數(shù)控編程實用基礎第章

第6章微機自動編程與應用6.1自動編程概述6.2零件基本幾何圖形的繪制6.3空間立體圖形的繪制6.4CAM基礎6.52D刀路定義6.63D曲面加工刀路6.7后置處理6.8車削自動編程系統(tǒng)簡介6.9線切割自動編程系統(tǒng)簡介思考與練習題第一頁，共二百六十頁。6.1自動編程概述6.1.1自動編程原理及類型1．數(shù)控語言型批處理式自動編程早期的自動編程都是編程人員根據(jù)零件圖形及加工工藝要求，采用數(shù)控語言，先編寫成源程序單，再輸入計算機，由專門的編譯程序，進行譯碼、計算和后置處理后，自動生成數(shù)控機床所需的加工程序清單，然后通過制成紙帶或直接用通訊接口，將加工程序送入到機床CNC裝置中的。其中的數(shù)控語言是一套規(guī)定好的基本符號和由基本符號描述零件加工程序的規(guī)則，它比較接近工廠車間里使用的工藝用語和工藝規(guī)程，主要由幾何圖形定義語句、刀具運動語句和控制語句等三種語句組成。第二頁，共二百六十頁。編譯程序是根據(jù)數(shù)控語言的要求，結合生產對象和具體的計算機，由專家應用匯編語言或其他高級語言編好的一套龐大的程序系統(tǒng)。這種自動編程系統(tǒng)的典型就是APT語言。APT語言最早于1955年由美國研制成功，經多次修改完善，于20世紀70年代發(fā)展成APT–Ⅳ，一直沿用至今。其他如法國的IFAPT，德國的EXAPT，日本的FAPT、HAPT以及我國的ZCK、SKC等都是APT的變形。這些數(shù)控語言有的能處理3～5坐標，有的只能處理2坐標，有車削用的、銑削和點位加工用的等。這種方式的自動編程系統(tǒng)，由于當時計算機的圖形處理能力較差，所以一般都無圖形顯示，不直觀，易出錯。雖然后來增加了一些圖形校驗功能，但還是要反復地在源程序方式和圖形校驗方式之間來回切換，并且還需要掌握數(shù)控語言，初學者用起來總覺得不太方便。第三頁，共二百六十頁。2．人機對話型圖形化自動編程在人機對話式的條件下，編程員按菜單提示的內容反復與計算機對話，陸續(xù)回答計算機的提問。從一開始，對話方式就緊密與圖形顯示相聯(lián)，從工件的圖形定義，刀具的選擇，起刀點的確定，走刀路線的安排直到各種工藝指令的及時插入，全在對話過程中提交給了計算機，最后得到的是所需的機床數(shù)控程序單。這種自動編程具有圖形顯示的直觀性和及時性，能較方便地進行對話修改，易學且不易出錯。圖形化自動編程系統(tǒng)有EZ-CAM、MasterCAM、UGII、PRO/E和CAXA制造工程師等。本章主要介紹MasterCAM自動編程系統(tǒng)。第四頁，共二百六十頁。6.1.2MasterCAM軟件系統(tǒng)概述MasterCAM是美國CNCSoftwareInc.公司所研制的、集CAD/CAM于一體的一個大型應用軟件系統(tǒng)，主要用于數(shù)控機床的自動編程及其控制。因它對機器配置要求較低而得到了廣泛的應用。該軟件采用的是圖形化自動編程的方式，具有繪圖設計、尺寸標注、輪廓銑削、鉆削、車削和線切割等處理技術。用戶可利用其繪圖設計功能繪制出待加工零件的圖樣，然后直接在其上進行加工路線的描述定義，該軟件即可自動計算處理并生成用于控制機床的數(shù)控加工程序。圖6-1所示是其中Mill銑削模塊的結構框架。第五頁，共二百六十頁。圖6-1Mill模塊結構框架第六頁，共二百六十頁。

1．系統(tǒng)界面特點當前流行的MasterCAM是基于Windows平臺上運行的一套軟件系統(tǒng)。啟動MasterCAM8.0版的銑削模塊Mill后的操作界面如圖6-2所示。MasterCAM系統(tǒng)將顯示界面分割為三個區(qū)域：繪圖工作區(qū)、菜單區(qū)和系統(tǒng)回應區(qū)。其中：●繪圖區(qū)是為作圖、圖形顯示、加工模擬顯示等提供演示的場所?？赏ㄟ^功能設定將其劃分為多個視區(qū)，以達到從不同的角度觀察的效果。第七頁，共二百六十頁。●系統(tǒng)回應區(qū)是人機對話的場所，包括從系統(tǒng)中反饋的信息顯示、各種狀態(tài)顯示、錯誤提示以和必需的鍵盤響應，進行中需要鍵入的數(shù)據(jù)等?！癫藛螀^(qū)共分主功能菜單區(qū)、次功能菜單區(qū)和圖標菜單區(qū)三部分。第八頁，共二百六十頁。圖6-2Mill模塊的操作界面第九頁，共二百六十頁。系統(tǒng)絕大部分功能實施都需要通過對主功能菜單的逐層調用來進行。例如，如圖6-3所示為進行“連續(xù)畫線”功能操作所需要逐層調用的菜單層次結構。圖6-3菜單層次結構第十頁，共二百六十頁。菜單內容的顯示始終在同一區(qū)域內，當要執(zhí)行某一項功能時，只能一層層地切換菜單項，操作起來很繁瑣。為使操作方便，該系統(tǒng)采用了如下幾種快捷方法。(1)增設次功能菜單區(qū)。主要是為對圖層操作、顏色和構圖面等的設定方便而提供的一種快捷操作菜單項。用鼠標點選這些菜單項時，有關圖層與顏色的設置是通過彈出對話框的形式進一步操作的；而有關構圖面等的設置，則是直接調用主菜單區(qū)來進行的。第十一頁，共二百六十頁。(2)增設圖標菜單區(qū)。主要是為系統(tǒng)常用功能選用方便而提供的一些快捷操作菜單項。用鼠標點選某一圖標，則相當于打開多層菜單，直接調用底層具體執(zhí)行的功能菜單。(3)提供逐層回退及直接返回根菜單功能。連續(xù)點選“返回上一菜單”項，可逐層回退直到根菜單；若點選“回根菜單”項，則無論當前是處于哪一個菜單層次都可直接回到根菜單。(4)提供快捷鍵操作。系統(tǒng)對一些常用的功能提供即時熱鍵快速調用。常用熱鍵及對應功能見圖6-4所示。新版本中因有圖標菜單，故取消了許多熱鍵功能。在系統(tǒng)中，可隨時按F1功能鍵或按ALT+H鍵，便可得到更具體的幫助。第十二頁，共二百六十頁。圖6-4常用功能鍵第十三頁，共二百六十頁。

