- Mastercam X5數控編程技術實戰特訓
- 寇文化主編
- 143字
- 2019-03-01 21:03:06
1.3 鼠標按鍵銅公編程特訓
例題1-2
銅公說明:如圖1-144所示是一款鼠標按鍵的模具圖及銅公圖。本章將對主要成型的大身外形銅公的粗公和幼公進行數控編程。
任務:根據已經拆好的銅公圖mcbook-8-02.igs,進行數控編程。
要求:火花位為幼公單邊-0.075,粗公單邊-0.25。

圖1-144 鼠標按鍵模具及銅公
本例編程思路:要先補好頂部狹槽面,再進行加工編程。先編幼公,再復制改參數得到粗公的程序。基本步驟:
(1)圖形處理,零點設定。
(2)工藝分析及規劃,建立刀具、毛坯、操作群組名。
(3)用戶刀庫的建立方法。
(4)建立開粗刀路。
(5)建立外形基準平面的光刀。
(6)建立孔位開粗及光刀。
(7)建立曲面的加工刀路。
(8)建立粗公的刀路。
(9)模擬檢查,修正錯誤。
(10)后置處理。
CNC加工不到的狹槽,將會在后續的工序中采用線切割的方法進行加工。
1.3.1 圖形處理及設定零點
本節任務:將銅公圖調入,檢查零點。
(1)調入銅公圖。打開軟件,執行主菜單【文件】|【打開文件】命令,或直接在工具欄里單擊【打開】按鈕,系統彈出【打開】對話框,選擇
,選取mcbook-8-02-0.igs文件。
(2)檢查銅公,零點及坐標系基本符合要求,如圖1-145所示。

圖1-145 調出銅公圖
(3)文件另存盤為mcbook-8-02-ok.mcx-5。
1.3.2 工藝分析及規劃
本節任務:銅公加工工藝分析及規劃,建立毛坯、空操作群組名。
1.銅公加工工藝分析及規劃
(1)銅公加工要求:臺階面以上部分的型面包括孔位留火花位、臺階位平位及四周基準按圖加工到位。
(2)開料尺寸:70×65×45,材料為銅。
(3)幼公的刀路規劃。
① 操作群組K02P,用ED8平底刀開粗,留0.2余量。
② 操作群組K02Q,用ED8平底刀對基準面光刀,留-0.075余量。
③ 操作群組K02R,用BD6R3球頭刀對曲面進行半精加工,留0余量。
④ 操作群組K02S,用BD6R3球頭刀對曲面進行光刀,留-0.075余量。
2.進入加工模塊建立毛坯
執行主菜單【機床類型】|【銑床】|【默認】命令,在左邊的【操作管理】中出現了新的項目,單擊【屬性】前的“+”號,展開其中的項目,如圖1-146所示。

圖1-146 展開項目
在圖1-146所示中單擊【材料設置】按鈕,系統彈出【機器群組屬性】對話框,選取【材料設置】選項卡。單擊【所有曲面】按鈕,系統自動計算出材料的尺寸。記錄工件的最高值Z為31.79,該數據是加工對刀的參考值,然后設置為實際開料尺寸,如圖1-147所示。
3.建立空群組
在圖1-3所示的【操作管理】中,用鼠標右鍵單擊,在彈出的快捷菜單中選擇【群組】|【重命名】命令,將其名字改為K02P。再右鍵單擊
,在彈出的快捷菜單中,選擇【群組】|【新建刀具路徑】命令,生成新的刀具路徑群組
,將其名字改為K02Q。
同理,生成新的刀具路徑群組包括粗公的群組,將其改名為K02R、K02S、K02T、K02U、K02V和K02W,如圖1-148所示。

圖1-147 設置材料參數

圖1-148 建立新的刀具路徑群組
文件存盤,單擊【保存】按鈕。
1.3.3 用戶刀庫的建立
本節任務:以之前編程圖為例,學會刀庫的建立。
將之前所定義的刀具存儲為刀庫,這樣可以避免做重復性的工作,提高編程效率。
打開第1.2節已經完成的編程文件mcbook-8-01-ok.mcx-5。在【操作管理】中展開K02A群組,單擊刀路操作1的,系統彈出【曲面粗加工挖槽】對話框,選取【刀具路徑參數】選項卡。右鍵單擊選取刀具ED12,在彈出的快捷菜單中選取【編輯刀具】選項,系統彈出【定義刀具】對話框,單擊【保存至刀庫】按鈕,在系統彈出的【保存至資料庫】對話框中輸入刀庫文件名為08-mcbook,默認的擴展名為tool-5,如圖1-149所示。單擊【保存】按鈕。

