Mastercam X5数控编程技术实战特训
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1.3 鼠标按键铜公编程特训

例题1-2

铜公说明:如图1-144所示是一款鼠标按键的模具图及铜公图。本章将对主要成型的大身外形铜公的粗公和幼公进行数控编程。

任务:根据已经拆好的铜公图mcbook-8-02.igs,进行数控编程。

要求:火花位为幼公单边-0.075,粗公单边-0.25。

图1-144 鼠标按键模具及铜公

本例编程思路:要先补好顶部狭槽面,再进行加工编程。先编幼公,再复制改参数得到粗公的程序。基本步骤:

(1)图形处理,零点设定。

(2)工艺分析及规划,建立刀具、毛坯、操作群组名。

(3)用户刀库的建立方法。

(4)建立开粗刀路。

(5)建立外形基准平面的光刀。

(6)建立孔位开粗及光刀。

(7)建立曲面的加工刀路。

(8)建立粗公的刀路。

(9)模拟检查,修正错误。

(10)后置处理。

CNC加工不到的狭槽,将会在后续的工序中采用线切割的方法进行加工。

1.3.1 图形处理及设定零点

本节任务:将铜公图调入,检查零点。

(1)调入铜公图。打开软件,执行主菜单【文件】|【打开文件】命令,或直接在工具栏里单击【打开】按钮,系统弹出【打开】对话框,选择,选取mcbook-8-02-0.igs文件。

(2)检查铜公,零点及坐标系基本符合要求,如图1-145所示。

图1-145 调出铜公图

(3)文件另存盘为mcbook-8-02-ok.mcx-5。

1.3.2 工艺分析及规划

本节任务:铜公加工工艺分析及规划,建立毛坯、空操作群组名。

1.铜公加工工艺分析及规划

(1)铜公加工要求:台阶面以上部分的型面包括孔位留火花位、台阶位平位及四周基准按图加工到位。

(2)开料尺寸:70×65×45,材料为铜。

(3)幼公的刀路规划。

① 操作群组K02P,用ED8平底刀开粗,留0.2余量。

② 操作群组K02Q,用ED8平底刀对基准面光刀,留-0.075余量。

③ 操作群组K02R,用BD6R3球头刀对曲面进行半精加工,留0余量。

④ 操作群组K02S,用BD6R3球头刀对曲面进行光刀,留-0.075余量。

2.进入加工模块建立毛坯

执行主菜单【机床类型】|【铣床】|【默认】命令,在左边的【操作管理】中出现了新的项目,单击【属性】前的“+”号,展开其中的项目,如图1-146所示。

图1-146 展开项目

在图1-146所示中单击【材料设置】按钮,系统弹出【机器群组属性】对话框,选取【材料设置】选项卡。单击【所有曲面】按钮,系统自动计算出材料的尺寸。记录工件的最高值Z为31.79,该数据是加工对刀的参考值,然后设置为实际开料尺寸,如图1-147所示。

3.建立空群组

在图1-3所示的【操作管理】中,用鼠标右键单击,在弹出的快捷菜单中选择【群组】|【重命名】命令,将其名字改为K02P。再右键单击,在弹出的快捷菜单中,选择【群组】|【新建刀具路径】命令,生成新的刀具路径群组,将其名字改为K02Q。

同理,生成新的刀具路径群组包括粗公的群组,将其改名为K02R、K02S、K02T、K02U、K02V和K02W,如图1-148所示。

图1-147 设置材料参数

图1-148 建立新的刀具路径群组

文件存盘,单击【保存】按钮

1.3.3 用户刀库的建立

本节任务:以之前编程图为例,学会刀库的建立。

将之前所定义的刀具存储为刀库,这样可以避免做重复性的工作,提高编程效率。

打开第1.2节已经完成的编程文件mcbook-8-01-ok.mcx-5。在【操作管理】中展开K02A群组,单击刀路操作1的,系统弹出【曲面粗加工挖槽】对话框,选取【刀具路径参数】选项卡。右键单击选取刀具ED12,在弹出的快捷菜单中选取【编辑刀具】选项,系统弹出【定义刀具】对话框,单击【保存至刀库】按钮,在系统弹出的【保存至资料库】对话框中输入刀库文件名为08-mcbook,默认的扩展名为tool-5,如图1-149所示。单击【保存】按钮。

