MasterCAM四轴教育材料.doc

-+ MasterCAM四轴教程 　　MasterCAM是一套CAD/CAM软件，该软件具有强大的计算机辅助设计和计算机辅助制造功能，集工件的二维几何图形设计、三维曲面设计、刀具路径模拟和加工实体模拟等功能于一身，在多轴加工中，表现也尤为出色，并提供友好的人机交互。 在4轴钻孔类零件中，常有一些成一定规律的孔系排列零件，如图1为喷水用螺旋套筒出水零件，该零件要求在φ52.73mm、长度为60mm的范围内钻150个φ5mm的孔，孔螺旋分布，螺距为10mm，螺纹圈数为6。 Ma 　　此零件如果采用手工编程，费时费力，如采用一般CAM软件编程，则需要有实体图，下面本文将介绍MasterCAM软件非常优秀的一个加工功能：旋转轴的“轴的取代”加工方法，采用“曲线”和“点”加工零件。 　　笔者的加工思路为：将零件螺旋线展开，因为150个φ5mm出水孔是在螺旋线上均布排列，因此可将展开后的螺旋线绘制为150个等分点(用MasterCAM等分画点功能很容易实现)，然后将4轴钻孔加工转换为二维钻孔加工，再通过旋转轴的“轴的取代”功能将二维钻孔转换为4轴钻孔刀路轨迹。 　　一、准备加工模型 绘制螺旋曲线展开线：如图2所示，动点A旋转1周沿轴向移动的距离AC称为导程(T)。将圆柱表面展开，螺旋线随之展成为一倾斜直线，该倾斜直线为直角三角形的斜边，底边为圆柱底圆的周长πd，另一直角边为导程T。图2为圆柱螺旋线的两面投影图。 　　具体到本例中，螺纹圈数6，则螺旋线缠绕6周的长度为L=π×d×n=3.14159×52.73mm×6=993.937mm。宽度为：H=T×n=10mm×6=60mm。其中，d为圆柱外径，n为螺旋圈数，T为螺旋的螺距。由L(长度)、H(宽度)可得到一矩形，根据零件加工时的装夹方向，该矩形的长和宽正好相反，即：矩形长度为60mm，高度为993.937mm。 　　矩形及点的绘制方法如下。 　　(1)绘制矩形。在MasterCAM软件中依次操作：回主功能列表→绘图→矩形→两点绘矩形→输入点p(-5，0)、p2 　　(-65，993.937)。其中，由于将第一个孔的位置定位在距离套筒右端面5mm处，所以其X点坐标向左偏移5mm，如图3a所示。 　　 　　(2)绘制对角线。在MasterCAM软件中依次操作：回主功能列表→绘图→直线→两点线→分别选择矩形的左上角与右下角，绘制对角线(此对角线就是螺旋线的展开线)， 如图3b所示。 (3)绘制150个等分点。在MasterCAM软件中依次操作：回主功能列表→绘图→点→等分绘点→选择对角线→此时窗口左下角提示，需要输入要绘制的点数，在此输入“150”，单击鼠标右键，结束操作，如图3c所示。 　　二、创建刀位轨迹 　　1.150个点的自动选择 在MasterCAM软件中依次操作：单击“回主功能列表”主菜单，然后依次选择“刀具路径→钻孔→自动”，则系统提示“选择第一点”。此时，选择曲线右下方第一个点，如图4a所示。此时系统再次提示“选择第二点”，则选择曲线右下方第二个点，如图4b所示。系统再次提示“选择最后一点”，则选择曲线左上方第一个点，如图4c所示。 　　2.选择刀具并设置其切削参数 　　在“刀具参数”对话框中，选择如图5所示的φ5mm钻头，勾选“旋转轴”复选框。 　　3.设置旋转轴参数 　　点击“旋转轴”按钮，进入“旋转轴的设定”窗口，在旋转轴型式中，分别有以下几种。 　　(1)“旋转轴定位”加工：转轴定位加工是MasterCAM软件4轴加工基本用法，常用于旋转角度固定，等此角度XYZ动作加工完才再旋转角度做加工的情况。 　　(2)“3轴”加工：旋转轴之“3轴”加工是MasterCAM软件4轴加工常用用法之一，用于加工面为不规则面，Z轴深度需随形状能随时移动的情况。 (3)“轴的取代”加工：旋转轴的“轴的取代”加工用于加工在同样直径圆上，以旋转轴代替其中一个加工轴进行加工的情况。旋转轴的“轴的取代”加工为MasterCAM软件四轴加工应用最为广泛的一种加工方式，本例旋转轴型式应采用“轴的取代”加工。 　　“轴的取代”加工的基本方法如下。 　　(1)步骤一：选择“轴的取代”4轴加工方式。 　　(2)步骤二：设置要取代的轴。因为该零件要在带数控转台(A轴)的立式加工中心上加工，因此需取代Y轴，即Y始终在圆柱体的最高母线上。在工件坐标系里，Y轴坐标始终为0。 　　(3)步骤三：设置旋转方向。选择逆时针(顺逆时针选项决定A轴旋转的方向)。 　　(4)步骤四：设置旋转轴直径。要在φ52.73mm上钻孔，因此此处直径的数值为“52.73”。 设置完成后如图6所示。 　　4.刀位轨迹生成 　　完成上述步骤后，单击“确定”按钮，即可生成如图7所示刀位轨迹。 　 　　三、加工仿真 在Mas