圖1-149 建立刀庫文件
同理,可以將其他刀具存儲在刀庫文件08-mcbook.tool-5中。也可以根據車間的實測刀具數據資料,先在軟件中建立新刀具,再將其存儲在刀庫文件08-mcbook.tool-5中。
配套光盤中提供了一份比較完整的刀具庫08-mcbook.tool-5。讀者可以結合自己公司的實際情況,進行修改或自行建立。
要注意
注意這個刀庫文件默認存儲的文件夾是C:\USERS\PUBLIC\DOCUMENTS\SHARE DMCAMX5\MILL\TOOLS。讀者在練習時注意自己電腦的配置,找到相應的目錄。為了方便初學者學習,本章已經將這個刀庫文件提供給讀者,讀者只需要把這個文件復制到這個目錄中并改名即可。先將系統默認的刀庫文件Mill_MM.Tool-5改為其他名,如Mill_MM-bak.Tool-5,再將復制的08-mcbook.tool-5的文件名改為Mill_MM.Tool-5。
也可以在配置文件中設定08-mcbook.tool-5為默認刀庫文件。在主菜單中執行【設置】|【系統配置】命令,系統彈出【系統配置】對話框,選取【文件】選項,在【文件用法】中,單擊尋找【銑床刀具庫】,在其下方的【選中項目的所在路徑】參數欄中單擊【選擇】按鈕,在彈出的【打開】對話框中選擇文件08-MCBOOK.TOOLS-5,然后單擊【確定】按鈕
,將參數文件存盤,如圖1-150所示。

圖1-150 設置配置文件
1.3.4 建立群組K02P用于開粗
本節任務:建立開粗刀路。完成三項任務,一是對臺階面以上部分進行開粗;二是對銅公最大外形臺階位從上到下進行開粗;三是對頂面半精加工。
1.對臺階面以上部分進行開粗
方法:采取粗加工曲面挖槽的方法進行加工。在做刀路之前應該創建邊界線,該線要足夠大,以保證開粗切削干凈。
(1)創建輔助線。
檢查此時的構圖平面為頂視圖,2D繪圖模式,設定構圖深度Z=0。工作層為第9層,命名為linshi-xk。工作顏色號為2。
單擊工具欄中的【矩形】按鈕,創建以銅公零點為中心,邊長為70×65的矩形,如圖1-151所示。

圖1-151 創建輔助線
小提示
可以使用繪圖命令中的【邊界盒】命令,也可以使用如圖1-147所示的【邊界盒】按鈕來測量圖形,該銅公有效型面的最大尺寸約為55×50。為了能夠將這個有效型面完全用ED8平底刀使用曲面挖槽方法加工出來,需要做矩形邊界線最小尺寸為63×58。本例實際使用的矩形邊界線大小為70×65就可以滿足要求。
(2)在【操作管理】的【刀具路徑】選項卡中用鼠標拖動箭頭,移到K02P群組下方。
(3)參考第1.2.3節,設置系統參數,使生成的NC文件名和群組名相同。確保配置文件mcamxm.config中的參數被選中。
小提示
同時也可以取消【提示選取】的參數。介紹這部分的目的是,為了進一步說明系統配置參數的設置方法及含義,以便在實際工作中靈活運用。
(4)在主菜單中,選取【刀具路徑】|【曲面粗加工】|【粗加工挖槽加工】命令。系統彈出【輸入新NC名稱】對話框,系統給定的名稱默認為群組名,不要改名,單擊【確定】按鈕,如圖1-152所示。

圖1-152 進入NC操作
(5)系統要求選取加工面,將圖形放置在前視圖,用框選的方法選取加工面,按Enter鍵,如圖1-153所示。

圖1-153 選取加工面
小提示
為了使圖形顯示清晰,可以關閉毛坯的顯示。在圖1-147所示的對話框中,取消復選項的選取。另外,把圖形放在前視圖上選取曲面后,一定要再次檢查編程時的構圖平面和視角平面為俯視圖,否則,可能會出現錯誤。
(6)系統彈出【刀具路徑的曲面選取】對話框,單擊【邊界范圍】的【選擇】按鈕,系統彈出【串連選項】對話框,這時將圖形切換到等角視圖并再次確認構圖平面為頂視圖。選取【串連】模式,在圖形上選取剛創建邊界線,如圖1-154所示。
(7)定義刀具。在圖1-154所示中單擊【確定】按鈕兩次,系統彈出【曲面粗加工挖槽】對話框。在【刀具路徑參數】選項卡中,單擊【選擇庫中的刀具】按鈕
,系統彈出【選擇刀具】對話框,單擊【新刀庫】按鈕
,在彈出的【選擇刀庫】對話框中,選擇剛建立的刀庫文件08-MCBOOK.TOOLS-5,單擊【確定】按鈕
。在更新的【選擇刀庫】對話框中選取ED8平底刀,如圖1-155所示。

