MasterCAM數(shù)控銑加工仿真真實(shí)性研究

曹永雄

（廣東省佛山市三水區(qū)理工（技工）學(xué)校，廣東 佛山　528137）

MasterCAM數(shù)控銑加工仿真真實(shí)性研究

曹永雄

（廣東省佛山市三水區(qū)理工（技工）學(xué)校，廣東 佛山528137）

由于MasterCAM具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因此，其在數(shù)控加工中得到了廣泛的應(yīng)用，但其在數(shù)控銑加工的仿真真實(shí)性方面一直受到人們的詬病。這主要是受到使用者的經(jīng)驗(yàn)不足所造成的。文章以旋轉(zhuǎn)體零件為例說(shuō)明如何利用MasterCAM來(lái)開(kāi)展仿真度較高的數(shù)控銑加工仿真，通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)哪Ｐ停_的工藝順序以及合適的參數(shù)來(lái)進(jìn)行仿真。借此來(lái)提高數(shù)控銑加工仿真程度，以達(dá)到加工仿真得到的效果與實(shí)際的加工工藝得到的效果保持一致。

數(shù)控銑加工；MasterCAM；仿真真實(shí)性；旋轉(zhuǎn)體

MasterCAM具有簡(jiǎn)單、易懂、易操作等特點(diǎn)，因此，在制造業(yè)中在生產(chǎn)性企業(yè)、學(xué)校教學(xué)中廣泛使用。MasterCAM軟件集二維繪圖、曲面設(shè)計(jì)、三維實(shí)體造型、真實(shí)感摸擬、刀具路徑摸擬、數(shù)控編程及體素拼合等多種功能于一身，其強(qiáng)大的使用功能，使得其在制造行業(yè)中廣泛應(yīng)用。此外，MasterCAM在加工方式上的多種選擇性也是受到使用者青睞的重要原因。MasterCAM軟件在圖形驅(qū)動(dòng)與仿真加工方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，較一般的模擬數(shù)控編程表現(xiàn)更為出色，仿真加工更便捷、更省時(shí)，浪費(fèi)更少，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此，MasterCAM在數(shù)控銑加工仿真中有著非常重要的意義。

1　關(guān)于MasterCAM

MasterCAM是一款三維的CAMCAD軟件，在制造業(yè)中用途非常廣泛，在數(shù)控銑加工前期，繪制二維圖形的模型過(guò)程中使用MasterCAM是非常的輕松，在三維圖形模型的繪制、處理以及最后的數(shù)控處理上都有它的優(yōu)勢(shì)，最重要的是MasterCAM能在模擬加工的時(shí)候進(jìn)行仿真。企業(yè)在制造過(guò)程中通過(guò)對(duì)MasterCAM的運(yùn)用，可以在減少成本消耗的同時(shí)保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，也提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)是非常有益的。

MasterCAM是一款在數(shù)控加工領(lǐng)域中常用的軟件，其易操作、簡(jiǎn)單、易懂，在學(xué)校教學(xué)研究中、工程以及汽車(chē)的制造中應(yīng)用得非常廣泛。MasterCAM不同于手工編程，它主要有以下優(yōu)點(diǎn)：加工方式的選擇性更多、零件的造型功能更強(qiáng)大、精加工上更靈活、更便捷的軟件之間數(shù)據(jù)交換、導(dǎo)入以及參數(shù)管理功能更快捷。MasterCAM在實(shí)際操作中更具有優(yōu)勢(shì)，例如MasterCAM不僅進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的編制程序（NC程序）外，也可以通過(guò)CAD的功能將系統(tǒng)完成的圖轉(zhuǎn)換成數(shù)控機(jī)床的編制程序（NC程序），還可以將設(shè)計(jì)好的圖紙通過(guò)一些轉(zhuǎn)換文件運(yùn)用到MasterCAM中，最終生成使用者需要的程序。

2　MasterCAM的仿真過(guò)程及常見(jiàn)的問(wèn)題

（1）MasterCAM的仿真過(guò)程。以圖形為驅(qū)動(dòng)的MasterCAM軟件，可以在使用過(guò)程中為使用者提供通用的數(shù)控系統(tǒng)程序處理文件，通過(guò)和其它軟件數(shù)據(jù)的相互交換，更大滿足使用者的需求。MasterCAM也可以提前根據(jù)指定的數(shù)據(jù)、機(jī)床的轉(zhuǎn)速，計(jì)算出模型的加工時(shí)間。MasterCAM軟件在數(shù)控銑加工仿真的過(guò)程還可以顯示刀具的路徑，還可以檢查數(shù)控仿真過(guò)程中的各種碰撞與干涉的問(wèn)題。

