基于Master CAM的刀具路徑區域控制探討

卜祥正

（廣東省高級技工學校廣州校區，廣東廣州510800）

基于Master CAM的刀具路徑區域控制探討

卜祥正

（廣東省高級技工學校廣州校區，廣東廣州510800）

模具零件因其復雜的空間形面和形面特征而廣泛采用數控加工方式。以常見的凹槽模具為例，基于Master CAM對其數控加工過程進行了分析和參數設定。運用不同銑削方法完成了粗、精加工程序的編制與仿真，分析比較了典型的粗、精加工組合方式的加工質量和加工時間，確定了合理、高效的銑削方法，旨在探索一種優質、高效的數控加工方法，保證加工精度和質量、縮短產品生產周期、降低加工成本。

Master CAM；數控加工；刀具路徑

Master CAM軟件具備有十分優越的程序編寫性能，在挖槽加工、等高外形以及等距環繞等加工內容中具備及其豐富的加工方式，并且每一類曲面加工的方式均具備相對應的特征與應用范圍［1］。在進行復雜曲面的加工時，能夠選取出最佳的加工方式。因此從確保加工質量與提高加工效率方面，來對其展開相關的研究便具有十分重要的作用與價值，應當引起人們的重視與思考，據此下文之中將主要就如何加強對刀具路徑區域的控制，提升生產效率以及保障產品質量展開具體的分析與闡述。

1　曲面清角加工

如下圖1所示的煙灰缸模具，對其在進行清角加工時，首先依據其模具底座與凸模連為一體的零部件，可首先將整個零部件采用曲面挖槽予以開粗加工，并借助于立銑刀挖槽處理，將其分型面實施精細加工，以促使分型面的高度位置以及加工尺寸大小，能夠合理到位。

圖1　煙灰缸曲面清角加工

為了切實有效的確保在立銑刀操作的過程當中，對于凸模模具曲面不產生損壞，在進行分型面的挖槽操作之時，可給予水平位置與垂直方向預留出0.3 mm左右的加工余量。因此在完成了煙灰缸凸模曲面的精細加工操作之后，便需要確保分型面與凸模的曲面尖角，并最終采用立銑刀操作，借助于等高外形的曲面精加工，給予凸模曲面進行清角操作加工處理。借助于曲面加工當中不同的切削深度，來選定背吃刀量的絕對坐標數值-18～-15 mm，對于刀具的走刀軌跡范圍予以明確的限定，采用此種方式一方面能夠可靠的確保產品加工質量，另一方面也能夠運用立銑刀實施清角加工，并做到精準無誤，以避免對曲面造成損壞。

2　刀具邊界與路徑的范圍

2.1設置刀具邊界

刀具的邊界即為刀具的包含，是在運用Master CAM軟件技術進行曲面加工時，為了避免刀具切割到相鄰的曲面上而產生損壞情況，用來在數控加工過程當中，對刀具的運行路徑加以限定的邊界線［2］。一般會選取1個亦或是多個互相之間不存在干擾的封閉輪廓，來進行刀具邊界的限定。在明確了刀具邊界之后，便可用于刀具選取的邊界范圍之中運轉操作，刀具和邊界線存在有內部、中間以及外部三類狀況，對于設置方式差異較大的刀具，最終的加工路徑是存在有較大的區別［3］。對刀具邊界進行設置操作時，具體的操作步驟可為：于加工參數設置對話框內的曲面加工參數頁的刀具包含項目當中，選擇相對應的項目類型，而后便可進行刀具邊界的選取，首先應當于繪圖區域當中，設定好所要選取的刀具邊界區域。

2.2限定刀具路徑范圍

為了滿足加工過程的具體需求，程序編寫人員可以自行創建出，加工目標當中原本并不存在的線［4］。比如：在曲面加工當中選用“挖槽”方式進行粗加工，在經提示選取了待加工的曲面加工區域之后，便可將原本早先創建好的，超出于外形輪廓的輔助封閉線選為加工邊界線。如此一來便能夠有效地避免由于粗加工過程中導致加工工件的外部輪廓當中產生毛刺的狀況。通過Master CAM軟件技術制作刀具路徑之后，將此類線、面等予以運算處理，進而能夠得到邊界超出毛坯輪廓的刀具軌跡［5］。

又例如通過對于煙灰缸之中的零部件采取曲面“挖槽”處理之時，由于需同時照顧到加工效率的問題，因此可選用直徑相對較大的圓角型刀具予以初步加工，此種類型的煙灰缸凸模當中會有4個凸起的圓弧形凹槽，往往加工難度較大并且會在凹槽位置產生出大量的剩余廢料。如果直接采用直徑相對較小的球刀實行半精加工，亦或是完全精加工，由于所需的加工剩余廢料較多，并且加工效率也難以得到有效的保障。通常可在4個圓弧形的凹槽當中加工出4個矩形線框，而后固定住圓形凹槽，進而采用直徑較小的刀具，實行二次曲面“挖槽”加工，并且限定所選取的4個矩形線框應當在一定的刀具路徑范圍之中。

