数控加工基础

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数控加工基础
由Mastercam生成NC加工程序，首先要生成NCI刀具路径文件，即含有刀具轨迹数据以及辅助加工数据的文件，它是由已建立的工件几何模型生成的，然后由后处理器将零件的NCI文件翻译成具体的NC加工程序。
    在数控机床加工系统中，生成刀具路径之前首先需要对加工工件的大小、材料及刀具等参数进行设置。本章主要介绍数控铣床加工系统中这些参数的设置方法。
7.1  工件设置
在主菜单中顺序选择Toolpaths→Job setup选项后，打开Job setup（工作设置）对话框。
对于铣床加工，可以采用以下几种方法来设置工件外形尺寸：
    在“Job setup”对话框的X、Y和Z输入框中输入工件长、宽、高的尺寸。
    单击“Select corners”按钮，在绘图区选取工件的两个对角点。
    单击“Bounding box”按钮后，在绘图区选取几何对象，系统用选取对象的包络外形来定义工件的大小。
    在Mastercam铣床加工系统中，工件坐标原点可以直接在“Stock Origin”输入框中输入工件原点的坐标，也可单击“Select origin”按扭，在绘图区选取一点作为工件的原点。
    在 “Job setup”对话框中选Display stock复选框后，将在屏幕中显示出毛坯边界。进行全屏显示时毛坯边界不作为图形显示。选中Fit screen to stock复选框后，在进行全屏显示操作时，显示对象包括毛坯边界。

7.2  刀具设置
在生成刀具路径前，首先要选取该加工中使用的刀具。加工作业所用刀具由刀具管理器管理。单击“Job Setup”对话框中的“Tools”按钮，或在主菜单中顺序选择NC utils→Def.tools→ Current选项，打开刀具管理器，通过该管理器可以对当前刀具进行设置。
    在“刀具管理器”对话框中的任意位置单击鼠标右键，打开快捷菜单，可通过该快捷菜单各选项对刀具进行设置。

1. Edit tools（编辑刀具参数）
    Edit tools选项用来编辑当前已选刀具的参数。选择该选项后，打开 “Define tools”对话框。
    对于不同外形的刀具，该选项卡的内容不尽相同，一般包括以下几个参数：
    Diameter：刀具直径。
    Flute：刀具排屑槽长度。
    Shoulder：刀具从刀尖到切口肩的长度。
    Overall：刀具外露长度。
    Arbor：刀柄直径。
    Holder：设置夹头的长度与直径。
    Tools#：刀具编号，刀具在数控机床刀具库中的编号。    Station：刀具位置号，数控机床中的刀具如果是以刀座位置编号，则可在此添入编号。
    Capable of：设置刀具适用的加工类型，分别为Rough（粗加工）、Finish（精加工）、Both（都可以用）。


由于系统默认的刀具类型为Flat End Mill（端铣刀），若要选取其他类型的刀具，则可以单击“Define Tools”对话框中的Tools Type标签，在 “Tools Type”对话框中选择需要的刀具类型。当选定了刀具类型后，返回到该类型刀具的参数设置选项卡。
    单击Parameters标签，打开 “Parameters”对话框。该选项卡主要用于设置刀具在加工时的有关参数。主要参数的含义如下：
    Rough XY step（%）：粗加工时在垂直于刀具进给方向的步距增量，按刀具直径的百分比计算该步距量。
    Finish XY step：精加工时在垂直于刀具进给方向的步距增量，按刀具直径的百分比计算该步距量。
    Rough Z step：粗加工时在沿刀具轴向的步距增量，按刀具直径的百分比计算步距量。
    Finish Z step：精加工时在沿刀具轴向的步距增量，按刀具直径的百分比计算该步距量。
    Required Pilot dia：镗孔、攻丝时的底孔直径。
    Dia offset number：刀具半径补偿号，此号为有刀具半径补偿功能的数控机床中的刀具半径补偿器号码。


Length offset number：刀具长度补偿号，此号为有刀具长度补偿功能的数控机床中的刀具半径补偿器号码。
    Feed rate：进给量。
    Plunge rate：主轴进刀速率。
    Retract rate：主轴退刀速率。
    Spindle speed：主轴转速。
    Number of flutes：刀具切削槽数。
    % of Matl cutting：切削速度的百分比。
    % of Matl Feed per：进刀量（每齿）的百分比。
    Spindle rotation：主轴旋转方向。
    Coolant：加工时的冷却方式。