图1-149 建立刀库文件

同理,可以将其他刀具存储在刀库文件08-mcbook.tool-5中。也可以根据车间的实测刀具数据资料,先在软件中建立新刀具,再将其存储在刀库文件08-mcbook.tool-5中。

配套光盘中提供了一份比较完整的刀具库08-mcbook.tool-5。读者可以结合自己公司的实际情况,进行修改或自行建立。

要注意

注意这个刀库文件默认存储的文件夹是C:\USERS\PUBLIC\DOCUMENTS\SHARE DMCAMX5\MILL\TOOLS。读者在练习时注意自己电脑的配置,找到相应的目录。为了方便初学者学习,本章已经将这个刀库文件提供给读者,读者只需要把这个文件复制到这个目录中并改名即可。先将系统默认的刀库文件Mill_MM.Tool-5改为其他名,如Mill_MM-bak.Tool-5,再将复制的08-mcbook.tool-5的文件名改为Mill_MM.Tool-5。

也可以在配置文件中设定08-mcbook.tool-5为默认刀库文件。在主菜单中执行【设置】|【系统配置】命令,系统弹出【系统配置】对话框,选取【文件】选项,在【文件用法】中,单击寻找【铣床刀具库】,在其下方的【选中项目的所在路径】参数栏中单击【选择】按钮,在弹出的【打开】对话框中选择文件08-MCBOOK.TOOLS-5,然后单击【确定】按钮,将参数文件存盘,如图1-150所示。

图1-150 设置配置文件

1.3.4 建立群组K02P用于开粗

本节任务:建立开粗刀路。完成三项任务,一是对台阶面以上部分进行开粗;二是对铜公最大外形台阶位从上到下进行开粗;三是对顶面半精加工。

1.对台阶面以上部分进行开粗

方法:采取粗加工曲面挖槽的方法进行加工。在做刀路之前应该创建边界线,该线要足够大,以保证开粗切削干净。

(1)创建辅助线。

检查此时的构图平面为顶视图,2D绘图模式,设定构图深度Z=0。工作层为第9层,命名为linshi-xk。工作颜色号为2。

单击工具栏中的【矩形】按钮,创建以铜公零点为中心,边长为70×65的矩形,如图1-151所示。

图1-151 创建辅助线

小提示

可以使用绘图命令中的【边界盒】命令,也可以使用如图1-147所示的【边界盒】按钮来测量图形,该铜公有效型面的最大尺寸约为55×50。为了能够将这个有效型面完全用ED8平底刀使用曲面挖槽方法加工出来,需要做矩形边界线最小尺寸为63×58。本例实际使用的矩形边界线大小为70×65就可以满足要求。

(2)在【操作管理】的【刀具路径】选项卡中用鼠标拖动箭头,移到K02P群组下方。

(3)参考第1.2.3节,设置系统参数,使生成的NC文件名和群组名相同。确保配置文件mcamxm.config中的参数被选中。

小提示

同时也可以取消【提示选取】的参数。介绍这部分的目的是,为了进一步说明系统配置参数的设置方法及含义,以便在实际工作中灵活运用。

(4)在主菜单中,选取【刀具路径】|【曲面粗加工】|【粗加工挖槽加工】命令。系统弹出【输入新NC名称】对话框,系统给定的名称默认为群组名,不要改名,单击【确定】按钮,如图1-152所示。

图1-152 进入NC操作

(5)系统要求选取加工面,将图形放置在前视图,用框选的方法选取加工面,按Enter键,如图1-153所示。

图1-153 选取加工面

小提示

为了使图形显示清晰,可以关闭毛坯的显示。在图1-147所示的对话框中,取消复选项的选取。另外,把图形放在前视图上选取曲面后,一定要再次检查编程时的构图平面和视角平面为俯视图,否则,可能会出现错误。

(6)系统弹出【刀具路径的曲面选取】对话框,单击【边界范围】的【选择】按钮,系统弹出【串连选项】对话框,这时将图形切换到等角视图并再次确认构图平面为顶视图。选取【串连】模式,在图形上选取刚创建边界线,如图1-154所示。

