Mastercam教程－8.曲面的三轴加工刀具路径（图文教程）

    曲面加工是任何CAD/CAM软件主要解决的问题，也是研究领域的一个主要课题。曲面目前主要通过三种方法加工，第一种是三轴加工，是比较成熟的一种技术，也是目前CAD/CAM软件的主要内容，   MasterCAM提供了多种三轴加工方法，包括粗加工、精加工和清角加工，这些内容也是本章介绍的内容；第二种是四轴加工；第三种是五轴加工。后两种加工方法目前面临着许多研究课题，正处于研究应用阶段。因此，曲面的四轴和五轴加工，相对三轴加工而言，方法要少得多。

8.1 粗加工方法的应用

    粗加工的目的是最大限度地切除工件上的多余材料。如何发挥刀具的能力和提高生产率是粗加工的目标，粗加工中，一般采用平底端铣刀。

    MasterCAM提供了多种粗加工方法，如平行、放射、投影、流线、轮廓、挖槽和插削加工方法，其中有四种方法，即平行、流线、轮廓和放射加工方法，与相应精加工方法基本相同，唯一的区别是粗加工中有Z向切削深度改变的功能。由于流线粗加工在《MasterCAM实用教程》（苟琪等编著，机械工业出版社，2001年5月）一书中有详细的介绍，本节只介绍其他粗加工方法的特点及应用场合，并给出其应用的典型事例，结合事例说明如何选择粗加工方法及其参数设置要点、刀具路径修正应用的场合及应用方法，并介绍根据加工需要设计图形的方法以及实体设计的方法。

    有关各种粗加工方法的详细操作步骤可参阅《MasterCAM实用教程》（苟琪等编著，机械工业出版社，2001年5月）。

8.1.1 平行加工方法（Parallel）

    平行加工方法是一个简单、用效和常用的粗加工方法，加工刀具路径平行于某一给定方向，用于工件形状中凸出物和沟槽较少的情况。

图  8-1

步骤一 读入文件

    选择 主菜单(Main Menu)-文件(File)-读取(Read)

    文件名为：Ch8_1_1_1.MC8

    该文件存储的零件图形将显示于绘图区，如图8-1所示，图中的虚线表示毛坯的线框轴测图，实线部分表示用于加工的曲面。

步骤二 平行粗加工刀具路径的生成

1．选择 主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-曲面(Surface)--粗加工(Rough)-平行加工(Parallel)-凸出型(Boss)-所有(All)-曲面(Surfaces)-完成(Done)

2．进入“平行粗加工刀具参数设置”对话框，选择直径为20mm的端铣刀；

3．用鼠标单击图8-2上部的“曲面参数（Surface parameters）”选项卡，进入“平行粗加工曲面参数”对话框，设置完毕后，如图8-2所示；

图  8-2

4．用鼠标单击图8-2中的“方向（Direction…）”按钮，进入“进刀/提刀方向（Plunge/Retract）设置”对话框，设置完毕后，如图8-3所示，单击图8-3中的“OK”按钮；

图  8-3

5．用鼠标单击图8-2上部的“平行粗加工参数（Rough parallel parameters）”选项卡，进入“平行粗加工参数设置”对话框，设置完毕后，如图8-4所示；

图  8-4

6．用鼠标单击图8-4中的“切削深度（Cut depths…）”按钮，进入“切削深度设置”对话框，设置完毕后，如图8-5所示，单击图8-5中的“OK”按钮，回到图8-4；

图  8-5

7. 用鼠标单击图8-4中的“确定”按钮，则得到平行粗加工刀具路径，图8-6为加工过程仿真后的结果。

图  8-6

步骤三 存储文件

    选择 主菜单(Main Menu)-文件(File)-存储(Save)

    文件名为：Ch8_1_1_2.MC8

该文章所属专题：Mastercam教程

8.1.2 放射加工方法（Radial）

    放射加工方法适用于具有回转特征的零件形状。由于CAD/CAM软件中，设计与加工（生成刀具路径）是两个不同的概念，如果只是为了生成某个零件的加工刀具路径，可以根据加工的需要进行设计和造型，这样可以简化设计，节省时间。如在下面的例子中的图8-7所示，由于具有三个相同的凸台，而且凸台造型时，需要编辑曲面，比较浪费时间。因此，本例采用只设计出一个凸台，产生其放射粗加工和精加工刀具路径，再用编辑生成刀具路径的方法，生成其余另两个凸台的刀具路径。此思路和方法是一个普遍方法，读者可以悉心体会。

图  8-7

步骤一 读入文件

    文件名为：Ch8_1_2_1.MC8

    该文件存储的零件图形如图8-8所示；

图  8-8

步骤二 放射粗加工刀具路径的生成

1．选择 主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-曲面(Surface)--粗加工(Rough)-放射加工(Radial)-不指定(Unspecified)-所有(All)-曲面(Surfaces)-完成(Done)

