1.4 曲面精加工方法討論

本節任務：通過例子學會Mastercam中曲面精加工方法的特點及選用參數的要點。在前面學習銅公編程的基礎之上再學習本節，目的是使讀者易于接受并理解刀路參數。

曲面精加工刀路是很重要的功能，包括11種加工方式，各有自己的優點和缺點，對某一個加工部位來說，并不是都很適合，只有將各個刀路揚長避短，以最小的跳刀次數和平滑過渡，以及最少的接刀區域，才能保證各個刀路的最優化應用。使用時要結合具體工件的形狀適當選取。

進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。系統彈出【輸入新NC名稱】對話框，系統給定的名稱默認為群組名，單擊【確定】按鈕。

以下著重對各個精加工刀路進行使用要點討論，為了說明刀路，步距參數給得很大。在實際工件精加工中，可以根據精度要求設置參數。本節的操作比較簡單，未提供演示視頻，但還是要求初學者反復訓練，同一個例子修改不同的參數觀察刀路的變化，以便理解Mastercam中曲面精加工的特點。

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。這個刀路的特點是在平緩部位，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，加工會很粗糙。

（2）打開圖形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，設置安全高度參數及加工參數，如圖1-212所示。

（3）生成刀路，如圖2-213所示。

（4）使用要點：為了提高效率、揚長避短，一般要分多區域進行區域切削，將加工粗糙的部位另補刀路，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，然后系統自動將平緩部位的刀路刪除，而且將與切削方向垂直部位區域的刀路也刪除。最后剩下的只在指定切削角度和固定的傾斜角度范圍內的曲面區域中產生刀路，這個刀路可以彌補平行銑削刀路的不足。

平行陡峭銑削的缺點：用平行方式加工陡斜面如果工件切削量大，加上刀具長度過長的情況下容易產生彈刀而使工件過切。為了克服這些缺點，一定要注意加工量不能過大，所裝刀具伸出部分不能太長。它對于深度不太大的加工區域，應用很廣泛。

（2）打開圖形mcbook-8-04-0.mcx-5，該圖為一個半徑為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，設置安全高度參數及加工參數，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，即，刀路如圖1-216所示。

（5）使用要點：為了揚長避短，一般多用于平行加工的補刀路，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沿著一點發射的一系列直線刀路，沿著刀軸方向向工件曲面投影而得。它需要系統指定放射中心點坐標及增量角度來計算刀路，適合圓形工件的加工，也適合如第1.3節那樣的圖形，即中間有孔的曲面加工。

曲面精加工放射狀的缺點：放射中心點處的刀路很密，而遠離中心點處的刀路很稀疏，加工較差。參數選取技巧如第1.3.8節所述。

（2）打開圖形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，設置安全高度參數及加工參數，如圖1-217所示。

（3）生成刀路，如圖2-218所示。

（4）使用要點：一般多通過控制最外圍的實際切削步距來計算角度增量。

1.4.4 曲面精加工投影

（1）概述。曲面精加工投影（Finish Project Toolpath）是現存的刀路或者曲線、點沿著刀軸方向向工件曲面投影而得到刀路。它需要系統指定曲線或刀路來計算刀路，適合模具的流道（也稱水口）。

（2）打開圖形mcbook-8-06-0.mcx-5。在群組K03C中，選取已經建立的一個2D外形刀路操作1。現選取半圓曲面為加工面，刀具選擇BD6R3，設置安全高度參數及加工參數。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）如果使用曲線投影，則刀路如圖1-221所示。

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

1.4.5 曲面精加工流線

（1）概述。曲面精加工流線（Finish Folowline Toolpath）是依據曲面的流線來產生的刀路。如果在曲面規則的情況下，可以收到很好的加工效果。

（2）打開圖形mcbook-8-07-0.mcx-5。選取半圓曲面為加工面，刀具選擇BD6R3，設置安全高度參數及加工參數，調整加工方向和補正方向，如圖1-222所示。

（3）生成刀路，如圖1-223所示。

（4）使用要點：單曲面外形可以用這個刀路加工。對于多曲面外形，系統也能計算出刀路，但要注意調整方向使刀路最優化，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）打開圖形mcbook-8-08-0.mcx-5。選取半圓曲面為加工面，刀具選擇BD6R3，設置安全高度參數及加工參數，設定加工深度，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環繞等方式，將曲面斜度比較小的平緩區域進行加工的刀路。

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

（3）生成刀路，如圖2-227所示。

（4）使用要點：曲面精加工淺平面常和等高外形刀路配合使用。

1.4.8 曲面精加工交線清角

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

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

主要參數含義如下所述。

【平行加工次數】中的【無】：只走一次交線清角刀路。

【單側加工次數】：輸入產生交線清角刀路的切削次數，這樣可以增加切削范圍。

【無限制】：可以對整個曲面模型產生交線清角刀具路徑；可以給定【步距】參數。

（3）生成刀路，如圖1-229所示。

（4）使用要點：對于比較復雜的工件來說，先用大球刀加工，最后用較小刀具清角加工。缺點是要靠編程員的經驗來判定切削次數和加工范圍，前后刀加工有一定的接刀痕。可以根據現場實測刀具旋轉時的誤差，適當調整清角加工的余量來減小接刀痕。為了提高效率，應盡量使用本功能清角，避免用小刀對曲面全部進行精加工。

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，專門加工前面大刀具加工時留下來的殘留余量。

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

（3）生成刀路，如圖2-231所示。

（4）使用要點：對于比較復雜的工件來說，先用大球刀加工，最后用較小刀具清角加工。本刀路克服了交線清角加工的缺點。加工范圍是根據定義的刀具大小，系統進行計算而得到的。為了提高效率，應盡量使用本功能清角。

1.4.10 曲面精加工環繞等距

曲面精加工環繞等距（Finish Scallop Toolpathl）是在曲面上加工時可以產生3D等距的刀路，并且對工件進行環繞，這是一種很重要的加工方式。

（1）打開圖形mcbook-8-12-0.mcx-5。現選取加工面，刀具選擇BD6R3，設置安全高度參數及加工參數，如圖1-232所示。

（2）生成刀路，如圖1-233所示。

（3）使用要點：對于比較復雜的工件來說，使用該刀路一次就可以很均勻地進行精加工，應用很廣泛。缺點：刀路過長，可以通過設置過濾公差的方法進行優化。復雜曲面的刀路有時會出現跳動、波動的情況，可以通過修改邊界線或補邊緣面的方法來改善。

1.4.11 曲面精加工熔接

曲面精加工熔接（Finish Blend Toolpathl）是利用兩個邊界線來控制在曲面上加工時的刀路軌跡。

（1）打開圖形mcbook-8-13-0.mcx-5。選取加工面，刀具選擇BD6R3，設置安全高度參數及加工參數，選取兩個邊界線，如圖1-234所示。

（2）生成刀路，如圖2-235所示。

（3）使用要點：對于比較復雜的曲面工件來說，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，選取邊界線時起點及方向要盡量一致。