MastercamX 与仿真软件的综合运用

梁毅峰

(1.合肥工业大学,安徽合肥 230009;2.淮北职业技术学院,安徽淮北 235000)

·机电工程与自动化·

MastercamX 与仿真软件的综合运用

梁毅峰1,2

(1.合肥工业大学,安徽合肥 230009;2.淮北职业技术学院,安徽淮北 235000)

MastercamX和仿真软件的综合运用,可在有限的软件资源条件下,更好地解决各高等学校和培训机构数控教学任务,增加模拟加工的种类和难度,较快提高学员在零件造型、数控编程、机床操作方面的综合能力。

MastercamX;仿真软件;模拟加工;调入

0 引言

CAD/CAM(计算机辅助设计及制造)应用与制造行业的设计、制造水平、产品质量、成本及制造周期息息相关。采用CAD/CAM的技术已成为整个制造行业当前和将来技术发展的重点。常用的CAD/CAM软件有Mastercam、CAXA、Pro/E、UG、I2deas、MDT 等。

MastercamX是由美国CNC公司推出的基于PC机平台的CAD/CAM一体化软件,它具有卓越的设计及加工功能,在世界上拥有众多忠实用户,被广泛应用于机械、电子、航空等领域,在我国制造业及其职业教育中,有着极为广阔的应用前景。

仿真软件可以模拟数控机床操作与加工,有效解决了各学校、培训机构数控教学任务,在现有经费的基础上最大限度的发挥资金效益,满足学员接触并熟练掌握各种类型机床的需求。

目前,国内主流仿真软件有北京斐克科技有限公司开发的VNUC数控加工仿真软件、上海宇龙数控加工仿真系统、南京宇航自动化技术研究所开发的 YHCNC宇航数控车铣模拟仿真教学软件。

现以MastercamX、VNUC、宇龙仿真软件为例,介绍它们的综合运用。通过MastercamX与仿真软件的综合运用,可以解决单独使用仿真软件只能模拟、加工简单的手工编程零件的问题,可以根据需要,设计、模拟、加工较复杂的零件,熟练机床加工复杂零件时的操作。

1 MastercamX与仿真软件的综合运用

以加工图1所示三维实体模型为例,其步骤如下:1.1 用MastercamX造型

MastercamX为用户提供了三维基本实体的创建、三维实体的创建和三维实体的编辑等功能,使用户能够根据产品设计和数控加工的需要设计出所需要的产品,也为后面的数控加工提供了产品依据。

加工如图所示三维实体模型,可以利用MastercamX的绘图模块,通过拉伸、旋转、倒角、旋转切除、抽壳等操作来完成实体造型。

图1 MastercamX三维实体加工

1.2 用MastercamX设置刀具路径、生成程序

MastercamX的曲面加工系统可以用来生成加工曲面、实体或实体表面的刀具路径。大多数的曲面加工都需要结合粗加工和精加工来完成曲面的加工,其粗加工刀具路径主要用于尽可能快速地切除工件的材料,精加工是修整粗加工后留下来的残余材料。

根据此例特点,可以采用:

(1)粗加工挖槽加工:挖槽粗加工就是对型芯、型腔等模具结构进行粗加工,其目的是为了快速去除工件余量,以达到半精加工或精加工的要求。在菜单栏中选择“机床类型”/“铣削”/“默认”,在“曲面粗加工刀具路径”工具条中单击“挖槽粗加工”按钮,在绘图区中选择加工曲面和加工边界,并在键盘上按“Enter”键,弹出“曲面粗加工挖槽”对话框,对话框中包含“刀具参数”、“曲面参数”、“粗加工参数”和“挖槽参数”4个选项卡,对其按照工艺要求设置。为了方便在仿真软件上模拟,刀具统一选用8mm球头铣刀。

(2)粗加工残料加工:残料粗加工就是清除前面未加工或因刀具直径过大无法加工而残留的材料。在“曲面粗加工刀具路径”工具条中单击“残料粗加工”按钮,然后在绘图区中选择加工曲面和加工边界,并在键盘上按“Enter”键,弹出“曲面残料粗加工”对话框,对话框中包含“刀具参数”、“曲面参数”、“残料粗加工参数”和“剩余材料参数”4个设置选项卡。

(3)环绕等距精加工:环绕等距精加工是生成模型等距环绕曲面的精加工刀具路径。其特点是加工时间长,精度高,但加工到最后的曲面时有明显的刀具痕迹。在“曲面精加工刀具路径”工具条中单击“环绕等距精加工”按钮,选择要加工的曲面,在键盘上按“Enter”键,弹出“刀具路径的曲面选取”对话框。在“刀具路径的曲面选取”对话框中单击“完成”按钮,弹出“曲面精加工环绕等距”对话框,按照工艺要求进行相应的设置。

