《CADCAM软件应用技》-ch09 二维加工

9.1外形铣削9.2挖槽铣削9.3钻削习题与练习二维加工9.4平面铣削本章要点及学习指导二维加工的功能模块主要用于编制二维刀具路径，包括外形铣削、钻削、挖槽和面加工等部分。在MastercamX中要生成刀具路径，要先选择机床类型，选择方法为：在主菜单中栏选择“机床类型”→“铣削”，再选择所需要的机床类型。在选择好加工机床后，就可以通过主菜单栏的“刀具路径”命令选择所需要的加工模组(即菜单命令)如图9.1所示。图9.1加工模组选择

案例导入要加工如图9.2所示的零件，将用到平面铣削、外形铣削、挖槽、钻孔等二维加工模组。图9.2零件图

9.1外形铣削9.1.1构建一个外形刀具路径9.1.2外形铣削参数设置9.1.3加工实例9.1外形铣削9.1.1构建一个外形刀具路径

外形铣削刀具路径由沿着工件外形的一系列线和弧组成。外形铣削通常用于加工二维或三维工件的外形轮廓，二维外形铣削刀具路径的切削深度固定不变，而三维外形铣削刀具路径的切削深度随外形的位置而变化。下面讲述生成外形铣削加工刀具路径的具体步骤和方法。9.1.1构建一个外形刀具路径1.选择外形铣削

通过主菜单栏上的“刀具路径”，选择“外形铣削”加工模组(如图9.1所示)。9.1.1构建一个外形刀具路径2.选取外形串连

在选择加工模组后会弹出“串连选项”对话框(如图4.8所示)，通过该对话框选择并确认需要的加工对象。9.1.1构建一个外形刀具路径3.选择加工刀具

选中图4.8所示“串连选项”对话框中按钮接着系统自动进入“外形”对话框，选中“刀具参数”选项卡，定义需要使用的加工刀具参数(如图9.3所示)。9.1.1构建一个外形刀具路径3.选择加工刀具图9.3“外形(2D)”对话框(定义外形铣削刀具参数)

9.1.1构建一个外形刀具路径4.确定铣削加工参数

单击进入“外形”对话框的“外形铣削参数”选项卡，定义外形铣削刀具路径的铣削参数(如图9.4所示)，单击“外形”对话框中按钮生成刀具路径。9.1.1构建一个外形刀具路径4.确定铣削加工参数图9.4“外形(2D)”对话框(定义外形铣削参数)

9.1.2外形铣削参数设置

在选择好加工对象后，系统会弹出如图9.4所示的“外形”对话框，刀具参数的设置在第8章的刀具设置中已有详细介绍，下面仅介绍外形铣削参数的有关选项的设置方法。9.1.2外形铣削参数设置1．安全高度

用于设置每个刀具路径操作刀具移动的高度，系统通常在默认状态下不选中该项。选中按钮左边的复选框，则该按钮和其右边的文本框均变为可见，可在文本框中输入一个高度值，或单击该按钮后在图形上选择一点，以该点高度值作为安全高度值。9.1.2外形铣削参数设置2．参考高度

参考高度参数用于设置刀具下一次的起点位置，系统通常不选中该项，选中该按钮左边的复选框，则该按钮和其右边的文本框均变为可见，可在文本框中输入一个高度值，或单击该按钮后在图形区选取一点，以该点高度值作为参考高度值。9.1.2外形铣削参数设置3．进给下刀位置

进给下刀位置参数可设置刀具改变为插入速率(即工作进给)时进入工件前的高度，即刀具离开加工面和未进入安全高度之前刀具上升的高度，系统通常不选中该项，选中该按钮左边的复选框，则该按钮和其右边的文本框均变为可见，可在文本框中输入一个高度值，或单击该按钮后在图形区选取一点，以该高度值作为进给下刀位置。9.1.2外形铣削参数设置4.工作表面

工件表面参数用来设置材料的Z轴高度。可单击该按钮后在图形区选取一点，以该点高度值作为工件材料顶面高度值或在按钮右边的文本框中输入一个值。9.1.2外形铣削参数设置5.深度

