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摘要：数控自动编程是当前数控加工中编程方法的主流,它具有编程速度快、周期短、质量高、使用方便等一系列优点。本文利用 Mastercam软件研究复杂曲面零件计算机辅助编程及仿真加工, 重点介绍其加工工艺参数选择，完成刀具路径模拟、实体验证、生成NC程序并检测输出代码的正确性,从而提高编程质量,加快编程速度。
关键词：数控自动编程；Mastercam；数控加工工艺
Abstract: The CNC automatic programming is the mainstream of programming methods in the current numerical control processing, which has the advantages of rapid programming speed, short cycle, high quality, easy to use and so on. In this paper, the author studys the complex curved surface parts computer aided programming and simulation processing by Mastercam software, and focuses on the introduction of its parameter selection of processing technology, completing the tool path simulation, generating the NC program, and testing the correctness of the output code, so as to improve the quality of programming and speed up the programming speed.
Key words: CNC automatic programming; Mastercam; CNC processing technology
中图分类号：TG519.1文献标识码A 文章编号：
随着科学技术飞速发展和世界经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度也越来越快，数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用。对于具有复杂曲面的零件，需要借助计算机辅助软件进行数控加工编程，为了保证加工的精度与加工效率，必须安排合理的数控加工工艺。
1 绘制灯罩凸模三维实体模型
利用旋转实体命令绘制灯罩主体外形，然后绘制截面和引导线，利用扫描实体命令完成侧棱的三维造型，最后拉伸实体和实体倒角命令完成零件的三维实体造型，如图1所示。
图1灯罩凸模三维造型
2 规划加工刀具路径
规划灯罩凸模几何图形加工刀具路径包括：加工坯料及对刀点的确定、曲面挖槽粗加工刀具路径、等高外加形精加工路径及斜面精加工刀具路径等内容。
2.1加工坯料对刀点的确定
利用Mastercam系统提供的边界框命令确定加工几何图形所需要的坯料尺寸，再将图形顶面中心移到系统坐标原点，便于加工时以图形顶面中心对刀。
2.2 零件坯料参数的设定
在对灯罩凸模进行实体挖槽加工模拟前，首先对零件坯料参数进行设置。选择加工操作管理器中的工件设置，设置边界框参数，系统自动计算出工件参数，设置如图2 所示。
图2坯料参数的设定
2.3 规划曲面挖槽粗加工刀具路径
粗加工时选用圆鼻刀开粗，应该避免过多走空刀，提高加工效率，工艺上采用区域加工来限定走刀范围。规划灯罩凸模曲面挖槽粗加工刀具路径，粗切除大部分的工件材料。选择系统默认型号数控铣床，执行曲面挖槽加工命令，选择加工曲面和切削范围边界，然后点选加工边界。添加φ20圆鼻刀，并设置刀具参数。选择曲面参数设置相关参数值，预留0.5mm的加工余量。选择挖槽粗加工参数，并设置螺旋式下刀，设置加工深度参数和刀具路径间隙参数，产生的刀具路径如图4所示。
图3 粗加工刀具路径
2.4 规划曲面挖槽粗加工刀具路径，
规划灯罩凸模挖槽粗加工刀具路径，清除在上一步曲面挖槽粗加工后在模具靠面余留下的残料。使用曲面挖槽粗加工命令，选择挖槽粗加工面。系统中选择示刀具路径的曲面，点选切削范围边界，确定加工边界，添加φ20平铣刀并设置刀具参数，设置下刀参数、切削深度参数、间隙参数和挖槽参数，生成刀具路径。
2.5规划曲面等高外形精加工刀具路径
曲面粗加工后需要进行曲面精加工，以提高其表面光洁度，选用球刀进行加工。进刀量为0.1~0.5mm，进给率为300~500。规划台灯罩凸模曲面等高精加工刀具路径，清除曲面挖槽粗加工后在凸模表面留下的残料。使用曲面等高外形精加工命令，选择加工曲面，框选等高外形精加工曲面，点选切削范围边界，选择加工边界。添加φ8球刀，并设置所示刀具参数，设置等高外形精加工参数和切削深度，生成刀具路径。
2.6规划曲面陡斜面精加工刀具路径
规划灯罩凸模陡斜面精加工刀具路径，以清除曲面等高外形精加工后在曲面侧面部位余留下的残料。使用曲面陡斜面精加工命令，选择陡斜面精加工曲面，确定切削范围边界，选择加工边界，添加刀具并设置曲面参数和加工深度，自动生成刀具路径。在选择加工操作管理器中对曲面陡斜面精加工操作进行实体模拟加工，保存加工过程及模拟结果文件，为后续加工操作做准备。
3 自动生成NC代码及传输程序
利用Mastercam X系统的后处理功能，将灯罩凸模所规划的曲面挖槽粗加工、等高外形精加工及陡斜面精加工刀具路径所生成的NCI刀具路径文件转换能被数控机床所使用的NC代码，输出NC代码如图4所示。
图4 NC代码
利用Mastercam X系统的Communic传输功能，选择加工操作管理器中的所有加工操作，进行Post后处理，系统弹出后处理参数设置对话框，设置相关参数，将系统自动生成的灯罩NC代码传输到数控加工设备的控制器内，控制机床完成零件的加工。
对于复杂的曲面模具零件，需要利用CAM软件编制加工程序，并通过选择合理的工藝参数来提高加工程序编制的质量。文中介绍了利用Mastercam 软件对灯罩模具零件进行设计造型及模拟加工，同时生成了数控加工代码，可为同类零件的数控自动编程提供参考。
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] 李纯彬,孔春艳等.基于MasterCAM零件的数控加工[J]. 工具技术，2008.01
[3] 褚守云，基于Mastercam的泵轮盘数控加工[J]. 工具技术，2011.02
[4] 何华妹 编著.Mastercam X 数控编程基础教程[M].人民邮电出版社，2007
关键词：数控自动编程；Mastercam；数控加工工艺
Abstract: The CNC automatic programming is the mainstream of programming methods in the current numerical control processing, which has the advantages of rapid programming speed, short cycle, high quality, easy to use and so on. In this paper, the author studys the complex curved surface parts computer aided programming and simulation processing by Mastercam software, and focuses on the introduction of its parameter selection of processing technology, completing the tool path simulation, generating the NC program, and testing the correctness of the output code, so as to improve the quality of programming and speed up the programming speed.