2．进入“放射粗加工刀具参数设置”对话框，选择直径为15mm的端铣刀；

3．用鼠标单击图8-9上部的“曲面参数（Surface parameters）”选项卡，进入“粗加工曲面参数设置”对话框，设置完毕后，如图8-9所示；

4．用鼠标单击图8-9上部的“放射粗加工参数（Rough radial parameters）”选项卡，进入“放射粗加工参数设置”对话框，设置完毕后，如图8-10所示；

5．用鼠标单击图8-10中的“确定”按钮，单击主菜单区的“原点（Origin）”，得到放射粗加工刀具路径。

图  8-9

图  8-10

步骤三 放射粗加工刀具路径的旋转复制

    用4.2节的方法旋转复制放射粗加工刀具路径，可以得到图8-7所示零件的放射粗加工刀具路径。

步骤四 放射精加工刀具路径的生成

1．选择 主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-曲面(Surface)--精加工(Finish)-放射加工(Radial) -所有(All)-曲面(Surfaces)-完成(Done)

2．进入“放射精加工刀具参数设置”对话框，选择直径为6mm的球铣刀；

3．“放射精加工曲面参数（Surface parameters）”对话框的设置内容与图8-9的内容基本相同，不同点为：

    加工余量（Stock to leave on drive）：0.0

4．用鼠标单击图8-11上部的“放射精加工参数（Finish radial parameters）”选项卡，进入“放射精加工参数设置”对话框，设置完毕后，如图8-11所示；

5．用鼠标单击图8-11中的“确定”按钮，再单击主菜单区的“原点（Origin）”，得到放射精加工刀具路径。

步骤五 放射精加工刀具路径的旋转复制

    用4.2节的方法旋转复制放射精加工刀具路径，可以得到图8-7所示零件的放射精加工刀具路径。

图  8-11

步骤六 仿真加工

    按照2.5节的方法进行仿真操作，加工过程仿真后的结果如图8-12所示。

图  8-12

步骤七 存储文件

    文件名为：Ch8_1_2_5.MC8

8.1.3 投影加工方法（Radial）

    投影加工方法是将已生成的NCI文件或图素（曲线或点阵）投影到被加工曲面上。投影加工方法可以加工任意的零件形状，对于雕刻加工，一般采用投影加工方法。投影粗加工和精加工基本一样，本例中给出了投影粗加工和精加工方法的应用，投影粗加工是将挖槽加工生成的NCI文件投影到被加工曲面上，投影精加工是将一组曲线（如字母QDDX，在图形中，QDDX被视为曲线，QDDX为青岛大学的缩写）投影到被加工曲面上。

步骤一 读入文件

图  8-13

    文件名为：Ch8_1_3_1.MC8

    该文件存储的零件图形显示于绘图区，如图8-13所示。

步骤二 生成用于投影粗加工的挖槽加工刀具路径

1．选择 主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-挖槽(Pocket)

2．在绘图区串接挖槽图形轮廓，如图8-14所示，用鼠标单击主菜单区的“Done”，结束串接操作；

图  8-14

3．进入“挖槽加工刀具参数设置”对话框，选择直径为15mm的端铣刀；

4．用鼠标单击图8-15上部的“挖槽参数（Pocket parameters）”选项卡，进入“挖槽加工参数设置（Pocketing parameters）”对话框，设置完毕后，如图8-15所示；

图  8-15

5．用鼠标单击图8-15中左下部的“表面（Facing…）”按钮，进入“表面设置”对话框，设置完毕后，如图8-16所示，单击图8-16中的“OK”按钮，回到图8-15；

6．用鼠标单击图8-15上部的“粗/精加工参数（Roughing/Finishing parameters）”选项卡，进入“粗/精加工参数设置”对话框，设置完毕后，如图8-17所示；

7．用鼠标单击图8-17中的“确定”按钮，得到挖槽加工刀具路径，如图8-18所示。

图  8-16

图  8-17

图  8-18

步骤三 生成曲面的投影粗加工刀具路径

1．选择 主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-曲面(Surface)--粗加工(Rough)-投影加工(Project) –不指定(Unspecified)-曲面(Surfaces)-完成(Done)

（注：此时选择原曲面，即层2上的孔斯曲面，已将移位曲面屏蔽）

2．进入“投影粗加工刀具参数设置”对话框，选择直径为15mm的球铣刀；

3．用鼠标单击图8-19上部的“曲面参数（Surface parameters）”选项卡，进入“投影粗加工曲面参数设置（Surface parameters）”对话框，设置完毕后，如图8-19所示；

图  8-19

4．用鼠标单击图8-19上部的“投影粗加工参数（Rough project parameters）”选项卡，进入“投影粗加工参数设置”对话框，设置完毕后，如图8-20所示；

