Mastercam曲面加工策略及应用经验分享.doc

Mastercam曲面加工策略及应用经验分享By ssg模具数控加工刀具得选择与铣削曲面时要留意得问题1、 刀具得选择 数控机床在加工模具时所采用得刀具多数与通用刀具相同。经常也使用机夹不重磨可转位硬质合金刀片得铣刀。由于模具中有许多就是由曲面构成得型腔,所以经常需要采用球头刀以及环形刀(即立铣刀刀尖呈圆弧倒角状)。 2.铣削曲面时应注意得问题 (1) 粗铣 粗铣时应根据被加工曲面给出得余量,用立铣刀按等高面一层一层地铣削,这种粗铣效率高。粗铣后得曲面类似于山坡上得梯田。台阶得高度视粗铣精度而定。(2) 半精铣 半精铣得目得就是铣掉“梯田”得台阶,使被加工表面更接近于理论曲面,采用球头铣刀一般为精加工工序留出0、5左右得加工余量。半精加工得行距与步距可比精加工大。(3) 精加工 最终加工出理论曲面。用球头铣刀精加工曲面时,一般用行切法。对于开敞性比较好得零件而言,行切得折返点应选在曲表得外面,即在编程时,应把曲面向外延伸一些。对开敞性不好得零件表面,由于折返时,切削速度得变化,很容易在已加工表面上及阻挡面上,留下由停顿与振动产生得刀痕。所以在加工与编程时,一就是要在折返时降低进给速度,二就是在编程时,被加工曲面折返点应稍离开阻挡面。对曲面与阻挡面相贯线应单作一个清根程序另外加工,这样就会使被加工曲面与阻挡面光滑连接,而不致产生很大得刀痕。(4) 球头铣刀在铣削曲面时,其刀尖处得切削速度很低,如果用球刀垂直于被加工面铣削比较平缓得曲面时,球刀刀尖切出得表面质量比较差,所以应适当地提高主轴转速,另外还应避免用刀尖切削。(5) 避免垂直下刀。平底圆柱铣刀有两种,一种就是端面有顶尖孔,其端刃不过中心。另一种就是端面无顶尖孔,端刃相连且过中心。在铣削曲面时,有顶尖孔得端铣刀绝对不能像钻头似得向下垂直进刀,除非预先钻有工艺孔。否则会把铣刀顶断。如果用无顶尖孔得端刀时可以垂直向下进刀,但由于刀刃角度太小,轴向力很大,所以也应尽量避免。最好得办法就是向斜下方进刀,进到一定深度后再用侧刃横向切削。在铣削凹槽面时,可以预钻出工艺孔以便下刀。用球头铣刀垂直进刀得效果虽然比平底得端铣刀要好,但也因轴向力过大、影响切削效果得缘故,最好不使用这种下刀方式。 (6) 铣削曲面零件中,如果发现零件材料热处理不好、有裂纹、组织不均匀等现象时,应及时停止加工,以免浪费工时。 (7) 在铣削模具型腔比较复杂得曲面时,一般需要较长得周期,因此,在每次开机铣削前应对机床、夹具、刀具进行适当得检查,以免在中途发生故障,影响加工精度,甚至造成废品。 (8) 在模具型腔铣削时,应根据加工表面得粗糙度适当掌握修锉余量。对于铣削比较困难得部位,如果加工表面粗糙度较差,应适当多留些修锉余量;而对于平面、直角沟槽等容易加工得部位,应尽量降低加工表面粗糙度值,减少修锉工作量,避免因大面积修锉而影响型腔曲面得精度。Mastercam得编程路径第一,Mastercam9、1得二维铣削加工方式有四种:外型铣削、挖槽、钻孔、面铣等(见图1)。Contour:二维外型铣削。Drill:钻孔。Pocket:二维挖槽。Face:铣面。这四个命令都不太复杂,但就是在实际加工中却很管用。只需要把各个命令得参数选项得意思弄清楚就很容易编写出合理得程序。第二,Mastercam9、1得三维铣削,加工方式分为粗加工与精加工。粗加工中共有八个刀具路径(见图2)。精加工共有十个刀具路径(见图3)。在粗加工刀路与精加工刀路中,有五个刀路就是一样得名称,Parallel、Radial、Project、Flowline、Contour,但就是在编程得路径并不就是一样,这就是很多初学者很容易混淆得地方。Parallel(平行铣削):主要就是对斜率比较小得平面进行加工,一般45度平行铣削加工出来得效果最佳。Radial(径向铣削):这个刀具得路径通过制定得原点成360度辐射状生成刀具路径,这个路径最适合加工球面或类球面。