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基于SolidWorks和MasterCAM的曲面实体建模与数控编程
作者： 佚名&& 发表日期：
23:22:43 &&字体大小：
& & & 摘 要
& & & 　　　MasterCAM是流行的数控加工软件拥有强大的CAM能力，但CAD能力相对薄弱，特别是在曲面造型方便尤为不便。本文以MasterCAM的高兼容性为依托，通过SolidWork设计生成三维模型，以Matercam进行数控编程充分利用了两款软件优点解决了Matercam在曲面造型上的缺陷，并通过泵盖为案例，阐述了使用这两种软件进行模具设计与加工的方法和流程。
& & & 关键词：MasterCAM 、SolidWork、三维模型、数控编程、CAM、CAD
& & & 1 绪言
& & & 　　　本章阐述了曲面的加工现状、数控技术及CAD/CAM软件的发展概况，具体介绍了SolidWorks和MasterCAM的现状地位，明确指出了CAD/CAM技术所面临的问题。
& & & 1.1 课题背景
& & & 1.1.1曲面的加工现状
& & & &复杂曲面采用普通机加工方法是难以甚至无法完成的。我国在数控机床普遍应用以前，传统的模具曲面成形方法是采用&退火一铣削加工一热处理一磨削&或&电火花加工一手工打磨、抛光&等复杂冗长的工艺流程[1]，或是完全采用手工方式制造，即通过手工放样，手工打磨或辅助于电脉冲的加工方法来完成，为了在制造工程中进行检测，还需要制作大量型线样板，不仅制作周期长，工时、
& & & 材料使用量较大，并且加工精度不高，无法符合实际生产的需要。市场的竞争使得产品的研制生产周期变得越来越短，传统的加工设备和制造方法己难于适应高效、高质量加工要求[2]。
& & & 　　　随着计算机技术，微电子技术的发展，自动控制技术的发展和数字控制技术的产生与发展从一开始的操作已被广泛地用于加工表面，这在很大程度上改变了传统的落后的生产现状。利用加工数控机床配件，通常在多轴数控铣床和加工中心。
& & & 　　　用数控机床进行加工时，编制数控加工程序是最重要的一环，因为曲面类零件形状复杂，需要计算的量大，人工编程很难实现，现在大多使用自动编程，也就是我们说的CAD／CAM技术。利用CAD／CAM软件能够轻易的完成异型曲面零件的三维建模和自动化加工，之后使用后置处理器完成NC代码生成，如此就能够完成曲面零件的加工。
& & & 　　　综上所述，曲面的加工大多使用以CAD／CAM作为基础的多轴数控加工技术。国外对复杂曲面的加工，由于多轴联动的数控技术较为的成熟，并且已经解决了其铣削、精密磨削加工的设备问题和数控技术，和CAD建模和CAM自动化编程等问题，从而使其加工精度准确，产量多，做到了此类产品的系列化、标准化和规格品种的多元化。同国外相比，国内在规模、设备、标准化、加工精度、系列化和规格品质的多元化等诸多方面，都还存在着较大差距。
& & & 1.1.2数控技术的发展概况
& & & &20世纪40年代末期，因为军备竞争的需要，美国空军的资助了美国麻省理工学院(MIT)，此后MIT完成了数控机床的研究工作，在1952年推出了第一台数控机
& & & 床，并且在实际生产应用。之后，在西方一些工业发达国家数控技术被逐步推广开来。50多年来，随着计算机技术的快速发展，数控技术迅猛发展，目前数控机床已经经历了两个阶段六代的发展，发展到今天的数控机床综合应用了自动控制、计算机技术、精密测量和机床结构的最新成果[3]。数控机床自诞生以来，经历了数代的发展过程。高速高精加工、复杂曲面多轴联动加工、开放式数控系统已成为数控技术及其装备的发展趋势和研究热点[4]。数控编程方法由最初的手工编程过渡到APT语言编程，发展到现在的自动编程，使复杂型面的加工变为可能。编程人员根据零件图纸和其它所需要的加工信息，编制数控加工源程序，然后去控制机床实现整个加工过程是在使用数控机床进行加工时最重要的一环。原先使用的手工编程有如下的缺点：
& & & (1)所以点的坐标都需要要进行计算，工作繁琐，耗时巨大，并且很容易出现错误；
& & & (2)对复杂形状的零件，如风扇的叶片形状，不仅计算复杂，很多时候人工也难以实现。