图  8-20

5．用鼠标单击图8-20中的“确定”按钮，得到投影粗加工刀具路径，如图8-21所示。

图  8-21

步骤四 生成字母QDDX的投影精加工刀具路径

1．选择 主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-曲面(Surface)--精加工(Finish)-投影加工(Project) –所有(All)-曲面(Surfaces)-完成(Done)

（注：此时选择移位曲面，即选择层4上的移位曲面，已将原曲面屏蔽）

2．进入“投影精加工刀具参数设置”对话框，选择直径为2.5mm的端铣刀；

3．用鼠标单击图8-22上部的“曲面参数（Surface parameters）”选项卡，进入“投影精加工曲面参数设置”对话框，设置内容与图8-19相同；

4．用鼠标单击图8-22上部的“投影精加工参数（Finish project parameters）”选项卡，进入“投影精加工参数设置”对话框，设置完毕后，如图8-22所示；

图  8-22

5．用鼠标单击图8-22中的“确定”按钮，采用视窗方法，在绘图区串接被投影的曲线，并用鼠标拾取投影加工的起始点，即图8-23中的P1点，用鼠标单击主菜单区的“Done”，得到投影精加工刀具路径，如图8-23所示，图8-24为加工过程仿真后的结果。

图  8-23

图8-24

步骤五 修正字母QDDX的投影精加工刀具路径

    设置

    打开层4，关闭其他层

    视图面(Gview)：俯视图（T）

    观察字母QDDX投影精加工刀具路径，如图8-24和图8-25所示，可以看出，加工字母Q的刀具路径多出一段P1～P2路径，需要用刀具路径编辑的方法，将其变为提刀快进刀具路径，操作方法如下。

图  8-25

1. 同时按键盘上的Alt键和字母O键(Alt+O)，进入“操作管理”对话框，如图8-26所示；

图  8-26

2. 将鼠标光标移至第3刀具路径（曲面投影精加工Surface Finish Project）第4项（NCI文件）处，单击鼠标右键，进入刀具路径编辑对话框，如图8-27所示；

图  8-27

3. 用鼠标单击图8-27中的“选择（Select）”按钮，并用鼠标在绘图区拾取刀具路径被编辑点，如图8-25中的P2，此时，图8-27中的“点（Point）”输入框中的数字变为2，绘图区中的路径P1P2改变颜色；

4. 用鼠标单击图8-27中的“编辑（Edit）”按钮，并用鼠标单击主菜单区中的“编辑点（Edit Point）”，进入“编辑点参数（Point）”对话框，设置完毕后，如图8-28所示，单击图8-28中的“OK”按钮，回到图8-27；

5. 用鼠标单击图8-27中的“OK”按钮，完成刀具路径的编辑，回到图8-29；

图  8-28

图  8-29

6. 用鼠标单击图8-29中的“刀具路径仿真（Backplot）”按钮，进入刀具路径仿真状态，仿真结果如图8-30所示。经过编辑修正后的刀具路径加工过程仿真后的结果，如图8-31所示，比较图8-30和图8-25以及图8-31和图8-24可以看出，图8-30和图8-31中字母Q的刀具路径已产生变化。

图  8-30

图  8-31

步骤六  NC代码的生成

    生成NC代码时，需要有后处理程序，有关如何编写后处理程序比较复杂，本书没有涉及，这里假定已有了后处理程序。

    生成NC代码时，并不是所有“操作管理”对话框中的刀具路径都要生成NC代码，因为有些刀具路径是作为中间刀具路径，不需要最终输出，如本例中，图8-29中的的刀具路径1（挖槽刀具路径Pocket）。因此，用后处理程序产生NC代码前，需要将不需要输出的刀具路径屏蔽，操作方法如下：

1. 选中图8-29中的刀具路径1（挖槽刀具路径Pocket）；

2. 单击鼠标右键，出现弹出式菜单，依次选择“选项（Options）”和“后处理（Posting）”，得到如图8-32所示的三级弹出式菜单；

图  8-32

3. 用鼠标单击图8-32中的“关闭（Off）”，则刀具路径1（挖槽Pocket）第4项前的图标及文字均发生变化，如图8-33所示；

 图  8-33

4. 用鼠标单击图8-29中的“后处理（Post）”按钮，进入后处理操作，产生的NC代码中将没有刀具路径1的代码。

步骤七 存储文件

    文件名为：Ch8_1_3_3.MC8

该文章所属专题：Mastercam教程

8.1.4 插削加工方法（Plunge）

    插削加工方法是一种效率非常高的加工方法，加工的运动方式类似于钻削加工，适用于具有陡峭壁的凹曲面型腔和凸曲面零件的加工。

步骤一 读入文件

    文件名为：Ch8_1_4_1.MC8

    该文件存储的零件图形如图8-34所示。

图  8-34

步骤二 生成插削粗加工刀具路径

1．选择 主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-曲面(Surface)--粗加工(Rough)-插削加工(Plunge)–所有(All)-曲面(Surfaces)-完成(Done)

