热词: RFID传感器二维条码生物识别卫星导航定位


当前位置:首页 > 物联网平台 > 技术 > CAD/CAE/CAM

MasterCAM的弧形零件数控编程

2017-06-06 来源:我爱物联网

MasterCAM的弧形零件数控编程

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。

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Master-CAM9.0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、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。


基于DELCAM软件的斜齿轮注射模具设计

介绍了以DELCAM软件的Moldmaker模块作为模具开发平台设计斜齿轮注塑模具的过程,探讨了注塑模具设计的一般方法,解决了斜齿轮设计过程中的一些难点。实现了一模多腔,提高了生产效率。

1 引言

随着新型塑料材料、工艺的发展,塑料产品以其重量轻、强度好、成本低廉的特点得到了越来越广泛的应用。而作为传动工具中的佼佼者——斜齿轮以其传动具有逐渐啮合、重合度大、承载能力高、传动平稳等特点,在传动中得到很广泛的应用。因此在现代的传动中,如打印器材、照相器材、玩具车等方面越来越多的采用塑料斜齿轮作为传动部件。而这一切都离不开模具的设计与制造,本文将重点介绍有关Dlecam软件中的Moldmaker模具设计模块,该模块是专门用来做模具设计的,通用性强,使用方便,功能强大。

2 DELCAM软件Moldmaker功能简介

2.1 Moldmaker功能简介

Moldmaker模块是Delcam专门为注射模设计师开发的,基于实体的,以注射模设计过程为向导的应用工具。设计师通过其提供的一系列工具,可以快速的设计一套模具。Moldmaker可以让设计师集中精力在模具的结构设计上,而不是将时间花费在软件的操作上,同时由于Moldmaker是一种模具设计的过程应用,不同的设计师采用同样的设计过程设计模具,这样就可以保证不同的模具其装配结构和层的设定是统一的。便于设计人员之间的交流与合作。

Moldmaker模块模具设计操作过程如下:

图1 模块模具设计操作过程

2.2 建立塑件模型及其流程

塑料产品的三维建模可以通过以下两种方式:

(1)利用PowerSHAPE直接进行实体建模:PowerSHAPE提供的强大的实体曲面混合造型功能,通过由曲线网络产生曲面、由分离曲线产生曲面、通过线框产生填充曲面、由线框产生驱动曲线曲面、挤出面、旋转曲面、圆倒角曲面、调配曲面、实体的交、并、减、分、增厚、抽壳、隆起、模仿变形等和曲面与实体的相互转换操作来完成塑件的规则曲面、自由曲面以及实体的设计。

(2)利用PS-Exchange进行数据转换,PS-Exchange具有强大的数据转换功能,可以将其他软件所产生的CAD模型直接读进来。PS-Exchange现在能转换NX、Pro/E、Catia、Solidedge、Solidworks、Cimatron等所有的CAD专用数据及IGES、STL、DXF、DWG等通用数据,能做到数据的无缝传输。

3 创建三维模型

三维模型的创建一般经过Delcam软件的Moldmaker模块可以实现,在创建过程中使用PowerSHAPE模式或者通过EXCHANGE转换其他的文件格式进入Moldmaker模块,或者利用表达式进行尺寸驱动,对于将引入Moldmaker模块进行模具设计的零件,最好是参数化零件,这样在设计人员进行后期的产品改进后,其模具的三维图形自动进行相关修改,提高了设计效率。斜齿轮三维模型如图2所示。

图2 斜齿轮三维模型创建过程

4 注塑模具的设计思路与方法

4.1 分型面确定

模具的设计过程中,关键是选择模具的分模面,只有保证有很好的分模面。

根据图3斜齿轮零件的特点,将分模面确定在直齿轮部分和斜齿轮部分相交的表面,如图一所示。这样就可以产生定模型腔和动模型腔如图4所示。

图3 斜齿轮三维模型

图4 动定模型腔

介绍了以DELCAM软件的Moldmaker模块作为模具开发平台设计斜齿轮注塑模具的过程,探讨了注塑模具设计的一般方法,解决了斜齿轮设计过程中的一些难点。实现了一模多腔,提高了生产效率。