& & & &上述问题交给计算机进行处理，问题就很好解决了。目前CNC自动编程过程是在三维绘图软件控制下，以人机对话的模式，在图形显示终端器上画制出加工毛坯和零件，选择刀具和机床并制定相应的加工工艺，便能够在计算机上产生并且显示刀具加工的轨迹，之后由相应机床的后处理器生成相应的NC代码。编程人员通过这个模式过程下的观察，能够及时地发现其中存在不合理的地方以及错误的参数从而进行修改，这样，最后所生成NC代码显然是符合生产实际的。它为缩短新产品研制周期、提高生产率、降低成本、保证产品产量创造了有利的条件，特别是对于三维复杂曲面零件，只要作适当的修改，便能产生新的对应的NC代码，因此它具有很大的柔性。这种采用计算机辅助设计绘图和编制数控加工程序的系统，就是我们所说的CAD／CAM。
& & & 1.1.3 CAD／CAM技术的发展概况
& & & 　　　CAD／CAM技术是一项综合性的、高技术含量的复杂系统工程。它涉及和系统工程、信息处理、涵盖计算机科学、计算机图形学、工程计算数学、结构分析计算及优化、数控编程、工艺规程设计、加工过程仿真和人工智能等诸多学科领域，体现了现代科学技术的相互渗透。CAD／CAM技术一般具有运动学研究、特性分析计算、产品构造几何模型、数控加工程序、模拟技术等较为完整的功能。
& & & 　　　CAD技术最早的含义是计算机辅助绘图技术，随着CAD技术的不断发展，CAD的含义也跟着发展成为现在的计算机辅助设计。一个完善的CAD系统，应包括应用程序库、工程数据库和交互式图形程序库。CAM技术最早的含义是指数控机床的应用，逐渐发展到现在的计算机辅助制造。
& & & 　　　早期的数控机床，零件加工的程序是由程序员根据机床控制系统的指令格式人工编写的，穿孔纸带是程序的载体，由相应的阅读装置把加工数据输入到数控系统，由于手工编程效率低下，这和数控机床的高效加工原则便成为了矛盾。针对这一情况，1957年在航空空间工业协会的资助下，MIT进行了数控编程语言的研究，并在l959年研制出了数控自动编程工具APT。APT语言是功能最全、开发最早的一种数控编程语言，APT语言相较于人工编程很大的提高了编程的效率，在国内外获得到了广泛的应用。可是APT编程系统相当的庞大，并且对于系统硬件设备和程序员的技术水平和都由较高要求，且APT系统由于存在制造信息流的不连续性与设计信息流和编程错误率较高等缺点，在大型曲面的数控加工中其局限性越来越显示出。
& & & 　　　60年代中期APT语言得刀成功广泛应用和开发，交互式图像编程技术出现了，交互式图像编程技术是根据计算机图形显示器上显示出来的零件设计图形，
& & & 在软件的支持下自动完成数控加工程序的编制工作。这样就使用户不需编写任何源程序，省去了调试源程序的繁琐工作。图像编程软件从图形库中直接调取零件图形后，就可以将它作为数控编程的依据，从而实现了制造信息流和设计信息流的连续，有利于CAD／CAM技术的集成。交互式图形生成技术的出现，加快了CAD／CAM技术的快速发展。
& & & 　　　60年代的中后期，在美国的部分大公司逐渐重视这一项新的技术，并进行大量投资从事CAD／CAM技术的开发和研究，这一时期，产生了用于二维工程绘图的CAD系统，标志着CAD／CAM进入发展阶段。从60年代末期到70年代中期，相继出现廉价的显示器等硬件和大容量的磁盘存贮器，数据库管理软件得到开发，这时的市场上就出现了以超小型和小型计算机为主的CAD／CAM系统。软件和硬件配套齐全并且价钱比之于大型机系统低廉，且这些CAD／CAM软件将绘图系统与几何数据管理相结合，这是这一阶段的CAD／CAM系统的特点。这些特点标志着CAD／CAM技术进入了成熟阶段。70年代末期，32位工程工作站和微型计算机的出现有力地促进了CAD／CAM系统的发展，出现了包括三维几何图形描述及其他软件包接口的CAD／CAM系统。80年代的中后期是CAD／CAM系统进入深入发展的阶段，通过加强三维立体造型等技术的研究，产生了大批以工程工作站做为基础的CAD／CAM系统，这些系统能够共享数据库，造型功能强大。
& & & 　　　这一阶段的图形显示软件性能增强了，这大大促进了图像编程技术的发展
& & & 和应用，如今几乎所有的CAD／CAM系统都采用了图像编程技术，它的功能已发展到了能够进行复杂曲面的多坐标数控加工编程，可以显示刀具轨迹，形象、直观地模拟数控的加工过程，这是干涉情况容易被发现以便及时予以修正。因而使可靠性大为提高，试切次数减少，对于不太复杂的零件，往往一次加工合格，其编程时间平均比用APT编程节省2／3左右[5]。