2．进入“插削粗加工刀具参数设置”对话框，选择直径为15mm的端铣刀；

3．用鼠标单击图8-35上部的“曲面参数（Surface parameters）”选项卡，进入“插削粗加工曲面参数设置”对话框，设置内容与图8-19基本相同，不同点为：进给平面（Feed plane…）：2.0

加工余量（Stock to leave on drive）：0.5

4．用鼠标单击图8-35上部的“插削粗加工参数（Rough plunge parameters）”选项卡，进入“插削粗加工参数设置”对话框，设置完毕后，如图8-35所示；

图  8-35

5. 用鼠标单击图8-35中的“确定”按钮；

6. 用鼠标在绘图区分别拾取插削范围的两点，如图8-34所示的P1和P2点，则得到插削加工刀具路径。

步骤三 插削粗加工过程仿真

    按照2.5节的方法进行仿真操作，仿真结果如图8-36所示。

图  8-36

步骤四 刀具路径的修正

    观察插削加工过程可以发现，在工件的上表面有一层刀具路径没有切削到工件材料，这部分刀具路径是无用的，是由系统自动生成的，需要进行删除。MasterCAM在生成曲面加工刀具路径时，经常会产生无用的刀具路径，此时就要根据具体情况加以修正。

1. 进入“刀具路径编辑器”对话框，如图8-27所示（具体操作步骤参阅4.5.2节）；

2. 用鼠标单击图8-27中的“编辑（Edit）”按钮，再单击主菜单区“删除区段（Del Section）”，再单击主菜单区“选择（Select）”；

3. 用鼠标在绘图区拾取上表面刀具路径末端的刀具路径，如图8-34上P3点处，再单击主菜单区的“Done”，回到图8-27；

4. 用鼠标单击图8-27中的“OK”按钮，回到操作管理对话框，结束刀具路径的修正。

步骤五 修正后的刀具路径仿真

    按照2.5节的方法进行仿真操作，仿真结果与图8-36相同，观察修正后刀具路径的仿真过程，可以看出，修正后的刀具路径已删除了无用的刀具路径，节省了加工时间。

步骤六 存储文件

    文件名为：Ch8_1_4_3.MC8

8.1.5 曲面挖槽加工方法（Pocket）

    曲面挖槽粗加工方法也是一个效率高的曲面加工方法，与二维挖槽加工类似，刀具切入的起始点可以人为控制，这样可以选择切入起始点在工件之外，再逐渐切入，使得切入过程平稳，保证加工质量。

    图8-37为被加工零件的轴测图。

图  8-37

步骤一 读入文件

    文件名为：Ch8_1_5_1.MC8

    该文件存储的零件图形如图8-38所示。

图  8-38

步骤二 生成挖槽粗加工刀具路径

1．选择 主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-曲面(Surface)--粗加工(Rough)-挖槽加工(Pocket)–所有(All)-曲面(Surfaces)-完成(Done)

2．进入“挖槽粗加工刀具参数设置”对话框，选择直径为20mm的端铣刀；

3．用鼠标单击图8-39上部的“曲面参数（Surface parameters）”选项卡，进入“挖槽粗加工曲面参数设置”对话框，设置内容与图8-19基本相同，不同点为工件表面高度设置有效，设定值为：

    工件表面高度（Top of stock…）：38.0（绝对量）

4．用鼠标单击图8-39上部的“挖槽粗加工参数（Rough pocket parameters）”选项卡，进入“挖槽    粗加工参数设置”对话框，设置完毕后，如图8-39所示；

图  8-39

5. 用鼠标单击图8-39中的“切削深度（Cut depths…）”按钮，进入“切削深度（Cut depths…）设置”对话框，设置完毕后，如图8-40所示，单击图8-40中的“OK”按钮，回到图8-39；

图  8-40

6. 用鼠标单击图8-39中的“确定”按钮，再用鼠标在绘图区串接挖槽边界，如图8-41所示，再单击主菜单区的“Done”， 生成曲面挖槽刀具路径。

图  8-41

图8-42

步骤三 挖槽粗加工过程仿真按照2.5节的方法进行仿真操作，仿真结果如图8-42所示。

步骤四 存储文件

    文件名为：Ch8_1_5_2.MC8

8.1.6 曲面高速挖槽加工方法（High Speed Pocket）

图  8-43

    曲面高速挖槽加工方法是曲面挖槽加工方法中的一种特殊方法，用曲面高速挖槽加工方法生成的刀具路径非常平滑，因此，适用于进给速度很高的条件。

    图8-43为被加工零件的轴测图。

步骤一 读入文件

    文件名为：Ch8_1_6_1.MC8

    该文件存储的零件图形如图8-44所示。

图  8-44

步骤二 生成高速挖槽粗加工刀具路径

1．选择 主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-曲面(Surface)--粗加工(Rough)-挖槽加工(Pocket)-所有(All)-曲面(Surfaces)-完成(Done)

