Mastercam X2 数控加工自动编程的一般流程

第3章MastercamX2数控加工基础本章主要介绍MastercamX2数控加工的基本功能、数控加工的一般流程、数控加工工艺参数的设置及数控加工操作管理。了解MastercamX2数控加工的基本原理和思路熟悉MastercamX2数控加工的一般流程掌握工件、材料和刀具参数的设置方法为分类加工的学习打好基础。134MastercamX2数控编程技术教程3.1MastercamX2数控加工自动编程的一般流程MastercamX2系统加工的一般流程为：用CAD模块设计产品的3D模型；用CAM模块产生NCI文件；通过POST后处理生成数控加工设备的可执行代码，即NC文件。数控编程的基本过程及内容如图3-1所示。刀轨计算参数设置刀具设置切削方式设置CAD造型加工工艺及规划加工对象设置加工工艺参数设置仿真效验后处理图3-13.2选择加工设备及设定安全区域3.2.1选择加工设备MastercamX2包括铣削系统、车削系统、线切割系统、雕铣系统、设计模块等五类机床设备，各模块都包含有完整的设计(CAD)系统，其中铣削系统和车削系统的应用最广泛。铣床模块可以实现外形铣削、型腔加工、钻孔加工、平面加工、曲面加工和多轴加工等加135第3章MastercamX2数控加工基础工方式；车床模块可实现粗车、精车、切槽和车螺纹等加工方式。1.选择机床类型选择【机床类型】下的子菜单，即可进入对应的加工系统。下面介绍铣床和车床两类常用的加工设备。1)铣床铣削系统是MastercamX2数控加工的主要组成部分，选择【机床类型】|【铣削系统】，其子菜单如图3-2所示。图3-2铣削设备可以分为两大类，卧式铣床(主轴平行于机床台面)和立式铣床(主轴垂直于机床台面)。常用设备有以下类型。●MILL3-AXISHMC：3轴卧式铣床。●MILL3-AXISVMC：3轴立式铣床。●MILL4-AXISHMC：4轴卧式铣床。●MILL4-AXISVMC：4轴立式铣床。●MILL5-AXISTABLE-HEADVERTICAL：5轴立式铣床。●MILL5-AXISTABLE-HEADHORIZONTAL：5轴卧式铣床。●MILLDEFAULT：系统默认铣床2)车床选择【机床类型】|【车削系统】命令，系统弹出级联子菜单。车床主要有以下类型。●LATHE2-AXIS:两轴车床。136MastercamX2数控编程技术教程●LATHEC-AXISMILL-TURNBASIC：带旋转台的C轴车床。●LATHEMULTI-AXISMILL-TURNADVANCED2-2：带2-2旋转台的多轴车床。●LATHEMULTI-AXISMILL-TURNADVANCED2-4-B：带2-4-B旋转台的多轴车床。●LATHEMULTI-AXISMILL-TURNADVANCED2-4：带2-4旋转台的多轴车床。2.机床定义管理选择【设置】|【机床定义管理器】命令，系统弹出如图3-3所示的【CNC机床类型】对话框。图3-3●：定义铣床组件。●：定义车床组件。●：定义线切割机床组件。●：设置为雕刻机床组件。●：设置为自定义机床组件库。选择一种机床类型后，系统弹出如图3-4所示的【机床定义管理】对话框。用户可以根据需要为机床增加某种配置或功能。单击按钮完成配置。选项设置如下。●UnusedComponentGroups：未使用的组件组，显示当前机床未使用的组件，用户可以直接双击需要添加的机床组件。●ComponentFile：组件文件，显示当前组件文件的路径，并列出其包含的组件。●说明：用来简单描述当前的机床信息。●定义控制器：用以指定机床控制器。●Postprocessor：后处理器，用于指定系统的后处理器。●MachineConfiguration：机器配置，设定相应的机床类型、机床组件后，其下的列表框中将显示相应的条目。137第3章MastercamX2数控加工基础图3-43.