Mastercam曲面加工策略及應用經(jīng)驗分享

Mastercam曲面加工策略及應用經(jīng)驗分享Byssg模具數(shù)控加工刀具的選擇和銑削曲面時要留意的問題1.刀具的選擇數(shù)控機床在加工模具時所采用的刀具多數(shù)與通用刀具相同。經(jīng)常也使用機夾不重磨可轉位硬質(zhì)合金刀片的銑刀。由于模具中有許多是由曲面構成的型腔，所以經(jīng)常需要采用球頭刀以及環(huán)形刀（即立銑刀刀尖呈圓弧倒角狀）。2．銑削曲面時應注意的問題(1)粗銑粗銑時應根據(jù)被加工曲面給出的余量，用立銑刀按等高面一層一層地銑削，這種粗銑效率高。粗銑后的曲面類似于山坡上的梯田。臺階的高度視粗銑精度而定。(2)半精銑半精銑的目的是銑掉“梯田”的臺階，使被加工表面更接近于理論曲面，采用球頭銑刀一般為精加工工序留出0.5㎜左右的加工余量。半精加工的行距和步距可比精加工大。(3)精加工最終加工出理論曲面。用球頭銑刀精加工曲面時，一般用行切法。對于開敞性比較好的零件而言，行切的折返點應選在曲表的外面，即在編程時，應把曲面向外延伸一些。對開敞性不好的零件表面，由于折返時，切削速度的變化，很容易在已加工表面上及阻擋面上，留下由停頓和振動產(chǎn)生的刀痕。所以在加工和編程時，一是要在折返時降低進給速度，二是在編程時，被加工曲面折返點應稍離開阻擋面。對曲面與阻擋面相貫線應單作一個清根程序另外加工，這樣就會使被加工曲面與阻擋面光滑連接，而不致產(chǎn)生很大的刀痕。(4)球頭銑刀在銑削曲面時，其刀尖處的切削速度很低，如果用球刀垂直于被加工面銑削比較平緩的曲面時，球刀刀尖切出的表面質(zhì)量比較差，所以應適當?shù)靥岣咧鬏S轉速，另外還應避免用刀尖切削。(5)避免垂直下刀。平底圓柱銑刀有兩種，一種是端面有頂尖孔，其端刃不過中心。另一種是端面無頂尖孔，端刃相連且過中心。在銑削曲面時，有頂尖孔的端銑刀絕對不能像鉆頭似的向下垂直進刀，除非預先鉆有工藝孔。否則會把銑刀頂斷。如果用無頂尖孔的端刀時可以垂直向下進刀，但由于刀刃角度太小，軸向力很大，所以也應盡量避免。最好的辦法是向斜下方進刀，進到一定深度后再用側刃橫向切削。在銑削凹槽面時，可以預鉆出工藝孔以便下刀。用球頭銑刀垂直進刀的效果雖然比平底的端銑刀要好，但也因軸向力過大、影響切削效果的緣故，最好不使用這種下刀方式。(6)銑削曲面零件中，如果發(fā)現(xiàn)零件材料熱處理不好、有裂紋、組織不均勻等現(xiàn)象時，應及時停止加工，以免浪費工時。(7)在銑削模具型腔比較復雜的曲面時，一般需要較長的周期，因此，在每次開機銑削前應對機床、夾具、刀具進行適當?shù)臋z查，以免在中途發(fā)生故障，影響加工精度，甚至造成廢品。(8)在模具型腔銑削時，應根據(jù)加工表面的粗糙度適當掌握修銼余量。對于銑削比較困難的部位，如果加工表面粗糙度較差，應適當多留些修銼余量；而對于平面、直角溝槽等容易加工的部位，應盡量降低加工表面粗糙度值，減少修銼工作量，避免因大面積修銼而影響型腔曲面的精度。Mastercam的編程路徑第一,Mastercam9.1的二維銑削加工方式有四種:外型銑削、挖槽、鉆孔、面銑等(見圖1)。Contour:二維外型銑削。Drill:鉆孔。Pocket:二維挖槽。Face:銑面。這四個命令都不太復雜,但是在實際加工中卻很管用。只需要把各個命令的參數(shù)選項的意思弄清楚就很容易編寫出合理的程序。第二,Mastercam9.1的三維銑削,加工方式分為粗加工和精加工。粗加工中共有八個刀具路徑(見圖2)。精加工共有十個刀具路徑(見圖3)。在粗加工刀路和精加工刀路中,有五個刀路是一樣的名稱,Parallel、Radial、Project、Flowline、Contour,但是在編程的路徑并不是一樣,這是很多初學者很容易混淆的地方。Parallel(平行銑削):主要是對斜率比較小的平面進行加工,一般45度平行銑削加工出來的效果最佳。Radial(徑向銑削):這個刀具的路徑通過制定的原點成360度輻射狀生成刀具路徑,這個路徑最適合加工球面或類球面。