2．系統(tǒng)的主要菜單功能1)主功能菜單主功能菜單各項功能分別為：●分析(Analyze)：將所選實體的坐標數(shù)據(jù)信息等顯示在屏幕上，如點、線、弧、曲線、曲面或標注的尺寸、文字等的數(shù)據(jù)狀態(tài)信息。主要用于數(shù)據(jù)查詢?！窭L圖(Create)：產生點、線、弧、曲線、曲面或標注的尺寸、文字等幾何實體，每產生一個實體，其數(shù)據(jù)自動存入數(shù)據(jù)庫中并且該實體同時顯示在屏幕上。●檔案(File)：用于對圖形數(shù)據(jù)的存檔、讀出、編輯、轉換、打印和傳送輸出等的管理。第十四頁，共二百六十頁。●修整(Modify)：用倒圓、修剪、延伸、斷開和連接等方式修整已經繪制的幾何實體?！駡D形變換(Xform)：對已經繪制的實體進行對稱、旋轉、比例縮放、平移和偏移等多種方式的變換，從而生成新的幾何實體?！駝h除(Delete)：從屏幕上和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中刪除一個或者一組幾何實體圖素?！褚暺猎O定(Screen)：用于改變圖形在屏幕上顯示的大小、位置等的設置，如放大、縮小、自動調整、指定范圍等的顯示方式；顏色、圖層等的設定，還有系統(tǒng)設置等。第十五頁，共二百六十頁?！竦毒呗窂?Toolpaths)：為零件幾何圖形的輪廓銑削、鉆孔、銑槽形、字型銑削和曲面銑削等的加工定義刀具路線，產生NC刀具路徑。用于為數(shù)控加工的自動編程提供數(shù)據(jù)?！馧C公用程序(NCUtils)：用于對NC刀具路徑數(shù)據(jù)文件進行查詢顯示、編輯修改、加工模擬、自動編程以及對已有數(shù)控程序文件反向進行NC刀具路徑的自動生成。這一功能可用于對手工編程進行加工模擬的校驗。注：MasterCAM系統(tǒng)的整個菜單內容見書后附錄E。第十六頁，共二百六十頁。2)次功能菜單●作圖面高度Z：用于設定當前作圖面的高度。對曲面三維實體的構建必不可少。●作圖顏色(Color)：用于設定當前作圖時線條的顏色。●作圖層(Level)：用于設定當前作圖的圖層。MasterCAM系統(tǒng)也同樣引入圖層的概念，用于存放一些具有相同屬性的圖表，以便于進行管理。MasterCAM設定最多為256層。第十七頁，共二百六十頁?！竦毒呙?TPlane)：用于設定當前刀具所處的方位。對三維立體形狀工件而言，只有設置合理的刀具方位才能保證合理加工程序的產生?！駱媹D面(CPlane)：用于設定當前所繪圖形的空間方位。繪制三維圖形時需要及時改變構圖面的位置，結合作圖面高度的設定可使得圖形繪制過程快捷方便?！裼^察面(View)：用于改變觀察所繪圖形的視角，以獲得滿意的觀察效果。如在進行模擬加工時將觀察面設定為“軸測面”可得到較形象的觀察效果。第十八頁，共二百六十頁。6.2零件基本幾何圖形的繪制6.2.1基本線圓定義1．繪制直線(Line)(如圖6-5所示)圖6-5直線繪制方法第十九頁，共二百六十頁。1)水平線(Horizontal)畫一條水平方向的線段。操作：先指定第一點，同時菜單轉為公共給點菜單。這時，可選擇用鍵盤輸入坐標點的方式或捕捉已有點的方式，默認狀態(tài)為直接用鼠標在屏幕上點取一點，你可根據(jù)情況選擇一種取點方式并用鼠標點取相應的菜單項。給定第一點后，屏幕即提示輸入第二點的坐標，方法同上。然后，屏幕顯示第一點的Y坐標值，并允許輸入修改為其他值，修改或認可回車后，即可得到由第一、二兩點的X值確定左右邊界，由指定的Y值確定上下位置的一條水平線。第二十頁，共二百六十頁。2)垂直線(Vertical)畫一條垂直方向的線段。操作：方法同水平線，只是由第一、二兩點的Ｙ值定上下邊界，由第一點的Ｘ值或輸入修改后的X值確定左右位置的一條垂直線。3)兩點連線(Endpoints)由指定的兩點畫一條線段。操作：先后要求指定兩點，點值可根據(jù)公共給點菜單的選項采用鍵盤輸入或捕捉得到。第二十一頁，共二百六十頁。4)連續(xù)畫線(Multi)畫一些首尾相接的連續(xù)線段。操作：每一條線的畫法同兩點連線，只不過該方法始終是將前一條線的第二點作為后一條線的第一點，連續(xù)不停地持續(xù)下去，直到按Esc鍵，或用鼠標去拾取其他畫線方法而中止。第二十二頁，共二百六十頁。5)極坐標畫線(Polar)畫一指定角度且定長的線段。操作：先指定一點作為線段的起點，然后要求輸入極角和極半徑值。每次重啟系統(tǒng)或重新初始化后默認的極角值為0，極半徑為25mm；當定義一次以后，所定義的值將作為新的默認值為其后使用，直到再定義新值后，新值又將作為新的默認值。第二十三頁，共二百六十頁。6)切線(Tangent)畫一與某圓弧相切的線段。本畫線方式菜單還有下級菜單，即將其細分成：切角切線、公切線和點切線。①切角切線(Angle)：與某圓弧相切并和X正軸夾于某角度值。操作：先選擇并拾取相切圓弧，再接著要求輸入夾角、輸入線長(系統(tǒng)將根據(jù)拾取點的位置決定兩可能切點中的一個切點。如果拾取點在過圓心的水平線的上方，則取上切點；否則，取下切點。若夾角為90°，則左右區(qū)分切點)，然后在屏幕上顯示出由切點向兩邊切向畫出的兩段切線，并提示要求在欲保留的那段切線上拾取一下，則另一段切線將自動被舍棄。在要求用鼠標拾取某線圓時，若不合要求(如離可能的線圓太遠等)則需要重試。第二十四頁，共二百六十頁。②公切線(2arcs)：同時切于兩圓弧的直線。操作：要求先后選擇并拾取兩圓弧，并根據(jù)拾取點的位置確定幾條可能公切線中的一條。如下規(guī)定僅供參考：上—上：上外公切線 下—下：下外公切線上-下：內公切線 下—上：內公切線當對兩相交圓弧拾取時，若由于拾取點的位置導致計算在內公切線方式上時，系統(tǒng)會產生錯誤提示。由于公切線的產生和拾取點的位置是有很大關系的，所以拾取時應盡量使拾取點靠近所需切點。第二十五頁，共二百六十頁。③點切線(Point)：即過一點向某圓弧作切線。操作：輸入時先提示拾取相切圓?。蝗缓?，再提示指定該切線經過的某點。最后，則要求指定該切線從切點處開始計量的長度(默認長度為指定點到切點的計算長度)。定義完成后，則顯示出從切點起指定長度的直線段。第二十六頁，共二百六十頁。7)點垂線(Perpendclr)過一點且與另一線段或圓弧相垂直的線段(端點為垂足)。操作：先拾取相垂直的原始實體，然后提示指定一點，最后還要求指定垂線的長度。(默認長度為指定點到被垂直實體的垂足點間的計算長度。)第二十七頁，共二百六十頁。2．繪制圓弧和整圓(如圖6-6所示)圖6-6圓、弧及非圓曲線繪制第二十八頁，共二百六十頁。圓弧部分(Arc)：有極坐標畫弧、兩點定弧、三點定弧和相切圓弧等。(1)極坐標方式(Polar)：細分為圓心點、拾取點、起徑角和終徑角等定義方式。●圓心點：先指定圓心點，再輸入半徑，指定起始角和終止角(初始默認值為：半徑為25mm，起始角和終止角均為0°，鼠標拾取則視為回車認可。)●拾取點：基本同上，但其起始角和終止角可由鼠標直接拾取確定(不可捕捉拾取)。適用于畫草圖。第二十九頁，共二百六十頁?！衿饛浇牵合戎付▓A弧起點再輸入半徑值，最后定起始角和終止角。●終徑角：先指定圓弧終點再輸入半徑值，最后定起始角和終止角(鼠標拾取視為回車)。第三十頁，共二百六十頁。(2)兩點半徑定弧(Endpoints)：操作：先后提示指定兩點(弧的兩端點)后，再按要求輸入半徑值，接著顯示出所有滿足條件的圓弧，并要求選擇其一。若計算出：兩點間距>直徑，則出現(xiàn)錯誤信息;兩點間距=直徑，則有兩半圓弧供選擇;兩點間距<直徑，則有四段圓弧供選擇。若在欲保留的圓弧段上拾取一下，則其余幾段圓弧自動被舍棄。第三十一頁，共二百六十頁。(3)三點定弧(3points)：經過指定的三點，且由三點順序決定圓弧方向的圓弧。操作：先后按提示輸入起點、中間點、終點。同樣可用公共取點菜單提供的取點方法。第三十二頁，共二百六十頁。(4)相切圓弧(Tangent)：細分為切一實體、三切圓和點切圓三種方式。①切一實體：先選被切實體，再指定一用于確定切點所在方位的點(或切點)；然后，提示輸入半徑的大小，則計算出圓心在指定點與被切實體所作的垂線上，且與被切實體相距為半徑值，并由此作出一整圓；最后，提示要求選取所需的一半圓弧。②三切圓：既不知半徑大小，又不知圓心位置，但同時切于三個實體的圓弧，其端點即為第一被切實體和第三被切實體的切點，圓弧走向由三被切實體的拾取順序決定。操作：分別按提示拾取三個被切實體。第三十三頁，共二百六十頁。③點切圓：經過指定點且與指定實體相切的指定半徑大小的圓弧，圓弧的兩端點分別為指定點和切點。操作：先選擇被切實體；再指定圓弧的一端點；接著按提示輸入半徑大??；最后，再在所有可能的四段圓弧中選取一段，則其余三段就自動被舍棄。整圓部分(Circle)：有兩點定圓、三點定圓、圓心半徑、圓心直徑和圓上一點等。第三十四頁，共二百六十頁。(1)兩點定圓(2ptcir)：由處在直徑上的兩端點來作圓。操作：先后按提示輸入兩點，取點方法可由公共菜單提供的方法進行。(2)三點定圓(3ptcir)：由圓上的三點來作圓。操作：同三點定弧，指定三點后即可得到一整圓。(3)圓心半徑(ptRadcir)：由圓心點和指定的半徑大小來作圓。操作：先提示指定圓心點，然后按要求輸入半徑大小。第三十五頁，共二百六十頁。(4)圓心直徑(ptDiacir)：由圓心點和指定的直徑大小作圓。操作：先提示指定圓心點，然后按要求輸入直徑大小。(5)圓上一點(ptedGcir)：由圓心點和圓上一點來作圓。操作：先提示指定圓心點，接著提示指定圓上的一點，指定完后，系統(tǒng)自動將此兩點間距作為半徑值而作出整圓。第三十六頁，共二百六十頁。