2．进入“挖槽粗加工刀具参数设置”对话框，选择直径为20mm的端铣刀；

3．用鼠标单击图8-45上部的“曲面参数（Surface parameters）”选项卡，进入“挖槽粗加工曲面参数设置（Surface parameters）”对话框，设置内容与图8-19基本相同，不同点为工件表面高度设置有效，设定值为：

    工件表面高度（Top of stock…）：0.0（绝对量）

    加工余量（Stock to leave on drive）：1.0

图  8-45

4．用鼠标单击图8-45上部的“挖槽粗加工参数（Rough pocket parameters）”选项卡，进入“挖槽粗加工参数设置”对话框，设置完毕后，如图8-45所示；

5. 用鼠标单击图8-45中的“切入-螺旋线（Entry-helix）”按钮，进入“切入-螺旋线设置”对话框，设置完毕后，如图8-46所示，单击图8-46中的“确定”按钮，回到图8-45；

图  8-46

6. 用鼠标单击图8-45中的“确定”按钮，再用鼠标在绘图区串接挖槽边界，如图8-47所示，再单击主菜单区的“Done”，则得到高速挖槽刀具路径。

图  8-47

步骤三 高速挖槽粗加工过程仿真

    按照2.5节的方法进行仿真操作，仿真结果如图8-48所示。

图  8-48

步骤四 存储文件

    文件名为：Ch8_1_6_2.MC8

8.1.7 残料粗加工方法（Rest Mill）

    残料粗加工方法是一种非常实用的粗加工方法，用于清除掉前一个加工方法剩余的材料。这种方法的突出优点是可以用较大直径的刀具进行加工，以发挥大直径刀具切除效率高、不易损伤的特点，再用小直径刀具清除余料，由于残料粗加工方法只加工剩余材料部分，没有空行程，效率很高。与曲面残料精加工方法不同的是，残料粗加工不是直接进入曲面的最低层切削，最此，不易损伤刀具，安全性好。

    本节的被加工零件依然是8.1.6节的零件，目标是清除8.1.6节加工后的残余材料。

步骤一 读入文件

    文件名为：Ch8_1_6_2.MC8

步骤二 生成残料粗加工刀具路径

1．选择 主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-曲面(Surface)--粗加工(Rough)-轮廓加工(Contour)–所有(All)-曲面(Surfaces)-完成(Done)

2．进入“轮廓粗加工刀具参数设置”对话框，选择直径为10mm的端铣刀；

3．用鼠标单击图8-49上部的“曲面参数（Surface parameters）”选项卡，进入“轮廓粗加工曲面参 数设置”对话框，设置内容与图8-19基本相同，不同点为：

    加工余量（Stock to leave on drive）：1.0

4．用鼠标单击图8-49上部的“轮廓粗加工参数（Rough contour parameters）”选项卡，进入“轮廓粗加工参数设置”对话框，设置完毕后，如图8-49所示；

图  8-49

5．用鼠标单击图8-49中“残料铣削（Rest mill…）”按钮，进入“残料铣削设置”对话框，设置完毕后，如图8-50所示，单击图8-50中的“OK”按钮，回到图8-49；

6．用鼠标单击图8-49中的“确定”按钮，再用鼠标在绘图区串接与图8-47相同的挖槽边界，单击主菜单区的“Done”，得到残料粗加工刀具路径。

图  8-50

步骤三 残料粗加工过程仿真

    按照2.5节的方法进行仿真操作，仿真结果如图8-51所示。

图  8-51

步骤四 存储文件

    文件名为：Ch8_1_7_1.MC8

该文章所属专题：Mastercam教程

8.2  精加工方法的应用

    精加工的目的是切除粗加工后剩余的材料，以达到零件的形状和尺寸精度的要求。精加工中，首先要考虑的是保证零件的形状和尺寸精度，精加工中一般采用球铣刀。

    MasterCAM提供了多种精加工方法，如平行（Parallel）、陡斜面（Par. Steep）、放射（Radial）、投影（Projection）、流线（Flowline）、轮廓（Contour）、浅平面（Shallow）和环绕等距（Scallop）加工方法，其中平行、流线、投影、轮廓和放射精加工方法与对应的粗加工方法类似。在上述精加工方法中，根据在被加工曲面上生成的刀具路径的范围，可以分为两大类，一类是可以加工整个被选曲面，如平行、放射、投影、流线、轮廓和环绕等距精加工方法；另一类是只可以加工部分被选择曲面，如陡斜面、浅平面和轮廓加工中的浅平面精加工方法。因此，选择后一类精加工方法时，一定要注意应用的场合。本节只介绍其他精加工方法的特点及应用场合，并给出其应用的典型事例，结合事例说明其参数设置要点，读者可以通过本节的学习，掌握如何根据工件形状特点选择精加工方法。