Project(投影加工):將已經(jīng)生成的2D刀具路徑投影到曲面上。Flowline(流線加工):對于一些曲面,我們可以通過這個命令讓刀具沿著曲面的橫向或縱向生成貼合曲面的刀具路徑。在曲面粗加工中,使用最多的命令要屬Pocket。因為一般切削類的曲面零件,在選擇曲面28：平面銑使用何種類型的幾何體？答：平面銑使用邊界幾何體。29：應該為平面銑操作創(chuàng)建何種類型的幾何體父節(jié)點組?答：Mill_Bnd。?30：請列舉出UGCAM中常用的幾種切削方法。答：UGCAM中常用的切削方法包括：Zig，Zig-Zag,ZigwithContour,FollowPart,FollowPeriphery,Profile,StandardDrive等.31：在每種操作類型中，有哪些共同的設置?試舉出三個參數(shù)。答：Engage/Retract,Stock,ClearancePlane,FeedRates和CheckGeometry等。32：可以用于平面銑操作的幾何體父節(jié)點組有哪些?答：Mill_Bnd和MCS。33：可以用于型腔銑操作的幾何體父節(jié)點組有哪些?答：Mill_Geom和MCS。34：型腔銑操作可以加工哪種類型的幾何體?答：型腔和型芯。35：在型腔銑中刀具切削時是否有Z軸方向的運動?答：沒有。因為型腔銑是兩軸聯(lián)動的操作類型，所以在切削運動中刀具沒有Z軸方向的運動。36：缺省的切削區(qū)間的位置在哪里？答：缺省的切削區(qū)間是從零件或毛坯的頂部到底部。37：什么是頂部切削層（TopLevel）?答：頂部切削層是第一個區(qū)間的頂部，即開始切削的地方。38：什么是區(qū)間頂部（RangeTop）?答：區(qū)間頂部是某個區(qū)間的頂部，也是上一個區(qū)間的底部。39：在型腔銑中，生成刀軌時如果出現(xiàn)這樣一個警告信息：ToolCannotCutintoAnyLevel，這時應檢查哪些設置？答：出現(xiàn)這個警告信息，首先要檢查刀軸方向和加工坐標系的ZM是否正確，再檢查刀具是否太大，最后檢查切削區(qū)間的設置是否正確。40：平面銑和型腔銑中各用什么參數(shù)定義切削深度？答：平面銑中用CutDepth選項定義切削深度，型腔銑中用CutLevel選項。41：在固定軸曲面輪廓銑中除了選擇零件幾何體外，還可以用什么進一步引導刀具的運動？答：用驅動幾何體可以進一步引導刀具運動。42：選擇各種驅動方法的依據(jù)是什么？答：根據(jù)被加工的幾何體（如，曲線、曲面還是邊界）和刀軌的類型（如，螺旋狀還是放射線狀）選擇驅動方法。43：非切削運動中的工作狀況（Case）是什么意思？答：非切削運動中的工作狀況是指該運動用在什么時候，如初始的進刀運動，其工作狀況為Initial。44：定義非切削運動幾何體時用Accept和ReturnCurrent中的哪個選項接受該幾何體？答：用ReturnCurrent。定義非切削運動幾何體時只有用ReturnCurrent才會接受當前的幾何體。45：可以用點位加工操作加工的幾何體包括哪些？答：點位加工操作可以加工孔、點、圓弧和圓等類型的幾何體。46：在一個點位加工操作中最多可以定義幾個循環(huán)參數(shù)組？答：5個。MastrecamUG的運用心得用Mastercam和UG多年了，借此論壇談一談我用Mastercam和UG之心得體會。一、2D銑削Mastercam編程的特色是快捷、方便。這一特色體現(xiàn)在2D刀路上尤為突出。1、Mastercam的串聯(lián)非?？旖?，只要你抽出的曲線是連續(xù)的。若不連續(xù)，也非常容易檢查出來哪里有斷點。一個簡單的方法是：用分析命令，將公差設為最少，為0.00005，然后去選擇看似連續(xù)的曲線，通不過的地方就是有問題的?？捎们€融接的方法迅速搞定?？傊?，在Mastercam中，只要先將加工零件的輪廓邊現(xiàn)、臺階線、孔、槽位線等等，全部搞定，接下來的cam操作就很方便了。2、由于Mastercam的2d串聯(lián)方便快速，所以不論你一次性加工的工件含有多少輪廓線，總是很容易的全部選取下來。