第6章三維曲面實(shí)體加工

第6章三維曲面 實(shí)體加工 圖6 1曲面粗加工命令 圖6 2曲面精加工命令 6 1曲面加工共同參數(shù)6 2曲面平行銑削加工6 3曲面放射狀加工6 4曲面流線加工6 5曲面等高外形加工6 6曲面投影加工6 7曲面挖槽粗加工 6 8曲面殘料粗加工6 9曲面插削粗加工6 10交線清角精加工6 11殘料清角精加工6 12曲面環(huán)繞等距精加工6 13陡斜面精加工6 14淺平面精加工 6 1曲面加工共同參數(shù) 6 1 1概述 在Mastercam系統(tǒng)中 編制曲面數(shù)控加工刀具路徑的一般步驟如下 1 選擇適當(dāng)?shù)募庸さ毒呗窂侥＝M 2 選擇需要進(jìn)行加工的曲面 3 從刀具資料庫中選擇或自定義刀具 4 設(shè)置刀具有關(guān)參數(shù) 5 設(shè)置曲面或?qū)嶓w加工的各項(xiàng)參數(shù) 6 設(shè)置各刀具路徑模組特有的參數(shù) 7 生成刀具路徑并模擬切削效果 6 1 2曲面參數(shù) 圖6 3曲面參數(shù) 圖6 3曲面參數(shù) 1 高度設(shè)置系統(tǒng)使用4個(gè)高度參數(shù) Clearance 安全高度 Retract 參考高度 Feedplane 進(jìn)給下刀位置 和Topofstock 工件表面 2 Drivesurface solid 導(dǎo)動面 實(shí)體 導(dǎo)動面 實(shí)體用于設(shè)置切削曲面或?qū)嶓w面的加工預(yù)留量 3 Checksurface solid 干涉面 實(shí)體 在曲面加工時(shí) 為了防止切到禁止加工的表面 往往要將禁止加工的曲面設(shè)為干涉面 定義干涉曲面或?qū)嶓w后 在生成刀具路徑時(shí)系統(tǒng)會按設(shè)置的預(yù)留量 使用干涉曲面對刀具路徑進(jìn)行干涉檢查 在多刀切削復(fù)雜的曲面或?qū)嶓w時(shí) 使用該功能可以有效地防止過切 4刀具切削范圍 曲面加工時(shí) 允許定義一個(gè)封閉輪廓或區(qū)域作為特定的加工范圍 系統(tǒng)提供了Inside 內(nèi)部 Outside 外部 和Center 封閉串連上 三種設(shè)定 5 Direction 進(jìn)刀與退刀向量 用于設(shè)置曲面加工時(shí)進(jìn)刀及退刀的刀具路徑 圖6 5Direction對話框 7 新增功能 圖6 6Surface solid CAD菜單 Drive 導(dǎo)動面 設(shè)置為N表示不選取加工曲面 實(shí)體 設(shè)置為S表示要選取加工曲面 實(shí)體 設(shè)置為A表示自動選取所有的曲面 實(shí)體 Check 干涉面 設(shè)置為N表示不選取干涉曲面 實(shí)體 設(shè)置為S表示要選取干涉曲面 實(shí)體 設(shè)置為U表示自動選取加工曲面以外的所有曲面 實(shí)體 Contain 定義范圍 設(shè)置是否要定義切削范圍的封閉串連 設(shè)置為N表示不定義邊界串連 設(shè)置為Y時(shí)表示要定義邊界串連 CADfile CAD文件 設(shè)置為Y表示需定義加工曲面的CAD文件 設(shè)置為N表示不需定義加工曲面的CAD文件 6 2曲面平行銑削加工 平行銑削加工是一種簡單 有效和常用的加工方法 對工件沿特定的方向產(chǎn)生一系列平行的刀具路徑 加工時(shí)刀具按指定的進(jìn)給方向進(jìn)行切削 適于工件中凸出物或淺溝槽的加工 6 2 1平行銑削粗加工 1工件形狀的選擇 圖6 7PartShape菜單 圖6 8Roughparallelparameters選項(xiàng)卡 2平行銑削粗加工參數(shù) 1 Totaltolerance 總誤差 Totaltolerance設(shè)置值越小 