SOLIDCAM在数控加工中的应用研究

作者：黄晓波

来源：《科技资讯》 2013年第28期

黄晓波

(上海工程技术大学机械工程学院 上海 201620)

摘 要:SOLIDCAM软件是数控领域广泛使用的CAM软件。详细叙述了在数控加工过程中运用SOLIDCAM软件进行数控编程和加工的流程和步骤,首先分析零件图形,根据加工工艺要求,设置数控加工参数,生成及校验刀具轨迹,最后经后置处理生成实用有效的数控程序,结合实例实现了高效优质的数控加工。

关键词:数控加工 SOLIDCAM 后置处理

中图分类号:TP2

文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)10(a)-0074-01

作为高新技术产物,数控机床将应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等综合到了一起,在先进制造技术中是基础技术和共性技术。编程技术在CAM系统出现后的推动下得到较大发展,也大大拓展了数控机床的加工领域和使用范围。设计加工产品的要求越来越多样化、复杂化和精密化,所以功能强大的CAM系统应用越来越广泛。SOLIDCAM不同于UG、MasterCAM 等CAD/CAM一体化软件,它只有以交互式图形编程为基础的CAM功能,反而操作速度快、精度高、直观性强,拥有更简便的操作、方便检查以及修改等优点。

1 SOLIDCAM的数控加工步骤

SOLIDCAM进行数控编程的加工过程和一般的CAM软件过程是基本一致的。零件的CAD建模是使用SOLIDCAM的进行数控编程前提。零件建模完成后,进行工艺分析和规划,并将模型进一步完善,根据工艺确定各个加工参数,编制NC程序,然后刀轨计算并加工仿真,若没有问题,则经过SOLIDCAM的后置处理,生产NC程序。

2 CAD建模

任何CAM必须通过CAD模型为基础得到加工对象信息之后再进行程序编制。因为和

SOLIDWORKS是合作关系,所以SOLID CAM可以便捷的得到SOLIDWORKS的所有数据。实体模型可以通过第三方进行引入,Unigraphics、Pro/E、Solid Edge等基于ACIS和Parasolid系统的功能均可以通过SOLIDWORKS来引入,可通过STEP、IGES、STL和VDA/FS等标准的转换器。

本文以图1为例,在SOLIDWORKS平台下,利用SOLIDWORKS面向特征的功能进行零件建模。

3 工艺分析和规划

根据模型形状、尺寸及加工精度要求,选用尺寸为直径50 mm的铝合金棒为毛坯,采用“粗加工－半精加工－精加工”工艺路线。零件图样结构需分段掉头加工、确定零件在数控机上用三爪卡盘装夹、先用外圆车刀T1加工左端端面与外轮廓,再用T3切槽;掉头装夹用T7加工图纸右端外轮廓,用T3切槽,再用T5车螺纹。

刀具及工艺参数的选择:T1:端面外圆刀;T3:外径切槽刀;T5:外径螺纹刀;T7:外圆车刀。

4 模型完善

所谓完善模型就是对CAD模型进行适当处理,使之适合于CAM程序编制。由于CAD造型人员更多考虑的是零件设计的方便性和完整性,并不顾及对CAM加工的影响,所以要根据加工对象及加工区域规划对模型做一些完善。通常有以下内容:

(1)确定坐标系。坐标系是加工的基准,将坐标系定位于适合机床操作人员确定的位置,同时保持坐标系的统一。

(2)隐藏部分对加工不产生影响的曲面。按曲面的性质进行分色或分层,或者隐藏曲面。这样一方面看上去更为直观清楚;另一方面在选择加工对象时,通过过滤方式可以快速地选择。

(3)修补部分曲面。对由于有不加工部位存在而造成的曲面空缺部位,应该补充完整。

(4)增加安全曲面。应对边缘曲面等进行适当地延长。

(5)修整轮廓曲线。对于数据转换获取的数据模型,可能存在看似光滑的曲线其实存在断点的情况,可通过修整或者创建构造出最佳的加工边界曲线。

5 自动编程并仿真

这个过程在SOLIDCAM中完成,可看作是将上述工艺分析和规划结果通过SOLIDCAM提供基于参数的人机界面输入计算机。

(1)定义坐标系。在Turning Part data车床工件设定中定义坐标系,可以根据需要将坐标原点设置在不同位置,例如端面中心。

(2)定义素材形状。激活Material Boun

dary素材形状定义对话框会后,在SOLIDW ORKS原始实体设计中找到轮廓边线,定义所需的毛坯形状。

(3)定义主轴。在Clamp夹具定义区域定义Main Spindle主轴。

(4)外径材料去除。在SOLIDCAM Manager界面找到Operation加工工程,在相应子菜单中找到Add新增命令并选择Turning内外径加工,在相应的界面中设定刀具、转速和进给速度等参数。

(5)系统自动计算刀具路径。

(6)在加工编程中必须充分考虑刀路轨迹的正确性、刀具和工件的干涉、加工误差等因素。SOLIDCAM支持SolidVerify、VerifyPlus、2D、3D等多种仿真方式,通过在该软件上进行的仿真,非常直观地发现编程中的加工错误,很好地掌握刀具、夹具、零件之间的相互运动情况,及时对程序和模型进行修正,大大降低了加工费用,节约了机床加工时间,避免了加工过程中的碰撞情况。

6 后处理

该阶段的任务是将刀路轨迹转化为特定机床可执行的加工程序文件。对于SOLIDCAM生成的数控代码仅需做小量修改就由PC机通过RS232传输到机床上进行在线DNC加工或单独加工。

7 结语

基于图形化编程的SOLIDCAM应用于数控加工,简单易学,编程直观,刀具路径设计合理和正确,执行加工一次成功率很高,可以减少程序的调试时间,提高生产效率。

参考文献

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