3．繪制矩形(Rectangle)和多邊形(Polygon)●矩形繪制有定寬高和定兩角點兩種方式。操作：寬高方式下先要求定一角點，再定矩形寬度及高度。對兩角點方式則是要求先后指定第一、第二角點位置?！穸噙呅卫L制時，要先后輸入多邊形的邊數(shù)，相對于正常放置位置的旋轉角度(即起始角)，外接圓半徑等，最后給定多邊形中心的位置即可。第三十七頁，共二百六十頁。

4．非圓曲線1)平滑曲線(Spline)給定一系列點以后，系統(tǒng)即自動地將這些點連接為一條平滑的曲線。2)橢圓(Ellipse)按要求先后設定長軸、短軸半徑，起始角度，終止角度及整個橢圓相對于正常放置時的旋轉角度等參數(shù)值后，再指定橢圓中心點的位置，即可繪制出一要求的橢圓或橢圓弧。第三十八頁，共二百六十頁。6.2.2圖形修整與變換1．圖形修整(Modify)1)倒圓(Fillet)倒圓用指定半徑大小的圓弧來光滑連接兩線圓。操作：先應分別設定倒圓半徑、圓心角、修剪要求和鏈接等參數(shù)值；然后，再選定線圓進行倒圓處理。倒圓半徑默認大小為6mm，圓心角用于決定是大半圓還是小半圓(即>180°或<180°)。修剪要求是指在倒圓的同時，是否自動修剪相關的線圓而使光滑連接的切點成為其新的端點。鏈接是指是否要對多段首尾連接的實體間所有尖角都自動倒圓處理。第三十九頁，共二百六十頁。2)修剪(Trim)圖6-7圖形的修整與變換第四十頁，共二百六十頁。①修單個實體(1entity)：要求先后拾取欲修剪的兩個實體。但只對兩相交線圓中的第一段的延伸部分進行修剪，修剪邊界由交點分隔，剪取部分則根據(jù)拾取實體時點取的位置確定，拾取點所在的部分為保留部分。若欲修剪的為整圓則視整圓為0°～360°的弧，修剪時，從所計算出的兩交點中選取距第二拾取點較近的點作為分隔邊界，將整圓分成兩部分，最后保留第一拾取點所在的那段圓弧。第四十一頁，共二百六十頁。②修兩個實體(2entities)：基本操作同上，只是最后同時對兩個實體都進行修剪，拾取處所在的那部分保留，另一部分則自動舍棄。若對兩未交接上的實體進行修剪，還可以起到延伸的作用。③修三個實體(3entities)：同時對三個實體進行修剪，分別修剪至交點處。第一、二兩個實體的修剪端點，即為與第三個實體相交的交點，第三個實體的兩端及第一、二兩個實體的一端將被剪掉(或延伸至交點處)。也就是說，第一、二兩個實體只修剪掉一端，而第三個實體則兩端都將被修剪掉。第四十二頁，共二百六十頁。④修至垂足點(Topoint)：修剪指定實體到以過指定位置點向該實體所作垂線的垂足處。操作：●選擇實體去修剪或延伸，由此拾取實體位置點確定實體保留部分?！裉崾拘藜艋蜓由斓奈恢命c，由此點向指定實體作垂線以確定垂足點。第四十三頁，共二百六十頁。⑤修多個實體(Many)：將被選擇的多個實體，在指定的一方分別修剪或延伸至與指定修剪邊界線相交處。操作：●先選擇欲修剪的實體，然后點確認以結束選擇?！袷叭≈付ㄓ靡源_定修剪邊界的曲線(實體)?！翊_定將不被剪掉的一方。⑥閉合弧(Closearc)：將弧修剪成整圓。⑦分割(Divide)：將指定欲分割的實體，由兩指定的分界線分割成三部分，并將中間部分舍棄。第四十四頁，共二百六十頁。3)打斷(Break)打斷有打斷成圓弧、打成多段、打成兩段和定長打斷等方式。①打斷成圓弧(Arc)：將二維的平滑曲線打斷成線或圓弧。②打成多段(Manypieces)：將指定實體按指定段長或指定段數(shù)打成多段：若指定段長，則段數(shù)自動計算生成(按均分計算)；若指定段數(shù)，則段長自動計算生成。第四十五頁，共二百六十頁。③打成兩段(2pieces)：在指定斷點處將某實體打成兩段。若指定斷點拾取在線側，則斷點取在從拾取點向該實體所作垂線的垂足處；若垂足超出實體兩端點外，則出錯。④指定長度(atlength)：(選擇一個實體，輸入指定長度。)從靠近拾取點的那個端點起到指定長度處將某實體斷開成兩個實體。若指定長度超過線長，將要求修改指定長度。第四十六頁，共二百六十頁。4)連結(Join)連接是將原來打斷成兩段的實體連接成一個實體。該操作是打斷的逆操作，要先后拾取兩實體，且要求兩實體應可連接成一個實體。若是直線，則其斜率應相同。若是圓弧，則圓心半徑應相同。5)延伸(Extend)延伸是將選定的線、弧在靠拾取點的那個端點處向外延伸指定的長度。第四十七頁，共二百六十頁。6)拖曳(Drag)拖曳可采用鼠標直接拖放的方式復制或移動某些實體的方法。操作：先從選擇實體菜單中確定一種選擇方式，選好實體并確認后即出現(xiàn)移動(平移或旋轉)或復制(平移或旋轉)操作方式選擇菜單。選定一種方式后，即要求指定平移拖曳的相對點或旋轉中心點，之后移動鼠標則圖形亦跟隨著移動，并還可隨時切換旋轉平移方式，直至滿意后拾取一下鼠標即告完成。此時，菜單區(qū)顯示要求選擇“新的”和“舊的”菜單項。若還想對另一些實體進行拖曳操作，可點“新的”菜單項，則又重新出現(xiàn)實體選擇方式菜單，可重新進行前述操作。若僅想對剛進行過拖曳操作后的實體繼續(xù)進行另外的拖曳操作?？牲c“舊的”菜單項，則菜單區(qū)又出現(xiàn)移動、復制方式選擇菜單，接著便可繼續(xù)后續(xù)操作。第四十八頁，共二百六十頁。

