数控机床编程七-Master CAM综合应用实例四
7.3.2 曲面编程实例
图7-102所示为某新款手表外壳的手板，材料为进口的不锈钢。下面说明其加工工艺和使用MasterCAM编程的加工参数。
1．零件造型用MasterCAM 8.0完成此零件的曲面模型，如图7-103所示。
2．零件加工顺序
（1）曲面粗加工：使用φ6mm的高速钢球头刀加工。
（2）曲面精加工：使用φ3mm的硬质合金球头刀加工。（3）轮廓精加工：用φ2mm的硬质合金平头刀加工。（4）刻线：使用自已磨的划线刀。
3．程序编制
（1）曲面粗加工：
1）工艺分析 使用直径为Φ6mm的高速钢球头刀进行加工，设置机床主轴转速为2000r/min，切削进给为350mm/min。因为加工余量不大，故可选用曲面平行式精加工方式，这样提刀少，效率高。选择曲面平行式精加工方式，选取精加工曲面，在主功能菜单依次点击“主菜单→刀具路径→曲面加工→曲面精加工→平行铣削”选项。系统提示选取加工曲面，在曲面子菜单上点击“所有的”，接着点击“曲面”，选择所有的曲面作为加工对象，返回到曲面子菜单，点单“执行”，完成曲面选择。
2）选取加工刀具，设置加工类型及参数
①选刀：打开曲面平行精加工方式对话框的“刀具参数”选项，在刀具栏空白处单击鼠标右键，在弹出菜单中选“从刀具库中选取刀具”，系统弹出刀具选择对话框，选一把直径为φ6mm的球头刀，刀号为1。设定主轴转速为2000，切削进给为350，插入进给为150，冷却液为“喷油”，其余默认值。
②单击“平行铣削精加工参数”选项，设置曲面加工参数，安全平面高度为50，绝对方式；设置刀具 回退高度为50，绝对方式；慢速下刀起始距离为2，相对方式；刀长补正到刀尖；加工预留量为0.3；选取底平面为安全检查面，并留余量为0.1，其余默认值。
③单击“平行铣削精加工参数”选项，设置平行铣加工参数：加工公差为0.1；切削行间距0.3；加工方式为来回铣削，切削角度为90度。
④生成刀具路径。进行完所有参数的设置后，单击“确定”按钮，系统提示选择边界，点击“执行”完成边界的设定，系统即按设置的参数计算出刀具路径，如图7-104所示，在主功能区依次点击“主功能菜单→刀具路径 →操作管理”，进入操作管理菜单，选中要产生加工程序的操作， 点击执行后处理进入后处理 程式菜单。默认后处理程序 为FANUC系统，即MPFAN.PST， 点击确定，经后处理程序生成NC 程序，即可用于加工。
2、曲面精加工
（1）工艺分析使用直径为φ3mm的硬质合金球头刀进行加工，设置机床主轴转速为3800r/min，切削进给为500mm/min。
（2）选择曲面平行式精加工方式，选取精加工曲面，操作与粗加工相同。
（3）选取加工刀具，设置加工类型及参数。
1）选刀的操作与粗加工相同，选一把直径为φ3mm的球头刀，设定主轴转速为3800，切削进给为500，插入进给为300，程序号为2，其余参数与粗加工相同。
2）单击“曲面参数”选项，设置曲面加工参数。加工预留量为0.05，为后序打磨留余量，同样选取底平面为安全检查面，并留余量为0.5 ，其余参数与粗加工相同。
3）单击“曲面平行精加工参数”选项，设置平行铣加工参数。设置加工公差为0.01，切削行间距0.1，加工方式为来回铣，切削角度为90度。其余与粗加工相同。
4）生成刀具路径。操作与粗加工相同，产生刀具路径。
3．外形轮廓精加工
（1）工艺分析 轮廓宽度和深度都是0.5mm，圆角半径为1.75mm，因为使用三轴联动加工中心制作，为保证形状精度，用直径为φ2mm的硬质合金立铣刀进行加工。设置机床主轴转速成为3500r/min，切削进给为300mm/min，考虑到刀具的切削负荷，所以深度分层切削，每层深度为0.03mm。选择轮廓铣削加工，选取加工工件3D曲线，该曲线为刀中线，并已投影到工件的底部曲面上。
1)在主功能菜单依次点击“主功能菜单→刀具路径→外形铣削”选项。
2)系统提示选取外形铣削加工的外形边界，将视图设置为侧视图。选取加工外形的3D曲线，注意箭头方向，为逆时针，它决定是顺铣还是逆铣，此时为顺铣，这样表面精度好。
(3)选取加工刀具，设置加工类型及参数
1）选刀：打开外形铣削对话框的选项卡，选直径为φ2mm的立铣刀，刀号为3，设置主轴转速为3500，切削进给为300，插入进给为300，冷却液为开，程序号为3，其余默认值。
