浅谈Master CAM在机械加工中的应用

童 欢

（合肥波林新材料股份有限公司，安徽 合肥 230000）

随着数控技术广泛应用于机械加工行业，越来越多的绘图及编程软件被使用，像AUTO CAD、Master CAM、Pro/E、UG、SolidWorks 等CAD/CAM 软件在机械加工行业的应用比较广泛而普遍，目前计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）技术已经逐步成熟。在拿到一个零件图纸时，需要通过CAM编程软件，建立产品的二维图形或三维几何实体模型，通过对零件分析，确定加工工艺，然后利用CAM 编程生成加工轨迹，最后通过所生成的数控程序，导入数控机床里，实现零件机械加工。CAM 编程技术替代了早期的手动编程，大大缩短了数控编程的时间，而且提高了编程质量，降低程序的出错率等，这一技术与数控加工的完美结合不仅缩短了生产周期，还提高了产品质量，有效地提高了机械加工业的生产效率。因此，如何将CAM 技术有效地应用到机械加工中，已成为现代加工制造行业所关注的焦点。

1 机械加工中的CAM 工艺流程

机械加工中的CAM 工艺流程：①基准面先加工原则。用作基准的表面应该优先加工出来，基准的表面越精细，装夹误差就越小。②粗加工先加工原则。用粗铣刀将毛坯的大部分余量先切除，留给精加工工艺范围内需要到余量即可。③加工零件上的各类槽、型腔及孔。④精加工。通过对刀具、参数的合理选择，确保精工尺寸合格。⑤去毛刺。在加工的最后一步进行去毛刺工序，提升零件品质。

2 CAM 技术在机械加工中的具体应用

2.1 零件图纸的绘制

首先用CAD 技术绘制加工零件的图纸（包含二维平面图纸、三维几何空间图纸），然后根据绘制完成的图纸对加工零件进行加工工艺分析，确定合理的加工走刀路径，最后根据加工工艺选择合理的加工设备与加工刀具。

2.2 编程原点的选择原则

当图纸已经绘制完成后，需要做的是确定编程原点。编程原点是根据零件的图纸及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点，确定编程原点的原则一般是尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上，方便设计程序与寻找机床原点的原则。零件加工的程序设计都是依据此编程原点展开，且数控机床的实际程序运行轨迹也是以此编程原点为基准。

2.3 通过CAM 软件确定实际编程步骤

实际编程步骤包括：选择加工刀路，选择走刀路径，选择合适刀具，确定切削参数，确定连接参数，具体如下。

2.3.1 选择加工刀路

确定了编程原点后，要确定机械零件的加工刀路，有外形铣削、钻孔、挖槽、平面铣、2D 高速加工等，需要根据产品的机械零件的难易程度来选择二维或三维的加工方法。 在明确加工方式的同时，确定此加工方式所需的刀具，及相对应的切削参数，下面步骤将根据外形铣削的相关步骤展开介绍。

2.3.2 选择走刀路径

在刀路选择后会出现一个对话框，用来选择所需加工零件的具体走刀路径，CAM 将会根据此路径的选择生产所需的加工程序。

2.3.3 选择合适刀具

确定走刀路径后，需要确定该走刀路径所需的刀具，首先选择刀具的名称，有立铣、钻头、倒角刀等；然后确定所选刀具的直径；再确定该刀具的刀具编号、刀长号、刀补号；最后再确定该刀具所需的加工参数，即转速、进给、下刀、抬刀速率。

2.3.4 确定切削参数

刀具选择后，需要根据机械零件的图纸来确定切削参数，此步骤包括：①补正类型。计算机、控制器、磨损、反向磨损、关。②补正方向。①②两个步骤是确定零件加工方 式是按中心线加工还是轮廓加工，以及是否有刀具半径补偿。③深度切削参数选择。此项选择仅限于深度（Z向），对于一些深度较深的零件需要通过分层铣削来达到加工效果的。④切入/切出选择。根据实际加工情况选择，选择切入/切出的好处是避免接刀及避免刀具从工件上下刀。⑤分层铣削。该选项与上面的深度切削是有区别的，此项选择是关于X、Y向的分层铣削，其目的也是通过分层铣削来达到加工效果的。

2.3.5 确定连接参数

切削参数确定后，根据机械零件的图纸的要求确定连接参数，即加工参数。

具体包括：①安全高度。避免Z向下刀直接下到工件表面或以下，防止撞刀。②参考高度。一般使用了安全高度，就可以不选择此项。③进给下刀位置。此项选择的目的是在工件表面的一定位置以一个进给速度下刀，避免直接G0 快速下刀，下刀工件表面导致撞刀。④毛坯表面。⑤深度选择。此项选择的深度则是机械零件所需加工的深度。

2.4 刀路模拟

根据图纸完成所有的刀路后，可以通过CAM 自身的一个刀路模拟功能，来确定走刀路径是否正确，而且在模拟过程中可以计算出零件加工所需的加工时间，为生产安排与准备提供了方便。

2.5 生成加工程序

在刀路模拟结束后，对于走刀路径没有问题的，则可以生成数控加工程序，将此程序导入到机床里，按数控机床加工的操作步骤就可以实现零件的加工。

3 结束语

综上所述，现代机械工业的快速发展，成为现代信息技术与传统机械设计制造技术相结合的一个典型范例，是先进制造技术的一个重要组成部分，它广泛应用于产品设计和机械制造中，使用CAD/CAM 系统产生机床的数控加工程序可以替代传统的手工编程，运用CAD/CAM 进行零件的设计和加工制造，可以缩短企业产品开发周期，改善产品质量，从而提高产品的市场竞争力。