1.4 曲面精加工方法討論

本節(jié)任務(wù)：通過(guò)例子學(xué)會(huì)Mastercam中曲面精加工方法的特點(diǎn)及選用參數(shù)的要點(diǎn)。在前面學(xué)習(xí)銅公編程的基礎(chǔ)之上再學(xué)習(xí)本節(jié)，目的是使讀者易于接受并理解刀路參數(shù)。

曲面精加工刀路是很重要的功能，包括11種加工方式，各有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，對(duì)某一個(gè)加工部位來(lái)說(shuō)，并不是都很適合，只有將各個(gè)刀路揚(yáng)長(zhǎng)避短，以最小的跳刀次數(shù)和平滑過(guò)渡，以及最少的接刀區(qū)域，才能保證各個(gè)刀路的最優(yōu)化應(yīng)用。使用時(shí)要結(jié)合具體工件的形狀適當(dāng)選取。

進(jìn)入精加工刀路的方法正如前邊例子中敘述那樣。在主菜單中，選取【刀具路徑】|【曲面精加工】|【曲面精加工放射狀】命令。系統(tǒng)彈出【輸入新NC名稱(chēng)】對(duì)話(huà)框，系統(tǒng)給定的名稱(chēng)默認(rèn)為群組名，單擊【確定】按鈕。

以下著重對(duì)各個(gè)精加工刀路進(jìn)行使用要點(diǎn)討論，為了說(shuō)明刀路，步距參數(shù)給得很大。在實(shí)際工件精加工中，可以根據(jù)精度要求設(shè)置參數(shù)。本節(jié)的操作比較簡(jiǎn)單，未提供演示視頻，但還是要求初學(xué)者反復(fù)訓(xùn)練，同一個(gè)例子修改不同的參數(shù)觀察刀路的變化，以便理解Mastercam中曲面精加工的特點(diǎn)。

1.4.1 曲面精加工平行銑削

（1）概述。曲面精加工平行銑削（Finish Parallel Toolpath）是將一平面內(nèi)互相平行的刀路，沿著刀軸方向向工件曲面投影而得到的刀路。這個(gè)刀路的特點(diǎn)是在平緩部位，加工刀路分布較理想均勻，而在稍微陡峭的部位，尤其在垂直切削方向的部位刀路分布很稀疏，加工會(huì)很粗糙。

（2）打開(kāi)圖形mcbook-8-03-0.mcx-5。在群組K02X中，建立精加工平行銑削刀路，選取頂部曲面為加工面，刀具選擇BD6R3，設(shè)置安全高度參數(shù)及加工參數(shù)，如圖1-212所示。

（3）生成刀路，如圖2-213所示。

（4）使用要點(diǎn)：為了提高效率、揚(yáng)長(zhǎng)避短，一般要分多區(qū)域進(jìn)行區(qū)域切削，將加工粗糙的部位另補(bǔ)刀路，改變切削方向，用于中光及光刀。

1.4.2 曲面精加工平行式陡斜面

（1）概述。曲面精加工平行式陡斜面（Fishi Paralle Steep Toolpath）是將一平面內(nèi)互相平行的刀路，沿著刀軸方向向工件曲面投影而得到刀路，然后系統(tǒng)自動(dòng)將平緩部位的刀路刪除，而且將與切削方向垂直部位區(qū)域的刀路也刪除。最后剩下的只在指定切削角度和固定的傾斜角度范圍內(nèi)的曲面區(qū)域中產(chǎn)生刀路，這個(gè)刀路可以彌補(bǔ)平行銑削刀路的不足。

平行陡峭銑削的缺點(diǎn)：用平行方式加工陡斜面如果工件切削量大，加上刀具長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)的情況下容易產(chǎn)生彈刀而使工件過(guò)切。為了克服這些缺點(diǎn)，一定要注意加工量不能過(guò)大，所裝刀具伸出部分不能太長(zhǎng)。它對(duì)于深度不太大的加工區(qū)域，應(yīng)用很廣泛。

（2）打開(kāi)圖形mcbook-8-04-0.mcx-5，該圖為一個(gè)半徑為SR12.5的半球曲面。在群組K03AX中，建立精加工平行式陡斜面加工刀路，選取頂部曲面為加工面，刀具選擇BD6R3，設(shè)置安全高度參數(shù)及加工參數(shù)，如圖1-214所示。

