MasterCAM的弧形零件数控编程
摘 要：通过数控车床进行弧形零件的加工，简单、便捷且精度较高，并且能够避免应人工编程造成的错误，提高了编程的质量和效率。文章主要以轧辊弧形零件的数控车削加工为例，对MasterCAM在数控车床自动编程中的应用进行了介绍，并分析了弧形零件的数控编程的方法。
关键词：MasterCAM 弧形零件 数控编程
生产大量且要求精度不高的零件可以用成型刀具进行加工，若生产批量少、要求精度高的弧形零件则用数控车削更加方便容易。并且通过MasterCAM进行自动编程能够避免出现错误，能够明显提高编程的质量及效率。
1、MasterCAM9.0的功能
用户可以通过MasterCAM这款应用软件的CAD模块来绘制几何图形，之后利用MasterCAM的CAM模块生成刀具路径，然后通过程序传输到数控机床加工。并且MasterCAM9.0能够进行精车、钻孔、粗车、车端面等车削加工。在MasterCAM9.0中绘图时只需画出零件的轮廓，不用将整个零件图都画出来，但在画轮廓图时应注意考虑零件毛坯的直径。画出的直径应稍小于毛坯直径一到两毫米，长度方向上应注意最后切断的加工长度，长度方向的尺寸一般是在零件长度尺寸与切槽刀的宽度尺寸之和的基础上再加上一到两毫米。
2、零件分析
弧形零件为曲线轮廓，有的零件轮廓变化趋势呈凹凸状，计算节点时很复杂，若用手工编程，较易出错，不能保证程序的正确性。并且有些零件的曲线轮廓通过手工编程难度很大，因此采用MasterCAM进行自动变成能够解决这些难题。之后再根据零件图来确定数控加工的刀具，切削用量以及加工的工艺流程。自动编程数控加工零件有自动编程与加工两个部分，自动编程是指根据零件的具体情况，然后按照图形的技术要求来选出科学高效的加工工艺的过程。合理科学的加工工艺过程一般为先进行粗加工再进行精加工，并且加工的过程中的走到路线应是最短路线，划分工序时应尽量使工序集中，并尽量保证能在一次安装的情况下完成零件的大部分加工。确定这些之后再根据工艺来选择MasterCAM9.0的车削方式，然后选择刀具及切削用量，并进行相关参数的设置生成自动编程刀轨文件。零件在数控车床的程序包括两部分，一是坐标系的设立与零件的加工工艺的相关参数的指定等程序，二是零件轮廓的粗加工及精加工的程序。
3、MasterCAM9.0的加工设置
首先应绘制出加工轨迹图，可以直接在MasterCAM中绘制二维的图形或者通过AutoCAD来进行绘制，然后在导入MasterCAM。具体的操作是：运行MasterCAM9.0，依次单击档案、档案转换、AutoCAD、读取、图形路径，完成后点击确定、适度化按钮，之后转换后的图形就会显示在MasterCAM的工作区内。转化完毕后还应对图形进行相应的处理，依次点击转换、平移、窗选、用矩形框选中图形、执行、两点间、然后单击图形最右端与轴线的端点、原点，最后点击确定、适度化。此时MasterCAM工作区内零件图形的坐标原点建立在零件图形的最右端的轴心线上。之后进行毛坯及卡盘的参数设置，在主功能菜单区，单击刀具路径、工作设定、边界的设定、素材参数、设置、确定、夹头参数、设置、确定，完成参数的设置。进行车端面的设置，单击车端面，设置其中的刀具参数，在设置好车端面的参数，点击确定。然后是零件粗加工的相关设置，在主功能菜单中单击刀具路径（Toolpaths）、粗车（Rough）、窗选（Window）、矩形（Rectangle）、选择原点（Origin）、执行（Done），然后打开粗车设置界面，将刀具及粗车参数设置好，并单击确定。此时粗加工的刀具轨迹图会出现在MasterCAM9.0的工作区。然后再进行精加工的设置，在主功能菜单点击刀具路径（Toolpaths）、精车（Finish）、选择上次last、执行（Done），打开精车设置界面，将刀具及精车参数设置好，单击确定。精加工的刀具轨迹图会出现在MasterCAM9.0工作区内。
然后进行截断设置，截断过程是指在完成零件的加工前将零件从毛坯上割下。单击下一页、截断，然后输入需要载入截断的位置的坐标值，点击回车键，完成零件与毛坯的分离。然后模拟刀具路径并验证实体切削，为了确保设置的刀具参数及走刀路线的准确性，并保证加工过程中不出现干扰，需要进行刀具轨迹验证。程序的生成一般是根据使用的数控系统的配置的相关标准，将零件的加工轨迹转化成CNC数控程序。在完成粗加工及精加工的设置后，回到主功能菜单栏单击刀具路径（Toolpaths）、操作管理（Operations），界面上会出现对话框，显示出设置的加工的程序，若需要根据实际情况进行调整，可以通过这个对话框进行重新的设置。单击对话框中的全选（Select All）、刀具路径模拟（BackPlot），即可验证设置的加工路径的正确性，单击对话框中的实体切削验证（Verify），能够显示出加工的效果，车刀将按照设定的工艺路线进行加工，从而验证加工的相关设置。然后再进行执行后处理，单击执行后处理（Post），MasterCAM9.0界面会出现对话框，在对话框中的NC file下选择Save NC file，并单击OK键保存文件对话框内容，保存完毕后，完成数控程序的后置处理。后置处理就是指针对指定的数控程序来设置后置输出包括数据格式、程序大小、编程方式等在内的格式，然后按照选定的数控程序并进行适当的修正再传送到数控车床中，其中生成的NC程序可以直接应用于FANUC系统的数控车床上。
综上所述，通过对MasterCAM9.0应用软件进行加工设置并自动生成程序，然后在数控车床进行弧形零件的加工，能够有效避免出现由于人工编程而造成的计算错误及失误，突破了人工编程的局限性，提高了加工程序的质量。并且通过将在AutoCAD绘制的零件的图形转化到MasterCAM中显示出零件的轮廓图，能够更加简单有效的生成零件的加工程序，提高数控车床加工零件的精度和效率。
【参考文献】
[1] 贾坤鑫. MasterCAM在零件数控加工编程中的应用[J].郑州轻工业学院学报，2012,06（15）：12-13.
[2] 杨应洪.MasterCAM软件在数控加工中的应用[DB]. https://www.kj009.net.
[3] 崔立群.利用MasterCAM软件实现典型零件数控车自动编程[J].科技视界，2013,12（25）：76-77.