(7)定义刀具。在图1-154所示中单击【确定】按钮两次,系统弹出【曲面粗加工挖槽】对话框。在【刀具路径参数】选项卡中,单击【选择库中的刀具】按钮,系统弹出【选择刀具】对话框,单击【新刀库】按钮,在弹出的【选择刀库】对话框中,选择刚建立的刀库文件08-MCBOOK.TOOLS-5,单击【确定】按钮。在更新的【选择刀库】对话框中选取ED8平底刀,如图1-155所示。

图1-154 选取边界线

图1-155 从刀库里选取ED8

(8)设置曲面加工参数。在【曲面粗加工挖槽】对话框中,选取【曲面加工参数】选项卡,参数按图1-156所示设置。其中,【安全高度】为50.0,【参考高度】为35.0,均为绝对坐标方式。余量参数【预留量】为0.2,其余参数不变。

图1-156 设置加工参数

(9)设置粗加工参数。选取【粗加工参数】选项卡,按如图1-157所示设置【整体误差】为0.025,【Z轴最大进给量】为0.5,勾选【由切削范围外下刀】复选项,这样可以保证每一层都在料外下刀。

图1-157 设置粗加工参数

(10)设置螺旋下刀参数。在图1-157中,勾选【螺旋式下刀】复选项,单击【螺旋式下刀】按钮,系统弹出【螺旋/斜插式下刀参数】对话框,按如图1-158所示设置参数。

图1-158 设置螺旋下刀参数

(11)设置切削深度参数。在图1-157中,单击【切削深度】按钮,系统弹出【切削深度的设定】对话框,设置【最高的位置】为32.0,【最低的位置】为0.1,单击【确定】按钮,如图1-159所示。

(12)设置挖槽参数。在【曲面粗加工挖槽】对话框中,选取【挖槽参数】选项中,按图1-160所示设置。

其中,【切削方式】选取“双向”选项,【切削间距(直径%)】为75.0,【距离】为6.0,【粗切角度】为0.0,即与X轴的夹角为0°。勾选【精加工】复选项,并且给【次数】为1,【间距】为0.5,【修光次数】为0。不用勾选【精修切削范围的轮廓】复选项,以减少边界外形光刀的空刀。

图1-159 设置切削深度参数

图1-160 设置挖槽参数

(13)检查刀具平面。在【曲面粗加工挖槽】对话框中,选取【刀具路径参数】选项卡,单击按钮,系统弹出【刀具面/构图面的设定】对话框,检查【工作坐标系统】、【刀具平面】、【绘图平面】均为俯视图,如果不是这样,需要单击按钮给予设定,单击【确定】按钮,如图1-161所示。

图1-161 检查刀具平面

(14)其余参数不变,单击【确定】按钮,忽略警告提示,生成刀路,单击【重画】按钮,生成的刀路如图1-162所示。为了后续编程清晰,在【操作管理】中单击按钮以关闭刀路显示。

图1-162 生成开粗刀路

2.台阶面以下外形开粗

方法:采取2D等高外形方式分层对工件进行加工。

(1)根据曲面产生外形线条。确认此时构图平面为顶视图,工作层为第9层,工作颜色号为3。按Alt+E组合键,单独显示台阶面。执行主菜单【绘图】|【曲面曲线】|【所有曲线边界】命令,选取台阶面,在弹出的参数表中单击【适合弧和线】按钮,单击【确定】按钮,生成其边界线。再次按Alt+E组合键,显示所有图素。再次按Alt+E组合键单独显示所有线框图,如图1-163所示。

图1-163 生成边界线

(2)编辑修改边界线。删除多余的线,将4处断线用直线连接,如图1-164所示。

图1-164 修改边界线

知识拓展

为了使图面显示清晰,消除圆心点的显示,可以通过修改系统参数来设定。执行主菜单【设置】|【系统配置】命令,系统弹出【系统配置】对话框,选取【CAD设置】选项卡,取消选取复选项参数。单击【确定】按钮,将配置文件存盘,这样图形上的一系列圆心点就不显示了。

