MasterCAM编程中的问题及加工曲面.doc

MasterCAM编程中的两个典型问题 一、二维挖槽加工中指定下刀点的问题Pocket（挖槽）是加工中去除材料非常有效的一个加工方式。在加工中，开放式的挖槽或者外形需要挖槽的时候，我们可以指定从毛坯外部下刀。但如果要在封闭的区域进行挖槽加工，下刀就成了特别需要注意的问题了。我们可以采用螺旋式或者斜插式下刀的方式进行下刀，如图1所示。但有时我们需要先钻预钻孔，然后指定下刀点在预钻孔的位置进行下刀。图1下面我们以一个矩形槽为例，来说明这个问题。1. 画出挖槽区域边界图绘制宽100mm、高80 mm、周边倒圆R10的矩形，矩形的中心在坐标原点处，如图2所示。图22. 刀具路径生成(1)在主功能区依次单击Toolpaths/Pocket命令；(2)此时系统提示选择Chain 1，在主菜单上选取Chain后，在绘图区选择矩形框，如图3所示；(3)此时系统提示选择Chain 2，在主菜单上选取Mode/Point，这时就可以通过点菜单在屏幕上指定先前预钻孔的点作为下刀点，此例中选择原点作为下刀点，故在主菜单上选取Origin；(4)确定刀具及加工参数生成刀具路径。图3 通过模拟发现，下刀点就是我们指定的(x0、y0)点，模拟效果如图4所示。图43. 小结只要在选取加工区域时，多选择一个点，那么刀具就会从这个点下刀。这个点可以通过输入点的坐标方式给定，也可预先绘制一个点，以供后面选择。如果在选取加工区域时不多选一个点，而是在Roughing/Finishing Parameters参数中选择Spiral方式，且指定为Inside To Outside时，下刀点就会自动定为靠近中心的地方，有时这并不能满足生产的需要。二、灵活运用Contour方式铣削台阶面台阶面的铣削在普通机床上面是经常采用的一种加工方式，但在数控机床上编程却需要一点小技巧。下面以一加工实例来说明这种编程方法。1.问题的提出笔者曾经碰见这样一个问题，在方形的毛坯上面铣一宽10mm、深25mm的台阶面，如图5所示。图5 对这个任务，大家可能采用开放式挖槽(Open Pocket)来加工，但这样加工时间会比较长，而且会反复走刀。如果采用普通的外形铣削（Contour），每次往返都需要抬刀，这样空行程也会比较多。要解决这个问题，可采取以下两方法：第一，采用外形铣削 (Contour)方式中的Ramp（斜插）方式下面的Plunge（下沉）方式加工；第二，采用Toolpaths/Surface/Finish/Contour下面的ZigZag方式。下面分别进行探讨。2. Plunge法作出一条如图6所示的直线即可。这里要注意，直线长度两边都要超过毛坯边缘1个刀具半径以上。具体步骤如下：:好就好:中国权威模具网(1)在主功能区依次单击Toolpaths/Contour命令；(2)此时系统提示选择Chain 1，在绘图区选择上图所绘制的直线，点击Done；(3)选择刀具（注意选用的刀具直径应该大于台阶宽度10mm），在Contour Parameters标签下将Contour方式改为Ramp，指定Depth为所需加工深度-25，如图7所示；图7(4)点击按纽，在Ramp Contour对话框中设定为图8所示的情况；图8(5)点击OK，完成刀路生成。所生成的刀具路径如图9所示。图92. ZigZag法作出图10所示的要加工的面，注意最好把其顶面也一并作出，且阶台侧面可以做深一些，加工深度可以在Cut Depths中设定。图10具体刀具路径的生成的步骤如下：:好就好:中国权威模具网(1)在主功能区依次单击Toolpaths/Surface/Finish/Contour命令；(2)此时系统提示选择Drive surface，在绘图区选择上图所绘制曲面All/Surface，点击Done；(3)选择刀具（注意选用的刀具直径应该大于台阶宽度10mm），在Finish Contour Paramet标签下设定每刀最大加工深度和走刀方式为Zigzag，如图11所示。图11(4)点击按纽，在Cut Depths对话框中设定第一刀加工深度和总加工深度，如图12所示；图12(5)点击OK，完成刀路生成。所成的刀具路径如图13所示。图133. 