第3章挖槽刀具路径的应用
本章通过几个典型零件，说明MasterCAM的挖槽刀具路径的生成方法以及有关二维刀具路径的生成技巧。....
3.1 挖槽刀具路径生成过程
图3-1a为一个零件的立体图，零件高度为20mm，挖槽深度为15mm，图3-1b为加工过程仿真后的效果图。
图3-1
挖槽刀具路径生成过程如下：
步骤一读入文件
文件名：Ch3_1_1.MC8
存储该文件的零件图形如图3-2所示。
图3-2
步骤二加工上表面
1．设置
视图面（Gview）：(俯视图T)
关闭毛坯轮廓显示，即在图3-3中，使“显示毛坯（Display stock）”选择框未选中；
图3-3
2．选择主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-表面加工(Face)
3．串接被加工的上表面轮廓，串接后的结果，如图3-4所示，整个方框轮廓被选中，
串接起始点为P1点，如图3-4所示；
图3-4
4．用鼠标单击主菜单区的“Done”，结束串接操作，进入表面加工刀具参数（Tool
parameters）设置对话框；
5．选择直径为50mm的端铣刀，由于在刀具库Tools_mm.tl8中，没有直径为50mm的端铣刀，需要将此刀具添加到刀具库中，具体操作步骤如下：
（1）选择直径为25mm的端铣刀，则在“表面加工刀具参数（Tool parameters）设置”
对话框中，出现直径为25mm端铣刀的图标，如图3-5所示；
图3-5
（2）将鼠标移至直径为25mm端铣刀的图标处，单击鼠标右键，则进入“定义刀具（Define Tool）”对话框，设置完毕后，如图3-6所示；
图3-6
（3）用鼠标单击图3-6中的的“存入刀具库（Save to library…）”按钮，进入“选择刀具库名称（Select destination library）”对话框，如图3-7所示，选择刀具库名称为TOOLS_MM，单击图3-7中的“保存（S）”按钮；
图3-7
（4）如果刀具库存储成功，则出现图3-8所示的提示框，用鼠标单击其“确定”按钮，回到图3-6；
图3-8
图3-9
（5）用鼠标单击图3-6中的“OK”按钮，回到图3-5，而此时的刀具图标已变为直径为50mm的端铣刀图标；
6．用鼠标单击图3-5上部的“表面加工参数(Facing parameters)”选项卡，进入“表面加工参数设置”对话框，设置完毕后，如图3-9所示；
7．用鼠标单击图3-9中的“确定”按钮，则得到上表面加工刀具路径，如图3-10所示。
图3-10
步骤三加工毛坯四周轮廓
1．选择主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-轮廓加工(Contour)
2．在绘图区串接被加工的轮廓，串接后的结果与图3-4相同，用鼠标单击主菜单区的“Done”，结束串接操作，进入“轮廓加工刀具参数（Tool parameters）设置”对话框，如图3-5所示；
图3-11
3．选择直径为25mm的端铣刀，出现此刀具的图标；
4．用鼠标单击图3-11上部“轮廓加工参数(Coutour parameters)”选项卡，进入“轮廓加工参数设置”对话框，设置完毕后，如图3-11所示；
5．用鼠标单击图3-11中的“多次切削（Multi passes...）”按钮，进入多次切削设置对话框，设置完毕后，如图3-12所示；
图3-12
6．用鼠标单击图3-12中的“OK”按钮，回到图3-11；
7．用鼠标单击图3-11中的“确定”按钮，得到四周轮廓加工刀具路径，如图3-13所示。
图3-13 图3-14
步骤四挖槽加工
1. 选择主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-挖槽加工(Pocket)
2. 在绘图区串接挖槽加工的轮廓，串接后的结果如图3-14所示，用鼠标单击主菜单区的“Done”，结束串接操作，进入“挖槽加工刀具参数（Tool parameters）设置”对话框；
3. 选择直径为20mm的端铣刀；
