數(shù)控加工自動編程與數(shù)控加工實(shí)例

第七章數(shù)控加工自動編程及數(shù)控加工實(shí)例目錄7.1數(shù)控加工自動編程概述

1、常用自動編程軟件簡介

2、數(shù)控加工自動編程步驟

7.2

MastercamX自動編程技術(shù)

1、Mastercam基本操作

2、Mastercam自動編程

7.1數(shù)控加工自動編程概述1．CAD/CAM軟件分類

CAD/CAM技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，先后走過大型機(jī)、小型機(jī)、工作站、微機(jī)時(shí)代，每個(gè)時(shí)代都有當(dāng)時(shí)流行的CAD/CAM軟件?，F(xiàn)在，工作站和微機(jī)平臺的CAD/CAM軟件已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位，并且出現(xiàn)了一批比較優(yōu)秀、比較流行的商品化軟件。按照三維CAD/CAM軟件的集成度、功能，可將目前流行的CAD/CAM軟件劃分為三類：1）高檔CAD/CAM軟件提供機(jī)械制造全過程的一攬子解決方案，具有高度集成的CAD/CAE/CAM和部分PDM(產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)管理)功能集成。高檔CAM軟件的代表有:Unigraphics、Pro/Engineer、CATIA、I-DEAS等。這類軟件的特點(diǎn)是：具有優(yōu)越的參數(shù)化設(shè)計(jì)、變量化設(shè)計(jì)及特征造型技術(shù)與傳統(tǒng)的實(shí)體和曲面造型功能結(jié)合在一起；加工方式完備，計(jì)算準(zhǔn)確，實(shí)用性強(qiáng)，可以從簡單的2軸加工到以5軸聯(lián)動方式來加工極為復(fù)雜的工件表面；并可以對數(shù)控加工過程進(jìn)行自動控制和優(yōu)化；同時(shí)提供了二次開發(fā)工具允許用戶擴(kuò)展其功能。它們是大、中型企業(yè)的首選CAD/CAM軟件。2）中檔CAD/CAM軟件提供CAD/CAE/CAM和PDM的部分功能。CIMATRON是中檔CAD/CAM軟件的代表，其它還有Mastercam、Surfcam、Solidwork、SolidEdge、CAXA制造工程師等。這類軟件實(shí)用性強(qiáng)，提供了比較靈活的用戶界面，優(yōu)良的三維造型、工程繪圖，全面的數(shù)控加工，各種通用、專用數(shù)據(jù)接口以及集成化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。主要應(yīng)用在中小企業(yè)的模具行業(yè)。3）低檔CAD軟件這類軟件僅有二維工程圖設(shè)計(jì)能力，無法提供與數(shù)控加工機(jī)床的一體化應(yīng)用。這類軟件主要有AUTOCAD、CAXA等。2、常用自動編程軟件簡介CAXA制造工程師：

CAXA－ME（CAXA制造工程師）是我國北航海爾軟件公司開發(fā)的針對數(shù)控銑、加工中心的CAD/CAM軟件。它基于PC平臺，采用原創(chuàng)Windows菜單和交互方式，全中文界面，便于用戶輕松地學(xué)習(xí)和操作；全面支持圖標(biāo)菜單、工具條、快捷鍵。它功能強(qiáng)大，提供基于實(shí)體的特征造型、自由曲面造型、以及實(shí)體和曲面混合造型功能，可實(shí)現(xiàn)對任意復(fù)雜形狀零件的造型設(shè)計(jì)。還具有生成二至五軸（五軸加工模塊需另配）的加工代碼的數(shù)控加工功能，可用于加工具有復(fù)雜三維曲面的零件。其特點(diǎn)是易學(xué)易用、價(jià)格較低，已在國內(nèi)眾多企業(yè)（如寶雞機(jī)床廠、北京儀表機(jī)床廠等）和科研院所得到應(yīng)用。MastercamPro/EngineerPro/Engineer是由美國PTC公司研制和開發(fā)的商用CAD/CAM軟件，該軟件具有基于特征、全參數(shù)、全相關(guān)和單一數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)，可用于設(shè)計(jì)和加工復(fù)雜的零件。另外，它還具有零件裝配、機(jī)構(gòu)仿真、有限元分析、逆向工程、同步工程等功能。該軟件也具有較好的二次開發(fā)環(huán)境和數(shù)據(jù)交換能力。Pro/Engineer已廣泛應(yīng)用于模具、工業(yè)設(shè)計(jì)、汽車、航天、玩具等行業(yè)，并在國際CAD/CAM/CAE市場上占有較大的份額。

