印章四軸數(shù)控加工論文范文
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MasterCAM軟件是美國CNCSoftware公司開發(fā)的基于PC平臺的CAD/CAM系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于機械加工、模具制造、汽車工業(yè)和航天工業(yè)等領(lǐng)域。它支持曲面高速、高精度加工和多軸（四軸、五軸）加工。應(yīng)用其多軸加工功能模塊，可方便、快速地編制高質(zhì)量的多軸加工數(shù)控程序。MasterCAM提供了多種復(fù)雜零件的粗精加工方法，根據(jù)零件的外形結(jié)構(gòu)選擇不同的加工方法，大大提高了零件的加工效率和質(zhì)量。零件加工的刀位軌跡一般分粗加工軌跡、半精加工軌跡和精加工軌跡，根據(jù)需要，可自動生成各階段的數(shù)控代碼。
1.1模型導(dǎo)入工業(yè)界經(jīng)常采用多款軟件來實現(xiàn)產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計、數(shù)控加工等，以達到發(fā)揮每款軟件的優(yōu)勢，因此，文件格式的轉(zhuǎn)換就不可避免，對于SolidWorks和MasterCAM系統(tǒng)間的文件轉(zhuǎn)換，可采用x_t格式，iges格式等進行轉(zhuǎn)化、導(dǎo)入［3］。印章模型采用x_t格式導(dǎo)入。
1.2印章數(shù)控加工流程模型導(dǎo)入后，主要加工表面為回轉(zhuǎn)體的外形表面，可以采用四軸加工，工件底面安裝在工作臺上，印章的數(shù)控加工流程見圖2。
1.3數(shù)控加工代碼生成及仿真驗證導(dǎo)入模型，雙擊“機床類型”，選擇“銑床”命令，展開“屬性”操作命令，進入材料設(shè)置對話框，在“形狀”選項組中選擇“實體”單選按鈕，如圖3所示，進行確定，得到毛坯。考慮到工件底面水平放置，選擇工件底面中心為編程原點，選擇工件旋轉(zhuǎn)軸線為A軸。需要說明的是，在MasterCAMX5版本中，四軸旋轉(zhuǎn)加工已經(jīng)并入五軸旋轉(zhuǎn)加工選項，實際應(yīng)用中定義四軸即可。選擇刀具路徑中的“多軸刀具路徑”，進行四軸加工參數(shù)設(shè)置，分別定義好刀具路徑參數(shù)、刀具加工參數(shù)和旋轉(zhuǎn)四軸等參數(shù)，其中，刀具選擇240＃，刀具直徑為6mm，其運動參數(shù)設(shè)置見圖4。
多軸加工參數(shù)設(shè)置第四軸時，當選擇“X軸”，表示刀具旋轉(zhuǎn)軸垂直于X軸，即刀具在YZ平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)；當選擇“Y軸”，表示刀具旋轉(zhuǎn)軸垂直于Y軸，即刀具在ZX平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)；印章加工選擇“Z軸”，即刀具旋轉(zhuǎn)軸垂直于Z軸，刀具在XY平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。參數(shù)設(shè)置完畢后，進行刀具軌跡計算，計算結(jié)果見圖5。
為了檢驗4軸刀具軌跡的準確性，有必要進行刀具的運動仿真，而MasterCAMX5提供了強大的集成仿真校驗功能模 塊，能夠?qū)φ麄€過程進行運動仿真，進行包括夾具、工件、刀具在內(nèi)的干涉檢查。利用MasterCAM的加工仿真模塊，檢驗刀具是否發(fā)生碰撞和過切；加工中，工件固定，刀具圍繞模型軸線旋轉(zhuǎn)加工。圖5給出了印章虛擬加工過程中的仿真示意圖。如果在加工過程中出現(xiàn)干涉問題，則對刀具軌跡進行修正；若無問題，通過操作管理對話框的G1按鈕，生成G代碼，見圖7。最后，檢查G代碼，并對代碼修改翻譯，使之成為機床可用的數(shù)控代碼，就可生產(chǎn)加工實際零件。
2結(jié)語
通過印章在SolidWorks中的數(shù)字化設(shè)計和MasterCAMX5中的數(shù)控加工，例證了產(chǎn)品在不同軟件之間實現(xiàn)設(shè)計制造一體化的方法；四軸加工主要用于制造具有回轉(zhuǎn)軸的零件或者近似回轉(zhuǎn)體的曲面零件；通過數(shù)控仿真軟件進行自動數(shù)控編程，獲得機床識別的G代碼，彌補了人工編程的諸多問題，顯著提高了產(chǎn)品的研發(fā)效率。
作者：肖軍杰昌德兵張博董靜陳海茹高遠單位：北京印刷學(xué)院機電工程學(xué)院