4. 用鼠标单击图3-15上部“挖槽加工参数(Pocketing parameters)”选项卡，进入“挖槽加工参数设置”对话框，设置完毕后，如图3-15所示；
图3-15
图3-16
5. 用鼠标单击图3-15上部“粗/精加工参数(Roughing/Finishing parameters)”选项卡，进入“挖槽粗/精加工参数设置”对话框，设置完毕后，如图3-16所示；
6. 用鼠标单击图3-16中的“确定”按钮，得到挖槽加工刀具路径，如图3-17所示。
图3-17
步骤五存储文件
文件名为：Ch3_1_4.MC8
3.2 挖槽加工切入起始点和切入方式的确定
当不指定挖槽加工刀具切入起始点和切入方式时，切入的起始点由系统自动产生，切入方式为简单的垂直进刀切入方式。但是，这个自动产生的切入起始点往往不符合人们的要求，即不是刀具切入的最佳工艺点。垂直进刀切入方式切入不平稳，当切入速度较快时，有切入冲击现象。因此，挖槽加工的切入起始点和切入方式通常需要用户指定。例如，在3.1节的例子中，自动产生的切入起始点在P1点，如图3-17所示，要将其移到图3-17中的P2点，其坐标为(0，-20)，切入方式改为螺旋式进刀，操作步骤如下：
图3-18
步骤一读入文件
文件名：Ch3_1_4.MC8
步骤二绘制切入点
选择主菜单(Main Menu)-绘图(Create)-点(Point)-位置(Position)
通过键盘输入点：0，-20 回车
得到图3-17所示的P2点，按下Esc键，结束绘制点操作。
步骤三进入操作管理
同时按住Alt键和字母O键(Alt+O)，进入“操作管理（Operations Manager）”对话框，如图3-18所示；
步骤四确定刀具切入起始点
1．用2.3.1节步骤三的方法，得到如图2-30所示的弹出式菜单；
2．用鼠标单击图2-30中的“增加串接(Add chain)”；
3．用鼠标拾取切入起始点，如图3-17中所示的P2点；
4．用鼠标单击主菜单区的“Done”，结束串接操作，回到图3-19所示，新增加的串接切入点，即串接点2（Chain Point 2），出现在对话框中；
图3-19
5．用鼠标单击图3-19中的“OK”按钮，回到图3-18。
图3-20
步骤五确定切入方式
1. 用鼠标单击图3-18中第3刀具路径的第2项“参数(Parameters)”，进入“挖槽加工刀具参数设置”对话框，再用鼠标单击图3-20上部“粗/精加工参数(Roughing/Finishing parameters)”选项卡，进入“挖槽粗/精加工参数设置”对话框；
2. 用鼠标单击图3-20中的“切入螺旋线(Entry-helix)”按钮左侧的选择框，使其出现对勾，如图3-20所示；
3. 用鼠标单击图3-20中的“切入螺旋线(Entry-helix)”按钮，进入“挖槽加工切入方式设置（Helix/Ramp Parameters）”对话框，设置完毕后，如图3-21所示；
图3-21
4. 用鼠标单击图3-21中的“确定”按钮，回到图3-20，再单击图3-20中的“确定”按钮，回到图3-18；
图3-22
5. 用鼠标单击图3-18中的“重新生成刀具路径(Regen Path)”按钮，则生成新的加工刀具路径，如图3-22a所示，此图中的刀具路径，与图3-17中的刀具路径相比，切入起始点发生了变化，按照人为设置的切入起点切入，相应地整个刀具路径发生了变化。切入刀具路径不是直线切入，而是螺旋线切入，如图3-22b所示（注：图3-22为轴测视图下的刀具路径，图3-22b只表示了图3-22a中的切入刀具路径）；
6. 用鼠标单击图3-18中的“OK”按钮，退出操作管理对话框。
步骤六存储文件
文件名为：Ch3_2_1.MC8
3.3 挖槽加工刀具路径的修正
当产生的挖槽加工刀具路径不能满足要求时，如产生过切或者未切削，需要对挖槽加工刀具路径进行修正，使新生成的刀具路径加工出的零件精度更高。对于不同的挖槽刀具路径，
修正的方法也不相同，下面介绍常用的三种挖槽加工刀具路径修正方法。