圖1-154 選取邊界線

圖1-155 從刀庫里選取ED8
(8)設置曲面加工參數。在【曲面粗加工挖槽】對話框中,選取【曲面加工參數】選項卡,參數按圖1-156所示設置。其中,【安全高度】為50.0,【參考高度】為35.0,均為絕對坐標方式。余量參數【預留量】為0.2,其余參數不變。

圖1-156 設置加工參數
(9)設置粗加工參數。選取【粗加工參數】選項卡,按如圖1-157所示設置【整體誤差】為0.025,【Z軸最大進給量】為0.5,勾選【由切削范圍外下刀】復選項,這樣可以保證每一層都在料外下刀。

圖1-157 設置粗加工參數
(10)設置螺旋下刀參數。在圖1-157中,勾選【螺旋式下刀】復選項,單擊【螺旋式下刀】按鈕,系統彈出【螺旋/斜插式下刀參數】對話框,按如圖1-158所示設置參數。

圖1-158 設置螺旋下刀參數
(11)設置切削深度參數。在圖1-157中,單擊【切削深度】按鈕,系統彈出【切削深度的設定】對話框,設置【最高的位置】為32.0,【最低的位置】為0.1,單擊【確定】按鈕,如圖1-159所示。
(12)設置挖槽參數。在【曲面粗加工挖槽】對話框中,選取【挖槽參數】選項中,按圖1-160所示設置。
其中,【切削方式】選取“雙向”選項,【切削間距(直徑%)】為75.0,【距離】為6.0,【粗切角度】為0.0,即與X軸的夾角為0°。勾選【精加工】復選項,并且給【次數】為1,【間距】為0.5,【修光次數】為0。不用勾選【精修切削范圍的輪廓】復選項,以減少邊界外形光刀的空刀。

圖1-159 設置切削深度參數

圖1-160 設置挖槽參數
(13)檢查刀具平面。在【曲面粗加工挖槽】對話框中,選取【刀具路徑參數】選項卡,單擊按鈕,系統彈出【刀具面/構圖面的設定】對話框,檢查【工作坐標系統】、【刀具平面】、【繪圖平面】均為俯視圖,如果不是這樣,需要單擊按鈕
給予設定,單擊【確定】按鈕
,如圖1-161所示。

圖1-161 檢查刀具平面
(14)其余參數不變,單擊【確定】按鈕,忽略警告提示,生成刀路,單擊【重畫】按鈕
,生成的刀路如圖1-162所示。為了后續編程清晰,在【操作管理】中單擊按鈕
以關閉刀路顯示。

圖1-162 生成開粗刀路
2.臺階面以下外形開粗
方法:采取2D等高外形方式分層對工件進行加工。
(1)根據曲面產生外形線條。確認此時構圖平面為頂視圖,工作層為第9層,工作顏色號為3。按Alt+E組合鍵,單獨顯示臺階面。執行主菜單【繪圖】|【曲面曲線】|【所有曲線邊界】命令,選取臺階面,在彈出的參數表中單擊【適合弧和線】按鈕,單擊【確定】按鈕
,生成其邊界線。再次按Alt+E組合鍵,顯示所有圖素。再次按Alt+E組合鍵單獨顯示所有線框圖,如圖1-163所示。

圖1-163 生成邊界線
(2)編輯修改邊界線。刪除多余的線,將4處斷線用直線連接,如圖1-164所示。

圖1-164 修改邊界線
知識拓展
為了使圖面顯示清晰,消除圓心點的顯示,可以通過修改系統參數來設定。執行主菜單【設置】|【系統配置】命令,系統彈出【系統配置】對話框,選取【CAD設置】選項卡,取消選取復選項參數。單擊【確定】按鈕
,將配置文件存盤,這樣圖形上的一系列圓心點就不顯示了。
(3)右鍵單擊群組K02P,在彈出的快捷菜單中選取【刀具路徑】|【等高外形】命令,如圖1-165所示。
(4)系統彈出【串連選項】對話框,選取2D及【串連】模式,在圖形上選取邊界線1,如圖1-166所示。

