fù)雜一些，需五軸聯(lián)動銑削；不帶阻風(fēng)臺的，用四軸加工即可。所有葉片都有一個特點(diǎn)：薄，加工時易變形。 葉片的毛坯均

32、為合金鑄件，加工工序比較復(fù)雜，從圖紙到成品，一般都要經(jīng)過4060個工序。目前，發(fā)動機(jī)葉片（葉背、葉盆）的加工，大多采用三軸銑削，即在立式銑削中心（帶旋轉(zhuǎn)工作臺）先銑葉背，然后轉(zhuǎn)180，再銑葉盆。進(jìn)汽邊、出汽邊以及葉根，在后續(xù)的工序中再處理。這種銑削方法裝卡次數(shù)多，加工效率低，并且加工后葉片變形大，葉片截面形狀與原設(shè)計有較大誤差。 如果采用四軸聯(lián)動銑削，一次裝卡就可把葉背、葉盆、進(jìn)出汽邊以及葉根同時加工出來，并且加工后的葉片變形也很小。如果走刀路徑設(shè)計的合理，加工后葉片表面的光潔度高，后續(xù)的輔助工序可以取消或減化，進(jìn)汽邊和出汽邊也無需再處理。從整體來看，葉片的加工質(zhì)量和效率都會大為提高。 四軸銑

33、削葉片，理想的刀具路徑如下： (1)四軸銑削葉背、葉盆時，刀具沿軸線螺旋走刀，從一端走到另一端； (2)再單獨(dú)銑一次進(jìn)、出汽邊，刀具沿葉片軸線從一端銑到另一端，以保證進(jìn)、出汽邊的形狀精度和表面光潔度； (3)銑削葉根的過渡面時，確保葉片兩端的凸臺不受損傷。 二、葉背、葉盆銑削 對于圖1所示的葉片，可采用近似于螺旋的走刀路徑。刀具相對于葉片繞軸線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時間斷地沿軸線作直線運(yùn)動，如圖1所示。采用這種走刀路徑，葉片的變形小，質(zhì)量可靠；葉背葉盆刀痕勻布，余量均勻，減少了后續(xù)打磨、拋光等工序的工作量，可明顯地提高葉片的生產(chǎn)效率。并且，編制這種走刀路徑，較編制螺旋走刀路徑容易得多。 圖1 葉片走刀

34、路徑以下詳細(xì)說明有關(guān)計算方法及參數(shù)的選擇。 圖2是葉片的俯視圖。葉形的長邊約220.7mm，短邊約175.3mm，葉片高約93.9mm。葉片兩端均有臺階，臺階的側(cè)面與葉形的交線跟軸線不垂直，左邊夾角約20，右邊約8.6。 圖2 俯視圖四軸聯(lián)動銑削時，在右端和左端的走刀方向應(yīng)同臺階的側(cè)面基本平行，銑刀間斷地沿軸線向葉片中部銑削時，走刀方向逐漸與軸線垂直，如圖2所示。在最左側(cè)，走刀方向與刀軸夾角20角，銑削到A1_A1截面時，走刀方向與軸線垂直。銑到B1-B1截面后，走刀方向逐漸右斜。在最右端，走刀方向與右側(cè)臺階的側(cè)面方向一致，即與軸線夾角8.6。 設(shè)相鄰兩刀具路徑間的距離為d，則從最左端到A1-

35、A1截面的切削次數(shù)為N=27.3/d，取d=1.5，則N=18刀，取20刀。相鄰兩刀的相對轉(zhuǎn)角為：20/20=1。 同樣計算右端的刀數(shù)：14.5/1.5=9.6取10刀。每刀轉(zhuǎn)角：8.6/10=0.86。 最大轉(zhuǎn)角計算：切削平面旋轉(zhuǎn)后，各刀具路徑不應(yīng)重疊，條件為：QmW/2d，Qm2d/W，如圖3所示。W=93.9、d=1.5，得Qm1.83。 圖3 刀具路徑不重疊條件示意三、進(jìn)、出汽邊銑削 進(jìn)出汽邊是由多個位于相互平行的平面上、直徑為0.650.68mm的圓弧構(gòu)成的直紋曲面。用直徑6的銑刀銑削時，最好用側(cè)刃銑?？砂迅鲌A弧分為5等份，計算6條對應(yīng)的等參曲線。然后，根據(jù)這6條曲線編制四軸程序，使

