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2.3 鼠標面蓋前模編程特訓

例題2-1—模具說明:如圖2-2所示是本節將要編程的鼠標面蓋模具分解圖。前模部分是產品的外觀,該前模是一出二(即在一個產品模具中有兩個相同的型腔)結構。

任務:根據已經分模的前模圖mcbook-9-01.igs進行數控編程。

要求:型腔部分留0.2的余量,分型面光刀。

編程思路及主要步驟:

該前模的型腔部分復雜,不能一次性通過CNC加工到位,必須要先用大刀具開粗,小刀清角及中光,留足夠的余量以便后續工序進行EDM加工。分型面及枕位的結構也比較復雜,仍然要先開粗再中光及光刀,最后用小刀清角。CNC加工不到的部位要留足夠多的余量進行EDM加工,基本步驟如下:

(1)圖形處理,設定零點。

(2)前模加工工藝分析及規劃,建立刀具、毛坯、操作群組名。

(3)建立開粗群組中的各個刀路操作。

(4)建立PL水平面的光刀刀路。

(5)建立局部開粗及清角刀路。

(6)建立曲面的半精加工(即中光)及精加工刀路。

(7)模擬檢查,修正錯誤。

(8)后置處理。

圖2-2 鼠標面蓋模具分解圖

2.3.1 圖形處理及設定零點

本節任務:將前模圖調入,檢查零點。

(1)調入前模圖。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-9-01.igs文件,也可以直接調MCX-5圖形mcbook-9-01-0.mcx-5。

(2)檢查前模圖零點及坐標系,經過圖形分析得知該圖形是四邊分中,最高PL平位處為Z0,符合加工要求,如圖2-3所示。

(3)文件另外存盤為mcbook-9-01-ok.mcx-5,在以后每完成一個重要步驟都要及時存盤,以防止意外情況發生而忘記存盤,使數據丟失。

圖2-3 待加工的前模

2.3.2 工藝分析及規劃

本節任務:前模加工工藝分析及規劃,建立毛坯,建立空操作群組名。

1.前模加工工藝分析及規劃

(1)前模加工要求:整體開粗可以留0.3余量,型腔部分最后留0.2余量,碰穿位光刀留0.03,模鎖面及分型面加工到位,不余量。分型面的枕位部分的內凹尖角處及其他CNC加工不到的部位不必過分用小刀清角,此部分留0.3以上的余量待EDM清角。

(2)開料:要求開精料尺寸為220×130×65。材料為鋼S136H,此料通常硬度為HB290-330。

(3)刀路規劃。

① 操作群組K03A,用ED16R0.8帶可換刀粒的飛刀對模具整體進行開粗,留0.3余量。

② 操作群組K03B,用ED16R0.8飛刀對基準PL平位面進行光刀,側面留0.35,底部不留余量。

③ 操作群組K03C,用ED12平底刀對型腔面進行二次開粗及中光,余量為0.2。

④ 操作群組K03D,用ED4平底刀對型腔部分進行三次開粗清角,留0.35余量。

⑤ 操作群組K03E,用ED8平底刀對分型面的陡峭部分進行光刀,不留余量。

⑥ 操作群組K03F,用BD8R4球頭刀對曲面進行精加工,不留余量。

⑦ 操作群組K03G,用BD3R1.5球頭刀對曲面進行清角光刀,留余量0.02。

2.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】按鈕前的“+“號,展開了其中的項目,如圖2-4所示。

圖2-4 展開項目

在圖2-4中單擊【材料設置】按鈕,系統彈出【機床群組屬性】對話框,自動選取【材料選取屬性】選項卡,單擊【所有曲面】按鈕,系統自動計算出材料的尺寸,然后設置實際開料尺寸后確定,如圖2-5所示。

圖2-5 設置材料

3.建立空群組

在圖2-4中的【操作管理】窗口中,用鼠標右鍵單擊,在彈出的快捷菜單中選擇【群組】|【重命名】選項,將其名字改為K03A。右鍵單擊,在彈出的快捷菜單中,選擇【群組】|【新建刀具路徑】選項,生成新的刀具路徑群組,將其名字改為K03B。

同理,生成新的刀具路徑群組,將其改名為K03C、K03D、K03E、K03F和K03G,如圖2-6所示。

圖2-6 建立新的刀具路徑群組

2.3.3 建立群組K03A用于整體型面開粗

本節任務是建立開粗刀路,完成兩個操作:對整個型面進行挖槽開粗和對前模中的平位進行中光。

1.對整個型面進行挖槽開粗

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,該線為模具的最大外形線,以保證開粗刀路整齊。

(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=-70,工作層為第9層,命名為linshi-xk1,工作顏色為2號。單擊工具欄中的【矩形】按鈕,創建以模具零點為中心,邊長為220×130的矩形,其大小與材料相同,如圖2-7所示。

圖2-7 創建輔助線

小提示

在Mastercam中創建的加工邊界線理論上與高度和顏色等屬性沒有關系,但是為了清晰及選線方便,有必要將不同用途的邊界線繪制在不同的高度并設定不同的顏色,甚至存放在不同的層別里,以示區別,這些情況可以靈活處理。

(2)在【操作管理】的【刀具路徑】選項卡中用鼠標拖動箭頭,移到K03A群組下方。

(3)設置系統參數,使生成的NC文件名和群組名相同。方法:執行主菜單【設置】|【系統配置】命令,系統彈出【系統配置】參數表,選擇【刀具路徑管理】選項,在右側欄中設置【NC文件】中與前幾章不同的是只選擇【刀具路徑群組名稱】復選項,單擊【確定】按鈕,在系統彈出的【系統配置】信息框中單擊【是】按鈕,將這些參數存盤在mcamxm.config配置文件中,如圖2-8所示。