圖1-165 進入NC操作

圖1-166 選取邊界線
(5)單擊【確定】按鈕,系統彈出【2D刀具路徑-等高外形】對話框。在【刀具路徑類型】中,設定為【等高外形】,如圖1-167所示。

圖1-167 選取等高外形參數
(6)定義刀具。在【2D刀具路徑-等高外形】對話框中,選取ED8刀具。
(7)設置加工參數。在【2D刀具路徑-等高外形】對話框中,選取【切削參數】選項,在右側參數欄中,設置余量【壁邊預留量】為0.2,【底面預留量】為0,如圖1-168所示設置。
(8)設置深度切削參數。在【2D刀具路徑-等高外形】對話框中,選取【深度切削】選項,右側參數按圖1-169所示設置。勾選【深度切削】復選項,并給定【最大粗切步進量】為0.5,勾選【不提刀】復選項。
(9)設置進/退刀參數。在【2D刀具路徑-等高外形】對話框中,選取【進/退刀參數】選項,右側參數按圖1-170所示設置。設置進刀參數,然后單擊按鈕,即可復制到退刀參數欄中去。

圖1-168 設置切削參數

圖1-169 設置深度切削參數

圖1-170 設置進/退刀參數
(10)設置共同參數。在【2D刀具路徑-等高外形】對話框中,選取【共同參數】選項,右側參數按圖1-171所示設置。其中,加工的最高位置【工件表面】為絕對值Z=0,最低位置【深度】為相對值Z=-8。

圖1-171 設置共同參數
(11)其余參數不變,單擊【確定】按鈕,生成刀路,按Alt+E組合鍵,顯示所有圖形,如圖1-172所示。
3.對頂面半精加工
方法:利用放射加工功能進行半精加工(也稱中光)。
(1)在銅公的縫隙處,先做出曲面的邊界線,再由線生成直紋面,進行補面,如圖1-173所示。

圖1-172 生成外形開粗刀路

圖1-173 銅公補面
(2)在主菜單中,選取【刀具路徑】|【曲面精加工】|【精加工放射狀】命令。系統彈出【輸入新NC名稱】對話框,系統給定的名稱默認為群組名,不要改名,單擊【確定】按鈕,如圖1-174所示。

圖1-174 進入NC操作
(3)系統要求選取加工面,將圖形放置在前視圖,用框選的方法選取加工面,按Enter鍵,如圖1-175所示。

圖1-175 選取加工面
(4)系統彈出【刀具路徑的曲面選取】對話框,這時將圖形切換到俯視圖,并再次確認構圖平面為頂視圖。單擊按鈕,在圖形上選取中心點,如圖1-176所示。

圖1-176 選取中心點
(5)定義刀具。在圖1-176所示中單擊【確定】按鈕,系統彈出【曲面精加工放射狀】對話框。在【刀具路徑參數】選項卡中,選取ED8平底刀。
(6)設置曲面加工參數。在【曲面精加工放射狀】對話框中,選取【曲面加工參數】選項卡,參數按圖1-177所示設置。其中,【安全高度】為50.0,【參考高度】為35.0,均為絕對坐標方式。余量參數【預留量】為0.2,其余參數不變。

圖1-177 設置曲面加工參數
(7)設置加工參數。選取【放射狀精加工參數】選項卡,按圖1-177所示設置參數。【整體誤差】為0.025,【最大角度增量】為1.0,【開始角度】為0.0,【起始補正距離】為5.0,【掃描角度】為360.0。

圖1-178 設置放射狀精加工參數
(8)檢查刀具平面。在【曲面精加工放射狀】對話框中,選取【刀具路徑參數】選項卡,單擊按鈕,系統彈出【刀具面/構圖面的設定】對話框,檢查【工作坐標系統】、【刀具平面】、【繪圖平面】均為俯視圖,如果不是這樣,需要單擊按鈕
給予設定。單擊【確定】按鈕
,如圖1-179所示。
(9)其余參數不變,單擊【確定】按鈕,生成刀路,單擊【重畫】按鈕
,生成的刀路如圖1-180所示。為了后續編程清晰,在【操作管理】中單擊按鈕
以關閉刀路顯示。