小结比较上面两种方法，显然第一种方法更加简洁明了，再加上灵活的选用刀补及Ramp(斜插)下刀方式，此方法也可用于键槽铣削等的场合。如果仅仅是上面这个简单零件的加工（只有一个工步），我们采用手工编程也非常方便，但实际我们碰见的问题是：以上的加工仅仅是复杂零件加工中的一个工步，采用手工编程和自动编程混合编制程序并不方便。随着加工中心的日益普及，对CAD/CAM技术要求越来越高，采用MasterCAM进行编程，减少编程人员的工作量，缩短了在机床上的调试时间，提要生产效率。 第三章 曲面造型一、创建曲面1直纹/举升曲面（Create ruled/Lofted Surface）用于将两个或两个以上的截面外形以直线熔接方式产生直纹曲面，或以参数熔接方式产生平滑举升曲面。举升：曲面相连直纹：直线相连练习绘制如图所示直纹曲面步骤与提示：1） 在FRONT面内以（0，0，-50）为圆心绘制R10弧；2） 在RIGHT面内以（0，0，-50）为圆心绘制R15弧；3） 在RIGHT面内平移连接R15弧；4） 在FRONT面内平移连接R10弧；5） 在图层2中绘制直纹/举升曲面。练习利用举升曲面平整曲面绘制如图所示图形。步骤与提示：1）绘制如图二维图形；2）平移各截形到图示的Z深度，结果如图；3）打断矩形一边，举升曲面；4）绘制平整曲面加上底，着色。2旋转曲面（Create Revolved Surfaces）用于将选择的几何图形绕某一轴线旋转而产生曲面。练习绘制如图所示旋转曲面3扫掠曲面（Create Swept Surfaces）用于将选择的一个几何截面沿着一个或几个导引线平移而产生曲面，或将选择的两个几何截面沿着一个导引线平移而产生曲面。有3种扫掠形式。1） 一个扫描截面与一个扫描路径；2） 一个扫描截面与两个扫描路径；3） 两个或多个扫描截面与一个扫描路径。练习绘制如图所示扫描曲面步骤与提示：1) 在TOP面内绘制100*100的矩形；2) 偏移矩形两边并圆角；3) 将矩形平移连接Z-30；4) 在FRONT面内绘制R10半圆；5) 在RIGHT面内绘制R20半圆；6) 扫描曲面。4网格曲面（Create Net Surface）由一系列横向和纵向组成的网格状结构来产生曲面，且横向和纵向曲线在3D空间可以不相交，各曲线的端点也可以不相交。练习绘制图示网格曲面步骤与提示：1） TOP面内以（0，0，0）为中心绘制矩形100*150；2） 平移连接矩形Z40；3） FRONT面内绘制弧R100、R60；4） RIGHT面内绘制弧R160、R180;5） FRONT面内过2弧中点绘制弧R160;6） 过R100R160R60中点绘制圆弧；7） 删除多余图形；8） 绘制网格曲面。练习绘制3边网格曲面步骤与提示：1） 在TOP面内以（0，0，0）为圆心绘制96内接6边形；2） 绘制R33的弧；3） 绘制点（0，0，60）；4） 在FRONT面内绘制R100的弧，在TOP面内旋转复制6个R100的弧；5） 绘制3边网格曲面。5围栏曲面（也称放式曲面Create Fence Surface）利用线段、圆弧、曲线等在曲面上产生垂直于此曲面或与曲面成一定扭曲角度的曲面。练习7.7围栏曲面练习步骤与提示：1） TOP面内以（0，0，0）为圆心绘制R50圆，以（0，0，50）为圆心绘制R10圆；2） FRONT面内以上述两圆四分点为端点绘制R70圆弧；3） TOP面内绘制点（0，-10，50）、（6.6，-25.73，17.08）、（17，-47.02，0）；4） 过上述3点产生曲线；5） FRONT面内绘制辅助中心线（0，0，0）、（0，50，0）；6） 产生旋转曲面；7） 围栏曲面；8） 混合方式：Cubic blend，起点高度：8，终点高度：18，起点角度：10，终点角度：-30；9） TOP面内旋转，个数：11，角度：30。6牵引曲面（Create Draft Surface） 将截面外形沿某一线段牵引挤出曲面，该线段并不真实存在，且可以设置一定的角度。7拉伸曲面（Create Extrude Surface） 将截面外形沿某一线段拉伸挤出两端均封闭的曲面，选择的外形必须是封闭的。8平坦边界曲面（Create Flat Boundary Surface） 由一单一封闭或多重封闭的平面截面外形产生曲面。