36、刀具沿著6條曲線運(yùn)動，且刀軸方向始終與曲面相切。 四、MasterCAM的多軸銑削功能 本零件使用MasterCAM軟件造型和編程。MasterCAM的多軸銑削功能非常強(qiáng)勁,有多種四軸、五軸加工方法，用戶可最大程度地控制走刀方式（Tool Type）、刀具運(yùn)動（Tool motion）和刀軸方向（Tool axis），編出高質(zhì)量的多軸加工程序。這些加工方法包括：五軸鉆孔、五軸輪廓銑削、多曲面五軸端銑加工、五軸側(cè)刃銑削（圓柱棒刀或圓錐棒刀）等等。 MasterCAM還提供有多種選項，控制刀具在走刀進(jìn)程中的前傾角、后仰角以及左右擺角。通過設(shè)置前傾角、后仰角，可改變刀具的受力狀況，提高加工的表面質(zhì)量

37、。通過改變左右擺角，可以避免刀頭刀桿與工件的碰撞。五軸精加工時，在零件曲率變化太大的區(qū)域內(nèi)，MasterCAM還可加密刀位點(diǎn)，銑出光滑的表面。本例的仿真結(jié)果，如圖4所示。 圖4 加工仿真結(jié)果MasterCAM提供了很多控制刀軸方向的辦法，如： 用一組直線確定方向。五軸走刀時，刀軸的方向根據(jù)這組直線方向的變化而變化。 用上下兩組曲線控制刀軸方向。 用一個封閉的邊界，控制刀軸的運(yùn)動范圍，刀軸的方向受限于邊界。 限制刀軸的傾角（A、B、或C ），以防碰撞。 用某個固定點(diǎn)控制刀軸方向，使刀具在切削時，其軸線始終通過該點(diǎn)。 MasterCAM的五軸銑削仿真也非常強(qiáng)。可使用任何形狀的毛坯，準(zhǔn)確模擬加工過程

38、及加工結(jié)果，起到所見即所得的作用。有力地保證了數(shù)控程序的正確性。 總之，用MasterCAM設(shè)計和加工葉片，快捷方便、安全可靠。附錄資料：不需要的可以自行刪除設(shè)備大修規(guī)程1、目的消除設(shè)備存在的缺陷，保證生產(chǎn)設(shè)備恢復(fù)原有性能，有效延長設(shè)備的壽命、減小設(shè)備故障率、提高生產(chǎn)效益，減輕設(shè)備維修量。2、適用范圍廠區(qū)主要生產(chǎn)設(shè)備3、職責(zé) 3.1設(shè)備經(jīng)理（主管）根據(jù)生產(chǎn)情況，以及通過設(shè)備維修數(shù)據(jù)分析設(shè)備情況，制定設(shè)備大修計劃，并且購置設(shè)備大修配件。3.2事務(wù)助理根據(jù)要大修的設(shè)備，編制設(shè)備大修記錄單、設(shè)備大修驗收記錄單。3.3大修班班長根據(jù)要大修的設(shè)備，擬定大修計劃，列出大修配件名單交設(shè)備主管，準(zhǔn)備大修所有器

39、具，做好大修安全防護(hù)措施。3.4操作人員極力配合大修人員的工作，順利開展大修。4、工作規(guī)程4.1大修準(zhǔn)備工作4.1.1設(shè)備主管根據(jù)生產(chǎn)情況、設(shè)備情況提前一周制定大修計劃，并落實(shí)到大修班和生產(chǎn)部門。4.1.2設(shè)備事物助理根據(jù)大修設(shè)備，編制設(shè)備大修記錄單給大修班、大修驗收記錄單給設(shè)備主管。4.1.3大修班班長根據(jù)要大修的設(shè)備查閱資料，擬定大修安排計劃，列大修配件清單交設(shè)備主管，落實(shí)大修人員，準(zhǔn)備設(shè)備大修所需器具，做好大修安全防護(hù)措施。4.1.4設(shè)備主管購置設(shè)備大修所需配件，在大修前配齊。4.1.5操作人員在設(shè)備大修前，做好設(shè)備清潔衛(wèi)生，清理設(shè)備場地，挪開生產(chǎn)加工物品，提前停止設(shè)備，進(jìn)入待修狀態(tài)。4

40、.2設(shè)備大修實(shí)施 4.2.1大修班班長組織指導(dǎo)大修工作，大修班根據(jù)大修要求嚴(yán)格對設(shè)備進(jìn)行大修。 4.2.2填寫設(shè)備大修單，記錄在大修中更換的配件。 4.2.3設(shè)備主管在大修結(jié)束后，對大修設(shè)備進(jìn)行驗收，記錄設(shè)備運(yùn)行是否正常，運(yùn)行參數(shù)是否合格，驗收合格后投入運(yùn)行。4.2.4設(shè)備事務(wù)助理在設(shè)備驗收合格后，對大修記錄、驗收記錄進(jìn)行存檔，并完善ERP平臺數(shù)據(jù)記錄。4.3設(shè)備大修規(guī)范4.2.1設(shè)備大修的周期為2年進(jìn)行一次。4.2.2設(shè)備大修是以大修班為主、操作人員為輔，對設(shè)備有效的大修。 4.2.3根據(jù)設(shè)備秩序要求，結(jié)構(gòu)要求，對設(shè)備全部或部分解體，把拆卸配件歸類標(biāo)記、存放。 4.2.4嚴(yán)格檢查設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)