Mastercam是美國CNC公司的CAD/CAM軟件，功能上與CAXA-ME基本相同，它具有很強(qiáng)的加工功能，尤其在對復(fù)雜曲面自動生成加工代碼方面，具有獨(dú)到的優(yōu)勢。由于Mastercam主要針對數(shù)控加工，零件的設(shè)計(jì)造型功能不強(qiáng)，但對硬件的要求不高，且操作靈活、易學(xué)易用、價(jià)格較低，目前在國內(nèi)有較多的用戶。Mastercam現(xiàn)在的版本已發(fā)展到MastercamX4。

UGNX7.0UG是美國UGS（UnigraphicsSolutions）公司的產(chǎn)品，軟件運(yùn)行對計(jì)算機(jī)的硬件配置要求較高，早期版本只能在小型機(jī)和工作站上使用。隨著微機(jī)性能飛速提高，已開始在微機(jī)上使用。它不僅具有復(fù)雜造型和豐富數(shù)控加工編程功能，還具有管理復(fù)雜產(chǎn)品裝配，進(jìn)行多種設(shè)計(jì)方案的對比分析和優(yōu)化等功能。它具有較好的二次開發(fā)環(huán)境和數(shù)據(jù)交換能力。其龐大的模塊群可為企業(yè)提供從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品分析、加工裝配、檢驗(yàn)，到過程管理、虛擬運(yùn)作等全系列的技術(shù)支持。目前該軟件在國際CAD/CAM/CAE市場上占有較大的份額，是目前市場上數(shù)控加工編程能力最強(qiáng)的CAD／CAM集成系統(tǒng)之一。2、數(shù)控加工自動編程步驟簡單說,Mastercam自動編程分為三步:第1步:用“CAD設(shè)計(jì)模塊”設(shè)計(jì)零件,產(chǎn)生MCX文件(或?qū)?;第2步:利用“CAM模擬加工模塊”生成刀具路徑,產(chǎn)生NCI刀具路徑文件;第3步:“后處理”產(chǎn)生NC程序(數(shù)控加工程序)。例1：Mastercam零件實(shí)體設(shè)計(jì)并自動生成工程圖（1-27Mcx圖）例2：由矩形二維圖產(chǎn)生刀具加工路徑、仿真，并自動生成NC程序（矩形外形銑削）7.2MastercamX數(shù)控自動編編程技術(shù)一、Mastercam基本操作1.Mastercam的功能:1)三維設(shè)計(jì);2)零件加工(模擬加工路路徑,生成NC程序)。2.Mastercam有五大功能能模塊：1）設(shè)計(jì)模塊塊；2）銑削加工工模塊；3）車削加工工模塊；4）線切割加加工模塊；；5）雕刻加工工模塊。3.MastercamX3主界面1)Mastercam的CAD設(shè)計(jì)文件的的擴(kuò)展名為為.MCX2)Mastercam自動編程文文件的擴(kuò)展展名為.NC3)Mastercamy主界面介紹紹標(biāo)題欄菜單欄固定工具欄欄操作欄(帶狀工具欄欄或叫立即即工具欄)操作命令記記錄欄(最近工具欄欄)命令快速選選擇欄狀態(tài)欄(顯示及線型型工具欄)操作管理器器(對象管理區(qū)區(qū))繪圖編輯區(qū)區(qū)MasterCAM的窗口界面面MasterCAM的功能（1）File：包含文件件的打開、、新建、保保存、打印印、導(dǎo)入導(dǎo)導(dǎo)出文件路路徑設(shè)置和和退出等命命令及最近近打開的文文件列表。。（2）Edit：包含取消消、重做、、復(fù)制、剪剪切、粘貼貼、刪除，，以及一些些圖形編輯輯命令如修修剪、打斷斷、NURBS曲線的修改改轉(zhuǎn)化等命命令。（3）View：包含用戶戶界面以及及圖形顯示示的相關(guān)命命令，如：：視點(diǎn)的選選擇、圖形形的放大和和縮小、旋旋轉(zhuǎn)、視圖圖的選擇等等。（4）Analyze：包含分析析（查詢））繪圖區(qū)中中圖形對象象各種相關(guān)關(guān)信息的命命令，如圖圖形對象的的尺寸、特特征點(diǎn)的坐坐標(biāo)等。（5）Create：包含繪制制各種圖素素的命令，，如曲線、、曲面、基基本實(shí)體等等。（6）Solides：實(shí)體菜單單，包含實(shí)實(shí)體造型，，以及實(shí)體體的延伸、、旋轉(zhuǎn)、舉舉升和布爾爾運(yùn)算等命命令。