mastercam二維零件設(shè)計(jì)及輪廓加工刀具路徑

1、二維零件設(shè)計(jì)是MasterCAM造型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，應(yīng)用非常廣泛。本章通過一個典型零件說明MasterCAM的零件造型、設(shè)計(jì)方法、編輯技巧及二維輪廓刀具路徑的生成方法。2.1零件設(shè)計(jì)過程及典型編輯方法的應(yīng)用圖 2-1圖 2-2圖2-1a為零件的立體圖，圖2-1b為此零件的標(biāo)注尺寸，圖2-2為加工過程仿真后的效果圖。以下操作步驟為圖2-1a中零件的設(shè)計(jì)、編輯過程。步驟一 基本設(shè)置層(Level)：1顏色(Color)：綠色(10)Z向深度控制：0線型(Style)：實(shí)線(Solid)線寬(Witdth)：2繪圖面(Cplane)：俯視圖（T）視圖面(Gview)：俯視圖（T）步驟二 建立工件設(shè)計(jì)坐標(biāo)

2、系，繪制一矩形按功能鍵F9，在屏幕中間出現(xiàn)一個十字線，即為工件設(shè)計(jì)坐標(biāo)系。繪制矩形方法如下：選擇 主菜單(Main Menu)-繪圖(Create)-矩形(Rectangle)-兩點(diǎn)(2 points)輸入左上方端點(diǎn)：-40，50 回車右下方端點(diǎn)： 0，-50 回車結(jié)果如圖2-3所示。圖 2-3 圖 2-4步驟三 繪制圓選擇 主菜單(Main Menu)-繪圖(Create)-圓弧(Arc)-圓心、半徑(Circ pt+rad)輸入半徑：50 回車圓心：-80，0 回車按Esc鍵結(jié)束繪制圓。結(jié)果如圖2-4所示。步驟四 打斷圓與直線選擇 主菜單(Main Menu)-修整(Modify)-打斷(

3、Break)-兩段(2 pieces)用鼠標(biāo)拾取圖2-4中的圓C1，并拾取斷點(diǎn)位置于圓上P1位置，則圓被打斷為兩段，斷點(diǎn)分別為P1和P2，如圖2-4所示；拾取圖2-4中的直線L1，并拾取斷點(diǎn)位置于直線中點(diǎn)P3位置；打斷后的圖素與原圖素只有拾取圖素時才能分辨出，拾取選中的部分，顏色會發(fā)生變化。步驟五 修剪選擇 主菜單(Main Menu)-修整(Modify)-修剪(Trim)-兩圖素(2 entities)用鼠標(biāo)分別拾取圖2-4所示的直線L1上位置P4和圓C1上位置P5，得到圖2-5；用鼠標(biāo)分別拾取圖2-5所示的直線上位置P1和圓上位置P2，得到圖2-6。步驟六 繪制左上方斜線選擇 主菜單(M

4、ain Menu)-繪圖(Create)-直線(Line)-端點(diǎn)(Endpoints) 用鼠標(biāo)拾取圖2-6所示的直線端點(diǎn)P1，輸入另一端點(diǎn)坐標(biāo)：-30，50 回車得到圖2-7。圖 2-5 圖 2-6 圖 2-7步驟七 修剪選擇 主菜單(Main Menu)-修整(Modify)-修剪(Trim)-一圖素(1 entity)用鼠標(biāo)分別拾取圖2-7所示的直線上位置P1和另一直線上位置P2，得到圖2-8。圖2-8 圖2-9 圖2-10 圖2-11步驟八 刪除選擇 主菜單(Main Menu)-刪除(Delete)用鼠標(biāo)拾取圖2-8所示的直線L1，則該直線被刪除，如圖2-9所示。步驟九 繪制折線選擇

5、主菜單(Main Menu)-繪圖(Create)-直線(Line)-折線(Multi) 用鼠標(biāo)拾取圖2-9所示的直線端點(diǎn)P1，依次輸入另外兩端點(diǎn)坐標(biāo)：-20，-30 回車-10，50 回車按下鍵盤上Esc鍵，結(jié)束折線繪制，并得到圖2-10。步驟十 繪制1/4圓弧按下鍵盤上的F9鍵，關(guān)閉坐標(biāo)顯示。選擇 主菜單(Main Menu)-繪圖(Create)-圓弧(Arc)-極坐標(biāo)(Polar)-圓心(Center pt)用鼠標(biāo)拾取圖2-10所示的圓心位置P1，通過鍵盤輸入圓弧半徑：20 回車起始角度：180 回車終止角度：270 回車得到圖2-11。步驟十一 修剪選擇 主菜單(Main Menu)