3.3.1 改变刀具直径修正挖槽加工刀具路径
对于3.2节产生的挖槽刀具路径仿真结果如图3-23所示，在挖槽区域的左下方和右上方有未切削区域，这是由于这两个区域的轮廓半径小于所用刀具半径所致，可以通过减小刀具半径解决，方法如下：
图3-23
步骤一读入文件
文件名：Ch3_2_1.MC8
步骤二进入操作管理
同时按住Alt键和字母O键(Alt+O)，进入“操作管理”对话框，如图3-18所示。
步骤三改变刀具直径
1．用鼠标单击图3-18所示对话框中的第3刀具路径，即挖槽刀具路径(Pocket)，此刀具路径项被选中；
2．用鼠标单击图3-18中第3刀具路径的第2项“参数(Parameters)”，进入“挖槽加工刀具参数设置（Pocketing Parameters）”对话框，如图3-24所示；
图3-24
3．用鼠标单击3号刀具（直径20mm）图标，选中该刀具，单击鼠标右键，进入”定义刀具”对话框，如图3-25所示，改变刀具直径为10mm；
图3-25
4．用鼠标单击图3-25中的“OK”按钮，回到图3-24，此时的3号刀具已变为直径为10mm的端铣刀；
5．用鼠标单击图3-24中的“确定”按钮，回到图3-18，单击图3-18中的“重新生成刀具路径(Regen Path)”按钮，则重新生成挖槽刀具路径。带有刀具痕迹的刀具路径仿真结果，如图3-26所示，与图3-23相比可以看出，由于减小了刀具直径，刀具可以到达所有挖槽区域；
图3-26
6．用鼠标单击图3-18中的“OK”按钮，退出操作管理对话框。
步骤四存储文件
文件名为：Ch3_3_1.MC8
3.3.2 改变挖槽方式修正挖槽加工刀具路径
对于 3.3.1节中的例子，其他参数不变，当挖槽方式采用平行螺旋方式(Parallel Spiral)时，产生的挖槽刀具路径仿真结果，如图3-27所示，在中间部分有未切削区域共5处，分别用数字1～5表示，对于这种情况，可采用改变挖槽方式修正挖槽刀具路径，如采用往复式挖槽方式（Zigzag），即3.2节中的挖槽方式。
产生图3-27效果的文件名为：Ch3_3_2.MC8。
图3-27
3.3.3 改变挖槽参数修正挖槽加工刀具路径
图3-27显示出的挖槽加工问题，可以采用改变挖槽方式解决，也可以通过改变挖槽参数加以修正，即仍采用原来的平行螺旋方式(Parallel Spiral)，但是，减小平行刀具路径之间的间距，也可以起到修正的目的，操作步骤如下：
步骤一读入文件
文件名：Ch3_3_2.MC8
步骤二减小平行刀具路径之间的间距
1．参照3.2节步骤二和步骤五的方法，进入“挖槽粗/精加工参数（Roughing/Finishing parameters）”设置对话框，如图3-28所示，平行刀具路径之间的间距百分比（Stepover percentage）由原来的75改为50，则此设置框下的平行刀具路径之间的间距（Stepover distance）设置框自动由原来的7.5变为5.0，设置完毕后，如图3-28所示；
图3-28
图3-29
2．用鼠标单击图3-28中的“确定”按钮，回到图3-18，重新生成刀具路径后的仿真结果，如图3-29所示，此图即为修正挖槽参数后的加工仿真结果，比较图3-27和图3-29可知，图3-27中的未切削部分得到加工；
步骤三存储文件
文件名为：Ch3_3_3.MC8
3.4 带有起模角挖槽加工刀具路径的生成及切削深度控制方法
当加工如图3-30所示的带有倾斜角的内腔时，需要采用带有起模角挖槽加工工艺及挖槽时的深度控制，操作方法如下：
图3-30
步骤一读入文件
文件名：Ch3_1_1.MC8
图3-31
步骤二带有起模角挖槽加工刀具路径的生成
1．选择主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-挖槽加工(Pocket)
2．在绘图区串接挖槽加工的轮廓，先串接挖槽轮廓，串接后的结果如图3-14所示，再串接点，如图3-17中的P2点，用鼠标单击主菜单区的“Done”，结束串接操作，进入挖槽加工刀具参数设置对话框，如图3-24所示；