一個特大的好處是：串聯(lián)的起始處便是進刀圓弧（通常要設定進刀?。┧谔帯＿@一點，至少是UG目前的任何版本望塵莫及的。3、流道或多曲線加工時，往往有許多的曲線要選取，由于不需要偏置刀半徑，在Mastercam中，可以用框選法一次選取。而在UG中，則要一條一條的選取，可以想象這個工作有多么繁雜！UG的2d加工的不便之處：雖然我很喜歡UG，但如果我說，UG的2d銑削功能與Mastercam不相伯仲，那一定是言不由衷的話。1、不能像Mastercam那樣，一次性串聯(lián)選取多個輪廓，而是必須選取一個線串后，點擊“選取下一邊界”，才可以繼續(xù)選取。并且，若是開放與封閉的線串雜在一起，則每次都要設定；還有，刀半徑偏置的也要特別注意，一不留神，沒準方向就反了。不像Mastercam，串聯(lián)開始的左邊便是刀具偏置的方向。2、流道或多曲線加工時，往往有許多的曲線要選取，在UG中，要一條一條的選取，可以想象這個工作有多么繁雜！而Mastercam可以輕松搞定！3、2D銑的進刀弧的位置。這是很重要的。在UG中，需要一個輪廓一個輪廓的設定進刀點的位置。需要注意的是：在UG的”planarprofile“中，根本就沒有設定這一參數(shù)的地方，你沒辦法定義進刀點！當然，這個問題可以在toolpath中的customizedialog中調(diào)用出來?；蛘咝薷臉影鍣n，就不用以后每次都修改設置了。若不知道如何調(diào)用，可選擇planarmill的操作，在cutmethod中，選profile的走刀方式。二、3D曲面挖槽：Mastercam的開粗1、鑼銅公或公模，最好不要在工件里面下刀。Mastercam可以方便的選取一個點作為每次的下刀點，當然這個點在工件外，但也不要偏離工件太遠。Mastercam的這一功能設計得非常好，提刀少，效率高，且基本上可以保證下刀點在同一點，加工比較安全。2、若用此方式鑼型腔，或銅公的低洼處，螺旋下刀很重要，螺旋下刀角度盡可能少點。銅料３到５度適宜，鋼料不要超過５度，我以為最好２度。加工起來比較平穩(wěn)，沒什么大的噪音。3、一個重要的設定：ifallentryattemptsfail請選擇skip。否則，銑到底部不能螺旋或斜線下刀時，就會直插下來。幾年來我的好幾個同事在鑼型腔鑼到底部的時候，機床常常發(fā)出尖銳的插刀聲音。顯然原因出在這里。4、一個絕招：曲面挖槽時，在螺旋下刀參數(shù)欄中，將“followboundary”打上勾。這個功能也許用到的人不多。可作用卻是大大的好。它可以令刀具下到工件的最深處，且環(huán)繞式下刀，而不是直插！UG的挖槽開粗：１、即cavitymill。很多人都反映UG的開粗加工，抬刀太多。平心而論，UG的抬刀確實比Mastercam多得多，用慣Mastercam的人，可能很不習慣UG的不厭其煩的反復抬刀。實在講，跳刀多至多影響效率和質(zhì)量，如果因為不安全的抬刀而導致撞刀，損壞工件，甚至傷到機床，那才真是一件令人痛心的事?。病G的粗加工的減少抬刀的方法：在cutmethod中，選取followperiphery。在cutting中的cutdirection中，選取inward.將islandcleanup打勾。３、抬刀頻繁，效率更高：另一種相近的方法，即是通常說的抬刀多的那種：followpart.這種刀路其實也是蠻好的，雖然抬刀多，但只要機床的快速移動的按鍵是打上的話，并不影響什么效率。反而這種走法，效率更高。不信的話，細心的朋友可以去比較一下兩者的刀路顯示，再比較一下兩者所產(chǎn)生的nc程式的大小就知道了。４、如何不撞機：由于機器的不同，雖然同樣的設置，有的人從不因橫越而撞機，而有的機器則屢試不爽。一個確保安全、萬無一失、絕對有效的方法即是：設置transfermethod（即橫越方式）為：clearanceplane(安全平面）。別胡思亂想其他的方法了。三、3Ｄ流道的加工：注意是3D而不是2D；是坡度較大的3D而不是較平坦的3D。