圖1-179 檢查刀具平面

圖1-180 生成中光刀路
要注意
在橢圓孔邊緣處有一部分伸出來的刀路,這是由于曲面誤差所致,經過分析得知,該處刀路不影響加工,可以忽略。
本節講課視頻
以上操作的視頻文件為\ch08\03-video\K02P.exe。
1.3.5 建立群組K02Q進行基準面精加工
本節任務:建立基準面的精加工刀路。完成三個操作:一是對銅公的基準外形面進行精加工,二是對臺階水平面進行精加工,三是對銅公的有效型直身面精加工。
1.對銅公的其準外形面進行精加工
方法:復制上述刀路2,修改參數。
(1)在【操作管理】的【刀具路徑】選項卡中用鼠標拖動箭頭,移到K02Q群組的下方。
(2)在【操作管理】中,將操作2復制到K02Q中成為操作4。
(3)在新的操作4中,單擊,在彈出的【2D刀具路徑-等高外形】對話框中修改參數。在【切削參數】選項中設定【壁邊預留量】為0,【底面預留量】也為0。其余參數不變,如圖1-181所示。

圖1-181 設置切削參數
(4)在【深度切削】選項中,取消選取【深度切削】復選項,如圖1-182所示。

圖1-182 設置深度切削參數
(5)在【進/退刀參數】選項中,設置【重疊】為0.5,這樣可以消除接刀痕跡,如圖1-183所示。其余參數不變。

圖1-183 設置進/退刀參數
(6)設置分層進刀切削參數,在【分層切削】選項中,勾選【分層切削】復選項,設置【粗加工次數】為0,【精加工次數】為2,每次精加工進刀【間距】為0.05,選取【不提刀】復選項,如圖1-184所示。
(7)參數設置完成后,單擊【確定】按鈕。在【操作管理】中,單擊【重建所有已失敗操作】按鈕
,生成刀路,如圖1-185所示。
2.對臺階水平面進行精加工
方法:復制刀路操作1的曲面挖槽,修改深度參數。
(1)在【操作管理】中,將操作1復制到群組K02Q中成為操作5。
(2)在【操作管理】中選取操作5,單擊【參數】按鈕,系統彈出【曲面粗加工挖槽】對話框,選取【粗加工參數】選項卡,單擊【切削深度】按鈕,系統彈出【切削深度的設定】對話框,設定【最高的位置】及【最低的位置】均為0.0,如圖1-186所示。

圖1-184 設置分層切削參數

圖1-185 外形基準光刀

圖1-186 設置深度參數
(3)參數設置完成后,單擊【確定】按鈕。在【操作管理】中,單擊【重建所有已失敗操作】按鈕
,生成刀路,如圖1-187所示。檢查刀路,無誤后再關閉刀路。

圖1-187 生成銑平面刀路
3.對銅公的有效型直身面精加工
方法:復制操作,修改參數。
(1)在【操作管理】中,將操作4復制為操作5。
(2)按Alt+E組合鍵,再單擊【全部】按鈕,在系統彈出的【全先】對話框中選擇【顯示線架構】選項,這樣可以單獨顯示全部的線框圖。在新的操作5中,右鍵單擊,在彈出的【串連管理】框中,右鍵單擊選取
,在彈出的快捷菜單中選取
,將其刪除。再右鍵單擊鼠標,在彈出的快捷菜單中選取
,在圖形的臺階面上選取如圖1-188所示生成的邊界線2及內孔邊界線3。注意,使起點在右側,觀察箭頭,為左補償,即補償箭頭朝外,外形走刀方向為順時針,內孔方向為逆時針,如圖1-188所示。

圖1-188 編輯線條
(3)在新的操作5中,單擊,在系統彈出的【2D刀具路徑-等高外形】對話框中修改參數。在【切削參數】選項中,設置【壁邊預留量】為-0.075,使側面留出火花位。其余參數不變,如圖1-189所示。

圖1-189 設置余量參數
(4)在【共同參數】選項中設定加工的最低位置為,其余參數不變,這樣在底部的基準平面上留余量為0。
(5)在【圓弧過濾/公差】選項中,設置公差過濾參數。【過濾的比率】設置為1:1,再設置【過濾的誤差】為0.01,按Enter鍵,此時其他參數將自動設置,如圖1-190所示。

