第 6 章 三维曲面、实体加工,,图6.1 曲面粗加工命令,,图6.2 曲面精加工命令,,6.1 曲面加工共同参数 6.2 曲面平行铣削加工 6.3 曲面放射状加工 6.4 曲面流线加工 6.5 曲面等高外形加工 6.6 曲面投影加工 6.7 曲面挖槽粗加工,,6.8 曲面残料粗加工 6.9 曲面插削粗加工 6.10 交线清角精加工 6.11 残料清角精加工 6.12 曲面环绕等距精加工 6.13 陡斜面精加工 6.14 浅平面精加工,,6.1 曲面加工共同参数,,6.1.1 概述,,在Mastercam系统中，编制曲面数控加工刀具路径的一般步骤如下1）选择适当的加工刀具路径模组2）选择需要进行加工的曲面3）从刀具资料库中选择或自定义刀具4）设置刀具有关参数5）设置曲面或实体加工的各项参数6）设置各刀具路径模组特有的参数7）生成刀具路径并模拟切削效果6.1.2 曲面参数,,图 6.3 曲面参数,,1．高度设置,,系统使用4个高度参数： Clearance(安全高度)、 Retract(参考高度)、 Feed plane(进给下刀位置) 和Top of stock (工件表面)2．Drive surface/solid（导动面/实体）,,用于设置切削曲面或实体面的加工预留量。
3．Check surface/solid（干涉面/实体）,,在曲面加工时，为了防止切到禁止加工的表面，往往要将禁止加工的曲面设为干涉面定义干涉曲面或实体后，在生成刀具路径时系统会按设置的预留量，使用干涉曲面对刀具路径进行干涉检查在多刀切削复杂的曲面或实体时，使用该功能可以有效地防止过切4． 栏(刀具切削范围),,曲面加工时，允许定义一个封闭轮廓或区域作为特定的加工范围系统提供了Inside (内部)、Outside（外部）和Center (封闭串连上)三种设定5．Direction（进刀与退刀向量）,,用于设置曲面加工时进刀及退刀的刀具路径图6.5 Direction对话框,,7．新增功能,,,,图6.6 Surface/solid/CAD菜单,,Drive(导动面)： 设置为N表示不选取加工曲面/实体；设置为S表示要选取加工曲面/实体；设置为A表示自动选取所有 的曲面/实体Check（干涉面）： 设置为N表示不选取干涉曲面/实体；设置为S表示要选取干涉曲面/实体；设置为U表示自动选取加工曲面以外的 所有曲面/实体Contain（定义范围）： 设置是否要定义切削范围的封闭串连；设置为N表示不定义边界串连；设置为Y时表示要定义边界串连。
CAD file（CAD文件）： 设置为Y表示需定义加工曲面的CAD文件；设置为N表示不需定义加工曲面的CAD文件6.2 曲面平行铣削加工,,平行铣削加工是一种简单、有效和常用的加工方法对工件沿特定的方向产生一系列平行的刀具路径加工时刀具按指定的进给方向进行切削适于工件中凸出物或浅沟槽的加工6.2.1 平行铣削粗加工,,6.2.1.1 工件形状的选择,,图6.7 Part Shape菜单,,6.2.1.2 平行铣削粗加工参数,,,,图6.8 Rough parallel parameters选项卡,,1．Total tolerance（总误差） Total tolerance设置值越小，刀具路径就越精确，但生成的数控程序段越长2．Cutting method（切削方式） Cutting method下拉列表框用来设置刀具在XY平面内的切削方式系统支持两种切削方式： Zigzag（双向切削）和One way（单向切削）a）双向切削 （b）单向切削,图6.9 切削方式,,,,3．Maximum stepover（最大切削间距） 该参数用来设置XY平面内，两相邻刀具路径之间的最大步进距离。
该设置值必须小于刀具的直径一般粗加工时，常取刀具直径的75%~85%作为其最大切削间距a）大切削间距的加工效果 （b）小切削间距的加工效果,图6.10 最大切削间距的设定,,4．Machining angle（加工角度）,,该参数用来设置加工角度（0~360度）加工角度是指刀具路径与刀具面X轴正向的夹角5．Maximum stepdown（最大Z轴进给量）,,该参数用来设置Z方向两相邻刀具路径层之间的最大距离（切深），也称背吃刀量a）切深较大时的加工效果 （b）切深较小时的加工效果,图6.11 最大切深的设定,,6．Plunge control（Z方向控制）,,该参数用来设置粗加工下刀和退刀时Z轴方向的移动方式，以防止刀具空切穿过已经切除毛坯的地方系统提供了3种设定方式：,,Allow multiple plunge along cut（切削路径允许连续的下刀和提刀）： 刀具允许沿着曲面连续下刀或提刀，可用于加工多重凸凹工件 的表面Cut from one side（单侧切削）： 仅沿工件的一侧下刀或提刀Cut from both side（双侧切削）： 沿工件的两侧下刀或提刀。
7．定义下刀点（Prompt for starting point）,,系统将要求指定刀具路径的起始点，以距指定点最近的角点作为刀具路径的起始点8．Z方向运动方式,,设置刀具沿曲面Z向的运动方式，即平行切削的刀具在曲面加工时，是否允许进行沿曲面的上升或下降切削一般，允许沿曲面上升或下降切削可以得到较光滑的表面Allow negative Z motion along surface（负Z方向切削）： 允许刀具沿曲面负Z方向切削Allow positive Z motion along surface（正Z方向切削）： 允许刀具沿曲面正Z方向切削9．Cut depths（切削深度）,,图6.12 切削深度对话框,,10．Gap settings（间隙设定）,,间隙是指在连续曲面中有缺口或曲面有断开的地方可设置刀具在不同间隙时的运动方式，即定义有间隙时的刀具动作图6.13 间隙设定,,（1）Gap size（容许间隙）: 设置系统允许的间隙值2）MotionGap（移动量小于容许间隙）: 设置当刀具的移动量小于容许间隙时刀具的移动方式，此时不提刀Direct（横越）：刀具以直线切削方式，从前一个曲面刀具路径的终点直接移动到下一个曲面刀具路径的起点。
