《Mastercam X案例教程》-第6章Mastercam X数控加工基础

6.1加工设备选择6.1.1铣床（Mill）选择命令，可以看到铣床的类型，如图6-1所示。铣床设备类型可分为以下7种（1）MILL3-AXISHMC——3轴卧式铣床。机床主轴平行于机床工作台面。（2）MILL3-AXISVMC——3轴立式铣床。机床主轴垂直于机床台面。（3）MILL4-AXISHMC——4轴卧式铣床。在3轴铣床的工作台上加一个数控分度头，并和原来的3轴联动，就变成了4轴联动数控铣床。（4）MILL4-AXISVMC——4轴立式铣床。下一页返回6.1加工设备选择（5）MILL5-AXISTABLE-HEADVERTICAL——5轴立式铣床。如果在3轴铣床工作台上安装一个数控回转工作台，在数控回转工作台上再安装一个数控分度头，就变成了5轴联动数控铣床。（6）MILL5-AXISTABLE-HEADHORIZONTAL——5轴卧式铣床。（7）MILLDEFAULT——默认的铣床。上一页下一页返回6.1加工设备选择6.1.2车床（Lathe）选择命令，可以看到车床的类型，如图6-2所示。车床设备类型可分为以下6种。（1）LATHE2-AXIS——2轴车床。（2）LATHEC-AXISMILL-TURN-BASIC——带旋转台的C轴车床。（3）LATHEDEFAULT——默认的车床。（4）LATHEMULTI-AXISMILL-TURNADVANCED2-2——带2-2旋转台的多轴车床。（5）LATHEMULTI-AXISMILL-TURNADVANCED2-4-B——带2-4-B旋转台的多轴车床。（6）LATHEMULTI-AXISMILL-TURNADVANCED2-4——带2-4旋转台的多轴车床。上一页下一页返回6.1加工设备选择6.1.3机床定义管理器（MachineDefinitionManager）选择命令，打开“机床定义管理器”对话框。在对话框中可对设备的选择、定义进行集中管理，如图6-3所示。上一页返回6.2刀具设置6.2.1选择刀具选择命令，弹出如图6-4所示的“刀具管理器（ToolManager）”对话框，在刀具库窗口中选择需要的刀具，单击窗口右侧的按钮，再单击“确定”按钮，即可完成从刀具库中选择刀具的操作。在“刀具管理器”对话框中列出了当前刀具库中刀具的简要参数，包括刀具号码、刀具类型、刀具直径、刀具名称、刀角半径、刀角半径类型等。下一页返回6.2刀具设置6.2.2修改刀具从刀具库中选择的刀具，其刀具参数（如刀径、刀长、切刃长度等）采用的是系统给定的参数。用户可以对相应参数进行修改来得到所需要的刀具。在“刀具管理器”对话框中，在已有的刀具上单击鼠标右键，打开如图6-6所示的快捷菜单，用户可通过该快捷菜单对刀具进行编辑。图6-7为单击“”按钮后出现的EndmillFlat选项卡。上一页下一页返回6.2刀具设置6.2.3自定义新刀具除了从刀具库中选择加工刀具和修改刀具库刀具来产生加工刀具外，用户还可以自行定义新的刀具来产生加工刀具。在“刀具管理器”对话框中的空白处单击鼠标右键（图6-8），在弹出的菜单中选择命令，系统弹出刀具类型选项卡，如图6-9所示。6.2.4刀具加工参数设置在“定义刀具”对话框中（图6-9），单击标签页，弹出如图6-10所示的刀具参数选项卡。在此对话框中可完成对刀具加工参数的设置。上一页返回6.3工件设置

在“操作管理器”对话框中，单击（工件设置）图标（图6-11），系统弹出“机器群组属性（MachineGroupProperties）”对话框，并切换到工件设置（StockSetup）选项，如图6-12所示。6.3.1工件类型选择根据毛坯形状选择立方体形（Rectangular）或圆柱体形（Solid）。选择圆柱体形时，可选X、Y和Z轴来确定圆柱摆放的方向。选择实体（Solid）则可通过单击按钮在图上选择一部分实体作为毛坯形状。下一页返回6.3工件设置6.3.2工件尺寸设置