圖1-190 設置過濾參數
(6)在【操作管理】中,單擊【重建所有已失敗操作】按鈕,生成刀路,如圖1-191所示,檢查無誤后就可以關閉該刀路顯示。

圖1-191 生成臺階外形光刀
本節講課視頻
以上操作的視頻文件為\ch08\03-video\K02Q.exe。
1.3.6 建立群組K02R對曲面進行半精加工
本節任務:用BD6R3球頭刀。完成兩個操作:一是沿放射狀進行半精加工,二是對刀路進行裁剪。
1.沿著放射狀進行半精加工
方法:復制上述刀路3,修改參數。
(1)在【操作管理】的【刀具路徑】選項卡中用鼠標拖動箭頭,移到K02R群組的下方。
(2)在【操作管理】中,將操作3復制到K02Q中成為操作7。
(3)在新的操作7中,單擊,在彈出的【曲面精加工放射狀】對話框中修改參數。在【刀具路徑參數】選項卡中,單擊按鈕【選擇庫中的刀具】按鈕
,系統彈出【選擇刀具】對話框,選取BD6R3平底刀,如圖1-192所示。

圖1-192 從刀庫中選取BD6R3
(4)設置曲面加工參數。在【曲面精加工放射狀】對話框中,選取【曲面加工參數】選項卡,按如圖1-193所示設置余量參數【預留量】為0.0,其余參數不變。

圖1-193 設置曲面加工參數
(5)設置加工參數。選取【放射狀精加工參數】選項卡,設置【最大角度增量】為0.5,其余參數不變,如圖1-194所示。

圖1-194 設置放射狀精加工參數
(6)其余參數不變,單擊【確定】按鈕,單擊按鈕
重新生成刀路,為了觀察清晰,在【操作管理】中單擊按鈕
以顯示,如圖1-195所示。

圖1-195 初步生成中光刀路
要注意
在橢圓孔邊緣處有2部分伸出來的刀路,這是由于曲面誤差
所致,雖然理論上該處刀路不影響加工,但是為了提高加工效率及安全性,有必要對這個刀路進行裁剪。
2.刀路裁剪
方法:先根據生成的刀路,做裁剪邊界線,然后再用這個邊界線對刀路進行裁剪。
(1)創建邊界線。設置線框狀態下顯示圖形,視角平面為俯視圖。檢查構圖平面為頂視圖,繪圖模式為2D,繪圖深度為0。按需要裁剪刀路的位置處繪制直線線串邊界線1和邊界線2,如圖1-196所示。

圖1-196 創建邊界線
(2)編輯裁剪刀路。確保刀路7被選中。在主菜單中執行【刀具路徑】|【路徑修剪】命令,系統彈出【串連選項】對話框,參數取默認值,在圖形上選取上一步剛創建的邊界線1及邊界線2,如圖1-197所示。

圖1-197 選取裁剪邊界線
(3)設置參數。在圖1-197所示的【串連選項】對話框中,單擊【確定】按鈕。系統提示要求選取保留點,在邊界線1及邊界線2的外面任意選取一點。系統彈出【修剪刀具路徑】對話框,選取刀路操作7及【不提刀】選項。單擊【確定】按鈕
,如圖1-198所示。

圖1-198 設置修剪參數
(4)生成刀路。系統彈出【輸入新NC名稱】,參數按系統默認值給定,單擊【確定】按鈕。系統重新計算刀路,刷新屏幕后,顯示刀路。同時,操作管理中的操作7及操作8發生了一些變化,如圖1-199所示。

圖1-199 生成刀路8
本節講課視頻
以上操作的視頻文件為\ch08\03-video\K02R.exe。
1.3.7 建立群組K02S對曲面進行精加工
本節任務:用BD6R3球頭刀。完成兩個操作:一是沿放射狀進行精加工,二是對刀路進行裁剪。
1.沿著放射狀進行精加工
方法:與做半精加工的刀路類似,復制上述刀路7,修改參數。
(1)在【操作管理】的【刀具路徑】選項卡中用鼠標拖動箭頭,移到K02S群組的下方。
(2)在【操作管理】中,將操作7復制到K02S中成為操作9。
(3)在新的操作9中,單擊,在彈出的【曲面精加工放射狀】對話框中修改參數。在【刀具路徑參數】選項卡中,選取BD6R3球頭刀。
(4)設置曲面加工參數。在【曲面精加工放射狀】對話框中,選取【曲面加工參數】選項卡,按如圖1-200所示設置余量參數【預留量】為-0.075,其余參數不變。

圖1-200 設置曲面加工參數
(5)設置放射狀精加工參數。選取【放射狀精加工參數】選項卡,按圖1-201所示設置【整體誤差】為0.01,【最大角度增量】為0.2,其余參數不變。