安全区域打开【加工群组属性】对话框中的【安全区域】选项卡，可以设置安全区域的形状为立方体、球体或者圆柱，并且进行相关参数设置，如图3-5所示。●无：不设置安全区域。●显示安全区域：显示安全区域，系统将在工件周围显示出安全区域。●安全区域视角：将安全区域以适合整个屏幕的方式显示。(a)(b)138MastercamX2数控编程技术教程(c)图3-53.3设置刀具MastercamX2在生成刀具路径前，首先要选择加工使用的刀具。按照零件的加工工艺，加工通常分为多个加工步骤，需要使用多把刀具，刀具的选取对加工的效率和质量影响很大。3.3.1刀具管理器选择【刀具路径】|【刀具管理】命令，系统弹出如图3-6所示的【刀具管理】对话框。下面分别介绍主要选项。139第3章MastercamX2数控加工基础图3-61.刀具列表区刀具列表区主要由上方的用户选定的刀具和下方的刀具库列表组成。列表框显示了刀具的主要参数，包括号码、刀具型式、直径补正、刀具名称、刀角半径、刀具半径半径形式等。●号码：设置刀具编号。●刀具型式：设置刀具的类型，如平底铣刀、球头铣刀等。●直径补正：设置刀具的直径。●刀具名称：设置刀具的名称。●刀具半径形式：通过该参数的设置可以区分刀角的基本类型，系统提供了【无】、【半刀角】、【全刀角】三种格式。2.过滤器当刀具列表中的刀具数量较多时，可以单击按钮，弹出如图3-7所示的【刀具过滤设置】对话框。140MastercamX2数控编程技术教程图3-7系统可从刀具种类、刀具直径、刀具半径形式、刀具材质等方面来设置过滤条件，设置好后，刀具管理器只显示满足过滤条件的刀具。3.3.2定义刀具MastercamX2系统提供了自定义新刀具和从刀具库中选取刀具两种方式来定义刀具。1.自定义新刀具在刀具栏空白区单击鼠标右键，系统弹出如图3-8所示的快捷菜单；选择【新建刀具】命令，弹出如图3-9所示的【定义刀具】对话框中的【道具型式】选项卡。图3-8图3-9系统提供的刀具有平底刀、球刀、圆鼻刀、面铣刀、圆角成型刀、倒角刀、T槽刀、锥度刀、鸠尾铣刀、糖球形铣刀、钻头、绞刀、搪杆、右牙刀、左牙刀、中心钻、点钻、沉头孔钻、鱼眼孔钻等二十余种类型。选取刀具类型后，系统自动跳转到如图3-10所示的141第3章MastercamX2数控加工基础用于设置刀具参数的对话框，其各参数的含义如下。图3-10●直径补正：刀具切口的直径。●肩部(切刃长度)：刀具有效切刃的长度。●刀刃：刀刃的长度。●刀长：刀具从刀刃到夹头底端的长度。●刀柄直径：刀柄的直径。●夹头：需要设置两个参数，夹头直径和夹头长度。●刀具号：系统按照自动创建的顺序给出刀具编号，也可以自行设置编号。●可用于：用来设置刀具的应用场合，可选择【粗加工】、【精加工】或【两者】。设置刀具参数后，单击按钮可以将自定义的刀具保存到刀具库中。然后单击按钮确定。在【刀具型式】选项卡中，选中所需的刀具类型后，单击【参数】选项卡，系统弹出用于该类型刀具进行参数设置的对话框如图3-11所示。用户可以设置刀具进给率、刀具材料和冷却方式等参数，其含义如下。●XY粗铣步进：在粗加工时，在垂直于刀轴的方向上(XY方向)每次的进给量。该参数以刀具直径的百分率表示。●Z粗铣步进：在粗加工时，在刀轴的方向上(Z方向)每次的进给量。●XY精铣步进：在精加工时，在垂直于刀轴的方向上(XY方向)每次的进给量。142MastercamX2数控编程技术教程图3-11●Z精铣步进：在精加工时，在刀轴的方向上(Z方向)每次的进给量。●中心直径：通常用于攻丝、镗孔时，设置刀具所需的中心孔直径。●直径补正号码/刀长补正号码：当用CNC控制器设置刀补参数时，该值赋予刀补号，相当于一个寄存器。●进给率：用于控制刀具进给的速度。●下刀速率：用于控制刀具趋近工件的速度。●退刀速率：用于控制刀具提刀返回的速度。●刀刃数：使用该参数来计算进给率。●主轴旋转方向：有顺时针方向、逆时针方向。●加工时的冷却方式(Coolant)：单击该按钮，可以在打开的对话框中选择不使用冷却液、液体冷却、薄雾喷射冷却、经过刀具内部冷却等方式。