MasterCAM8.0提供了十种曲面精加工方法,针对这一问题,编制刀具路径时大多采用以下几种方法:
(1)平行铣削+陡斜面加工 平行铣削加工采用X、Y方向的最大间距来控制刀具路径的细密程度,由于陡斜面的坡度很陡,同样的切削间距,在陡斜面上形成的刀痕要比在平面或平坦的曲面上大得多,使陡斜面的加工质量较差。因此,多会在平行铣削加工之后添加陡斜面加工刀路,如果陡斜面刀路的切削方式选择双向切削,则在刀具沿Z轴上升时由于刀具受力不均,导致加工质量下降,若选择单向切削,则刀具路径中提刀路径过多,严重影响加工效率。
(2)等高外形+浅平面加工 等高外形加工是用最大Z轴进给量控制刀具路径的疏密程度,在比较平坦的表面上,Z下降相同的距离要比陡峭表面的路径间距大得多,无法保证浅平面的表面质量,因此在编制刀路时大多在等高外形加工之后添加浅平面加工刀路,由于曲面上浅平面区域不连续,使加工顺序不理想,影响加工质量,且浅平面刀路中有很多提刀路径,此方法加工效率较低。
(3)环绕等距加工 环绕等距加工是生成一组环绕工件曲面的刀具路径,路径计算时间长,生成的NC文件大。对于形状不规则的曲面,在路径转向地方的路径间距大于其它位置的路径间距,会在工件表面形成刀具路径转折的刀痕,影响加工质量。
以上三种加工方法均使工件局部表面达不到加工质量的要求。根据曲面特点及MasterCAM精加工刀路特点,可采取分区域加工,即将浅平面与陡斜面分开加工,平坦的表面选择平行刀路加工,陡峭的表面选择等高刀路加工。三角开关曲面上部分平坦,下部分陡峭,可用切削深度确定平行铣削与等高外形的加工区域。这种加工方法与前面所述三种方法比较,在加工参数选择相同时,加工质量最好,加工效率也有所提高。
2、清角问题
(1)对于R0.4的圆角,可使用平刀或圆角半径略小于0.4mm的圆鼻刀加工,常选择以下几种加工方法:
1使用交线清角加工,刀具选择R0.4mm的圆鼻刀,由于交线清角只能沿曲面交线的地方走一刀,若精加工所用刀具半径大于0.4mm,则会在两把刀都加工不到的区域留下残料。
2使用放射状加工 设置起始补正距离为4.4mm,设定切削范围,只加工残料区域,此方法能够达到加工质量的要求,但加工路径往返较多。
3使用环绕等距加工 可设定切削范围,使用圆角半径R0.3mm的圆鼻刀加工可去除全部残料,路径连续,提刀少,能够达到表面质量要求且效率高。
通过以上分析,加工R0.4mm圆角选择环绕等距刀路更为合理。
(2)球刀精加工之后会在曲面与分模面相交的部位留下圆角,应使用平刀清角,曲面上有5°的拔模角度,与上面所述情况相同,所以选用环绕等距或等高外形刀路,用切削深度限定加工区域,仅加工有残料的地方,此处残料高度为精加工所用刀具刀尖圆弧半径,故切削深度范围略大于此半径值即可。
四、编制刀具路径
基于以上分析,比较几种加工方法,提出以下加工方案,见表1。
结 束 语:
根据三角开关凸模特点及加工难点,对其走刀路径进行分析对比,提出最佳加工方案。使用以上方法加工,整个零件的表面精度均可达到Ra3.2,在加工参数设置完全相同的情况下,加工效率略有提高。由于走刀路径合理,因此还可提高进给率,在保证加工质量的前提下,进一步提高加工效率。