2）单击“外形参数”按钮，系统显示3D外形铣削加工。设置高度参数：设置慢速下刀起始距离为0，毛坯高度为-1.3，不使用刀具半径补正，加工预留量为0，其余与粗加工相同。
4）激活深度切削“切削深度”，不安排精加工，每次切削深度为0.03，第次切削后不抬刀。
5）激活进退刀选项，设置直线和圆弧切向进退刀，以避免刀具的损坏和提高工件表面质量。
6）生成刀具路径。操作 与粗加工相同，产生刀具 路，如图105所示。
4．刻线
（1）工艺分析 在表带两侧曲面上共刻8条线，深度为0.1。使用自己磨的刻线刀，形状如图7-106所示。用直径6mm的高速钢棒，先磨出锥度，再磨去一半，最后倒出后角和避空，设置机床主轴转速成为5000r/min，切削进给为300mm/min，考虑到刀具小，为减少切削负荷，所以深度分层切削，每层深度为0.01mm。
（2）选择轮廓铣削方式，选取要刻的8条3D曲线，曲线为刀中线，并已投影到表壳曲面上。
1）在主功能菜单依次点击“主功能菜单→刀具路径→外形铣削”选项。
2）系统提示选取外形铣削加工的外形边界，将视图设置为顶视图，选取要加工的8条3D曲线。注意箭头方向：左边的四条线箭头从左向右，右边的四条线箭头从右向左，它们决定了加工方向，保证从底处向高处加工，防止因顶底而断刀。
（3）选取加工刀具，设置加工类型及参数
1）选刀：系统打开外形轮廓对话框的选项卡，选直径为φ1mm的球头刀，刀号为4。设置主轴转速5000，切削进给为300， 插入进给为300， 冷却液开， 程序 号为4，其余默认 值，实际用图106 所示 的刀具。
2）单击“外形铣削参数”按钮，系统显示3D外形铣削加工。
3）设置高度参数：安全平面高度为20，绝对方式；刀具回退高度为20，绝对方式；慢速下刀起始距离为0，增量方式；毛坯高度为-4.95，绝对方式；不使用刀具半径补正；加工预留量XY和Z都为0；其他参数都为0。
4）激活深度切削，不安排精加工，每次切削深度为0.01，每次切削后抬刀，其他参数按默认值。
5）激活进退刀选项，设置直线进刀，长度为200%，即2.0mm，以避免刀具的损坏，其他都为0。
（4）生成刀具路径 操作与粗加工相同，产生刀具路径，如图7-107所示。
图7-102所示为某新款手表外壳的手板，材料为进口的不锈钢。下面说明其加工工艺和使用MasterCAM编程的加工参数。
1．零件造型用MasterCAM 8.0完成此零件的曲面模型，如图7-103所示。
2．零件加工顺序
（1）曲面粗加工：使用φ6mm的高速钢球头刀加工。
（2）曲面精加工：使用φ3mm的硬质合金球头刀加工。（3）轮廓精加工：用φ2mm的硬质合金平头刀加工。（4）刻线：使用自已磨的划线刀。
3．程序编制
（1）曲面粗加工：
1）工艺分析 使用直径为Φ6mm的高速钢球头刀进行加工，设置机床主轴转速为2000r/min，切削进给为350mm/min。因为加工余量不大，故可选用曲面平行式精加工方式，这样提刀少，效率高。选择曲面平行式精加工方式，选取精加工曲面，在主功能菜单依次点击“主菜单→刀具路径→曲面加工→曲面精加工→平行铣削”选项。系统提示选取加工曲面，在曲面子菜单上点击“所有的”，接着点击“曲面”，选择所有的曲面作为加工对象，返回到曲面子菜单，点单“执行”，完成曲面选择。
2）选取加工刀具，设置加工类型及参数
①选刀：打开曲面平行精加工方式对话框的“刀具参数”选项，在刀具栏空白处单击鼠标右键，在弹出菜单中选“从刀具库中选取刀具”，系统弹出刀具选择对话框，选一把直径为φ6mm的球头刀，刀号为1。设定主轴转速为2000，切削进给为350，插入进给为150，冷却液为“喷油”，其余默认值。
②单击“平行铣削精加工参数”选项，设置曲面加工参数，安全平面高度为50，绝对方式；设置刀具 回退高度为50，绝对方式；慢速下刀起始距离为2，相对方式；刀长补正到刀尖；加工预留量为0.3；选取底平面为安全检查面，并留余量为0.1，其余默认值。
③单击“平行铣削精加工参数”选项，设置平行铣加工参数：加工公差为0.1；切削行间距0.3；加工方式为来回铣削，切削角度为90度。
④生成刀具路径。进行完所有参数的设置后，单击“确定”按钮，系统提示选择边界，点击“执行”完成边界的设定，系统即按设置的参数计算出刀具路径，如图7-104所示，在主功能区依次点击“主功能菜单→刀具路径 →操作管理”，进入操作管理菜单，选中要产生加工程序的操作， 点击执行后处理进入后处理 程式菜单。默认后处理程序 为FANUC系统，即MPFAN.PST， 点击确定，经后处理程序生成NC 程序，即可用于加工。