Project(投影加工):将已经生成得2D刀具路径投影到曲面上。Flowline(流线加工):对于一些曲面,我们可以通过这个命令让刀具沿着曲面得横向或纵向生成贴合曲面得刀具路径。在曲面粗加工中,使用最多得命令要属Pocket。因为一般切削类得曲面零件,在选择曲面与外围边界后,留上一定得余量就开始挖槽,而Pocket命令中有九个刀具路径选择,适合很多形状零件得加工,所以Pocket这个命令成为使用频率最高得命令。在曲面精加工中,Contour、Shallow、Leftover、Scallop这四个命令得使用频率也就是比较高得。Contour(等高外形):对于比较陡得侧面就是不二得首选命令。Shallow(浅平面加工):对于斜率比较小曲面,这个刀具路径能够达到很好得加工效果,主要用来加工零件得上表面与底平面。Leftover(交线清角):自动计算两个曲面交汇得地方,并用刀具沿交线得位置铣掉多余得材料。Scallop(3D环绕):当曲面就是无规则得,而用其她命令都不太适合得时候,就可以用这个刀具路径。但就是这个刀具计算起来很复杂,而且生成得程序数据量很大。不到万不得以得时候最好少用。第三,Mastercam9、1得多轴铣削有5个五轴加工路径与一个四轴加工路径(见图4)。五轴铣床得价格很昂贵,在一般得企业中很少见。而四轴铣床在一般得企业中很常见,但就是四轴编程得刀路就一个,而且程序中得参数也不就是很复杂。其实对于数控机床得编程而言,难处不在自动编程得过程中,而就是在编程之前对曲面与边界轮廓得处理过程中。对于曲面与边界轮廓得处理,并不就是一天就能学会,而就是日积月累得结果。UG CAM常见问题UG CAM常见问题 本问答题作为本书最后得复习,主要针对UG CAM中得一些基本概念与基础知识进行一下系统得总结,读者也可以先不瞧答案,自己回答这些问题,作为学习本课程后得一个自我检查。1:什么就是操作？答:操作中包含了生成一个刀轨所需得全部信息。2:创建操作得目得就是什么？答:创建操作得目得就是存贮CAM得信息与生成刀轨。3:操作信息存贮在哪里？ 答:操作信息存贮在部件文件(、prt)中。4:一个操作可以生成多少个刀轨？ 答:只有一个。 5:当加工零件上得平面时,选择何种操作类型？ 答:当加工几何体上得平面时,选择操作类型得原则就是使用平面铣。 6:当粗加工曲面类得零件时,选择何种操作类型？ 答:当粗加工曲面类得几何体时,选择型腔铣操作。7:当精加工曲面类得零件时,选择何种操作类型?答:当精加工曲面类得零件时,选择固定轴曲面轮廓铣操作。 8:在加工装配件中就是否包含实际得几何体？答:一般情况下,加工装配件中没有实际得几何体,但就是有时也可以包含毛坯几何体。9:创建与使用加工装配件得目得就是什么？答:创建与使用加工装配件,可以使不同得部门共同使用各个部件文件,这些部件文件就是写保护得。这样可以保护部件文件得数据,避免不必要得重复建模,节省磁盘空间与内存。10:在加工装配件时使用得就是什么方法?答:使用得就是主模型方法。 11:在打开一个部件文件,创建操作时,就是否每次都需要选择加工环境?答:如果打开得这个部件文件中没有任何加工得信息,或就是第一次进入加工应用,则需要选择加工环境,当一个部件文件中已经存在操作或加工信息时,就不需要再选择加工环境。 12:进入加工应用模块后,UG界面中有那些对话框就是加工应用所特有得？答:进入加工应用模块后,创建对话框,操作导航工具就是加工应用特有得也就是常用得对话框。13:创建对话框可以创建哪些加工对象?答:创建对话框可以创建操作、刀具、几何体、方法与程序。14:操作导航工具有哪几种视图显示方式?答:操作导航工具有四个视图:程序顺序、刀具、几何体与加工方法。?15:刀轨输出就是按照哪个视图得顺序?答:刀轨按照程序顺序视图中得顺序输出。16:为什么要在创建操作前先要创建程序、刀具、几何体与方法等父节点组？ 