2．圖形變換(Xform)(如圖6-7所示)1)對稱變換(Mirror)操作：先進入實體選擇方式菜單選擇實體并確認后，再按要求指定對稱軸(X、Y或某線)；然后，彈出對話框要求回答是采用移動復制還是連接處理方式？確認后，會對稱自動生成。被選擇的轉換實體和轉換后的實體(轉換結果)將以設定的顏色顯示，直至重新選擇轉換實體并進行轉換操作后，新的轉換操作實體就轉為特殊顯示。轉換后的結果可作為一個整體在進行其他處理時被選擇。若為移動，則原始線將不復存在；若為復制，則原始線保留。若為連接，則在對稱后生成的新線的各端點和原始線相應各端點間自動產生連接線段。第四十九頁，共二百六十頁。2)旋轉變換(Rotate)操作基本同上，只是指定對稱軸變?yōu)橹付ㄐD中心點(原點或指定點)，移動復制連接對話框中多了旋轉次數(shù)和旋轉角度輸入兩項，旋轉角度為逆正順負；旋轉次數(shù)為不包括本身在內的次數(shù)。若為移動(Move)，則原始實體不復存在。若為連接(Join)，則每一次旋轉后的新實體都將和原始實體端點相接。第五十頁，共二百六十頁。3)縮放變換(Scale)(非顯示上的縮放)基本操作同旋轉變換。不同的是：①旋轉中心變?yōu)榭s放中心點；②在對話框中，旋轉次數(shù)改為縮放次數(shù)；③在對話框中，旋轉角度改為比例因子；若縮放比例為1，則無論縮放多少次均為不縮放。XYZ縮放(Scalexyz)。前述縮放為各個方向的縮放比例都是相等的；而X、Y、Z縮放，則可分別指定各個方向上的比例因子。第五十一頁，共二百六十頁。4)平移變換(Translate)操作：先從選擇實體方式菜單選擇實體并確認后，即出現(xiàn)直角坐標、極坐標、兩點之間和兩視角間等四種平移方式選擇菜單。各自接續(xù)的操作如下：●直角(Rectang)：輸入平稱矢量，X、Y、Z方向用逗號隔開?！駱O坐標(Polar)：輸入平移距離、平移角度，由此算出X、Y矢量?！駜牲c之間(Btweenpts2)：輸入開始平移的參照點和平移去的目標點，由此兩點得到的矢量作為平移矢量?！駜梢暯侵g(BetweenVws2)：定義原始轉換平面，目標轉換平面開始參照點和移去的目標點。第五十二頁，共二百六十頁。5)刪除(Delete)●刪鏈接線(Chain)：用于刪除首尾鏈接的連續(xù)多段實體。●刪重疊線：用于刪除一些重復繪制的實體。但該功能只能刪除完全重疊的線，即兩端點完全相同的線，若某一線于另一線而又重疊存在的話，則無法識別。若交叉重疊時也無法自動識別?！駝h單一線(Only)：用于刪除單獨某一點、線、圓弧等實體。選中此項后即轉入公共的單一實體項菜單?！駝h所有某種(All)：用于刪除某種類型的所有實體，如所有直線，所有圓弧等。選中此項后，即轉入公共的所有實體項菜單。第五十三頁，共二百六十頁?！駝h組群(Group)：用于刪除徑組群定義的多個實體?！駝h變換結果(Result)：用于刪除徑圖形變換操作而新生成的多個實體，即某些特殊顏色顯示的線，或經過多變換操作，則系統(tǒng)記憶最后一次變換而生成的結果?！駝h窗交線(Interwndw)：用于刪除開窗選擇時凡會在窗內及壓在窗框上的實體?！窕謴蛣h除(Undelete)：用于恢復剛剛刪除的實體，可一步一步地往前恢復，但最多可恢復的實體數(shù)目受到系統(tǒng)配置中相應設定項的限制。第五十四頁，共二百六十頁。6.3空間立體圖形的繪制6.3.1構圖平面與工作深度MasterCAM中使用的原始基本坐標系統(tǒng)還是標準的笛卡兒坐標系，其各軸正向符合右手定則，如圖6-8所示。但隨著設定構圖平面而形成的當前工作坐標系，其各坐標軸方向并不一定和原始基本坐標系一致。無論其在原始坐標系中的位置如何，當前構圖平面總是為XY平面；以俯視(TOP)觀察面顯示時，其工作坐標系總是按X軸正向朝右，Y軸正向朝上，Z軸正向朝繪圖者。第五十五頁，共二百六十頁。圖6-8原始坐標系第五十六頁，共二百六十頁。如圖6-9所示，構圖平面就是當前要使用的繪圖平面。如設置為俯視圖，所繪制的圖形就產生在平行于俯視圖的構圖平面上；如設置為主視圖(前視)，所繪制的圖形就產生在平行于主視圖的構圖平面上。而工作深度是指構圖平面所在的深度，即當前工作坐標系中的Z高度(并非原始坐標系中的Z)；在什么深度上繪出的圖素就產生在其對應的高度面上，只有在3D構圖設置時才可以跨越這個限制。當然，如果想要在某個傾斜的角度面上繪圖，也可以用圖素定面的方法先確立這個構圖平面，再在上面繪圖。第五十七頁，共二百六十頁。圖6-9構圖平面與工作深度第五十八頁，共二百六十頁。觀察面則是表示目前在屏幕上的圖形的看圖角度。繪出的圖形位置只受構圖平面和工作深度的影響，不受觀察面設定的影響，觀察面的作用只是為了方便觀察。但當觀察面與構圖面設得互相垂直時是無法繪圖的。構圖平面和觀察面一樣，主要有俯視圖、主視圖、側視圖及由圖素實體確定的平面等。構圖平面和工作深度均可通過點擊次功能菜單區(qū)中相應項來設定。繪制三維圖形時，選定合適的構圖平面和工作深度是關鍵。第五十九頁，共二百六十頁。6.3.23D線架結構和曲面模型3D線架結構相當于空間立體圖形的骨骼，MasterCAM在繪制空間立體圖形時，可以首先繪出其線架結構；然后，再對其進行面域定義，從而形成三維實體。新版本的MasterCAM也提供了直接構建實體的功能。3D線架結構事實上就是在不同的構圖平面或工作深度上所繪制成的直線、圓弧或曲線等，在建立曲面之前，以工件的邊界線條為基礎，通過簡潔的連接繪出的、能表達一定的空間效果的線架結構，稱之為線框模型。和實體、曲面不同的是，線框模型不能著色，而曲面和實體都是可以著色的。第六十頁，共二百六十頁。

1．舉升曲面(Lofted)和直紋曲面(Ruled)這兩種曲面構建功能都是由截斷面外形的順接來產生一個曲面(Surface)。只不過舉升是用拋物線來順接，直紋則是用直線段來順接曲面的。如圖6-10(a)所示為線架結構，圖(b)為舉升曲面模型，圖(c)為直紋曲面模型。圖6-10舉升曲面和直紋曲面(a)線架結構；(b)舉升曲面；(c)直紋曲面第六十一頁，共二百六十頁。繪制要訣：如果已畫好如圖6-10(a)所示4段線架，則可點選“繪圖”—“曲面”—“舉升曲面”或“直紋曲面”后，再先后分四次選定這4段線架。第一段應用“鏈接”方式，其他用“單段”方式，并且應注意拾取點的位置，防止因拾取點位置不當，使得線走向相反而出現(xiàn)曲面較嚴重的扭曲現(xiàn)象。點擊“確定”結束選擇后，再點擊“執(zhí)行”即可。事實上，對第一段矩形圖素，最好先將右下部的那根直線從中打斷，鏈接時從中部打斷點處開始，只有各線架的起點位置相近，做出的曲面扭曲才最小。第六十二頁，共二百六十頁。

2．旋轉曲面(Revolved)旋轉曲面是由某一輪廓線繞某一軸線旋轉而形成的曲面，其線架結構僅由一段輪廓線和一旋轉軸線組成。曲面構建時，先要選定輪廓線，再選定旋轉軸；然后，還需指定旋轉曲面形成的起始角度和終止角度。0°的位置是由輪廓外形所在的構圖平面位置決定。如圖6-11所示的輪廓線架，可用“鏈接”的方式，在P1點處開始，點擊“封閉”—“返回”—“確定”結束輪廓定義，再按提示點擊P2處以選定回轉軸線，回應輸入起始角度為180°，終止角度為360°，便可構建形成圖示曲面模型。第六十三頁，共二百六十頁。圖6-11旋轉曲面的構建第六十四頁，共二百六十頁。

3．昆式曲面(Coons)昆式曲面也叫孔斯曲面，它是用定義一個個較小的綴面(Patches)的形式來產生的。曲面構建時要先定義沿著主切削方向(縱向Along)各綴面系列邊廓，再定義沿著橫斷面間歇進刀方向(Across)各綴面邊廓，由此來確定綴面方向和綴面數(shù)量。如圖6-12所示線架結構，構建昆式曲面。第六十五頁，共二百六十頁。圖6-12昆式曲面的構建第六十六頁，共二百六十頁。繪制要訣：(1)點選“繪圖”—“曲面”—“昆式曲面”后，對提示“采用自動鏈接外形嗎？”回答“NO”，采用手工定義外形的方法。(2)按提示鍵入沿主切削方向的曲面數(shù)：8；橫斷面方向的曲面數(shù)：1。綴面數(shù)確定方法：開放式。行(列)綴面數(shù)=列(行)邊界外形數(shù)?1封閉式。切削方向綴面數(shù)=橫斷面方向外形數(shù) 橫斷面方向綴面數(shù)=切削方向外形數(shù)?1第六十七頁，共二百六十頁。(3)先后選用“單段”定義方式，分別拾取A11，A12，…，A18，即完成主切削方向上外形1的定義；緊接著先后用“單段”定義方式，分別拾取A21，A22，…，A28，完成主切削外形2的定義。(4)同樣先后用“單段”方式，分別拾取B1，B2，…，B8，完成橫斷面方向的外形定義。(5)點擊“確定(Done)”結束整個輪廓形狀的定義，設定參數(shù)，曲面誤差=0.001；曲面類型：P參數(shù)式；熔接方式為Cubic三次曲線方式。最后，點擊“執(zhí)行(Doit)”即可建立曲面模型。第六十八頁，共二百六十頁。