刀具路徑就越精確 但生成的數(shù)控程序段越長 2 Cuttingmethod 切削方式 Cuttingmethod下拉列表框用來設(shè)置刀具在XY平面內(nèi)的切削方式 系統(tǒng)支持兩種切削方式 Zigzag 雙向切削 和Oneway 單向切削 a 雙向切削 b 單向切削 圖6 9切削方式 3 Maximumstepover 最大切削間距 該參數(shù)用來設(shè)置XY平面內(nèi) 兩相鄰刀具路徑之間的最大步進(jìn)距離 該設(shè)置值必須小于刀具的直徑 一般粗加工時(shí) 常取刀具直徑的75 85 作為其最大切削間距 a 大切削間距的加工效果 b 小切削間距的加工效果 圖6 10最大切削間距的設(shè)定 4 Machiningangle 加工角度 該參數(shù)用來設(shè)置加工角度 0 360度 加工角度是指刀具路徑與刀具面X軸正向的夾角 5 Maximumstepdown 最大Z軸進(jìn)給量 該參數(shù)用來設(shè)置Z方向兩相鄰刀具路徑層之間的最大距離 切深 也稱背吃刀量 a 切深較大時(shí)的加工效果 b 切深較小時(shí)的加工效果 圖6 11最大切深的設(shè)定 6 Plungecontrol Z方向控制 該參數(shù)用來設(shè)置粗加工下刀和退刀時(shí)Z軸方向的移動方式 以防止刀具空切穿過已經(jīng)切除毛坯的地方 系統(tǒng)提供了3種設(shè)定方式 Allowmultipleplungealongcut 切削路徑允許連續(xù)的下刀和提刀 刀具允許沿著曲面連續(xù)下刀或提刀 可用于加工多重凸凹工件的表面 Cutfromoneside 單側(cè)切削 僅沿工件的一側(cè)下刀或提刀 Cutfrombothside 雙側(cè)切削 沿工件的兩側(cè)下刀或提刀 7 定義下刀點(diǎn) Promptforstartingpoint 系統(tǒng)將要求指定刀具路徑的起始點(diǎn) 以距指定點(diǎn)最近的角點(diǎn)作為刀具路徑的起始點(diǎn) 8 Z方向運(yùn)動方式設(shè)置刀具沿曲面Z向的運(yùn)動方式 即平行切削的刀具在曲面加工時(shí) 是否允許進(jìn)行沿曲面的上升或下降切削 一般 允許沿曲面上升或下降切削可以得到較光滑的表面 AllownegativeZmotionalongsurface 負(fù)Z方向切削 允許刀具沿曲面負(fù)Z方向切削 AllowpositiveZmotionalongsurface 正Z方向切削 允許刀具沿曲面正Z方向切削 圖6 12切削深度對話框 9 Cutdepths 切削深度 10 Gapsettings 間隙設(shè)定 間隙是指在連續(xù)曲面中有缺口或曲面有斷開的地方 可設(shè)置刀具在不同間隙時(shí)的運(yùn)動方式 即定義有間隙時(shí)的刀具動作 圖6 13間隙設(shè)定 1 Gapsize 容許間隙 設(shè)置系統(tǒng)允許的間隙值 2 Motion Gap 移動量小于容許間隙 設(shè)置當(dāng)?shù)毒叩囊苿恿啃∮谌菰S間隙時(shí)刀具的移動方式 此時(shí)不提刀 Direct 橫越 刀具以直線切削方式 從前一個(gè)曲面刀具路徑的終點(diǎn)直接移動到下一個(gè)曲面刀具路徑的起點(diǎn) Broken 打斷 將刀具移動量打斷成Z方向和XY方向的兩段切削 即刀具從前一個(gè)曲面刀具路徑的終點(diǎn)沿Z方向 或X Y方向 移動 然后再沿X Y方向 或Z方向 移動到下一個(gè)曲面刀具路徑的起點(diǎn) Smooth 平滑 刀具路徑沿著平滑方式越過間隙 多用于高速加工 Followsurface s 沿著曲面 刀具從前一個(gè)曲面刀具路徑的終點(diǎn) 沿著曲面外形移動到另一個(gè)曲面刀具路徑的起點(diǎn) Checkgapmotionforgouge 