3．选择直径为10mm的端铣刀；
4. 用鼠标单击图3-31上部“挖槽加工参数(Pocketing parameters)”选项卡，进入“挖槽加工参数设置”对话框；
5. 用鼠标单击图3-31中“深度切削(Depth cuts...)”按钮左侧的选择框，使其出现对勾；
6. 用鼠标单击图3-31中“深度切削(Depth cuts...)”按钮，进入“深度切削（Depth cuts）”对话框，设置完毕后，如图3-32所示；
图3-32
7. 用鼠标单击图3-32中的“OK”按钮，回到图3-31；
8．用鼠标单击图3-31上部“粗/精加工参数（Roughing/Finishing parameters）”选项卡，进入“挖槽粗/精加工参数设置”对话框，设置内容与图3-28相同；
9．用鼠标单击图3-28中的“确定”按钮，得到带有起模角的挖槽加工路径。
步骤三 加工过程仿真加工
加工过程仿真后的效果，如图3-33
所示。
图 3-33
步骤四 存储文件
文件名为：Ch3_4_1.MC8
3.5 挖槽加工重切削刀具路径的生
成
挖槽加工重切削是一种有效利用刀具尺寸，提高加
工效率的方法。它采用较大直径的刀具最大限度地切除
工件材料，剩余部分的工件材料，再利用较小直径的刀
具切除。而且，较小直径刀具的刀具路径与较大直径的
刀具路径不重合，不产生重复切削。挖槽加工重切削刀
具路径的生成操作方法如下：
步骤一 读入文件
文件名：Ch3_1_4.MC8
步骤二 生成刀具直径为35mm 的挖槽加工刀具路径
利用3.3.1节的方法，将文件Ch3_1_4.MC8中的刀具直径由20mm 改为35mm ，其他参数不变，重新生成刀具路径，其仿真结果如图3-34
所示。 图 3-34
图 3-35
步骤三 挖槽加工重切削
1．选择 主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-挖槽加工(Pocket)
2．在绘图区串接挖槽加工的轮廓，先串接挖槽轮廓，串接后的结果如图3-14所示，再串接点，如图3-17中的P2点，用鼠标单
击主菜单区的“Done ”，结束串接操作，
进入“挖槽加工刀具参数设置”对话框，
如图3-24所示；
3．选择直径为15mm 的端铣刀；
4．用鼠标单击图3-35上部“挖槽加
工参数(Pocketing parameters)”选项卡，
进入挖槽加工参数设置对话框，在“挖槽
类型（Pocket type ）”栏中选择“重切削
（Remachining ）”，设置完毕后，如图3-35
所示；
5．用鼠标单击图3-35中的“重切削
(Remachining)”按钮，进入“挖槽加工重
切削设置”对话框，设置完毕后，如图3-36所示；
图 3-36
图3-37
6．用鼠标单击图3-36中的“OK”按钮，回到图3-35；
7．用鼠标单击图3-35上部“粗/精加工参数(Roughing/Finishing parameters)”选项卡，进入“挖槽粗/精加工参数设置”对话框，设置完毕后，如图3-37所示；
8. 用鼠标单击图3-37中的“确定”按钮，在绘图区中出现上一次挖槽加工中切削过的区域，即以直径为35mm端铣刀加工过的区域，以深红色表示，如图3-38a所示；
图3-38
9. 按“回车（Enter）”键，出现本次加工所能切削的区域，以浅黄色表示，如图3-38b 所示；
10．按“回车（Enter）”键，出现本次需要切削的区域，即重切削区域，以浅黄色表示，如图3-38c所示；
11．按“回车（Enter）”键，在绘图区中出现经过上一次挖槽粗加工和本次重切削后，依然残留的未切削区域，如图3-39a所示，并在信息提示区中，显示残留的未切削区域面积的数值，本例中残存的未切削区域面积为零（Area=0.0000），说明重切削刀具路径正确，勿须再加工；
图3-39
12．按“回车(Enter)”键，在绘图区中出现重切削刀具路径，如图3-39b所示。
步骤四存储文件
文件名为：Ch3_5_1.MC8
3.6 挖槽加工子程序的生成