(3)右键单击群组K02P,在弹出的快捷菜单中选取【刀具路径】|【等高外形】命令,如图1-165所示。

(4)系统弹出【串连选项】对话框,选取2D及【串连】模式,在图形上选取边界线1,如图1-166所示。

图1-165 进入NC操作

图1-166 选取边界线

(5)单击【确定】按钮,系统弹出【2D刀具路径-等高外形】对话框。在【刀具路径类型】中,设定为【等高外形】,如图1-167所示。

图1-167 选取等高外形参数

(6)定义刀具。在【2D刀具路径-等高外形】对话框中,选取ED8刀具。

(7)设置加工参数。在【2D刀具路径-等高外形】对话框中,选取【切削参数】选项,在右侧参数栏中,设置余量【壁边预留量】为0.2,【底面预留量】为0,如图1-168所示设置。

(8)设置深度切削参数。在【2D刀具路径-等高外形】对话框中,选取【深度切削】选项,右侧参数按图1-169所示设置。勾选【深度切削】复选项,并给定【最大粗切步进量】为0.5,勾选【不提刀】复选项。

(9)设置进/退刀参数。在【2D刀具路径-等高外形】对话框中,选取【进/退刀参数】选项,右侧参数按图1-170所示设置。设置进刀参数,然后单击按钮,即可复制到退刀参数栏中去。

图1-168 设置切削参数

图1-169 设置深度切削参数

图1-170 设置进/退刀参数

(10)设置共同参数。在【2D刀具路径-等高外形】对话框中,选取【共同参数】选项,右侧参数按图1-171所示设置。其中,加工的最高位置【工件表面】为绝对值Z=0,最低位置【深度】为相对值Z=-8。

图1-171 设置共同参数

(11)其余参数不变,单击【确定】按钮,生成刀路,按Alt+E组合键,显示所有图形,如图1-172所示。

3.对顶面半精加工

方法:利用放射加工功能进行半精加工(也称中光)。

(1)在铜公的缝隙处,先做出曲面的边界线,再由线生成直纹面,进行补面,如图1-173所示。

图1-172 生成外形开粗刀路

图1-173 铜公补面

(2)在主菜单中,选取【刀具路径】|【曲面精加工】|【精加工放射状】命令。系统弹出【输入新NC名称】对话框,系统给定的名称默认为群组名,不要改名,单击【确定】按钮,如图1-174所示。

图1-174 进入NC操作

(3)系统要求选取加工面,将图形放置在前视图,用框选的方法选取加工面,按Enter键,如图1-175所示。

图1-175 选取加工面

(4)系统弹出【刀具路径的曲面选取】对话框,这时将图形切换到俯视图,并再次确认构图平面为顶视图。单击按钮,在图形上选取中心点,如图1-176所示。

图1-176 选取中心点

(5)定义刀具。在图1-176所示中单击【确定】按钮,系统弹出【曲面精加工放射状】对话框。在【刀具路径参数】选项卡中,选取ED8平底刀。

(6)设置曲面加工参数。在【曲面精加工放射状】对话框中,选取【曲面加工参数】选项卡,参数按图1-177所示设置。其中,【安全高度】为50.0,【参考高度】为35.0,均为绝对坐标方式。余量参数【预留量】为0.2,其余参数不变。

图1-177 设置曲面加工参数

(7)设置加工参数。选取【放射状精加工参数】选项卡,按图1-177所示设置参数。【整体误差】为0.025,【最大角度增量】为1.0,【开始角度】为0.0,【起始补正距离】为5.0,【扫描角度】为360.0。

图1-178 设置放射状精加工参数

(8)检查刀具平面。在【曲面精加工放射状】对话框中,选取【刀具路径参数】选项卡,单击按钮,系统弹出【刀具面/构图面的设定】对话框,检查【工作坐标系统】、【刀具平面】、【绘图平面】均为俯视图,如果不是这样,需要单击按钮给予设定。单击【确定】按钮,如图1-179所示。

