第12 曲面精加工.ppt

1、,本章学习目标 掌握曲面精加工基本设置和应用。 通过综合实例掌握曲面粗加工和精加工的加工方法和参数设置。,第十一讲 曲面精加工,如果零件的精度要求比较高，在进行粗加工之后一般需要进行精加工处理，这样才能符合工业生产的要求，下面来学习Mastercam X2中的曲面精加工部分。,12.1 基本加工方法,下面主要为同学们介绍精加工的主要类型以及三维刀具加工的一般过程。 一、精加工主要类型 在三维刀具路径中，主要有10种精加工方法，其中有些方法名称和粗加工方法相同，只是在加工时设定的参数项目和参数值不同。 平行铣削加工：刀具路径与平行铣削粗加工刀具路径类似。与粗加工不同的是由于精加工余量小，不存在分

2、层切削问题。 陡斜面加工：用于清除粗加工时残留在较陡斜坡上的余量。 放射状加工：刀具路径围绕一个旋转中心向外成放射状发散。 投影加工：将刀具路径或几何图形投影到指定表面上生成刀具路径。 流线加工：一种沿着曲面的流线方向生成刀具路径的精加工方法。与平行铣削加工相似，但是加工质量更高。 等高外形加工：刀具逐层去除材料，与粗加工中的等高外形加工内容基本一致。 浅平面加工：一种加工平坦平面的方法，与陡斜面相对应。 交线清角加工：用于清除曲面各交线交角部分的加工余量的加工方法。 清除残料精加工：清除加工表面因为刀具或加工方法的原因而残留的余量的加工方法。 环绕等距加工：用于生成环绕曲面且等距的刀具路径。

3、,12.1.1 知识点讲解,二、三维刀具加工的一般过程 在三维加工中，尽管零件表面形状各异，但是加工步骤具有相似之处 (1)创建三维曲面或三维实体模型。 (2)选用适当的方法粗加工表面。 选用适当的方法精加工表面。 三、三维加工注意事项 对于三维加工来说，虽然三维表面比二维表面复杂，但是使用Mastercam X2进行三维加工的过程并不比二维加工复杂多少。只要多学多练，善于分析和总结，并把握加工要领，掌握三维加工方法并非难事，具体操作时要注意以下几点。 (1)在粗加工和精加工过程中，要根据零件或表面的特点依次选择多种加工方法，逐步切除多余的余量。 (2)加工余量较大时，应该使用分层加工的方法。

4、 (3)根据加工表面的特点确定加工过程中的主要参数设置。,12.1.2 范例解析曲面精加工案例1,本节将通过实例介绍曲面精加工等高外形的加工方法，最后模拟加工的结果如图12-1所示。,图12-1 模拟结果,1. 打开素材文件“第12讲素材曲面精加工案例1.MCX”。 2. 执行【机床类型】/【铣削系统】/【默认】命令。 3. 设置毛坯。 (1) 在左侧操作管理器中的【属性】选项树中选取【材料设置】选项，系统打开【机器群组属性】对话框。,(2)单击如图12-2所示的 按钮，然后单击 按钮确定。 (3)单击 按钮完成毛坯参数设置。,图12-2 【机器群组属性】对话框,4. 曲面精加工等高外形（1）

5、 (1) 执行【刀具路径】/【曲面精加工】/【精加工等高外形】命令。 (2) 单击 按钮，系统弹出【选取所有的】对话框，单击 按钮确定，按Enter键确定，系统弹出【刀具路径 的曲面选取】对话框，单击 按钮确定。 (3) 在【曲面精加工等高外形】对话框空白区域处单击鼠标右键，选择【创建新刀具】选项系统弹出【定义刀具】对话框，选择直径为10mm圆鼻刀。,(4)按照图12-3所示设置刀具尺寸参数，单击 按钮确定。 (5)使用同样的方法，新建一把直径为8mm的圆鼻刀，参数设置如图12-4所示。,图12-3 设置刀具尺寸（1）,图12-4 设置刀具尺寸（2）,(6)设置完成后返回【曲面精加工等高外形】

6、对话框，如图12-5所示。 (7)在如图12-5所示的对话框中选中直径为10mm的刀具，然后进入【曲面加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-6所示。,图12-5 【曲面精加工等高外形】对话框,图12-6 【曲面加工参数】选项卡,(8) 进入【等高外形精加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12- 7所示。 (9) 单击如图12-7所示的 按钮，设置相关参数，如图12-8所示，单击 按钮确定。,图12-8 【切削深度的设定】对话框,图12-7 【等高外形精加工参数】选项卡,单击 按钮完成设置，生成的刀具结果如图12-9所示。 5.曲面精加工等高外形（2）。 (1)在如图12-10所示的位置单击