檢查刀具在間隙的過切情形 當(dāng)出現(xiàn)圓鑿切削時(shí) 若移動量小于允許間隙系統(tǒng)將自動校準(zhǔn)刀具路徑 3 Motion Gap 移動量大于容許間隙 設(shè)置移動量大于容許間隙時(shí)刀具的移動方式 平行銑削曲面粗加工實(shí)例 6 2 2平行銑削精加工 可以生成某一特定角度的平行銑削精加工刀具路徑 圖6 15Finishparallelparameters選項(xiàng)卡 6 3曲面放射狀加工 放射狀加工對工件表面產(chǎn)生放射狀的刀具路徑 適于旋轉(zhuǎn)曲面或?qū)嶓w加工 圖6 16RoughRadialParameters選項(xiàng)卡 6 3 1放射狀粗加工 1 Max angleincrement 最大角度增量 Max angleincrement用于設(shè)定曲面放射狀粗加工中 每兩條刀具路徑間的最大夾角 切削中的實(shí)際值小于設(shè)定值 如圖a所示 其最大角度增量為30 如圖b所示 其最大角度增量為10 b 圖6 17最大角度增量的設(shè)定 2 Startangle 起始角度 Startangle用于設(shè)定放射狀粗加工刀具路徑的起始角度 即第1刀的切削角度 如圖a所示 刀具路徑的起始角度為180 如圖b所示 刀具路徑的起始角度為90 a b 圖6 18起始角度的設(shè)定 3 Sweepangle 掃掠角度 Sweepangle用于設(shè)定放射狀粗加工刀具路徑的掃掠角度 其影響著刀具路徑的生成范圍 如圖a所示 刀具路徑的掃掠角度為180 如圖b所示 刀具路徑的掃掠角度為270 b 圖6 19掃掠角度的設(shè)定 a Startdistance 起始距離 Startdistance用于設(shè)定放射狀粗加工刀具路徑的中心點(diǎn)與路徑起始位置的距離 以避免在中心處刀具路徑過于密集 降低加工效率 如圖a所示 刀具路徑的起始距離為20 如圖b所示 刀具路徑的起始距離為40 b 圖6 20起始距離的設(shè)定 5 Startingpoint 下刀點(diǎn) Startingpoint欄用于設(shè)置刀具路徑的起始點(diǎn)以及路徑方向 有兩種選擇 Startinside 從內(nèi)開始 表示加工時(shí)刀具路徑從下刀點(diǎn)向外切削 Startouside 從外開始 表示加工時(shí)刀具路徑起始于外圍邊界并往內(nèi)切削 b 圖6 21下刀點(diǎn)的設(shè)定 放射狀曲面粗加工實(shí)例 圖6 22Finishradialparameter選項(xiàng)卡 6 3 2放射狀精加工 6 4曲面流線加工 曲面流線加工對工件產(chǎn)生沿曲面流線方向的加工路徑 適于單一 規(guī)則曲面或?qū)嶓w加工 圖6 23Roughflowlineparameters選項(xiàng)卡 6 4 1流線粗加工 1 Cutcontrol 切削方向控制 Cutcontrol欄用于曲面流線加工時(shí) 控制刀具沿曲面切削方向的切削運(yùn)動 Distance 距離 設(shè)定沿曲面切削方向的切削進(jìn)給量 它決定著刀具移動距離的大小 Totaltolerance 切削方向之誤差 設(shè)定曲面刀具路徑的精確程度 即刀具路徑與曲面之間允許的最大弦差 該設(shè)置值越小則產(chǎn)生的刀具路徑越精確 圖6 24切削控制 Checkflowlinemotionforgouge 過切檢查 對刀具切削路徑執(zhí)行過切檢查 如臨近過切 系統(tǒng)會對刀具路徑進(jìn)行自動調(diào)整 2 Cutcontrol 截?cái)喾较蚩刂?Cutcontrol欄用于曲面流線加工時(shí) 設(shè)定刀具路徑中計(jì)算截?cái)喾较蜻M(jìn)刀距離的方法 Distance 距離 設(shè)定一個(gè)值 