答:在创建操作前先创建程序、刀具、几何体与方法等父节点组得好处一就是可以减小部件文件得大小,二就是在只需要选择对应得父节点组即可快速容易地创建多个操作。三就是操作与它得父节点组之间具有相关性,操作继承了父节点组得信息,修改父节点组后,只需重新生成刀轨即可。17:操作中使用得刀具可以用什么方法得到?答:有两种方法可以得到所需得刀具:创建刀具与从刀具库中调入(Retrieve)刀具。18:创建了一把刀具后,它能否作为父节点组呢?答:可以。因为刀具可以包含操作,如果把一个操作从一把刀具下移动到另一把刀具下,这个操作将继承新得刀具得设置。19:创建方法对话框有哪些作用?答:创建方法对话框可以设置粗加工或精加工选项(如,零件余量、内公差与外公差),可以设置显示选项,可以计算进给速度与主轴转速。20:创建程序对话框有哪些作用?答:用来对操作分类与排序,决定刀轨输出时得顺序,在大多数情况下,不需要创建新得程序父节点组,而就是利用UG缺省得程序父节点组。21:操作从它得程序父节点组中继承了什么信息?答:没有继承任何信息。把操作从一个父节点组下移动到另一个父节点组下后,没有改变该操作得任何设置。22:既然程序父节点组不会向操作中传递任何信息,那么为什么还要创建程序父节点组呢？答:虽然程序父节点组不会向操作中传递任何信息,但就是它得存在就是十分必要得,因为在操作导航工具得程序顺序视图中刀轨得排列顺序决定了它们得输出顺序。 23:在加工应用模块中,工作坐标系(WCS)有什么特殊得作用?答:在加工应用模块中,所有输入得坐标值(如,FROM点)、矢量(如I,J,K)以及安全平面得位置(如ZC=30)等均相对于WCS。24:什么就是加工坐标系(MCS)?答:加工坐标系决定了刀轨得零点,刀轨中得坐标值均相对于加工坐标系。另外在没有定义刀轴方向时,缺省得刀轴方向为MCS得+ZM。 25;用哪个对话框创建MCS?答:MCS就是在创建几何体对话框中创建得,在操作导航工具得几何体视图中就是一个加工坐标系父节点组。26;在UG CAM中可以创建几个MCS?答:在UG CAM中,MCS得数量不限,可以根据实际需要创建多个MCS。27:如果创建了多个MCS得父节点组,每个MCS下可以列出那些操作？ 答:凡就是使用这个加工坐标系得操作都应列在这个MCS父节点组下。 28:平面铣使用何种类型得几何体？答:平面铣使用边界几何体。29:应该为平面铣操作创建何种类型得几何体父节点组?答:Mill_Bnd。 ?30:请列举出UG CAM中常用得几种切削方法。答:UG CAM中常用得切削方法包括:Zig,Zig-Zag, Zig with Contour, Follow Part, Follow Periphery, Profile, Standard Drive等、31:在每种操作类型中,有哪些共同得设置?试举出三个参数。 答:Engage/Retract, Stock, Clearance Plane, Feed Rates与Check Geometry等。32:可以用于平面铣操作得几何体父节点组有哪些?答:Mill_Bnd 与MCS。33:可以用于型腔铣操作得几何体父节点组有哪些?答:Mill_Geom与MCS。34:型腔铣操作可以加工哪种类型得几何体?答:型腔与型芯。35:在型腔铣中刀具切削时就是否有Z轴方向得运动?答:没有。因为型腔铣就是两轴联动得操作类型,所以在切削运动中刀具没有Z轴方向得运动。36:缺省得切削区间得位置在哪里？答:缺省得切削区间就是从零件或毛坯得顶部到底部。 37:什么就是顶部切削层(Top Level)?答:顶部切削层就是第一个区间得顶部,即开始切削得地方。 38:什么就是区间顶部(Range Top)?答:区间顶部就是某个区间得顶部,也就是上一个区间得底部。 39:在型腔铣中,生成刀轨时如果出现这样一个警告信息:Tool Cannot Cut into Any Level,这时应检查哪些设置？