圖2-8 設置NC文件參數

(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,則系統自動給定的NC文件名默認就是群組名,如圖2-9所示。

圖2-9 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,再按Enter鍵,如圖2-10所示。

圖2-10 選取加工面

(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,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的邊界線,如圖2-11所示。

圖2-11 選取邊界線

(7)定義刀具。方法:從刀庫里調用刀具。

在圖2-11中單擊【確定】按鈕2次,系統彈出【曲面粗加工挖槽】參數對話框。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】對話框中選擇上第8章建立的刀庫文件08-MCBOOK.TOOLS-5,單擊【確定】按鈕。在更新的【選擇刀庫】對話框中選取飛刀ED16*0.8。這是模具開粗經常使用的刀具,它裝有兩個角半徑為0.8的可換刀粒,進給和轉速已經在刀庫中設定好,如圖2-12所示。

圖2-12 從刀庫里選取飛刀ED16×R0.8

(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,按如圖2-13所示設置,其中【安全高度】為35.0,【參考高度】為5.0,【預留量】為0.3,其余參數系統默認。

圖2-13 設置曲面加工參數

(9)設置粗加工參數。選取【粗加工參數】選項卡,按如圖2-14所示設置【整體誤差】為0.025,用ED16×R0.8的飛刀加工S136H鋼件時一般給定【Z軸最大進給量】為0.3,這樣可以保證切削平穩而且能延長刀粒的切削壽命,實踐證明這是比較合理的參數。再勾選【由切削范圍外下刀】復選項,這樣可以保證大部分層都在料外下刀。刀路伸出的長度約為刀具的直徑。如果希望伸出更長一些,可以選取【指定進刀點】選項,本例不選此項。

圖2-14 設置粗加工參數

(10)設置螺旋式下刀參數。在圖2-14中勾選【螺旋式下刀】復選項,系統彈出【螺旋/斜插式下刀參數】對話框,如圖2-15所示設置參數。

圖2-15 設置螺旋式下刀參數

要注意

(1)對于鋼件加工,螺旋式下刀的【進刀角度】一般取5°~-7°。材料越硬,角度越小,以保證平穩下刀。

(2)鋼件加工要防止踩刀現象發生,【如果所有進刀方法都失敗時】的選項選取了【中斷程式】,對于這一部分未加工的區域,要在下一步加工刀路中用小刀具來加工。

(11)設置切削深度參數。在圖2-14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0.0,【最低的位置】為-31.0,單擊【確定】按鈕,如圖2-16所示。

圖2-16 設置切削深度

小提示

此處【最低的位置】為-31,是根據測量圖形得到的數值,可以在編程前事先測量,也可以單擊【選擇深度】按鈕,然后在圖形上抓取型腔的最低點。

(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,按如圖2-17所示設置。

圖2-17 設置挖槽參數

其中,加工方式選取“高速切削”,【切削間距】為刀具直徑的75%,【距離】自動計算為12.0,不勾選【精加工】復選項,不用勾選【精修切削范圍的輪廓】復選項。

單擊【高速切削】按鈕進一步設置參數,如圖2-18所示,設置【轉角走圓的半徑】為1.0,這樣可以保證在拐角處系統自動在刀路上加入一個R1的圓弧,使切削平穩。

圖2-18 設置高速切削參數

知識拓展

高速切削是目前數控加工中比較先進的加工方法,表現在刀路中要盡量避免直角及尖角過渡,而應在拐角處加入圓弧過渡,以保證在轉速很高進給很大時切削更加平穩。這種加工方法不僅可以用于高速切削機床,也可以用于普通低速切削機床,本例就是應用高速切削。

(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2-19所示。

圖2-19 檢查刀具平面

(14)其余參數默認,單擊【確定】按鈕,系統開始計算刀路,出現提示信息,確定后生成刀路。單擊【重畫】按鈕,顯示刀路如圖2-20所示。為了后續編程清晰,在【操作管理】中單擊按鈕關閉刀路顯示。

圖2-20 生成的開粗刀路

小提示

為了減少跳刀的移刀距離,還可以在圖2-14中單擊【間隙設定】按鈕,在彈出的對話框中選取【切削順序最佳化】復選項。只因為刀具移動時都是按照G00快速移動,選或不選此參數對本次的加工效率影響不大。

2.對前模中的平位面進行中光

方法:先由面產生線,再采取2D等高外形方式進行加工。

(1)根據曲面產生外形線條。

確認此時繪圖模式為3D,構圖平面為頂視圖,工作層為第9層,工作顏色為2號。按Alt+E組合鍵,選擇并單獨顯示模具中的平位面。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2-21所示。

圖2-21 生成邊界線

刪除圖2-21中邊界線的多余曲線,得到如圖2-22所示的線條。

(2)在主菜單中執行【銑床刀具路徑】|【等高外形】命令,如圖2-23所示

(3)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6條邊界線,如圖2-24所示。

(4)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,選取【等高外形】選項,如圖2-25所示。

圖2-22 刪除多余線后的邊界線

圖2-23 進入NC操作

圖2-24 選取6條邊界線

圖2-25 選取“等高外形”界面

(5)定義刀具。在【2D刀具路徑-等高外形】對話框中,選取ED16×R0.8飛刀。

(6)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【側壁預留量】為0.35,【底面預留量】為0.1,按如圖2-26所示設置參數。

圖2-26 設置切削參數

(7)設置深度切削參數。在【2D刀具路徑-等高外形】對話框中,取消選取【深度切削】選項。

(8)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,右側參數按如圖2-27所示設置進/退刀參數,然后單擊按鈕,可以復制到退刀參數欄中。

圖2-27 設置進/退刀參數

(9)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,在右側參數按如圖2-28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=0。