3　干涉面與修建已成形刀具路徑

3.1設置干涉面

在進行刀具路徑的計算時，通常需要設置不過切的干涉面以及刀具路徑曲面，其中干涉面通常是用戶在加工對象當中進行選取，一般為不需要在本工序當中予以加工的工具面。干涉面通常是用戶在加工目標當中所選出的［6］，并且不需要實行曲面操作工序的加工面。在進行曲面加工時，為了避免刀具切割至無需加工的加工面，便需要將進行操作加工的表面設置為干涉面。如若制定了某一類加工曲面為干涉面，那么則在采用Master CAM軟件計算刀具的走刀路徑時，便可依據用戶所預先設定的預留量給予干涉面檢查，并確保在整體加工過程當中加強對干涉面的保護措施。在進行干涉面的設置時通常具體的操作步驟可通過以下次序來實施：選定加工參數的設置對話框，進一步選取曲面參數頁當中的干涉面選項，進而選取出相應的干涉面，并在設置預留量當中輸入合適的預留量數值最低不小于0.所預留出的數值越大，即代表在數控加工的過程當中，刀具距離干涉面的距離也就越大。此外，在進行例如煙灰缸等零部件的精加工時，為了避免外分型面出現損傷情況，因此需要將外分型面設置為干涉面。

3.2修剪已成形刀具路徑

刀具路徑修剪即代表修剪已完成的NCI刀具路徑。若想要在模具加工的過程當中，使加工刀具能夠避開相應的保護區域，并且該區域同時也是原刀具路徑當中的一個組成部分，需要對該區域采取切削處理，便能夠借助于對刀具路徑的加工來加強修剪效果［7］。

在零部件加工的中間型腔加工精度要求，與兩側型腔的要求存在有明顯的差異性，通常無需對其進行精加工，在進行兩側型腔的精加工程序過程中，首先可以將兩側及中間的型腔的粗加工程序予以樣本復制，而后再進行參數的修改處理，并將中間的加工刀具路徑撤銷。具體的操作步驟為：首先在修剪前先行繪制出能夠規避中間型腔的大致區域，而后通過Master CAM軟件菜單當中的“刀具路徑”項目，選取下一頁并點擊路徑修剪，而后在操作界面當中所出現的繪制圖區域當中，選取出預先所繪制出的規避范圍，而后點擊執行選項，其中鼠標的左鍵應當于刀具路徑當中，即為需規避的區域外部選取出1點，而后于對話框當中點擊“確定”按鈕，此時刀具的運行路徑軌跡便僅僅會留存需規避區域的外部區域。運用Master CAM針對進行復雜模具的數控程序編寫時，應當依據實際加工曲面的特征情況，來選定出適當的刀具控制邊界線、干涉面以及相應的加工參數等［8］。

4　結束語

運用Master CAM軟件技術，對數控內容予以程序編寫時，要能夠依據加工曲面的特征來選用最為恰當的曲面加工方式，并靈活采用刀具路徑區域限定的多類方式，其中在曲面清角加工的具體操作中，主要就確保產品質量與曲面清角加工進行了詳細的闡述，并以煙灰缸曲面清角加工進行了具體說明。進而針對刀具邊界的設置、限定刀具路徑范圍、干涉面設置，以及對已成形刀具路徑的修剪等內容進行了詳細的探討，來達到對于刀具路徑的范圍劃分，明確加工區域，提升生產效率，保障產品質量的目的。并希望借助于本文的研究，能夠為相關的刀具路徑區域控制應用，提供一些可供參考的內容。

［1］成蘇群.MasterCAM在數控編程及加工實驗中的應用［J］.木工機床，2015，（4）:19-21，34.

［2］李立新.Master CAM刀具路徑對偏心工件的加工效果［J］.裝備制造技術，2012，（3）:128-131.

［3］蔣素清.綜合應用Pro/Engineer與Master CAM對零件進行編程［J］.制造技術與機床，2014，（11）:88-90.

［4］南朝子.Master CAM在數控銑削中的應用［J］.襄樊職業技術學院學報，2015，6（3）:10-11.

［5］滕汶.MasterCAM-NC銑槽加工刀具路徑的生成［J］.機械制造與自動化，2014，33（6）:60-63.

［6］張榮高.基于Master CAM的曲面及曲面文字加工技術研究［J］.職大學報，2014，（4）:97-99.

［7］沈為清.Master CAM軟件在加工中心的應用［J］.十堰職業技術學院學報，2014，22（6）:95-97.

Discussion on ToolPath Area Controlbased on CAM Master

BU Xiang-zheng
（Guangdong Senior Technical School Guangzhou Campus，Guangzhou Guangdong 510800，China）

Because of its complicated spatial shape and shape，themould parts arewidely used in numerical control processing.Taking the common groovemould as an example，the numerical controlmachining process is analyzed and the parameter setting based on CAM Master.Using different milling methods completed the program and Simulation of rough and finish machining process，the machining quality and machining time of analysis and comparison of typical of rough and finish machining combinations，determining the reasonable and efficientmilling method.The aim of the research is to explore a kind of high quality and high efficiency numerical control processing method，which guarantee the processing precision and quality，shorten the production cycle and reduce the cost.

CAM Master；NCmachining；tool path

TG659

B

1672-545X（2016）05-0160-02

2016-02-01

卜祥正（1979-），男，遼寧遼陽人，中級職稱，本科，研究方向：數控銑床，加工中心。