2. Delete tools（删除刀具）
    选择该项后，在当前刀具管理器列表中删除刀具。
3. Save to library（保存刀具）
    选择该项后，将选取的刀具添加到刀具库中，此功能可用于自定义刀具的保存。
4. Create new tools（添加新刀具）
    该选项用来在刀具列表中添加新的刀具，单击该选项可以设置刀具的有关参数。对刀具进行编辑的方法与Edit tools选项设置刀具参数的方法相同。

5. Get from library（从刀具库中选取刀具）
    该选项可以从刀具库中选择一个刀具添加到当前刀具列表中。选择该选项后，打开刀具库中列表的“Tools Manager”对话框，在列表中选择一个刀具，即可将该刀具添加到当前刀具列表中。
    由于刀具库中的刀具数量较大，选取刀具时比较困难。为了简化刀具的选取，“Tools Manager”对话框中提供了刀具过滤功能。单击“Filter”按钮后，打开 “Tools list Filter”对话框。
    可以根据刀具类型、刀具直径、刀具材料等参数进行设置。当选中对话框中的“Filter Active”复选框时，确认后在刀具列表中会列出满足设置条件的所有刀具。


6. Change library（改变刀具库）
    选择该选项后，打开 “Select Tools library”对话框，可以在该对话框中选择新的刀具库。
7. convert a library to text（将TL9文件转换为文本文件）
    该选项可将刀具库文件（TL9）转换为文本文件（TXT）并进行保存。
8. Crete a library form text（将文本文件转换为TL9文件）
    该选项可将写有刀具库信息的文本文件（TXT）转换为刀具库文件（TL9）并进行保存。

9. Doc file（刀具记录）
    该选项可以建立一个文档，其中包含所用刀具的基本信息，包括当前刀具库、刀具名、类型、几何参数等信息。
10. Detail doc file（刀具详细记录）
    该选项可以建立一个文档，其中列出所用刀具的详细信息，将有关刀具的基本信息及所有相关信息进行记录。
7.3  材料设置
工件材料的选择直接会影响到进给量、主轴转速等加工参数。工件材料参数的设置与刀具参数设置的方法相似，可以直接从系统材料库中选择要使用的材料，也可以设置不同的参数来定义材料。单击“Job Setup”对话框Material选项组的“Select”按钮或在主菜单区顺序选择NC utils→Def. matls选项，则可打开“Material List”对话框，通过该对话框可以对当前材料列表进行设置并选取工件的材料。
    在“Material list”对话框中的任意位置单击鼠标右键，打开快捷菜单，主要通过该快捷菜单来实现对材料列表的设置。


1. Get from library（从材料库中选取）
    该选项可以显示材料列表，从中选择要使用的材料并添加到当前材料列表中。
2. Create new（设置材料参数）
    通过设置材料各参数来定义材料。选择该选项后，打开 “Material definition”对话框。可通过该对话框设置毛坯材料的参数。
7.4  其他参数设置
在 “工作参数设置”对话框中，除了工件、刀具参数设置，还可以进行以下几类参数的设置：
1. 刀具路径设置
    Output operation comments to NCI：生成的NCI文件中包括操作注解。
    Generate Toolspath immediately：在编辑刀具路径后，立即更新NCI文件。
    Save Toolspath in MC9 file：在MC9文件中存储刀具路径信息。
    Assign Tools number sequentially：在设置当前刀具列表时，系统自动依序制定刀具号。
    Use Tools’s step,peck,coolant：加工中使用刀具的步距、步进、冷却设置等参数。
    Search Tools library when entering Tools：当在“Tools parameter”选项卡中输入刀具号时，系统自动使用刀具库中对应刀具号的刀具。

2. 刀具偏置
    Tools Offset Registers选项组用来设置刀具偏置量。
3. 进给量计算
    Feed Calculation选项组用来设置在加工时进给量的计算方法。

