用MasterCAM 进行整体车轮幅面车削程序设计

MasterCAM软件进入中国时间较长，在国内有着广泛的用户群，这是一篇对MasterCAM用户有很强示范作用的文章。文章内容简洁流畅，图文并茂，相信一定会对MasterCAM用户有所帮助。

    一、前言

    图1和图2为铁路某型号牵引机车整体车轮成品的三维视图。图1和图2所示的幅面均需要通过数控车削加工完成。

图1 整体车轮外侧幅面

图2 整体车轮内侧幅面

    使用MasterCAM Lathe软件进行幅面车削程序设计，能够轻而易举地完成诸如刀尖半径补偿以及X、Z向同时均匀留量等烦琐计算，使程序设计效率得到明显提高，加工质量得到有效保证。

    二、程序设计流程

    步骤1：编辑整体车轮轮廓图
    打开CAD（此处是CAXA电子图板），调用已有整体车轮零件图。按CAM 标准，编辑成整体车轮轮廓图。特别注意，将工件原点设在绘图区原点上。

    步骤2：CAD数据读出
    在CAXA电子图板中，选择文件→数据接口→IGES文件读出，将编辑完成的整体车轮轮廓图转换为IGES格式并存盘。

    步骤3：CAM数据读入
    打开MasterCAM Lathe，选择F（档案）→C（档案转换）→IGES→R（读取），读入IGES格式下的整体车轮轮廓图。然后，选择F（档案）→S（存盘），主界面如图3所示。特别注意，MasterCAM Lathe中的X轴、Z轴分别为CAXA电子图板中的Y轴和X轴。

图3 MasterCAM Lathe 主界面

    步骤4：设计加工方法、路线 
    因为加工毛坯余量均匀，这里选择精车加工方法。车削路线由轴座孔至踏面轮缘。选择T（刀具路径）→F（精车）→C（串联），选择刀具路径的起始线段和终止线段，选择D（执行），执行结果如图4、图5所示。

图4 整体车轮外侧幅面精车路线

图5 整体车轮内侧幅面精车路线

    步骤5：确定刀具参数
    在完成步骤4后，软件自动进入刀具参数/精车的参数界面，系统默认为刀具参数界面，如图6所示。

图6 刀具参数界面

    在刀具参数界面中，首先选填切削参数，然后双击刀具图形，进入车床的刀具界面，系统默认为车床刀具的刀片界面，如图7所示。选择R（球形）刀片，选择内圆直径或周长为20。
    选择刀柄，进入刀柄界面，如图8所示。选择与φ20球形刀片相匹配的刀柄。

图7 车床刀具的刀片界面

图8 车床刀具的刀柄界面

    选择参数，进入参数界面，如图9所示。确定补正形式与实际对刀相符，选择确定。

步骤6：确定精车参数
    在刀具参数/精车的参数界面中，选择精车的参数界面，如图10所示。

图9 车床刀具的参数界面

    填写X方向预留量和Z方向预留量选项。可以根据工件留量情况，对X方向预留量和Z方向预留量进行修改。
    选择进刀参数，进入进刀的切削参数界面，如图11所示。根据车削路线形状，在进刀的切削设定中，选择第二个形式，选择确定。

图10 精车的参数界面

图11 进刀的切削参数界面

    选择进/退刀向量，进入进/退刀向量设定界面。系统默认为进刀向量设定界面，也就是导入界面，如图12所示。通过在导入/ 导出界面中填写合适参数，如选填新增的外形线段（见图13）和进/退刀切弧，来确定最佳的进/退刀向量。

图12 进/退刀向量设定界面

图13 新增的外形线段界面

图14 进/退刀切弧界面

    步骤7：刀具路径模拟
    选择T（刀具路径）→O（操作管理），进入操作管理员界面，如图15所示。

图15 操作管理员界面

    选择刀具路径模拟→手动控制/自动执行，验证刀具路径是否正确，如图16所示。

    步骤8：生成程序
    在操作管理员界面（见图15）中，选择执行后处理，进入后处理程式界面，如图17所示。
选择确定→起文件名→保存，生成加工程序，如图18所示。

图16 刀具路径模拟

图17 后处理程式界面

图18 加工程序

    三、结束语

    MasterCAM Lathe是高效准确、方便直观、利于追溯、便于总结的车削CAM系统软件。在产品制造数字化过程中，借助于该软件，使质量管理的PDCA 循环手段建筑于一个专业化的平台之上。能够将一切用数据说话的衡量准则，落实到数控车削工序中的每一个细节，从而保证程序设计质量、效率的持续改进。