１、在Mastercam中，如果是加工較平坦的3d面的流道，運用3d曲線加工的功能最好。但如果破度較大，或者像波浪形一樣。便要用投影加工的方法，將3d流道的中心線投影到面上。然后分許多次負補正的往下加工到球刀刀半徑的深度。不可圖簡單用transform的方法往下偏移。至于為何，仔細想一想就會知道了。２、UG銑3D流道有幾種方法?；旧虾蚆astercam相同。也是用投影加工中的curve/point或boundary的方法，兩者的原理是一樣的。但UG一個程式就可以做出來。如果選擇boundary，走刀方式應是forfile。否則刀路生不出來。四、關于平行銑削：不管是Mastercam還是UG，這種加工方式的使用率最高。但共同的缺點是：有一邊陡峭的地方會銑得不好。１、Mastercam中有一個絕好的走刀方式，是曲面精加工中的scallop。Mastercam中的此刀路非常好用，有人反映說計算費時。但如果誤差設為一個絲，計算速度也不慢，加工出來的效果已經(jīng)很好了。我比較過，公差一絲和半絲鑼出來的東西看起來差不多。２、UG也有這一功能，是areamilling中followperiphery、onpart的走刀方式。但在UG中，此法后處理出來的nc非常大，以至在一些機床上的加工速度跟不上nc程式里的F值，驟快驟慢，對機床和工件都不好。除非是中加工，公差可以設得大沒有問題，但精加工就似乎不太行了。所以，這一功能理論上雖好，但對一些機器來說，相當于雞肋！五、關于清角：１、Mastercam的清角比UG計算稍微慢些。２、但UG的清角，如果是曲面不太好，或選用的刀支不合理，很容易過切！我說的是曲面加工中的清角。３、不論是用Mastercam還是UG，清角一定要用從外向內(nèi)（即角落）的方式。這在Mastercam里是預設好的，在UG里需要自己去選取。六、關于刀具的調(diào)用：１、在Mastercam里，建立一把刀具的同時就設定刀具的直徑、r角、轉數(shù)，進給率等參數(shù)一次性設定好。以后調(diào)用此刀時，就不需要每次都設定轉數(shù)，進給率了。２、但在UG中卻不行（或許有，但本人還不會用）。不同的操作調(diào)用同一把刀具，而轉數(shù)和進給率等卻要重新輸入，無疑有點麻煩。不過值得安慰的是，如果操作已經(jīng)計算出來，但突然想起忘了輸入轉數(shù)、進給率，或者輸錯了，那么就可以事后修改，不必重新計算刀路。還可以選擇多個操作來一次性修改和統(tǒng)一轉數(shù)、進給率等。這一點，卻是Mastercam做不到的。七、平行銑削的深度設定：１、Mastercam里，曲面加工也能定義銑削深度，這是一個絕好的功能?。病⒃赨G里，曲面加工不可以定義切削深度，這是一個缺點！雖有修整功能，但也只能修整xy平面的刀路，不能修整yz、xz平面的刀路。３、有些情況下，可能不想讓球刀銑那么深，或者計算出來發(fā)現(xiàn)銑到下面的平面了，只要稍微淺一點點就可以了，在Mastercam里，就可以通過調(diào)整cutdepths而得到很好的控制，保證刀具不碰到底下的平面。４、在UG里，就沒有這么方便了，需要建輔助面來控制。在這一點上，UG比不上Mastercam！八、關于平刀補正的問題：銑曲面時，Mastercam（據(jù)說x版本的可以，但我沒試過）和UG都不能將平刀作負值補正。我覺得最好的辦法是編程時，將刀的實際大小減去單邊負補正量*2。有人說給刀加個r角就可以負補正。這真是沒有好好去研究才這樣說和做的。加r角不是不可以，但要看情況，如果斜度不大的面，可以這樣做，加個盡可能小的r角；但如果是斜度較大的面，如果還用此法，則實際加工出來的尺寸與預計的尺寸會小太多，r角設得越大，則誤差越大。粗公小一點還無所謂，若是后模，只怕不太好。九、關于轉數(shù)問題：用小的刀，當然轉數(shù)要高。但也不是一定給得相當?shù)母卟判?，直讓機床呼啦啦轉得喘不過氣來一般。各位能想象得到不？我用普通的機床，用自己磨的0.1的刀，能加工長、寬不到2mm的鋼印浮凸字模，轉數(shù)才4000轉！進給率也不低，十六個凸字模只用一個小時。快不？一般人