9由实体生成曲面（Create Surface from Solid） 由实体产生曲面10创建基本曲面二、编辑曲面1曲面偏置Creat Offset Surface2曲面断裂Create Split Surface3曲面延伸Surface Extend4曲面倒圆角Fillet Surface（1）、曲面和曲面倒圆角Fillet Surface to Surface 要求所选择的曲面其法线方向必须相交，且均指向圆角曲面的圆心方向（2）、曲线和曲面倒圆角Fillet Surface to Curve（3）、曲面和平面倒圆角Fillet Surface to a Plane5曲面修剪Trim Surfaces （1）、修剪至曲面Trim Surfaces to Surfaces 在修剪曲面时，被修剪曲面剩余部分必须要形成一个完整的边界，才能生成一个新的曲面(2)、修剪至曲线Trim Surfaces to Curve 这时的曲线一定要能形成一个封闭的结构，或者能完整的切过曲面。(3)、修剪至平面Trim Surfaces to a Plane6曲面修剪后处理（1）、恢复修剪曲面（2）、移除边界（3）、填充曲面上的孔练习曲面圆角练习绘制如图所示曲面模型步骤与提示：1） 以（0，0，0）为圆心绘制R40圆，以（0，0，20）绘制R30、R15圆，以（15，0，20）绘制椭圆，并旋转阵列；2） FRONT面绘制R16弧；3） 以R16为扫描截面，R40圆为扫描路径扫描曲面，以R30圆绘制平坦曲面；4） 以椭圆修剪曲面。练习绘制图示曲面模型步骤与提示：1） TOP面绘制18*18的矩形，圆角R2；2） FRONT面绘制R26圆弧；3） TOP面利用矩形绘制牵引曲面，高度12，角度84） FRONT面利用R26两侧牵引曲面，长度12，角度0；5） 将两牵引面R0.5圆角。练习绘制图示曲面模型步骤与提示：1） 绘制图示线架构2） 平坦边界曲面3） 扫描曲面并镜像4） 旋转曲面5） 曲面圆角R2第四章 实体造型1创建基本实体2由二维图形创建三维实体2.1拉伸Solid Extrude用封闭的二维线框进行拉伸从而生成实体。拉伸拉伸切除拉伸薄壁截形内可有多个封闭的串连生成拉伸实体的截形必须是封闭的，生成拉伸薄壁实体的截形可以不封闭。2.2旋转Solid Revolve旋转旋转切除截形内可有多个串连生成旋转实体的截形必须是封闭的，生成旋转薄壁实体的截形必须不封闭。2.3扫描Solid Sweep与曲面扫描的区别：实体扫描的截形和轨迹线都只能有一个曲面扫描的截形和轨迹可以不同时为多个截形内可有多个串连，每个串联必须封闭，且必须在同一个平面内。2.4举升实体Solid Loft同曲面举升一样，也要注意举升对应点的匹配截形内不可有多个串连，截形必须是封闭的，各截形可以不在平行的平面内。3曲面创建实体Solid From Surfaces练习绘制图示三维实体(拉伸)练习绘制图示三维实体(旋转)练习绘制图示三维实体(扫描)练习绘制图示三维实体(旋转、扫描)练习绘制图示三维实体(举升)练习绘制图示三维实体(举升、拉伸)练习绘制图示三维实体(基本实体)练习绘制图示三维实体（基本实体）练习绘制图示三维实体（基本实体）练习绘制图示三维实体（基本实体）4布尔运算5实体编辑5.1实体圆角1、两相接面的边上倒圆角Solid Fillet2、面对面倒圆角Solid Face-Face Fillet5.2实体倒角1、单一距离方式 Solid One-distance Chamfer2、两距离方式 Solid Two-distance Chamfer3、距离/角度Solid Distance and Angle Chamfer5.3实体修剪5.4 薄片加厚Solid Thicken5.5移除面Remove Solid Faces5.6 牵引面Draft Solid Faces5.7实体抽壳 Solid Shell6实体操作管理器练习利用拉伸、圆角、抽壳命令设计如图所示模型步骤与提示：1） TOP面内（0，0，0）绘制50*50R10和40*40R5变形矩形，2） 拉伸50*50矩形，拉深20，向外拔模180 3） 拉伸切除40*40，深17.5，拔模100 4） 拉伸切除6的槽5） 圆角R2底的4边6） 圆角R3上口7） 抽壳，厚度1.0练习设计如图所示模型步骤与提示：1）