& & & 　　　近几十年来，CAD／CAM技术快速发展，己从第一代的只能用于二维绘图、尺寸和标注符号，第二代的将几何数据管理与绘图系统相结合，第三代的三维图形描述及其他软件的接口，第四代的以数据库作为为核心、包括实体和曲面造型的集成系统，发展到第五代的智能型系统。现如今，CAD／CAM技术已经成为了新一代生产领域的高新技术，并且随着计算机软、工程数据库技术和硬件技术的日益成熟，CAD／CAM技术将朝着可视化、标准化、集成化、网络化和智能化的方向发展，并将以其强大的先进性和优势，成为加快国民经济发展和国防现代化的一项关键技术。
& & & 　　　美国公司CNCSoftware开发的软件对硬件要求低、易学易用、操作灵活，因此深受工程技术人员和广大企业用户的欢迎。MasterCAM能适用于各种数控装置的机床，它是CAM和CAD集成在一起一个的完整软件。有曲面和实体造型、数控加工刀具轨迹计算和仿真加工、干涉检查、后置处理等功能。Mastercam还具有显著特点：接口丰富，兼容性好，Mastercam支持几乎所有数据转换的工业标准，并且与主流软件(如AutoCAD、Pro／E、SolidWorks、S01idEdge)设有专用接口，不用离开Mastercam环境即可打开另外系统的CAD模型[6]。
& & & 　　　SolidWorks是基于Windows 的三维CAD 软件,是面向产品级的机械设计系统，它提供了强大的参数化、基于特征的实体造型技术，在机械设计、模型设计行业被广泛使用[7]。在三维造型方面具有很大的优势。
& & & 　　　MasterCAM是一款功能强大CAD／CAM软件，主要由Wire、Desigll、Lathe、Mill四个功能模块组成，能够实现以下基本功能[8]。
& & & &(1)制造设计功能。MasterCAM软件的4个模块都可以进行设计造型．包括三维和二维图形。它能够建立各种复杂的曲面，如昆氏曲面、举升曲面、旋转曲面和直纹曲面等。在实体造型方面．它可以绘制立方体、球体、圆锥体以及圆柱体和环行体等等常见的立体．还可以旋转实体、挤压实体、升举实体、扫掠实体等等复杂形体。此外，MasterCAM还可以和其他图形格式的文件进行格式转换。
& & & 　　　(2)实现机械加工。MasterCAM软件能够实现车削加工、铣削加工和线切割激光加工。并且在每种加工过程中，还能实现多种加工方法的建立，如在车削加工中，MasterCAM帅提供8种车削的加工方法．包括钻孔、端面车削切槽、精车、快速加工和螺纹切削等，基本上能够解决实际车削中遇到的各种问题。
& & & 　　　(3)加工模拟仿真。MasterCAM软件可以实现在界面上模拟实际切削的过程。并且软件能够提供相应的加工情况报告，检测加工过程中可能碰到如的干涉、碰撞等问题。
& & & 　　　(4)和数控设备实现直接通信。MasterCAM软件可以在前期工作完成的基础上自动生成相应的NC代码．并且利用计算机的通信接口直接将代码送到数控设备中．从而实现了自动编程，省却输入程序和大量编写的时问。
& & & 　　　(5)数据交换功能和文件管理。通过数据转换器用户可以将多种类型的文件和MasterCAM数据库进行转换。MastercCAM软件还带有了材料库和刀具库等，使得实际加工变得相当的方便。
& & & 1.2 课题研究的目的和意义
& & & 全球经济的发展的同时新的技术革命不断取得新的突破和进展，技术的快速发展己成为推动世界经济增长的重要因素。市场经济的发展，使得工业产品向小批量、多品种、低成本、高质量的方向发展，为了加强和保持产品在市场上的竞争力，产品的生产周期、开发周期变得越来越短。为了满足市场的需要，生产周期必须进一步缩短，以便能够使产品尽快投入市场：同时加工质量必须进一步提高，以生产出更好的产品。
& & & &SolidWorks软件是中端三维CAD软件,软件最大的特点是容易掌握、易学易用,对硬件的要求相对较低。MasterCAM美国公司NC Software所开发研制的 CAD/CAM系统软件，因其卓越的加工功能，在世界上拥有庞大的忠实用户，被泛应用于&航空&&机械&&造船&等各个领域。 可是MasterCAM的设计CAD功能相对薄弱,在进行复杂曲面造型设计时比较困难,而造型设计这正是 SolidWorks的优势所在.
