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【摘要】计算机辅助自动编程具了有编程速度快、周期短、质量高、使用方便等一系列优点，在数控加工领域获得了广泛应用。本文利用 Mastercam软件研究浮动压块的自动编程及仿真加工, 通过合理制定加工工艺，生成刀具路径并对实体模型仿真加工，最后自动生成并输出NC程序。通过该方法可以快速获得正确的加工代码，大大提高產品的加工效率。
【关键词】数控自动编程；仿真加工；Mastercam
中图分类号： TG659文献标识码： A
数控技术是现代加工技术的主流，该技术是利用数控程序来控制数控机床完成产品的自动加工，具有效率高、精度高、自动化程度高等优点。数控程序的正确性及合理性是保证加工质量的关键，其编制速度直接影响着产品的加工效率[1]。MasterCAM是一款专注于CAM技术的软件，该软件可以模拟和编辑刀具路径，检查加工过程中刀具轨迹及进退刀的干涉情况，提高程序运行的安全性，另外可以进行毛坯管理及后置处理，因而能提高加工效率，保证加工质量[2]。
1浮动压块加工工艺分析
图1为浮动压块的零件图，其结构比较简单，表面质量精度要求较高，需要进铣削加工。浮动压块数控铣削加工过程需包括平面铣削、钻孔和外形铣削。分别选择面铣刀、钻头及平底刀刀具来加工相应的面。工艺关键是确定走刀路线，在确保加工质量的同时，尽可能地缩短铣削路线，并少换刀，少走空刀，节约加工时间。对于数铣削用量的确定，应优先采用较大的侧吃刀量或背吃刀量，其次是加大进给量，最后才是根据刀具耐用度的要求选择适宜的切削速度，粗铣根据加工余量可分多次走刀。浮动压块表面精度要求较高，需要进行精铣。
图1浮动压块零件图图2 零件坯料设置
2模型建立及仿真加工
2.1模型建立及机床选择
根据浮动压块的零件图，利用MasterCAM软件的绘图功能完成模型的建立。由于该零件利用平面二维铣削即能完成加工，因此，在软件中选择铣床模块进行加工，而且模型建立只需绘制主视图来确定加工边界。
2.2确定坯料及对刀点
根据零件尺寸确定工件的坯料尺寸，利用Mastercam系统提供的边界框命令将尺寸设置好，并将图形顶面中心移到系统坐标原点，加工时以该点为对刀点进行对刀，如图2所示。
2.3 规划加工刀具路径
2.3.1面铣削
选择软件菜单栏中的刀具路径，打开平面铣削刀具路径。系统提示串连铣削边界，此处可以选择浮动压块的外边界，也可以选择坯料的外边界。打开设置刀具参数的对话框，选取刀库中选择面铣刀作平面铣削的刀具，刀具补正和刀径补正都设置为1，进给率为600r/min，主轴转速为1000r/min,下刀速率为400r/min，并打开快速提刀。打开安全高度，设为20.0mm，深度为-5mm。打开分层铣削深度设定，最大切削深度为2.0mm，精修2次，精修量为0.5mm，精修不提刀。
2.3.2钻孔
选择菜单栏的刀具路径，打开钻孔刀具路径。设置刀具参数，选择刀库中选择直径为10mm的钻头，刀座编号改为-2，刀长补正改为2，下刀点为圆孔中心，主轴转速为1000r/min。设置安全余隙10.0mm，工件表面为-5mm，深度为-21mm。注意打开刀尖补偿。
2.3.3外形铣削
选择软件菜单栏中的刀具路径，打开外形铣削道具路径。串选浮动压块外轮廓边界线为铣削外形。打开设置刀具参数对话框，在刀库中选择直径为5mm的平底刀作外形铣削刀具。刀座编号改为-3，刀长补正和刀径补正都改为3，进给率为600r/min，主轴转速为1000r/min,下刀速率为400r/min，并打开快速提刀。打开安全高度设为10.0mm，工件表面设为-5mm，深度为-20mm。打开平面多次铣削设置，设置粗铣最大铣削量小于3mm，不提刀。精铣两次，最大铣削量设为0.5mm。注意设定打开喷油冷却功能。
2.4仿真加工及NC代码输出
2.4.1仿真加工
选择所有的加工工艺过程进行计算，得到如图3所示的加工工艺路线，可以看出，没有干涉现象。选择全部加工路径，利用软件中的实体验证功能进行仿真加工，加工过程如图4所示，最终的加工效果图见图5。可以看出，在平面铣削、钻孔及外形铣削过程中都没有出现干涉及撞刀现象。
图3 仿真加工刀具路径图4 仿真加工过程
2.4.2 NC代码输出
利用Mastercam X系统的后处理功能，系统弹出后处理参数设置对话框，设置相关参数，将浮动压块各加工工序的加工刀具路径所生成的刀具路径文件转换能被数控机床所识别使用的NC代码，输出NC代码如图4所示。将系统自动生成的NC代码传输到数控加工设备的控制器内，就可以控制机床完成零件的加工。
图5 完成仿真加工的效果图图6 数控加工代码
4结语
随着数控技术的发展，完成零件的数控加工需要利用CAM软件自动编制加工程序并进行优化，同时进行仿真加工验证。文中介绍了利用Mastercam 软件对浮动压块进行设计造型、工艺路径规划、模拟加工等操作，同时生成了数控加工代码，为同类零件的数控自动编程及仿真加工提供参考。
