基于MasterCAM的复杂压铸模加工

1 引言

    MasterCAM是美国CNC Software公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件，目前被广泛应用于机械工程、电子工程、飞机工程等领域，特别是应用在复杂模具型腔类零件的加工。在CAD方面可完成二维图形、三维实体造型和曲面产品的设计，在CAM方面，集中了车、铣和多轴加工多个模块，具有刀具路径模拟及真实感模拟等功能于一体。MasterCAM的强项是CAM功能，尤其是在加工二维产品时，直接通过线框进行编程加工，具有刀路轨迹生成快，学习难度低，容易上手，操作灵活多变的特点，可用于加工复杂的零件。同时，三维曲面产品的加工刀路功能丰富，二维刀路功能与三维刀路功能的融合使其CAM功能更加强大。

2 工艺分析

2.1 零件分析

    图1所示为压铸模行业生产的某电器外壳型腔，产品材料为铝合金，模具材料为3Cr2w8V合金工具钢。由于铝合金要求溶点高，因此压铸模模温高，对钢材的硬度要求也高，合金模内模料通常需要热处理加硬，因此在加工过程需进行热处理，使其硬度达到51～54HRc，以满足使用要求。

图1 外壳型腔（a：外壳型腔；b：A局部放大）

    加工毛坯尺寸为225×175×85mm。由图形分析可知，该型腔属于1模2腔，主要加工部位有型腔、胶位、滑块。电器外壳型腔的整体外形由冒形曲面与球形曲面组成，模具外形尺寸为220×170×82mm。分型面为平缓过渡曲面，6个呈对称分布的垃圾包凹槽，凹槽的最大深度为10mm，最大拔模角度为740，最小圆角半径为R3mm，用于定位的球形圆柱凹槽标记直径为咖3mm，椎孔拔模角度为88.50，孔深为9.499mm，最小直径为12mm，冒形壁边拔模角度为88。，与该部分特征相连的球形曲面半径为胛2.103mm，分型面侧边斜面拔模角度为800，浇口圆弧半径为42.5mm。

2.2 工艺分析

    该型腔是一典型的压铸模具电器类帽形壳类零件，加工时刀具让刀量比较大，帽形曲面造型复杂，特别是窄形凹槽曲面加工质量的保证是整个模具的加工难点，工件表面质量要求高（Ra1.6um）。加工难点主要在：①加工材料3Cr2W8v合金工具钢热作模具钢是常用的压铸模具钢，有较高的强度和硬度，型腔深56mm，拐角最小半径为RO.502mm，刀具要选择加长型的铣刀，加工时变形量较大；②帽形壁边拔模角度为88。，该处最小凹圆弧曲面半径为R1.005mm，最小齿型轮廓间的距离为2.5mm，需清角处理；③加工过程需进行热处理以满足硬度要求。

    基于以上分析，按刀具集中的原则，加工时按外轮廓的粗加工、整体加工、局部曲面特征粗精加工的顺序编排加工工艺路线。帽形壁边及槽壁加工时分为半精加工与精加工两道工步，以消除加工时产生的让刀量。