& & & &泵是作为使液体增压或输送液体的机械。在石油和化工部门的生产过程中，原料、成品和半成品大多是液体，而将原料制造成成品和半成品，必须要经过复杂的工艺过程，泵在这些个过程中起了提供化学反应的压力流量和输送液体的作用，此外，在很多装置中还需要泵来控制温度。在农业生产当中，泵是主要的排灌机械。我国幅员广阔，每年农村都需要大量的泵，在冶金工业和矿业中，泵也是使用最多的设备。矿井需要用泵来排水，在冶炼、选矿和轧制过程中，需用泵来供水等。在电力部门，核电站需要二级泵、三级泵、核主泵、热电厂需气动泵。
& & & 在国防建设中，飞机起落架襟翼、和尾舵的调节、坦克炮塔和军舰的转动、潜艇的沉浮等都需要使用到泵。有放射性和高压的液体，有的还要求泵无任何泄漏。
& & & 总之，不管是飞机、坦克、火箭、潜艇、还是采矿、钻井、船舶、火车，还是日常的生活，到处都需要用泵，到处存在泵在运行。正因这样，泵才列为通用机械，它是机械工业中的一类主要产品。
& & & 1.2 课题的主要研究工作
& & & &本文通过SolidWorks、MasterCAM这两款软件的结合使用以泵盖为案例为曲面的数控加工提供实用、高效的方法。以达到提高凸形曲面加工综合效益的目的，同时也为同种类型的曲面加工提供借鉴。大大提高从曲面物体设计到生成的过程，使企业更有竞争能力。
& & & 2 总体设计思路
& & & 　　　曲面的加工大多采取以CAD／CAM为基础的多轴数控加工技术，MasterCAM能将CAD和CAM集成在一起，但其曲面建模功能有限，而SolidWorks具有强大的建模功能。本文首先利用SolidWorks建立零件的实体模型，结合MasterCAM 强大的加工优势来实现零件的数控编程，为曲面的数控加工提供了一种实用、高效的方法。总体思路如下：
& & & 　　　首先在SolidWorks建立实体零件的三维CAD 模型，保存时选择IGES 格式。MasterCAM软件具有非常强大的文件转换功能,比如SolidWorks Files[*.SLDPRT]、Pro/E Files[*.PRT，*.ASM]、AutoCAD Files[*.DWG，*.DXF]、IGES Files[*.IGS，*.IGES]、Solid Edge Files[*PAR，*PSM]等十几种，几乎囊括了目前市场中所有的机械CAD软件所生成的文件。Mastercam程序和文件转换器集成在一起，不用执行特别的命令，只要需要在打开文件时选择相对应的文件类型即可。由SolidWorks建模保存的IGES 格式文件可以在MasterCAM顺利打开。具体步骤为；运行 MasterCAM 软件，选择【File】/【Open】，弹出对话框，在文件类型选项中选择 IGES 格式即可找到 相应 IGE 模型文件，单击对话框中的打开按钮，文件即可导入[10]。然后根据产品的特点和材料选取适当的加工方式和刀具，并设定相应的加工参数，由CAM模块生成对应的刀具路径并仿真校验，而后根据所需机床数控系统的型号，选取适合的后置处理文件，对包含了刀具路径数据的NCI文件进行处理，最终生成加工物品的相应NC程序的G代码，同时传送到数控机床实现数控加工，有时由于用户所使用的数控操作系统及数控机床类型各不相同，MasterCAM自动生成的NC程序有时还要需要针对机床说明书的具体规定进行少量的修改和编辑[12]。
& & & 3 SolidWorks中的曲面模型的建立
& & & SolidWorks中特征都是基于草图而建立的[11]，下面以泵盖为例说明基于特征的建模过程。首先，选择一基准面建立草图如图3.1所示，选择拉伸功能拉伸草图得到模型如图3.2所示。其次，选择模型顶面为基准面建立草图如3.3所示，再次选择拉伸功能建立模型如图3.4所示。最后，使用异型孔向导为泵盖增加相应的导孔，用倒角功能为泵盖增加相应的倒角，则泵盖建模完成如图3.5所示，将文件保存为IGES 格式。
