印章四轴数控加工论文范文

1印章外形四轴数控加工

MasterCAM软件是美国CNCSoftware公司开发的基于PC平台的CAD/CAM系统，广泛应用于机械加工、模具制造、汽车工业和航天工业等领域。它支持曲面高速、高精度加工和多轴（四轴、五轴）加工。应用其多轴加工功能模块，可方便、快速地编制高质量的多轴加工数控程序。MasterCAM提供了多种复杂零件的粗精加工方法，根据零件的外形结构选择不同的加工方法，大大提高了零件的加工效率和质量。零件加工的刀位轨迹一般分粗加工轨迹、半精加工轨迹和精加工轨迹，根据需要，可自动生成各阶段的数控代码。

1.1模型导入工业界经常采用多款软件来实现产品协同设计、数控加工等，以达到发挥每款软件的优势，因此，文件格式的转换就不可避免，对于SolidWorks和MasterCAM系统间的文件转换，可采用x_t格式，iges格式等进行转化、导入［3］。印章模型采用x_t格式导入。

1.2印章数控加工流程模型导入后，主要加工表面为回转体的外形表面，可以采用四轴加工，工件底面安装在工作台上，印章的数控加工流程见图2。

1.3数控加工代码生成及仿真验证导入模型，双击“机床类型”，选择“铣床”命令，展开“属性”操作命令，进入材料设置对话框，在“形状”选项组中选择“实体”单选按钮，如图3所示，进行确定，得到毛坯。考虑到工件底面水平放置，选择工件底面中心为编程原点，选择工件旋转轴线为A轴。需要说明的是，在MasterCAMX5版本中，四轴旋转加工已经并入五轴旋转加工选项，实际应用中定义四轴即可。选择刀具路径中的“多轴刀具路径”，进行四轴加工参数设置，分别定义好刀具路径参数、刀具加工参数和旋转四轴等参数，其中，刀具选择240＃，刀具直径为6mm，其运动参数设置见图4。

多轴加工参数设置第四轴时，当选择“X轴”，表示刀具旋转轴垂直于X轴，即刀具在YZ平面内旋转；当选择“Y轴”，表示刀具旋转轴垂直于Y轴，即刀具在ZX平面内旋转；印章加工选择“Z轴”，即刀具旋转轴垂直于Z轴，刀具在XY平面内旋转。参数设置完毕后，进行刀具轨迹计算，计算结果见图5。

为了检验4轴刀具轨迹的准确性，有必要进行刀具的运动仿真，而MasterCAMX5提供了强大的集成仿真校验功能模 块，能够对整个过程进行运动仿真，进行包括夹具、工件、刀具在内的干涉检查。利用MasterCAM的加工仿真模块，检验刀具是否发生碰撞和过切；加工中，工件固定，刀具围绕模型轴线旋转加工。图5给出了印章虚拟加工过程中的仿真示意图。如果在加工过程中出现干涉问题，则对刀具轨迹进行修正；若无问题，通过操作管理对话框的G1按钮，生成G代码，见图7。最后，检查G代码，并对代码修改翻译，使之成为机床可用的数控代码，就可生产加工实际零件。

2结语

通过印章在SolidWorks中的数字化设计和MasterCAMX5中的数控加工，例证了产品在不同软件之间实现设计制造一体化的方法；四轴加工主要用于制造具有回转轴的零件或者近似回转体的曲面零件；通过数控仿真软件进行自动数控编程，获得机床识别的G代码，弥补了人工编程的诸多问题，显著提高了产品的研发效率。

作者：肖军杰昌德兵张博董静陈海茹高远单位：北京印刷学院机电工程学院