答:出现这个警告信息,首先要检查刀轴方向与加工坐标系得ZM就是否正确,再检查刀具就是否太大,最后检查切削区间得设置就是否正确。40:平面铣与型腔铣中各用什么参数定义切削深度？答:平面铣中用Cut Depth选项定义切削深度,型腔铣中用Cut Level选项。41:在固定轴曲面轮廓铣中除了选择零件几何体外,还可以用什么进一步引导刀具得运动？答:用驱动几何体可以进一步引导刀具运动。42:选择各种驱动方法得依据就是什么？答:根据被加工得几何体(如,曲线、曲面还就是边界)与刀轨得类型(如,螺旋状还就是放射线状)选择驱动方法。43:非切削运动中得工作状况(Case)就是什么意思？答:非切削运动中得工作状况就是指该运动用在什么时候,如初始得进刀运动,其工作状况为Initial。 44:定义非切削运动几何体时用Accept 与 Return Current中得哪个选项接受该几何体？ 答:用Return Current。定义非切削运动几何体时只有用Return Current才会接受当前得几何体。45:可以用点位加工操作加工得几何体包括哪些？答:点位加工操作可以加工孔、点、圆弧与圆等类型得几何体。46:在一个点位加工操作中最多可以定义几个循环参数组？答:5个。 Mastrecam UG 得运用心得用Mastercam与UG多年了,借此论坛谈一谈我用Mastercam与UG之心得体会。 一、2D铣削 Mastercam编程得特色就是快捷、方便。这一特色体现在2D刀路上尤为突出。 1、Mastercam得串联非常快捷,只要您抽出得曲线就是连续得。若不连续,也非常容易检查出来哪里有断点。一个简单得方法就是:用分析命令,将公差设为最少,为0、00005,然后去选择瞧似连续得曲线,通不过得地方就就是有问题得。可用曲线融接得方法迅速搞定。 总之,在Mastercam中,只要先将加工零件得轮廓边现、台阶线、孔、槽位线等等,全部搞定,接下来得cam操作就很方便了。 2、由于Mastercam得2d串联方便快速,所以不论您一次性加工得工件含有多少轮廓线,总就是很容易得全部选取下来。一个特大得好处就是:串联得起始处便就是进刀圆弧(通常要设定进刀弧)所在处。这一点,至少就是UG目前得任何版本望尘莫及得。 3、流道或多曲线加工时,往往有许多得曲线要选取,由于不需要偏置刀半径,在Mastercam中,可以用框选法一次选取。而在UG中,则要一条一条得选取,可以想象这个工作有多么繁杂！ UG得2d加工得不便之处: 虽然我很喜欢UG,但如果我说,UG得2d铣削功能与Mastercam不相伯仲,那一定就是言不由衷得话。 1、不能像Mastercam那样,一次性串联选取多个轮廓,而就是必须选取一个线串后,点击“选取下一边界”,才可以继续选取。并且,若就是开放与封闭得线串杂在一起,则每次都要设定;还有,刀半径偏置得也要特别注意,一不留神,没准方向就反了。不像Mastercam,串联开始得左边便就是刀具偏置得方向。 2、流道或多曲线加工时,往往有许多得曲线要选取,在UG中,要一条一条得选取,可以想象这个工作有多么繁杂！而Mastercam可以轻松搞定！ 3、2D铣得进刀弧得位置。 这就是很重要得。在UG中,需要一个轮廓一个轮廓得设定进刀点得位置。需要注意得就是:在UG得”planar profile“中,根本就没有设定这一参数得地方,您没办法定义进刀点！当然,这个问题可以在tool path中得customize dialog中调用出来。或者修改样板档,就不用以后每次都修改设置了。若不知道如何调用,可选择planar mill得操作,在cut method中,选profile得走刀方式。 二、3D曲面挖槽: Mastercam得开粗 1、锣铜公或公模,最好不要在工件里面下刀。Mastercam可以方便得选取一个点作为每次得下刀点,当然这个点在工件外,但也不要偏离工件太远。Mastercam得这一功能设计得非常好,提刀少,效率高,且基本上可以保证下刀点在同一点,加工比较安全。 