& & & 　　　&
& & & 4 基于MasterCAM的泵盖模型模拟加工
& & & 　　　 利用Mastercam生成数控程序(NC代码)一般有三个步骤：首先利用CAD模块建立产品的二维或三维模型或是导入其它软件绘制的图形(这里使用的方法是用SolidWorks建立模型后导入),然后根据产品的材料、特点选取适当的加工方式和刀具，并设定相对于的加工参数，由CAM模块生成相应刀具路径并仿真校验，最后根据目标机床数控系统的型号，对包含了刀具路径数据的NCI文件进行处理，最终生成加工物品的相应NC程序的G代码，同时传送到数控机床实现数控加工，有时由于用户所使用的数控操作系统及数控机床类型各不相同，MasterCAM自动生成的NC程序有时还要需要针对机床说明书的具体规定进行少量的修改和编辑。
& & & 4.1泵盖模型从SolidWorks到MasterCAM的文件转换
& & & &打开MasterCAM软件，操作界面左上角的文件中的打开文件选项，在文件类型中选择所有类型找到前面SolidWork保存的为IGES格式文件。打开该文件则完成SolidWork到MasterCAM的模型转换工作。
& & & 4.2MasterCAM 常用曲面加工方式
& & & 4.2.1粗加工
& & & （1）平行铣削：先每层进 Z深度铣削，之后再每层 Y、X方向平行铣削。优点是处精度较一致处精度较一致处精度较一致，处精度较一致，可用于大多数得曲面加工。缺点是加工时间长，提刀次数多，效率低，90 度的垂直面会出现不加工现象，垂直度越高精度越差。
& & & （2）放射状加工：先每层进 Z 深度铣削，之后再在每层中以一个点中心呈放射状加工。优点是适用于一些圆状物体和一些类似于圆形的物体的加工且提刀少。缺点是放射点周围精度高，但越离放射点越远，精度越差。
& & & （3）等高加工：保证 Z 方向高度值，每层深度保持一致加工。优点是极少提刀，效率高。缺点是精度不高，遇到曲面比较平直的地方就会出现加工不到的现状。
& & & （4）挖槽粗加工：在指定一个加工范围内，对工件的进行分层铣削（加工参数确定后要给予加工范围）。优点是基本适用于所有曲面物体加工，效率高，提刀少。缺点是精度不够高。
& & & （5）钻削式加工：用钻头对曲面进行类似钻孔方式分层加工。优点是效率高，缺点是提刀多，精度差。
& & & 4.2.2 精加工
& & & （1）平行铣削：每刀间距以平行的方式加工。优点是通用性较高，每处精度能够保证一致。可以适用于大多数曲面的加工。缺点是垂直度高的曲面精度较差，90 度面不加工。
& & & （2）浅平面加工：对一些比较平直的曲面进行辅助性加工。优点是对平直度比较高的曲面进行较高精度的加工。缺点是不能加工斜度较大的曲面，只用于辅助类加工。
& & & （3）交线清角：在曲面的交线处对残料清理进行加工。优点是能够保证交线处的精度。缺点是只能加工交线处，作为辅助性加工。
& & & （9）残料加工：扫描曲面经过分析以后对所有可能有残料的地方进行加工。优点是能够清理精加工后的残料。缺点是可能会发生过切，并作为辅助加工。
& & & （10）环绕等距：保证 XY 方向间距值，每刀间的间距保持一致进行加工。优点是可以保证整个曲面的每刀的间距精度，适用范围广，精度高，。缺点是加工时间长，NC文件大。[13]
& & & 4.3凸形曲面加工刀具的选取
