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cX.v^9kuX 摘 要
HNjkRl)QR Mastercam為一優(yōu)秀的CAD/CAM軟件，本文簡要介紹了Mastercam軟件的一些主要功能，并以鋼索斜拉橋鞍座的加工為例，說明了如何利用Mastercam軟件解決復雜零件的曲面數控加工問題。
Gh|1%g"gm 關鍵詞： 數控編程 應用軟件 鞍座 曲面加工
V|? 一、 數控編程軟件分析目前數控編程方法主要有三種：
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s#O 1、手工編程 手工編程要用人工方法對零件的幾何信息進行必要的數學處理，用手工方法編寫加工程序單、穿制加工程序紙帶。因而編程的速度慢、精度低，對所編寫程序的檢查也很困難。對某些形狀復雜的零件編程問題，如多軸聯動等，用手工編程根本無法解決。
|Be.r{l 2、利用ＡＰＴ語言自動編程 使用ＡＰＴ語言自動編程可將數學處理、編寫加工程序單和穿制紙帶的過程交給計算機完成，從而提高了編程的速度和精度，解決了某些手工編程無法解決的復雜零件的編程問題。然而，這種方法也有一些不足，由于ＡＰＴ語言是開發(fā)得比較早的計算機數控編程語言，它的圖形處理功能不強，因而必須在ＡＰＴ源程序中用數控語言的形式來描述本來十分直觀的幾何圖形、零件信息及加工過程，再由計算機做進一步的處理，生成加工程序。致使這種方法直觀性差，編程過程比較復雜，不便于進行階段性檢查。
_TQt! Re`, 3、圖形交互自動編程 圖形交互自動編程是一種計算機輔助編程技術，通常以計算機輔助設計（ＣＡＤ）為基礎，利用ＣＡＤ軟件的圖形編輯功能將零件的幾何形狀繪制到計算機上，生成圖形文件，然后調用數控編程模塊，采用人機交互的方法在計算機屏幕上指定被加工的部位，輸入相應的加工參數，計算機便可進行必要的數學處理并自動生成加工程序。同時，還可在計算機屏幕上動態(tài)地顯示刀具的加工軌跡。顯然，這種編程方法較前兩種具有速度快、精度高、直觀性好、使用方便、便于檢查等優(yōu)點，并已成為目前國內外先進的ＣＡＤ／ＣＡＭ軟件所普遍采用的數控編程方法。
]\ r~"*TZ 二、Mastercam 軟件簡介
!Fp MO`m Mastercam是美國CNC公司開發(fā)的基于PC平臺的CAD/CAM軟件，它具有以下優(yōu)點：
JG}U,{7( 方便直觀的幾何造型Mastercam提供了設計零件外形所需的理想環(huán)境，其強大穩(wěn)定的造型功能可設計出復雜的曲線、曲面零件。
"v*RY "5# Mastercam具有強勁的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。Mastercam提供了多種先進的粗加工技術，以提高零件加工的效率和質量。Mastercam還具有豐富的曲面精加工功能，可以從中選擇最好的方法，加工最復雜的零件。Mastercam的多軸加工功能，為零件的加工提供了更多的靈活性。
[S</QS! 可靠的刀具路徑校驗功能Mastercam可模擬零件加工的整個過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況。
5-mJj&0:! 三、大橋鞍座加工中的主要問題
*%) L?* 我們的用戶承接加工的大橋鞍座，其體積龐大（2930*1880*1549mm），形狀復雜。14個繩槽的底面和側面均為三維空間曲面，他們在鞍座上形成了一個兩頭開、中間凹的狹長通道（見圖1）。實際加工中刀具及機床方滑枕的尺寸都較大，通過通道時，稍不小心，就會與工件發(fā)生碰撞。鑄件毛坯的余量很不均勻，繩槽底面兩端的余量很大，中間的余量很小。為了保證曲面外型及被加工曲面的表面粗糙度，工件的加工工藝分為粗加工、熱處理和精加工三步。粗加工采用三軸聯動銑削，并保證加工后繩槽底面和側面均有20mm余量。熱處理后，采用四軸聯動銑削進行精加工，以保證繩槽底面和側面的粗糙度。
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bR&hI9`%F 圖 1
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C?, 加工所用數控機床為INGSOLLAN臥式四軸聯動銑床。X、Y、Z行程分別為：21m、6m、1.5m。銑頭的轉角為-200度~200度。所用銑刀是直徑為350mm~630mm的三面刃銑刀。CAD/CAM系統(tǒng)是Mastercam。機床、工件及刀具的相對位置關系如圖2所示。粗加工的主要問題是如何選擇最優(yōu)的加工方法，以最高的效率去除毛坯余量。并使一次走刀中的切削用量均勻，所留精加工余量也應均勻。繩槽底面的毛坯余量很不均勻（見圖3），需要選擇合理的走刀方式。粗加工的另一個關鍵問題是避免刀具與工件的碰撞。如圖4所示，繩槽曲面的加工只能用OneWay的走刀路線。當刀具沿OneWay路線從起點銑到終點，再從終點快速回到起點時，不能在終點抬刀后直接沿直線回到起點。因為鞍座上的通道很窄，稍有抬刀就會碰到上半部分。必須采用圖中實線所示的退刀路線。刀具銑完一次后，從終點完全退到零件外面，再從零件外面快速回到起點，做第二次銑削。
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