MasterCAM軟件的二維刀具路徑中的外形銑削、一般挖槽、使用島嶼深度挖槽和邊界再加工挖槽，都可以完成偏心工件外形輪廓的加工。但選擇不同的刀具路徑加工偏心，會(huì)對(duì)偏心工件凸臺(tái)側(cè)壁和與其相鄰的底座上平面產(chǎn)生異樣的效果。研究這些MasterCAM軟件二維刀具路徑，對(duì)偏心工件的加工效果，對(duì)深人理解二維刀具路徑之間的區(qū)別和聯(lián)系、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，進(jìn)而優(yōu)選刀具路徑對(duì)特殊結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工，以期達(dá)到其加工精度，有著重要的意義。

1 偏心工件在MasterCAM中加工過(guò)程

　　圖1所示工件由下部的外圓底座和上部的方形偏心凸臺(tái)構(gòu)成。偏心工件在MasterCam中加工過(guò)程是:首先，建立偏心工件的二維模型;然后，對(duì)偏心工件進(jìn)行工藝分析，制定各種可行的工藝方案;接著，按制定的工藝方案，對(duì)偏心工件形成刀具路徑并進(jìn)行切削驗(yàn)證。

2 建立偏心工件二維模型及設(shè)置毛坯

　　使用系統(tǒng)默認(rèn)的構(gòu)圖面(俯視圖)、工作深度(Z=0)和刀具面(關(guān))。在主菜單中依次點(diǎn)擊:繪圖一圓弧一點(diǎn)直徑圓，用鍵盤(pán)在提示區(qū)輸入80,鼠標(biāo)點(diǎn)選主菜單中的原點(diǎn)。確定所繪制圓的圓心;在主菜單中依次點(diǎn)擊:繪圖一矩形—點(diǎn).在對(duì)話框中輸人高度20,寬度20,用鍵盤(pán)輸入矩形中點(diǎn)坐標(biāo)(0,20)完成偏心工件二維圖形的建模，如圖2所示。

　　毛坯可選擇邊長(zhǎng)超過(guò)外圓輪廓2mm的長(zhǎng)方體，即84mmx84mmx15m，的長(zhǎng)方體毛坯。

　　在主菜單中依次點(diǎn)擊:刀具路徑一工作設(shè)定，打開(kāi)工作設(shè)定對(duì)話框，點(diǎn)擊“邊界盒”按鈕，打開(kāi)”繪制邊界盒“，對(duì)話框，輸人X,Y方向延伸，如圖3所示。

點(diǎn)擊“確定”按鈕，返回“工作設(shè)定”對(duì)話框，在Z下邊的欄中輸人工件厚度，完成毛坯設(shè)置，如圖4所示。

3 偏心工件工藝分析

　　圖1中的偏心工件，需要加工的輪廓有:由圓柱面圍成的外圓輪廓A ,4個(gè)長(zhǎng)方形圍成的凸臺(tái)側(cè)面輪廓B及外圓輪廓和凸臺(tái)輪廓之間的平面CoB輪廓和C平面的加工，一般在一個(gè)工步中完成。

　　第一種加工順序—先加工凸臺(tái)輪廓B和平面C,再加工外團(tuán)輪廓A。加工凸臺(tái)輪廓8和平面C時(shí).刀具路徑需要延伸到毛坯寬度，這個(gè)順序增加了加工凸臺(tái)輪廓B和平面C時(shí)的刀具路徑。

　　第二種順序—先加工外圓輪廓A，再加工凸臺(tái)輪廓B和C。在加工好外圓輪廓A后，加工凸臺(tái)輪廓B和C時(shí)，只需要在輪廓A和輪廓B之間的區(qū)域C形成刀具路徑。

　　可見(jiàn)，第二種順優(yōu)于第一種順序，選擇第一種順序先加工輪廓A后加工輪廓B和C。

　　輪廓A可用外形銑削進(jìn)行加工。輪廓B和平面C也可以用外形鐵削進(jìn)行加工。但是需要采用多次平面銑削，即通過(guò)多次走刀，才能去除毛坯在平面G和頂面之間的材料。

　　挖槽共有5種加工型式。其中3種型式可以用來(lái)加工平面C同時(shí)形成輪廓B:一般挖槽;邊界再加工;使用島嶼深度挖槽。

　　所以，圖1中的偏心工件有4種工藝方案:

　　(1)外形銑削先加工輪廓A.再外形銑肖」加工輪廓B和C;

　　(2)外形銑削先加工輪廓A，然后用一般挖槽加工平面C形成輪廓B;

　　(3)外形銑削先加工輪廓A.采用使用島嶼深度挖槽進(jìn)行平面C和輪廓8的加工;

　　(4)外形銑削先加工輪廓A，接著用邊界再加工完成平面C和輪廓B。

4 對(duì)偏心工件形成刀具路徑

　　4種加工方案，邦是先對(duì)偏心工件輪廓A進(jìn)行外形銑削加工。

　　4.1偏心工件輪廓A刀具路徑形成

　　在主菜單中依次點(diǎn)擊:刀具路徑一外形銑削，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊輪廓線A左端，打開(kāi)外形銑削對(duì)話框，在刀具參數(shù)中右擊外形銑削對(duì)話中的最大窗口，從刀具庫(kù)選擇刀具Φ8mm立銑刀。其余參數(shù)根據(jù)刀具材料、工件材料等輸人適當(dāng)?shù)毒邊?shù)，如圖5所示。