4．掃描曲面(Swept)掃描曲面也是根據(jù)主切削方向和橫斷面間歇進刀方向上的外形來構建的。但它和昆式曲面不一樣，不需要每個綴面都去定義。對某一方向的邊廓可一次統(tǒng)一定義，其網格段數(shù)(相當于綴面數(shù))是由系統(tǒng)根據(jù)兩方向中最長的外形和設定的切削間距進行計算后等距打斷而自動產生的。掃描曲面可有三種選擇構建方式。(1)用一個橫斷面外形和一個主切削方向的外形來構建。一般用于橫斷面兩邊主切削方向上的外形相互平行，每一橫斷面大小基本一樣的彎管狀曲面。第六十九頁，共二百六十頁。(2)用一個橫斷面外形和兩個主切削方向的外形來構建。用于兩主切削方向上的輪廓相差較大，而橫斷面形狀按比例變化的曲面。(3)用兩個橫斷面外形和一個主切削方向的外形來構建。用于上、下兩底不一樣的錐臺狀曲面。如圖6-13所示曲面線架構，采用上述掃描曲面構建的(2)方式進行。點選“繪制”-“曲面”—“掃描曲面”，當提示指定橫斷面方向外形數(shù)目時，輸入值1；然后選“單段”，點取P1處以定義橫斷面外形；再選“鏈接”，點取P2處后以定義主切削方向上的外形1；點選“封閉”-“返回”，選“單段”，點取P3處以定義主切削方向上的外形2；點擊“確定”結束定義；設置旋轉方式，點擊“執(zhí)行”即可。第七十頁，共二百六十頁。圖6-13掃描曲面構建第七十一頁，共二百六十頁。

5．曲面間的接合(Blend)曲面間的接合主要包括曲面間的倒圓和曲面順接。如圖6-14(a)、(b)所示為曲面交接處進行倒圓處理后的效果，圖(c)為三個曲面間順接的效果。此外，曲面接合的處理還有曲面間的修剪和延伸等。各曲面類型的應用特征見表6-1。第七十二頁，共二百六十頁。圖6-14曲面間的接合第七十三頁，共二百六十頁。表6-1各曲面類型應用特征一覽表第七十四頁，共二百六十頁。表6-1各曲面類型應用特征一覽表編輯過的曲第七十五頁，共二百六十頁。6.4CAM基礎當利用CAD功能畫好圖后，就要開始使用MasterCAM的CAM功能來定義刀路和生成NC程序。所謂刀具路徑是指刀具中心所走的路線，是產生數(shù)控加工程序的基礎。在產生刀具路徑前，先應輸入各種參數(shù)，如刀具補償方式、刀具直徑、坐標設定、引入引出矢量和切削參數(shù)等。MasterCAM將對所定義的零件圖形的加工軌跡根據(jù)此參數(shù)來進行計算求解，獲得刀具中心軌跡的詳細數(shù)據(jù)，并寫入到給定的NCI文件中，供后置處理程序調用，以得到數(shù)控加工程序或用于模擬切削。第七十六頁，共二百六十頁。6.4.1刀具平面、構圖平面及其設定圖6-15刀具平面和構圖平面設定關系第七十七頁，共二百六十頁。當?shù)毒咂矫嬖O定為OFF時，默認的就是俯視面。無論是圖(a)還是圖(d)的形式，只要刀具面和構圖面平行，則構圖面中的平面輪廓軌跡都是按XY產生的，如G17G02X_Y_R_；因為按照標準定義，刀具軸線方向始終是Z軸方向。對于圖(b)的形式，因為構圖面設定為俯視，如果要加工在垂直于刀具平面內的軌跡，若以2D方式銑削時，則刀路將是按軌跡圖形在刀具平面上的投影線來計算的。要想得到和實際圖形相符的軌跡刀路，就應該按3D方式銑削。不考慮刀補時，可以按實際圖形所在構圖面產生加工平面指令和圓弧插補指令G18G02X...Z...R...或G18G03X...Z...R...；考慮刀補時，則自動將圓弧逼近為直線進行處理。第七十八頁，共二百六十頁。若按圖(c)的形式，加工平面指令自動按構圖平面產生，刀路軌跡按2D計算，圓弧可正常刀補。刀具平面除了可設為俯、主、側以外，還可由已有圖素所在的面，或某圖素所在的法線方向來確定，還可由已有的刀具平面旋轉指定的角度后產生一新的刀具平面。對這些定義出的刀具平面，如果以后還需要用到，可賦名存儲。第七十九頁，共二百六十頁。6.4.2刀具原點、機械原點和備刀點系統(tǒng)默認的刀具原點和機械原點均為(0，0，0)。1．刀具原點若定義了一個新的刀具原點的坐標如(5，10，8)，則NC程序中所有的坐標點數(shù)據(jù)將相對于原始坐標數(shù)據(jù)進行如下?lián)Q算：X=X-5Y=Y-10Z=Z-8即以新的刀具原點為坐標原點進行換算。第八十頁，共二百六十頁。當繪圖時沒有考慮繪圖零點的位置，因而使圖形零點與編程零點不重合時，一般都會將整個圖形進行平移，使之重合；但更簡單的方法就是使用刀具原點重設定的功能來達到上述目的。第八十一頁，共二百六十頁。

2．機械原點若給定了一個機械原點(50，80，100)，則當系統(tǒng)雜項變數(shù)的首項設為0～1時(即允許用G92來定義工件坐標系，并以此來生成NC程序)，該數(shù)據(jù)將自動加在G92代碼后面，為/G92X50Y80Z100。當系統(tǒng)雜項變數(shù)的首項設為2時(即允許用G54來定義工件坐標系，并以此來生成NC程序)，機械原點的設定對NC程序的生成沒有影響。第八十二頁，共二百六十頁。