8.2.1 平行精加工方法（Parallel）

    平行精加工方法是一个简单、用效和常用的精加工方法，加工刀具路径平行于某一给定方向，用于工件形状中凸出物与沟槽较少和曲面过渡比较平缓的情况。

步骤一 读入文件

    文件名为：Ch8_2_1_1.MC8

    该文件存储的零件图形如图8-52a所示，图8-52b为粗加工后的仿真结果。

图  8-52

步骤二 生成平行精加工刀具路径

1．选择 主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-曲面(Surface)--精加工(Finish)-平行加工(Parallel) –所有(All)-曲面(Surfaces)-完成(Done)

2．进入“平行精加工刀具参数设置”对话框，选择直径为15mm的球铣刀；

3．用鼠标单击图8-53上部的“曲面参数（Surface parameters）”选项卡，进入“平行精加工曲面参数设置（Surface parameters）”对话框，设置完毕后，与图8-19相同；

4．用鼠标单击图8-53上部的“平行精加工参数（Finish parallel parameters）”选项卡，进入“平行精加工参数设置”对话框，设置完毕后，如图8-53所示；

图  8-53

5．用鼠标单击图8-53中的“间隙设置（Gap settings…）”按钮，进入“间隙设置”对话框，设置完毕后，如图8-54所示，单击图8-54中的“OK”按钮，回到图8-53；

图  8-54

图  8-55

6．用鼠标单击图8-53中的“确定”按钮，得到平行精加工刀具路径。

步骤三 平行精加工过程仿真

    按照2.5节的方法进行仿真操作，仿真结果如图8-55所示。

    步骤四 存储文件

    文件名为：Ch8_2_1_2.MC8

8.2.2 陡斜面加工方法（Par. Steep）

    陡斜面精加工方法产生的刀具路径是在被选择曲面的陡斜面上，其范围由参数设定，由于陡斜面加工刀具路径也是平行于给定方向，在其他方向上不产生刀具路径，因此，此方法只适用于零件被加工曲面基本平行于给定方向的特殊场合。

步骤一 读入文件

    文件名为：Ch8_2_2_1.MC8

    该文件存储的零件图形如图8-56a所示，图8-56b为粗加工后的仿真结果。

图  8-56

步骤二 生成陡斜面精加工刀具路径

1．选择 主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-曲面(Surface)--精加工(Finish)- 陡斜面加工(Par. Steep) –所有(All)-曲面(Surfaces)-完成(Done)

2．选择直径为15mm的球铣刀；

3．用鼠标单击图8-57上部的“曲面参数（Surface parameters）”选项卡，进入“陡斜面精加工曲面参数设置”对话框，设置内容与图8-19相同；

4．用鼠标单击图8-57上部的“陡斜面精加工参数（Finish parallel steep parameters）”选项卡，进入“陡斜面精加工参数设置”对话框，设置完毕后，如图8-57所示；

图  8-57

5．“间隙设置”对话框设置内容与图8-54相同；

6．用鼠标单击图8-57中的“确定”按钮，得到陡斜面精加工刀具路径。

步骤三 陡斜面精加工过程仿真

    按照2.5节的方法进行仿真操作，仿真结果如图8-58所示。

图  8-58

步骤四 存储文件

    文件名为：Ch8_2_2_2.MC8

8.2.3 浅平面加工方法（Shallow）

    浅平面精加工方法产生的刀具路径是在被选择曲面的上表面层上，其范围是由参数设定，浅平面精加工刀具路径也是平行于给定方向，由于精加工刀具路径在Z向切削深度上不可控制，因此，浅平面精加工方法不适用于在Z向有两个切削深度的表面。

    浅平面和陡斜面精加工刀具路径合在一起的加工效果，类似于选用相近参数平行精加工的加工效果，浅平面、陡斜面和平行精加工这三种方法之间是相互联系的。读者在选用时，应注意它们的共同点及差别。

    本节的例子是在8.2.2节加工的基础上，用浅平面精加工的方法。

步骤一 读入文件

    文件名为：Ch8_2_2_2.MC8

步骤二 生成浅平面精加工刀具路径

1．选择 主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-曲面(Surface)--精加工(Finish)- 浅平面加工(Shallow)

    用鼠标在绘图区拾取图8-56a中的曲面S1、S2、和S3，单击主菜单区的“Done”；

2．进入“浅平面精加工刀具参数设置”对话框，选择直径为15mm的球铣刀；

3．用鼠标单击图8-59上部的“曲面参数（Surface parameters）”选项卡，进入“浅平面精加工曲面参数设置”对话框，设置内容与图8-19相同；

4．用鼠标单击图8-59上部的“浅平面精加工参数（Finish shallow parameters）”选项卡，进入“浅平面精加工参数设置”对话框，设置完毕后，如图8-59所示；