（3）生成刀路，如圖2-215所示。

（4）如果切削角度為45°時(shí)，即，刀路如圖1-216所示。

（5）使用要點(diǎn)：為了揚(yáng)長(zhǎng)避短，一般多用于平行加工的補(bǔ)刀路，用于中光及光刀。

1.4.3 曲面精加工放射狀刀路

（1）概述。曲面精加工放射狀刀路是平面內(nèi)沿著一點(diǎn)發(fā)射的一系列直線(xiàn)刀路，沿著刀軸方向向工件曲面投影而得。它需要系統(tǒng)指定放射中心點(diǎn)坐標(biāo)及增量角度來(lái)計(jì)算刀路，適合圓形工件的加工，也適合如第1.3節(jié)那樣的圖形，即中間有孔的曲面加工。

曲面精加工放射狀的缺點(diǎn)：放射中心點(diǎn)處的刀路很密，而遠(yuǎn)離中心點(diǎn)處的刀路很稀疏，加工較差。參數(shù)選取技巧如第1.3.8節(jié)所述。

（2）打開(kāi)圖形mcbook-8-05-0.mcx-5。在群組K03B中，建立精加工放射狀加工刀路，選取半圓曲面為加工面，刀具選擇BD6R3，設(shè)置安全高度參數(shù)及加工參數(shù)，如圖1-217所示。

（3）生成刀路，如圖2-218所示。

（4）使用要點(diǎn)：一般多通過(guò)控制最外圍的實(shí)際切削步距來(lái)計(jì)算角度增量。

1.4.4 曲面精加工投影

（1）概述。曲面精加工投影（Finish Project Toolpath）是現(xiàn)存的刀路或者曲線(xiàn)、點(diǎn)沿著刀軸方向向工件曲面投影而得到刀路。它需要系統(tǒng)指定曲線(xiàn)或刀路來(lái)計(jì)算刀路，適合模具的流道（也稱(chēng)水口）。

（2）打開(kāi)圖形mcbook-8-06-0.mcx-5。在群組K03C中，選取已經(jīng)建立的一個(gè)2D外形刀路操作1。現(xiàn)選取半圓曲面為加工面，刀具選擇BD6R3，設(shè)置安全高度參數(shù)及加工參數(shù)。如選取NCI方式，選取刀路1，如圖1-219所示。

（3）生成刀路，如圖2-220所示。

（4）如果使用曲線(xiàn)投影，則刀路如圖1-221所示。

（5）使用要點(diǎn)：要事先做好曲線(xiàn)或刀路，然后再投影，并且將編程零點(diǎn)盡量放置在工件以上的位置，以防意外錯(cuò)誤。

1.4.5 曲面精加工流線(xiàn)

（1）概述。曲面精加工流線(xiàn)（Finish Folowline Toolpath）是依據(jù)曲面的流線(xiàn)來(lái)產(chǎn)生的刀路。如果在曲面規(guī)則的情況下，可以收到很好的加工效果。

（2）打開(kāi)圖形mcbook-8-07-0.mcx-5。選取半圓曲面為加工面，刀具選擇BD6R3，設(shè)置安全高度參數(shù)及加工參數(shù)，調(diào)整加工方向和補(bǔ)正方向，如圖1-222所示。

（3）生成刀路，如圖1-223所示。

（4）使用要點(diǎn)：?jiǎn)吻嫱庑慰梢杂眠@個(gè)刀路加工。對(duì)于多曲面外形，系統(tǒng)也能計(jì)算出刀路，但要注意調(diào)整方向使刀路最優(yōu)化，這樣可以使曲面加工較光滑。

1.4.6 曲面精加工等高外形

（1）概述。曲面精加工等高外形（Finish Folowline Toolpath）是利用一系列等距離的平面與曲面相交，然后生成外形刀路。正如前面討論的那樣，在陡峭部位刀路分布較密，加工效果較好，而平緩部位加工效果較差。

（2）打開(kāi)圖形mcbook-8-08-0.mcx-5。選取半圓曲面為加工面，刀具選擇BD6R3，設(shè)置安全高度參數(shù)及加工參數(shù)，設(shè)定加工深度，如圖1-224所示。

（3）生成刀路，如圖2-225所示。

1.4.7 曲面精加工淺平面

（1）概述。曲面精加工淺平面（Finish Shallow Toolpath）是利用雙向、單向或3D環(huán)繞等方式，將曲面斜度比較小的平緩區(qū)域進(jìn)行加工的刀路。

（2）打開(kāi)圖形mcbook-8-09-0.mcx-5。選取半圓曲面為加工面，刀具選擇BD6R3，設(shè)置安全高度參數(shù)及加工參數(shù)，如圖1-226所示。