作為刀具于相鄰兩個(gè)切削方向路徑間切削時(shí)的步進(jìn)距離 即截?cái)喾较虻倪M(jìn)刀量 Scallopheight 殘脊高度 設(shè)定曲面流線加工中允許殘留的余料最大扇形高度 即殘脊高度 系統(tǒng)將依據(jù)該高度值自動計(jì)算刀具于截?cái)喾较虻倪M(jìn)刀量 圖6 25殘脊高度 一般 當(dāng)曲面的曲率半徑較大且沒有尖銳的形狀 或是不需要非常精密的加工 常用固定步進(jìn)距離來設(shè)定進(jìn)刀量 當(dāng)曲面的曲率半徑較小且有尖銳的形狀 或是需要非常精密的加工 則應(yīng)采用殘脊高度的方式來設(shè)定進(jìn)刀量 在完成所有參數(shù)的設(shè)置并確認(rèn)后 系統(tǒng)會顯示Flowline菜單并在繪圖區(qū)顯示刀具偏移方向 切削方向 每一層刀具路徑移動方向及刀具路徑起始點(diǎn) 如圖6 26所示 圖6 26曲面流線加工菜單 b 圖6 27刀補(bǔ)方向 1 Offset 刀補(bǔ)方向 改變刀具路徑的偏移方向 b 圖6 28刀具路徑方向 2 Cutdir 刀具路徑方向 改變刀具路徑的方向 圖6 29每層方向 3 Stepdir 每層方向 改變每層刀具路徑移動的方向 圖6 30起點(diǎn) 4 Start 起點(diǎn) 改變刀具路徑的起點(diǎn)位置 5 Poltedges 邊界顯示 以不同的顏色來顯示不同的邊界類型 自由邊界 部分共同邊界和共同邊界 曲面流線粗加工 6 4 2流線精加工 圖6 31Finishflowlineparameters選項(xiàng)卡 6 5曲面等高外形加工 等高外形加工的特點(diǎn)是它的加工路徑產(chǎn)生在相同的等高輪廓線上 對于接近零件形狀的毛坯 無需一層一層地對毛坯進(jìn)行切削 選擇這種方法比較理想 6 5 1等高外形粗加工 圖6 32Roughcontourparameters選項(xiàng)卡 1 Directionofclosedcontours 封閉式外形的方向 Directionofclosedcontours用于設(shè)定等高外形加工中 封閉式外形的切削方向 Conventional 逆銑 和Climb 順銑 兩個(gè)選項(xiàng) Start文本框用于設(shè)定刀具路徑的起始位置在等高線以下的距離 2 Directionofopencontours 開放式外形的方向 Directionofopencontours欄用于設(shè)定等高外形加工中 開放式外形的切削方向 Oneway 單向切削 和Zigzag 雙向切削 b 圖6 34開放式外形的切削方向 3 Transition 移動量 Transition欄用于設(shè)置當(dāng)移動量小于容許間隙時(shí)刀具的移動方式 其中 Highspeed選項(xiàng)表示以平滑方式越過間隙 Ramp選項(xiàng)表示以直線方式直接橫越間隙 圖6 35移動量 4 Entry exitarc 進(jìn) 退刀圓弧 可在曲面等高外形加工中 設(shè)定一段進(jìn) 退刀弧形刀具路徑 其中 Radius文本框用于設(shè)定圓弧刀具路徑的半徑 Sweep文本框用于設(shè)定圓弧刀具路徑的掃描角度 圖6 36圓弧形式的進(jìn) 退刀路徑 圖6 37銳角過渡 5 Cornerrounding 銳角過渡 該選項(xiàng)用于設(shè)定在銳角處 小于135 生成的圓弧刀具路徑的半徑值 如圖6 37所示 6 Ordercutsbottomtotop 由下至上切削 該選項(xiàng)用于設(shè)置等高外形加工時(shí) 刀具路徑從工件底部開始向上切削 在工件頂部結(jié)束 7 Shallow 淺平面 用于刪除或添加在淺平面處的刀具路徑 圖6 38ContourShallow對話框 6 5 2等高外形精加工 圖6 