圖2-28 設置共同參數

(10)其余參數默認,單擊【確定】按鈕,生成外形開粗刀路,按Alt+E組合鍵,顯示所有圖形,如圖2-29所示。

圖2-29 生成外形開粗刀路

本節講課視頻

以上操作的視頻文件為\ch09\03-video\K03A.exe。

2.3.4 建立群組K03B對平位面精加工

本節任務是建立平位面的精加工刀路。完成兩個操作:對PL平位面進行精加工和對最高水平面進行精加工。

1.對最大外形四周直身面進行精加工

方法:復制上述刀路2,再修改參數。

(1)在【操作管理】的【刀具路徑】選項卡中用鼠標拖動箭頭,移到K03B群組的下方。

(2)在【操作管理】中,右鍵單擊操作2,在彈出的快捷菜單中選擇【復制】選項,再次右鍵單擊該操作,在彈出的快捷菜單中選取【粘貼】選項,則生成新的操作3,觀察此時的操作3應該在K03B群組里,如圖2-30所示。

圖2-30 復制刀路操作

(3)在新的操作3中,單擊節點,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】選項中修改【底面預留量】為0,其余參數不變,如圖2-31所示。

圖2-31 設置切削參數

(4)設置參數完成后,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,生成平面光刀,如圖2-32所示。

2.對頂部水平面進行精加工

方法:用平面銑的方法生成刀路。

(1)在【操作管理】中,將操作3復制一份成為操作4,如圖2-33所示。

圖2-32 生成平位面光刀

圖2-33 復制操作

(2)在新的操作4中,單擊節點,在彈出的【串連管理】參數框中刪除所有舊的邊界線,再右鍵單擊鼠標,在彈出的快捷菜單中選取,在圖形的頂部選取如圖2-34所示邊界線。

圖2-34 選取邊界線

(3)在新的操作4中,單擊節點,在系統彈出的【2D刀具路徑-等高外形】對話框中修改參數。選取【刀具路徑類型】選項卡,選取【平面加工類型】選項,如圖2-35所示。

圖2-35 選取刀具路徑類型

(4)在【切削參數】選項卡中,按如圖2-36所示設置,【類型】選取“雙向”方式,【底面預留量】為0.0。

圖2-36 設置切削參數

(5)在【共同參數】選項中,按如圖2-37所示設置。

(6)在【操作管理】中,單擊【重建所有已失敗操作】按鈕,生成平面光刀,如圖2-38所示,檢查無誤后就可以關閉該刀路顯示。

圖2-37 設置共同參數

圖2-38 生成平面光刀

本節講課視頻

以上操作的視頻文件為\ch09\03-video\K03B.exe。

2.3.5 建立群組K03C對型腔面進行二次開粗

本節任務:用ED12平底刀進一步對型面加工,建立兩個操作刀路:用殘料粗加工清除的方法進行二次開粗和對型面進行中光。

1.對型面進行二次開粗

方法:建立曲面殘料粗加工的操作刀路。

(1)在【操作管理】的【刀具路徑】選項卡中用鼠標拖動箭頭,移到K03C群組的下方。

(2)在主菜單中,選取【刀具路徑】|【曲面粗加工】|【粗加工殘料加工】命令,這樣系統自動給定的NC文件名稱默認就是群組名,如圖2-39所示。

圖2-39 建立新操作

(3)系統要求選取加工面和加工邊界,其做法與2.3.3節所做的曲面挖槽開粗刀路時選加工面和加工邊界的方法相同,選取的圖形內容也相同,此處略。

(4)完成上一步時,系統彈出了【曲面殘料粗加工】對話框。在刀庫里選取ED12的平底刀,方法與2.3.3節相同,結果如圖2-40所示。

圖2-40 選取ED12平底刀

(5)設置曲面加工參數。在【曲面殘料粗加工】對話框中選取【曲面加工參數】選項卡,按如圖2-41所示設置參數,其中【預留量】取0.35,比開粗時大,目的是防止踩刀現象發生。

(6)設置殘料加工參數。在【曲面殘料粗加工】對話框中選取【殘料加工參數】選項卡,按如圖2-42所示設置參數,其中【Z軸最大進給量】取0.12,在各選項中選取【雙向】、【斜降】并給定【斜插長度】為15.0。

圖2-41 設置曲面加工參數

圖2-42 設置殘料加工參數

(7)設置切削深度。在如圖2-42所示的對話框中,單擊【切削深度】按鈕,在系統彈出的【切削深度的設定】對話框中,設置最低和最高深度,如圖2-43所示,其中最低深度可以比實測圖形的最低點再低一些,以保證切削干凈。

圖2-43 設置切削深度

(8)設置間隙參數。在如圖2-42所示的對話框中,單擊【間隙設定】按鈕,在系統彈出的【刀具路徑的間隙設置】對話框中,按如圖2-44所示設置參數,選取【距離】并給定數值為10.0,目的是減少跳刀次數,提高效率。

圖2-44 設定間隙參數

(9)設置剩余材料參數。在【曲面殘料粗加工】對話框中選取【剩余材料參數】選項卡,按如圖2-45所示設置參數,其中剩余材料的計算方法選取【另一個操作】及勾選【使用記錄文件】復選項,在右側的目錄樹中選取操作1。剩余材料的調整方法選取【減少剩余材料的范圍】復選項,并給定【調整的距離】為0.2。

