拓展项目功能，详细设定精细加工参数

1.典型凸模零件CAM加工（模型文件见图7-137所示）

1）分析图形

（1）单击工具栏上的“等角视图”按钮，查看Mastercam X软件窗口左下角的状态为“Gview：ISO WCS：TOP T/Cplane：TOP”。

（2）选择“分析（A）（Analyze）”→“两点间距（D）...（Analyze Distance）”命令，分析曲面的长度范围，选择底部平面区域边线L1、L3，弹出“分析距离”对话框，得出底部平面长度为150，如图7-138所示。用同样的方法选择L2、L4，获得底部平面区域宽度为115。分析凹槽尺寸，可作为选择刀具尺寸的依据。

图7-137　凸模

图7-138　分析距离

（3）选择“分析（A）（Analyze）”→“动态分析（V）...（Analyze Dynamic）”命令，移动光标选择模型底部圆角，从而得出圆角半径为2，如图7-139所示。

（4）单击凹槽底部，为平面区域，弹出如图7-140所示的对话框，分析完毕后单击“确定”按钮。

分析零件模型是规划刀具路径的基础。为了对模型结构有一个比较全面的认识，用户还可以对模型的其他数据进行测量。

2）确定毛坯和对刀点

（1）选择“机应类型（M）（Machine Type）”→“铣削（M）（Mill）”→“默认（D）（Default）”命令，选择默认铣床。

图7-139　“动态分析”对话框（一）

图7-140　“动态分析”对话框（二）

（2）在操作管理器中的“属性·Generic Mill”选项下单击“材料设置”（工件设置）（Stock Setup）图标，弹出“机器群组属性（Machine Group Properties）”对话框，单击“边界盒（B）（Bounding Box）”按钮。

（3）弹出“边界盒选项（Bounding Box）”对话框，设置参数如图7-141所示，对照无误后单击“确定”按钮。

（4）回到“材料设置（Stock Setup）”选项卡，修改Z向尺寸为38，工件原点位于毛坯顶面的中心，取消工件显示命令，如图7-142所示，对照无误后单击“确定”按钮。

图7-141　“边界盒选项”对话框

图7-142　“材料设置”选项卡

3）规划刀具路径

根据模型文件及分析结果，凸模加工刀具路径划分为5个刀具路径，分别为平面式挖槽加工、三维曲面挖槽粗加工、等高外形精加工、混合式加工和外形铣削。

（1）平面式挖槽加工。

①选择菜单“刀具路径（Toolpaths）”→“挖槽...（Pocket Toolpath）”命令，弹出“串连”对话框，用串连方式选择图7-143中的挖槽边界C1和C2，选择完毕后单击“确定”按钮。

图7-143　挖槽加工边界

②弹出“挖槽（标准挖槽）”对话框，在“刀具参数”选项卡中单击“刀具管理器（M）（MIIL_MM）”按钮，弹出“刀具管理器”对话框。在此对话框中单击“过滤设置...（F）”按钮，弹出“刀具过滤设置”对话框，设置刀具过滤类型为平底铣刀，如图7-144所示，设置完毕后单击“确定”按钮。

图7-144　“刀具过滤设置”对话框

③在“刀具管理器”对话框中移动光标选择φ12 mm的平底铣刀，如图7-145所示，选择完毕后单击“确定”按钮。

图7-145　“刀具管理器”对话框

④在刀具状态栏内双击φ12 mm的平底铣刀，弹出“定义刀具-加工群组1”对话框，在“Endmill1 Flat”（平底铣刀几何参数）选项卡中，修改刀号为1，在“参数”选项卡中，修改各参数如图7-146所示。

