MasterCAM在数控铣编程中的应用.doc

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1、MasterCAM在数控铣编程中的应用 机械系 袁凤艳摘要： 随着MasterCAM软件的广泛推广应用，虽然软件入门比较容易，但要把加工程序编好却不是一件容易的事情。在数控铣编程时对于走刀路线和加工方式的选择时，会发现下刀点和进退刀量在编程时变的尤为重要。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，下刀就需特别注意。在使用MasterCAM挖槽加工方式编程时，如何使加工效率最高，路径近可能优化，不扎刀。合理的选择下刀点和工艺，能很好的解决挖槽加工扎刀的问题。本人结合自己的生产经验，本文通过MasterCAM软件的应用解决编程时下刀位置和最大进退刀量。关键词

2、：MasterCAM、下刀位置、最大进退刀量、切入切出一、铣削加工工艺合理地选择进给路线不但可以提高切削效率，还可以提高零件的表面精度，在确定进给路线时，首先应遵循数控工艺所要求的原则。对于数控铣床，还应重点考虑几个方面：（1）能保证零件的加工精度和表面粗糙度的要求；（2）使走刀路线最短，既可简化程序段，又可减少刀具空行程时间，提高加工效率；（3）应使数值计算简单，程序段数量少，以减少编程工作量。 1铣削平面类零件的进给路线 铣削平面类零件外轮廓时，一般采用立铣刀侧刃进行切削。为减少接刀痕迹，保证零件表面质量，对刀具的切入和切出程序需要精心设计。(1) 外轮廓铣削铣削外表面轮廓时，铣刀的切入和

3、切出点应沿零件轮廓曲线的延长线上切入和切出零件表面，而不应沿法向直接切入零件，以避免加工表面产生划痕，保证零件轮廓光滑。 对于有交点的外形，如图1（a）所示，路线切入和切出；对于无交点的外形，如图1(b)所示，路线切入和切出。 （a） （b）图1 外轮廓刀具切入和切出时的外延 (2) 内轮廓铣削铣削封闭的内轮廓表面时，若内轮廓曲线允许外延，则应沿切线方向切入切出，如图2（a）所示。若内轮廓曲线不允许外延，则刀具只能沿内轮廓曲线的法向切入切出，并将其切入、切出点选在零件轮廓两几何元素的交点处。当内部几何元素相切无交点时，为防止刀补取消时在轮廓拐角处留下凹口，刀具切入切出点应远离拐角，如图2（b）

4、所示。(a) (b) 图2 内轮廓加工刀具的切入和切出（3）全圆铣削圆弧插补方式铣削外整圆时的走刀路线。当整圆加工完毕时，不要在切点处2退刀，如图3所示（a）。而应让刀具沿切线方向多运动一段距离，以免取消刀补时，刀具与工件表面相碰，造成工件报废，如图3所示（b）。铣削内圆弧时也要遵循从切向切入的原则，最好安排从圆弧过渡到圆弧的加工路线，这样可以提高内孔表面的加工精度和加工质量，如图4所示。 图3 外全圆铣削刀具的切入和切出图4 内全圆铣削刀具的切入和切出2顺铣和逆铣加工方式的确定在铣削加工中，若铣刀的走刀方向与在切削点的切削速度方向相反，称为逆铣，其铣削厚度是由零开始增大，如图5a）所示；反之

5、则称为顺铣，其铣削厚度由最大减到零，如图5b）所示。由于采用顺铣方式时，零件的表面精度和加工精度较高，并且可以减少机床的“颤振”，所以在铣削加工零件轮廓时应尽量采用顺铣加工方式。若要铣削如图6所示内沟槽的两侧面，就应来回走刀两次，保证两侧面都是顺铣加工方式，以使两侧面具有相同的表面加工精度。 图5 顺铣和逆铣 图6 铣削内沟槽的侧面3刀具和切削用量的选择（1）刀具的选择刀具的选择与加工的材料、尺寸大小、形状以及加工效率有关，一般原则是： 尽可能选择大刀，因为大刀刚性刀，不易断，加工质量有保证，效率也高。 加工深度越深，刀越大，深度大于50mm，刀具要大于直径1/2；深度大于30mm，刀具要大于

