隨著機電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展 ,數(shù)控機床的應(yīng)用已日趨普及 ,機械制造業(yè)正在越來越多地采用數(shù)控技術(shù)來改善其生產(chǎn)加工方式 ,來提高生產(chǎn)率. 數(shù)控銑削是機械加工中最常用的和最主要的數(shù)控加工方法之一.
數(shù)控機床程序編制的方法分為手工編程和自動軟件編程. 手工編程方法簡單 ,適用于點位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件;而自動編程能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜曲線和曲面的加工 ,且編程效率高 ,加工精度高. 本的文通過數(shù)控實驗室加工實際例子來說明自動編程的優(yōu)越性.
1 手工編程的特點與局限性
手工編程至今仍廣泛應(yīng)用于簡單的點位加工及直線與圓弧組成的輪廓加工中 ,因為這些加工零件的坐標計算比較簡單 ,加工程序不長 ,出錯幾率小 ,采用手工編程經(jīng)濟又及時. 如圖 1 這個由直線和圓弧組成的輪廓 ,用手工編程就很方便.
圖 1 中零件輪廓的加工程序是:
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 ;
但手工編程亦有其加工局限. 諸如非圓曲線與曲面等零件的加工 ,手工編程已無法勝任.
2自動編程可以彌補手工編程的不足
要加工非圓弧的復(fù)雜曲線 ,手工編程就無法完成 ,必須采用自動編程 ,即利用通用的微型計算機及專用的自動編程軟件 ,以人機對話方式確定加工對象和加工條件 ,自動進行運算和生成指令目前中小企業(yè)普遍采用這種方法 ,因其編制較復(fù)雜的零件加工程序效率高 ,可靠性好. 目前大多數(shù)自動編程采用的 CAD/ CAM 集成系統(tǒng)數(shù)控編程 ,是以待加工零件的 CAD 模型為基礎(chǔ)的集加工工藝規(guī)劃及數(shù)控編程為一體的自動編程方法.
編程的基本步驟歸納起來分為五步:零件圖樣及加工工藝分析、 幾何造型、 刀位軌跡的計算及生成、 后置處理、 程序輸出.
下面以圖 2 所示的圖樣進行自動編程說明.根據(jù)圖 2 ,首先利用 AutoCAD 制圖 ,并分析制定加工工藝;然后使用MasterCAM[2 ]軟件直接導(dǎo)入dwg格式的圖 ,導(dǎo)入輪廓圖后在 MasterCAM 中進行各種參數(shù)的設(shè)置 ,如機床類型、 毛胚、 刀具、 起刀點、 工件原點等 ,參數(shù)設(shè)置好后可以自動生成加工的刀位軌跡 ,如果無誤 ,就把 MasterCAM 文件以 MCX格式保存在計算機上 ,以備下次使用.
圖 3 是設(shè)置外形銑削參數(shù)的截圖.
圖 4 是刀位軌跡的截圖. 生成刀位軌跡之后 ,進行后置處理 ,設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù) ,通過加工軌跡就可以生成相應(yīng) NC代碼[ 3 —4 ],NC代碼是文本格式文件 ,可保存在計算機上. NC代碼就是加工程序,通常 NC 代碼開頭和結(jié)尾要進行手工修改才可以在銑床上加工. 本圖生成的 NC代碼有1 千多條 ,以下是部分 NC代碼.
%
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 軟件可以通過仿真加工驗證程序是否正確 ,如圖 5 是仿真加工的截圖. 一切準備就緒后就可以把程序輸入到數(shù)控銑床上加工 ,一般采用在線加工的方法: 通過數(shù)據(jù)傳輸軟件一邊傳輸程序一邊完成非圓弧復(fù)雜平面曲線的加工;如果還需要修改程序 ,可以打開保存的 MCX文件重新設(shè)置相應(yīng)的參數(shù) ,重新生成加工軌跡和NC代碼.
自動編程解決了在數(shù)控銑床上加工復(fù)雜曲線輪廓的問題 ,不僅可以加工曲線 ,還有可以加工復(fù)雜曲面的重要功能. 本文通過復(fù)雜曲線的加工實例 ,說明了自動編程有著手工編程無法比擬的優(yōu)越性. 隨著機電一體化技術(shù)的迅猛發(fā)展 ,曲線和曲面加工將以極大的比例增加 , MasterCAM 自動編程加工復(fù)雜曲線和曲面的方法能夠得到更為廣泛的應(yīng)用.
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