(10)在【曲面殘料粗加工】對話框中,其他參數按系統默認,最后單擊【確定】按鈕,系統自動計算,生成的殘料加工刀路如圖2-46所示。

圖2-45 設置剩余材料參數

圖2-46 生成殘料加工刀路

2.對型面進行中光

方法:用曲面等高外形銑的方法對型面進行加工。

(1)在主菜單中,選取【刀具路徑】|【曲面粗加工】|【粗加工等高外形加工】命令,這樣系統自動給定的NC文件名稱默認就是群組名,如圖2-47所示。

(3)系統要求選取加工面和加工邊界,做法與2.3.3節的做曲面挖槽開粗刀路時選擇加工面和加工邊界的方法相同,選取的圖形也相同,此處略。

圖2-47 建立新操作

(4)完成上一步時,系統彈出了【曲面粗加工等高外形】對話框,在【刀具路徑參數】選項卡中,選取ED12的平底刀。

(5)設置曲面加工參數。在【曲面粗加工等高外形】對話框中,選取【曲面加工參數】選項卡,按如圖2-48所示設置參數,其中【預留量】取0.2。

圖2-48 設置曲面加工參數

(6)設置等高外形粗加工參數。在【曲面粗加工等高外形】對話框中選取【等高外形粗加工參數】選項卡,按如圖2-49所示設置參數,其中【Z軸最大進給量】取0.15,在各選項中選取【雙向】、【高速回圈】并給定【斜插長度】為20.0。

(7)設置切削深度。在如圖2-49所示的對話框中,單擊【切削深度】按鈕,在系統彈出的【切削深度的設定】對話框中,設置最低和最高深度,如圖2-50所示,其中最低深度可以比實測圖形的最低點再低一些,以保證切削干凈。

(8)設置間隙參數。在如圖2-49所示的對話框中,單擊【間隙設定】按鈕,在系統彈出的【刀具路徑的間隙設置】對話框中,按如圖2-51所示設置參數。選取【距離】選項并給定數值為10.0,目的是減少跳刀次數,提高效率。

圖2-49 設置加工參數

圖2-50 設置切削深度

圖2-51 設定間隙參數

(9)設置高級參數。在如圖2-49所示的對話框中,單擊【高級設置】按鈕,在系統彈出的【高級設置】對話框中,按如圖2-52所示設置參數,選取【自動】復選項。

(10)在【曲面粗加工等高外形】對話框中,其他參數按系統默認,最后單擊【確定】按鈕,系統自動計算,生成的中光刀路如圖2-53所示。

圖2-52 設置高級參數

圖2-53 生成中光刀路

本節講課視頻

以上操作的視頻文件為\ch09\03-video\K03C.exe

2.3.6 建立群組K03D對型腔進行三次開粗

本節任務:建立一個操作,使用ED4小平底刀對型腔進行清角,從而進行三次開粗,目的是清除型腔中的大量殘留余量,留給EDM的余量盡量減少,從而提高EDM加工效率。

方法:復制之前的清角刀路5,然后修改參數。

(1)在【操作管理】的【刀具路徑】選項卡中用鼠標拖動箭頭,移到K03D群組的下方。

(2)在【操作管理】中,用鼠標左鍵選擇操作5,按Ctrl+C組合鍵,再按Ctrl+V組合鍵,將其復制到群組K03D中成為操作7,文件名自動變為K03D,如圖2-54所示。

(3)根據型腔曲面產生外形線條。選擇并按Alt+E組合鍵,單獨顯示模具中的PL面,確認此時構圖平面為頂視圖,工作層設定為第10層,層名為linshi-xk2,第9層關閉顯示,工作顏色為13號。

執行主菜單【繪圖】|【曲面曲線】|【所有曲線邊界】命令,選取單獨顯示出來的曲面,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2-55所示。

圖2-54 復制操作

刪除圖2-55中邊界線的多余曲線,只保留型腔周邊的外形線,再將其投影到Z=10的水平面上,得到如圖2-56所示的線條。

圖2-55 生成邊界線1

圖2-56 生成邊界線2

小提示

(1)此處刪除線時可以用通過方框來選擇。

(2)也可以選取全部曲面,生成所有邊界線,再單擊【刪除重復圖素】命令按鈕,將多余線條刪除。

(4)重新選取邊界線。在操作7中,單擊,系統彈出【刀具路徑的曲面選取】對話框,在【邊界范圍】中單擊【移除】按鈕,再單擊【選擇】按鈕,系統彈出【串連選項】對話框,在圖形上選取上一步剛生成的兩個邊界線,如圖2-57所示。

圖2-57 更改邊界線

(5)在新的操作7中,單擊節點,在系統彈出的【曲面殘料粗加工】對話框中,選取【刀具路徑參數】選項卡,從刀具庫中選取平底刀ED4,如圖2-58所示。

圖2-58 選取ED4平底刀

(6)設置曲面加工參數。在【曲面殘料粗加工】對話框中,選取【曲面加工參數】選項卡,修改【參考高度】為-10.0,在【刀具位置】中選取【內】和【總補正】選項并給定數值為0.5,而【預留量】仍取0.35不變,如圖2-59所示。

圖2-59 設置曲面加工參數

(7)設置殘料加工參數。在【曲面殘料粗加工】對話框中,選取【殘料加工參數】選項卡,按如圖2-60所示設置參數,其中【Z軸最大進給量】修改為0.08,其余參數不變。

圖2-60 設置殘料加工參數

(8)設置剩余材料參數。在【曲面殘料粗加工】對話框中選取【剩余材料參數】選項卡,按如圖2-61所示設置參數。在右側的目錄樹中選取操作6,其余參數不變。

圖2-61 設置剩余材料參數

(9)在【曲面殘料粗加工】對話框中,其他參數按系統默認,最后單擊【確定】按鈕。在【操作管理器】中,單擊【重新生成失敗操作】按鈕,系統自動計算,生成的殘留加工刀路如圖2-62所示。

圖2-62 生成殘留加工刀路

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以上操作的視頻文件為\ch09\03-video\K03D.exe。