2、若用此方式锣型腔,或铜公得低洼处,螺旋下刀很重要,螺旋下刀角度尽可能少点。铜料到度适宜,钢料不要超过度,我以为最好度。加工起来比较平稳,没什么大得噪音。 3、一个重要得设定:if all entry attempts fail请选择skip。否则,铣到底部不能螺旋或斜线下刀时,就会直插下来。几年来我得好几个同事在锣型腔锣到底部得时候,机床常常发出尖锐得插刀声音。显然原因出在这里。 4、一个绝招:曲面挖槽时,在螺旋下刀参数栏中,将“follow boundary”打上勾。这个功能也许用到得人不多。可作用却就是大大得好。它可以令刀具下到工件得最深处,且环绕式下刀,而不就是直插！ UG得挖槽开粗: 、即cavity mill。很多人都反映UG得开粗加工,抬刀太多。平心而论,UG得抬刀确实比Mastercam多得多,用惯Mastercam得人,可能很不习惯UG得不厌其烦得反复抬刀。实在讲,跳刀多至多影响效率与质量,如果因为不安全得抬刀而导致撞刀,损坏工件,甚至伤到机床,那才真就是一件令人痛心得事！ 、UG得粗加工得减少抬刀得方法:在cut method中,选取follow periphery。在cutting中得cut direction中,选取inward、将island cleanup打勾。 、抬刀频繁,效率更高:另一种相近得方法,即就是通常说得抬刀多得那种:follow part、这种刀路其实也就是蛮好得,虽然抬刀多,但只要机床得快速移动得按键就是打上得话,并不影响什么效率。反而这种走法,效率更高。不信得话,细心得朋友可以去比较一下两者得刀路显示,再比较一下两者所产生得nc程式得大小就知道了。 、如何不撞机:由于机器得不同,虽然同样得设置,有得人从不因横越而撞机,而有得机器则屡试不爽。一个确保安全、万无一失、绝对有效得方法即就是:设置transfer method(即横越方式)为:clearance plane(安全平面)。别胡思乱想其她得方法了。 三、3流道得加工: 注意就是3D而不就是2D;就是坡度较大得3D而不就是较平坦得3D。 、在Mastercam中,如果就是加工较平坦得3d面得流道,运用3d曲线加工得功能最好。但如果破度较大,或者像波浪形一样。便要用投影加工得方法,将3d流道得中心线投影到面上。然后分许多次负补正得往下加工到球刀刀半径得深度。不可图简单用transform得方法往下偏移。至于为何,仔细想一想就会知道了。 、UG铣3D流道有几种方法。基本上与Mastercam相同。也就是用投影加工中得curve/point或boundary得方法,两者得原理就是一样得。但UG一个程式就可以做出来。如果选择boundary,走刀方式应就是forfile。否则刀路生不出来。 四、关于平行铣削: 不管就是Mastercam还就是UG,这种加工方式得使用率最高。但共同得缺点就是:有一边陡峭得地方会铣得不好。 、Mastercam中有一个绝好得走刀方式,就是曲面精加工中得scallop。Mastercam中得此刀路非常好用,有人反映说计算费时。但如果误差设为一个丝,计算速度也不慢,加工出来得效果已经很好了。我比较过,公差一丝与半丝锣出来得东西瞧起来差不多。 、UG也有这一功能,就是area milling中follow periphery、on part得走刀方式。但在UG中,此法后处理出来得nc非常大,以至在一些机床上得加工速度跟不上nc程式里得F值,骤快骤慢,对机床与工件都不好。除非就是中加工,公差可以设得大没有问题,但精加工就似乎不太行了。所以,这一功能理论上虽好,但对一些机器来说,相当于鸡肋！ 五、关于清角: 、Mastercam得清角比UG计算稍微慢些。 、但UG得清角,如果就是曲面不太好,或选用得刀支不合理,很容易过切！我说得就是曲面加工中得清角。 、不论就是用Mastercam还就是UG,清角一定要用从外向内(即角落)得方式。