深度参数可确定加工深度，刀具下降至工作材料的最低位置，系统设置深度至被选图形的最低位置。9.1.2外形铣削参数设置6.补正形式

该下拉列表框有几个选项，可从其下拉列表中进行选择，如图9.5所示，各选项说明如下。图9.5“补正形式”下拉列表

9.1.2外形铣削参数设置7．路径最佳化

该复选框可设置是否消除在刀具路径中小于或等于半径的圆弧，并帮助防止表面挖槽，若计算机补正关，或在控制器设置补正为左或右，才可使用该选项。9.1.2外形铣削参数设置8．校刀位置

该下拉列表框可设置刀具的补正方式，是对圆头刀和球头刀设置补正刀具路径，有下面两个选项。球心：在刀具端头中心设置补正。刀尖：在刀具的刀尖设置补正。9.1.2外形铣削参数设置9.刀具在转角处走圆弧该下拉列表框可设置在拐角处插入倒圆角命令，可选择如下选项。不走圆角。小于135度走圆角。全走圆角，所有的角为光滑过渡，倒圆角半径等于刀具半径。9.1.2外形铣削参数设置10.寻找相交性选中该复选框则Mastercam沿全部刀具路径去寻找自我相交性，若发生一个刀具路径的问题，系统就会调整刀具路径防止表面切坏。9.1.2外形铣削参数设置11.曲线打断成线段的误差值该文本框用于设置线性公差。较小的线性公差可产生更高刀具路径精度，但是产生刀具路径时间较长，并构建一个较长的NC程式。9.1.2外形铣削参数设置12.3D曲线的最大深度变化量

该文本框用于设置最大深度偏差。当外形铣削计算铣刀补正时，参考系统使用连接三维图素端点的方法，进行补正计算最大深度变化量仅应用于三维外形刀具路径操作，由于三维外形的性质，两个邻接三维图素的补正可不相交，最大深度偏差设置端点的Z值，可调整成为一个平滑的相交。9.1.2外形铣削参数设置13.XY方向预留量

该文本框用于为XY平面精加工设置余量。9.1.2外形铣削参数设置14.Z方向预留量

该文本框用于设置深度方向Z的加工余量。工件材料余量的输入直接与计算机补正有关，当输入一个工件材料余量参数为正值时，系统按照计算机参数补正，在指定方向补正铣刀。若输入工件材料余量为负值，系统补正铣刀在相反的方向至计算机参数补正。若设置在计算机里补正为关闭状态，系统用控制器补正确定补正方向。但若在计算机里补正和控制器内补正都设置为关闭状态时，系统忽略工件材料余量的设置。9.1.2外形铣削参数设置15.平面多次铣削

单击按钮可打开“XY平面多次切削设置”对话框(如图9.6所示)，从中可设置X轴和Y轴刀具切削次数，对话框中各参数的含义如下。9.1.2外形铣削参数设置15.平面多次铣削图9.6“XY平面多次切削设置”对话框

9.1.2外形铣削参数设置16．分层铣深

单击该按钮可打开“深度分层切削设置”对话框，可设置刀具作Z轴分层切削时的各参数，如图9.7所示。图9.7“深度分层切削设置”对话框

9.1.2外形铣削参数设置17.进/退刀向量“进/退刀向量设置”对话框包括外形铣削刀具路径的进刀和退刀的全部选项，单击按钮即可打开该对话框，如图9.8所示。“进/退刀向量设置”对话框中各参数含义如下。在封闭轮廓的中点位置执行进/退刀。复选框用于设置是否在封闭轮廓的中点位置进/退刀。重叠量。该文本框要求用户设置一个数据，这个数据是在退刀之前，刀具离已生成刀具路径终点的一段距离。这个距离不是一个必设距离，因为有时候刀具在加工完后，可能还有些材料毛边连在工件上，为切除这些连边可让刀具在终点处多走一段，以便完全切除材料。进刀。进刀有两种方法：一是直线进刀，即刀具从起点运动到将要加工的点，并且切削零件时，这一段路径是直线型的；另外一种是圆弧进刀，即刀具运动到将要加工的点时，以圆弧的方式切削。这两种方式主要都是从保护刀具的角度而设置的，为的是不使刀具在下刀的瞬间，因切削量太大而损坏刀具。在直线进刀中有以下两种方法可选择。垂直。把进刀/退刀方向设在切削方向的垂直方向。相切。把进刀/退刀方向设在切削方向的相切方向。退刀。退刀设置与进刀设置类似，可参照进刀选项进行设置。9.1.2外形铣削参数设置17.进/退刀向量图9.8进/退刀向量设置