（3）生成刀路，如圖2-227所示。

（4）使用要點(diǎn)：曲面精加工淺平面常和等高外形刀路配合使用。

1.4.8 曲面精加工交線(xiàn)清角

（1）概述。曲面精加工交線(xiàn)清角（Finish Pencil Toolpath）是在曲面的角落處產(chǎn)生清根刀路。

（2）打開(kāi)圖形mcbook-8-10-0.mcx-5。選取加工面，刀具選擇BD6R3，設(shè)置安全高度參數(shù)及加工參數(shù)，如圖1-228所示。

主要參數(shù)含義如下所述。

【平行加工次數(shù)】中的【無(wú)】：只走一次交線(xiàn)清角刀路。

【單側(cè)加工次數(shù)】：輸入產(chǎn)生交線(xiàn)清角刀路的切削次數(shù)，這樣可以增加切削范圍。

【無(wú)限制】：可以對(duì)整個(gè)曲面模型產(chǎn)生交線(xiàn)清角刀具路徑；可以給定【步距】參數(shù)。

（3）生成刀路，如圖1-229所示。

（4）使用要點(diǎn)：對(duì)于比較復(fù)雜的工件來(lái)說(shuō)，先用大球刀加工，最后用較小刀具清角加工。缺點(diǎn)是要靠編程員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判定切削次數(shù)和加工范圍，前后刀加工有一定的接刀痕。可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)刀具旋轉(zhuǎn)時(shí)的誤差，適當(dāng)調(diào)整清角加工的余量來(lái)減小接刀痕。為了提高效率，應(yīng)盡量使用本功能清角，避免用小刀對(duì)曲面全部進(jìn)行精加工。

1.4.9 曲面精加工殘料加工

（1）概述。曲面精加工殘料清角是在曲面的角落處，專(zhuān)門(mén)加工前面大刀具加工時(shí)留下來(lái)的殘留余量。

（2）打開(kāi)圖形mcbook-8-11-0.mcx-5，選取加工面，刀具選擇BD6R3，設(shè)置加工參數(shù)及材料參數(shù)，如圖1-230所示。

（3）生成刀路，如圖2-231所示。

（4）使用要點(diǎn)：對(duì)于比較復(fù)雜的工件來(lái)說(shuō)，先用大球刀加工，最后用較小刀具清角加工。本刀路克服了交線(xiàn)清角加工的缺點(diǎn)。加工范圍是根據(jù)定義的刀具大小，系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算而得到的。為了提高效率，應(yīng)盡量使用本功能清角。

1.4.10 曲面精加工環(huán)繞等距

曲面精加工環(huán)繞等距（Finish Scallop Toolpathl）是在曲面上加工時(shí)可以產(chǎn)生3D等距的刀路，并且對(duì)工件進(jìn)行環(huán)繞，這是一種很重要的加工方式。

（1）打開(kāi)圖形mcbook-8-12-0.mcx-5。現(xiàn)選取加工面，刀具選擇BD6R3，設(shè)置安全高度參數(shù)及加工參數(shù)，如圖1-232所示。

（2）生成刀路，如圖1-233所示。

（3）使用要點(diǎn)：對(duì)于比較復(fù)雜的工件來(lái)說(shuō)，使用該刀路一次就可以很均勻地進(jìn)行精加工，應(yīng)用很廣泛。缺點(diǎn)：刀路過(guò)長(zhǎng)，可以通過(guò)設(shè)置過(guò)濾公差的方法進(jìn)行優(yōu)化。復(fù)雜曲面的刀路有時(shí)會(huì)出現(xiàn)跳動(dòng)、波動(dòng)的情況，可以通過(guò)修改邊界線(xiàn)或補(bǔ)邊緣面的方法來(lái)改善。

1.4.11 曲面精加工熔接

曲面精加工熔接（Finish Blend Toolpathl）是利用兩個(gè)邊界線(xiàn)來(lái)控制在曲面上加工時(shí)的刀路軌跡。

（1）打開(kāi)圖形mcbook-8-13-0.mcx-5。選取加工面，刀具選擇BD6R3，設(shè)置安全高度參數(shù)及加工參數(shù)，選取兩個(gè)邊界線(xiàn)，如圖1-234所示。

（2）生成刀路，如圖2-235所示。

（3）使用要點(diǎn)：對(duì)于比較復(fù)雜的曲面工件來(lái)說(shuō)，使用該刀路可以容易控制精加工刀路及其加工范圍。要事先做好邊界線(xiàn)，選取邊界線(xiàn)時(shí)起點(diǎn)及方向要盡量一致。