2.3.7 建立群組K03E用平底刀對分型面進行光刀

本節任務:建立一個操作,用ED8平底刀對分型面的陡峭部分進行光刀,留余量為0。

方法:建立曲面精加工等高外形操作。

(1)在【操作管理】的【刀具路徑】選項卡中用鼠標拖動箭頭,移到K03E群組的下方。

(2)在主菜單中,選取【刀具路徑】|【曲面精加工】|【精加工等高外形】命令,這樣系統自動給定的NC文件名默認就是群組名,如圖2-63所示。

圖2-63 生成新操作

(3)選取加工面。系統要求選取加工面,在圖形上選取除了最高水平面外的PL分型面,如圖2-64所示。為了選面清晰可以設定第1層為工作層,第9及第10層關閉不顯示。

圖2-64 選取PL加工面

(4)選取干涉面。上一步選取加工面后,按Enter鍵,系統會彈出【刀具路徑的曲面選取】對話框,單擊【選中】的【選擇】按鈕,然后在圖形上選取,最高平位面及型腔邊緣面作為干涉面,如圖2-65所示。

圖2-65 選取干涉面

(5)完成上面選面的步驟后,單擊【確定】按鈕,這時系統彈出【曲面精加工等高外形】對話框,在【刀具路徑參數】選項卡中,從刀庫里選取ED8的平底刀,如圖2-66所示。

圖2-66 選取ED8平底刀

(6)設置曲面加工參數。在【曲面精加工等高外形】對話框中,選取【曲面加工參數】選項卡,按如圖2-67所示設置參數,其中【安全高度】為35.0,加工面【預留量】取0.0,干涉面的【預留量】為0.35。

圖2-67 設置曲面加工參數

要注意

此處的中文版軟件菜單翻譯不夠準確,預留量欄中,上部應為加工面的預留量,下部應為干涉面(也稱檢查面)的預留量。

(7)設置等高外形精加工參數。在【曲面精加工等高外形】對話框中選取【等高外形精加工參數】選項卡,按如圖2-68所示設置參數,其中【T整體誤差】為0.01,【Z軸最大進給量】取0.05,【轉角走圓的半徑】為0.5,在各選項中選取【雙向】、【高速回圈】選項并給定【斜插長度】為10.0。

(8)設置切削深度。在如圖2-68所示的對話框中,單擊【切削深度】按鈕,在系統彈出的【切削深度的設定】對話框中設置最低和最高深度,如圖2-69所示。

(9)設置間隙參數。在如圖2-68所示的對話框中,單擊【間隙設定】按鈕,在系統彈出的【刀具路徑的間隙設置】對話框中,按如圖2-70所示設置參數,選取【距離】選項并給定數值為10.0。

圖2-68 設置精加工參數

圖2-69 設置切削深度

圖2-70 設定間隙參數

(10)設置高級參數。在如圖2-68所示的對話框中,單擊【高級設置】按鈕,在系統彈出的【高級設置】對話框中,按如圖2-71所示設置參數,選取【只在兩曲面(實體)之間】復選項。

(11)在【曲面粗加工等高外形】對話框中,其他參數按系統默認,最后單擊【確定】按鈕,忽略信息提示,則系統自動計算刀路,結果如圖2-72所示。

圖2-71 設置高級參數

圖2-72 生成光刀刀路

本節講課視頻

以上操作的視頻文件為\ch09\03-video\K03E.exe。

2.3.8 建立群組K03F用球刀對PL面進行光刀

本節任務是用BD8R4球頭刀對曲面進行精加工,共完成四個操作:一是沿著45°方向精加工一側PL分型面,二是精加工另外一側PL面,三是精加工中間的枕位面,四是精加工碰穿面。

1.沿著45°方向精加工一側PL面

方法:利用曲面精加工平行方式及選擇干涉面進行加工。

(1)在【操作管理】的【刀具路徑】選項卡中用鼠標拖動箭頭,移到K03F群組下方。

(2)在主菜單中,選取【刀具路徑】|【曲面精加工】|【精加工平行銑削】命令,如圖2-73所示。

(3)選取加工面。系統要求選取加工面,按如圖2-74所示選取外側的PL分型面,單擊【結束選擇】按鈕或者按Enter鍵。

(4)選取干涉面。上一步選取加工面后,系統會彈出【刀具路徑的曲面選取】對話框,單擊【選中】的【選擇】按鈕,然后在圖形上選取枕位面作為干涉面,如圖2-75所示。

(5)完成上面的步驟后,單擊【確定】按鈕,這時系統彈出【曲面精加工平行銑削】對話框,在【刀具路徑參數】選項卡中,從刀庫選取BD8R4的球頭刀,如圖2-76所示。

圖2-73 進入NC操作

圖2-74 選擇要加工的PL面

圖2-75 選取干涉面

圖2-76 選取BD8R4球頭刀

(6)設置曲面加工參數。在【曲面精加工平行銑削】對話框中,選取【曲面加工參數】選項卡,按如圖2-77所示設置參數,其中【安全高度】為35.0,加工面【預留量】取0.0,干涉面的【預留量】為0.35。

圖2-77 設置曲面加工參數

(7)設置平行銑削參數。選取【精加工平行銑削參數】選項卡,按如圖2-78所示設置參數,其中【T整體誤差】為0.01,單擊【最大切削間距】按鈕,系統彈出【最大步進量】對話框,在其中設置【大約環繞高度在45度】為0.001,單擊【確定】按鈕,系統自動計算出【最大步進量】為0.126,其余參數不變。