1 引言

随着新型塑料材料、工艺的发展,塑料产品以其重量轻、强度好、成本低廉的特点得到了越来越广泛的应用。而作为传动工具中的佼佼者——斜齿轮以其传动具有逐渐啮合、重合度大、承载能力高、传动平稳等特点,在传动中得到很广泛的应用。因此在现代的传动中,如打印器材、照相器材、玩具车等方面越来越多的采用塑料斜齿轮作为传动部件。而这一切都离不开模具的设计与制造,本文将重点介绍有关Dlecam软件中的Moldmaker模具设计模块,该模块是专门用来做模具设计的,通用性强,使用方便,功能强大。

2 DELCAM软件Moldmaker功能简介

2.1 Moldmaker功能简介

Moldmaker模块是Delcam专门为注射模设计师开发的,基于实体的,以注射模设计过程为向导的应用工具。设计师通过其提供的一系列工具,可以快速的设计一套模具。Moldmaker可以让设计师集中精力在模具的结构设计上,而不是将时间花费在软件的操作上,同时由于Moldmaker是一种模具设计的过程应用,不同的设计师采用同样的设计过程设计模具,这样就可以保证不同的模具其装配结构和层的设定是统一的。便于设计人员之间的交流与合作。

Moldmaker模块模具设计操作过程如下:

图1 模块模具设计操作过程

2.2 建立塑件模型及其流程

塑料产品的三维建模可以通过以下两种方式:

(1)利用PowerSHAPE直接进行实体建模:PowerSHAPE提供的强大的实体曲面混合造型功能,通过由曲线网络产生曲面、由分离曲线产生曲面、通过线框产生填充曲面、由线框产生驱动曲线曲面、挤出面、旋转曲面、圆倒角曲面、调配曲面、实体的交、并、减、分、增厚、抽壳、隆起、模仿变形等和曲面与实体的相互转换操作来完成塑件的规则曲面、自由曲面以及实体的设计。

(2)利用PS-Exchange进行数据转换,PS-Exchange具有强大的数据转换功能,可以将其他软件所产生的CAD模型直接读进来。PS-Exchange现在能转换NX、Pro/E、Catia、Solidedge、Solidworks、Cimatron等所有的CAD专用数据及IGES、STL、DXF、DWG等通用数据,能做到数据的无缝传输。

3 创建三维模型

三维模型的创建一般经过Delcam软件的Moldmaker模块可以实现,在创建过程中使用PowerSHAPE模式或者通过EXCHANGE转换其他的文件格式进入Moldmaker模块,或者利用表达式进行尺寸驱动,对于将引入Moldmaker模块进行模具设计的零件,最好是参数化零件,这样在设计人员进行后期的产品改进后,其模具的三维图形自动进行相关修改,提高了设计效率。斜齿轮三维模型如图2所示。

图2 斜齿轮三维模型创建过程

4 注塑模具的设计思路与方法

4.1 分型面确定

模具的设计过程中,关键是选择模具的分模面,只有保证有很好的分模面。

根据图3斜齿轮零件的特点,将分模面确定在直齿轮部分和斜齿轮部分相交的表面,如图一所示。这样就可以产生定模型腔和动模型腔如图4所示。

图3 斜齿轮三维模型

图4 动定模型腔


基于MasterCAM手机凸模的数控加工

分析零件的结构特点,应用Pro/E软件的设计模块构建零件加工图形,应用MasterCAM制造模块对零件进行加工模型的创建、加工设置、数控仿真和数控编程,利用MasterCAM的后处理功能,自动生成零件的数控加工NC代码,提高了零件的加工制造速度。

0 引言

当今CAD/CAM技术日臻完善,在现代模具的设计制造中发挥着越来越重要的作用,CAD/CAM技术已成为现代塑料模具制造不可或缺的技术。手机行业的竞争和发展,带动了很多技术的发展和革新。以Pro/E和Mastercam软件为平台,对手机凸模进行三维建模,然后根据产品形状进行数控加工仿真,并设计加工工艺,缩短手机设计与制造周期,提高手机设计质量,降低企业生产成本。