图7-146　定义刀具对话框

（a）Endmill1 Flat选项卡；（b）“参数”选项卡

⑤在“刀具参数”选项卡中的“刀具”列表中单击φ12 mm的平底铣刀，将设置的刀具参数传递到刀具路径参数栏内，结果如图7-147所示。

图7-147　刀具参数选项卡

⑥选择“2D挖槽参数”选项卡，设置挖槽参数如图7-148所示。

图7-148　“2D挖槽参数”选项卡

⑦选中“分层铣深”复选框，单击“分层铣深（E）”按钮，设置深度切削参数如图7-149所示。

⑧单击“G铣平面”按钮，弹出“面加工”对话框，设置面加工参数如图7-150所示，设置完毕后单击“确定”按钮。

图7-149　“分层铣深设置”对话框

图7-150　“面加工”对话框

⑨选择“粗切/精修的参数”选项卡，设置各参数如图7-151所示。

⑩单击“确定”按钮，生成刀具路径，如图7-152所示。

（2）三维曲面挖槽粗加工。

图7-151　“粗切/精修的参数”选项卡

①选择菜单“刀具路径”→“曲面粗加工”→“粗加工挖槽加工”命令，窗选所有曲面，选择完毕后按回车键，弹出“刀具路径的曲面选取”对话框，如图7-153所示。

图7-152　平面挖槽刀具路径

图7-153　“刀具路径的曲面选取”对话框

②在“切削范围边界”区域中单击按钮，弹出“串连选项”对话框，用串连方式选择如图7-154所示的切削边界C3，选择完毕后单击“确定”按钮。

③弹出“曲面粗加工挖槽”对话框，选择一把φ10 mm的圆鼻刀，圆角半径为2，刀具相关参数设置方法同前，结果如图7-155所示。

图7-154　切削边界

图7-155　“刀具参数”选项卡

④设置“曲面参数”选项卡如图7-156所示。

图7-156　“曲面参数”选项卡

⑤设置“粗加工参数”选项卡如图7-157所示。

图7-157　“粗加工参数”选项卡

⑥单击“整体误差（T）”按钮，弹出“整体误差设置”对话框，设置各参数过滤比例为2∶1，总公差为0.05，如图7-158所示，设置完毕后，单击“确定”按钮。

图7-158　“整体误差设置”对话框

⑦选中“螺旋式下刀”按钮前的复选框，单击此按钮，弹出“螺旋/斜插式下刀参数”对话框，在“螺旋式下刀”选项卡中，设置螺旋下刀参数如图7-159所示，设置完毕后单击“确定”按钮。

图7-159　“螺旋/斜插式下刀参数”对话框

⑧单击“切削深度（D）”按钮，弹出“切削深度的设定”对话框，设置深度加工参数，如图7-160所示，并单击“侦测平面（A）”按钮，设置完成后单击“确定”按钮。

图7-160　“切削深度的设定”对话框

⑨设置“挖槽参数”选项卡如图7-161所示。

图7-161　“挖槽参数”选项卡

⑩在“曲面粗加工挖槽”对话框中单击“确定”按钮，弹出如图7-162所示的“警告”对话框。出现此提示是因为没有精修外边界。

图7-162　“警告”对话框

⑪单击“确定”按钮，生成刀具路径，如图7-163所示。

图7-163　挖槽粗加工刀具路径

⑫在操作管理器中单击“隐藏/显示刀具路径”按钮，隐藏挖槽粗加工路径。

（3）等高外形精加工。

①选择菜单“刀具路径”→“曲面粗加工”→“精加工等高外形”命令，窗选所有曲面，选择完毕后按回车键，或单击“结束选择”按钮，弹出“刀具路径的曲面选取”对话框，如图7-164所示。