6、直径1/4。 开粗时用平刀，不允许用球刀，光曲面则尽量用球刀，用平刀光曲面效果不好。 光平面时用平刀或圆鼻刀效率高，光斜度面用球刀。（2）切削用量的选择一外形加工铣削的切削用量与刀具的材料、类型、直径、加工方式、工件的材料等很多因素有关4MasterCAM各种加工方式的特点及注意事项加工方式特点注意问题外形铣1可加工以在料外边进刀。挖槽1挖槽则只能在料上面进刀。1每一层都要走一次光刀。2一般是螺旋下刀或斜下刀，不允许直接下刀，常用来回或zigzag走刀。2螺旋或斜线的深度等于每次槽深度下刀量。曲面加工之开粗1所用加工刀具同挖槽一样。1工件大一些，公差可以大一点，小工件，公差可以取小点。2用平刀

7、或圆鼻刀，不能用球刀。2平面进刀量同挖槽一样，常用公差=0.050.2。曲面精加工1一般都用平行式。1加工余量不能用负。2用刀具为球刀，平刀很少用，如用平刀。2解决办法是将刀的直径设小点，设小加工负余量的二倍。五直纹加工1直纹加工是一种不用作面的加工面的方法1进刀量范围0.10.5，。2可以用球刀或平刀,而平刀也可以设负加工余量。扫描加工1可以做2D和3D扫描加工，特别是2D扫描加工是一种简单实用的方法。1进刀量范围0.10.5 mm 。曲面加工的环状加工1进刀量是以角度计算。1.角度的大小要换算成平面进刀量0.10.5mm。 陡斜面加工1进刀量是指垂直方向的进刀量,而不是沿斜面的进刀量。1进

8、刀量随斜面进刀量0.10.5mm二、MasterCAM数控铣削编程工艺实例1 图样分析根据零图分析结构件、精度要求。外形尺寸为：80mm55mm18mm。所有长度尺寸均为正态公差，公差值为0.04，外圆25mm和10mm，16mm为偏态公差，且公差不同。最小内圆半径为R4mm。最小孔为10mm。台阶高度分别为10 mm、5 mm、3 mm。梅花槽最窄14 mm。2 工件的装夹根据图样分析，本零件可用垫铁和虎钳装夹，注意钻孔的位置。根据图样分析，先加工下底面（外形高到10.5 mm高），以保证加工上面有足够的装夹高度。3刀具及切削用量的选择刀具加工深度（h）进给率(f)下刀速度(f)提刀速度(f

9、)转速(s)16mm机夹刀1mm10005005000300012mm合金刀1mm900500500030006mm合金刀0.5mm900500500040008mm钻头804005000700R6mm合金球刀0.2mm50030050004000图7零件图4简明加工工艺。（1）下面的加工序号步骤加工面主要参数刀具面铣16 mm机夹刀外形铣粗铣8055mm13mm深，XY方向留02的精加工余量16 mm机夹刀钻孔钻孔10 mm21mm深，加刀尖补偿8 mm钻头外形铣扩孔16 mm5mm深，留02的精加工余量12 mm机夹刀精铣外形精铣8055mm12 mm合金刀精铣外形精铣16 mm沉孔5mm

10、深12 mm合金刀（2）上面的加工序号步骤加工面主要参数刀具面铣16 mm机夹刀挖槽加工三凸台3mm深16 mm机夹刀外形铣粗铣7650mm外形6mm深16 mm机夹刀精铣外形7650mm外形6mm深8 mm合金刀精铣外形三凸台3mm深8 mm合金刀挖槽梅花槽3mm深8 mm合金刀挖槽20孔2mm深8 mm合金刀精铣20孔和2-10通孔8 mm合金刀精铣梅花槽和2-10通孔8 mm合金刀挖槽球面8 mm合金刀（11）粗铣2D扫描加工球面6 的球刀5MasterCAM编程应用（1）下刀点的选择下刀点位置的选择，在MasterCAM编程中尤为重要，如选择不合理可能会造成扎刀，过切、甚至在工件表面留

