凸模零件的数控编程及仿真综述

摘要：本课题结合具体的凸模零件铣削加工过程，介绍了数控技术、数控的发展趋势、数控铣床的应用、利用Mastercam完成人机交互的图形交互编程。运用所学知识和资料的查阅对零件图的分析、制定工艺路线、确定工艺方案，包括机床的选择、基准的选择、确定装夹方式、刀具的介绍与选择、切削用量的选择、程序的编制、仿真加工，深入、全面了解零件数控加工的全过程。

关键字：数控自动编程 仿真加工 人机交互

Abstract: This subject combines with the specific milling process of the punch parts, introduces the numerical control technology, the development trend of the numerical control, the application of the numerical control milling machine, completes the human-computer interactive graphical programming with Mastercam. Use the knowledge and data access to the parts drawing analysis, the development of process routes to determine the process options, including the selection of machine tools, benchmarking, determine the clamping method, the introduction and selection of tools, the choice of cutting dosage, the preparation of the program , Simulation processing, in-depth, fully understand the whole process of CNC machining parts.

1 选题的目的及意义

手工编程工作量很大，通常只是对一些简单的零件进行手工编程。但是对于几何形状复杂，或者虽不复杂但程序量很大的零件，编程的工作量是相当繁重的。这时手工编程便很难胜任，即使能够编制出，也是相当费时的，而且易出错。这时需采用自动编程，复杂形面的数控加工编程必须借助于CAM软件，利用计算机的高速计算性能，在编制合理数控工艺的基础上，才能编制出理想的数控加工程序。

自动编程是利用计算机专用软件编制数控加工程序的的过程。首先，编程人员利用专用软件的绘图功能（CAD功能）将零件图形输入到计算机中，让后利用软件的后处理（CAM功能），由计算机自动生成零件加工程序，然后通过计算机与数控系统的串行通信接口把加工程序送入数控机床，对零件进行加工。

本课题采用的是交互式图形自动编成系统，交互式图形自动编程系统采用图形输入方式，通过激活屏幕上的相应菜单，利用系统提供的图形生成和编辑功能，将零件的几何图形绘制到计算机上，完成零件造型。同时以人机交互方式指定要加工的零件部位，加工方式和加工方向，输入相应的加工工艺参数，通过软件系统的处理自动生成刀具路径文件，并动态显示刀具运动的加工轨迹，最终生成适合指定数控系统的数控加工程序。并通过通讯接口，把数控加工程序送给机床数控系统完成加工。

CAM编程是当前最先进的数控加工编程方法，它利用计算机以人机交互图形方式完成零件几何形状计算机化、轨迹生成与加工仿真到数控程序生成全过程，操作过程形象生动，效率高、出错几率低。而且还可以通过软件的数据接口共享已有的CAD设计结果，实现CAD/CAM集成一体化，实现无图纸设计制造。

同一个零件在不同的数控机床上加工,由于数控系统的指令形式不尽相同,机床的辅助功能也不一样,伺服系统的特性也有差别,因此数控程序也是不一样.但在前置处理过程中,大量的数量处理,轨迹计算却是一致的.这就是说,前置处理可以通用化,只要稍微改变一下后置处理程序,就能自动生成实用于不同数控机床的数控程序来,后置处理相比前置处理,工作量要小的多,但它灵活多边,可以适应不同的数控机床.

2 国内外同类研究现状

数控自动编程技术发展很快。最初的数控编程系统主要代替手工进行计算机辅助几何参数计算。而现在的编程系统，只要给出零件的最终加工尺寸、精度和材料，计算机便可自动计算出几何参数等加工过程所需的全部信息。有的系统如EXAPT系统甚至能够部分解决工艺过程最佳化的问题。数控自动编程系统主要由硬件和软件组成。硬件主要由计算机、穿孔机、绘图机、磁盘或磁带等外部设备组成；软件主要包括编程语言和程序系统(编译系统)。自动编程的方法是由编程人员根据零件图的要求，进行工艺分析，用编程语言在计算机上编写零件加工的源程序，将该源程序送入计算机，经过计算处理后，计算机便自动地输出零件数控加工程序单，绘出零件加工刀具运动中心轨迹，制作穿孔纸带。