圖2-78 設置銑削參數

(8)設置間隙參數。在圖2-78中,單擊【間隙設定】按鈕,系統彈出【刀具路徑的間隙設置】對話框,在【容許的間隙】中選取【距離】復選項,并且給定距離為2.5。選取【切削順序最佳化】復選項,其余參數不變,如圖2-79所示,這樣設置參數的目的是減少提刀次數。

(9)設置高級設置參數。在圖2-78中,單擊【高級設置】按鈕,系統彈出【高級設置】對話框,選取【只在兩曲面(實體面)之間】選項,其余參數不變,如圖2-80所示。這樣設置參數的目的是防止刀路彎曲對工件的過切,單擊【確定】按鈕,返回【曲面精加工平行銑削】對話框。

圖2-79 設置間隙參數

圖2-80 設置高級設置參數

(10)其余參數默認,在【曲面精加工平行銑削】對話框中,單擊【確定】按鈕,初步生成的精加工刀路(也稱光刀)如圖2-81所示。

圖2-81 初步生成的光刀

(11)將圖2-81所示的刀路局部放大顯示,會發現有個別刀路有異常,需要進一步進行處理。本次先介紹處理的方法:根據刀路畫邊界線,然后修改參數,重新畫邊界線,重新生成刀路。

(12)繪制邊界線。將圖形放在俯視圖,繪圖為2D,工作層為第9層,構圖平面為頂視圖,深度Z=0,顏色為12號,放大刀路局部異常處,用矩形繪制如圖2-82所示的矩形1,矩形的角點坐標是(-7.24,-10.08,0)和(-1.1,-24.65,0)。

圖2-82 創建邊界線

小提示

此矩形可以手工繪制,只要包住這些刀路異常的部分即可,所給的坐標點只是為了讀者練習方便。

(13)修改邊界線。在【操作管理】目錄樹中,單擊K03F里的操作9中的節點,系統彈出【刀具路徑的選取】對話框,在【邊界范圍】欄中單擊【選擇】按鈕,然后在圖形上選取剛產生的矩形1及最大外形線作為邊界線,如圖2-83所示。

圖2-83 選取邊界線

(14)在圖2-83中,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,重新生成的光刀刀路,如圖2-84所示,檢查無誤后可以關閉該刀路顯示。

圖2-84 重新生成的光刀刀路

2.精加工另外一側PL面

方法:復制刀路,重新選面,修改參數。

(1)復制刀路。在【操作管理】中,用鼠標左鍵選擇剛產生的刀路操作9,按Ctrl+C組合鍵,再按Ctrl+V組合鍵,將其復制到群組K03F中成為操作10,如圖2-85所示。

圖2-85 復制刀路操作

(2)旋轉矩形1。確保構圖平面為頂視圖,選取上一節完成的矩形1,單擊【旋轉】按鈕,在對話框中輸入旋轉角度為180.0,結果得到矩形2,如圖2-86所示。

圖2-86 旋轉矩形

(3)重新選取加工邊界。在新的操作10中,單擊節點,系統彈出【刀具路徑的曲面選取】對話框,在【邊界范圍】中先單擊【移除】按鈕將之前所選的線條刪除,再單擊【選擇】按鈕,系統彈出【串連選項】對話框,這時將圖形適當旋轉到方便選線的位置,在圖形上選取矩形2及最大外形矩形線作為邊界線,如圖2-87所示。

圖2-87 修改選取邊界線

(4)選取加工面。在【刀具路徑的曲面選取】對話框,從【加工曲面】項先單擊【移除】按鈕,將之前所選的加工面刪除,再單擊【選擇】按鈕,系統要求選取加工面,按如圖2-88所示選取另一側的PL分型面,單擊【結束選擇】按鈕或者按Enter鍵。

圖2-88 選擇要加工的PL面

(5)選取干涉面。在【刀具路徑的曲面選取】對話框,從干涉面的【選中】欄中先單擊【移除】按鈕,將之前所選的干涉面刪除,再單擊【選擇】按鈕,然后在圖形上選取與本次加工面相對應的枕位面作為干涉面,單擊按鈕,如圖2-89所示。

圖2-89 選取干涉面

(6)在【操作管理】中,單擊【重建所有已失敗操作】按鈕,生成另外一側光刀,如圖2-90所示,檢查無誤后就可以關閉該刀路顯示。

3.精加工另外中間枕位面

方法:復制刀路,重新選面,修改參數。

(1)復制刀路。在【操作管理】中,用鼠標左鍵選擇剛產生的刀路操作10,按Ctrl+C組合鍵,再按Ctrl+V組合鍵,將其復制到群組K03F中成為操作11,如圖2-91所示。

圖2-90 生成另外一側光刀

圖2-91 復制刀路操作

(2)重新選取加工邊界。在新的操作11中,單擊節點,系統彈出【刀具路徑的曲面選取】對話框,在【邊界范圍】中先單擊【移除】按鈕,將之前所選的線條刪除,本次不用選邊界線。

(3)選取加工面。在【刀具路徑的曲面選取】對話框,從【加工曲面】項中先單擊【移除】按鈕,將之前所選的加工面刪除,再單擊【選擇】按鈕,系統要求選取加工面,按如圖2-92所示選取中間的枕位分型面為加工面,單擊【結束選擇】按鈕或者按Enter鍵。

圖2-92 選擇要加工的枕位面

(4)選取干涉面。在【刀具路徑的曲面選取】對話框,從干涉面的【選中】欄中先單擊【移除】按鈕,將之前所選的干涉面刪除,再單擊【選擇】按鈕,然后在圖形上選取與本次加工面相對應的枕位面作為干涉面,單擊【確定】按鈕,如圖2-93所示。

