MasterCAM在曲面综合加工中的应用

MasterCAM是集计算机辅助设计与制造为一体的一套CAD／CAM软件，是当今世界最经济、效率最高的全方位一体化软件。它分计算机辅助设计和计算机辅助制造两个部分。计算机辅助设计由该系统中的design模块实现，它具有完整的构建编辑曲线曲面的功能。计算机辅助制造由该系统中的MILL、WIRE、LATHE、ROUTER四个功能模块实现，并且每个模块都有完整的计算机辅助设计系统。

使用MasterCAM的CAD先在计算机上进行图形设计，然后在CAM中编制刀具路径，通过后处理转换成NC程序式，传送至机床，立即可进行加工，从而大大节省时间、资源和产品成本。

一、MasterCAM 数控加工基本原则

先近后远、先内后外、先粗加工后精加工；先加工主要表面然后加工次要表面；先加工基准表面再加工其他表面。

二、MasterCAM的曲面加工

在MasterCAM加工过程中，曲面刀具路径比二维路径复杂。曲面刀具路径可用于加工曲面、实体和实体表面。大多数曲面加工都需要粗加工和精加工，并且粗加工必须在精加工之前。同时要合理安排加工方法和输入适当的参数，还要合理选择刀具。下面以现代牌汽车的标志的制造为例，利用多种加工方式完成曲面综合加工。需加工的曲面图形见图1，提供的毛坯为尺寸是110mm×110mm×35mm的立方块。

1.刀具的选择

在数控铣削加工中，刀具的选择直接影响着零件的加工质量、加工效率和加工成本，因此正确选择刀具有十分重要的意义。本实例是对一个较复杂的曲面零件进行加工，根据此零件的特点，在粗加工时采用平行铣削粗加工去除大量的余量，采用8mm的圆鼻刀；半精加工采用环绕等距加工，采用6mm的球刀；精加工采用放射状加工，也采用6mm的球刀。根据曲面零件的特点，最后应对零件进行交线清角精加工，采用3mm的球刀。

2.曲面加工

（1）毛坯设定。设定工件原点设置在系统的原点处（X0，Y0，Z0）。

（2）曲面粗加工。曲面粗加工有平行铣削、放射状加工、投影加工、曲面流线、等高外形、挖槽粗加工等加工方法。根据此曲面的特点，去除大量的余量，采用平行铣削粗加工方式，选取需加工的曲面后，根据选用的材料和机床的特性设置好平行铣削粗加工的刀具参数（进给率350、进刀速率300和主轴转速1600）、曲面加工参数和粗加工平行铣削参数，生成平行铣削粗加工刀具路径。

（3）曲面精加工。曲面精加工也有平行铣削、陡斜面加工、放射状加工、投影加工、曲面流线、等高外形、环绕等距等加工方法。半精加工采用环绕等距加工方式。选取需加工的曲面后（与平行铣削粗加工所选曲面一致），设置环绕等距精加工的刀具参数（进给率400、进刀速率350和主轴转速2000）、曲面加工参数和环绕等距精加工参数，生成环绕等距精加工刀具路径。精加工采用放射状加工方式，选取需加工的曲面后（与平行铣削粗加工所选曲面一致），设置放射状加工的刀具参数（进给率400、进刀速率350和主轴转速2200）、曲面加工参数和放射状加工参数，生成放射状加工刀具路径。最后进行交线清角精加工，用于清除曲面间的交角部分残余材料。选取需加工的曲面后（与平行铣削粗加工所选曲面一致），设置交线清角精加工的刀具参数（进给率400、进刀速率350和主轴转速2600）、曲面加工参数和交线清角精加工参数，生成交线清角精加工刀具路径。

三、模拟加工

完成全部刀具路径的编制后，需要检查刀具铣削路径是否有问题。单击“全选―实体验证―持续执行”后，可模拟加工路径，实体切削完后，效果如图2所示。

四、通过后处理，产生NC加工程序

通过计算机模拟数控加工，确认符合实际加工要求后，就可以利用MasterCAM的后处理程序来生成NCI文件或NC数控代码。MasterCAM系统本身默认的后处理程式为MPFAN.PST，但对于不同的数控设备，其数控系统可能不尽相同，选用的后置处理程序也就有所不同。所以后处理生成的NC数控代码经检查后，如能符合所用数控设备的要求，就可以输出到数控设备，进行数控加工使用。

（作者单位：张家口机械工业学校）