（2）MasterCAM仿真過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題。盡管MasterCAM在數(shù)控加工方面具有很多優(yōu)勢(shì)，但卻在仿真功能方面存在一些缺陷。如果加工的圖形是圓柱形毛坯或者方形毛坯，則表現(xiàn)就比較真實(shí)。但如果加工的圖形是成型毛坯，則仿真的結(jié)果就欠缺真實(shí)性。因此，許多人都不會(huì)運(yùn)用其仿真功能。事實(shí)上，國(guó)內(nèi)對(duì)MasterCAM的仿真功能的應(yīng)用通常是由實(shí)際編程加工人員對(duì)軟件是認(rèn)識(shí)不夠，經(jīng)驗(yàn)不足所造成的。在MasterCAM的使用過(guò)程中，使用者總是希望讓這些數(shù)控的編程軟件在仿真上更真實(shí)、有效，在加工過(guò)程中改變編程人員不用有效的MasterCAM仿真，而是用經(jīng)驗(yàn)這種慣性思維去加工，通過(guò)MasterCAM使加工工程中的反應(yīng)數(shù)據(jù)能更準(zhǔn)確。

3　CAM在數(shù)控銑加工仿真功能的實(shí)現(xiàn)

（1）優(yōu)化仿真真實(shí)性的基本思路。隨著工業(yè)制造業(yè)的發(fā)展，MasterCAM的仿真技術(shù)將會(huì)成為制造業(yè)中非常有效且重要的制造輔助方法。在零件實(shí)際的加工過(guò)程中會(huì)受到其自身材質(zhì)、形狀、周?chē)沫h(huán)境以及過(guò)切和欠切，為了減少這些情況的發(fā)生，在加工前應(yīng)當(dāng)將數(shù)控程序檢驗(yàn)與修正。MasterCAM在數(shù)控銑加工的仿真，可以先通過(guò)MasterCAM二維圖形或者三維圖形來(lái)對(duì)零件的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，將程序自動(dòng)生成的數(shù)控銑加工的仿真加工結(jié)合起來(lái)，這樣的話就避免了單一MasterCAM設(shè)計(jì)出來(lái)的零件的仿真不足這一缺陷，數(shù)控銑加工機(jī)床可行性與數(shù)控銑加工程序的正確性就是靠這樣檢測(cè)出來(lái)。

MasterCAM在數(shù)控銑加工實(shí)際應(yīng)用中，首先是選擇模型，圓柱體零件模型和長(zhǎng)方體零件模型是在數(shù)控編程中最常用的模型，運(yùn)用MasterCAM繪圖功能畫(huà)制出圓柱形與方形模型零件，把圖形保存為STL文件，以便在仿真加工中使用。其次，就是將MasterCAM繪制出來(lái)的模型先通過(guò)車(chē)削加工，再來(lái)銑削加工，通過(guò)加工后就成了半成品模型，然后通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能將半成品保存到指定的data文件中。最后就是數(shù)控銑加工仿真，選擇模型形狀，導(dǎo)入開(kāi)始保存的半成品模型，設(shè)置好參數(shù)，點(diǎn)擊OK按鈕，就得到了具有與實(shí)體加工一致的加工仿真模型了。相較于一般的模擬數(shù)控銑加工，MasterCAM數(shù)控銑加工模型選擇更多，有長(zhǎng)方體的、圓柱體的，并且能夠?qū)朐O(shè)計(jì)好的半成品模型，它的選擇面更廣，軟件之間數(shù)據(jù)能夠更快更方便，它的這些強(qiáng)大的功能可以更好地使用在數(shù)控銑加工仿真中，為仿真加工提供了更好選擇。

