Master CAM在岛屿-凹槽类零件数控加工中的应用

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关键词:零件数控加工 机械加工 数控加工

        随着我国机械加工行业的不断兴起和数控加工技术的快速发展,带岛屿的凹槽零件在整个数控加工行业中所占比例越来越大。由于数控加工具有生产效率高、加工品质好等优点,而且所加工材料的种类限制少,因此数控加工技术应用越来越广泛。数控切削能加工出形状结构复杂且精度要求高的零件,同时由于数控机床日益普及加之数控加工技术迅速成熟,这都为数控加工技术的应用奠定了基础。本文以常见花盘底板零件为例,讨论了该零件的数控加工方法。

    1 加工工艺

      带岛屿凹槽加工,就是在封闭区域里避开岛屿进行粗精铣挖槽加工。零件图如图1所示,具体加工工序如表1所示。

    2 用Master CAM软件进行数控编程

      首先用Master CAM软件对带岛屿凹槽零件进行数学建模。当然,也可以用其他CAD软件进行数学建模,再通过文件格式转换调入到Master CAM软件中进行加工。Master CAM支持多种常见的文件格式。

      本例中,我们利用软件绘图功能构建花盘底板零件的三维线框,在俯视图构图面中绘图时要注意,岛屿的深度与槽深不相等,岛屿平面应比工件表面在z轴方向低6mm,如果工件表面Z=0mm,岛屿平面应在z=-6mm处。并进行适当的修改和处理后,就可用Master CAM软件对其进行刀具路径生成了。

      对于Master CAM生成刀路的具体过程,我们进入Master CAM软件中边操作边介绍。

      2.1具体流程
      (1)选择加工方法,包括挖槽加工和轮廓加工(Contour)等;
      (2)选择加工部位;
      (3)设置相关工艺参数,包括切削参数、刀具参量、进退刀方式以及力u-r_精度等;
      (4)确认以上设置后,系统自动计算并生成刀具路径。

      重复(1)-(4)步,直至所有的刀具路径全部完成。

      2.2挖槽jj口-r特殊参数的选择

      这里着重}井挖槽JJllSE(Pocket)qb JL个特殊参数的选择。

      (1)使用岛屿深度。使用岛屿深度(Use islanddepths),当选择该参数时,刀具越过凹槽中的岛屿直至系统达到岛屿高度,然后绕过岛屿直达最后深度;若关闭该选项,刀具路径绕过岛屿,而不考虑岛屿的深度。

      (2)分层铣削。如果带岛屿凹槽较厚,就要选用分层切削(Detph Mill)。这里要注意设置最大粗切量、精修次数和精修量等。

      (3)锥壁。可以将外壁和岛屿设置成不同的锥度,如将外壁锥度(Outer wall taper)和岛屿锥度(Is—land taper angle)分别设成不同的值。

      (4)螺旋式下刀。为了减低下刀时刀具受力和由此引起的震动,设置螺旋式下刀(Sprial entry)。

      (5)保持刀具向下切削。为减少抬刀的次数,节省加工时间,需设置该参数(Keep tool down)。

      (6)选择刀具路径。根据花盘凹槽的特点,选择合适的刀具路径——平行环切并清角(Parallel)。

      (7)残料清角。可换用小刀,对前道加工留下的未铣到位的沟槽进行清除,并根据具体情况可作多次清角处理。

    3 刀具路径的加工模拟

      为了减少在实际数控机床加工时的调整时间,保证生成程序的可靠性,应用Master CAM软件对刀具路径进行加工模拟及实体切削验证,以便对程序进行仔细分析并观察刀具的干涉隋况。从刀具路径显示菜单中,调用刀具库相对应的刀具,在屏幕上模拟显示刀具路径,可检测参数设置是否正确,如果显示刀具模拟不够理想,则返回加工模块对一些参数进行重新设置,直至生成的刀路模拟结果完全符合加工实际要求。模拟的过程对分析编制的程序正确性,将提供非常大的帮助。

    4 数控程序后置处理的设定

      由于不同的数控机床的特性和控制器的不同,因而其数控程序的代码和格式也不尽相同。在Master CAM软件的后置处理中,可选用不同的后置处理程序,以适应不同的系统需要。而同一种后置处理程序处理出来的数控程序,对于不同的数控机床,一般也要作些相应的修改,以满足实际加工的需要。笔者采用XH714/4加工中心加工花盘底板,该机床配FANUC—oiM数控系统。在Master CAM软件的后置处理中,选用FANUC.PST的后置处理程序,并对生成的刀具路径进行后置处理,就得到了NC程序。再对NC程序文件根据实际加工需要进行编辑,如将换刀指令由TXX M06,改为TXX M98 PXXXX:G92改为G54或G54改为G92等。

    5 数据传输

      在编程软件生成加工程序后,可通过传输通信软件将加工程序输入至数控机床的系统中,或直接进行DNC加工。本例采用Master CAM中的通信模块进行数据传输。当然,事先要按机床说明书中的规定,制作好通信电缆并连接好,然后设置好机床和电脑两边相匹配的通信参数后,才能正确地进行数据传输。

    6 结束语

      本文介绍了用Master CAM软件对带岛屿凹槽零件进行数控编程的一般方法,并通过刀具路径的模拟仿真,能事先检验出带岛屿凹槽零件的加工程序的正确性;利用数学模型、加工工艺和刀具管理的关联,可以在修改数学模型、加工工艺和刀具管理后,方便地重新生成刀具路径;介绍了Master CAM软件的后置处理,通过生成程序和相应的修改,最终输入数控机床,加工出合格优秀的产品来。


    (审核编辑: 智汇小新)