9.1.3加工实例上面介绍了生成外形铣削刀具路径的步骤，下面通过一个例子来熟悉这一过程。【例9.1】采用二维外形铣削模组加工如图9.2所示的零件外形(假设外形厚度为10mm)。设置加工过程如下。

(1) 构建如图9.2所示的二维图形。

(2) 选择机床类型(在以后加工模组选择前都要先进行机床类型的选取，不再重复)和外形铣削加工模组，系统提示选择串连，选择图形最外边的外形线，如图9.9所示。9.1.3加工实例图9.9外形轮廓选择

9.2挖槽铣削9.2.1挖槽铣削参数9.2.2挖槽粗切/精修的参数9.2.3挖槽加工实例9.2挖槽铣削

挖槽加工是加工一个封闭的内腔，这个内腔还可以存在岛屿，但岛屿必须在同一个构图平面内。不能够选择3D链进行挖槽加工，如果用户两次选择同一条轮廓链，系统会提示警告信息单击主菜单栏上的“刀具路径”，选择“挖槽”加工模组(如图9.1所示)。刀具参数的设置与前面介绍的相同，下面介绍“挖槽参数”的“粗切/精修的参数”的选项设置方法。9.2挖槽铣削图9.14“挖槽”对话框

1．挖槽加工形式9.2.1挖槽铣削参数1．挖槽加工形式图9.15“挖槽加工形式”下拉列表

图9.16“面加工”对话框

9.2.1挖槽铣削参数2．加工方向

加工方向分为顺铣和逆铣两种。因为在加工时，机床工作台在作移动，即工件在运动，刀具在作旋转运动。当刀具外圆加工的切线方向与工件的移动方向相同时，称为顺铣；当刀具外圆加工的切线方向与工件的移动方向相反时，称为逆铣。顺铣时，由于两者速度方向相同，铣刀承受的切向力较小，有利于保护刀具，但切屑飞出的速度更快，很容易伤人，而且顺铣的进刀量不能太大，但能保证表面的加工精度；逆铣可以承受较大的切削力，切屑飞出的速度没有顺铣时快，但逆铣有跳动，不易保证表面的粗糙度。9.2.1挖槽铣削参数3．分层加工

在挖槽铣削加工中，切削深度的设置与外形加工的设置是相同的。但在挖槽铣削加工中增加了岛屿加工，故在如图9.18所示的“分层铣深设置”对话框中，可以看到增加了一个“使用岛屿深度”复选框。当选中该复选框时，系统会把岛屿的深度加工出来，然后再铣槽至设置的深度，若没有选中该复选框，则先进行凹槽的下一层加工，再加工岛屿至设定深度。9.2.1挖槽铣削参数3．分层加工9.2.1挖槽铣削参数图9.18“分层铣深设置”对话框

在“挖槽”对话框中单击“粗切/精修的参数”标签，将打开如图9.19所示的选项卡。9.2.2挖槽粗切/精修的参数图9.19“挖槽(标准挖槽)”对话框中的“粗切/精修的参数”选项卡

1．粗切

切削方式：可从该列表框中选择一个挖槽粗加工的加工方法，系统提供了8种切削的走刀方式。双向切削：这种方式其实在上面的平面铣削加工中已作介绍，它是指刀具来回双向加工，加工示意图如图9.20所示。9.2.2挖槽粗切/精修的参数图9.20双向切削