图  8-59

5．间隙设置对话框与图8-54基本相同，不同点为：

    切向圆弧半径（Tangential arc radius:）：1.0

    切向圆弧角度（Tangential arc angle: ）：30.0

6．用鼠标单击图8-59中的“确定”按钮，得到浅平面精加工刀具路径。

步骤三 浅平面精加工过程仿真

    按照2.5节的方法进行仿真操作，仿真结果如图8-60所示。

图  8-60

步骤四 存储文件

    文件名为：Ch8_2_3_1.MC8

8.2.4 环绕等距加工方法（Scallop）

    环绕等距精加工方法产生的刀具路径是在被选择的所有曲面上，不受零件形状的影响，因此，可以适用于各种零件形状。环绕等距精加工方法在Z向切削进给量是固定的，使用此方法时，对于陡斜的面，当横向刀具路径间距较小时，要注意曲面加工精度是否满足要求。

    本节的例子在8.1.7节加工的基础上，再用环绕等距精加工的方法。

步骤一 读入文件

    文件名为：Ch8_1_7_1.MC8

    步骤二 生成环绕等距精加工刀具路径

1．选择 主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-曲面(Surface)--精加工(Finish)- 环绕等距加工(Scallop) –所有(All)-曲面(Surfaces)-完成(Done)

2．进入“环绕等距精加工刀具参数设置”对话框，选择直径为10mm的球铣刀；

3．用鼠标单击图8-61上部的“曲面参数（Surface parameters）”选项卡，进入“环绕等距精加工曲面参数设置”对话框，设置内容与图8-19相同；

4．用鼠标单击图8-61上部的“环绕等距精加工参数（Finish scallop parameters）”选项卡，进入“环绕等距精加工参数设置”对话框，设置完毕后，如图8-61所示；

图  8-61

5．“间隙设置”对话框与图8-54基本相同，不同点为：

   切向圆弧半径（Tangential arc radius:）：0.0

    切向圆弧角度（Tangential arc angle: ）：0.0

6．用鼠标单击图8-61中的“确定”按钮，得到环绕等距精加工刀具路径。

步骤三 环绕等距精加工过程仿真

    按照2.5节的方法进行仿真操作，仿真结果如图8-62所示。

图  8-62

步骤四 存储文件

    文件名为：Ch8_2_4_1.MC8

8.2.5 轮廓加工方法（Contour）

    轮廓精加工方法的应用特点与环绕等距精加工方法基本相同。轮廓精加工方法在Z向切削进给量也是固定的，但是，加工精度不受刀具路径之间间距的影响，此方法不适用于曲面表面平坦的情况。

步骤一 读入文件

    文件名为：Ch8_2_5_1.MC8

    该文件存储的零件图形如图8-63a所示，图8-63b为粗加工后的仿真结果。

图  8-63

步骤二 生成轮廓精加工刀具路径

1．选择 主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-曲面(Surface)--精加工(Finish)- 轮廓精加工(Contour) –所有(All)-曲面(Surfaces)-完成(Done)

2．进入“轮廓精加工刀具参数设置”对话框，选择直径为10mm的球铣刀；

3．“轮廓精加工曲面参数（Surface parameters）设置”对话框的设置内容与图8-19相同；

4．“轮廓精加工参数（Finish contour parameters）设置”对话框的设置内容与图8-49基本相同，不同点为“残料铣削（Rest mill…）”设置为无效。

步骤三 轮廓精加工过程仿真

    按照2.5节的方法进行仿真操作，仿真结果如图8-64所示。

图  8-64

步骤四 存储文件

    文件名为：Ch8_2_5_2.MC8

8.2.6 轮廓浅平面加工方法（Contour and Shallow）

    轮廓浅平面精加工方法是轮廓精加工方法中的一种特定选择，可以更有效地控制刀具的运动，通过控制浅平面参数中的增加或清除浅平面中的刀具路径选择项，可以产生既加工表面上的浅平面又加工部分陡斜面的刀具路径，也可以产生只加工浅平面的刀具路径。

步骤一 读入文件

    文件名为：Ch8_2_1_1.MC8步骤二 生成轮廓浅平面精加工刀具路径

1．选择 主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-曲面(Surface)--精加工(Finish)- 轮廓精加工(Contour) –所有(All)-曲面(Surfaces)-完成(Done)

2．进入“轮廓精加工参数设置”对话框，选择直径为15mm的球铣刀；

3．“轮廓精加工曲面参数（Surface parameters）设置”对话框的设置内容与图8-19相同；

4．“轮廓精加工参数（Finish contour parameters）设置”对话框与图8-49基本相同，不同点为“浅平面（Shallow…）”设置为有效，“残料铣削（Rest mill…）”为无效；

