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基于MasterCAM的双面加工零件的数控加工技巧

2017/11/27    来源:互联网    作者:周栋华      
关键字:MasterCAM  双面加工  数控编程  技巧  
双面加工零件的加工工艺比单面加工零件要复杂得多,需考虑双面加工的关联性和整体性。以MasterCAM为加工平台,通过实例简述了双面加工的一些处理技巧,达到了提高工作效率的目的,为零件的双面加工提供了参考。

    0 引言

    在机械加工中经常会遇到需要双面加工的零件,特别是采用数控机床生产的零件,如连接件、模型、机体零件等。通常情况下双面加工零件是指正面与反面都需要加工的零件,该类零件的数控加工工艺相对于仅加工单面的零件而言要复杂得多,需考虑正面与反面如何加工、翻面加工时如何翻转、正面与反面的加工余量如何配合清除、正面与反面的加工如何装夹等。这些问题都需要解决,一但出现衔接问题将直接导致加工的零件报废或引发其他问题。

    MasterCAM具有非常强大的CAD/CAM功能,在CAD方面不但提供了丰富的造型设计与编辑修改的功能,而且还提供了操作非常便利的图素管理功能,如图层管理功能、对象属性修改功能等。这些功能的应用,无疑增强了MasterCAM的CAM功能,使其CAM功能的应用变得更加灵活,适应性更强。MasterCAM获得了用户的广泛使用与认可,被广泛应用于机械、电子、医疗和教育等行业。下面以某典型双面加工零件为例,介绍如何使用MasterCAM实现双面加工。

    1 典型双面加工零件的加工分析

    图1所示为数控铣床技师技能考证的实操考题,其外形尺寸为118mmx78mmx28mm。零件正面的凸台呈手表外形,为R850的凸圆弧曲面,中间为圆柱凸台,圆柱有封闭的环型凹槽,环型凹槽内均布了6个通孔,凹槽中间是顶部呈波浪形曲面的圆柱。零件反面为平整面,中间有两个封闭凹槽,槽内由2个呈十字交叉形成的椭圆薄壁,厚度为2mm。薄壁中心有由4mmx4mm的柱子被R4的U型块切除形式的4条圆弧形柱子,其外侧的正下方有2个1mmxlmm的正方形柱子。大椭圆的长轴上均布了2个沉头孔。零件需正反面加工,而且细微处的加工特征非常多,加工余量大。考虑到零件最大外形轮廓为规则的长方形,厚度为18mm,零件正面的手表模型凸台高度为10mm,由于该手表模型凸台外形轮廓不规则显然不能用于装夹,因此应先加工零件反面再加工正面。

    零件加工材料为铝合金,毛坯尺寸为120mmx80mmx30mm,加工机床为三轴数控铣床,要求所有表面粗糙度为Ra3.2滋m。由于零件正反面都需要加工,因此需要分别进行加工,其加工难点在于如何衔接零件正反面的加工工艺。

    2 数控编程加工过程的处理技巧

    2.1 巧用图层功能实现正反面编程加工

    无论是单面加工还是双面加工,甚至是多面加工,为方便对刀与测量,通常情况下每次加工对象所对应的加工坐标系应与系统坐标系相统一,而一个加工坐标系往往只对应加工零件其中的一个面,如果中途加人其他面的加工则会造成混乱,易出现问题。因此,如果加工面不相同,其相对应的加工坐标系亦不相同。MasterCAM只提供了一个系统坐标系,虽然还提供了设置其他加工坐标系的功能。但是对于双面加工,当其中的一个面如正面的加工坐标系与系统坐标系相统一后,如果要在当前零件摆放的状态下设置另一个反面的加工坐标系,则意味着另一个加工坐标系的+Z轴方向与系统默认坐标系的+Z轴方向相反。此时无论是视图管理,还是编程加工都极不方便,因此这种加工坐标系的设置不可取,不科学。另一个常用的处理方法是将零件的正面与反面分别设计成2个独立的文件来实现加工坐标系与系统坐标系的统一,方便编程加工。但是这种方法无疑增加了绘图的工作量,而且不便于整个零件的编辑与管理。同时,由于文件独立分开使得其相关性较差,对于复杂零件的加工更为不利,因此不建议采用。

    MasterCAM提供的图层管理功能可实现对零件图形的复制,而且还可以独立分层管理,实现了对不同对象的编辑管理,如将零件主体曲面作为一个图层,辅助曲面作为另一个图层,其他二维线框再归类到其他图层等进行管理等,达到精细化的管理效果。为不同加工对象的快速编辑调用带来了极大的便利,尤其是在复杂零件图的造型设计与编程加工的运用更为突出。因此可将零件正反面的图形特征分别放置在不同的图层,实现了同一文件包含2个图档的目的,而且还能保证正面和反面2个加工坐标系与系统坐标系相统一的效果。完成零件的整体造型设计后(如当前零件的放置效果如图1(b)所示,此时零件的反面已满足编程加工需要)需针对现有的零件进行翻转复制使其另一面满足加工的需要。具体操作方法如下:首先设置当前构图面为侧视图,打开图层管理器,设置当前图层为放置翻转图形的新图层,并将所有图素都显示出来。接着在主菜单栏依次单击“Xform”→“Rotate”→“All”→“Entities”→“Done”→“Origin”选项,在弹出的“Rotate”对话框中以“使用新的图素属性”“复制”并“旋转180°”的形式将图形翻面并复制到当前工作图层,参数设置如图2。接下来只显示翻面的图素,将零件平移使其加工坐标系的原点与系统坐标原点重合。此时,可对零件的正反面分别进行编程加工。

    1

    图1 双面加工零件

    2

    图2 旋转复制设置

责任编辑:张纯子
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