圖2-93 選取干涉面

(5)在【操作管理】中,單擊【重建所有已失敗操作】按鈕,生成的中間枕位面光刀,如圖2-94所示,檢查無誤后就可以關閉該刀路顯示。

4.精加工碰穿面

方法:復制刀路,重新選面,修改參數。

(1)復制刀路。在【操作管理】中,用鼠標左鍵選擇剛產生的刀路操作11,按Ctrl+C組合鍵,再按Ctrl+V組合鍵,將其復制到群組K03F中成為操作12,如圖2-95所示。

圖2-94 生成的中間枕位面光刀

圖2-95 復制刀路操作

(2)選取加工面。在【刀具路徑的曲面選取】對話框,從【加工曲面】項中先單擊【移除】按鈕,將之前所選的加工面刪除,再單擊【選擇】按鈕,系統要求選取加工面,按如圖2-96所示選取型腔中的碰穿面為加工面,單擊【結束選擇】按鈕或者按Enter鍵。

圖2-96 選擇要加工的碰穿面

(3)取消選取干涉面。在【刀具路徑的曲面選取】對話框,從干涉面的【選中】欄中先單擊【移除】按鈕,將之前所選的干涉面刪除。因為本次要加工的面較為突出,周圍沒有障礙,所以不用再選取干涉面,單擊【確定】按鈕

(4)設置曲面加工參數。在【曲面精加工平行銑削】對話框中,選取【曲面加工參數】選項卡,按如圖2-97所示設置參數,其中加工面【預留量】取0.03,干涉面的【預留量】取0.0。其余參數不變。因為本次未選干涉面,所以干涉面加工余量的參數不起作用。

(5)在【操作管理】中,單擊【重建所有已失敗操作】按鈕,生成碰穿位面光刀,如圖2-98所示,檢查無誤后就可以關閉該刀路顯示。

圖2-97 設置曲面加工參數

圖2-98 生成的碰穿位面光刀

本節講課視頻

以上操作的視頻文件為\ch09\03-video\K03F.exe。

2.3.9 建立群組K03G對枕位面進行清角

本節任務是完成三個操作:一是用BD3R1.5球頭刀對枕位面進行清角光刀;二是用邊界裁剪多余的刀路;三是對模鎖面進行清角。

1.對枕位面進行清角光刀

方法:采用曲面精加工殘料清角的加工方式進行加工。

(1)在【操作管理】的【刀具路徑】選項卡中用鼠標拖動箭頭,移到K03G群組下方。

(2)在主菜單中,選取【刀具路徑】|【曲面精加工】|【精加工殘料加工】命令,則系統自動給定的NC文件名默認就是群組名K03G,如圖2-99所示。

圖2-99 生成新的操作

(3)選取加工面。系統要求選取加工面,在圖形上選取中間部分比較復雜的而且起伏較大的PL分型面,如圖2-100所示。為了選面清晰可以設定第11層為工作層,第9及第10層關閉不顯示。

圖2-100 選取PL加工面

(4)完成上述選面的步驟后,單擊【確定】按鈕,這時系統彈出了【曲面精加工殘留清角】對話框,在【刀具路徑參數】選項卡中,從刀庫選取BD3R1.5的球頭刀,如圖2-101所示。

圖2-101 選取BD3R1.5球頭刀

(5)設置曲面加工參數。在【曲面精加工殘料清角】對話框中,選取【曲面加工參數】選項卡,按如圖2-102所示設置參數,其中【安全高度】為35.0,加工面【預留量】取0.02。目的是使小刀加工與之前的BD8R4球刀加工能很好銜接。

圖2-102 設置曲面加工參數

要注意

此處預留量沒有設為0,原因是一般小刀具的擺動誤差會大一些,取0.02以彌補刀具的旋轉誤差,使接刀處更加光順。即使是用很新的機床,刀具的誤差很小,多出的0.02也能夠滿足制模要求,而如果本次刀具過切型面的話,會導致注塑合模時出現間隙,在產品上會出現溢流“走批峰”現象。

(6)設置殘料清角加工參數。在【曲面精加工殘料清角】對話框中選取【殘料清角精加工參數】選項卡,按如圖2-103所示設置參數,其中【整體誤差】為0.01,單擊【最大切削間距】按鈕,在彈出的【最大步進量】對話框中設置【大約環繞高度在45度】參數為0.001,系統自動計算出【最大步進量】為0.077,在【切削方式】中選取“3D環繞”。

圖2-103 設置加工參數

(7)設置間隙參數。在【曲面精加工殘料清角】對話框中的【殘料清角精加工參數】選項卡中單擊【間隙設定】按鈕,系統彈出【刀具路徑的間隙設置】對話框,按如圖2-104所示設置參數,這樣設置的目的是減少跳刀次數,提高切削效率。

圖2-104 設置間隙設置參數

(8)設置殘料清角的材料參數。在【曲面精加工殘料清角】對話框中選取【殘料清角的材料參數】選項卡,按如圖2-105所示設置參數,其中【粗銑刀具的刀具直徑】為8.0,【粗銑刀具的刀角半徑】為4.0,【重疊距離】為0.5,設置重疊距離目的是切削平穩。

圖2-105 設置殘料清角的材料參數

(9)在【曲面精加工殘料清角】對話框中,其他參數按系統默認,最后單擊【確定】按鈕,忽略信息提示,則系統初步自動計算出刀路,如圖2-106所示。

圖2-106 初步生成的清角刀路

2.用邊界裁剪多余的刀路

主要任務:仔細分析圖2-106中生成的刀路,發現由于曲面有一定的誤差,個別刀路有異常,為了安全,必須采用刀路裁剪的方法將不合理的刀路裁剪掉。

方法:先根據生成的刀路裁剪邊界線,然后再用這個邊界線對刀路交線裁剪。

(1)創建邊界線。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。工作層為11層,名稱為linshi-xk3,工作顏色為14號。如圖2-107所示,在需要裁剪刀路的位置處繪制矩形3及矩形4,矩形只要包住異常刀路即可,為了讀者練習方便,現提供矩形的角點坐標為(-18,15,0)和(-13,10,0)及(18,-15,0)和(13,-10,0)。

