基于MasterCAM的双面加工零件的数控加工技巧

    0 引言

    在机械加工中经常会遇到需要双面加工的零件，特别是采用数控机床生产的零件，如连接件、模型、机体零件等。通常情况下双面加工零件是指正面与反面都需要加工的零件，该类零件的数控加工工艺相对于仅加工单面的零件而言要复杂得多，需考虑正面与反面如何加工、翻面加工时如何翻转、正面与反面的加工余量如何配合清除、正面与反面的加工如何装夹等。这些问题都需要解决，一但出现衔接问题将直接导致加工的零件报废或引发其他问题。

    MasterCAM具有非常强大的CAD/CAM功能，在CAD方面不但提供了丰富的造型设计与编辑修改的功能，而且还提供了操作非常便利的图素管理功能，如图层管理功能、对象属性修改功能等。这些功能的应用，无疑增强了MasterCAM的CAM功能，使其CAM功能的应用变得更加灵活，适应性更强。MasterCAM获得了用户的广泛使用与认可，被广泛应用于机械、电子、医疗和教育等行业。下面以某典型双面加工零件为例，介绍如何使用MasterCAM实现双面加工。

    1 典型双面加工零件的加工分析

    图1所示为数控铣床技师技能考证的实操考题，其外形尺寸为118mmx78mmx28mm。零件正面的凸台呈手表外形，为R850的凸圆弧曲面，中间为圆柱凸台，圆柱有封闭的环型凹槽，环型凹槽内均布了6个通孔，凹槽中间是顶部呈波浪形曲面的圆柱。零件反面为平整面，中间有两个封闭凹槽，槽内由2个呈十字交叉形成的椭圆薄壁，厚度为2mm。薄壁中心有由4mmx4mm的柱子被R4的U型块切除形式的4条圆弧形柱子，其外侧的正下方有2个1mmxlmm的正方形柱子。大椭圆的长轴上均布了2个沉头孔。零件需正反面加工，而且细微处的加工特征非常多，加工余量大。考虑到零件最大外形轮廓为规则的长方形，厚度为18mm,零件正面的手表模型凸台高度为10mm，由于该手表模型凸台外形轮廓不规则显然不能用于装夹，因此应先加工零件反面再加工正面。

    零件加工材料为铝合金，毛坯尺寸为120mmx80mmx30mm,加工机床为三轴数控铣床，要求所有表面粗糙度为Ra3.2滋m。由于零件正反面都需要加工，因此需要分别进行加工，其加工难点在于如何衔接零件正反面的加工工艺。

    2 数控编程加工过程的处理技巧

    2.1 巧用图层功能实现正反面编程加工

    无论是单面加工还是双面加工，甚至是多面加工，为方便对刀与测量，通常情况下每次加工对象所对应的加工坐标系应与系统坐标系相统一，而一个加工坐标系往往只对应加工零件其中的一个面，如果中途加人其他面的加工则会造成混乱，易出现问题。因此，如果加工面不相同，其相对应的加工坐标系亦不相同。MasterCAM只提供了一个系统坐标系，虽然还提供了设置其他加工坐标系的功能。但是对于双面加工，当其中的一个面如正面的加工坐标系与系统坐标系相统一后，如果要在当前零件摆放的状态下设置另一个反面的加工坐标系，则意味着另一个加工坐标系的+Z轴方向与系统默认坐标系的+Z轴方向相反。此时无论是视图管理，还是编程加工都极不方便，因此这种加工坐标系的设置不可取，不科学。另一个常用的处理方法是将零件的正面与反面分别设计成2个独立的文件来实现加工坐标系与系统坐标系的统一，方便编程加工。但是这种方法无疑增加了绘图的工作量，而且不便于整个零件的编辑与管理。同时，由于文件独立分开使得其相关性较差，对于复杂零件的加工更为不利，因此不建议采用。