MasterCAM直紋加工策略

廣州航海學院 (廣東 510725) 陳飾勇

目前數控加工程序的編制，已普遍采用計算機自動編程的方法。在自動編程中，首先須從CAD開始進行零件的造型。常用的零件造型方法一般可分為線架造型、曲面造型及實體造型;其中線架造型由點、直線和曲線等組成，用以描述幾何對象的輪廓及斷面特征。但在自動編程中，容易出現刀具路徑的重復、空刀等情況，編程人員提高編程水平之一就是減少刀具路徑的重復。

1.直紋加工的策略

(1)策略一:圖1為我校數控實訓中常見加工零件，材料是鋁合金，加工刀具是高速鋼刀，加工設備是數控銑床。加工圖中左邊的8 mm×45°斜壁，用得較多的加工方法是外形銑削銑斜壁。我校數控銑實訓所用軟件為MasterCAM Mill 9，以小批量生產編程加工。畫好主視圖線框之后，具體操作步驟為:主動能表→刀具路徑→外形銑削→選擇圖1中I線后(靠近A點選擇線條)點執行→在外形銑削參數Z軸分層銑深設定中最大粗切量為0.2 mm，銑斜壁錐度角為 45°。

圖1

雖然上述方法能把8 mm×45°斜壁加工出來，但外形銑削對象只是一條直線而不是一個封閉的線框。刀具路徑是從A點Z軸下刀，切削到B點。然后從B點回到A點，再往Z軸下刀。這樣，刀具Z軸切削每一層的始點都在A點，而終點都在B點，會出現每一層從B點到A點的空走刀刀路。從而增加了加工時間，降低了工作效率。

圖2

圖1中斜壁可以嘗試用直紋加工來處理。首先要在MasterCAM中畫出斜壁兩端的斜線，如圖2中a、b兩條粗實線，具體加工操作步驟如下:主動能表→刀具路徑→下一頁→線架構→直紋加工→用單體分別選擇圖2中兩條粗實線 (注意選擇線條方向要一致)點執行→選取φ8 mm平底銑刀加工，切削方式選擇雙向切削，截斷方向步進距離是0.2 mm其他設置如圖3所示，確定→刀路生成。

圖3

(2)策略二:圖1中加工工藝分析為平底銑刀的主要加工內容是外形銑削，槽加工。

槽加工時，φ20 mm凸臺與槽最左邊壁上距離只有10 mm，因此槽加工刀具直徑不能大于10 mm。

外形銑削加工，零件寬度 (主視圖上下方向)是85 mm，外形銑削后尺寸是60 mm，寬度上下各需銑削12.5 mm。零件長度 (左右方向)是80 mm，左邊需要銑削7 mm，右邊銑削5 mm。用φ14 mm刀具可以一次走刀把外形銑削出來。

因為以小批量生產編程，同時加工設備是數控銑床，所以盡可能減少換刀次數。如果外形銑削用φ14 mm平刀，銑削槽用φ8 mm平刀，則需要換刀。如果用φ8 mm平刀銑削外形，左右兩邊可以一次走刀成形，而上下兩邊則需要走刀兩次。用外形銑削編程時，刀路是整個外形銑削兩圈，這樣就出現了左右兩邊走空刀。此時可以考慮上下外形各走刀一次 (銑削6 mm余量)，然后外形銑削沿著外形走刀一圈。

上下外形走刀一次可以用直紋加工，銑削6 mm余量首先在距離上下頂面 (85 mm)6 mm處各畫兩條垂直線，垂直線的長度就是銑削外形的加工深度。如圖4四條粗實線。

加工上下外形可以分開兩個程序，加工下外形具體操作步驟如下:主動能表→刀具路徑→下一頁→線架構→直紋加工→用單體分別選擇圖4中兩條粗實線a、b(注意選擇線條方向要一致)點執行→選取φ8 mm平底銑刀加工，切削方式選擇雙向切削，截斷方向步進距離是1.5 mm→確定→刀路生成，如圖5。上外形加工選擇c、d兩條垂直線，其他操作跟下外形操作步驟一樣。

圖4

圖5

2.結語

直線型的外形加工用外形銑削加工一般都有空走刀，加工時間較長。而采用直紋加工，雖然需要多畫出一些線條，但每一刀路都能切削零件。減少走空刀時間，增加加工效率，從而增加生產效益。但直紋加工時會出現順銑、逆銑的不停地更改，刀具切削力經常變化，切削熱較大。所以對冷卻系統要求較高，要有充足的冷卻液才可以保證不因發熱大而粘刀，甚至斷刀。