【摘 要】随着现代高新技术的发展，数控铣削加工作为机械制造业中先进生产力的代表，计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)已显示出巨大的潜力，并广泛应用于产品设计和机械制造中，使用CAD/CAM系统产生的NC程序代码可以替代传统的手工编程。
【关键词】MasterCAM；数控铣削加工；自动编程
数控加工是一种可编程的柔性加工方法，数控机床正向着高速、高精、高柔性、复合化的方向发展，其费用相对较高，故适用于精度高，形状复杂的零件的加工。通过对所设计的零件进行加工工艺分析，MasterCAM能绘制几何图形及建模，以合理的加工步骤得到刀具路径，通过程序的后处理生成数控加工指令代码。
一、数控铣零件加工工艺分析
如图1所示为加工的零件图，在运用MasterCAM软件对零件进行数控加工自动编程前，首先要对零件进行加工工艺分析，确定合理的加工顺序，在保证零件的表面粗糙度和加工精度的同时，要尽量减少换刀次数，提高加工效率，并充分考虑零件的形状、尺寸和加工精度，以及零件刚度和变形等因素，做到先粗加工后精加工;先加工主要表面后加工次要表面;先加工基准面后加工其他表面。
二、零件的几何建模
建立零件的几何模型是实现数控加工的基础，在进行零件的建模时，无需画出整个零件的模型来，只需要画出其加工部分的轮廓线即可，加工尺寸、形位公差及配合公差可以不标出，这样既节省建模时间，又能满足数控加工的需要;建模时，应根据零件的实际尺寸来绘制，以保证计算生成的刀具路径坐标的正确性;并可将不同的加工工序分别绘制于不同的图层内，利用MasterCAM中图层的功能，在确定刀具路径时，加以调用或隐藏，以选择加工需要的轮廓线。
三、刀具的选择及参数设置。
在模具型腔数控铣削加工中，刀具的选择直接影响着零件的加工质量、加工效率和加工成本，因此正确选择刀具有着十分重要的意义。在模具型腔铣削加工中，常用的刀具有平头立铣刀、圆角立铣刀、球头刀和锥度铣刀等。
（1）由于毛坯表面不平整，所以首先要进行表面粗加工，粗加工选用刀头直径为Φ37.5mm的面铣刀，转速为2000r/min，进给为800mm/min，采用平行切削的方法。
（2）该模型的两外形和圆孔型腔的铣削加工都用刀头直径为Φ20mm的平头立铣刀加工，可以设置主轴转速为3600r/min，机床进给为1000mm/min。走刀都为顺时针。
（3）在钻孔时，我们选用直径为Φ7.8mm的钻头打孔深17.5mm，转速1000r/min,进给为300mm/min.然后再用直径Φ8mm的绞刀绞孔深7mm。转速为800r/min,进给200mm/min,加工完成。
（4）“工商”字的雕刻采用1.5mm的中心钻，转速为1500r/min,进给200mm/min,加工完成。
四、走刀方式和切削方式的确定
1、走刀方式
在模具加工中，常用的走刀方式包括单向走刀、往复走刀和环切走刀三种形式。此零件的刀具路径由一组封闭的环形曲线组成，加工过程中不提刀，采用顺铣或逆铣切削方式，是型腔加工常用的一种走刀方式。
2、铣削方式
铣削方式的选择直接影响到加工表面质量、刀具耐用度和加工过程的平稳性。在采用圆周铣削时，根据加工余量的大小和表面质量的要求，要合理选用顺铣和逆铣，一般地，粗加工过程中余量较大，应选用逆铣加工方式，以减小机床的震动；精加工时，为达到精度和表面粗糙度的要求，应选择顺铣加工方式。在采用端面铣削时，应根据所加工材料的不同，选用不同的铣削方式。
五、刀具的切入与切出
在模具型腔数控铣削中，由于模具型腔的复杂性，往往需要多次更换不同的刀具才能完成对模具零件的加工。在粗加工时，每次加工后残留余量形成的几何形状是在变化的，在下次进刀时如果切入方式选择不当，很容易造成栽刀事故。在精加工时，切入和切出时切削条件的变化往往会造成加工表面质量的差异。因此，合理选择刀具切入、切出方式具有非常重要的意义。一般的MasterCAM软件提供的切入切出方式有刀具垂直切入切出工件、刀具以斜线切入工件、刀具以螺旋轨迹下降切入工件、刀具通过预加工工艺孔切入工件以及圆弧切入切出工件。
六、刀具路径模拟
在模具数控加工编程中，MasterCAM功能中生成刀具路径，根据二维视图，经过参数设置，生成刀具路径，通过刀具路径，我们可以预先知道数控铣削加工是否合理，这就利用了MasterCAM软件的优越性的体现。
八、实体验证
通过MasterCAM实体验证功能能够观察切削加工的过程，可用来检测工艺参数的设置是否合理，零件在数控实际加工中是否存在干涉，设备的运行动作是否正确，实际零件是否符合设计要求，这样提高了在实际加工中的安全性和可靠性。
九、自动编程的优越性。
通过计算机模拟数控加工，确认符合实际加工要求时，就可以使用MasterCAM的后置处理程序来生成NCI文件或NC数控代码,MasterCAM系统本身提供了百余种后置处理PST程序。对于不同的数控设备，其数控系统可能不尽相同，选用的后置处理程序也就有所不同。对于具体的数控设备，应选用对应的后置处理程序，后置处理生成的NC数控代码经适当修改，如能符合所用数控设备的要求，就可以输出到数控设备，进行数控加工使用，而很多模具型腔的数控加工无法用人工编程来实现，只能采用软件设计，自动编程的功能来实现大量的程序编写。
利用MasterCAM系统提供的零件加工模拟功能，能够观察切削加工的过程，可用来检测工艺参数的设置是否合理，零件在数控实际加工中是否存在干涉，设备的运行动作是否正确，实际零件是否符合设计要求。同时在模拟加工中，系统会给出有关加工过程的报告。这样可以在实际生产中省去试切的过程，缩短生产周期，可降低材料消耗从而降低产品成本，提高生产效率，从而取得良好的经济效益,大大降低了生产者的劳动强度，体现了MasterCAM在数控加工中的优越性，这是普通铣削加工做不到的。
【参 考 文 献】
[1]王 卫 兵，MasterCAM 数控加工教程清华大学出版社2005.7
[2]邓 小 玲，MasterCAM在数控加中的应用[i]煤矿机械，2004. 1. 1.
[3]王 志 平，数控编程与操作[M].北京:高等教育出版社，2003.7.