6、-修整(Modify)-修剪(Trim)-一圖素(1 entity)用鼠標(biāo)分別拾取圖2-11所示的直線上位置P1和另一直線L1，得到圖2-12。圖 2-12 圖 2-13 圖 2-14 用鼠標(biāo)分別拾取圖2-12所示的直線上位置P1和圓弧C1，得到圖2-13。步聚十二 鏡像選擇 主菜單(Main Menu)-轉(zhuǎn)換(Xform)-鏡像(Mirror)-串接(Chain)-部分(partial)用鼠標(biāo)拾取起始圖素，即圖2-13中直線上的位置P1，則在該直線上出現(xiàn)起始串接方向箭頭，如圖2-14所示。用鼠標(biāo)拾取終止圖素，即圖2-13中的圓弧C1，則在該圓弧上出現(xiàn)終止串接方向箭頭，如圖2-14所示。用鼠標(biāo)

7、單擊菜單區(qū)中的“Done”，結(jié)束串接選擇。再用鼠標(biāo)單擊菜單區(qū)中的“Done”，結(jié)束圖素選擇。用鼠標(biāo)拾取圖2-14中的直線L1作為鏡像對稱線，進(jìn)入圖2-15所示的“鏡像”對話框，按圖2-15的內(nèi)容設(shè)置后，單擊圖2-15中的“OK”按鈕，得到鏡像后的圖形，如圖2-16所示。步驟十三 倒圓角選擇 主菜單(Main Menu)-繪圖(Create)-倒圓角(Fillet)-半徑(Radius)通過鍵盤輸入半徑：5 回車用鼠標(biāo)分別拾取圖2-16中的直線L1與直線L7和直線L10與直線L2，則分別得到倒圓角圓弧C1和C2，如圖2-17所示。圖 2-15 圖 2-16用鼠標(biāo)單擊菜單區(qū)中的“半徑(Radius

8、)”，再通過鍵盤輸入半徑：6 回車用鼠標(biāo)分別拾取圖2-16中的直線L5與圓弧C2和直線L4與圓弧C1，則分別得到倒圓角圓弧C3和C4，如圖2-17所示。按照上述方法，改變倒圓角半徑為8，用鼠標(biāo)分別拾取圖2-16中的直線L6與直線L5和直線L4與直線L3，則分別得到倒圓角圓弧C5和C6，如圖2-17所示。改變倒圓角半徑為10，用鼠標(biāo)分別拾取圖2-16中的直線L7與直線L8、直線L8與直線L9和直線L9與直線L10，則分別得到倒圓角圓弧C7、C8和C9，如圖2-17所示。圖 2-17 圖 2-18步驟十四 刪除選擇 主菜單(Main Menu)-刪除(Delete)用鼠標(biāo)拾取圖2-17所示的直線L

9、1，則該直線被刪除，如圖2-18所示。步驟十五 存儲文件選擇 主菜單(Main Menu)-文件(File)-存儲(Save)在繪圖區(qū)出現(xiàn)如圖2-19所示的“選擇存儲文件名（Specify File Name to Write）”對話框，輸入文件名CH2_1_15后，用鼠標(biāo)單擊圖2-19右下部的“Save”按鈕。圖 2-192.2輪廓加工刀具路徑生成圖 2-20加工刀具路徑的生成是在造型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，即根據(jù)需要，要加工造型的那部分，就產(chǎn)生這部分的加工刀具路徑。產(chǎn)生刀具路徑時，造型的圖形一定是在繪圖區(qū)中。當(dāng)圖2-18所示的圖形在繪圖區(qū)中，產(chǎn)生此圖形外形輪廓的加工刀具路徑方法如下：步驟一 串

10、接被加工輪廓選擇 主菜單(Main Menu)-刀具路徑(Toolpaths)-輪廓加工(Contour)用鼠標(biāo)拾取圖2-20中被加工的輪廓，整個輪廓被串接，串接的起始點(diǎn)為圖2-20中的P1點(diǎn)，箭頭方向?yàn)榈毒咭苿臃较?。用鼠?biāo)單擊主菜單區(qū)中的“Done”，出現(xiàn)“刀具參數(shù)選擇（Tool parameters）”對話框，如圖2-21所示。步驟二 選擇刀具1將鼠標(biāo)移至圖2-21上部空白部分，單擊鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)圖2-22所示的彈出式菜單；2用鼠標(biāo)單擊圖2-22中的“從刀具庫選擇刀具(Get tool from library.)”，則得到圖2-23所示的“刀具管理（Tool Manager）”對話框，從