3．備刀點備刀點可分為進刀點和退刀點。進刀點：進刀時刀具暫停的位置坐標點(起刀點——程序開始時，刀具首先去的位置)退刀點：退刀時刀具停止的位置坐標點(終刀點--程序結束時，刀具所在位置)在用于批量加工時，通常將起刀點和終刀點設為同一點，只需將坯件換上即可開始運行程序進行加工，無需重新對刀。第八十三頁，共二百六十頁。6.4.3共同的刀具參數(shù)設置當進行刀路定義時，無論采用何種加工方式，在選擇需要加工的對象圖素后，即自動彈出刀具參數(shù)設置對話框。根據(jù)加工方式不同，對話框中具有不同的選項卡，但刀具參數(shù)選項內容是無論哪種方式都共同具有的，稱之為共同的NC刀具參數(shù)。共同的刀具參數(shù)設置如圖6-16所示。在刀具縮微圖顯示區(qū)內點擊鼠標右鍵，將彈出一菜單，用以從刀具圖庫內選取一把刀具，或自定義刀具。第八十四頁，共二百六十頁。圖6-16共同的刀具參數(shù)設置第八十五頁，共二百六十頁。(1)刀具號：系統(tǒng)將根據(jù)所選用的刀具自動地分配刀具號，但也允許人為地設置刀號。生成NC程序時，將自動地按照刀號產生TxxM6的自動換刀指令。(2)半徑補償號：當輪廓銑削時設置機床控制器刀補為左(右)補償時，將在NC程序中產生G41Dxx(G42Dxx)和G40的指令。(3)刀長補償號：將在NC程序中產生G43Hxx(G44Hxx)和G49的指令。系統(tǒng)會自動分配刀具補償號，但也可人為設置。(4)進給率：這里將賦予刀具在XY平面內的進給速度，在NC程序中產生Fxxxx指令。第八十六頁，共二百六十頁。(5)Z軸進給率：賦予Z軸進刀切入時的進給速度。在NC程序中產生Z__Fxxxx指令。進給率可在進行刀具和工件材料設定后自動計算出。但由于刀具和工件數(shù)據(jù)庫中有些數(shù)據(jù)在公、英制單位上設置過于復雜，而且由于對一些材料牌號的性能了解不夠，要想得到一較合適的自動計算結果，所花的時間遠超過人為設置所花的時間。一般可根據(jù)切削加工手冊或按經驗人為設定。第八十七頁，共二百六十頁。(6)刀具直徑和刀角半徑：刀具直徑和刀角半徑通常在選用刀具后自動產生，其數(shù)據(jù)的大小將直接影響刀路數(shù)據(jù)的計算。當使用平底刀具時，刀角半徑=0；曲面加工用球刀，刀角半徑=球刀半徑；牛鼻刀的刀角半徑<刀具半徑。(7)程序名稱：即主程序番號。在NC程序中產生Oxxxx的指令。若在某些方式的加工參數(shù)設定項中設定了使用子程序(副程式)的功能，則子程序番號將由系統(tǒng)自動產生。第八十八頁，共二百六十頁。(8)起始程序行號和行號增量：指生成NC程序中行首的N代碼的起始號和行號增量。(9)主軸轉速：用以產生NC程序中Sxxxx指令。(10)冷卻液：有關閉冷卻、射流冷卻(M07)、噴霧冷卻(M08)和直接冷卻四種設定。用以在程序中相應加工起始位置添加M07(或M08)、M09的自動開關冷卻液的指令。注意：這里的關閉選項是指不生成M07(或M08)、M09指令，并非指僅生成M09指令。M09指令將由系統(tǒng)自動生成。第八十九頁，共二百六十頁。(11)機械原點、備刀點和刀具/構圖平面設定如前述。(12)雜項變數(shù)。整變數(shù)的第一項用于設定NC程序中工件坐標系是用G92還是G54。[0～1=G92,2=G54's]默認：2。第二項用于設定生成的NC程序是用絕對G90還是相對G91的格式[0=G90,1=G91]默認：0。第三項用于設定自動返回參考點是用G28還是用G30代碼[0=G28,1=G30]默認：0。其他項：略。第九十頁，共二百六十頁。(13)刀具顯示：這里的刀具顯示設定是用于設置當?shù)毒吆颓邢鲄?shù)設置完成后，開始進行刀路計算，同時進行刀路校驗顯示的效果。在操作管理及公共管理中還有加工校驗功能。其中，也有關于刀具顯示的設置，內容基本相同。其中：●連續(xù)：指走完整個軌跡是采用自動連續(xù)方式，這時需要指定相鄰兩步間的停留時間?！駟尾椒绞剑鹤咭徊骄托枰藶楦深A一下，一步一步地走完整個軌跡。用于看清刀具路徑。第九十一頁，共二百六十頁?！穸它c：對整個軌跡來說，刀具只在線段的端點處顯示并停留一下?！裰虚g過程：刀具在每條線段的起、終點間慢慢移動，這時需要設定移動的步長?！耢o態(tài)：沿著刀具路徑在每個端點處顯示刀具?！駝討B(tài)：沿著刀具路徑移動刀具，有動感。此外，還有一些參數(shù)設置也是在各種刀路定義后都會出現(xiàn)的。那就是有關工作高度設置，如圖6-17所示。第九十二頁，共二百六十頁。圖6-17工作高度設置第九十三頁，共二百六十頁。(14)安全高度和參考高度：在NC程序中，這兩高度值只有一個起作用，通常是作為初始Z坐標高度來產生程序代碼的。若同時指定這兩高度值，則安全高度起作用。當用增量坐標設定時，對應的高度值是相對于毛坯頂面度量的。(15)進給下刀高度：是指刀具從快進轉為工進時的Z坐標高度。當用增量坐標設定時，對應的高度值也是相對于毛坯頂面度量的。(16)要加工的表面高度：毛坯頂面所處的Z坐標。當用增量坐標設定時，該Z坐標值是相對于刀路定義時所串連的圖素的實際Z深度來度量的。一般都將毛坯頂面高度設為Z=0。第九十四頁，共二百六十頁。設定毛坯頂面高度的意義在于：①用作安全高度、參考高度和進給下刀高度的相對度量基準。②當進行深度分層銑削設定后，用以計算所分層數(shù)的一參數(shù)指標。(17)銑削深度：最終加工深度面的Z坐標。當用增量坐標設定時，該Z坐標值是相對于刀路定義時所串連的圖素的實際Z深度來度量的。當進行圖素的串連定義時，所拾取的圖素就在最終的深度面上，若用增量坐標設定時，該深度等于0。第九十五頁，共二百六十頁。6.52D刀路定義6.5.1外形銑削1．關于2D和3D的外形銑削●2D外形是指組成外形輪廓的所有線、圓弧和曲線等圖素均位于同一構圖面內，2D外形銑削可根據(jù)需要進行電腦刀補或機床刀補編程。第九十六頁，共二百六十頁。●3D外形是指組成外形輪廓的所有線、圓弧和曲線等圖素并不一定都位于同一構圖面內，3D外形銑削的刀徑補償?shù)淖笥曳较蚺袛嗍且罁?jù)構圖平面進行的。對于垂直于刀具平面(XY)中的圓弧，若無刀補設定，則按相應構圖平面內的圓弧生成程序；若有刀補設定，則自動將圓弧逼近轉換成直線而生成程序。2D或3D銑削方式將由系統(tǒng)根據(jù)所串連的外形輪廓的性質自動選用。第九十七頁，共二百六十頁。

2．外形銑削參數(shù)設定外形銑削的大部分參數(shù)在上節(jié)中已有描述。在此只介紹余下的相關參數(shù)項設定?！耠娔X刀補和機床(控制器)刀補：主要用于2D輪廓銑削的刀徑補償。電腦刀補是指生成NC程序時是將整個輪廓按刀補方向均勻地向外或向內偏移一個刀具半徑值后算出的刀心軌跡坐標，由此而產生的程序。機床刀補是指生成NC程序時還是按原始輪廓軌跡坐標生成程序，但在程序中相應的位置添加G41、G42、G40的刀補指令。第九十八頁，共二百六十頁。●刀補位置：有刀尖和刀具中心兩種選擇。主要用于刀具長度Z方向的補償設定，它僅影響球刀和牛鼻刀等成型刀的編程?！竦堆a路徑優(yōu)化：當電腦刀補關，而設定機床刀補時，該功能有效。該功能可消除在刀路中小于或等于刀具半徑的圓弧段，以防止過切?！駥ふ蚁嘟恍裕涸摴δ芤彩怯靡栽谶M行電腦刀補計算時防止過切刀路的產生。如外形輪廓中的窄槽部位、交疊部位等。和刀具轉角設定一樣，該功能只有在電腦刀補設定時才有效。第九十九頁，共二百六十頁?！竦毒咿D角設定：指在輪廓類銑削加工程序生成時，是否需要在圖形尖角處自動加上一段過渡圓弧。它主要是針對一些早期刀補功能還不完善的機床而設置的。在第3章3.4節(jié)中我們已經提到過有關尖角刀補的處理，對于刀補功能不完善的數(shù)控系統(tǒng)，當圖形尖角較小時，其刀補結果可能會導致補償軌跡超程，此時可以借助此刀具轉角設定功能，設定為小于135°或所有尖角自動添加圓角，便可避免加工時出錯的可能。本項設定的效果如圖6-18所示。第一百頁，共二百六十頁。圖6-18刀具轉角設定第一百零一頁，共二百六十頁?！窬€性誤差：3D圓弧外形和曲線外形銑削時需要設定。線性誤差是將這類外形用空間直線進行逼近計算的逼近精度。●最大深度偏差：只用于3D外形銑削。當對3D外形進行刀補計算時，兩線接點處的補償軌跡可能有所偏差而交接不上，在此可設定其交接的允許偏差?！衩饔嗔浚河靡栽O定留給下一道工序的加工余量，XY平面和Z深度方向是分開設置的。當前刀路是作為粗加工時需要設定，精加工時不需設定。第一百零二頁，共二百六十頁。

3．深度方向分層銑削和徑向分次銑削深度方向的分層和輪廓徑向的分次設定的主要參數(shù)是粗切間距、粗切次數(shù)、精切間距(精修量)和精修次數(shù)等，其含義如圖6-19所示。此外還有：第一百零三頁，共二百六十頁。圖6-19深度分層和徑向分次設定第一百零四頁，共二百六十頁?！癫惶岬叮河靡栽O定是否在每一層銑削完后都進行提刀動作，然后再下刀?！袷褂米映绦颍河捎诿恳粚鱼娤鞯能壽E都一樣，采用子程序編程可大大簡化程序量?！胥娤黜樞颍嚎蓮闹行幕驈纳疃乳_始?！皴F度：可設定帶錐度加工。第一百零五頁，共二百六十頁。

