基于MasterCAM的复杂零件铣削加工

    对于轮廓复杂且加工设备、刀具要求专一的零件，优化加工工艺，降低加工成本、提高加工效率是完成此类零件加工的关键所在。本文通过研究短螺距三向滚柱链轮的加工工艺性，建立三维模型，合理分析短螺距三向滚柱链轮加工工艺特点、刀具选型、切削用量和走刀路线，拟定了利用三轴联动的加工中心对短螺距三向滚柱链轮的外齿形进行加工的工艺方案，主要通过MasterCAM软件对加工过程中的铣削方式、铣削参数、刀具的选择、走刀轨迹以及后处理的全过程进行仿真，验证数控加工程序的正确性及合理性。从而完成此类零件的实际加工与CAM软件的无缝结合，使设计、数控加工更加方便，快捷。

一、利用Solid Edge对零件进行三维实体造型

    Solid Edge软件具有强大的功能，以其参数化、基于特征和全相关等概念闻名于CAD业界，利用该软件对被加工的零件进行实体造型。造型的正确与否是决定加工零件质量的关键，因为它会直接影响到成品的最终尺寸。因此在造型过程中一定要将零件图样上反映出的所有信息认真审阅并消化，将图样中要求的信息（如齿形计算公式、模数、齿数、外径和高度等）完全体现在三维造型中，如图1所示。

图1 三维造型

二、根据齿形最小拐角处确定刀具规格

    刀具规格的选择会直接影响加工效率、零件表面质量及加工成本。刀具在选择时应尽量选择刀柄直径粗的立铣刀，因为刀柄直径粗的立铣刀在高速加工时相对刚性比较好，这样在加工过程中可将机床进给速度提高，从而提高加工效率，刀具直径大小的选择应充分考虑在加工过程中会不会与链轮的尖角部位发生过切现象，以保证刀具能够加工到最小凹陷处曲面与最小拐角处。目前比较常用的是可换刀片式的硬质合金机夹刀，这种刀具在切削奥式体不锈钢时（工件材料1Cr18Ni9Si3）进给速度可达800mm/min。根据图样提供的技术参数，进行计算，得知齿根圆弧为36.56mm，因此选用外径为26mm的可换机加刀片的立铣刀对零件进行铣削。在MasterCAM中加工环境下设定具体刀具参数如图2所示。

图2 刀具参数

三、根据三维模型建立机床坐标

    创建编程坐标系要着重考虑工件在加工中心上如何定位，如何放置的问题，同时还要便于操作人员对刀，通常是以链轮内孔圆心为零点，以被加工的工件的上表面为Z轴的零点，这样不仅能够保证加工中心各轴的加工行程，也方便在机床上找正。只需轮表找正芯轴中心就可以准确地设置X轴、Y轴的零点，能够达到既准确又方便的效果。在MasterCAM加工环境下设定机床坐标点如图3所示。