数控CAM软件在复杂零件加工中的应用

数控 CAM软件在复杂零件加工中的应用

李世平

茂名市东南高级技工学校 广东 茂名 525000

摘要：机械加工制造业在我国多年以来的现代化工业建设中发挥着举足轻重的基础性作用，结构庞大、零部件众多的大型机械设备的运用越来越普及，对精密的复杂零件的制造加工也提出了更高的要求，数控技术的使用则在很大程度上解决了高质量复杂零部件制造加工的燃眉之急。本文通过对数控CAM软件进行简要概述的基础上，论述了数控MasterCAM软件在进行复杂零件加工中的应用，并提出了其应用的三种技术形式，

关键词：数控CAM软件；复杂零件；加工；应用

引言：长期以来，我国采用手动的人工NC编程进行机械零部件的生产，也使用程序试切验证的工艺来完成制造，但是，这些工艺都无法适应现代工业制造业大批量自动化生产的需要，因此有着较大的局限性。将计算机与制造工艺相结合的CAM数控技术，能够有效地提高机械零件的加工效率，适合复杂零件的加工。研究数控CAM软件的具体应用，对于推动数控CAM技术进一步适应我国工业自动化生产的需要意义重大。

1.数控CAM软件概述

CAM技术是指计算机辅助设计和制造，它是构成数控技术的核心部分，在具体的应用上，必须要借助一定的CAM软件来完成对所加工零件的设计和编程。如今，通行的主流CAM数控软件是MasterCAM软件，它具有自动编程、便于操作、硬件条件要求宽松的特点，已经应用在了多个工业生产领域之中，比如军事、宇航、汽车制造等方面的复杂机械零部件的加工。

从软件功能上看，MasterCAM软件覆盖了对所加工对象的几何设计到具体的制造生产等多个环节。技术人员甚至只需要构建出加工对象的线框结构，就可以开展具体的机械零件加工制造程序，而且这一软件还提供了建模和加工制造同时进行的功能，只需要把刀具路径、工艺参数等计算机设置进行合理安排，就可以由软件进行实物模拟的自动化生成，从而完成加工，无论多么复杂的零部件制造，都不需要人为的进行，这使零部件制造的周期大大缩短，具有传统的手工编程所不能比肩的优势。

2.数控CAM软件在复杂零件加工中的应用分析

当前我国机械制造行业所采用的数控CAM软件的应用，是在技术人员与计算机互动结合的共同合作工作中完成的。以复杂零件的加工为中心，当前的应用大体可以分为以下几个部分。

2.1分析零件特点，确定零件加工工艺

要进行复杂零件的加工，编程技术人员首先需要对复杂零件的结构特点进行分析，从而确定匹配零件特点要求的加工工艺。在确定了所要采用的加工工艺之后，要对零件的加工顺序进行规划，在设计时，要注意把换刀次数尽可能地压缩到最少。任何复杂零件的制造加工都有一定的精度要求，技术人员就应该把所要制造加工的复杂零件不同部位的精度要求烂熟于心，本着粗加工和精加工相结合的原则，先进行零件表面的粗加工，最后再进行关键部位的精加工。

2.2绘制几何图形进行复杂零件的建模

几何建模是MasterCAM软件进行复杂零件加工的基础。如果说其他的与计算机技术相结合的零件加工工艺需要利用UG、AutoCAD等绘图软件，而且需要在绘图之后转化为图形文件，那么MasterCAM软件就可以线框结构的构建，来实现零件的二维和三维设计，体现着较强的便捷性。

2.3确定复杂零件加工的刀具路径

技术人员在对复杂零件进行了图样设计之后，就可以对其进行分析，并在几何建模的基础上设置刀具路径，并对加工步骤进行选择。其中，要注意复杂零件的不同粗加工和精加工要求，在不同的部位选择具有针对性的刀具。MasterCAM软件系统能够自动化地完成对复杂零件加工的刀具的运动轨迹数据的生成和分析，有着节约人力和技术人员精力的优势。

