基于MasterCAM的典型模具零件数控加工编程

数控加工技术已广泛应用于模具制造业，如数控铣削、镗削、车削、线切割、电火花加工等，其中数控铣削是复杂模具零件的主要加工方法。数控设备为精密复杂零件的加工提供了基本条件，但要达到预期的加工效果，编制高质量的数控程序是必不可少的，这是因为数控加工程序不仅包括零件的工艺过程，而且还包括刀具的形状和尺寸、切削用量、走刀路径等工艺信息。对于简单的模具零件，通常采用手工编程的方法，但大多数模具的型芯和型腔,往往都具有比较复杂的曲面，要加工这样的曲面,手工编程是难以完成的，往往需要借助于CAM软件编制加工程序，如Pro/Engineer、UG、Cim atron、M asterCAM等。M asterCAM软件是美国CNC Software公司开发的基于PC平台的CAD/CAM系统，由于它对硬件要求不高，并且操作简单方便、易学易用并具有良好的性能价格比，因而深受广大企业用户和工程技术人员的欢迎，广泛应用于机械加工、模具制造等领域，它具有二维几何图形设计、三维曲面设计、刀具路径模拟、加工实体模拟等功能。从而实现了从产品的几何设计到加工制造的CAD/CAM一体化，是目前世界上应用最广泛的CAD/CAM软件之一。下面结合一个典型的冲模零件介绍利用CAM软件进行数控编程过程与应用的特点。 

1 零件加工工艺分析 

图1为所要加工的凹模零件图和三维图形。在运用M as-terCAM软件对零件进行数控加工自动编程前，首先要对零件进行加工工艺分析，确定合理的加工顺序，在保证零件的表面粗糙度和加工精度的同时，要尽量减少换刀次数，提高加工效率，并充分考虑零件的形状、尺寸和加工精度，以及零件刚度和变形等因素，做到先粗加工后精加工；先加工主要表面后加工次要表面，先加工基准面后加工其他表面。 

为了减少零件在数控铣床上的加工时间，提高数控铣床的利用率，首先安排零件的六个表面在普通机床上加工，周边四个平面加工到尺寸，上平面留0.5m m的加工余量，底面加工平整光滑。由于零件的六个表面在普通机床上加工比较简单，在此不再说明。 

下面重点说明零件在数控机床上加工型腔和曲面部分加工路径的编辑。 

2 凹模型腔和曲面加工路径的编辑 

2.1粗加工内槽 

在不影响零件后续加工的情况下，为了减少换刀次数，安排内槽粗加工工序在曲面粗加工之前。 

加工对象的形状特征：零件内槽从俯视角度看是一个近似梯形的形状，内槽底面是平面，底面与侧壁有R3的圆角过度，侧壁的四个面有R5的圆角过度。 

选用刀具：刀具大小的选用原则为刀具半径ρ≤（0.8～0.9）×曲线的最小曲率半径r，故选用的刀具直径为!8m m；由于是粗加工，需要去除大量的余料，如果选用球头铣刀，因其刀头处刃口单薄，容易磨损，且加工效率低，故不适合用于粗加工。经综合考虑，选用直径!8m m的平头铣刀比较合适。下刀方式有两种：第一，加工时不能将平头铣刀当作钻头用（直接去除材料垂直下刀），故在进行这一工序前，先安排在下刀点处钻孔，孔的直径大于或等于本工序用的刀具直径，然后在孔位处直接垂直下刀进行粗加工内槽，但由于是内槽加工，所以要选用键槽铣刀；第二，该零件内槽是封闭的，如果在粗加工内槽前不预先钻孔，则必须选用键槽铣刀并采用螺旋方式下刀。