39Finishcontourparameters選項(xiàng)卡 6 6曲面投影加工 曲面投影加工將已有刀具路徑或幾何圖形 投影到要加工的曲面上生成粗加工刀具路徑 6 6 1投影粗加工 圖6 40Roughprojectparameters選項(xiàng)卡 其中 Projectiontype欄用于設(shè)定投影的方式 1 NCI 刀具路徑 選取已存在的NCI文件來進(jìn)行投影 投影后的刀具路徑僅改變它的深度Z坐標(biāo) 而不改變X和Y坐標(biāo) 因此 在生成投影路徑之前應(yīng)先創(chuàng)建好原始刀具路徑 圖6 41NCI投影刀具路徑 2 Curves 曲線 選取一條曲線或一組曲線來進(jìn)行投影 系統(tǒng)要求在設(shè)定好曲面投影粗加工參數(shù)后必須選取所需的投影曲線 3 Points 點(diǎn) 選取一個(gè)點(diǎn)或一組點(diǎn)來進(jìn)行投影 系統(tǒng)要求在設(shè)定好曲面投影粗加工參數(shù)后必須選取所需的投影點(diǎn) 圖6 42Curves投影刀具路徑 圖6 43Points投影刀具路徑 6 6 2投影精加工 圖6 44Finishprojectparameters選項(xiàng)卡 Adddepths選項(xiàng)用于設(shè)定是否增加Z軸方向的深度 勾選 系統(tǒng)將使用所選NCI文件的Z軸深度 作為投影后刀具路徑的深度 未勾選 系統(tǒng)將直接由曲面來決定投影后刀具路徑深度 6 7曲面挖槽粗加工 可產(chǎn)生在加工曲面及指定串連邊界間進(jìn)行材料切削的刀具路徑 即依曲面形態(tài)產(chǎn)生一個(gè)曲面的挖槽粗加工刀具路徑 圖6 45曲面挖槽刀具路徑 圖6 46曲面挖槽加工效果圖 圖6 47Finishpocketparameters選項(xiàng)卡 6 8曲面殘料粗加工 可用于清除其它加工模組未切削 或因直徑較大刀具未能切削所殘留的材料 該模組需要與其它加工模組配合使用 圖6 48Restmillparameters選項(xiàng)卡 圖6 49Restmaterialparaneters選項(xiàng)卡 1 computeremainingstockfrom 用于設(shè)置殘料粗加工中清除材料的方式 1 Allpreviousoperations 將前面各加工組不能切削的區(qū)域作為殘料粗加工的切削區(qū)域 2 Oneotheroperations 將某一個(gè)加工模組不能切削的區(qū)域 作為殘料加工的切削區(qū)域 3 Roughingtool 根據(jù)刀具直徑和刀角半徑來計(jì)算出殘料粗加工的切削區(qū)域 2 Adjustmentstoremainingstock 用于調(diào)整 即放大或縮小 定義的殘料粗加工區(qū)域 包含3個(gè)選項(xiàng) 1 Useremainingstockascomputedmakes 不改變定義的殘料粗加工區(qū)域 2 Adjustremainingstocktoignoresmall 允許殘留較小的尖角材料由后面的精加工來清除 以便提高加工速度 3 Adjustremainingstocktomillsmall 在殘料粗加工中需清除較小的尖角材料 6 9曲面插削粗加工 可以切削所有位于曲面與凹槽邊界間的材料 而生成粗加工刀具路徑 曲面插削粗加工是類似鉆孔的一種方法 它依曲面外形 在Z方向下降生成粗加工刀具路徑 以迅速去除粗加工余量 圖6 50插削加工效果圖 圖6 51Roughplungeparameters選項(xiàng)卡 6 10交線清角精加工 可在粗加工或精加工的交角處產(chǎn)生切削刀具路徑 用于清除殘留在交角內(nèi)的材料 圖6 52交線清角刀具路徑 圖6 53Finishpencilparameters選項(xiàng)卡 6 11殘料清角精加工 可以生成用于