41、部分和配件，清理結(jié)構(gòu)污垢，清洗機(jī)械配件，更換潤滑油，更換老化配件。 4.2.5檢查設(shè)備氣動、油壓系統(tǒng)，清理氣管、油管，清洗油箱、閥芯等，更換沉淀老化液壓油。 4.2.6檢查電氣部分，更換老化線路、電器元件，更新設(shè)備配置，緊固各接線端子；檢驗電氣設(shè)備絕緣、阻值等參數(shù)，更換檢修參數(shù)不合格的電氣設(shè)備；對配電箱、配電柜等進(jìn)行清潔吹灰。 4.2.7沒有允許，嚴(yán)禁改動設(shè)備原有結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)還原裝配設(shè)備。4.2.8完成大修后，要清潔大修場所，保持設(shè)備環(huán)境的清潔衛(wèi)生，對更換的配件統(tǒng)一規(guī)范放置。相關(guān)文件和記錄 5.1設(shè)備大修單 5.2設(shè)備大修驗收單附件: 設(shè)備維修及故障處理流程圖1設(shè)備維修流程設(shè)備操作人員發(fā)

42、現(xiàn)故障填設(shè)備保修單注明設(shè)備型號（序號）設(shè)備操作人員發(fā)現(xiàn)故障填設(shè)備保修單注明設(shè)備型號（序號）、簡述故障情況，生產(chǎn)班（組）長簽字報機(jī)修班特殊情況可直接電話報修事后及時補(bǔ)寫報修單機(jī)修班（組）長及時（15分鐘內(nèi)）安排檢修或機(jī)修工接報修單直接檢修維修機(jī)修人員主導(dǎo)，嚴(yán)格按照設(shè)備檢修規(guī)程、安全操作、準(zhǔn)確判斷故障、按時保質(zhì)完成，設(shè)備操作人員配合輔助設(shè)備配件在機(jī)修班庫房或公司配件庫領(lǐng)取（中夜班聯(lián)系庫房管理員）檢修技術(shù)難點(diǎn)（問題）及時詢問班（組）長和老員工，特殊輔助機(jī)具及時聯(lián)系車間主任及班組長支援重大問題及時聯(lián)系設(shè)備部經(jīng)理（主管）直至向公司分管領(lǐng)導(dǎo)匯報一般情況當(dāng)班必須檢修完畢，如特殊情況必須與下班交接（故障情況、

43、檢修進(jìn)度等）做好記錄檢修完畢操作人員進(jìn)行試車驗收，填寫維修情況、維修時間（報修單）設(shè)備部主管（專項助理）每周收集統(tǒng)計報修單，考評機(jī)修工檢修時間及設(shè)備維修時間，周會通報設(shè)備部經(jīng)理（主管）每月根據(jù)設(shè)備維修時間統(tǒng)計，分析（改進(jìn)）設(shè)備維修狀況、設(shè)備運(yùn)行狀況及操作與維修人員綜合素質(zhì)，形成月度總結(jié)上報公司2設(shè)備事故處理流程設(shè)備操作人員、車間主任、班組長或相關(guān)發(fā)現(xiàn)人員上報設(shè)備操作人員、車間主任、班組長或相關(guān)發(fā)現(xiàn)人員上報設(shè)備部、機(jī)修班維修人員或安全巡檢人員提出設(shè)備部經(jīng)理（主管）主導(dǎo)召集設(shè)備事故分析會，設(shè)備操作人員、所屬車間主任班組長、機(jī)修班（組）長、相關(guān)維修人員參加，生產(chǎn)部、安環(huán)部有關(guān)人員列席（如發(fā)生人生傷害事故由安環(huán)部主導(dǎo)）由設(shè)備操作人員、車間主任、班組長或相關(guān)發(fā)現(xiàn)人員闡述事故經(jīng)過，維修人員敘述維修經(jīng)過、損壞情況及原因分析，設(shè)備部經(jīng)理（主管）作出事故結(jié)論，編制事故報告（含處理意見）事故按照三不放過原則處理落實(shí)（事