2.4复杂零件的仿真切削和刀具路径模拟

在完成了对刀具路径的选择和确定之后，就要开展数控CAM复杂零件实体的模拟加工，这时，技术人员必须要对设置好的工艺参数进行检查，确定刀具路径设置的合理性，并预先验证模拟加工开展的可靠性，然后在此前提下开展对复杂零件的仿真切削与刀具路径模拟。这样，就可以把传统复杂零件加工制造过程中的试切这一环节省略，既缩短了零件生产周期，减少了零件制造原材料的浪费，又使复杂零件成品在计算机模拟之下直观地显示出来，有助于提高加工效率。

2.5生成NC数控代码，利用数控设备开展加工

在这一阶段的应用中，技术人员需要把MasterCAM软件的几何图形文件和刀具路径文件进行代码转换，是之成为可以被特定的CNC机床所接收的NC数控代码，同时，要将转换好的NC代码传输到数控设备上去。由于如今流行的数控设备种类多样，不同的设备有着不同的后置处理程序，所以，要根据硬件设备的特性，选择合适的程序来处理接收到的NC代码，并对零件进行实际的加工。

3.复杂零件加工中数控CAM软件应用的技术形式

3.1模拟数控加工

一是对复杂零件的立体几何图形进行构建。可以说，完成建模工作就完成了大半的数控CAM软件制造加工工序。技术人员技术人员进行的建模即可以选择其他的专用绘图软件来进行对所要加工的复杂零件的结构设计，然后通过文件格式的转化，将其输入到CAM软件之中，以达到几何构图建模的目的。也可以直接运用线框绘图的功能，利用CAM软件本身进行复杂零件的建模。

二是对数控加工工艺的模拟选择。复杂零件往往包括着不同的外表结构特征，有可能具有多个孔、曲面、槽等外形要求。这就需要技术人员对CAM数控软件的刀具路径进行掌握，选择不同的模拟刀具进行槽孔的挖通以及曲面零件的加工。

3.2数控CAM软件仿真技术

数控CAM软件提供了极其贴近真实加工过程的仿真技术，它能够大大地节约真实加工过程的时间成本与物料试错损失，把原本需要实地开展的复杂零件加工程序在很短的时间内得以模拟完成，短时间将复杂零件的成品展现在技术人员眼前，直观性鲜明。同时，它还有能够仿真地反馈显示具体加工中刀具与零件加工材料的触碰情况，便于技术人员对复杂零件的加工精度的把握。

数控CAM软件仿真技术的实践效果取决于自动编程及技术人员设计规划的加工工艺流程，同时也依赖于刀具路径的运动。这就要求技术人员加深对仿真技术的理解，合理结合复杂零件的制造加工理论及经验，科学合理地设置工艺方法及刀具路径。

3.3数控CAM软件后期处理技术

在对所要制造加工的复杂零件进行了建模及加工过程的仿真模拟之后，技术人员需要对数控CAM软件所生成的复杂零件成品进行分析，确定其模拟出的成品图形符合设计图纸的规划，也符合投入批量生产的标准要求，在此基础上要对数控加工程序进行确认。这时，后期处理技术就显得尤为重要，它能够对CAM软件所生成的加工数据代码进行分析和处理，将其转换为特定的文件格式。技术人员在这一技术的帮助下，可以进一步修改编辑零件的数控加工文件，也可以重复检验数控加工文件的质量，从而保障复杂零件实体成品的总体质量。

结束语

总而言之，我国目前的数控CAM软件系统正在不断的向着高度自动化与智能化的方向发展。对于复杂零件的加工来说，CAM技术更加能够适应不同精密零件的加工要求，而在未来，机侧编程则会将数控CM软件的编程阶段与实体制造加工阶段相脱节的问题所解决，真正实现从复杂零件的设计到实体制造加工的一体化。我国的科研及技术人员要在实际的应用中不断探索数控CAM技术的创新应用，发掘其最大化的优势价值，进而推动我国现代制造业的高效率发展。

参考文献：

[1]陈胜强. 基于数控仿真软件的数控车零件机械加工设计[J]. 湖北农机化,2020(15):116-117.

[2]于春. 基于Master CAM软件的零件数控铣削加工[J]. 东方企业文化,2014(13):270+293.