1 手机凸模建模

MasterCAM是美国CNC Software Ine公司开发的一款功能强大的CAD/CAM软件,CAD造型和CAM数控编程集成于一个系统环境中,可完成零件的几何造型、刀具路径生成、加工模拟仿真、数控加工程序生成与数据传输。设计模块集2D和3D的线框、曲面和实体造型于一体,具有全特征化造型功能以及强大的图形编辑、转化和处理功能。现采用Pro/E软件作为3D建模设计平台,对零件图(如图1)所示的手机凸模型进行3D设计,在生成3D实体后,导入到MasterCAM软件中,由MasterCAM软件自动生成刀具运行轨迹的NC数据并传送给加工中心,由加工中心来完成零件的实际加工。

图1 手机凸模型

2 手机凸模的零件分析

零件图样分析主要是分析零件的形状、尺寸、技术要求、定位基准及毛坯等。

2.1 零件结构分析

手机凸外壳结构简单,但在加工中间间隙时难度较大。

2.2 零件工艺分析

零件工艺包括毛坯性能、定位基准、装夹方式及加工切削用量、刀具的选用。

a) 零件特点

零件的材料为Q235A,尺寸为160mm×160mm×60mm,该零件主要是由圆弧面和槽组成.该零件形状结构并不是太复杂,多处转接圆角,使用的刀具比较多,由于材料是Q235A,切削性能比较好,选用高速钢刀具来加工。由于加工的是一个凸模,要特别注意切削深度和主轴的转速。

b) 选择安装基准、确定装夹方式

该零件是已磨了6个面的长方体,其任意一面可以作为基准平面。在装夹时,正确选择定位基准对保证表面间的位置要求(位置尺寸和位置精度)和安排加工顺序都有很大的影响。一个零件加工的基准包括设计基准、定位基准和装配基准。一般都是采用设计基准作为定位基准的基准重合原则,这样可以避免基准之间的误差。选择装夹时,在数控加工中心中夹具的主要任务就是保证零件的加工精度,夹具要有足够的刚性和强度。确定加工顺序及走刀路线。一般都是采用先面后孔,基准先行,先粗后精的原则。

c) 选择数控刀具

加工中心最高主轴转速是4000r/min,刀具要具有较高的刚度和良好的断屑性能,刀头材料热脆性要好。鉴于这个零件结构,要用到平铣刀和球刀两大类,有d16的平刀、d12的平刀、d6的平刀、d3的平刀、d2的平刀、R2.5的球刀。

d) 制定工艺路线

1)对于手机壳模的加工,只用到曲面铣槽粗加工、曲面等高粗加工、曲面平行粗加工、粗加工曲面平行铣、精加工曲面平行铣、平面铣槽、外形铣等加工方法。

2)加工阶段的划分 一般情况下,在加工中心的零件已在其他机床经过粗加工,加工中心只是完成最后的精加工,根本就不需要划分加工阶段,但由于零件对加工精度要求不高,加工余量又不是很大,又属于单件生产,可以充分地利用加工中心优势,把粗精加工合并进行。

3)加工顺序的安排 理想的加工工艺不仅要保证加工精度还要充分地发挥机床的功能,加工顺序一般都遵循先粗加工﹑再半精加工﹑然后精加工,尽量减少装夹数次,减少刀具空运行时间,把安全高度﹑下刀位置设低一点。

3 零件加工编程及参数设置

MasterCAM是一套具有优秀的数控编程功能,有效地解决了几何造型、零件几何形状的显示,交互设计、修改及刀具轨迹生成,走刀过程的仿真显示、验证等问题的软件。采用MasterCAM对由Pro/E所生成的手机外壳凸模后,生成IGS文档进行NC加工。参照前面手机外壳凸模的零件分析,考虑到精度问题,采用粗精加工相结合达到的加工效果如图2所示。

分析零件的结构特点,应用Pro/E软件的设计模块构建零件加工图形,应用MasterCAM制造模块对零件进行加工模型的创建、加工设置、数控仿真和数控编程,利用MasterCAM的后处理功能,自动生成零件的数控加工NC代码,提高了零件的加工制造速度。