7、鼠标右键，选择【复制】选项，并在空白位置单击鼠标右键，选择【粘贴】选项，结果如图12-11所示。,图12-9 加工刀具路径,图12-10 复制刀具路径,(2)选择如图12-11所示的【参数】选项，系统弹出【曲面精加工等高外形】对话框，选择直径为8mm的圆鼻刀。 (3)进入【曲面加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-12所示。,图12-12 【曲面加工参数】选项卡,图12-11 修改加工参数,(4)进入【等高外形精加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-13所示。 (5)单击如图12-13所示的 按钮，设置切削深度参数，如图12-14所示，单击 按钮确定，然后再单击 按钮完成设置。,图12

8、-13 【等高外形精加工参数】选项卡,图12-14 【切削深度的设定】对话框,(6) 单击 按钮，系统将计算刚才修改了参数的刀具路径，结果如图12-15所示。,对比图12-9和图12-15可知，可以发现前者的加工模拟刀具路线比后者的疏散。这是因为后者的z轴最大进给量较小，加工路径较密。,6. 加工模拟。 (1) 单击 按钮，选取所有的加工路径操作。 (2) 在左侧操作管理器中单击 按钮，打开【实体切削验证】对话框。 单击 按钮系统开始模拟加工过程，结果如图12-1所示。 7. 保存文件。,图12-15 生成的刀具路径,12.1.3 课堂练习曲面精加工案例2,图12-16 模拟结果,本节将通过实

9、例介绍曲面精加工放射状的加工方法，最后模拟加工的结果如图12-16所示。,1. 打开素材文件“第12讲素材曲面精加工案例2.MCX”。 2. 执行【机床类型】/【铣削系统】/【默认】命令。 3. 设置刀具参数。 (1) 执行【刀具路径】/【曲面精加工】/【精加工环绕等距加工】命令。 (2) 系统弹出【输入新NC名称】对话框，单击 按钮确定。,(3)选取全部曲面，按Enter键确定，系统弹出【刀具路径的曲面选取】对话框，单击 按钮确定。 (4)打开【曲面精加工环绕等距】对话框，如图12-17所示。 (5)单击如图12-17所示的 按钮，选择直径为3mm的球刀。 (6)单击 按钮确定，回到【曲面精

10、加工环绕等距】对话框，如图12-18所示。,图12-17 【曲面精加工环绕等距】对话框,图12-18 【曲面精加工环绕等距】 对话框,4.设置加工参数。 (1)进入【曲面加工参数】选项卡，设置相关参数， 如图12-19所示。 (2)进入【环绕等距精加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-20所示。,图12-19 【曲面加工参数】选项卡,图12-20 【环绕等距精加工参数】 选项卡,(3)单击 按钮确定，系统自动生成刀具路径，如图12-21所示。 5.加工模拟。 (1)单击 按钮，选取所有的加工路径操作。 (2)在左侧操作管理器中单击 按钮，打开【实体切削验证】对话框。 单击 按钮系统开始模拟

11、加工过程，结果如图12-16所示。 6. 保存文件,图12-21 生成的刀具路径,12.2 综合训练,图12-22 模拟结果,通过前面学习，相信同学们对曲面加工的知识已经初步的了解，下面通过两个综合实例综合学习曲面粗加工和精加工的方法。,12.2.1 范例解析曲面精加工综合案例1,本节将通过加工旋钮的实例来介绍曲面粗加工和曲面精加工的综合加工方法，最后模拟加工的结果如图12-22所示。,图12-23 素材文件,1.打开素材文件“第12讲素材曲面加工综合案例1.MCX”，结果如图12-23所示。 2.执行【机床类型】/【铣削系统】/【默认】命令。 3.设置毛坯，如图12-24所示。,图12-24

12、 【机器群组属性】对话框,4.设置刀具参数。 (1) 执行【刀具路径】/【刀具管理器】命令，系统弹出【刀具管理】对话框。 (2)经过分析，为了得到要加工的零件，需要进行两次曲面粗加工放射状加工、两次曲面精加工放射状加工和外形铣削加工，其中需要用到的刀具如图12-25所示。,图12-25 【刀具管理】对话框,1号圆鼻刀（12mm）：用于曲面粗加工放射状加工。 2号圆鼻刀（6mm）：用于曲面粗加工放射状加工。 3号球刀（10mm）：用于曲面精加工放射状加工。 4号球刀（3mm）：用于曲面精加工放射状加工。 5号平底刀（20mm）：用于外形铣削。,以上所有的刀具从下方的刀具库中进行选择，然后对刀具进