圖1-201 設置放射狀精加工參數
小提示
此處放射狀精加工參數的增量角度為什么要這樣設定?這個問題將在第1.3.8節重點討論。
(6)其余參數不變,單擊【確定】按鈕,生成刀路,單擊【重畫】按鈕
,生成的刀路如圖1-202所示。為了后續編程清晰,在【操作管理】中單擊按鈕
以關閉刀路顯示。
要注意
在橢圓孔邊緣處仍有多個部分伸出來的刀路,這是由于曲面誤差所致,為了提高加工效率及安全性,有必要對這個刀路進行裁剪。

圖1-202 初步生成光刀刀路
2.刀路裁剪
方法:先根據生成的刀路,做裁剪邊界線,然后再用這個邊界線對刀路交線裁剪。
(1)創建邊界線。
首先將上一步生成的刀路操作顯示。設置圖形為線框狀態下顯示,視角平面為俯視圖。檢查構圖平面為頂視圖,繪圖模式為2D,繪圖深度為0。將第10層作為工作層,第9層關閉。在按需要裁剪刀路的位置處繪制直線線串邊界線3,如圖1-203所示。

圖1-203 創建邊界線
(2)編輯裁剪刀路。在主菜單中執行【刀具路徑】|【路徑修剪】命令,系統彈出【串連選項】對話框,參數取默認值,在圖形上選取上一步剛創建的邊界線3,如圖1-204所示。
(3)設置參數。在圖1-204所示的【串連選項】對話框中,單擊【確定】按鈕。系統提示要求選取保留點,在邊界線3外面任意選取一點。系統彈出【修剪刀具路徑】對話框,選取刀路操作7及【不提刀】選項,單擊【確定】按鈕
,如圖1-205所示。
(4)生成刀路。系統彈出【輸入新NC名稱】,參數按系統默認值給定,單擊【確定】按鈕。系統重新計算刀路,刷新屏幕后,顯示刀路。同時,操作管理中的操作8及操作9發生了一些變化,如圖1-206所示。

圖1-204 選取裁剪邊界線

圖1-205 設置修剪參數

圖1-206 生成刀路10
本節講課視頻
以上操作的視頻文件為\ch08\03-video\K02S.exe。
1.3.8 放射狀刀路精加工參數設定討論
本節內容:分析放射狀刀路的優缺點,參數設定原理和常用設定方法。
1.放射狀刀路的優缺點
根據生成的刀路可以看出,放射狀刀路是從指定的中心點,按照角度生成一系列射線,然后再投影到曲面上產生刀路。離開中心點越近,刀路越密;離中心點越遠,刀路越稀,加工效果越差。整個曲面加工的表面粗糙度不均勻。
放射狀刀路適合于類似圓形工件的半精加工(中光刀)及精加工光刀。
本例銅公的頂面有一個橢圓孔,如果用平行刀路加工,會使橢圓處產生的刀路有部分向下彎曲,極易對工件產生過切。如果在橢圓孔處補面,可能會有所改善,但是增加了編程的工作量,步驟比較復雜。經過比較,現選用了放射狀刀路來進行加工,省去了補面的步驟,使得編程簡單一些。雖然加工刀路仍然有不均勻現象,但是由于工件較小,基本上可以滿足實際加工的需要。
2.參數設定原理
放射狀刀路如果用于精加工,會出現整體曲面的加工不均勻現象,為了保證整體加工質量,必須將最外圍的刀路步距密度控制在需要的精度內。如果用球頭刀,一般給定殘留高度為0.0005~0.001即可滿足大部分銅公加工的需要。
(1)先根據殘留高度計算刀路步距。
可以推導步距計算公式為
式中 L=AB為步距;
R為球刀半徑;
h為殘留高度。
對于本例來說因為曲面起伏較大,所以取殘留高度為h=0.0005,R=3,根據公式計算得知步距L=0.1095,實際給定為0.1。
(2)根據步距計算增量角度,參數計算原理圖如圖1-207所示。