4．引入、引出矢量引入、引出是用來設置下刀后從外部切入到工件內和加工完畢后將刀具引出到外部的過渡段，通常它也就是刀補加載和卸載的線段。當使用機床(控制器)刀補方式時，設置引入、引出矢量是獲得合理的NC程序必不可少的內容。引入、引出矢量包括引入線、引出線和弧以及連接方向等，如圖6-20所示。第一百零六頁，共二百六十頁。圖6-20引入、引出矢量第一百零七頁，共二百六十頁。6.5.2挖槽加工挖槽加工時，其安全面高度、參考面高度、進給下刀深度、毛坯頂面高度、槽底深度和上一節(jié)所述一樣。Z向刀尖補償、尖角處理、加工余量和深度分層等的設置可參考外形銑削時的定義。

1．深度分層設定深度分層的參數(shù)中，最大粗切步距、精切次數(shù)、精切步距、不提刀設置等和外形銑削概念一致。對于挖槽而言，下述參數(shù)是它所特有的。第一百零八頁，共二百六十頁。(1)使用島嶼深度：如果在一個凹槽中的島嶼具有和凹槽不同的頂面深度，則：當不設定使用島嶼深度時，刀路的計算將認為島嶼和凹槽同樣高，即每銑一層都將避開島嶼，而不管實際島嶼頂面在何深度處。當設定使用島嶼深度時，刀路的計算將考慮島嶼頂面的真實高度。如果島嶼頂面低于凹槽頂面，則在銑削至島嶼頂面前的每一層都將忽略島嶼的存在，在持續(xù)往下的分層加工中再避開島嶼。第一百零九頁，共二百六十頁。(2)使用子程序：由于挖槽時，每一層的刀路基本相同，因此可考慮使用子程序編程的方法，這樣可精簡程序。但對每一層刀路不相同的挖槽加工來說，是無法使用子程序的。(比如設定錐度挖槽后就不能使用子程序編程方式。)(3)錐壁設定：外壁錐度：用以設置槽形外邊界周邊的錐角。島嶼錐度：用以設置島嶼周邊的錐角。第一百一十頁，共二百六十頁。(4)深度銑削順序設定：當一個凹槽由于島嶼存在的緣故而將整個凹槽劃分成了幾個相對獨立的區(qū)域時，在這些區(qū)域間挖槽的順序可設定如下：區(qū)域銑削：先將一個槽區(qū)域分層銑削完成后，再去分層銑削下一個槽區(qū)。深度銑削：先在一個深度層上將所有的槽區(qū)銑削完成后，改變一個深度，再將所有的槽區(qū)銑削一層。第一百一十一頁，共二百六十頁。

2．挖槽方式(1)一般挖槽：常用的挖槽定義方式，它只加工槽形邊界和島嶼間的部分。(2)邊界面再加工：較之一般挖槽方式而言，該方式還可將外槽形邊界外的料切除掉(切除量的多少受刀徑重疊量的影響)?？捎糜谥虚g有凸島，四周低凹類外形的銑削。(3)用島嶼深度加工：同分層加工中使用島嶼深度選項，不需要進行分層設置即可保證加工到島嶼的實際高度。第一百一十二頁，共二百六十頁。(4)殘料清角：用于換上小直徑刀具后，再次對凹槽加工時，專門用以對前次加工時角部殘料進行清角加工。通?？稍趯Σ坌渭庸?shù)設置時選用“使用附加的精加工刀路”選項，這樣在操作管理時，就會產生兩個挖槽的刀路，將第二個刀路設為殘料清角方式。(5)開式槽形加工：用于非封閉式(有敞口的)槽形的加工定義。第一百一十三頁，共二百六十頁。

3．粗、精加工刀路參數(shù)(1)挖槽切削方式：有單向、雙向行切、等距環(huán)切、平行環(huán)切、帶清角的平行環(huán)切、分步環(huán)切和真實環(huán)切等多種方式。環(huán)切時，可選擇是由內向外環(huán)切或由外向內環(huán)切。大多數(shù)的粗切都將在整個槽形或島嶼周邊留下加工死角，需要最后再來一環(huán)繞周邊的精修加工。(2)粗切間距：取粗切間距=(0.6~0.8)D刀，以保證有一定的重疊量。(3)粗切角度：在雙向或單向行切時需要設置，它是指刀具來回行走時刀路與X正軸方向的夾角。第一百一十四頁，共二百六十頁。(4)刀具路徑最佳化：用以優(yōu)化繞過島嶼的刀具路線。(5)螺旋式/斜向下刀：由于所用刀具不能上下垂直切入，所以可指定這類刀具從某一安全高度面開始以螺旋線方式或以斜線插入的方式向下切入。(6)精修參數(shù)：精修是指最后繞整個槽形邊界和島嶼邊界的輪廓精修。精修次數(shù)和精修余量：確定最后以指定的精修余量對整個周邊進行指定次數(shù)的精修。精修外邊界：若不指定該項，精修將只局限于對整個島嶼的邊界；指定該項，將同時精修外邊界。第一百一十五頁，共二百六十頁。(7)精修時機：①分層挖槽時，默認的是每層都將進行精修；若設定“精修于最后深度”為有效，則將只在銑削到最后深度層時才精修。②不設定“所有的內腔都粗銑完成后再精修”，則將是先分別粗、精銑完某一槽區(qū)域后，再去粗、精銑下一槽區(qū)域。(8)精修刀補方式：默認的情況是由電腦算出精修邊廓時刀具中心的刀路數(shù)據(jù)，然后生成程序。但也可設定為機床刀補方式。第一百一十六頁，共二百六十頁。

