CAD/CAM技术的发展,使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能。特别是微机与数控机床的连接,使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成,而不需要输出专门的工艺文件。现在,许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能,这些软件一般是在编程界面中,提示工艺规程的有关问题。近10多年来,MasterCAM一直是数控加工中自动编程优先选用的软件之一,它提供了刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等功能。编程人员只要掌握了刀具选择和切削用量确定的基本原则,设置了相关参数,就可以自动生成加工程序并传输至数控机床完成加工。
同时,由于手工编程的局限性,对于相对比较复杂的曲面和结构复杂的零部件,尤其是一些薄壁类零部件的加工,通常都是采用自动编程来完成的。合理地利用CAD/CAM软件可以大幅提高机械设计和加工的工作质量和效率。
一、造型与设计
1. 薄壁类塑料零件产品结构分析
在数控加工中,经常会碰到一些形状复杂的薄壁类零件,如电话筒外壳、手机外壳、手机电池外壳、微型电机支架和高压包支架等,这类零件的特点是质量轻、零件的壁厚小、表面光滑、无融合线、应力均匀等的高强度高精度产品,这类产品不但加工精度要求高,而且零件的一致性和互换性要求也很高。我们可以直接通过MasterCAM进行零件的3D图形设计,再根据塑料的工艺特性,即主要是塑料的收缩率来确定模具的尺寸大小,直接由零件的3D图形加工出零件型腔的凸模,然后使用MasterCAM加工模块对零件模具进行刀具路径规划,最后输出NC代码程序并模拟加工过程。
接下来以电话筒下盖型腔凸模的建模和加工过程为例,就如何灵活运用MasterCAM对这一类薄壁塑料零件型腔凸模的设计和加工进行初步的探讨。大家可以看到,这样不仅可以节省大量的加工准备时间,并且加工出来的零件一致性非常好。
2. 电话筒下盖零件的曲面造型
用MasterCAM的CAD功能完成电话筒下盖三维曲面模型的设计如图1所示。在绘图过程中,应用Level图层功能对设计有很大帮助。可以将不同的曲线、实体单独放在各自的图层里,并对其命名加以区分。根据需要屏蔽无关图层,使视图简化、清晰,方便修改,减少操作失误。