圖1-207 參數計算原理圖
在圖1-207所示中,圓⊙O半徑為R,AB為最外圍步距L,C為AB的中點,BC=L/2,根據直角三角形ΔOBC中三角函數關系得
sin∠COB=BC/OB=L/(2R),那么,∠COB=arcsinBC/OB=arcsinL/(2R),則放射角增量∠AOB=2∠COB=2arcsinL/(2R)。
對于本例來說,L=0.1,測量最大外圍的半徑約R=OB=28,則sin(∠COB)=L/(2R))=0.1/(2×28)=0.001785。查反三角函數表或用計算器的反正弦功能,計算得∠COB=0.1°,由此計算得放射角增量∠AOB=0.2°。
3.常用設定方法
(1)可以根據以上介紹的理論公式,用計算器進行計算步距,也可以在Mastercam中,畫一些簡單的線條圖形來測量計算步距。
(2)還可以在放射狀精加工中,選取【粗加工參數】選項卡,設定【最大角度增量】為1.0,初步計算刀路,測量最外圍刀路的步距,然后近似按比例縮小角度值再計算刀路,測量步距,直至基本達到要求為止。
1.3.9 建立粗公加工刀路
本節任務:根據剛剛完成的幼公的數控程序進行粗公數控程序的編制。
方法:與第1.2.10節類似,復制已經完成的幼公程序,修改余量、步進量、公差等參數而成為粗公,重新生成刀路。本節只介紹操作要點。
1.建立開粗刀路K02T
(1)復制刀路。首先在【操作管理】的【刀具路徑】選項卡中用鼠標拖動箭頭,移到K02T群組的下方。再在【操作管理】中,選取K0P群組中的刀路操作1、2、3,將它們復制到K02T群組中,文件名按系統默認的K02H。成為刀路操作11、12、13,如圖1-208所示。

圖1-208 復制刀路11~13
小提示
為了能夠靈活地進行刀路操作的復制工作,可以把光標放在【操作管理】中的空白處,按Alt+E組合鍵,將所有的操作展開或收縮。單擊操作前的“+”號或“-”號,可以把需要的群組的操作展開或收縮。
(2)修改參數。刀路操作12的參數不變。刀路操作11和13的余量參數修改為0.1,其余參數不變。
2.建立基準面精加工刀路K02U
(1)復制刀路。在【操作管理】中用鼠標拖動箭頭,移到K02U群組的下方,把K02Q中的刀路操作復制到K02U群組中,成為刀路操作14、15、16,如圖1-209所示。

圖1-209 復制刀路14~16
(2)修改參數。刀路操作14和15的參數不變。修改刀路操作16的【壁邊預留量】為-0.25,其余參數不變。
3.建立頂面中光刀路K02V
(1)復制刀路。在【操作管理】中用鼠標拖動箭頭,移到K02V群組的下方,只把K02R中的刀路操作8復制到K02V群組中,成為刀路操作16和18,如圖1-210所示。
要注意
在群組K02U和K02V中的刀路操作有一些變化,如K02U中操作16變為18,K02V中為操作16和18,這些變化是系統自動完成的,對后續具體的操作參數沒有影響,可以不用理會。

圖1-210 復制刀路
(2)修改參數。修改刀路操作16的余量為-0.1,其余參數不變。刀路操作18的參數不變。
4.建立頂面光刀路K02W
(1)復制刀路。在【操作管理】中用鼠標拖動箭頭,移到K02W群組的下方,把K02S中的刀路操作10復制到K02W群組中,成為刀路操作18和20,如圖1-211所示。

圖1-211 復制刀路18和20
(2)修改參數。修改刀路操作16參數中余量為-0.25,整體誤差為0.02,角度增量為0.35,其余參數不變,刀路操作20的參數不變。
5.重新生成刀路
在【操作管理】中,單擊【重建所有已失敗操作】按鈕,生成刀路。檢查無誤后就可以關閉路顯示。
剩下的刀路模擬檢查、后置處理及填寫CNC工作單等工作與第1.2節相同,留給讀者自行完成。
本節講課視頻
以上操作的視頻文件為\ch08\03-video\K02T.exe。
1.3.10 本例總結及要注意的問題
要注意
要完成好本圖形,還要注意以下問題:
(1)開粗方法,除采用挖槽外,還使用平底刀對頂面進行放射狀加工,目的是去除大余量。
(2)對銅公的槽位進行了補面,但橢圓孔部分未補面,目的是為了簡化補面步驟,加工頂面采用了放射狀精加工。
(3)本例對精加工刀路進行了裁剪,目的是刀路整齊,較少空刀,提高加工效率。
(4)粗公用于使用時火花位大,EDM時余量大,CNC加工可以比幼公粗糙,目的是為了提高效率,且不影響制模精度。
(5)完成刀路后要從提高效率方面給予審查評判,發現問題及時改進。