& & & 　　　刀具的选取和参数的定义是数控编程的重要内容之一，它不但影响加工效率同时直接影响产品的加工质量。在数控铣削加工中最常用的刀具类型有球头圆角铣刀(Hog Nose Cutter)、铣刀(Ball Nose Cutter)和平底铣刀(End Mill)，另外还有鼓形刀、盘形刀和锥形刀。
& & & 　　　平底铣刀端面铣刀在平面加工的切削质量和切削效率方面的明显优势：一是加工效率比较高，在同意的加工条件之下，有效半径的相对较大，平底铣刀可以采用比较大的行距，具有较大的加工效率；二是切削性能好，直角立铣刀的切削刃上在不同位置处的切削速度相同，切削性能好。另外便宜、刀刃强度高。平头铣刀是平面加工最常用的刀具之一，但由于受成形方式和刀具形状的影响，它主要适合于中凸、曲率变化较为平坦的曲面的加工。
& & & 　　　球头铣刀切削能力差，越接近球头的底部，切削条件越差，但是球形铣刀有着不可替代的优点，球形铣刀加工、球形砂轮磨削等是点接触成形的加工方式。该加工方式的特点是，球形表面法矢指向全空间，加工时对益面法矢有自适应能力[14]，所以球头铣刀具有曲面加工干涉少、表面质量好的特点，在带有复杂曲面的零件加工中应用最普遍[15]
& & & 　　　圆角铣刀广泛应用于粗精铣削加工当中，它具有这平底铣刀和球头铣刀共有的特点。合金刀片在加工质量、切削效率以及强度方面有较大的优势，因此为了适应数控机床对刀具易调、稳定、耐用、可换等的要求，近几年镶片式合金刀片获得了越来越广泛的应用。
& & & 4.4泵盖的加工参数确定
& & & &泵盖是先进行精加工的参数设定。选择刀具路径中的曲面精加工内的精加工环绕等距加工，选择界面同上面所述，具体参数为圆鼻刀D20，r10、参考点X200 Y0 Z100、安全高度50、参考高度30、下刀位置5、加工余量0，环形等距精加工参数：最大切削间距0.6、由内而外环切激活、切削顺序依据最短距离激活、限定深度为相对于刀尖、最高位置30、最低位置0。
& & & &完成精加工设定以后，隐藏路径，注意在设定粗加工前点击下图4.1所注光标按钮，其意义是先进行粗加工后进行精加工且粗加工按照精加工路径，接着选择刀具路径中曲面粗加工内的粗加工残料加工，具体参数为圆鼻刀D20，r6.255、参考点X100 Y0 Z50、安全高度50、参考高度30、下刀位置5、加工余量1,残料加工参数Z轴最大进给量5、步进量10、O打断激活、由下而上切削关闭、切削深度O绝对坐标最高位置30、最低位置0、自动调整加工面的预留量相当于刀具刀尖、所有先前是操作激活其他默认。完成这一切以后则可以进行刀径路径的检验。
& & & &图4.1&
& & & 4.5 用MasterCAM检验刀具路径
& & & 　　　MasterCAM的模拟仿真功能，可以查看刀径路径如图4.2，可以进行三维真实动态仿真加工图,4.3为加工效果图，在仿真过程当中刀具沿着所定义的加工轨迹进行动态加工，可以直观地掌握数控加工的全过程，判断刀具轨迹的合理性、连续性，以及是否存在空走刀、刀具干涉、撞刀等情况，刀位的计算是否正确等。所以生成泵盖的加工走刀路径后，用Mastercam软件的刀具路线校验功能，能够很方便地检查刀具路径的正确与否，然后用户可以根据自己的需要进行适当的修改。
& & & &图4.1 图4.2&
& & & 4.6后置处理技术概述和泵盖NC代码生成
& & & &执行特定数控指令的结果是数控机床的各种运动，数控程序即完成一次加工过程需要连续执行一连串的数控指令，也就是我们所说的NC代码。在计算机辅助制造过程当中，前置处理是指将CAD设计的模型，通过CAM软件模块计算产生刀位轨迹文件的整个过程称。刀位轨迹文件给出的是刀具在工件坐标系中的位置数据，包括刀轴矢量和刀心点坐标，而不是数控程序。所以，要获得数控机床加工程序，还需要将前置计算所得的刀位轨迹文件换成具体机床的NC程序代码，该过程称为后置处理。