2.精修9.2.2挖槽粗切/精修的参数【例9.2】采用挖槽加工模组加工如图9.2所示图形中心的槽。加工步骤设置如下。

(1) 取档：打开如图9.2所示的图形文件。

(2) 选择挖槽加工模组：通过主菜单“刀具路径”→“挖槽”命令选择挖槽加工模组。

(3) 选择串连：当选择好“挖槽加工”模组后，系统弹出“串连选项”对话框，在此选择图形中部带键槽的R15圆孔及键槽所构成串连，暂时不考虑箭头方向，但串连必需是封闭的，否则不能生成刀具路径。选择好串连后，单击按钮，系统弹出“挖槽(标准挖槽)”对话框(如图9.30所示)。

(4) 选择刀具：因上下部槽宽6mm，在此选用直径3mm的平底铣刀，参数采用默认设置。

(5) 设置2D挖槽参数：挖槽深度选择-10mm，其他相关参数设置如图9.30所示。9.2.3挖槽加工实例9.2.3挖槽加工实例图9.30“挖槽(标准挖槽)”对话框

9.3钻削9.3钻削

钻削加工允许用户选择一系列的点，在它们之间构建钻削刀具路径。钻孔加工在机械加工中应用得比较多，加工的方式也较多，比较常用的有钻孔、铰孔和攻螺纹等。在钻孔加工中，一些相关的高度参数与前面已介绍加工类型中的含义类似。钻孔加工所特有的参数主要是被加工孔的选择及加工孔时刀具的移动方式。下面介绍钻孔加工参数设置方法。9.3钻削1．加工点的选择

在主菜单栏依次选择“刀具路径”→“钻孔”命令(如图9.34所示)，弹出“选取钻孔的点”对话框，如图9.35所示。默认情况下为手动选择，即用鼠标在绘图区选择所需要加工的圆或者点，该对话框选项介绍如下。9.3钻削1．加工点的选择图9.34刀具路径菜单

图9.35“选取钻孔的点”对话框

9.3钻削2.钻削参数

在加工点的选择结束后，单击如图9.35所示“选取钻孔的点”对话框中的按钮，系统弹出如图9.37所示的“深孔钻-无啄钻”对话框。在该对话框中可设置各钻削参数。钻孔加工也有安全高度、退刀面的设置。这些参数与其他加工方法的含义是一样的。在加工深度中，只要设置好所需要的钻削深度坐标值即可，如果要钻通孔，一般应把该坐标值设置为小于孔底坐标，以便钻孔时能完全钻通，以免出现堵塞现象。9.3钻削2.钻削参数图9.36“排序”对话框

9.3钻削2.钻削参数图9.37“深孔钻-无啄钻”对话框

9.4平面铣削9.4.1走刀方式的设置9.4.2分层铣削9.4平面铣削面加工主要是快速切除毛坯面的材料。其刀具参数设置与前面介绍的相同，“平面铣削参数”选项卡中的很多参数在前面已介绍过，下面介绍其走刀方式和分层铣削的参数设置。9.4.1走刀方式的设置平面铣削有以下四种走刀方式，如图9.42所示。

(1) 双向：来回走刀，刀具在刀具路径中都进行加工。

(2) 单向-顺铣：单方向切削，刀具在一次走刀之后将提升到安全高度，然后沿着斜角运动到下一次走刀点之前，加工中刀具旋转方向与刀具移动方向相反。

(3) 单向-逆铣：刀具仅在一个方向上切削，加工中刀具旋转方向与刀具移动方向相同。

(4) 一刀式：只进行一次加工，这个选项仅在选用的刀具大于或等于工件宽度时才选能用。图9.42走刀方式

9.4.2分层铣削

当工件的加工余量较大时，为了延长刀具寿命，以及保证加工的表面质量，可以设置分层铣削的方式。即刀具每次加工一定的深度，然后进刀，再铣下一刀直至完成全部铣削通过选中“平面铣削参数”选项卡中“分层铣深”按钮前的复选框并单击该按钮将打开“分层铣深设定”对话框如图9.43所示。该对话框的选项说明如下。图9.43“分层铣深设定”对话框

9.4.2分层铣削【例9.4】采用“面铣”加工模组加工如图9.2所示零件图形的表面。加工步骤设置如下。

(1) 绘图或取档。

(2) 选取加工模组：通过主菜单命令“刀具路径”→“面铣”选取加工模组。

(3) 选择加工串连：选择好加工模组后，系统弹出“加工对象选取”对话框，选取如图9.44