11、中選擇直徑為10mm的端銑刀(Endmill1 Flat)；3用鼠標(biāo)單擊圖2-23中的“OK”按鈕，則在圖2-21上部空白部分出現(xiàn)直徑為10mm端銑刀的圖標(biāo)，如圖2-24所示，切削速度、進(jìn)給量等加工參數(shù)按圖2-24中各項(xiàng)內(nèi)容設(shè)置。步驟三 輪廓加工參數(shù)設(shè)置用鼠標(biāo)單擊圖2-24上部的“輪廓參數(shù) (Contour parameters)”選項(xiàng)卡，則出現(xiàn)“定義輪廓加工參數(shù)”對話框，設(shè)置完畢后，如圖2-25所示。步驟四 輪廓加工刀具路徑生成用鼠標(biāo)單擊圖2-25的“確定”按鈕，則得到如圖2-26所示的加工刀具路徑；圖 2-21圖 2-22圖 2-23圖 2-24圖 2-25圖 2-26步驟五 存儲文件文件

12、名：C2.3輪廓加工刀具路徑的修改2.3.1 刀具路徑起始點(diǎn)的改變步驟一 讀取文件選擇 主菜單(Main Menu)-文件(File)-讀取(Get)文件名：C步驟二 進(jìn)入“操作管理”對話框選擇 主菜單(Main Menu)-刀具路徑(Toolpaths)-操作管理(Operations)得到圖2-27所示的“操作管理（Operations Manager）”對話框。圖 2-27步驟三 改變串接起始點(diǎn)1用鼠標(biāo)單擊輪廓加工刀具路徑項(xiàng)中的第三項(xiàng)“幾何圖形(Geometry-.)”，則得到圖2-28所示的“串接（Chain Manager）”對話框，同時，在繪圖區(qū)顯示輪廓加工串接時的起始點(diǎn)位置，用直

13、角坐標(biāo)標(biāo)志的原點(diǎn)表示，如圖2-29所示；圖 2-28 圖 2-292在圖2-28中，選中需要改變刀具路徑的串接項(xiàng)，如本例中的串接1(Chain 1)，單擊鼠標(biāo)右鍵，得到圖2-30所示的彈出式菜單；圖 2-30 圖 2-31 圖 2-323用鼠標(biāo)單擊圖2-30中的“起始點(diǎn)(Start point)”，進(jìn)入選擇刀具路徑起始點(diǎn)狀態(tài)，并在主菜單區(qū)中出現(xiàn)串接起始點(diǎn)選擇(Chain Start Point)菜單項(xiàng)，如圖2-31所示；4用鼠標(biāo)拾取圖2-29中直線上的位置P1，作為新的刀具路徑的起始點(diǎn)，則出現(xiàn)刀具路徑新起始點(diǎn)的直角坐標(biāo)標(biāo)志，如圖2-32所示；5用鼠標(biāo)單擊主菜單區(qū)中的“Done”，回到圖2-28

14、，單擊圖2-28中的“OK”按鈕，回到圖2-33；圖 2-33步驟四 重新生成刀具路徑1. 在圖2-33的“操作管理”對話框中，在刀具路徑組（Toolpath Group）的前面出現(xiàn)紅色叉號，說明有修改過的刀具路徑，此修改過的刀具路徑出現(xiàn)在刀具路徑第四項(xiàng)中有紅色叉號的位置，用鼠標(biāo)單擊圖2-33右上部“重新生成刀具路徑(Regen Path)”按鈕，則系統(tǒng)按照新的輪廓串接重新生成刀具路徑，如果重新生成成功，則紅色叉號消失，并在繪圖區(qū)顯示重新生成的刀具路徑，如圖2-34a所示，此刀具路徑的切削起始點(diǎn)如圖2-34b所示；刀具起始點(diǎn)圖 2-342. 用鼠標(biāo)單擊圖2-33的“OK”按鈕，退出刀具路徑操作