Key words: CNC automatic programming; Mastercam; CNC processing technology
中图分类号：TG519.1文献标识码A 文章编号：
随着科学技术飞速发展和世界经济竞争的日趋激烈，机械产品的更新速度也越来越快，数控加工技术作为先进生产力的代表，在机械及相关行业领域发挥着重要的作用。对于具有复杂曲面的零件，需要借助计算机辅助软件进行数控加工编程，为了保证加工的精度与加工效率，必须安排合理的数控加工工艺。
1 绘制灯罩凸模三维实体模型
利用旋转实体命令绘制灯罩主体外形，然后绘制截面和引导线，利用扫描实体命令完成侧棱的三维造型，最后拉伸实体和实体倒角命令完成零件的三维实体造型，如图1所示。
图1灯罩凸模三维造型
2 规划加工刀具路径
规划灯罩凸模几何图形加工刀具路径包括：加工坯料及对刀点的确定、曲面挖槽粗加工刀具路径、等高外加形精加工路径及斜面精加工刀具路径等内容。
2.1加工坯料对刀点的确定
利用Mastercam系统提供的边界框命令确定加工几何图形所需要的坯料尺寸，再将图形顶面中心移到系统坐标原点，便于加工时以图形顶面中心对刀。
2.2 零件坯料参数的设定
在对灯罩凸模进行实体挖槽加工模拟前，首先对零件坯料参数进行设置。选择加工操作管理器中的工件设置，设置边界框参数，系统自动计算出工件参数，设置如图2 所示。
图2坯料参数的设定
2.3 规划曲面挖槽粗加工刀具路径
粗加工时选用圆鼻刀开粗，应该避免过多走空刀，提高加工效率，工艺上采用区域加工来限定走刀范围。规划灯罩凸模曲面挖槽粗加工刀具路径，粗切除大部分的工件材料。选择系统默认型号数控铣床，执行曲面挖槽加工命令，选择加工曲面和切削范围边界，然后点选加工边界。添加φ20圆鼻刀，并设置刀具参数。选择曲面参数设置相关参数值，预留0.5mm的加工余量。选择挖槽粗加工参数，并设置螺旋式下刀，设置加工深度参数和刀具路径间隙参数，产生的刀具路径如图4所示。
图3 粗加工刀具路径
2.4 规划曲面挖槽粗加工刀具路径，
规划灯罩凸模挖槽粗加工刀具路径，清除在上一步曲面挖槽粗加工后在模具靠面余留下的残料。使用曲面挖槽粗加工命令，选择挖槽粗加工面。系统中选择示刀具路径的曲面，点选切削范围边界，确定加工边界，添加φ20平铣刀并设置刀具参数，设置下刀参数、切削深度参数、间隙参数和挖槽参数，生成刀具路径。
2.5规划曲面等高外形精加工刀具路径
曲面粗加工后需要进行曲面精加工，以提高其表面光洁度，选用球刀进行加工。进刀量为0.1~0.5mm，进给率为300~500。规划台灯罩凸模曲面等高精加工刀具路径，清除曲面挖槽粗加工后在凸模表面留下的残料。使用曲面等高外形精加工命令，选择加工曲面，框选等高外形精加工曲面，点选切削范围边界，选择加工边界。添加φ8球刀，并设置所示刀具参数，设置等高外形精加工参数和切削深度，生成刀具路径。
2.6规划曲面陡斜面精加工刀具路径
规划灯罩凸模陡斜面精加工刀具路径，以清除曲面等高外形精加工后在曲面侧面部位余留下的残料。使用曲面陡斜面精加工命令，选择陡斜面精加工曲面，确定切削范围边界，选择加工边界，添加刀具并设置曲面参数和加工深度，自动生成刀具路径。在选择加工操作管理器中对曲面陡斜面精加工操作进行实体模拟加工，保存加工过程及模拟结果文件，为后续加工操作做准备。
3 自动生成NC代码及传输程序
利用Mastercam X系统的后处理功能，将灯罩凸模所规划的曲面挖槽粗加工、等高外形精加工及陡斜面精加工刀具路径所生成的NCI刀具路径文件转换能被数控机床所使用的NC代码，输出NC代码如图4所示。
图4 NC代码
利用Mastercam X系统的Communic传输功能，选择加工操作管理器中的所有加工操作，进行Post后处理，系统弹出后处理参数设置对话框，设置相关参数，将系统自动生成的灯罩NC代码传输到数控加工设备的控制器内，控制机床完成零件的加工。
对于复杂的曲面模具零件，需要利用CAM软件编制加工程序，并通过选择合理的工藝参数来提高加工程序编制的质量。文中介绍了利用Mastercam 软件对灯罩模具零件进行设计造型及模拟加工，同时生成了数控加工代码，可为同类零件的数控自动编程提供参考。
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] 李纯彬,孔春艳等.基于MasterCAM零件的数控加工[J]. 工具技术，2008.01
[3] 褚守云，基于Mastercam的泵轮盘数控加工[J]. 工具技术，2011.02
[4] 何华妹 编著.Mastercam X 数控编程基础教程[M].人民邮电出版社，2007