(9)其余参数不变,单击【确定】按钮,生成刀路,单击【重画】按钮,生成的刀路如图1-180所示。为了后续编程清晰,在【操作管理】中单击按钮以关闭刀路显示。

图1-179 检查刀具平面

图1-180 生成中光刀路

要注意

在椭圆孔边缘处有一部分伸出来的刀路,这是由于曲面误差所致,经过分析得知,该处刀路不影响加工,可以忽略。

本节讲课视频

以上操作的视频文件为\ch08\03-video\K02P.exe。

1.3.5 建立群组K02Q进行基准面精加工

本节任务:建立基准面的精加工刀路。完成三个操作:一是对铜公的基准外形面进行精加工,二是对台阶水平面进行精加工,三是对铜公的有效型直身面精加工。

1.对铜公的其准外形面进行精加工

方法:复制上述刀路2,修改参数。

(1)在【操作管理】的【刀具路径】选项卡中用鼠标拖动箭头,移到K02Q群组的下方。

(2)在【操作管理】中,将操作2复制到K02Q中成为操作4。

(3)在新的操作4中,单击,在弹出的【2D刀具路径-等高外形】对话框中修改参数。在【切削参数】选项中设定【壁边预留量】为0,【底面预留量】也为0。其余参数不变,如图1-181所示。

图1-181 设置切削参数

(4)在【深度切削】选项中,取消选取【深度切削】复选项,如图1-182所示。

图1-182 设置深度切削参数

(5)在【进/退刀参数】选项中,设置【重叠】为0.5,这样可以消除接刀痕迹,如图1-183所示。其余参数不变。

图1-183 设置进/退刀参数

(6)设置分层进刀切削参数,在【分层切削】选项中,勾选【分层切削】复选项,设置【粗加工次数】为0,【精加工次数】为2,每次精加工进刀【间距】为0.05,选取【不提刀】复选项,如图1-184所示。

(7)参数设置完成后,单击【确定】按钮。在【操作管理】中,单击【重建所有已失败操作】按钮,生成刀路,如图1-185所示。

2.对台阶水平面进行精加工

方法:复制刀路操作1的曲面挖槽,修改深度参数。

(1)在【操作管理】中,将操作1复制到群组K02Q中成为操作5。

(2)在【操作管理】中选取操作5,单击【参数】按钮,系统弹出【曲面粗加工挖槽】对话框,选取【粗加工参数】选项卡,单击【切削深度】按钮,系统弹出【切削深度的设定】对话框,设定【最高的位置】及【最低的位置】均为0.0,如图1-186所示。

图1-184 设置分层切削参数

图1-185 外形基准光刀

图1-186 设置深度参数

(3)参数设置完成后,单击【确定】按钮。在【操作管理】中,单击【重建所有已失败操作】按钮,生成刀路,如图1-187所示。检查刀路,无误后再关闭刀路。

图1-187 生成铣平面刀路

3.对铜公的有效型直身面精加工

方法:复制操作,修改参数。

(1)在【操作管理】中,将操作4复制为操作5。

(2)按Alt+E组合键,再单击【全部】按钮,在系统弹出的【全先】对话框中选择【显示线架构】选项,这样可以单独显示全部的线框图。在新的操作5中,右键单击,在弹出的【串连管理】框中,右键单击选取,在弹出的快捷菜单中选取,将其删除。再右键单击鼠标,在弹出的快捷菜单中选取,在图形的台阶面上选取如图1-188所示生成的边界线2及内孔边界线3。注意,使起点在右侧,观察箭头,为左补偿,即补偿箭头朝外,外形走刀方向为顺时针,内孔方向为逆时针,如图1-188所示。

图1-188 编辑线条

(3)在新的操作5中,单击,在系统弹出的【2D刀具路径-等高外形】对话框中修改参数。在【切削参数】选项中,设置【壁边预留量】为-0.075,使侧面留出火花位。其余参数不变,如图1-189所示。

图1-189 设置余量参数

(4)在【共同参数】选项中设定加工的最低位置为,其余参数不变,这样在底部的基准平面上留余量为0。

(5)在【圆弧过滤/公差】选项中,设置公差过滤参数。【过滤的比率】设置为1:1,再设置【过滤的误差】为0.01,按Enter键,此时其他参数将自动设置,如图1-190所示。