15、管理模式，刀具路徑起始點(diǎn)的改變而完成操作。步驟五 存儲文件文件名：Ch2_32.3.2 刀具路徑方向的改變在文件C所存儲的刀具路徑的方向是沿著工件輪廓順時針方向運(yùn)動的，如果要使刀具路徑的方向沿著工件輪廓逆時針方向運(yùn)動，操作步驟如下：步驟一 讀取文件文件名：C步驟二 改變刀具路徑方向可參照節(jié)步驟三的操作方法，得到圖2-30，用鼠標(biāo)單擊圖2-30中的“串接反向(Reverse chain)”，則回到圖2-28，并且在繪圖區(qū)得到刀具路徑反向的標(biāo)志，用直角坐標(biāo)標(biāo)志表示，如圖2-35所示。圖 2-35步驟三 重新生成刀具路徑與節(jié)步驟四相同，重新生成的刀具路徑與圖2-34相同。步驟四 存儲文件文件名：Ch

16、2_3_2.MC82.3.3 在深度方向增加分層切削次數(shù)對于厚度較大工件的輪廓加工，在深度方向需要分多次切削，完成工件的加工。深度方向的切削次數(shù)及每次切削的厚度可用下述操作完成。步驟一 讀取文件文件名：C步驟二 進(jìn)入“操作管理”對話框按下鍵盤上的Alt鍵和字母O?。ˋlt+O），則進(jìn)入圖2-27。步驟三 在深度方向增加分層切削次數(shù)1. 用鼠標(biāo)單擊圖2-27中輪廓加工刀具路徑中的第一項(xiàng)“參數(shù)（Parameters）”，進(jìn)入圖2-24；2. 用鼠標(biāo)單擊前圖2-24上部的“輪廓參數(shù) (Contour parameters)”選項(xiàng)卡，進(jìn)入圖2-25，單擊圖2-25的“切削深度(Depth cuts.)

17、”按鈕左邊的復(fù)選框，使其有效，則方框內(nèi)出現(xiàn)對勾，切削深度控制功能有效，該按鈕內(nèi)的字由原來無效時的灰色變?yōu)橛行r的黑色，其他設(shè)置內(nèi)容與圖2-25相同；3. 用鼠標(biāo)單擊經(jīng)過改變后的“定義輪廓加工參數(shù)”對話框（類似于圖2-25）中的“深度切削(Depth cuts.)”按鈕，進(jìn)入“深度切削”對話框，設(shè)置完畢后，如圖2-36所示；圖 2-364. 用鼠標(biāo)單擊圖2-36的“OK”按鈕，回到圖2-25。5. 用鼠標(biāo)單擊圖2-25的“確定”按鈕，回到圖2-33。步驟四 重新生成刀具路徑與節(jié)步驟四相同，重新生成的刀具路徑如圖2-37a所示，圖2-37b為刀具路徑局部放大圖，在深度（共12mm）方向切削刀具路徑

18、共有四次，在圖2-37b中，分別用數(shù)字1、2、3和4表示，刀具路徑1、2和3為粗加工刀具路徑，刀具路徑4為精加工刀具路徑。圖 2-37步驟五 存儲文件文件名：Ch2_32.3.4 在輪廓方向增加粗、精加工次數(shù)對于要求較高的輪廓表面，一般都要分成粗、精加工完成，粗加工的余量較大，精加工余量較小。粗、精加工余量的具體數(shù)值，一般要視被加工質(zhì)量要求、工藝系統(tǒng)組成、刀具材料、工件材料等確定。下面以節(jié)的例子，說明在輪廓方向增加粗、精加工次數(shù)的方法。步驟一 讀取文件文件名：C步驟二 在輪廓方向增加粗、精加工次數(shù)1. 按照節(jié)步驟二和三的方法，進(jìn)入“輪廓（Contour）”對話框，如圖2-25所示，用鼠標(biāo)單擊圖

19、2-25中 “切削次數(shù)(Multi passes.)”按鈕左邊的復(fù)選框，使其有效，其他設(shè)置內(nèi)容與圖2-25相同；2. 用鼠標(biāo)單擊經(jīng)過改變后的“定義輪廓加工參數(shù)”對話框（類似于圖2-25）中的“切削次數(shù)(Multi passes.)”按鈕，進(jìn)入“切削次數(shù)（Multi passes）”對話框，設(shè)置完畢后，如圖2-38所示；圖 2-383. 其他操作同節(jié)的相應(yīng)操作。步驟三 重新生成刀具路徑與節(jié)步驟四相同，重新生成的刀具路徑如圖2-39a所示，圖2-39b為刀具路徑局部放大圖，在輪廓方向切削刀具路徑共有三次，在圖2-39b中，分別用數(shù)字1、2和3表示，其中刀具路徑1和2為粗加工刀具路徑，刀具路徑3為精

