敬学找术写点用
应用研究
基于Mastercam的模具型腔的工艺分析与编程
葬秋生
(沈阳理工大学应用技术学院辽宁抚顺113122)
摘要：本文以一典型模具型腔加工为例，对其进行了工艺分析并运用Mastercam自动编程软件进行了自动编程，最终生成数控加工程序，希望能为模具的数控加工提供借鉴。
关键词：模具型腔工艺分新Mastercam自动编程
中图分类号：TG659 1、前言
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)01-0075-0)
据粗加工、半精加工和精加工的需要分别放置在不同的图层里，隐
数控机床是综合应用电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等技术于一体的高科技产品。随着自动编程技术的快速发展与普及，大量企业运用CAD/CAM软件对产品进行设计和制造，这样不仅提高了产品的设计与制造的可靠性面且极大的提高了生产效率，为企业节约了成本同时带来了丰厚的利润空间。 Mastercam软件拥有强大的曲面造型功能和自动编程功能，能实现产品的设计和加工仿真的一体化，在中小型企业申被广泛应用。
图1为一铸铝模具的三维模型。 2、工艺分析
(1)编程原点的确定：由于该产品为模具型腔，存在上下模配合的问题，并且考虑到操作者对刀方便，确定产品右端面与上表面的交线的中点为编程原点。
(2)刀具选择：1)根据模具材料为铸铁选择硬质合金刀具。2)考虑加工效率的影响，所以在满足工件加工需求的前提下，选择尽可能大的刀具，经分析确定刀具如下；中160.8硬质立铁刀、中16硬质合金球头铣刀、Φ16硬质合金铣刀和Φ12硬质合金球头镜刀，
(3夹具的选择：由于模具外形比较规则，选择通用夹具乎口错作为定位和加紧装置
(4)加工方案：对产品的加工采用粗加工、半精加工和精加工的整体思路。1)粗加工：由于该模具型腔比较典型，所以选用曲面挖槽粗加工(Pocket)，对整体型腔进行粗加工，迅速去除大量的余料，并且余留 0.3mm的加工余量。2)半精加工：运用等高外形精加工(contour)对陡哨并且有大量残料的部位进行半精加工（留0.3mm加工余量），使型腔的加工面留有均匀的精加工余量，以保证精加工后获得较高的尺寸精度和表面质量。3精加工，需要结合软件功能和产品加工的实际情况选择不同的加工方式；对坡度不大，曲面过渡比较平缓的曲面运用平行铣削(parallel)，对陡销的部分运用等高外形精加工(contour)，对曲面
中闻夹着的较平坦的曲面运用浅平面(Shallow)，保证要求精度。 3、数控编程
(1)确定工件原点：运用Xform下的Translate功能对工件整体进行平移使工件的右侧面与上表面的交线的中点与编程原点重合。
(2)设定毛坏：按照以下流程设定毛坏：Toolpaths→Jobsetup →Bounding box。
(3)准备加工曲面和边界：由于模具型腔的加工在很大程度上运用曲面和线框编程，所以先通过MainMenu→Create→Surface →Nextmenu-→Formsolid产生自动编程所需求面，在曲面边缘
位置为了防止过切对部分曲面进行延伸，具体做法如下：MainMenu→Modify +Extend→Surface然后选择所要延伸曲面并且输人延伸长度10mm完成对曲面的延伸。为了限定刀具的运动范围需要产生加工边界，其体做法如下：Main menu→Create→CurveOne edge然后
图1
选择所需产生的边界并对边界进行修整，随后把准备好的加工曲面和加工边界根
截起来。
(4）粗加工程序的编制：1通过Mainmenu→Analyze+Dynamic 分析加工部位的最大深度以及最小圆角，确定刀具的直径、长度以及加工最低点位置等。2释放粗加工刀具加工范围的控制边界，然后按照 Main Menu→Toolpaths→Surface→Rough→Pocket→选择加工曲面 →设置曲面挖槽粗加工参数一选择加工边界一执行，即可产生我们所需要的粗加工刀具路径。其中主要加工参数如下表：
刀具
进给速度
主轴转速
中16r0.8合金刀16001600
切削深度 0.5
刀间距 10
加工余量 0.3
(5)半精加工程序的编制。隐藏粗加工的加工控制边界，由于粗加工采用的是圆鼻刀所以在比较狭窄的部位会留下较大的残余料，释放半精加工的控制边界并选用直径16mm的球头刀运用等高精加工进行除料加工，并留取0.3mm的精加工余量。具体步骤如下按照Mainmenu→Toolpaths→Surface→Finish→Contour→选择加工曲面一设置等高精加工参数表一→选择加工边界进而产生半精加工的刀具路径。等高精加工主要参数表如下：
刀具
Φ16球头合金刀
进给速度 1600
主轴转速 1600
切前保度 0.5
刀间距 10
加工余量 0.3
(6)精加工程序的编制。释放曲面过渡比较平缓的部分、比较随峭的部分以及曲面中的较平坦的部分的精加工边界，分别运用平行铣削、等高精加工和浅平面对这些部分进行精加工。以下为各种精加工方法的主要加工参数：
加工方法平行铣削等高精加工浅平面加工
刀具
中12球头合金刀中12球头合金刀中16硬质一合金刀
进给速度 2000
2000 1000
主转速 2000
2000 1600
切削方向 45
刀闻距 0.2
10
加工余量
0 0 0
切削深度
0.2
(7)实体验证及NC程序的生成。通过以下过程Mainmenu一 Toolpaths→Operations→选择所有刀具路径→Verify完成对生产轨迹的动态仿真。在经过实体验证刀其路径正确之后按照Main menu→Toolpaths→Operations→选择所有刀具路径→post→+选择 MPFAN.PST生成适合数控机床的NC程序，并对程序的格式进行
适当的修改即可以用于实际加工。 4、结语
自动编程对一些复杂产品零件有无法比拟的优势，能极大的提高生产效率和加工质量，在机械加工行业有着非常广泛的应用前景，本文通过对模具型腔的加工进行工艺分析和编程希望能对有志
于研究自动编程方向的同仁能有所帮助，参考文献
[1]晏初宏.数控加工工艺与编程[M].北京：化学工业出版社,2004.[2]王卫兵.MasterCAM数控编程实用教程[M].北京：清华大学出版社,2004,
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