Broken（打断）：将刀具移动量打断成Z方向和XY方向的两段切削即刀具从前一个曲面刀具路径的终点沿Z方向（或X/Y方向）移动然后再沿X/Y方向（或Z方向）移动到下一个曲面刀具路径的起点Smooth（平滑）：刀具路径沿着平滑方式越过间隙，多用于高速加工Follow surface(s)（沿着曲面）：刀具从前一个曲面刀具路径的终点，沿着曲面外形移动到另一个曲面刀具路径的起点Check gap motion for gouge（检查刀具在间隙的过切情形）：当出现圆凿切削时，若移动量小于允许间隙系统将自动校准刀具路径3）MotionGap（移动量大于容许间隙）: 设置移动量大于容许间隙时刀具的移动方式6.2.2 平行铣削精加工,,选择 / / / 命令,可以生成某一特定角度的平行铣削精加工刀具路径图6.15 Finish parallel parameters选项卡,,,6.3 曲面放射状加工,,放射状加工对工件表面产生放射状的刀具路径，适于旋转曲面或实体加工6.3.1 放射状粗加工,,图6.16 Rough Radial Parameters选项卡,,1.Max.angle increment（最大角度增量） Max. angle increment用于设定曲面放射状粗加工中。
每两条刀具路径间的最大夹角，切削中的实际值小于设定值如图a所示，其最大角度增量为30º，如图b所示，其最大角度增量为10ºb),图6.17 最大角度增量的设定,,2. Start angle（起始角度） Start angle用于设定放射状粗加工刀具路径的起始角度，即第1刀的切削角度如图a所示，刀具路径的起始角度为180º； 如图b所示，刀具路径的起始角度为90ºa) (b),图6.18 起始角度的设定,,3.Sweep angle（扫掠角度） Sweep angle用于设定放射状粗加工刀具路径的扫掠角度，其影响着刀具路径的生成范围如图a所示，刀具路径的扫掠角度为180º； 如图b所示，刀具路径的扫掠角度为270ºb）,图6.19 扫掠角度的设定,（a）,,４.Start distance（起始距离） Start distance用于设定放射状粗加工刀具路径的中心点与路径起始位置的距离以避免在中心处刀具路径过于密集，降低加工效率如图a所示，刀具路径的起始距离为20 如图b所示，刀具路径的起始距离为40b),图6.20 起始距离的设定,,5.Starting point（下刀点） Starting point栏用于设置刀具路径的起始点以及路径方向，有两种选择。
Start inside（从内开始），表示加工时刀具路径从下刀点向外切削Start ouside（从外开始），表示加工时刀具路径起始于外围边界并往内切削b),图6.21 下刀点的设定,,6.3.2 放射状精加工,,图6.22 Finish radial parameter选项卡,,,6.4 曲面流线加工,,曲面流线加工对工件产生沿曲面流线方向的加工路径，适于单一、规则曲面或实体加工6.4.1 流线粗加工,,图6.23 Rough flowline parameters选项卡,,1．Cut control（切削方向控制） Cut control栏用于曲面流线加工时，控制刀具沿曲面切削方向的切削运动Distance（距离）：设定沿曲面切削方向的切削进给量，它决定着刀具移动距离的大小Total tolerance（切削方向之误差）：设定曲面刀具路径的精确程度，即刀具路径与曲面之间允许的最大弦差该设置值越 小则产生的刀具路径越精确图6.24 切削控制,,Check flowline motion for gouge（过切检查）：对刀具切削路径执行过切检查如临近过切，系统会对刀具路径进行自动调整。
2．Cut control（截断方向控制） Cut control栏用于曲面流线加工时，设定刀具路径中计算截断方向进刀距离的方法Distance（距离）：设定一个值，作为刀具于相邻两个切削方向路径间切削时的步进距离，即截断方向的进刀量Scallop height（残脊高度）：设定曲面流线加工中允许残留的余料最大扇形高度（即残脊高度）系统将依据该高度值自动计算刀具于截断方向的进刀量图6.25 残脊高度,,一般，当曲面的曲率半径较大且没有尖锐的形状，或是不需要非常精密的加工，常用固定步进距离来设定进刀量当曲面的曲率半径较小且有尖锐的形状，或是需要非常精密的加工，则应采用残脊高度的方式来设定进刀量在完成所有参数的设置并确认后，系统会显示Flowline菜单并在绘图区显示刀具偏移方向、切削方向、每一层刀具路径移动方 向及刀具路径起始点如图 6.26所示图6.26 曲面流线加工菜单,,（1）Offset（刀补方向）： 改变刀具路径的偏移方向b),图6.27 刀补方向,,（2）Cut dir（刀具路径方向）： 改变刀具路径的方向b),图6.28 刀具路径方向,,（3）Step dir（每层方向）： 改变每层刀具路。