②在“切削范围边界”区域中单击按钮，弹出“串连选项”对话框，用串连方式选择如图7-165所示的切削边界C4，选择完毕后单击按钮。

图7-164　“刀具路径的曲面选取”对话框

图7-165　挖槽切削边界

③在“刀具路径的曲面选取”对话框中单击“确定”按钮，弹出“曲面精加工等高外形”对话框，选择φ8 mm的圆鼻刀，圆角半径为2，相关参数设置如图7-166所示。

图7-166　“刀具参数”选项卡

④设置“曲面参数”选项卡，如图7-167所示。

图7-167　“曲面参数”选项卡

⑤设置“等高外形精加工参数”选项卡，如图7-168所示。

图7-168　“等高外形精加工参数”选项卡

⑥单击“整体误差（T）”按钮，弹出“整体误差设置”对话框，设置各参数过滤比例2：1，总公差为0.05，如图7-169所示，设置完毕后单击“确定”按钮。

⑦单击“平面区域（F）”按钮，弹出“平面区域加工设置”对话框，设置平面区域加工参数如图7-170所示，设置完毕后单击“确定”按钮。

图7-169　“整体误差设置”对话框

图7-170　“平面区域加工设置”对话框

⑧单击“切削深度（D）”按钮，弹出“切削深度的设定”对话框，设置深度加工参数，如图7-171所示，并单击“侦测平面（A）”按钮，设置完毕后单击“确定”按钮。

图7-171　“切削深度的设定”对话框

⑨单击“间隙设定（G）”按钮，弹出“间隙设置”对话框，设置间隙尺寸为刀具的100%，如图7-172所示，设置完毕后单击“确定”按钮。

⑩在“曲面精加工等高外形”对话框中，单击“确定”按钮，生成刀具路径，如图7-173所示。

⑪在操作管理器中单击“隐藏/显示刀具路径”按钮隐藏等高外形精加工刀具路径。

图7-172　“间隙设置”对话框

图7-173　等高外形精加工刀具路径

（4）混合式（熔合式）精加工。

①选择菜单“刀具路径”→“曲面精加工”→“精加工混合加工”命令，选择如图7-174所示的加工曲面（顶部曲面及相邻两倒角曲面），也可以窗选所有曲面，只是生成时间较长，选择完毕后按回车键，或单击“结束选择”按钮，弹出“刀具路径的曲面选取”对话框，如图7-175所示。

图7-174　熔合加工曲面和熔接曲线的选择

图7-175　“刀具路径的曲面选取”对话框

②在“选取两条熔接曲线”区域中单击“选择曲线”按钮，弹出“串连”对话框，用串连方式选择图7-174中的曲线C5和C6（注意两熔合曲线的方向和起始点位置要一致），选择完毕后单击“确定”按钮。

③在“刀具路径的曲面选取”对话框中单击“确定”按钮，弹出“曲面熔接精加工”对话框，选择φ18 mm的球头刀，设置“刀具参数”选项卡如图7-176所示。

图7-176　“刀具参数”选项卡

④设置“曲面参数”选项卡如图7-177所示。

图7-177　“曲面参数”选项卡

⑤设置“熔接精加工参数”选项卡如图7-178所示。

图7-178　“熔接精加工参数”选项卡

⑥单击“整体误差（T）”按钮，弹出“整体误差设置”对话框，设置各参数过滤比例2：1，总公差为0.05，如图7-179所示，设置完毕后单击“确定”按钮。

⑦在“曲面熔接精加工”对话框中单击“确定”按钮，生成刀具路径，如图7-180所示。

⑧在操作管理器中单击“隐藏/显示刀具路径”按钮隐藏熔合精加工刀具路径。

图7-179　“整体误差设置”对话框

图7-180　熔合精加工刀具路径

（5）外形铣削加工。(www.xing528.com)

①选择菜单“刀具路径”→“外形铣削...”命令，弹出“串连”对话框，用串连方式选取外形轮廓C7，串连方向（保证顺铣加工）如图7-181所示，设置完毕后单击“确定”按钮。