20、加工刀具路徑，數(shù)字4表示工件外形輪廓。圖 2-39步驟四 存儲文件文件名：Ch2_3_4.MC82.3.5 增加切入、切出刀具路徑為了平穩(wěn)切入和切出工件以及提高工件切入和切出部分的加工質(zhì)量，需要增加切入、切出刀具路徑。增加切入、切出刀具路徑的方法如下：步驟一 讀取文件文件名：C步驟二 增加切入、切出刀具路徑1按照節(jié)步驟二和三的方法，進(jìn)入“輪廓（Contour）”對話框，如圖2-25所示，用鼠標(biāo)單擊圖2-25下部的“切入、切出(Lead in/out.)”按鈕左邊的復(fù)選框，使其有效，其他設(shè)置內(nèi)容與圖2-25相同；2用鼠標(biāo)單擊經(jīng)過改變后的“輪廓（Contour）”對話框（類似于圖2-25）中的“切

21、入、切出(Lead in/out.)”按鈕，進(jìn)入“切入、切出(Lead in/out.)”對話框，設(shè)置完畢后，如圖2-40所示；圖 2-403其他操作同節(jié)的相應(yīng)操作。步驟三 重新生成刀具路徑與節(jié)步驟四相同，重新生成的刀具路徑如圖2-41所示。步驟四 存儲文件文件名：Ch2_3_5.MC8圖 2-412.4 倒角刀具路徑的生成要在圖2-2所示的輪廓加工方法加工出的工件基礎(chǔ)上，在上表面沿著輪廓線倒角，形成如圖2-42所示的圖形。圖 2-42 圖2-43倒角刀具路徑的生成步驟如下：步驟一 讀取文件文件名：C步驟二 進(jìn)入“操作管理”對話框按下鍵盤上的Alt鍵和字母O?。ˋlt+O），得到圖2-27。步

22、驟三 復(fù)制輪廓加工操作1. 用鼠標(biāo)單擊輪廓加工刀具路徑，使其選中，按住鼠標(biāo)右鍵，并移動鼠標(biāo)至該加工刀具路徑的第四項(xiàng)NCI文件，松開鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)彈出式菜單，如圖2-43所示；2. 用鼠標(biāo)單擊圖2-43中的“復(fù)制到后(Copy after)”，復(fù)制操作完成，得到圖2-44。步驟四 調(diào)入倒角加工刀具1. 用鼠標(biāo)單擊圖2-44中刀具路徑2中第一項(xiàng)參數(shù)(Parameters)，進(jìn)入“刀具參數(shù)”選項(xiàng)卡，如圖2-45所示，將此對話框中的注釋（Comment）框中的內(nèi)容改為：Ch2 Chamfer；2. 調(diào)用直徑為25mm的倒角銑刀(Chamfer Mill) (注意：此時的刀具庫文件名應(yīng)為：BIG_MM.

23、TL8)，則在圖2-45所示的空白部分出現(xiàn)直徑為25mm倒角銑刀的圖標(biāo)。圖 2-44圖 2-45步驟五 確定倒角加工參數(shù)1. 用鼠標(biāo)單擊圖2-45上部的“輪廓參數(shù) (Contour parameters)”選項(xiàng)卡，進(jìn)入“定義輪廓加工參數(shù)”對話框，選擇左下角的“輪廓加工類型（Contour）”為“2D倒角（2D chamfer）”，則在左下角的倒角按鈕有效，其上的文字倒角(Chamfer)由灰色變成黑色，如圖2-46所示；圖 2-462. 用鼠標(biāo)單擊圖2-46中的“倒角(Chamfer)”按鈕，則進(jìn)入“倒角（Chamfering）”對話框，設(shè)置完畢后，如圖2-47所示；圖 2-473. 其他操作同節(jié)的相應(yīng)操作。步驟六 重新生成刀具路徑與節(jié)步驟四相同，重新生成的倒角刀具路徑如圖2-48所示。圖 2-48步驟七 毛坯形狀及外形尺寸的確定選擇 主菜單(Main Menu)-刀具路徑(Toolpaths)-毛坯設(shè)置(Job setup)進(jìn)入“毛坯設(shè)置（Job Se