MastercamX系统提供了几种设置工件尺寸的方法。用户可以通过在X、Y和Z文本框输入数值以确定工件尺寸。1.选取毛坯的角单击“”按钮，返回到图形区，选择零件的相对角以定义一个零件毛坯，返回图形区后选择图形对角的两个点，表示图形的两个角，该选项根据选择的角重新计算毛坯原点，毛坯上X和Y轴尺寸也随着改变。2.边界盒单击“（Boundingbox）”按钮，根据图形边界确定工件尺寸，并自动改变X轴，Y轴和原点坐标。上一页下一页返回6.3工件设置3.NCI范围单击（NCIExtens）按钮，根据刀具在NCI文档中的移动范围确定工件尺寸，并自动改变X轴，Y轴和原点坐标。6.3.3工件原点设置默认的毛坯原点位于毛坯的中心。可以通过在工件原点设置的X、Y和Z文本框内输入坐标值以确定工件原点。也可单击按钮返回到图形区中选择一点作为工件原点，X、Y和Z轴的坐标值将自动改变。上一页返回6.4材料设置

工件材料的设置包括材料的选择和材料的定义。工件材料的选择会直接影响主轴转速、进给速度等加工参数。6.4.1材料的选择选择命令，进入“材料选择”对话框，或者在“操作管理器”对话框中选择（工件设置），在打开的“机器群组属性”对话框中再选择选项，在材料栏单击“”按钮，将打开“材料列表（MaterialList）”对话框，如图6-13所示。下一页返回6.4材料设置6.4.2材料的定义如果在打开的“机器群组属性”对话框中选择刀具设置选项，在材料栏单击“编辑”按钮，将打开“材料定义”对话框，如图6-15所示。通过该对话框用户可以设置毛坯材料的参数。上一页返回6.5操作管理6.5.1“操作管理器”中的图标符号“操作管理器”对话框中各图标符号及含义如表6-1所列。6.5.2刀具路径模拟在“操作管理器”对话框中选择一个或几个操作，单击按钮，打开图6-16所示的“刀具模拟”对话框。对话框中的各个选项可以对刀具路径模拟的各项参数进行设置。图6-17为刀具路径模拟图形显示区及控制条。“刀具模拟”对话框和图形显示控制条中各图标的含义如表6-2所列。下一页返回6.5操作管理6.5.3实体仿真加工在“操作管理器”对话框中选择一个或几个操作，单击按钮进入“实体仿真加工”对话框，如图6-18所示。在图形显示区可观察仿真加工过程和结果（图6-19）。6.5.4后处理刀具路径生成后，经过仿真加工并确定无差错后，即可进行后处理。后处理就是将NCI刀具路径文件翻译成数控NC程序，即加工程序。NC程序将控制数控机床进行加工，在“操作管理器”对话框中单击按钮，打开“后处理程式”对话框，如图6-20所示。该对话框用来设置后处理中的有关参数。上一页返回6.6数控铣削加工工艺基础6.6.1加工顺序的安排原则1.基准先行2.先粗后精3.先面后孔4.先主后次下一页返回6.6数控铣削加工工艺基础6.6.2顺铣与逆铣1.顺铣与逆铣的概念

