基于Mastercam十字架凸模零件数控加工

    数控技术是利用数字程序控制数控机械实现自动加工的技术，广泛应用于机械制造和自动化领域，能较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。程序是数控加工的灵魂，也是现代机械制造的关键技术，数控程序的优劣直接影响加工效率、过程稳定性、加工质量及加工成本等。

    数控编程方法一般有手工编程和自动编程两类，实际应用中手工编程仍占有一定的比例，主要适用于形状规则的简单零件，这种情况下手工编程方便快捷。手工编程必须注意加工过程的每一个细微环节，力求准确无误；而自动编程一般应用CAD/CAM编程软件完成零件建模、刀具路径规划及程序的生成，加工方便快捷。下面以十字架凸模零件的数控加工为例，通过应用Mastercam软件完成程序的生成，以达到快速高效加工的目的。

1 Mastercam介绍

    大型商用CAD/CAM集成系统如UG、Proe、Mastercam、CATIA、Powermill及Cima-tronE等在产品数控加工中的应用已非常普遍。Mastercam是一套应用广泛的CAD/CAM/CAE软件包，它采用图形交互式自动编程方法实现NC程序的编制。Mastercam是由美国CNCSoftware公司开发的基于微机的CAD/CAM软件，V5.0以上版本运行于Windows操作系统。由于其价格较低且功能齐全，因此有很高的市场占有率。软件的CAD功能可以构建2D或3D图形，特别适用于具有复杂外形及各种空间曲面的模具类零件的建模和造型设计。在CAM方面，软件具有以下特点：提供可靠与精确的刀具路径，可以直接在曲面及实体上加工；提供多种加工方式；提供完整的刀具库、材料库及加工参数资料库。Mastercam软件有车削、铣削、钻削、线切割等多种加工模块，允许用户通过观察刀具运动来图形化地编辑和修改刀具路径。另外，软件提供多种图形文件接口，包括DXF、IGES、STL、STA、ASCII等。

    Mastercam的工作过程一般分为CAD和CAM两部分。CAD的功能是通过绘图、转入文档等生成零件的几何模型；CAM的功能是根据使用者设定的刀具尺寸、加工面的表面粗糙度及加工次数等特定参数产生路径，并将路径资料及刀具储存在NCI档中，通过后处理程序转换为NC加工程序，该程序中包含加工中的进给量、主轴转速和冷却控制等指令，可控制刀具切削工件。

2 十字架凸模零件自动编程数控加工

    所加工的十字架凸模零件零件如图1所示，材料为45#钢，调质处理HRC21-28。

图1 十字架凸模零件

（1）确定加工工艺

    如图1所示，零件形状较为规则，应用Mastercam软件的二维加工功能即可完成零件的数控切削。加工思路为：对整个零件首先进行粗加工，粗加工结束之后再统一进行零件精加工。粗加工时应先铣削正八边形，然后铣削深度为7mm的十字架，最后铣削深度为3.5mm的十字架，精加工类似。具体的走刀方式则有多种方案可供选取，如十字架的加工既可选取整个外形图素进行外形铣削，也可先加工第一象限的轮廓，然后应用刀具路径镜像完成其余部位的加工。