（2）以旋轉(zhuǎn)體零件的數(shù)控銑加工為例的優(yōu)化仿真過(guò)程。要想實(shí)現(xiàn)MasterCAM仿真效果比較真實(shí)，就需要對(duì)其仿真過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，不能隨意設(shè)置參數(shù)等。在此，以仿真加工旋轉(zhuǎn)體零件為例來(lái)說(shuō)明具體的銑加工過(guò)程。第一步，繪制出要進(jìn)行銑削加工的模型毛坯。第二步，明確加工的工藝。對(duì)于旋轉(zhuǎn)體零件來(lái)講，首先是車(chē)削加工，其次是銑削加工。其先后順序是不能改變的。第三步，利用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能保存文件，文件應(yīng)該放在MasterCAM軟件的COVERTERS/STL/WRITEEILE/MILL/DATA文件夾中，如命名為xuanzhuanti。注意，在保存文件以前，應(yīng)保持零件圖與構(gòu)圖的位置、構(gòu)圖面及其坐標(biāo)系保持一致。第四步，進(jìn)入仿真加工頁(yè)面，設(shè)置好相關(guān)參數(shù)進(jìn)行仿真。仿真配置參數(shù)設(shè)置中可以選擇仿真毛坯形狀的來(lái)源，除了常見(jiàn)的圓柱體和長(zhǎng)方體以外，還可以選擇已經(jīng)成型的毛坯模型。此時(shí)，可以從上述DATA文件夾中選擇已經(jīng)保存好的xuanzhuanti，此時(shí)，點(diǎn)擊OK按鈕，加工仿真出來(lái)的效果就跟實(shí)際加工的效果保持一致，不會(huì)再出來(lái)原有的問(wèn)題。

MasterCAM在數(shù)控銑加工仿真加工的使用過(guò)程中，要想數(shù)控銑加工仿真程度越高、越精確、最終生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品越接近真實(shí)的數(shù)據(jù)，必須要求使用者對(duì)MasterCAM軟件有足夠的了解且能熟悉的運(yùn)用，要求使用者能夠?qū)?chē)削加工、銑削加工進(jìn)行熟練使用，以保證最后的MasterCAM數(shù)控銑加工仿真的真實(shí)性。因此研究MasterCAM數(shù)控銑加工的仿真真實(shí)性，如何在數(shù)控車(chē)床的仿真加工中將所有的設(shè)計(jì)、計(jì)算與結(jié)果相結(jié)合，避免實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)更多的浪費(fèi)，可以達(dá)到預(yù)期的仿真加工成果。如何更好地將數(shù)控銑加工的仿真加工與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，制造出希望的成品，所以研究MasterCAM數(shù)控銑加工的真實(shí)性以達(dá)到MasterCAM的使用者得到較為真實(shí)和理想性的仿真顯得尤為重要。

4　結(jié)語(yǔ)

MasterCAM在數(shù)控銑加工過(guò)程中的仿真加工真實(shí)性的高低由多種因素決定，例如：使用都者的使用技巧、模型的處理、刀具的選擇等等。總的來(lái)說(shuō)，通過(guò)MasterCAM軟件使用的來(lái)進(jìn)行數(shù)控銑加工仿真，必須做好模型的線條處理，做出已經(jīng)成型的模型，通過(guò)MasterCAM軟件數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換功能，變成指定的STL格式，保存至指定的DATA文件里面。在對(duì)模型進(jìn)行加工仿真的時(shí)候，選擇符合模型進(jìn)行加工的坯子，這樣才能最真實(shí)地反映MasterCAM軟件在數(shù)控銑加工上仿真的真實(shí)情況。

［1］鄧小玲.MasterCAM在數(shù)控加工中的應(yīng)用［J］.煤礦機(jī)械，2004，25（11）：85-87

［2］唐立山.MasterCAM數(shù)控銑加工仿真真實(shí)性研究［J］.工藝與檢測(cè)，2007，（9）.

［3］于云峰.MasterCAM在數(shù)控銑削加工中的應(yīng)用研究［J］.模具制造，2011，（8）.

［4］劉鐵鑄，閻伍平.MasterCAMX4數(shù)控加工基礎(chǔ)與典型范例［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2011.

［5］侯春霞.MasterCAM與數(shù)控加工仿真軟件的綜合運(yùn)用［J］.機(jī)床與液壓，2008，（10）.

Research on Authenticity of MasterCAM NC Milling Simulation

Cao Yong-xiong
（Sanshui District Technology School in Foshan City，F(xiàn)oshan，Guangdong 528137，China）

Because the MasterCAM has unique advantages，and has been widely used in the numerical control processing，but its validity in NC milling simulation has been criticized by people，which is mainly caused by the user's experience.The article explains how to use MasterCAM to the implement simulation of NC milling simulation taking revolving parts as an example and implement the simulation by choosing appropriate model，correct process sequence and appropriate parameters.It aims to increase the degree of NC milling simulation in order to achieve the result of machining simulation and the actual processing technology to get the consistent results.

CNC milling processing；MasterCAM；simulation authenticity；revolver

TG547

A

2095-980X（2016）07-0060-02

2016-06-24

曹永雄（1987-），男，廣東湛江人，大學(xué)本科，主要研究方向：數(shù)控銑床仿真加工。