0 引言

当今CAD/CAM技术日臻完善,在现代模具的设计制造中发挥着越来越重要的作用,CAD/CAM技术已成为现代塑料模具制造不可或缺的技术。手机行业的竞争和发展,带动了很多技术的发展和革新。以Pro/E和Mastercam软件为平台,对手机凸模进行三维建模,然后根据产品形状进行数控加工仿真,并设计加工工艺,缩短手机设计与制造周期,提高手机设计质量,降低企业生产成本。

1 手机凸模建模

MasterCAM是美国CNC Software Ine公司开发的一款功能强大的CAD/CAM软件,CAD造型和CAM数控编程集成于一个系统环境中,可完成零件的几何造型、刀具路径生成、加工模拟仿真、数控加工程序生成与数据传输。设计模块集2D和3D的线框、曲面和实体造型于一体,具有全特征化造型功能以及强大的图形编辑、转化和处理功能。现采用Pro/E软件作为3D建模设计平台,对零件图(如图1)所示的手机凸模型进行3D设计,在生成3D实体后,导入到MasterCAM软件中,由MasterCAM软件自动生成刀具运行轨迹的NC数据并传送给加工中心,由加工中心来完成零件的实际加工。

图1 手机凸模型

2 手机凸模的零件分析

零件图样分析主要是分析零件的形状、尺寸、技术要求、定位基准及毛坯等。

2.1 零件结构分析

手机凸外壳结构简单,但在加工中间间隙时难度较大。

2.2 零件工艺分析

零件工艺包括毛坯性能、定位基准、装夹方式及加工切削用量、刀具的选用。

a) 零件特点

零件的材料为Q235A,尺寸为160mm×160mm×60mm,该零件主要是由圆弧面和槽组成.该零件形状结构并不是太复杂,多处转接圆角,使用的刀具比较多,由于材料是Q235A,切削性能比较好,选用高速钢刀具来加工。由于加工的是一个凸模,要特别注意切削深度和主轴的转速。

b) 选择安装基准、确定装夹方式

该零件是已磨了6个面的长方体,其任意一面可以作为基准平面。在装夹时,正确选择定位基准对保证表面间的位置要求(位置尺寸和位置精度)和安排加工顺序都有很大的影响。一个零件加工的基准包括设计基准、定位基准和装配基准。一般都是采用设计基准作为定位基准的基准重合原则,这样可以避免基准之间的误差。选择装夹时,在数控加工中心中夹具的主要任务就是保证零件的加工精度,夹具要有足够的刚性和强度。确定加工顺序及走刀路线。一般都是采用先面后孔,基准先行,先粗后精的原则。

c) 选择数控刀具

加工中心最高主轴转速是4000r/min,刀具要具有较高的刚度和良好的断屑性能,刀头材料热脆性要好。鉴于这个零件结构,要用到平铣刀和球刀两大类,有d16的平刀、d12的平刀、d6的平刀、d3的平刀、d2的平刀、R2.5的球刀。

d) 制定工艺路线

1)对于手机壳模的加工,只用到曲面铣槽粗加工、曲面等高粗加工、曲面平行粗加工、粗加工曲面平行铣、精加工曲面平行铣、平面铣槽、外形铣等加工方法。

2)加工阶段的划分 一般情况下,在加工中心的零件已在其他机床经过粗加工,加工中心只是完成最后的精加工,根本就不需要划分加工阶段,但由于零件对加工精度要求不高,加工余量又不是很大,又属于单件生产,可以充分地利用加工中心优势,把粗精加工合并进行。

3)加工顺序的安排 理想的加工工艺不仅要保证加工精度还要充分地发挥机床的功能,加工顺序一般都遵循先粗加工﹑再半精加工﹑然后精加工,尽量减少装夹数次,减少刀具空运行时间,把安全高度﹑下刀位置设低一点。

3 零件加工编程及参数设置

MasterCAM是一套具有优秀的数控编程功能,有效地解决了几何造型、零件几何形状的显示,交互设计、修改及刀具轨迹生成,走刀过程的仿真显示、验证等问题的软件。采用MasterCAM对由Pro/E所生成的手机外壳凸模后,生成IGS文档进行NC加工。参照前面手机外壳凸模的零件分析,考虑到精度问题,采用粗精加工相结合达到的加工效果如图2所示。

相关热点