●材料表面速率：刀具切削线速度的百分比。●每刃切削量：刀具进刀量的百分比。●制造商的刀具代码：刀具文件名参数。●刀具图档名称：在文本框中输入刀具名称。也可以单击【选择】按钮进行选择。●夹头：设置机床上夹紧刀具的附件。●材质：设置刀具的材料，材料的选择与主轴转速、紧急率和插入速率的计算有关，不同材料的这些参数值可能不同。143第3章MastercamX2数控加工基础2.从刀具库选择刀具1)选取刀具从刀具库中选取刀具是设置刀具的最基本形式，操作相对简单。在刀具栏的空白区域单击鼠标右键，在弹出的菜单中选取【刀具管理器】命令，在系统弹出的【刀具管理】对话框中选中刀具，双击即可。2)修改刀具库刀具在已有的刀具上单击右键，选择【编辑现有刀具】命令，或者在选定的刀具上双击，系统弹出如图3-12所示的【定义刀具】对话框。用户可以对刀具类型、刀具尺寸和加工参数进行编辑修改。单击按钮，将该刀具保存到库中。各参数设置已在自定义刀具中进行了详细的讲解，此处不再赘述。图3-123.4工件设置工件设置用来设置当前的工作参数，包括工件形状、尺寸和原点等。从如图3-13所示的【刀具路径管理器】中，双击选择【材料设置】，弹出如图3-14所示的【加工群组属性】对话框，在该对话框中进行工件的设置。144MastercamX2数控编程技术教程图3-13图3-143.4.1设置工件形状、尺寸及原点1.设置工件材料的形状系统提供了三种方式来设定工件材料的形状。●零件形状：可以选择【立方体】或【圆柱体】。当选择【圆柱体】时，可设定【圆柱体的轴向】为【X轴】、【Y轴】或【Z轴】。●选取实体：可通过单击按钮在绘图区选择一部分实体作为毛坯形状。●文件：可以通过单击按钮从一个STL文件输入毛坯形状。2.设置工件的大小工件的尺寸是根据所创建的产品来确定的，系统提供了四种方式。●直接输入：在【X】、【Y】和【Z】文本框中直接输入数值，以确定工件尺寸。●：在绘图区内选择零件对角线上的两个点，系统重新计算毛坯原点及X轴、Y轴的尺寸。●：根据图形边界确定工件尺寸，并自动改变X轴、Y轴和原点的坐标。145第3章MastercamX2数控加工基础●：根据刀具在NCI文档中的移动范围以确定工件尺寸，并自动改变X轴、Y轴和原点的坐标。3.设置工件原点●设置工件原点的目的是便于工件定位。系统提供三种方法来设置工件原点的位置。●系统默认：以系统默认的工件中心为毛坯原点。●直接输入：在工件设置的【X】、【Y】和【Z】文本框内直接输入工作原点的坐标值。●：在绘图区内单击一个点作为工作原点。4.显示工件工件类型、尺寸以及原点设置完后，便可以将工件显示在绘图窗口中。系统提供了三种显示方式。●适合屏幕：工件以适合屏幕的方式显示在图形窗口中。●线架：工件以线框形式显示在图形窗口中。●实体：工件以实体形式显示在图形窗口中。3.4.2设置工件材料工件材料可以直接从系统材料库中选择，也可以自己定义。工件的材料直接影响主轴转速、进给速度等加工参数的设置。下面介绍材料设置和材料管理。1.设置材料1)从材料库中选取●在【机器群组属性】对话框中，选择【刀具设置】选项卡，如图3-15所示。146MastercamX2数控编程技术教程图3-15单击按钮，出现如图3-16所示的【材料表】对话框，显示现有的材料列表，可从列表中选择需要使用的材料。在【来源】下拉列表中选择其他材料库，可以获得更多的材料。如图3-17所示。图3-16图3-172)自定义材料如果当前材料库中的材料不能满足设计加工的要求，在如图3-15所示的【刀具设置】选项卡中，单击按钮，出现如图3-18所示的【材料定义】对话框。用户可以根据零件需要，设置材料参数。各参数的含义如下。147第3章MastercamX2数控加工基础图3-18●材料名称：输入自定义的材料名称。●材料表面速率：设置材料的基本切削线速度。●材料每转速率：设置材料每转或每齿的基本进刀量。●输入进给率单位：设置进给量