(4)放射状精加工:放射状精加工指绕一个旋转中心进行工件某一范围内的放射性加工,适合与圆形、边界等值或对称性模具结构的加工。在“曲面精加工刀具路径”工具条中单击“放射状精加工”按钮,选择要加工的曲面,然后在键盘上按“Enter”键,弹出“刀具路径的曲面选取”对话框,单击“完成”按钮,弹出“曲面精加工放射状”对话框,对其中“刀具参数”、“曲面参数”、“放射状粗加工参数”3个选项做相应参数设置。

(5)为了达到较好的加工效果,还可以继续做“陡斜面精加工”、“浅平面精加工”、“曲面流线精加工”、“交线清角精加工”、“参料清角精加工”等辅助精加工。

在设置刀具路径时,要注意工件坐标系的坐标原点设置要和后续仿真软件的坐标原点要相一致,MastercamX的默认工件坐标原点为绘图原点。在各种加工参数里点击“刀具/构图面”按钮,弹出“坐标选项”对话框,可从屏幕捕捉坐标工件原点坐标,同一把刀具只需设一次。

用刀具路径验证功能,验证所编制的刀具路径是否正确,在“刀具路径”管理器中选择一个或多个刀具路径,然后单击“验证已选择的操作”按钮,弹出“实体切削验证”对话框。验证无误后,在“刀具路径”管理器中,单击“刀具路径后处理”按钮,选择相应机床,根据提示操作,生成数控程序,选择好存储位置,以备后续操作。对生成的数千行程序,可用“记事本”打开,人工检索检查参数是否有误。

1.3 仿真软件准备

对于各种仿真软件,在程序调入前要做好准备工作,以北京斐克公司VNUC软件为例:

(1)安装毛坯,毛坯的尺寸要和MastercamX里的“材料设置”项一致。选择菜单栏“数控加工”,单击“定义毛坯”,弹出“定义毛坯”设置窗口,选择毛坯类型、设定毛坯尺寸、输入毛坯名称、选择毛坯材质。完成上述设置后,按“确定”键,该毛坯被保存下来,同时“定义毛坯”窗口将关闭。选择菜单栏“数控加工”,单击“工艺装夹”,弹出“夹具”设置窗口,从“当前毛坯”下拉单中选择刚才设定的毛坯,选择夹具类型,然后使用“位置调整”键调整位置。

(2)安装刀具,刀具直径要和MastercamX里的一致。在“数控加工”菜单上,单击“刀具”,按下“刀具库”下的“新添”按钮,使用默认的刀具名称“刀具1”,在“刀具类型栏”选择球头铣刀,将刀具直径设为8mm,单击“确认”键。在“刀具与刀柄”窗口中,按下“刀柄库”下的“新添”按钮,使用默认的刀柄名称为“刀柄1”,单击“确认”键。在“刀具与刀柄”窗口中,先单击选中“刀具库”里的“刀具1”,然后在单击选中“刀柄库”里“刀柄1”,使刀具和刀柄都被选中,按下“选用”键,则刀具被装入机床主轴中。

(3)对刀设定工件坐标原点,要和MastercamX里加工参数设置的坐标原点相一致,否则会出现“加工跑偏”现象。

1.4 仿真软件程序调入

不同的仿真软件调入方式不同。

(1)北京斐克数控加工与远程教学系统,可单击工具栏“数控加工”,在下拉工具条中单击“加工代码”,再单击弹出的“读取代码”,弹出对话框,找到已存储的程序,单击“打开”,便可将程序调入软件内存。

(2)上海宇龙仿真软件,可在机床“编辑”状态下,单击“PROG”键,单击数控机床显示屏幕右下方“操作”软件,点击“屏幕翻页”软键,单击“F检索”,弹出检索对话框,找到已存储程序路径,单击“打开”。通过机床键盘输入区,输入程序名 ,如 FANUC系统输入“O12”,单击“READ”键 ,再单击“EXEC”键,则程序被调入软件内存,并以“O12”命名程序。此操作与数控机床实际操作仿真程度较高。

1.5 仿真软件模拟加工

将仿真软件里的光标用“RESET”键移到程序头,机床主功能开关选择“自动”档,单击“循环启动”键,便可运行调入的程序,如图2所示。因程序行数多,运行较慢,可在软件主菜单栏的“视图选项”卡中提高“仿真加速倍率”参数。

图2 数控仿真软件运行加工程序

2 结束语

MastercamX和仿真软件的综合运用,可以充分利用软件的功能,在有限的软件资源条件下,更好地解决学校和培训机构数控教学任务,增加模拟加工的种类和难度,可培养学员设计、创新能力,较快提高学员在零件造型、数控编程、机床操作方面的综合能力。

[1] 李波.MastercamX数控加工完全自学手册[M].北京:机械工业出版社,2008.

[2] 孙中柏.MastercamX2三维设计与NC加工实例精解[M].北京:机械工业出版社,2008.

[3] 胡如祥.数控加工编程与操作[M].大连:大连理工出版社,2006.

TP391.9

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2010-03-10

梁毅峰(19802),男,安徽淮北人,淮北职业技术学院助教,合肥工业大学在读硕士研究生。研究方向:数控技术。

责任编辑:訾兴建