13、行编号和设置刀具参数即可。,5. 曲面粗加工放射状加工（1）。 (1) 执行【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗加工放射状加工】命令，系统弹出【选取工件的形状】对话框，按Enter键确定。 (2) 系统提示选择加工曲面， 单击 按钮，弹出【选取所有的】对话框，单击 按钮确定，按Enter键确定，系统弹出【刀具路径的曲面选取】对话框。,因为这里要加工的曲面为所有的曲面，所以在选择加工曲面时，选择所有的曲面，选择的方法见文中所述。,(3)单击【选取放射中心点】分组框中的 按钮，选择如图12-26所示的点作为放射中心点， 然后单击 按钮确定。 (4)系统弹出【曲面粗加工放射状】对话框，在【刀具参数】选

14、项卡中选取1号刀具（直径12mm的圆鼻刀）作为加工刀具。 (5)进入【曲面加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-27所示。,图12-26 选取放射中心点,图12-27 【曲面加工参数】选项卡,(6)进入【放射状粗加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-28所示。 (7)单击如图12-28所示的 按钮，在弹出的对话框中设置相关参数，如图12-29所示。 (8)完成参数设置后， 单击 按钮确定。,图12-28 【钻削式粗加工参数】选项卡,图12-29 【刀具路径的间隙设置】对话框,6. 曲面粗加工放射状加工（2）。 (1) 执行【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗加工放射状加工】命令，系统 弹

15、出【选取工件的形状】对话框，按Enter键确定。 (2) 系统提示选择加工曲面，单击 按钮，系统弹出【选取所有的】对话 框，单击 按钮确定，按Enter键确定，系统弹出【刀具路径的曲面选取】对话框。 (3) 使用同样的方法选取放射中心点，最后单击 按钮确定。 (4) 在【刀具参数】选项卡中选取2号刀具(直径6mm的圆鼻刀)作为加工刀具。 (5) 进入【曲面加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-30所示。 (6) 进入【放射状粗加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-31所示。 (7) 完成参数设置后，单击 按钮确定。,图12-30 【曲面加工参数】选项卡,图12-31 【放射状粗加工参数

16、】选项卡,7.曲面精加工放射状加工（1）。 (1)执行【刀具路径】/【曲面精加工】/【精加工放射状】命令。 (2)系统提示选择加工曲面，单击 按钮，系统弹出【选取所有的】对话框，单击 按钮确定，按Enter键确定，系统弹出【刀具路径的曲面选取】对话框，单击 按钮确定。 (3)使用同样的方法选择放射中心点，最后单击 按钮确定。 (4)在【刀具参数】选项卡中选取3号刀具（直径10mm的球刀）作为加工刀具。 (5)选择【曲面加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-32所示。 (6)选择【放射状精加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-33所示。 (7)完成参数设置后，单击 按钮确定。,图12-3

17、2 【曲面加工参数】选项卡,图12-33 【放射状精加工参数】选项卡,8.曲面精加工放射状加工（2）。 (1)执行【刀具路径】/【曲面精加工】/【精加工放射状】命令。 (2)系统提示选择加工曲面，单击 按钮，系统弹出【选取所有的】对话框，单击 按钮确定，按Enter键确定，系统弹出【刀具路径的曲面选取】对话框，单击 按钮确定。 (3)使用同样的方法选择放射中心点，最后单击 按钮确定。 (4)在【刀具参数】选项卡中选取4号刀具（直径3mm的球刀）作为加工刀具。 (5)进入【放射状精加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-34所示。 (6)完成参数设置后，单击 按钮确定。,图12-34 【放射状

18、精加工参数】选项卡,9.外形铣削。 (1)执行【刀具路径】/【外形铣削】命令。 选择底面的边界为外形铣削边界，如图12-35所示，单击 按钮确定。 (3)系统弹出【外形（2D）】对话框，在【刀具参数】选项卡中选取5号刀具（直径20mm的平底刀）作为加工刀具。 (4)进入【外形加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-36所示。,图12-35 选择外形铣削边界,图12-36 【外形加工参数】选项卡,(5)单击如图12-36所示的 按钮，设置相关参数，如图12-37所示。 (6)单击如图12-36所示的 按钮，设置相关参数，如图12-38所示。,图12-37 【深度分层切削设置】对话框,图12-3