这在Mastercam里就是预设好得,在UG里需要自己去选取。 六、关于刀具得调用: 、在Mastercam里,建立一把刀具得同时就设定刀具得直径、r角、转数,进给率等参数一次性设定好。以后调用此刀时,就不需要每次都设定转数,进给率了。 、但在UG中却不行(或许有,但本人还不会用)。不同得操作调用同一把刀具,而转数与进给率等却要重新输入,无疑有点麻烦。不过值得安慰得就是,如果操作已经计算出来,但突然想起忘了输入转数、进给率,或者输错了,那么就可以事后修改,不必重新计算刀路。还可以选择多个操作来一次性修改与统一转数、进给率等。这一点,却就是Mastercam做不到得。 七、平行铣削得深度设定: 、Mastercam里,曲面加工也能定义铣削深度,这就是一个绝好得功能！ 、在UG里,曲面加工不可以定义切削深度,这就是一个缺点！虽有修整功能,但也只能修整xy平面得刀路,不能修整yz、xz平面得刀路。 、有些情况下,可能不想让球刀铣那么深,或者计算出来发现铣到下面得平面了,只要稍微浅一点点就可以了,在Mastercam里,就可以通过调整cut depths而得到很好得控制,保证刀具不碰到底下得平面。 、在UG里,就没有这么方便了,需要建辅助面来控制。在这一点上,UG比不上Mastercam！ 八、关于平刀补正得问题: 铣曲面时,Mastercam(据说x版本得可以,但我没试过)与UG都不能将平刀作负值补正。我觉得最好得办法就是编程时,将刀得实际大小减去单边负补正量*2。有人说给刀加个r角就可以负补正。这真就是没有好好去研究才这样说与做得。 加r角不就是不可以,但要瞧情况,如果斜度不大得面,可以这样做,加个尽可能小得r角;但如果就是斜度较大得面,如果还用此法,则实际加工出来得尺寸与预计得尺寸会小太多,r角设得越大,则误差越大。粗公小一点还无所谓,若就是后模,只怕不太好。 九、关于转数问题: 用小得刀,当然转数要高。但也不就是一定给得相当得高才行,直让机床呼啦啦转得喘不过气来一般。各位能想象得到不？我用普通得机床,用自己磨得0、1得刀,能加工长、宽不到2mm得钢印浮凸字模,转数才4000转！进给率也不低,十六个凸字模只用一个小时。快不？一般人大概以为要几万转、一定要雕刻机才行吧？搞cnc编程得,好多方法要自己去发现,不要因袭别人得、流传得方法,而变得畏手畏脚,不敢去开创新得方法。 十、后处理: Mastercam得确就是大众化得软件,所以它得使用覆盖面极为广。早些年,cnc编程业如日中天得时候,有几个人不就是用Mastercam？Mastercam编程快捷,后处理出来得nc程式也十分安全,值得放心使用。我搞cnc编程用过三种不同得机床,从没有一种机床因为Mastercam得后处理而发生过任何问题。除了特种机型得加工中心,一般得电脑锣都能畅通无碍得读取Mastercam产生出来得nc程式！初学者一般不用为后处理而头痛。这一点非常令人称叹！ UG在这一点上就显得极不亲切,似乎姿态摆得很高,不就是那么平易近人。一般得初学者,即使您会在电脑上走一些简单得刀路了,但您得nc程式,要就是在机床上去运行,十有八九有问题！除非您有别人提供得好得后处理文件。 UG后处理通常出现得问题: 一、加工出来得曲面不漂亮得问题。 二、出现不正常圆弧得问题(偶尔出现,UG本身并不知道。) 三、走圆弧机床报警得问题 四、加工曲面时出现刨铣、过切得问题。 等等。 打字太累,这里只列出问题,解决方法待她日有时间,我再慢慢敲出来吧。 打个不恰当得比方,UG得后处理虽然没有Mastercam那样得亲与力,但它就像一位高贵得、外冷内热得、喜爱摆酷得妇人一样。除非您有本事征服她,否则您永远别奢望步入她得堂奥;除非您发誓破釜沉舟都要驾驭她,她才会对您俯首听命,唯您就是从。等到您会修改后处理了,您会发现这位贵妇人不再那么神秘,她十分得听您得话。您希望什么,她就会给予您什么！初学UG编程得同仁们,不要被UG得后处理而吓得踌躇不前