图1-190 设置过滤参数

(6)在【操作管理】中,单击【重建所有已失败操作】按钮,生成刀路,如图1-191所示,检查无误后就可以关闭该刀路显示。

图1-191 生成台阶外形光刀

本节讲课视频

以上操作的视频文件为\ch08\03-video\K02Q.exe。

1.3.6 建立群组K02R对曲面进行半精加工

本节任务:用BD6R3球头刀。完成两个操作:一是沿放射状进行半精加工,二是对刀路进行裁剪。

1.沿着放射状进行半精加工

方法:复制上述刀路3,修改参数。

(1)在【操作管理】的【刀具路径】选项卡中用鼠标拖动箭头,移到K02R群组的下方。

(2)在【操作管理】中,将操作3复制到K02Q中成为操作7。

(3)在新的操作7中,单击,在弹出的【曲面精加工放射状】对话框中修改参数。在【刀具路径参数】选项卡中,单击按钮【选择库中的刀具】按钮,系统弹出【选择刀具】对话框,选取BD6R3平底刀,如图1-192所示。

图1-192 从刀库中选取BD6R3

(4)设置曲面加工参数。在【曲面精加工放射状】对话框中,选取【曲面加工参数】选项卡,按如图1-193所示设置余量参数【预留量】为0.0,其余参数不变。

图1-193 设置曲面加工参数

(5)设置加工参数。选取【放射状精加工参数】选项卡,设置【最大角度增量】为0.5,其余参数不变,如图1-194所示。

图1-194 设置放射状精加工参数

(6)其余参数不变,单击【确定】按钮,单击按钮重新生成刀路,为了观察清晰,在【操作管理】中单击按钮以显示,如图1-195所示。

图1-195 初步生成中光刀路

要注意

在椭圆孔边缘处有2部分伸出来的刀路,这是由于曲面误差

所致,虽然理论上该处刀路不影响加工,但是为了提高加工效率及安全性,有必要对这个刀路进行裁剪。

2.刀路裁剪

方法:先根据生成的刀路,做裁剪边界线,然后再用这个边界线对刀路进行裁剪。

(1)创建边界线。设置线框状态下显示图形,视角平面为俯视图。检查构图平面为顶视图,绘图模式为2D,绘图深度为0。按需要裁剪刀路的位置处绘制直线线串边界线1和边界线2,如图1-196所示。

图1-196 创建边界线

(2)编辑裁剪刀路。确保刀路7被选中。在主菜单中执行【刀具路径】|【路径修剪】命令,系统弹出【串连选项】对话框,参数取默认值,在图形上选取上一步刚创建的边界线1及边界线2,如图1-197所示。

图1-197 选取裁剪边界线

(3)设置参数。在图1-197所示的【串连选项】对话框中,单击【确定】按钮。系统提示要求选取保留点,在边界线1及边界线2的外面任意选取一点。系统弹出【修剪刀具路径】对话框,选取刀路操作7及【不提刀】选项。单击【确定】按钮,如图1-198所示。

图1-198 设置修剪参数

(4)生成刀路。系统弹出【输入新NC名称】,参数按系统默认值给定,单击【确定】按钮。系统重新计算刀路,刷新屏幕后,显示刀路。同时,操作管理中的操作7及操作8发生了一些变化,如图1-199所示。