11、下痕迹。在MasterCAM软件中，可以反复地通过刀具路径模拟，最终保证下刀点位置是否在工件毛坯外下刀。例如：在挖槽加工两侧的108的槽时，由于挖槽加工，如果在粗加工时，不精修则不能设定进退刀向量，只有通过设定下刀点来保证在正常的下刀位置。在本例中需先绘距离8mm的辅助线，如图8，采用挖槽加工，选择点A，串联外形，设定加工参数后，下刀点如图8所示。图8 错误的下刀点具体方法如下：方法一：在串联挖槽外形时，系统提示串联第二个外形时，选择更改模式单点选择图8中点A的位置执行设置加工参数。这样就将下刀点设置在A点位置了。方法二：对已有的刀具路径进行修改，在刀具路径操作管理里选择挖槽加工下拉菜单里面，

12、选择图形，系统弹出，如图9所示的串联管理员，单击右键，选取更改起始点。在功能菜单里，单击后退一步执行，同时看图的串联位置的移动。最后重新计算，就更该了下刀点位置，如图10所示。 图9 串联管理员 图10 下刀位置（2）补正方向的选择在外形铣的时候，要注意外形串联的方向，左补正时，由于铣刀的走刀方向与在切削点的切削速度方向相反，相当于，逆铣。因此，左补正用于粗加工。相反左补正为顺铣，用于精加工。（3）进退刀向量的确定在MasterCAM软件中，进退刀向量的设定，是保证刀具在下刀时，不扎刀。但又不能设得太大，以影响加工效率。例如：钻10孔后，扩孔20时。用8的平刀，用外形铣，在孔中心下刀再切进以免

13、直接插下去。如图11所示为错误的下刀位置，图12的下刀位置就可以了。 图11 错误的下刀位置 图12 正确的下刀位置确定下刀点后需设置正确的进退刀向量，参数设定如图13。图13 进退刀向量的设定图14 进退刀方向进退刀分相切和垂直退刀两种情况，如图14所示。沿圆弧的切线方向进、退刀为相切，123方向切进为相切进刀；456方向退出为相切退刀。沿圆弧的法线方向进、退刀为垂直进、退刀，723方向切进为垂直进刀；458方向为垂直退刀。长度：为图14中直线进退刀的长度，圆弧：为图14中圆弧进退刀的半径。进退刀向量的的最大值：L+R（D-d）/2-a。L：直线进退刀的长度R：圆弧进退刀的半径D：扩孔的直径

14、d:刀具的直径a：加工余量在本例中精加工时。如果L取0，则R（20-8）/2-0=6mm。三、结束语通过本人在实际加工中的检验，采用软件编程，速度快，精度高，效果非常好，在编程的过程中，能不断的模拟刀具路径，能很好的进行工艺处理。具有一定的应用价值。参考文献：MasterCAM V8.1高手指路 简琦昭 柳迎春 编著 清华大学出版社 2002年3月MasterCAM 9.0系统学习与实训 吴长德编著 机械工业出版社 2005年1月三维CAD/CAMMasterCAM实用 张导成主编，机械工业出版社 MasterCAM 设计和制造范例解析 孙祖和 编著 机械工业出版社 2003年6月MasterCAM 9.1数控加工实例精解 李云龙 曹岩 主编 机械工业出版社2004年7月三维造型设计MasterCAM9.0实例详解 何满才主编，人民邮电出版社2003年数控铣工实习与考级 徐夏民 主编 高等教育出版社 2004年7月数控加工技师手册 韩鸿鸾 张秀玲 主编 机械工业出版社，2005年