数控铣床切削加工的自动编程和程序分析-

1、作者:陈雍杰摘要在mastercam系统中,通过几何建模,建立刀具路径、后置处理自动生成CNC 程序代码。根据具体的数控系统和机床性能参数,对程序进行分析和修改,以适应数控铣削的要求。关键词:自动编程几何建摸刀具路径后置处理数控铣削中心的自动编程和程序分析数控程序的编制是一个瓶颈问题,严重地制约了数控铣床的应用。许多工厂的数控铣床闲置的主要原因是编制程序的问题。在形式复杂的模具中运用手工编程,工作任务繁重复杂,难以完成。例如,铣削如图2所示的包含几个汉字的零件的NC程序,就多达三千多条的语句,手工编程很难保证不出错。因而许多工厂闲置数控铣床,而使用普通机床加工,使钳工修整模具的工作量加大,生产

2、率低、模具的质量也难以保证。使用数控机床加工模具,必须编制好的NC程序。要产生好的NC程序,必须具备以下基础:(1 CAD系统用以产生工件的几何图形(2 熟悉CNC程序的指令和数控机床性能参数(3 熟悉切削加工工艺,正确选择刀具和加工参数(4 运用CAM 系统的切削路径产生NC程序同时,还必须按照一定的程序产生NC程序。运用Mastercam系统产生工件NC程序及相关过程的流程如图1所示:1 加工过程规划 从图1可以看出,在进行数控编程前,必须分析零件图及毛坯图,确定产生一个工件特征所用的最合适加工路径模块,并计算所需切除的余量而从加工余量可进一步决定切削刀具和粗、精加工的次数。产生工件特征的

3、加工程序应该按照适当的顺序安排。有些工件特征必须在其它特征前面产生,一般有以下的排序原则:(1 先加工基准面;(2 先加工大面;(3 避免在加工一个特征面时,破坏了其它特征的制造条件;(4 前处理先行。以图2零件为例,先加工底面做为基准面,再切削顶面和矩形外轮廓,为挖槽铣削矩形内框和文字准备,这两个工步用直径较大的平底立铣刀加工,以提高工作效率。最后,挖槽加工文字和内框,挖槽加工叉分粗、精加工两步。精加工采用小直径平底立铣刀,以便加工出文字的细部。2 几何建模MasterCam 系统集CAD 与CAM 于一体,可以直接在其中绘制图2的几何图形,也可以将在其它软件如AutoCAD 中完成的零件图

4、,经过一定的格式转换,MasterCam 系统,建立几何模型。3 建立刀具路径 院学师技以挖槽加工文字和内框为例,选择挖槽加工模块,用窗选方式将内框和文字一起选中,输入刀具信息(材料为高速钢 巾3平底立铣刀和刀具各部分长度信息等,输入工件毛坯信息(工件的材料,长、高、宽和工件坐标系原点,以及切削参数(粗、精加工的铣削方式、切削速度、切削深度等。经编辑修、确认后, 自动建立刀具路径,存为刀具路径文件,进行模拟铣削演示。在模拟中发现问题返回到刀具路径编辑,修改有关参数进行调试。调试、模拟铣削演示成功后,进行下一步骤。4 后置处理、程序分析和修改建立刀具路径后,在操作管理器中,程序如下(中间段程序已

5、删去: %0000O(PROGRAM NAME-技师学院(DATE = DD M M YY 一09一r3. END M ILL FLAT TOOL·1 D1AN100G21N1O2GOG 17G40G49G80G90N104T1M 6经演示通过后,按下后置处理按钮,自动生成NC106 01 TIME=HH: M M .18:03OFF.·41 LEN.一1 DIA.-3.1Nl06G0G90G54X 63.25Y·53.25A0.$50M 5N 1O8G43H1Z2O.M 8N l10z2.N 112G12 8.F3.Nl 14X63.25N6160X0.Y0N6

6、16ZO.N6164M 5N6166G91Gr28Z0.M 9N61 68G90N6170M 30%5 铣削加工将修改后的程序转存入数控铣削中心的CNC控制器,进行模拟调试,成功后,调整机床位置、安装工件、对刀、调整主轴速度、进给倍率,将机床控制调至自动档,联机启动,完成零件的加工。6 MasterCAM 的主要功能(1 强大的建模功能具有参数化实体建模功能。用户对几何模型进行修改后,相关的尺寸标注可自动更新。二是完整的曲线曲面建模功能。建立2D、3D几何模型十分方便。其灵活、完整的曲线曲面编辑和分析功能,可以保证几何模型的精度导航功能可自动捕捉常用的特征点,提高建模速度。(2 强劲的加工能力

7、提供25轴走刀路径。走刀路径与零件模型、刀具参数、加工参数相羌,可轻松获取加工知识,积累加工经验。在加工零件时,可修改与走刀零件相关的各项参数,并可立即得到更新后的走刀路径,不需从头编程。在数据库中储存有加工策略。当加工新路径时,从库中选取相近的加工策略,作用于待加工路径,可快速生成加工程序。(3 实用高效的整合技术可真实、准确地模拟切削零件的整个过程,省去试切,节约时间,降低材耗。其程序自动优化器可自动将多条极短的直线走刀指令或有重复的直线走刀指令转化为一条直线指令或一条圆弧指令,减小加工程序长度。可对走刀路径作多种变换,白定义刀具库和材料库。(4 开放的系统结构支持各种交换接口,能与各种CAD/CAM系统共享数据。主要包括IGEs、DXF、CADL、VDA、S,rL、ASC 、SAT (ACSI Solids、Parasolid。方便二次开发。7 结束语在结合计算机辅助设计(CAD和计算机辅助制造(CAM的Masteream系统支持下,通过加工过程规划、几何建模、建立刀具路径、后置处理自动生成NC程序代码替代传