图1-199 生成刀路8

本节讲课视频

以上操作的视频文件为\ch08\03-video\K02R.exe。

1.3.7 建立群组K02S对曲面进行精加工

本节任务:用BD6R3球头刀。完成两个操作:一是沿放射状进行精加工,二是对刀路进行裁剪。

1.沿着放射状进行精加工

方法:与做半精加工的刀路类似,复制上述刀路7,修改参数。

(1)在【操作管理】的【刀具路径】选项卡中用鼠标拖动箭头,移到K02S群组的下方。

(2)在【操作管理】中,将操作7复制到K02S中成为操作9。

(3)在新的操作9中,单击,在弹出的【曲面精加工放射状】对话框中修改参数。在【刀具路径参数】选项卡中,选取BD6R3球头刀。

(4)设置曲面加工参数。在【曲面精加工放射状】对话框中,选取【曲面加工参数】选项卡,按如图1-200所示设置余量参数【预留量】为-0.075,其余参数不变。

图1-200 设置曲面加工参数

(5)设置放射状精加工参数。选取【放射状精加工参数】选项卡,按图1-201所示设置【整体误差】为0.01,【最大角度增量】为0.2,其余参数不变。

图1-201 设置放射状精加工参数

小提示

此处放射状精加工参数的增量角度为什么要这样设定?这个问题将在第1.3.8节重点讨论。

(6)其余参数不变,单击【确定】按钮,生成刀路,单击【重画】按钮,生成的刀路如图1-202所示。为了后续编程清晰,在【操作管理】中单击按钮以关闭刀路显示。

要注意

在椭圆孔边缘处仍有多个部分伸出来的刀路,这是由于曲面误差所致,为了提高加工效率及安全性,有必要对这个刀路进行裁剪。

图1-202 初步生成光刀刀路

2.刀路裁剪

方法:先根据生成的刀路,做裁剪边界线,然后再用这个边界线对刀路交线裁剪。

(1)创建边界线。

首先将上一步生成的刀路操作显示。设置图形为线框状态下显示,视角平面为俯视图。检查构图平面为顶视图,绘图模式为2D,绘图深度为0。将第10层作为工作层,第9层关闭。在按需要裁剪刀路的位置处绘制直线线串边界线3,如图1-203所示。

图1-203 创建边界线

(2)编辑裁剪刀路。在主菜单中执行【刀具路径】|【路径修剪】命令,系统弹出【串连选项】对话框,参数取默认值,在图形上选取上一步刚创建的边界线3,如图1-204所示。

(3)设置参数。在图1-204所示的【串连选项】对话框中,单击【确定】按钮。系统提示要求选取保留点,在边界线3外面任意选取一点。系统弹出【修剪刀具路径】对话框,选取刀路操作7及【不提刀】选项,单击【确定】按钮,如图1-205所示。

(4)生成刀路。系统弹出【输入新NC名称】,参数按系统默认值给定,单击【确定】按钮。系统重新计算刀路,刷新屏幕后,显示刀路。同时,操作管理中的操作8及操作9发生了一些变化,如图1-206所示。

图1-204 选取裁剪边界线

图1-205 设置修剪参数

图1-206 生成刀路10

本节讲课视频

以上操作的视频文件为\ch08\03-video\K02S.exe。

1.3.8 放射状刀路精加工参数设定讨论

本节内容:分析放射状刀路的优缺点,参数设定原理和常用设定方法。

1.放射状刀路的优缺点

根据生成的刀路可以看出,放射状刀路是从指定的中心点,按照角度生成一系列射线,然后再投影到曲面上产生刀路。离开中心点越近,刀路越密;离中心点越远,刀路越稀,加工效果越差。整个曲面加工的表面粗糙度不均匀。

放射状刀路适合于类似圆形工件的半精加工(中光刀)及精加工光刀。

本例铜公的顶面有一个椭圆孔,如果用平行刀路加工,会使椭圆处产生的刀路有部分向下弯曲,极易对工件产生过切。如果在椭圆孔处补面,可能会有所改善,但是增加了编程的工作量,步骤比较复杂。经过比较,现选用了放射状刀路来进行加工,省去了补面的步骤,使得编程简单一些。虽然加工刀路仍然有不均匀现象,但是由于工件较小,基本上可以满足实际加工的需要。

2.参数设定原理

放射状刀路如果用于精加工,会出现整体曲面的加工不均匀现象,为了保证整体加工质量,必须将最外围的刀路步距密度控制在需要的精度内。如果用球头刀,一般给定残留高度为0.0005~0.001即可满足大部分铜公加工的需要。

(1)先根据残留高度计算刀路步距。

可以推导步距计算公式为

式中 L=AB为步距;

R为球刀半径;

h为残留高度。

对于本例来说因为曲面起伏较大,所以取残留高度为h=0.0005,R=3,根据公式计算得知步距L=0.1095,实际给定为0.1。

(2)根据步距计算增量角度,参数计算原理图如图1-207所示。

图1-207 参数计算原理图

在图1-207所示中,圆⊙O半径为RAB为最外围步距LCAB的中点,BC=L/2,根据直角三角形ΔOBC中三角函数关系得

sin∠COB=BC/OB=L/(2R),那么,∠COB=arcsinBC/OB=arcsinL/(2R),则放射角增量∠AOB=2∠COB=2arcsinL/(2R)。