& & & &后置处理的任务就是根据控制指令格式和具体机床运动结构，将前置计算的刀位数据变换成机床各轴的运动数据，并按其控制指令格式来进行转换，成为数控机床的加工程序。由此可见，后处理技术是整个计算机辅助制造过程中相当重要的部分，没有这部分的技术就不能生成NC代码，也就无法谈数控加工了。
& & & &后处理系统分为专用后处理器和通用后处理器。通用后处理器一般是指后处理程序功能的通用化，即可以对不同类型的数控系统对刀位文件进行后处理，输出数控程序。大多情况下，通用后处理器要求输入刀位文件和数控系统特征文件(也称为后处理配置文件)，输出符合该数控系统指令集的数控程序。专用后处理器一般是指针对专用数控编程系统和特点数控机床的特点而开发的专用后处理程序，通常直接读取刀位文件中的刀位数据，根据特定的数控机床指令集及代码格式将其转换成数控程序输出[12]。
& & & &具体实现后置处理技术的后处理器(Post&Processor)是一个用来处理由CAD或APT系统产生的刀位数据文件的应用程序。刀具路径数据文件包含着完成某一个零件加工所必需的加工指令，后处理器就是要把这种加工指令解释为加工机床所能识别的信息，即生成适用于该机床的数控加工程序[16]。
& & & &在设定完所有参数以后点击界面左边的&G1&图标如图4.3所示：
& & & 5 MasterCAM软件后置处理数控程序的修改
& & & &因为用户所使用的数控操作系统及数控机床类型各不相同，MasterCAM系统自动生成的NC程序常常还要需要针对机床说明书的具体规定进行少量的编辑和修改，此后才能供机床使用。
& & & 　　　通过对于软件自动生成的NC程序进行认真研究后可以发现：程序中间部分用了简单的G0、G1、G2、G3指令。其它指令很少，这样的程序有较好的通用性很好，可以针对数控系统特点、机床类型进行手工修改。
& & & 　　　对MasterCAM默认的的后处理文件直接生成的程序进行的修改，其主要有以下几个方面：
& & & (1)程序开头部份的修改
& & & 　　　(a)当NC文件中的注释行不被有些控制器接受时：程序中的有关内容删除，有关加工类型和刀具的信息可以通过程序文件名的方式体现。
& & & 　　　(b)将A轴，即第四轴关闭。若加工该模具曲面的机床是三轴的：则将程序中的A0删掉；
& & & 　　　(c)刀具在调用T1 M6分行显示或直接去掉；
& & & 　　　(d)增加工件坐标系的指令：常用G54、G55、G56、G57、G58、G59
& & & 　　　(e)为避免工作与刀具或夹具发生干涉，在移动X、Y轴移动之前应当先把刀具沿Z轴提高到安全高度。
& & & (2)程序结束的修改：加工结束后让刀具抬起到合适高度便于拆卸工件、更换刀具；各个轴不回相应参考点，便于手动换刀节省时间；
& & & 6总结
& & & &随着高新技术的不断发展，复杂曲面的应用变得越来越广泛，复杂曲面制造的实现和发展，又取决于复杂曲面的制造技术和设计技术。从本文的实例中可以看出曲面实物加工的数控编程程序非常的冗长，由人为编程基本是不可能实现的事情，所以数控自动编程软件MasterCAM的存在和使用时非常有意义的。本文将SolidWorks软件的CAD优势和 MasterCAM软件CAM的优势有机的结合起来从而能够大大缩短用户精确设计与加工产品的时间。
文章关键词：基于SolidWorks和MasterCAM的曲面实体建模与数控编程From：&要看到更多内容，请联系客
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