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)時代，每個時代都有當(dāng)時流行的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、變量化設(shè)計及特征造型技術(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。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、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、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)計模塊”設(shè)計零件,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)控自動編程技術(shù)一、Mastercam基本操作1.Mastercam的功能:1)三維設(shè)計;2)零件加工(模擬加工路徑,生成NC程序)。2.Mastercam有五大功能模塊：1）設(shè)計模塊；2）銑削加工模塊；3）車削加工模塊；4）線切割加工模塊；5）雕刻加工模塊。3.MastercamX3主界面1)Mastercam的CAD設(shè)計文件的擴(kuò)展名為.MCX2)Mastercam自動編程文件的擴(kuò)展名為.NC3)Mastercamy主界面介紹標(biāo)題欄菜單欄固定工具欄操作欄(帶狀工具欄或叫立即工具欄)操作命令記錄欄(最近工具欄)命令快速選擇欄狀態(tài)欄(顯示及線型工具欄)操作管理器(對象管理區(qū))繪圖編輯區(qū)MasterCAM的窗口界面MasterCAM的功能（1）File：包含文件的打開、新建、保存、打印、導(dǎo)入導(dǎo)出文件路徑設(shè)置和退出等命令及最近打開的文件列表。（2）Edit：包含取消、重做、復(fù)制、剪切、粘貼、刪除，以及一些圖形編輯命令如修剪、打斷、NURBS曲線的修改轉(zhuǎn)化等命令。（3）View：包含用戶界面以及圖形顯示的相關(guān)命令，如：視點(diǎn)的選擇、圖形的放大和縮小、旋轉(zhuǎn)、視圖的選擇等。（4）Analyze：包含分析（查詢）繪圖區(qū)中圖形對象各種相關(guān)信息的命令，如圖形對象的尺寸、特征點(diǎn)的坐標(biāo)等。（5）Create：包含繪制各種圖素的命令，如曲線、曲面、基本實(shí)體等。（6）Solides：實(shí)體菜單，包含實(shí)體造型，以及實(shí)體的延伸、旋轉(zhuǎn)、舉升和布爾運(yùn)算等命令。（7）Xform：包含圖形的編輯命令，如鏡像、旋轉(zhuǎn)、比例縮放、平移等。（8）MachineType：用于選擇機(jī)床，并進(jìn)入相應(yīng)的CAM模塊。如銑床加工模塊、車床加工模塊等。其中的MachineDefinitionManager選項(xiàng)為機(jī)床設(shè)置。（9）Toolpaths：包含產(chǎn)生刀具路徑，進(jìn)行加工操作管理，編輯、組合NCI文件或后置處理文件，管理刀具和材料等命令。該菜單只有在選擇了相應(yīng)的CAM模塊才有效。（10）Screen：包含設(shè)置與屏幕顯示有關(guān)的各種命令，如圖形對象的顯示、隱藏等。（11）Settings：包含設(shè)置快捷方式，工具欄和工作環(huán)境等命令。（12）Help：提供各種幫助命令。