对于本例来说,L=0.1,测量最大外围的半径约R=OB=28,则sin(∠COB)=L/(2R))=0.1/(2×28)=0.001785。查反三角函数表或用计算器的反正弦功能,计算得∠COB=0.1°,由此计算得放射角增量∠AOB=0.2°。

3.常用设定方法

(1)可以根据以上介绍的理论公式,用计算器进行计算步距,也可以在Mastercam中,画一些简单的线条图形来测量计算步距。

(2)还可以在放射状精加工中,选取【粗加工参数】选项卡,设定【最大角度增量】为1.0,初步计算刀路,测量最外围刀路的步距,然后近似按比例缩小角度值再计算刀路,测量步距,直至基本达到要求为止。

1.3.9 建立粗公加工刀路

本节任务:根据刚刚完成的幼公的数控程序进行粗公数控程序的编制。

方法:与第1.2.10节类似,复制已经完成的幼公程序,修改余量、步进量、公差等参数而成为粗公,重新生成刀路。本节只介绍操作要点。

1.建立开粗刀路K02T

(1)复制刀路。首先在【操作管理】的【刀具路径】选项卡中用鼠标拖动箭头,移到K02T群组的下方。再在【操作管理】中,选取K0P群组中的刀路操作1、2、3,将它们复制到K02T群组中,文件名按系统默认的K02H。成为刀路操作11、12、13,如图1-208所示。

图1-208 复制刀路11~13

小提示

为了能够灵活地进行刀路操作的复制工作,可以把光标放在【操作管理】中的空白处,按Alt+E组合键,将所有的操作展开或收缩。单击操作前的“+”号或“-”号,可以把需要的群组的操作展开或收缩。

(2)修改参数。刀路操作12的参数不变。刀路操作11和13的余量参数修改为0.1,其余参数不变。

2.建立基准面精加工刀路K02U

(1)复制刀路。在【操作管理】中用鼠标拖动箭头,移到K02U群组的下方,把K02Q中的刀路操作复制到K02U群组中,成为刀路操作14、15、16,如图1-209所示。

图1-209 复制刀路14~16

(2)修改参数。刀路操作14和15的参数不变。修改刀路操作16的【壁边预留量】为-0.25,其余参数不变。

3.建立顶面中光刀路K02V

(1)复制刀路。在【操作管理】中用鼠标拖动箭头,移到K02V群组的下方,只把K02R中的刀路操作8复制到K02V群组中,成为刀路操作16和18,如图1-210所示。

要注意

在群组K02U和K02V中的刀路操作有一些变化,如K02U中操作16变为18,K02V中为操作16和18,这些变化是系统自动完成的,对后续具体的操作参数没有影响,可以不用理会。

图1-210 复制刀路

(2)修改参数。修改刀路操作16的余量为-0.1,其余参数不变。刀路操作18的参数不变。

4.建立顶面光刀路K02W

(1)复制刀路。在【操作管理】中用鼠标拖动箭头,移到K02W群组的下方,把K02S中的刀路操作10复制到K02W群组中,成为刀路操作18和20,如图1-211所示。

图1-211 复制刀路18和20

(2)修改参数。修改刀路操作16参数中余量为-0.25,整体误差为0.02,角度增量为0.35,其余参数不变,刀路操作20的参数不变。

5.重新生成刀路

在【操作管理】中,单击【重建所有已失败操作】按钮,生成刀路。检查无误后就可以关闭路显示。

剩下的刀路模拟检查、后置处理及填写CNC工作单等工作与第1.2节相同,留给读者自行完成。

本节讲课视频

以上操作的视频文件为\ch08\03-video\K02T.exe。

1.3.10 本例总结及要注意的问题

要注意

要完成好本图形,还要注意以下问题:

(1)开粗方法,除采用挖槽外,还使用平底刀对顶面进行放射状加工,目的是去除大余量。

(2)对铜公的槽位进行了补面,但椭圆孔部分未补面,目的是为了简化补面步骤,加工顶面采用了放射状精加工。

(3)本例对精加工刀路进行了裁剪,目的是刀路整齐,较少空刀,提高加工效率。

(4)粗公用于使用时火花位大,EDM时余量大,CNC加工可以比幼公粗糙,目的是为了提高效率,且不影响制模精度。

(5)完成刀路后要从提高效率方面给予审查评判,发现问题及时改进。