2、曲面精加工
（1）工艺分析使用直径为φ3mm的硬质合金球头刀进行加工，设置机床主轴转速为3800r/min，切削进给为500mm/min。
（2）选择曲面平行式精加工方式，选取精加工曲面，操作与粗加工相同。
（3）选取加工刀具，设置加工类型及参数。
1）选刀的操作与粗加工相同，选一把直径为φ3mm的球头刀，设定主轴转速为3800，切削进给为500，插入进给为300，程序号为2，其余参数与粗加工相同。
2）单击“曲面参数”选项，设置曲面加工参数。加工预留量为0.05，为后序打磨留余量，同样选取底平面为安全检查面，并留余量为0.5 ，其余参数与粗加工相同。
3）单击“曲面平行精加工参数”选项，设置平行铣加工参数。设置加工公差为0.01，切削行间距0.1，加工方式为来回铣，切削角度为90度。其余与粗加工相同。
4）生成刀具路径。操作与粗加工相同，产生刀具路径。
3．外形轮廓精加工
（1）工艺分析 轮廓宽度和深度都是0.5mm，圆角半径为1.75mm，因为使用三轴联动加工中心制作，为保证形状精度，用直径为φ2mm的硬质合金立铣刀进行加工。设置机床主轴转速成为3500r/min，切削进给为300mm/min，考虑到刀具的切削负荷，所以深度分层切削，每层深度为0.03mm。选择轮廓铣削加工，选取加工工件3D曲线，该曲线为刀中线，并已投影到工件的底部曲面上。
1)在主功能菜单依次点击“主功能菜单→刀具路径→外形铣削”选项。
2)系统提示选取外形铣削加工的外形边界，将视图设置为侧视图。选取加工外形的3D曲线，注意箭头方向，为逆时针，它决定是顺铣还是逆铣，此时为顺铣，这样表面精度好。
(3)选取加工刀具，设置加工类型及参数
1）选刀：打开外形铣削对话框的选项卡，选直径为φ2mm的立铣刀，刀号为3，设置主轴转速为3500，切削进给为300，插入进给为300，冷却液为开，程序号为3，其余默认值。
2）单击“外形参数”按钮，系统显示3D外形铣削加工。设置高度参数：设置慢速下刀起始距离为0，毛坯高度为-1.3，不使用刀具半径补正，加工预留量为0，其余与粗加工相同。
4）激活深度切削“切削深度”，不安排精加工，每次切削深度为0.03，第次切削后不抬刀。
5）激活进退刀选项，设置直线和圆弧切向进退刀，以避免刀具的损坏和提高工件表面质量。
6）生成刀具路径。操作 与粗加工相同，产生刀具 路，如图105所示。
4．刻线
（1）工艺分析 在表带两侧曲面上共刻8条线，深度为0.1。使用自己磨的刻线刀，形状如图7-106所示。用直径6mm的高速钢棒，先磨出锥度，再磨去一半，最后倒出后角和避空，设置机床主轴转速成为5000r/min，切削进给为300mm/min，考虑到刀具小，为减少切削负荷，所以深度分层切削，每层深度为0.01mm。
（2）选择轮廓铣削方式，选取要刻的8条3D曲线，曲线为刀中线，并已投影到表壳曲面上。
1）在主功能菜单依次点击“主功能菜单→刀具路径→外形铣削”选项。
2）系统提示选取外形铣削加工的外形边界，将视图设置为顶视图，选取要加工的8条3D曲线。注意箭头方向：左边的四条线箭头从左向右，右边的四条线箭头从右向左，它们决定了加工方向，保证从底处向高处加工，防止因顶底而断刀。
（3）选取加工刀具，设置加工类型及参数
1）选刀：系统打开外形轮廓对话框的选项卡，选直径为φ1mm的球头刀，刀号为4。设置主轴转速5000，切削进给为300， 插入进给为300， 冷却液开， 程序 号为4，其余默认 值，实际用图106 所示 的刀具。
2）单击“外形铣削参数”按钮，系统显示3D外形铣削加工。
3）设置高度参数：安全平面高度为20，绝对方式；刀具回退高度为20，绝对方式；慢速下刀起始距离为0，增量方式；毛坯高度为-4.95，绝对方式；不使用刀具半径补正；加工预留量XY和Z都为0；其他参数都为0。
4）激活深度切削，不安排精加工，每次切削深度为0.01，每次切削后抬刀，其他参数按默认值。
5）激活进退刀选项，设置直线进刀，长度为200%，即2.0mm，以避免刀具的损坏，其他都为0。
（4）生成刀具路径 操作与粗加工相同，产生刀具路径，如图7-107所示。
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