图7-181　图形的串连方向

②弹出“外形（2D）”对话框，选择一把φ4 mm的球头刀，相关刀具参数设置如图7-182所示。

图7-182　“刀具参数”选项卡

③外形铣削参数设置如图7-183所示。

图7-183　“外形铣削参数”选项卡

④选中“进/退刀向量（N）”按钮前的复选框，单击此按钮，弹出“进/退刀向量设置”对话框，设置进/退刀参数如图7-184所示，设置完毕后单击“确定”按钮。

图7-184　“进/退刀向量设置”对话框

⑤外形铣削参数设置完毕后，单击“确定”按钮，生成刀具路径，如图7-185所示。

4）实体加工模拟

刀具路径生成后，为了检查刀具路径正确与否，可以通过刀具路径实体模拟或快速模拟加工以检验刀具。

（1）在操作管理器中单击“选择所有操作”按钮，再单击“实体模拟”按钮，弹出“实体切削验证”对话框，如图7-186所示。

图7-185　外形铣削刀具路径

图7-186　“实体切削验证”对话框

（2）选择模拟方式为“最终结果”，单击“播放”按钮，实体加工模拟结果如图7-187所示。检查无误后单击“确定”按钮。

图7-187　实体切削模拟结果

在实际编程过程中，为提高程序的正确性，可以在每个操作生成后就进行校验，以发现程序中的问题，及时修改。

5）生成加工报表

在刀具路径管理器的空白处单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“加工报表...”（Setup sheet）命令，生成加工报表，如图7-188所示。