（7）Xform：包含圖形形的編輯命命令，如鏡鏡像、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)、比例縮縮放、平移移等。（8）MachineType：用于選擇擇機(jī)床，并并進(jìn)入相應(yīng)應(yīng)的CAM模塊。如銑銑床加工模模塊、車床床加工模塊塊等。其中中的MachineDefinitionManager選項(xiàng)為機(jī)床床設(shè)置。（9）Toolpaths：包含產(chǎn)生生刀具路徑徑，進(jìn)行加加工操作管管理，編輯輯、組合NCI文件或后置置處理文件件，管理刀刀具和材料料等命令。。該菜單只只有在選擇擇了相應(yīng)的的CAM模塊才有效效。（10）Screen：包含設(shè)置置與屏幕顯顯示有關(guān)的的各種命令令，如圖形形對象的顯顯示、隱藏藏等。（11）Settings：包含設(shè)置置快捷方式式，工具欄欄和工作環(huán)環(huán)境等命令令。（12）Help：提供各種種幫助命令令。1.Mastercam自動編程步步驟分為三步：：1）CAD設(shè)計(jì)模型（（.MCX文件）；2）CAM產(chǎn)生刀具路路徑(.NCI文件);3）后處理產(chǎn)產(chǎn)生數(shù)控程程序（.NC文件）。自動編程通通用設(shè)置步步驟零件模型設(shè)設(shè)計(jì)完畢后后，自動編編程通用設(shè)設(shè)置步驟為為：（1）選擇機(jī)床床類型（““機(jī)床類型型”菜單中中）（2）確定加工工類型（““刀具路徑徑”菜單中中）（3）刀具參數(shù)數(shù)設(shè)置（同同上）（4）外形加工工參數(shù)設(shè)置置（同上））（5）毛坯設(shè)置置（“刀具具路徑”管管理器中，，“屬性””—“材料設(shè)置””）（6）加工路徑徑模擬（““刀具路路徑”管理理器中）（7）生成NC程序（“刀刀具路徑””管理器中中）2.二維刀具路路徑模擬加加工及NC程序的產(chǎn)生生1)切削加工工類型(1)平面銑削削加工(2)外形(外輪廓)銑削加工工(3)挖槽(4)鉆孔2)實(shí)例實(shí)例1:平面銑削削加工(面加工)實(shí)例2:外形銑削削加工工(銑外形)實(shí)例3:挖槽(挖槽)實(shí)例4:鉆孔(鉆孔)3.三維刀具具路徑模模擬加工工及NC程序的產(chǎn)產(chǎn)生二維即平平面加工工可以在在普通機(jī)機(jī)床上加加工完成成,而三維曲曲面加工工在普通通機(jī)床上上加工是是比較困困難的,必須在數(shù)數(shù)控機(jī)床床上加工工.三維曲面面加工是是比較復(fù)復(fù)雜的,粗加工時(shí)時(shí),必須切除除大量的的毛坯材材料,精加工必必須符合合零件精精度要求求.實(shí)例:三維曲面面刀具路徑徑模擬加加工及NC程序的產(chǎn)產(chǎn)生(三維曲面面)MasterCAM數(shù)控編程程的步驟驟⑴確定加工工工藝⑵建立工工件幾何何模型在MasterCAM系統(tǒng)中，，工件幾幾何模型型的建立立有3種途徑來來實(shí)現(xiàn)：：①由系統(tǒng)統(tǒng)本身的的CAD造型建立立工件的的幾何模模型。②通過系系統(tǒng)提供供的DXF、IGES、CADL、VDA、STL、PARASLD、DWG等標(biāo)準(zhǔn)圖圖形轉(zhuǎn)換換接口，，把其他他CAD軟件生成成的圖形形轉(zhuǎn)換為為本系統(tǒng)統(tǒng)的圖形形文件，，實(shí)現(xiàn)圖圖形文件件的交換換和共享享。③通過系系統(tǒng)提供供的ASCII圖形轉(zhuǎn)換換接口，，把經(jīng)過過三坐標(biāo)標(biāo)測量機(jī)機(jī)或掃描描儀測得得的實(shí)物物數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成本本系統(tǒng)的的圖形文文件。