4．挖槽銑削的限制(1)除了特定的敞開式挖槽，其余的槽形銑削都要求所有槽形邊界和島嶼邊界必須封閉。(2)所有圖形使用定義一個內腔，并且所有的島嶼必須處于同一個構圖平面上。槽形邊界圖素的最大邊數(shù)受內存容量的限制。第一百一十七頁，共二百六十頁。6.5.3鉆孔加工鉆鏜加工循環(huán)及其參數(shù)：●G81/G82：適用于h/d<3的淺孔。若給定在孔底暫留的時間為非零值，則自動按G82生成程序(用于做沉孔座)；否則按G81生成程序。●G83/G73：深孔啄鉆/斷屑鉆。生成NC程序時，作為進刀間距參數(shù)(Q后的值)而起作用的是第一步進間距，其他參數(shù)基本無效?！馟84：正向攻螺紋。●G85/G86：鏜孔。第一百一十八頁，共二百六十頁?！馟76：精鏜，Q后的讓刀值由提刀間距參數(shù)決定。對于多孔加工時，各孔位間加工的先后順序的排列有很多類型可供選擇，可在所有孔位都選擇完成后點擊菜單中的“選項”，再在彈出的對話框中根據(jù)需要設定，如圖6-21所示。如果在所選擇的眾多的孔中，有個別孔的深度值不同，可在選完后再點擊“編輯”，即可對某些點進行改變深度的操作定義。如果對同一批孔進行再次加工，如先鉆孔，再攻絲或鏜孔等，可在下次選孔時點擊“選上一次”進行操作。第一百一十九頁，共二百六十頁。圖6-21鉆孔順序設定第一百二十頁，共二百六十頁。6.5.4刻字加工1．凹字●對于線條型字(單線字)，可直接利用字符輪廓生成字符雕刻加工刀路。●對于有一定線寬的方塊字(雙線字)，需要采用外形輪廓銑削方式生成刀路，這時刀尖直徑一般小于線寬。如果線條特寬，應采用挖槽的方式。第一百二十一頁，共二百六十頁。2．凸字可按帶島嶼的型腔加工方法生成。3．曲面上刻字先生成平面上刻字的刀路，再投影到曲面上。第一百二十二頁，共二百六十頁。6.5.5銑平面用于對工件毛坯頂部平面進行銑削。此方式并不用于銑削已用面域定義好的表面(曲面)。它的平面是對位于同一構圖平面內的，用基本輪廓圖素臨時串接起來的。平面銑削的范圍是由串連圖素所覆蓋起來的面積范圍。平面銑削的主要特征加工參數(shù)有：●Z向加工余量：留給下一道工序的Z向余量?！裆疃确謱訁?shù)：同前述內容。第一百二十三頁，共二百六十頁?！袂邢鞣绞剑河须p向切削、單向順銑、單向逆銑和一刀式(當加工面積小于刀徑直徑覆蓋的面積時)四種。粗切間距和切削角度的概念和行切法挖槽時相同?！裨趦汕邢鞫它c間可有：高速回圈加工、直線雙向和直線單向三種，用于構建兩切削端點間的過渡連接刀路?！袂邢鞣较蛏系牡毒咧丿B量：沿著主切削方向上刀具對平面邊廓的覆蓋量。取100%刀具直徑時刀具將剛好完整地銑出邊界。為了保證邊廓切削時不會出現(xiàn)銑削接痕，此重疊量不得小于50%的刀具直徑值。此重疊量的改變是對兩端同時起作用的?！駲M截面方向的刀具重疊量：和主切削方向相垂直的方向上刀具對平面邊廓的覆蓋量。此值可設置到0，因此可用于對臺階面的銑削。第一百二十四頁，共二百六十頁。6.5.62D加工實例如圖6-22所示工件，總共需要外形銑削、挖槽和鉆孔等多道工序。其刀路定義各主要參數(shù)設置見表6-2，以工件上表面為Z=0的平面。由于該零件屬于2D加工的范疇，繪圖時只需要繪出俯視圖部分即可。如果要繪出3D線架結構，則在進行輪廓鏈接時將需要選擇分支，反而麻煩。對于A、B兩點處的垂直線，應在A、B兩點處打斷，以方便鏈接。前部深10mm的槽形可按敞開槽定義，但應注意邊界選取，最下方的水平線和槽形連接處也應打斷。對于深5mm的外形輪廓，可以采用XY徑向分次的方法，但由于各處到毛坯邊界的距離相差太大，實際上可以另畫一個輔助矩形邊界(比毛坯略大些)，然后用帶島嶼挖槽的刀路定義方式。第一百二十五頁，共二百六十頁。圖6-22加工零件圖第一百二十六頁，共二百六十頁。表6-2加工實例刀路參數(shù)設置表-5第一百二十七頁，共二百六十頁。表6-2加工實例刀路參數(shù)設置表第一百二十八頁，共二百六十頁。6.63D曲面加工刀路6.6.1基本概念1．曲面的選?。簾o論是粗加工還是精加工，當選定加工方式后，即要求開始選取欲加工的曲面。在曲面數(shù)量不太多時，可一個一個地直接選??；在曲面數(shù)量很多時，就需要采用快捷的選取方式，可能大多數(shù)情況下是選“所有曲面”項，當只需要加工眾多曲面中的部分，而另外部分曲面需要定義為干涉曲面時，最好事先將相應的曲面定義成群組。這樣在選取曲面時就可選“群組”項。第一百二十九頁，共二百六十頁。需要注意的是：盡管組成零件的上下表面都是曲面，而加工時位于下表面的一些曲面往往是加工不到的，是否需要刻意去指定哪些是加工曲面和非加工曲面呢？其實并不需要刻意去區(qū)分，MasterCAM在進行刀路計算時會自動根據(jù)已加工過的曲面來測算出不能加工的曲面。只是進行干涉計算需要時間。第一百三十頁，共二百六十頁。

2．曲面干涉問題在曲面加工時，有些部分往往是不需要加工，或者留待以后由其他工序進行加工的，為此需要將這些部分保護起來，以避免在曲面加工刀路計算時，刀具切削到這些部位。這就是曲面干涉問題。MasterCAM允許在刀路計算前，定義加工曲面時，可預先定義好要進行干涉保護的干涉曲面，以后在進行刀路計算時就會繞開這些干涉部位。第一百三十一頁，共二百六十頁。干涉曲面的設置和有效偵測需要進行以下步驟：(1)在進行曲面粗加工和精加工選擇菜單處選擇“干涉檢查”后，定義設置干涉曲面。(2)在進行加工曲面選取時，選擇包含干涉曲面在內的眾多曲面。(3)在粗、精加工曲面參數(shù)設定中，點選“使用曲面干涉檢查”功能為有效。第一百三十二頁，共二百六十頁。注意：若在進行加工曲面選取時，所選取的曲面中并不包含干涉曲面，而在參數(shù)設定時又設置了使用曲面干涉檢查功能，則在進行刀路計算時，就會出現(xiàn)“使用了干涉檢查但未指定干涉曲面”的錯誤提示。其意思就是，在所有指定的加工曲面中并沒有指定干涉曲面。第一百三十三頁，共二百六十頁。

3．間隔和邊緣設定間隔設定用于雙向切削換向時的處理方式。當切削間距大于允許的間隔尺寸時，將在每次換向時增加一提刀到安全高度的刀路。如圖6-23所示，當切削間距小于允許的間隔尺寸時，可有橫越式、打斷式、平滑式及跟隨曲面式四種選擇。曲面邊緣設定用于設置當?shù)毒咦咴谇孢吘墪r，是否對邊緣進行加工處理。若選在所有邊緣走圓角，則對開放式邊緣也走圓角。如果需要防止在邊緣處產生過切，最好選在兩曲面間走圓角。第一百三十四頁，共二百六十頁。圖6-23間隙處的刀路處理第一百三十五頁，共二百六十頁。4．曲面深度設定深度設定用于控制Z方向要加工的范圍。圖6-24(a)適用于增量坐標設定方式，圖(b)適用于絕對坐標設定方式。設定Z向控制深度后，系統(tǒng)將只產生Z向區(qū)間內的刀路數(shù)據(jù)。圖6-24深度分層控制第一百三十六頁，共二百六十頁。6.6.2曲面粗加工(1)平行式：以垂直于XY面為主切削面(由加工角度決定)，緊貼著曲面邊廓產生刀路。圖6-25所示是平行式曲面粗切的情形。圖6-25平行式曲面粗切第一百三十七頁，共二百六十頁。(2)徑向掃射式：以指定的一點為掃射中心，以扇面的方式產生刀路，如圖6-26所示。該方法適用于圓形坯件的切削。圖6-26徑向掃射式第一百三十八頁，共二百六十頁。(3)投影加工：將其他刀路投影到曲面上。投影式雖然需要選擇加工曲面，但實際上只是在該曲面上產生另一NCI文件的投影刀路而已。它需要在同一操作管理下先定義產生需要投影的NCI文件。圖6-27所示是先在某平面上產生刻字的NCI刀路文件，然后再投影到曲面上，這樣就能進行曲面上的刻字加工了。第一百三十九頁，共二百六十頁。圖6-27刀路投影第一百四十頁，共二百六十頁。(4)等高外形方式：以XY為主切削面，緊挨著曲面邊廓產生刀路，一層一層地往下推進。和挖槽式的區(qū)別在于，它僅產生緊貼曲面邊廓的刀路，而不去除旁邊的料。挖槽式可將限制范圍內的所有廢料都去除。相比之下，挖槽式更適合于塊狀毛坯的粗切加工，而等高外形方式則適合于那些已經鑄鍛成型的加工余量少而均勻的坯料。等高外形式粗切刀路如圖6-28所示。第一百四十一頁，共二百六十頁。圖6-28等高外形式粗切第一百四十二頁，共二百六十頁。(5)單一曲面式：對以舉升、直紋、旋轉、掃描和昆氏等方式繪制的單個曲面進行粗加工。單一曲面粗切刀路如圖6-29所示。當加工精度要求不高，曲面曲率變化不大時，可以控制橫、縱向進刀間距為主。當加工精度要求高，曲面曲率變化大的工件，宜采用控制弦高誤差和扇形殘留高度誤差為主的方式，但該方式所得到的程序量將很多。上述粗加工曲面的方法適合于已加工過的毛坯或已經鑄鍛成形的毛坯。下述兩種方法適用于長立方體或圓柱體毛坯的加工。第一百四十三頁，共二百六十頁。圖6-29單一曲面粗切第一百四十四頁，共二百六十頁。(6)挖槽式：以挖槽的方式，可將限制邊界范圍內的所有廢料都切除掉，切削量分配合理，是方塊料粗切的較理想的方式。挖槽式粗切刀路如圖6-30所示。圖6-30挖槽式曲面粗切刀路(a)不含精修的挖槽刀路；(b)含邊界精修的挖槽刀路第一百四十五頁，共二百六十頁。(7)鉆削式：類似于傳統(tǒng)的