7.5  操作管理
  对于零件的所有加工操作，可以使用操作管理器来进行管理。使用“操作管理器”对话框可以产生、编辑、计算新刀具加工路径，并可以进行加工模拟、仿真模拟、后处理等操作，以验证刀具路径是否正确。
  在主菜单中顺序选择Toolspaths→Operations项，打开 “Operations Manager”对话框，可以打开一个MC9文件时的操作管理器。可以在此管理器中移动某个操作的位置来改变加工程序，也可以通过改变刀具路径参数、刀具及与刀具路径关联的几何模型等对原刀具路径进行修改。对各类参数进行重新设置后，单击“Regen Path”按钮即可生成新的刀具路径。

7.6  刀具路径模拟
     对一个或多个操作进行刀具路径模拟，可在主菜单中顺序选择NC utils→Backplot选项或单击操作管理器中的“Backplot”按钮，可打开 “Backplot”子菜单。“Backplot”子菜单中各选项可以对刀具路径模拟的各项参数进行设置。该功能可以在机床加工前进行检验，提前发现错误。

1. 刀具路径模拟方式
    Step（单段）：点击该选项一次，刀具就执行一次走刀，即执行NC加工程序中的一行，直到刀具路径完全结束。
    Run（自动运行）：点击该选项，刀具自动从起点开始走完整个路径。

2. 显示方式设置
    Show path（刀具路径）：该选项设置为Y时，显示模拟的刀具路径。
    Show Tools（显示刀具）：该选项设置为Y时，在路径模拟过程中显示出刀具。
    Show hold（显示夹头）：该选项只有在Show Tools选项设置为Y时才能进行设置。当“Show hold”选项设置为Y时，在路径模拟过程中显示出刀具的夹头。以便检验加工中刀具和刀具夹头是否会与工件碰撞。
7.7  仿真加工
在主菜单中顺序选择NC utils→Verify选项或在操作管理器中选择一个或几个操作。生成刀具路径后，可以单击“Verify”按钮，在绘图区显示出工件和Verify工具栏，这时可以对选取的操作进行仿真加工操作。
7.8  后处理
    经过模拟加工后，如果对加工比较满意，即可进行后处理。后处理就是将NCI刀具路径文件翻译成数控NC程序。在公共管理菜单或操作管理器中单击“Post”按钮，这时打开“后处理”对话框。用该对话框来设置后处理中的有关参数。
    用户应根据机床数控系统的类型选择相应的后处理器，系统默认的后处理器为MPFAN.PST（日本FANUC控制器）。若要使用其他的后处理器，单击“Chang Post”按钮，在打开的 “Specify File Name to Read”对话框中，选择与用户数控系统相对应的后处理器后，单击“Open”按钮，系统即用该后处理器进行后处理。


       NCI file选项组和NC file选项组可以让通过设置各参数来对后处理过程中生成的NCI和NC文件进行设置。选中Overwrite选项时，系统自动对原NCI文件和NC文件进行更新；当选中“Ask”单选按钮时，可以在输入框输入文件名，生成新文件或对已有文件覆盖；选中Edit选项时，生成NCI、NC文件后自动打开文件编辑器，用户可以查看和编辑NCI文件和NC文件。编辑器中生成的NC文件。
7.9  加工报表
      由上述操作生成数控程序后，还可以生成一个数控加工工艺文件，为生产加工人员提供各种与加工有关的数据，这就是加工报表。
加工报表有文本格式与图形格式两种形式。按〈Alt〉+〈F8〉键进入“System Configuration”（系统设置）对话框，在NC Settings选项卡中的Setup Sheet选项组中设置加工报表格式。选择Post（uses.SET file）选项时，可生成文本格式加工报表。选择Using Graphical Inter选项时，可生成图形格式加工报表。



      当设置为文本格式时，顺序选择主菜单中的NC utils→Setup sheet选项，在出现的对话框中输入文件名，即可产生文本格式的加工报表。
   如果设置为图形格式，单击主菜单中的NC utils→Setup sheet选项，可以打开“图形报表”对话框。在Operation选项卡中单击标有刀具图符的大按钮可以打印刀具清单，在“Text fields”选项卡中，可以设置加工报表中要实现的文本选项，在“General”选项卡中可以设置工件、坐标、刀具轨迹、栅格大小以及材料大小等参数。设置完成后单击应用按钮，即可产生图形格式的加工报表。

longxianhua

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