5．用鼠标单击图8-49中的“浅平面（Shallow…）”按钮，进入“浅平面设置”对话框，设置完毕后，如图8-65所示。

图  8-65

图  8-66

步骤三 轮廓浅平面精加工过程仿真

    按照2.5节的方法进行仿真操作，仿真结果如图8-66所示。

步骤四 存储文件

    文件名为：Ch8_2_6_1.MC8

该文章所属专题：Mastercam教程

8.3 清角精加工方法的应用

    清角精加工的目的是切除粗加工和精加工后，两个相交曲面之间剩余的材料，以达到零件的形状精度的要求。值得注意的是，清角加工刀具路径只产生在相交曲面之间，因此，加工的范围很小，这一点与粗加工和精加工的概念不同。

    由于是加工曲面相交的过渡区域，清角精加工中一般采用尺寸较小的球铣刀。

    MasterCAM提供了两种清角精加工方法，即残料清角（Leftover）和交线清角（Pencil）精加工方法。

    有关清角精加工方法的详细操作步骤可参阅《MasterCAM实用教程》（苟琪等编著，机械工业出版社，2001年5月）。

8.3.1 残料清角精加工方法（Leftover）

步骤一 读入文件

    文件名为：Ch8_2_5_2.MC8

步骤二 生成残料清角精加工刀具路径

1．选择 主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-曲面(Surface)--精加工(Finish)- 残料清角精加工(leftover) –所有(All)-曲面(Surfaces)-完成(Done)

2．进入“残料清角精加工刀具参数设置”对话框，选择直径为6mm的球铣刀；

3．“残料清角精加工曲面参数设置（Surface parameters）”对话框的设置内容与图8-19相同；

4．“残料清角精加工参数（Finish leftover parameters）设置”对话框如图8-67所示；

图  8-67

5．生成的残料清角精加工刀具路径如图8-68所示。

图  8-68

步骤三 残料清角精加工过程仿真

    按照2.5节的方法进行仿真操作，仿真结果如图8-69所示。

图  8-69

步骤四 存储文件

    文件名为：Ch8_3_1_1.MC8

8.3.2 交线清角精加工方法（Pencil）

    对于上节相同的零件，用交线清角精加工方法清除相交曲面间的多余材料，刀具路径相切于相交的两个曲面。

    交线清角精加工的操作与残料清角精加工基本相同，不同点为

    选择的加工方法为交线清角精加工；

    “交线清角精加工参数（Finish Pencil parameters）设置”对话框如图8-70所示；

图  8-70

    交线清角精加工仿真结果如图8-71所示；

    存储的文件名为：Ch8_3_2_1.MC8。

图  8-71

该文章所属专题：Mastercam教程

8.4 三轴加工综合实例

    本节通过一个实例说明曲面的设计方法（从实体模型产生曲面的方法），三轴加工中粗加工、精加工和清角加工的综合应用方法。

8.4.1 被加工曲面的设计

    曲面设计的方法有多种，通常是先设计出线框模型图，再由其生成曲面，本节根据一个实例，介绍一种高效的曲面设计方法，即由实体模型产生曲面的方法。

图8-72a为零件实体模型的轴测图，由实体模型生成的被加工曲面渲染图如图8-72b所示，以下为由实体模型生成曲面的设计步骤。

图  8-72

步骤一 基本设置

    层(Level)：1

    颜色(Color)：绿色(10)

    Z向深度控制：0

    线型(Style)：实线(Solid)

    线宽(Witdth)：2

    绘图面(Cplane)：轴测图(I)

    视图面(Gview)：轴测图(I)

    按功能键F9，在屏幕上建立工件设计坐标系。

步骤二 绘制100 ′ 80 ′ 60的长方体

    选择 主菜单(Main Menu)-实体(Solids)-下一菜单(Next menu)-基本造型(Primitives)-长方体(Block)

    在绘图区出现一个单位长方体，在主菜单区出现控制长方体形状和尺寸的菜单项，分别用鼠标在主菜单区单击“长度（Length）”、“宽度（Width）”和“高度（Hight）”，

    输入长度：100  回车

    输入宽度：80   回车

    输入高度：60   回车

    得到如图8-73所示图形。

图  8-73

步骤三 绘制高度为60的水平面

    设置

    层(Level)：2（并输入层名称为：frame and flat surface）

    绘图面(Cplane)：俯视图（T）

    视图面(Gview)：俯视图（T）

    Z向深度控制：60

    选择 主菜单(Main Menu)-绘图(Create)-长方形(Rectangle)-选项(Options)

    进入“长方形选项”对话框，设置完毕后，如图8-74所示，单击图8-74中的“OK”按钮。

图  8-74

    用鼠标单击主菜单区“2点（2 points）”，并通过键盘

    输入：-50，45  回车

    输入：80，-45  回车

    按键盘上的Esc键，结束长方形曲面绘制。

    改变设置

    视图面(Gview)：轴测图（I）

    得到如图8-75所示图形。