图6-21所示为使用立铣进行切削的顺铣与逆铣（俯视图）。为便于记忆，我们把顺铣、逆铣归纳为当切削工件外轮廓时，绕工件外轮廓顺时针走刀为顺铣，如图6-22（a）所示；绕工件外轮廓逆时针走刀即为逆铣，如图6-22（b）所示。当切削工件内轮廓时，绕工件内轮廓逆时针走刀即为顺铣，如图6-23（a）所示；绕工件内轮廓顺时针走刀时即为逆铣，如图6-23（b）所示。上一页下一页返回6.6数控铣削加工工艺基础2.顺铣与逆铣对切削的影响对于立式加工中心所采用的铣刀，装在主轴上时，相当于悬臂梁结构，在切削加工时刀具会产弹性弯曲变形，如图6-24所示。6.6.3周铣与端铣以立式加工中心为例，用分布于铣刀圆柱面上的刀齿进行的铣削称为周铣（即铣削垂直面），如图6-25（a）所示；用分布于铣刀端面上的刀齿进行的铣削称为端铣，如图6-25（b）所示。用圆柱铣刀铣削时的铣削方式有顺铣和逆铣两种；用端铣刀铣削时的铣削方式有对称铣削和不对称铣削两种。上一页下一页返回6.6数控铣削加工工艺基础6.6.4铣削用量的选择铣削时采用的切削用量，应在保证工件加工精度和刀具耐用度不超过加工中心允许的动力和扭矩前提下，获得最高的生产率和最低的成本。在铣削过程中，如果能在一定的时间内切除较多的金属，就有较高的生产率。从刀具耐用度的角度考虑，切削用量选择的次序是：根据侧吃刀量ae先选大的背吃刀量ap，如图6-27所示，再选大的进给速度vf，最后再选大的铣削速度vc（最后转换为主轴转速n）。上一页下一页返回6.6数控铣削加工工艺基础1.铣削速度vc的选择铣削速度vc是指铣刀旋转时的圆周线速度。计算公式为2.进给量的选择在铣削过程中，工件相对于铣刀的移动速度称为进给量。进给量有以下3种表示方法。（1）每齿进给量fz每齿进给量，是指铣刀每转过一个刀齿，工件沿进给方向移动的距离。（2）每转进给量f每转进给量，是指铣刀每转过一转，工件沿进给方向移动的距离。（3）每分钟进给量vf每分钟进给量，是指铣刀每旋转lmin，工件沿进给方向移动的距离。上一页下一页返回6.6数控铣削加工工艺基础3种进给量的关系为：3.铣削层用量（1）铣削宽度ae铣刀在一次进给中所切掉工件表层的宽度，单位为mm。一般立铣刀和端铣刀的铣削宽度约为铣刀直径的50%～60%。（2）背吃刀量ap铣刀在一次进给中切掉工件表层的厚度，即工件的已加工表面和特加工表面间的垂直距离，单位为mm。一般立铣刀粗铣时的背吃刀量以不超过铣刀半径为原则，一般不超过7mm，以防止背吃刀量过大而造成刀具的损坏，精铣时约为0.05～0.30mm；端铣刀粗铣时约为2～5mm，精铣时约为0.10～0.50mm。上一页下一页返回6.6数控铣削加工工艺基础6.6.5进刀与退刀的走刀路线及-Z向进刀方法1.进刀与退刀的走刀路线铣削平面零件的轮廓时，是用铣刀的侧刃进行切削的，如果在进刀切入工件时是沿非切线方向或沿-Z下刀的，那么就会产生整个轮廓切削不平滑的状况。在图6-28中，切入处没有产生让刀，而其他位置都产生了让刀现象。为保证切削轮廓的完整平滑，应采用进刀切向切入、退刀切向切出的走刀路径，也就是通常所说的走“8”字形轨迹，如图6-29所示。上一页下一页返回6.6数控铣削加工工艺基础2.-Z方向的进刀在-Z方向进刀一般采用直接进刀或斜向进刀的方法。直接进刀主要适用于键槽铣刀的加工；而在不用键槽铣刀，直接用立铣刀的场合（如要加工某一个型腔，没有键槽铣刀，只有立铣刀时），就要用斜向进刀的方法。斜向进刀又分直线式与螺旋式两种，如图6-30所示。上一页下一页返回6.6数控铣削加工工艺基础6.6.6数控加工工艺文件的编制数控加工工艺文件是编程员编制的与程序单配套的有关技术文件，它是操作者必须遵守、执行的规程，包括工序卡、数控加工刀具明细表、机床调整单、数控程序单。1.工序卡工序卡规定了工序内容、加工顺序、加工面回转中心的距离（立式加工中心无此项）、刀具编号（码）、刀具类型和规格、刀辅具（工具）型号和规格、主轴转速、进给量和切削深度等。上一页下一页返回6.6数控铣削加工工艺基础2.数控加工刀具明细表刀具调整卡是指导机外对刀、预置、调整或修改刀具尺寸的工艺性文件。机外对刀是指在刀具装入刀库（或主轴）之前，事先在对刀仪上调整好刀具的径向和轴向（长度）尺寸，这种在机床外进行刀具调整的方式也称为机外对刀方式。3.数控加工程序单数控加工程序单是数控机床运动的指令，也是技术准备和生产作业指令性文件。该文件记录了数控加工的工艺过程、切削用量、