⑶生成刀刀具軌跡跡⑷生成后后置代碼碼⑸輸出加加工代碼碼二、MasterCAM的車削加加工編程程車削加工工自動編編程零件件圖機(jī)床參數(shù)數(shù)、工件件毛坯參參數(shù)和刀刀具參數(shù)數(shù)的設(shè)定定車端面刀刀具路徑徑刀具設(shè)設(shè)置車端面刀刀具路徑徑加工參參數(shù)設(shè)置置車端面刀刀具路徑徑輪廓粗車車刀具路路徑串接接路徑輪廓粗車車刀具路路徑刀具具設(shè)置輪廓粗車車刀具路路徑加工工參數(shù)設(shè)設(shè)置輪廓粗車車刀具路路徑底切切參數(shù)設(shè)設(shè)置輪廓粗車車刀具路路徑輪廓精車車刀具路路徑串接接路徑輪廓精車車刀具路路徑刀具具設(shè)置輪廓精車車刀具路路徑加工工參數(shù)設(shè)設(shè)置輪廓精車車刀具路路徑槽加工刀刀具路徑徑刀具設(shè)設(shè)置槽加工刀刀具路徑徑螺紋加工工刀具路路徑螺紋紋形狀參參數(shù)設(shè)置置螺紋加工工刀具路路徑加工工參數(shù)設(shè)設(shè)置螺紋加工工刀具路路徑鉆孔加工工刀具路路徑刀具具設(shè)置鉆孔加工工刀具路路徑加工工參數(shù)設(shè)設(shè)置鉆孔加工工刀具路路徑鏜孔加工工刀具路路徑刀具具設(shè)置鏜孔加工工刀具路路徑加工工參數(shù)設(shè)設(shè)置鏜孔加工工刀具路路徑截?cái)嗉庸すさ毒呗仿窂降毒呔咴O(shè)置截?cái)嗉庸すさ毒呗仿窂郊庸す?shù)設(shè)設(shè)置截?cái)嗉庸すさ毒呗仿窂組asterCAM的車削編編程的檢檢查仿真真與后置置處理加工仿真真后置處理理三、數(shù)數(shù)控銑削削加工編編程在本節(jié)中中將通過過實(shí)例零零件的數(shù)數(shù)控編程程來介紹紹MasterCAM的外形、、挖槽、、鉆孔、、面銑、、曲面粗粗加工、、曲面精精加工等等銑削與與加工中中心自動動編程過過程。機(jī)床參數(shù)數(shù)、工件件毛坯參參數(shù)和刀刀具參數(shù)數(shù)的設(shè)定定平面銑削削刀具路路徑刀具具設(shè)置平面銑削削刀具路路徑加工參數(shù)數(shù)設(shè)置平面銑削削刀具路路徑外輪廓刀刀具路徑徑外輪廓刀刀具路徑徑加工參數(shù)數(shù)設(shè)置外輪廓刀刀具路徑徑挖槽加工工刀具路徑徑刀具設(shè)置置挖槽加工工刀具路徑徑挖槽參數(shù)數(shù)設(shè)置挖槽加工工刀具路徑徑加工參數(shù)數(shù)設(shè)置挖槽加工工刀具路徑徑挖槽精加加工刀具路徑徑淺表面挖挖槽加工工刀具路徑徑鉆孔加工工刀具路徑徑鉆孔加工工刀具路徑徑加工參數(shù)數(shù)設(shè)置鉆孔加工工刀具路徑徑銑加工仿仿真曲面加工工MasterCAM的曲面銑銑削刀具具路徑用用于加工工曲面、、實(shí)體或或?qū)嶓w表表面。在在曲面、、實(shí)體或或?qū)嶓w表表面數(shù)控控加工中中，大多多數(shù)需要要粗加工工和精加加工兩道道工序才才能完成成。粗加加工的任任務(wù)是盡盡可能快快速去除除工件的的材料，，精加工工的任務(wù)務(wù)是精確確地構(gòu)建建曲面。。MasterCAM提供了8種粗加工工方法，，10種精加工工方法。。曲面粗加加工Parallel：生成某某一特定定角度的的平行切切削粗加加工路徑徑。Radial：生成放放射狀的的粗加工工刀具路路徑。Project：將已有有的刀具具路徑或或幾何圖圖形投影影到選擇擇的曲面面上生成成的粗加加工刀具具路徑。。Flowline：沿曲面面流線方方向生成成粗加工工刀具路路徑。Contour：沿曲面面外形生生成粗加加工刀具具路徑。。Pocket：依曲面面形態(tài)，，在Z方向切削削生成粗粗加工刀刀具路徑徑。Plunge：切削所所有位于于曲面與與凹槽邊邊界材料料生成粗粗加工刀刀具路徑徑。Restmill：殘料粗粗加工，，用小直直徑刀具具去清除除大直徑徑刀具所所沒有加加工到的的區(qū)域。。曲面精加加工Parallel：生成某某一特定定角度的的平行切切削精加加工刀具具路徑。。Par．Steep：生成用用于以清清除曲面面斜坡上上殘留材材料的精精加工刀刀具路徑徑。斜坡坡面由兩兩斜坡角角度決定定。Radial：生成放放射狀的的精加工工刀具路路徑。Project：將已有有的刀具具路徑或或幾何圖圖形投影影到選取取的曲面面上生成成的精加加工刀具具路徑。。Flowline：沿曲面面流線方方向生成成精加工工刀具路路徑。Contour：沿曲面面外形生生成的精精加工刀刀具路徑徑。Shallow：生成用用于清除除曲面淺淺面積部部分殘留留材料的的精加工工刀具路路徑。淺淺面積也也由兩斜斜坡角度度決定。。Pencil：生成用用于清除除曲面間間的交角角部分殘殘留材料料的精加加工刀