随着机电一体化技术的迅速发展 ,数控机床的应用已日趋普及 ,机械制造业正在越来越多地采用数控技术来改善其生产加工方式 ,来提高生产率. 数控铣削是机械加工中的和最主要的数控加工方法之一.

数控机床程序编制的方法分为手工编程和自动软件编程. 手工编程方法简单 ,适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件;而自动编程能够实现复杂曲线和曲面的加工 ,且编程效率高 ,加工精度高. 本的文通过数控实验室加工实际例子来说明自动编程的性.

1 　 手工编程的特点与局限性

手工编程至今仍广泛应用于简单的点位加工及直线与圆弧组成的轮廓加工中 ,因为这些加工零件的坐标计算比较简单 ,加工程序不长 ,出错几率小 ,采用手工编程经济又及时. 如图 1 这个由直线和圆弧组成的轮廓 ,用手工编程就很方便.

图 1 中零件轮廓的加工程序是:

O 0004

N10 S400 M03 G90 G00 X0 Y0 Z0 ;

N30 G01 Y 210 F50 ;

N40 G02 X10 Y0 R10 ;

N50 G01 X70 Y0 ;

N60 G02 X80 Y10 R10 ;

N70 G01 X80 Y30 ;

N80 G02 X70 Y40 R10 ;

N90 G01 X10 Y40 ;

N100 G02 X0 Y30 R10 ;

N110 G01 Y10 R10 ;

N120 G00 Z40 ;

N130 M05 ;

N140 M30 ;

但手工编程亦有其加工局限. 诸如非圆曲线与曲面等零件的加工 ,手工编程已无法胜任.

2自动编程可以弥补手工编程的不足

要加工非圆弧的复杂曲线 ,手工编程就无法完成 ,必须采用自动编程 ,即利用通用的微型计算机及专用的自动编程软件 ,以人机对话方式确定加工对象和加工条件 ,自动进行运算和生成指令目前中小企业普遍采用这种方法 ,因其编制较复杂的零件加工程序效率高 ,可靠性好. 目前大多数自动编程采用的 CAD/ CAM 集成系统数控编程 ,是以待加工零件的 CAD 模型为基础的集加工工艺规划及数控编程为一体的自动编程方法.

　　 编程的基本步骤归纳起来分为五步:零件图样及加工工艺分析、 几何造型、 刀位轨迹的计算及生成、 后置处理、 程序输出.

下面以图 2 所示的图样进行自动编程说明.根据图 2 ,首先利用 AutoCAD 制图 ,并分析制定加工工艺;然后使用MasterCAM[2 ]软件直接导入dwg格式的图 ,导入轮廓图后在 MasterCAM 中进行各种参数的设置 ,如机床类型、 毛胚、 刀具、 起刀点、 工件原点等 ,参数设置好后可以自动生成加工的刀位轨迹 ,如果无误 ,就把 MasterCAM 文件以 MCX格式保存在计算机上 ,以备下次使用.

图 3 是设置外形铣削参数的截图.

　　图 4 是刀位轨迹的截图. 生成刀位轨迹之后 ,进行后置处理 ,设置好相应的参数 ,通过加工轨迹就可以生成相应 NC代码[ 3 —4 ],NC代码是文本格式文件 ,可保存在计算机上. NC代码就是加工程序,通常 NC 代码开头和结尾要进行手工修改才可以在铣床上加工. 本图生成的 NC代码有1 千多条 ,以下是部分 NC代码.

%

O0055

N102 M03

N104 G92 X0 Y0 Z20

N106 G0 G90 X6. 098 Y 212. 919 G43 H01

N108 Z30.

N110 Z10.

N112 G1 Z21. 5 F45

N114 X12. 263 Y26. 603

N116 G2 X21. 4 Y33. 275 R8.

N118 G1 X23. 075 Y33. 013

N120 X24. 124 Y32. 804

****

N2260 G1 X21. 4 Y33. 275

N2262 G2 X27. 231 Y29. 355 R8.

N2264 G1 Z6.

N2266 G0 Z120.

N2268 M5

N2274 M30

%

MasterCAM 软件可以通过仿真加工验证程序是否正确 ,如图 5 是仿真加工的截图. 一切准备就绪后就可以把程序输入到数控铣床上加工 ,一般采用在线加工的方法: 通过数据传输软件一边传输程序一边完成非圆弧复杂平面曲线的加工;如果还需要修改程序 ,可以打开保存的 MCX文件重新设置相应的参数 ,重新生成加工轨迹和NC代码.

自动编程解决了在数控铣床上加工复杂曲线轮廓的问题 ,不仅可以加工曲线 ,还有可以加工复杂曲面的重要功能. 本文通过复杂曲线的加工实例 ,说明了自动编程有着手工编程的性. 随着机电一体化技术的迅猛发展 ,曲线和曲面加工将以极大的比例增加 , MasterCAM 自动编程加工复杂曲线和曲面的方法能够得到更为广泛的应用.

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