　　在外形銑削參數(shù)中，選擇外形銑削型式“2D",愉人深度-16，在“Z軸分層銑深”和“進(jìn)/退刀向童”按鈕前打“ √ ”,如圖6所示。

　　鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊“Z軸分層銑深”按鈕。打開(kāi)Z軸分層銑深設(shè)定”對(duì)話框，輸人最大粗切深度1。其余參數(shù)采用缺省值，如圖7所示。

　　經(jīng)過(guò)確認(rèn)后，形成的刀具路徑如圖8所示。

　　鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊主功能區(qū)“公用管理一實(shí)休檢測(cè)”.進(jìn)入實(shí)體檢測(cè)界面，如圖9所示。

　　鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊進(jìn)行實(shí)體切削驗(yàn)證.完成外圓輪廓A的加工。如圖10所示。

4.2加工輪廓B和C

　　加下輪廓B和C:有4種方法，分別聞述如下:

　　(1)外形銑削加T輪廓8和C在主菜單中依次點(diǎn)擊:刀具路徑-外形銑削，用標(biāo)左鍵點(diǎn)擊輪廓線R左端，打開(kāi)外形銑削對(duì)話框。在外形銑削參數(shù)中，輸人深度-5，在“平面多次銑削”按鈕前打“√”鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊’“平面多次銑削’按鈕打開(kāi)XY平面多次銑削”對(duì)話框，輸人粗銑次數(shù)6其余采用與本文4.1節(jié)偏心下件輪K廓A刀具具路徑形成過(guò)程中相同的設(shè)置形成的刀具路裕如圖11所示。

　　對(duì)外形銑削加工輪廓B和C進(jìn)行實(shí)體切削驗(yàn)證，如圖12所示。

　　(2)一般挖槽加工輪廓B和C。在主菜單中依次點(diǎn)擊:刀具路徑一挖槽，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊輪廓線A和輪廓B,打開(kāi)挖槽對(duì)話框。采用與外形銑削加工輪廓B和C時(shí)相同的刀具參數(shù):選擇挖槽加1，型式”一般挖槽”。輸人深度-5;在“分層銑深”按鈕前打“√”.點(diǎn)擊“分層銑深”按鈕打開(kāi)“Z軸分層銑深設(shè)定”對(duì)話框，設(shè)置“最大粗切深度”為1mm;在粗切/精修參數(shù)中.在“螺旋式下刀”按鈕前打“√”形成的刀具路徑如圖13所示。

　　經(jīng)過(guò)刀具模擬后進(jìn)行實(shí)體切削臉證如圖14。

　　(3)使用島嶼深度挖槽加工輪廓B和C在挖槽參數(shù)中，選擇“使用島嶼深度挖槽”，標(biāo)左鍵點(diǎn)擊挖槽加工型式下邊的“邊界再加工”按鈕。將“邊界再加工對(duì)話框中的參數(shù)全設(shè)置為０。如圖15所示:

　　其余步驟和設(shè)置與一般挖槽加工輪廓B和C相同，形成的刀具路徑和經(jīng)過(guò)刀具模擬后進(jìn)行實(shí)體切削驗(yàn)證效果相同甲見(jiàn)圖13和圖14。

　　(4)邊界再加工挖槽加工輪廓B和C。在挖槽參數(shù)中，選擇挖槽加工型式“邊界再加工”，點(diǎn)擊“邊界再加工”按鈕。打開(kāi)‘’邊界再加工”對(duì)話框。輸人重疊量0.2進(jìn)刀引線長(zhǎng)度0，退刀引線長(zhǎng)度0，如圖16所示。

　　其余步驟和設(shè)置，與一般挖槽加工輪廓B和C相同。形成的刀具路徑如圖17所示。經(jīng)過(guò)刀具模擬后講行實(shí)體切削驗(yàn)證如圖18所示。

5 選擇最佳刀具路徑

　　比較上述各種方法的刀具路徑和實(shí)體切削驗(yàn)證效果，明顯可知:

　　方法(1)外形銑削加工輪廓B和C達(dá)到了圖紙要求，但浪費(fèi)了許多刀具路徑;

　　方法(2)一般挖槽加工輪廓B和C以及方法(3)使用島嶼深度挖擂加工輪廓B和C--平面C在外圓輪廓A附近有一圈柵欄似的殘料沒(méi)有去除。需要另作輔助輪廓線，以延長(zhǎng)刀具路徑去除殘料。

　　方法(4)邊界再加工挖梢加工輪廓B和C只需通過(guò)修改“邊界再加工”對(duì)話框中幾個(gè)參數(shù)，就可以去除殘料，達(dá)到圖紙要求。

　　比較上述加工輪廓B和C的刀具路徑，邊界再加工挖槽既不用做輔助線，增加工作量;也不會(huì)留下邊界殘料，最適合于對(duì)偏心工件的加工。

6 結(jié)束語(yǔ)
　　本文通過(guò)比較MasterCAM刀具路徑效果，得出邊界再加工的挖槽刀具路徑最適合于對(duì)偏心工件進(jìn)行加工的結(jié)論。有助于深人理解MasterCAM二維刀具路徑，優(yōu)選刀具路徑對(duì)各種特殊結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工.以達(dá)到其加工精度的要求。