外形銑削在數控銑自動編程中的應用

陳飾勇

（廣州航海學院船舶工程系，廣東廣州 510725）

外形銑削在數控銑自動編程中的應用

陳飾勇

（廣州航海學院船舶工程系，廣東廣州 510725）

主要闡述如何將MasterCAM中外形銑削功能應用于銑削外形、平面、孔、槽等加工，實現更簡便的程序編制。并且通過刀具路徑的對比及分析，以便更清楚地理解外形銑削的加工優勢。

外形銑削；MasterCAM；刀具路徑；漸降斜插

0 引言

MasterCAM中外形銑削加工是沿所選擇的邊界輪廓生成刀具路徑，用于外形粗加工或精加工，主要用來銑削輪廓外邊界、倒直角、清除邊界殘料等[1]。此外，通過對外形銑削的研究，其應用范圍可推廣到其他領域。以圖1為例，分析外形銑削的各種應用。

零件分析：圖1左上角為?18凸臺，中間是?30通孔，右下角是帶R7圓弧的鍵槽，四邊是帶R4倒圓角的邊框臺階。

圖1 零件圖

1 應用一

外形銑削應用很廣泛，其中用得最普遍的是圖1中76×76（含4-R4）臺階的銑削。具體操作步驟[2]：主動能表→刀具路徑→外形銑削→串連→選擇76×76線框→點執行→選擇?12平底銑刀，加工深度-17，外形銑削參數Z軸分層銑深設定中最大粗切量為2 mm→確定。

加工刀路是每往Z軸進給-2 mm，圍繞76×76外形銑削一周，直至加工深度到-17 mm，加工停止及提刀。

2 應用二

在數控銑削加工中，平面銑削的工作量占很大比重，因此研究針對平面銑削類型零件的更高效率和更簡單的編程方法，具有十分重要的現實意義[3]。圖1中，?18凸臺比最高面圓環低2 mm，所以要銑削平面。通常做法是使用平面銑削功能。

除了平面銑削可以加工外，還可以考慮用外形銑削去加工。具體操作步驟：主動能表→刀具路徑→外形銑削→串連→選擇?18圓→點執行→選擇?12平底銑刀，在XY方向預留量設置為-10。XY方向預留量默認為0時，刀路會圍繞?18圓外形銑削，刀具中心所走刀路為?30圓。但是靈活設置為-10的時候，刀具中心走刀路線由在?18圓外側6 mm位置往?18圓內側補償10 mm，即刀具中心所走刀路為?10圓。刀具圍繞?10的圓走一圈，即能銑削?18平面。

兩種加工方法的刀路如圖2細實線（左邊為平面銑削刀路，右邊為外形銑削刀路），為了能更清晰地看刀路，把?18圓以外的圖素隱藏。從圖2可以看出，平面銑削刀路是走了3段直線單程，而且還要考慮刀具是否會碰到?40圓柱；而外形銑削刀路只是走了一圈。顯而易見，外形銑削所走的刀路更簡單、更省加工時間。如果凸臺直徑大于?18，甚至達到?24以上，用?12刀具一圈是無法完全加工出來時，可以把XY方向預留量數值設置得更大些，然后在XY分次銑削粗銑次數里設置為2或更大的數值。然而，寬大的平面還是需要用盤刀進行平面銑削。加工速度越快，加工表面質量越好。

圖2 刀路對比圖

3 應用三

挖槽刀具路徑主要用于切削閉合外形所包圍的材料或加工溝槽[1]。圖1中?30通孔的加工方法通常是一般挖槽，因為挖槽排屑普遍困難，可設置Z軸每層切深是1.5 mm，減少切削力，以防粘刀。

除了挖槽加工外，可以用外形銑削加工。具體操作步驟：主動能表→刀具路徑→外形銑削→串連→選擇?30圓→點執行→選擇?12平底銑刀。在外型銑削參數外形型式中選擇螺旋式漸降斜插，設置如圖3。

圖3 漸降斜插設置

斜插的處理方式有三種：

（1）角度就是往Z軸加工時的斜插角度，系統默認是3°；

（2）深度設置為1.5，就是刀具銑削一圈外形，Z軸進給1.5 mm；

（3）直線下刀是刀具進給到設置的銑削層深度，再在XY平面加工[1]。

此處選擇深度斜插。兩種加工方法刀路如圖4。可以看到：挖槽加工刀路比較復雜，其中包括螺旋式下刀及提刀，Z軸每層銑削兩周；外形銑削刀具簡單，整個刀路只有加工完成時的提刀。但?30的孔，用?12平刀銑削一周只能銑削24 mm的余量，中間剩余6 mm沒有加工。當刀具加工到Z軸-25 mm時，會形成一個?6mm×25 mm的圓柱，因為是通孔，圓柱會往下跌，不影響最終加工效果。這樣既可以節省加工時間，同時刀具加工量變少，刀具壽命更長。

漸降斜插加工常用于對整個輪廓外形采用斜線漸降的進刀方式進行加工。實際上就是螺旋式加工，也就是說刀具Z向進給以螺旋式加工來達到。當銑削加工深度較大時，選用該加工方式能獲得較少的抬刀運動與恒定的切削力[4]。

圖4 刀路對比

4 應用四

圖1右下角鍵槽的加工一般使用挖槽加工方法，也可以采用外形銑削加工。具體操作步驟與應用三外形銑削操作步驟一樣，不同之處在于選擇線框是鍵槽。在外型銑削參數外形型式中選擇螺旋式漸降斜插，斜插處理方式選擇深度，設置斜插深度1.5 mm。兩種加工方法刀路如圖5。

圖5 刀路對比

從圖5可以看出挖槽刀路Z軸下刀方式需要斜插下刀，到達Z軸位置時，在XY平面環繞加工1圈。因為鍵槽寬度是14 mm，而刀具是12 mm，所以環繞加工1圈可以把形狀做出來。外形銑削刀路則三軸同時進給，節省了Z軸斜插下刀的時間，簡化了刀路。

5 結語

在一些小的平面、通孔、形狀規則的槽，靈活運用XY預留量等設置，都可以嘗試用外形銑削加工來代替一些常規的加工方法。外形銑削參數設置較為簡單，節約挖槽加工的螺旋下刀和粗加工走刀方式等設置，減輕了編程人員的工作量，優化了程序，提高生產效率。

［1］李傳民，王向麗，胡仁喜，等.Mastercam X MR2中文版標準實例教程［M］.北京：機械工業出版社，2007.

［2］陳飾勇.基于MasterCAM的米奇卡通玩具凸模的數控編程與加工［J］.科技信息，2011（21）：521-522.

［3］謝國明.基于NX3的平面銑削優勢編程策略及應用［J］.制造技術與機床，2006（06）：56-57.

［4］羅崇貴.Mastercam X2數控加工基礎教程［M］.北京：人民郵電出版社，2008.

The Application of Contour in the NC Milling Auto-Programming

CHEN Shi-yong
（Guangzhou Maritime Institute，Ship Engineer Department，Guangzhou510725，China）

This study focuses on the application of MasterCAM contour to the flat，shape or slot processing，which can make the programming more convenient.By the comparative analysis of tool path，it clearly reviews the advantages of contour processing.

contour；MasterCAM；tool paths；ramp

TG547

：A

：1009－9492(2014)11－0127－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.11.034

陳飾勇，男，1984年生，廣東清遠人，大學本科，實驗師/高級技師。研究領域：數控技術與編程加工。已發表論文2篇。

(編輯：王智圣)

2014－05－16