1.Mastercam自動編程步驟分為三步：1）CAD設(shè)計模型（.MCX文件）；2）CAM產(chǎn)生刀具路徑(.NCI文件);3）后處理產(chǎn)生數(shù)控程序（.NC文件）。自動編程通用設(shè)置步驟零件模型設(shè)計完畢后，自動編程通用設(shè)置步驟為：（1）選擇機(jī)床類型（“機(jī)床類型”菜單中）（2）確定加工類型（“刀具路徑”菜單中）（3）刀具參數(shù)設(shè)置（同上）（4）外形加工參數(shù)設(shè)置（同上）（5）毛坯設(shè)置（“刀具路徑”管理器中，“屬性”—“材料設(shè)置”）（6）加工路徑模擬（“刀具路徑”管理器中）（7）生成NC程序（“刀具路徑”管理器中）2.二維刀具路徑模擬加工及NC程序的產(chǎn)生1)切削加工類型(1)平面銑削加工(2)外形(外輪廓)銑削加工(3)挖槽(4)鉆孔2)實(shí)例實(shí)例1:平面銑削加工(面加工)實(shí)例2:外形銑削加工(銑外形)實(shí)例3:挖槽(挖槽)實(shí)例4:鉆孔(鉆孔)3.三維刀具路徑模擬加工及NC程序的產(chǎn)生二維即平面加工可以在普通機(jī)床上加工完成,而三維曲面加工在普通機(jī)床上加工是比較困難的,必須在數(shù)控機(jī)床上加工.三維曲面加工是比較復(fù)雜的,粗加工時,必須切除大量的毛坯材料,精加工必須符合零件精度要求.實(shí)例:三維曲面刀具路徑模擬加工及NC程序的產(chǎn)生(三維曲面)MasterCAM數(shù)控編程的步驟⑴確定加工工藝⑵建立工件幾何模型在MasterCAM系統(tǒng)中，工件幾何模型的建立有3種途徑來實(shí)現(xiàn)：①由系統(tǒng)本身的CAD造型建立工件的幾何模型。②通過系統(tǒng)提供的DXF、IGES、CADL、VDA、STL、PARASLD、DWG等標(biāo)準(zhǔn)圖形轉(zhuǎn)換接口，把其他CAD軟件生成的圖形轉(zhuǎn)換為本系統(tǒng)的圖形文件，實(shí)現(xiàn)圖形文件的交換和共享。③通過系統(tǒng)提供的ASCII圖形轉(zhuǎn)換接口，把經(jīng)過三坐標(biāo)測量機(jī)或掃描儀測得的實(shí)物數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成本系統(tǒng)的圖形文件。⑶生成刀具軌跡⑷生成后置代碼⑸輸出加工代碼二、Mas車ter添CAM的車削壟加工編晃程車削加工學(xué)自動編程垃零件圖機(jī)床參胖?jǐn)?shù)、工充件毛坯優(yōu)參數(shù)和貸刀具參哥數(shù)的設(shè)召定車端面恭刀具路憑徑刀具剝設(shè)置車端面刀念具路徑加臂工參數(shù)設(shè)糠置車端面刀沃具路徑輪廓粗御車刀具訂路徑串潛接路徑輪廓粗邀車刀具爭路徑刀桌具設(shè)置輪廓粗車字刀具路徑歷加工參數(shù)評設(shè)置輪廓粗蓮車刀具者路徑底懂切參數(shù)鏟設(shè)置輪廓粗申車刀具獲路徑輪廓精廢車刀具原路徑串狀接路徑輪廓精制車刀具別路徑刀傘具設(shè)置輪廓精車謎刀具路徑報加工參數(shù)出設(shè)置輪廓精車寶刀具路徑槽加工方刀具路的徑刀具敬設(shè)置槽加工售刀具路殊徑螺紋加工逐刀具路徑救螺紋形狀回參數(shù)設(shè)置螺紋加工錦刀具路徑民加工參數(shù)企設(shè)置螺紋加工君刀具路徑鉆孔加工干刀具路徑炒刀具設(shè)置鉆孔加姜工刀具戲路徑加羽工參數(shù)譜設(shè)置鉆孔加累工刀具索路徑鏜孔加仔工刀具隸路徑刀陰具設(shè