19、8 【进刀/退刀向量】对话框,(7)完成参数设置后，连续单击 按钮确定。 10.加工模拟。 (1)单击 按钮，选取所有的加工路径操作。 (2)在左侧操作管理器中单击 按钮，打开【实体切削验证】对话框。 (3)单击 按钮系统开始模拟加工过程，结果如图12-22所示。 11.保存文件。,12.2.2 课堂练习曲面精加工综合案例2,本节将通过实例来介绍曲面粗加工和曲面精加工的综合加工方法，最后模拟加工的结果如图12-39所示。,图12-39 模拟结果,1.打开素材文件“第12讲素材曲面加工综合案例2.MCX”。 2.执行【机床类型】/【铣削系统】/【默认】命令。 3.设置毛坯，如图12-40所示，结

20、果如图12-41所示。,图12-40 【机器群组属性】对话框,图12-41 边界盒,4.设置刀具参数。 (1)执行【刀具路径】/【刀具管理器】命令，弹出【刀具管理】对话框。 (2)经过分析，为了得到要加工的零件，需要进行曲面粗加工平行铣削加工、曲面精加工环绕等距加工、曲面精加工放射状加工，其中需要用到的刀具如图12-42所示。 1号圆鼻刀（5mm）：用于曲面粗加工平行铣削加工。 2号球刀（3mm）：用于曲面精加工环绕等距加工。 3号球刀（1mm）：用于曲面精加工放射状加工。,图11-87 【曲面加工参数】选项卡,5.曲面粗加工平行铣削加工。 (1)执行【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗加工平行

21、铣削加工】命令，系统弹出【选取工件的形状】对话框，两次按Enter键确定。 (2)系统提示选择加工曲面，单击 按钮，弹出【选取所有的】对话框，单击 按钮确定，按Enter键确定，系统弹出【刀具路径的曲面选取】对话框，如图12-43所示。 (3)单击【切削范围】分组框中的 按钮，然后选择如图12-44所示的边界作为切削范围，按Enter键确定，最后单击 按钮确定。,图12-43 【刀具路径的曲面选取】对话框,图12-44 选择切削范围,(4)系统弹出【曲面粗加工平行铣削】对话框，在【刀具参数】选项卡中，选取1号刀具（直径5mm的圆鼻刀）作为加工刀具，并设置相关参数，如图12-45所示。 (5)进

22、入【曲面加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-46所示。,图12-45 【曲面粗加工平行铣削】对话框,图12-46 【曲面加工参数】选项卡,(6)选择【粗加工平行铣削参数】选项卡，设置相关参数，如图12-47所示。 (7)单击如图12-47所示的 按钮，设置相关参数，如图12-48所示。,图12-47 【粗加工平行铣削参数】选项卡,图12-48 【刀具路径的间隙设置】对话框,参数设置完成后，单击 按钮 确定， 生成的刀具路径如图 12-49所示。,图12-49 平行铣削加工刀具路径,6. 曲面精加工环绕等距加工。 (1) 执行【刀具路径】/【曲面精加工】/【精加工环绕等距加工】命令。 (2

23、) 系统提示选择加工曲面，单击 按钮，系统弹出【选取所有的】 对话 框，单击 按钮确定，按Enter键确定，系统弹出【刀具路径的 曲面选取】对话框。 (3) 单击【切削范围】分组框中的 按钮，选择如图12-44所示的边 界，然后按Enter键确定，最后单击 按钮确定。,这里选择的方法和边界与上一步选择的方法和边界一样，请读者注意选择。,系统弹出【曲面精加工环绕等距】对话框，在【刀具参数】选项卡中，选取2号刀具（直径3mm的球刀）作为加工刀具，并设置相关参数，如图12-50所示。 (5)进入【曲面加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-51所示。,图12-50 【曲面精加工环绕等距】对话框,图12-51 【曲面加工参数】选项卡,进入【环绕等距精加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-52所示。 (7)单击 按钮完成设置，生成的刀具路径如图12-53所示。,图12-52 【环绕等距精加工参数】选项卡,图12-53 环绕等距加工刀具路径,7.曲面精加工放射状加工。 (1)执行【刀具路径】/【曲面精加工】/【精加工残料加工