本站小編為你精心準備了Mastercam軟件口罩機熔接齒模工藝和數控加工參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：口罩機的熔接齒模是口罩機的關鍵部件，加工精度直接影響到口罩的過濾效果和密封性。文中分析了熔接齒模的結構特征，制定合理加工的工藝，運用mastercam軟件動態銑削加工策略和強大的替換軸功能，為實現齒模高效、穩定的數控加工提供了解決方案。

關鍵詞：熔接齒模；動態銑削；替換軸

0引言

在2020年初疫情肆虐之際，口罩供應緊張，各廠商紛紛擴大產能以滿足市場需求，作為口罩機的關鍵部件熔接齒模在高負荷的工作下易產生磨損，需定期更換。熔接齒模形狀復雜，尺寸精度與形位精度要求高，對編程人員而言是一個不小的挑戰。

1問題提出

某一校企合作企業接到了生產口罩機熔接齒模的定單圖樣，如圖1所示。企業立即研發生產，由于之前產品類型以三軸數控加工為主，對于這類輥子類型零件加工缺乏經驗，出現較多問題，具體有：

1）小直徑刀具易發生斷刀情況，加工一個零件要更換3把刀，導致加工效率低下；

2）程序抬刀、跳刀、空刀過多，做無用功，影響加工效率；

3）整體加工時間過長，零件要連續加工近30h才能完成；

4）試切無紡布時，發生毛邊、局部未切斷等情況。簽訂合同時客戶已預付全款，合同約定若未能在規定時間內交貨將支付數倍的違約金，這將嚴重影響企業聲譽。為此企業負責人心急如焚，尋求我院大師工作室技術支持。我工作室接手后組織人手針對上述問題展開研究，仔細觀察切削過程，多次試驗后找到問題癥結所在：

1）主軸轉速偏低是造成斷刀的主要原因。現有四軸加工中心主軸最高轉速為8000r/min，無法滿足小直徑刀具的線速度要求。采取了主軸更換為高速主軸，轉速可達13000r/min，并增加主軸油冷裝置等措施。

2）增加一把R0.5小直徑刀具，利用加工中心自動換刀功能，分段執行加工程序，避免刀具磨損過快和產生崩刀。

3）運用Mastercam軟件優化的加工程序[1]，解決了程序抬刀、跳刀、空刀過多等問題，選擇動態加工策略，加工效率提升40%，縮短了加工時間。

4）無紡布產生毛邊、局部未切斷等問題是由于熱處理后刀口變形大，刀口與齒模的高低差不合理的原因造成的。解決的方法是刀口留有余量，熱處理后再精加工刀口，下機前打表檢測刀口與齒模的高低差，合格后方可拆下零件。經采取上述措施后，企業順利生產出熔接齒模零件，按期交貨，為企業贏得聲譽及可觀的經濟效益，擴大了工作室在社會上的知名度。

2齒模生產工藝流程

熔接齒模的加工工序較多，具體流程如表1所示。基于篇幅所限，本文僅對工序4銑削加工環節展開論述。

3零件加工準備

3.1零件三維造型

運用Mastercam軟件通過選擇拉伸、旋轉、投影、掃略、布爾結合等命令生成圖3所示的三維實體圖，過程略。

3.2零件結構分析

熔接齒模是一個旋轉體類零件[2],圓周表面密集分布著各類結構特征,有許多細小錐形齒和標記分布在旋轉面上。齒模上有500多個小錐形齒，各特征之間的間距小，形狀復雜，加工區域多，主要可分為滾花齒、刻字標記、鍵槽、齒型和刀鋒刃口等加工區域。加工時間長，工序環節多。

3.3加工難點分析

1）圓跳動與同軸度的精度均為0.005mm，曲面精度為0.01mm，對設備的精度要求高；

2）最小區域只能使用R0.5的球刀，剛性差，加工效率低下；

3）零件材質較硬，刀具磨損快，加工成本較高；

4）經熱處理后，齒模會產生變形，精度難以保證；5）結構特征復雜，每一個小齒模需要單獨拾取，編程繁瑣。

3.4加工程序編制

3.4.1加工工藝制定

合理規劃工藝路線及加工工步至關重要，經過綜合分析，熔接齒模的加工工藝制定如下：模型整體粗加工（10立銑刀）→模型整體二次粗、精加工（6立銑刀）→區域粗加工（3R0.2圓鼻刀）→區域半精加工（1.5R0.2圓鼻刀）→區域精加工（1R0.5球刀）。

3.4.2加工程序設計

將齒模圓柱表面上的結構特征沿X軸展開，運用動態銑削加工策略，生成刀具路徑。將Y軸運動軌跡替換成X軸與A軸的聯動[3]，熔接齒模的形狀復雜，運用替換軸功能編程可快速生成加工程序。二次開粗時可基于上一刀路或剩余毛坯計算，節省開粗時間。分別拾取刀鋒刃口邊界線、齒模邊界線，刻字標記邊界線，添加必要的輔助線，運用纏繞功能將其展開，運用2D動態銑削功能生成圖4所示的加工軌跡，再修改參數，運用替換軸功能將其替換為Y軸，選擇順時針旋轉，替換旋轉直徑為79mm。動態銑削主要參數設定如圖5所示。

3.4.3刀具選用及切削用量的選擇

熔接齒模的輪廓復雜，加工區域多，細微輪廓數量多，間距小，精加工只能采用小直徑刀具清根，對刀具的性能要求高，為增加刀具剛度及耐磨性，粗加工采用圓鼻銑刀，清根采用錐度銑刀，以直徑1mm的刀為例，如圖6所示。刀具的切削用量如表2所示。

4零件銑削加工

4.1加工前準備

熔接齒模的形位精度要求高，根據工藝安排，需采用一夾一頂的裝夾方式。工件裝夾前需找正回轉工作臺的回轉中心及校正尾座的直線度，尾座的中心頂尖應與回轉工作臺的中心線在同一高度，如圖7所示。

4.2確定加工坐標系

三軸數控銑床加工坐標系一般設定在工件上表面，熔接齒模屬于回轉體類零件，加工需采用一夾一頂的裝夾方式。為了編程及操作的方便，將坐標X、Y設定在工件最大輪廓的左端面上[4]，Z坐標設定在工件的回轉中心線上，如圖2所示。

4.3加工零件

將刀具對完刀長后依次放入刀庫，可避免手動換刀失誤，首件加工時需注意觀察切削過程，優化加工參數，為批量生產作準備。加工完成后打表檢測刀口的高度，檢測合格后方可拆下工件，如圖8所示。

5結語

本文對一體式KN95熔接齒模作了詳細的工藝分析，針對齒模精度要求高、加工難度大、生產效率低等現狀，運用Mastercam軟件動態銑削加工策略、強大的替換軸功能，解決了其他軟件程序抬刀、跳刀、空刀過多導致加工效率低下的問題，生產效率提升40%以上，同時也降低了刀具損耗。結果表明，Mastercam軟件簡化了編程過程，提高了編程和加工的效率，并充分發揮了多軸數控后制處理的技術優勢，幫助加工企業充分利用現有CNC設備，快速適應市場變化，為其他類似復雜零件的編程處理提供了重要的參考。

作者：林冰香 單位：龍巖技師學院