)置鏜孔加工濾刀具路徑幣加工參數(shù)康設(shè)置鏜孔加工障刀具路徑截斷加工優(yōu)刀具路徑宜刀具設(shè)置截斷加碧工刀具水路徑加幅工參數(shù)明設(shè)置截斷加踏工刀具宗路徑Mast委erC回AM的車削誕編程的屋檢查仿恰真與后糟置處理加工仿真后置處朽理三、截數(shù)控銑波削加工醒編程在本節(jié)中堤將通過實(shí)撿例零件的調(diào)數(shù)控編程蒜來介紹Mas物ter匪CA濫M的外形、首挖槽、鉆表孔、面銑木、曲面粗懂加工、曲貸面精加工淡等銑削與讓加工中心包自動編程段過程。機(jī)床參壯數(shù)、工丟件毛坯濫參數(shù)和鋪刀具參莖數(shù)的設(shè)劫定平面銑發(fā)削刀具禾路徑刀隊(duì)具設(shè)置平面銑拐削刀具粒路徑加工參大數(shù)設(shè)置平面銑削催刀具路徑外輪廓創(chuàng)刀具路做徑外輪廓刀鏟具路徑加工參數(shù)肝設(shè)置外輪廓巷刀具路美徑挖槽加工刀具路徑刀具設(shè)咐置挖槽加稿工刀具路摧徑挖槽參劈燕數(shù)設(shè)置挖槽加工刀具路堪徑加工參等數(shù)設(shè)置挖槽加工刀具路甘徑挖槽精摟加工刀具路徑淺表面陣挖槽加兇工刀具路徑鉆孔加務(wù)工刀具路嘴徑鉆孔加換工刀具路徑加工參數(shù)某設(shè)置鉆孔加工刀具路徑銑加工證仿真曲面加佛工Mas黎ter粥CA語M的曲面銑宋削刀具路互徑用于加撿工曲面、議實(shí)體或?qū)嵧绑w表面。選在曲面、原實(shí)體或?qū)崢敷w表面數(shù)吉控加工中忍，大多數(shù)罪需要粗加笨工和精加彎工兩道工凝序才能完趴成。粗加曠工的任務(wù)乒是盡可能顫快速去除公工件的材此料，精加鏈工的任務(wù)疲是精確地踏構(gòu)建曲面優(yōu)。Mast蛾erC泳AM提供了8種粗加工攤方法，10種精加石工方法漏。曲面粗蛛加工Para誼llel：生成旁某一特教定角度腸的平行外切削粗曬加工路得徑。Radi扒al：生成芽放射狀裳的粗加桑工刀具百路徑。Proj把ect：將已有拳的刀具路胞徑或幾何件圖形投影頭到選擇的董曲面上生絞成的粗加撤工刀具路漢徑。Flo崇wli鋪ne：沿曲面隸流線方向鈴生成粗加蔬工刀具路鏈徑。Cont位our：沿曲面披外形生成倉粗加工刀袍具路徑。Pock辰et：依曲盾面形態(tài)腎，在Z方向切削也生成粗加掛工刀具路郵徑。Plun陷ge：切削所亡有位于曲兼面與凹槽為邊界材料陪生成粗加愿工刀具路法徑。Res斗tmi判l(wèi)l：殘料播粗加工浙，用小剩直徑刀漫具去清因除大直輩徑刀具到所沒有投加工到崖的區(qū)域裳。曲面精瞞加工Par忽all段el：生成某孔一特定角霉度的平行姓切削精加興工刀具路笛徑。Par．Stee根p：生成用罪于以清除攔曲面斜坡擾上殘留材滲料的精加怎工刀具路拖徑。斜坡稈面由兩斜輪坡角度決局定。Rad槽ial：生成放單射狀的精速加工刀具午路徑。Proj呼ect：將已沙有的刀獵具路徑淡或幾何暗圖形投將影到選聽取的曲絕面上生包成的精測加工刀儉具路徑妖。Flow孤line：沿曲錦面流線尸方向生赤成精加泳工刀具如路徑。Cont程our：沿曲劣面外形瘋生成的躲精加工溝刀具路演徑。Shal鋤low：生成用與于清除曲緊面淺面積犬部分殘留孫材料的精近加工刀具搶路徑。淺念面積也由平兩斜坡角聾度決定。Pen巷cil：生成用矩于清除曲洋面間的交默角部分殘杯留材料的顯精加工刀分具路徑。Lef簡tov訓(xùn)er：產(chǎn)生刀碗具路徑用刻于清除因荒直徑較大息刀具加工候所殘留材釘料的精加聾工刀具路嗚徑。Scal臉lop：生成光一等距民環(huán)繞工訊件曲面付的精加蒼工刀具藝路徑。平行式曲各面