圖2-107 創建邊界線

(2)編輯裁剪刀路。確保刀路13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】窗口,按默認給定,在圖形上選取上一步剛創建的矩形3及矩形4。如圖2-108所示。

(3)設置參數。在圖2-108中的【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,在上一步的矩形3及矩形4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13及【不提刀】復選項,如圖2-109所示。

圖2-108 選取裁剪邊界線

圖2-109 設置修剪參數

(4)生成刀路。在圖2-109中的【修剪刀具路徑】對話框中單擊【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13及操作14發生了一些變化,如圖2-110所示

圖2-110 操作管理中發生的變化

3.對模鎖面進行清角光刀

方法:采用復制刀路13,修改加工面等參數。

(1)復制刀路。在【操作管理】中,用鼠標左鍵選擇刀路操作13,按Ctrl+C組合鍵,再按Ctrl+V組合鍵,將其復制到群組K03G中成為操作15,如圖2-111所示。

圖2-111 復制刀路操作

(2)選取加工面。在新的操作15中,單擊節點,系統彈出【刀具路徑的曲面選取】對話框,從【加工曲面】項中先單擊【移除】按鈕,將之前所選的面刪除,再單擊【選擇】按鈕,系統要求選取加工面,按如圖2-112所示選取四處模鎖曲面,單擊【結束選擇】按鈕或者按Enter鍵。

圖2-112 選擇要加工的模鎖面

(3)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2-113所示,檢查無誤后就可以關閉該刀路顯示。

2.3.10 刀路模擬檢查

數控編程完成后,必須對其進行檢查,以便及時發現問題并解決。檢查的方法有兩種:靜態檢查和動態檢查,其方法與第7章介紹的方法相同,此處略。

事先把圖形存為STL文件,用來精確分析加工結果的剩余材料大小,檢查定義的毛坯要符合實際開料大小。在【操作管理】中,按Alt+E組合鍵,將各個群組的操作全部展開,先選取操作1,再按Shift鍵,再選取操作14,這樣可以把1~14操作全部選上。也可以在【操作管理】中單擊【選擇所有的操作】按鈕,再單擊【驗證已選擇的操作】按鈕,結果如圖2-114所示。

圖2-113 生成模式清角光刀

圖2-114 實體模擬

2.3.11 后置處理

本章介紹通過修改系統參數所完成的各個操作,其文件名默認為各個群組名稱。

在【操作管理】中,單擊按鈕全選所有操作,單擊【后置處理已經選擇的操作】按鈕,系統彈出【后處理程式】對話框,按如圖2-115設置參數。單擊【確定】按鈕,系統將各個群組的操作,分別處理為與其群組名相同的各個NC文本文件。

要注意記錄數控文件生成到哪個文件夾。

本例默認存儲文件夾為C:\Users\kou\Documents\my mcamx5\Mill\NC,這個文件夾也可以在參數配置文件中進行修改。

圖2-115 設置后處理參數

要注意

初學者要注意自己計算機的MastercamX5系統配置,務必清楚地了解編程生成的數控程序在哪個目錄,以便準確地把NC程序復制到公司規定的網絡盤目錄中,供CNC操作員準確調用,防止操作員用錯程序。

最后,文件存盤,文件名為mcbook-9-01-ok.mcx-5,或單擊【保存】按鈕

本節講課視頻

以上操作的視頻文件為\ch09\03-video\K03G.exe。

2.3.12 填寫CNC程序工作單

編程完成后,要將所編程序通過工作單的形式交給上司檢查,無誤后再交給CNC車間安排加工。本例示范的工作單如表2-1所示。工作單正體字部分為表格的固定格式,其內容相對不變,而斜體字部分為針對加工工件的不同而填寫的內容。

表2-1 數控工作單

知識拓展

如果沒有現成的程序單表格,可以參考本表的主要內容,使用類似Excel電子制表軟件自己創建CNC程序工作表。表格中的模具圖可以通過拷屏的方法復制到程序單里。經過試用,對所建立的程序單表格不斷完善,最后定型,交由上級領導審批同意后,就可以添加ISO的正式受控表格文件的編號,制作成規范的文件。如果用量大,可以由印刷廠印制,今后只需要填寫相應的編程內容即可。

2.3.13 本例總結及要注意的問題

要注意

要完成好本例的編程,還要注意以下問題:

(1)開粗采取了曲面挖槽。由于在水平面留的余量較多,必須專門做一些2D等高外形的刀路來清除水平面的多余余量。復制這些刀路修改底部余量為0進行光刀,關鍵在于邊界線的繪制,一般根據曲面的邊界線來提取。

(2)形狀復雜的前模仍然要先用大刀具開粗完成后,再用較小刀具清角。為了EDM效率更高,有時還需要進行3次局部開粗。

(3)前模編程的不同部位在加工時應采取不同的加工策略。本例前模的PL要盡量加工到位,余量為0,而膠位部分則要多留出一些余量,本例最終余量為0.2。碰穿位一般留0.03以上的余量,以便消除機床加工誤差,有利于模具師傅模具裝配。

(4)如果前模材料是精料,而且上下兩面磨削的平行度很好,則可以按照頂面對刀為Z=0,最高處的平面光刀可以省略。本例所舉的例子是針對材料不很規則的一般做法,這一點在實際工作中可以根據車間的實際情況靈活處理。

(5)為了能準確選取加工面,如果書上的插圖不是很清晰時,可以參考本書的配套講課視頻。

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