图7-188　NC加工报表

6）生成后处理程序

刀具路径生成后，经刀具路径检验无误后，即可进行后处理操作。

（1）单击“选择所有操作”按钮，选中所有操作，然后单击“生成后处理”按钮，弹出“后处理程式”对话框，如图7-189所示，单击“确定”按钮。

（2）弹出“另存为”对话框，如图7-190所示，选择文件保存路径，在这里直接单击“保存（S）”按钮，保存文件到默认文件夹内。

图7-189　“后处理程式”对话框

图7-190　“另存为”对话框

（3）生成的G代码程序如图7-191所示。

图7-191　NC加工程序

7）存盘

存盘，名为XIANGMU7-2_JIAGONG.MCX。

2.曲面综合加工（模型文件如图7-192所示）

图7-192　曲面综合加工零件图

项目拓展任务　操作视频

1）确定毛坯和对刀点

（1）在刀具路径管理器对话框中选择“属性·Generic Mill”选项中的“材料设置”图标（工件设置），打开“工件设置”对话框。

（2）选择工件形状为立方体，单击“边界盒（B）”按钮，弹出“边界盒选项”对话框，如图7-193所示，单击“确定”按钮。“材料设置”选项卡如图7-194所示。

图7-193　“边界盒选项”对话框

图7-194　“材料设置”选项卡

2）规划刀具路径

（1）平行铣削粗加工。

①选择菜单“刀具路径”→“曲面粗加工”→“粗加工平等铣削加工”命令。

②弹出“选取工件的形状”对话框，如图7-195所示，选中“凸”单选按钮。

③在图形区中出现提示“选取加工曲面”，提示选择图形，选择所有曲面后按Enter键，弹出“刀具路径的曲面选取”对话框，单击“确定”按钮。

④弹出“曲面粗加工平行铣削”对话框，选择φ10 mm的平底铣刀，刀具参数设置如图7-196所示。

图7-195　图形选择

图7-196　“刀具参数”选项卡

⑤曲面参数设置如图7-197所示。

图7-197　“曲面参数”选项卡

⑥粗加工平行铣削参数设置如图7-198所示。

图7-198　“粗加工平行铣削参数”选项卡

⑦单击“切削深度（D）”按钮，弹出“切削深度的设定”对话框，参数设置如图7-199所示。

图7-199　“切削深度的设定”对话框

⑧单击“曲面粗加工平行铣削”对话框中的“确定”按钮，系统返回绘图区并根据所设置的参数生成加工刀具路径，如图7-200所示。

⑨在操作管理器中单击按钮进行仿真加工，效果如图7-201所示。

图7-200　刀具路径

图7-201　仿真加工结果

（2）平行铣削精加工。

①按Alt+T快捷键，关闭刀具路径显示。

②选择菜单“刀具路径”→“曲面精加工”→“精加工平行铣削”命令。

③在图形区中出现提示“选取加工曲面”，提示选择图形，选择所有曲面后按回车键，弹出“刀具路径的曲面选取”对话框，单击“确定”按钮。

④弹出“曲面精加工平行铣削”对话框，选取φ10 mm的球刀，刀具参数设置如图7-202所示。

图7-202　“刀具参数”选项卡

⑤曲面参数设置如图7-203所示。

图7-203　“曲面参数”选项卡

⑥精加工平行铣削参数设置如图7-204所示。

图7-204　“精加工平行铣削参数”选项卡

⑦单击“整体误差（T）”按钮，在弹出的对话框中，选取过滤的比率为2∶1，整体的误差为0.02，过滤误差和切削方向误差被自动修改。过滤误差用以除去在设定的误差内刀具相邻路径接近同线的点，并插入圆弧，以缩小加工程序的长度。过滤误差值应至少设置为切削方向误差值的两倍，它们的比率可以通过选取过滤比率值来确定。选中产生XY平面的圆弧，设置参数如图7-205所示。

图7-205　“整体误差设置”对话框

⑧单击“曲面精加工平行铣削”对话框中的“确定”按钮，系统返回绘图区并根据所设置的参数生成加工刀具路径，如图7-206（a）所示，刀路模拟如图7-206（b）所示。仿真模拟效果如图7-207所示。

可以看出，系统计算刀具路径的时间较长，在本例中，可以通过改变“间隙设置（G）”参数来减少计算时间。

⑨在操作管理器中，单击“2曲面精加工平行铣削”中的“参数”，单击“精加工平行铣削参数”，双击“间隙设置（G）”按钮，设置参数如图7-208所示。

图7-206　刀具路径和刀路模拟

（a）刀具路径；（b）刀路模拟

由于本例中两个切削之间在平面上运动，不需要检查过切，因此可以不选中“检查间隙位移的过切情形”复选框，这样的设置可以减少刀具路径的计算时间。设置运动方式设为平滑，可使这两个切削之间采用平滑刀具运动。

图7-207　仿真加工结果

图7-208　“刀具路径的间隙设置”对话框

（3）残料清角曲面精加工。

①按Alt+T快捷键，关闭刀具路径显示。

②选择菜单“刀具路径”→“曲面精加工”→“精加工残料加工”命令。

③在图形区中出现提示“选取加工曲面”，提示选择图形，选择所有曲面后按回车键，弹出“刀具路径的曲面选取”对话框，单击“确定”按钮。

④弹出“曲面精加工残料清角”对话框，选取φ5 mm的球刀，刀具参数设置如图7-209所示。

图7-209　“刀具参数”选项卡

⑤曲面参数设置如图7-210所示。

图7-210　“曲面参数”选项卡

⑥残料清角精加工参数设置如图7-211所示。

图7-211　“残料清角精加工参数”选项卡

⑦残料清角的材料参数设置如图7-212所示。

⑧单击“曲面精加工残料清角”对话框中的“确定”按钮，系统返回绘图区并根据所设置的参数生成加工刀具路径，刀路模拟如图7-213所示。

图7-212　“残料清角的材料参数”选项卡

（4）交线清角曲面精加工。

①按Alt+T快捷键，关闭刀具路径显示。

图7-213　刀路模拟

②选择菜单“刀具路径”→“曲面精加工”→“精加工交线清角加工”命令。

③在图形区中出现提示“选取加工曲面”，提示选择图形，选择所有曲面后按回车键，弹出“刀具路径的曲面选取”对话框，单击“确定”按钮。

④弹出“曲面精加工交线清角”对话框，选取φ4 mm的球刀，刀具参数设置如图7-214所示。

图7-214　“刀具参数”选项卡

⑤曲面参数设置如图7-215所示。

图7-215　“曲面参数”选项卡

⑥交线清角精加工参数设置如图7-216所示。

图7-216　“交线清角精加工参数”选项卡

⑦单击“曲面精加工交线清角”对话框中的“确定”按钮，系统返回绘图区并根据所设置的参数生成加工刀具路径，如图7-217所示。

图7-217　刀具路径

综合曲面加工完成后，全部操作管理如图7-218所示。在操作管理器中单击“全部操作”按钮，单击，执行实体切削仿真，效果如图7-219所示。

图7-218　全部操作管理

图7-219　仿真加工（全部操作）

3）存盘

存盘，名为“XIANGMU7-3_JIAGONG.MCX”。

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