参考文献
[1] 李大胜，张辉等.基于MasterCAM X3的小音箱前面板模具数控加工[J]. 机床与液压，2011.03
[2] 褚守云，基于Mastercam的泵轮盘数控加工[J]. 工具技术，2011.02
【关键词】数控自动编程；仿真加工；Mastercam
中图分类号： TG659文献标识码： A
数控技术是现代加工技术的主流，该技术是利用数控程序来控制数控机床完成产品的自动加工，具有效率高、精度高、自动化程度高等优点。数控程序的正确性及合理性是保证加工质量的关键，其编制速度直接影响着产品的加工效率[1]。MasterCAM是一款专注于CAM技术的软件，该软件可以模拟和编辑刀具路径，检查加工过程中刀具轨迹及进退刀的干涉情况，提高程序运行的安全性，另外可以进行毛坯管理及后置处理，因而能提高加工效率，保证加工质量[2]。
1浮动压块加工工艺分析
图1为浮动压块的零件图，其结构比较简单，表面质量精度要求较高，需要进铣削加工。浮动压块数控铣削加工过程需包括平面铣削、钻孔和外形铣削。分别选择面铣刀、钻头及平底刀刀具来加工相应的面。工艺关键是确定走刀路线，在确保加工质量的同时，尽可能地缩短铣削路线，并少换刀，少走空刀，节约加工时间。对于数铣削用量的确定，应优先采用较大的侧吃刀量或背吃刀量，其次是加大进给量，最后才是根据刀具耐用度的要求选择适宜的切削速度，粗铣根据加工余量可分多次走刀。浮动压块表面精度要求较高，需要进行精铣。
图1浮动压块零件图图2 零件坯料设置
2模型建立及仿真加工
2.1模型建立及机床选择
根据浮动压块的零件图，利用MasterCAM软件的绘图功能完成模型的建立。由于该零件利用平面二维铣削即能完成加工，因此，在软件中选择铣床模块进行加工，而且模型建立只需绘制主视图来确定加工边界。
2.2确定坯料及对刀点
根据零件尺寸确定工件的坯料尺寸，利用Mastercam系统提供的边界框命令将尺寸设置好，并将图形顶面中心移到系统坐标原点，加工时以该点为对刀点进行对刀，如图2所示。
2.3 规划加工刀具路径
2.3.1面铣削
选择软件菜单栏中的刀具路径，打开平面铣削刀具路径。系统提示串连铣削边界，此处可以选择浮动压块的外边界，也可以选择坯料的外边界。打开设置刀具参数的对话框，选取刀库中选择面铣刀作平面铣削的刀具，刀具补正和刀径补正都设置为1，进给率为600r/min，主轴转速为1000r/min,下刀速率为400r/min，并打开快速提刀。打开安全高度，设为20.0mm，深度为-5mm。打开分层铣削深度设定，最大切削深度为2.0mm，精修2次，精修量为0.5mm，精修不提刀。
2.3.2钻孔
选择菜单栏的刀具路径，打开钻孔刀具路径。设置刀具参数，选择刀库中选择直径为10mm的钻头，刀座编号改为-2，刀长补正改为2，下刀点为圆孔中心，主轴转速为1000r/min。设置安全余隙10.0mm，工件表面为-5mm，深度为-21mm。注意打开刀尖补偿。
2.3.3外形铣削
选择软件菜单栏中的刀具路径，打开外形铣削道具路径。串选浮动压块外轮廓边界线为铣削外形。打开设置刀具参数对话框，在刀库中选择直径为5mm的平底刀作外形铣削刀具。刀座编号改为-3，刀长补正和刀径补正都改为3，进给率为600r/min，主轴转速为1000r/min,下刀速率为400r/min，并打开快速提刀。打开安全高度设为10.0mm，工件表面设为-5mm，深度为-20mm。打开平面多次铣削设置，设置粗铣最大铣削量小于3mm，不提刀。精铣两次，最大铣削量设为0.5mm。注意设定打开喷油冷却功能。
2.4仿真加工及NC代码输出
2.4.1仿真加工
选择所有的加工工艺过程进行计算，得到如图3所示的加工工艺路线，可以看出，没有干涉现象。选择全部加工路径，利用软件中的实体验证功能进行仿真加工，加工过程如图4所示，最终的加工效果图见图5。可以看出，在平面铣削、钻孔及外形铣削过程中都没有出现干涉及撞刀现象。
图3 仿真加工刀具路径图4 仿真加工过程
2.4.2 NC代码输出
利用Mastercam X系统的后处理功能，系统弹出后处理参数设置对话框，设置相关参数，将浮动压块各加工工序的加工刀具路径所生成的刀具路径文件转换能被数控机床所识别使用的NC代码，输出NC代码如图4所示。将系统自动生成的NC代码传输到数控加工设备的控制器内，就可以控制机床完成零件的加工。
图5 完成仿真加工的效果图图6 数控加工代码
4结语
随着数控技术的发展，完成零件的数控加工需要利用CAM软件自动编制加工程序并进行优化，同时进行仿真加工验证。文中介绍了利用Mastercam 软件对浮动压块进行设计造型、工艺路径规划、模拟加工等操作，同时生成了数控加工代码，为同类零件的数控自动编程及仿真加工提供参考。
参考文献
[1] 李大胜，张辉等.基于MasterCAM X3的小音箱前面板模具数控加工[J]. 机床与液压，2011.03
[2] 褚守云，基于Mastercam的泵轮盘数控加工[J]. 工具技术，2011.02