应用子程序可以缩短NC加工程序的长度，可以用于产生相同或类似零件形状的刀具路径。在MasterCAM中，子程序可以应用于挖槽深度控制切削、整圆切削、钻削等。缩短NC 加工程序的长度，对于存储容量较小的CNC机床，减少程序传输时间，具有非常明显的效果。
本节以3.4节中的例子为例，介绍产生子程序的方法。
步骤一读入文件
文件名：Ch3_4_1.MC8
步骤二产生具有子程序的刀具路径
1．按照3.3.1节步骤二和步骤三的方法，进入“挖槽加工刀具参数设置”对话框，如图3-24所示；
2．用鼠标单击图3-24中“改变NCI(Change NCI...)”按钮，进入“选择NCI文件（Select output NCI file）”对话框，如图3-40所示，输入NCI文件名：CH3_6Sub.NCI后，单击图3-40中的“OK”按钮，回到图3-24；
图3-40
3．“挖槽加工参数”对话框的设置内容与图3-31相同；
4．“深度切削(Depth cuts...)控制”对话框设置完毕后，如图3-41所示，其中的子程序选择框为有效；
图3-41
5．“挖槽粗/精加工参数(Roughing/Finishing parameters)”对话框设置完毕后，如图3-42所示；
图3-42
6. 切入方式对话框的设置内容与图3-21相同；
7. 重新生成具有子程序的挖槽加工刀具路径如图3-43所示；
刀具路径常见问题解答 主要内容 加工基础 刀具与材料 平面雕刻加工 曲面雕刻加工 公共参数 刀具路径管理 典型加工路径 2.1加工基础 1、什么是数控加工？ 数控加工就是将加工数据和工艺参数输入机床，机床的控制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向驱动系统发送运动脉冲信号，驱动系统将脉冲信号进行转换与放大处理，然后由传动机构驱动机床运动，从而完成零件加工。 2、数控加工一般包括那些内容？ 1）对图纸进行分析，确定加工区域； 2）构造加工部分的几何形状； 3）根据加工条件，选择加工参数，生成加工路径； 4）刀具路径分析、模拟；
5）开始加工； 3、数控系统的控制动作包括那些？ 1）主轴的起、停、转速、转向控制； 2）进给坐标轴的坐标、速度、进给方式（直线、圆弧等）； 3）刀具补偿、换刀、辅助动作（机台锁紧/松开、冷却泵等开关）； 4、常见的数控系统的有那些？ Funuc, Siemens, Fidia, Heidenhain, Fagor, Num, Okuma, Deckel, Mitsubishi 5、普通铣削和数控铣削的主要区别是什么？ 普通铣削的进给运动以单轴运动为主，数控铣削实现了多轴联动。 6、数控铣削加工常用的刀具是哪些？ 面铣刀、立铣刀、盘铣刀、角度铣刀、键槽铣刀、切断铣刀、成型铣刀。 7、数控加工中需要考虑的切削要素包括那些？ 主要考虑的因素是最大切除效率和主轴转速，最大切削效率决定于进给速度、吃刀深度、侧向进给量；主轴转速影响切削速度、每齿每转进给量。 8、影响切削加工的综合因素包括那些？ 1）机床，机床的刚性、功率、速度范围等 2）刀具，刀具的长度、刃长、直径、材料、齿数、角度参数、涂层等； 3）工件，材质、热处理性能、薄厚等； 4）装卡方式（工件紧固程度），压板、台钳等； 5）冷却方式，油冷、气冷等； 9、数控铣加工的如何分类？ 一般按照可同时控制而且相互独立的轴数分类，常见的有两轴加工、两轴半加工、三轴加工、四轴加工、五轴加工。 10、四轴加工的对象是什么？ 主要用于加工单个的叶轮叶片、圆柱凸轮等。 11、五轴加工的对象是什么？ 主要用于加工整体叶轮、机翼、垂直于曲面的直壁等。
第51卷第15期2015年8月 机械工程学报 JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING Vol.51 No.15 Aug. 2015 DOI：10.3901/JME.2015.15.168 复杂曲面五轴端铣加工刀具轨迹规划研究进展* 樊文刚叶佩青 (清华大学机械工程系北京 100084) 摘要：五轴端铣加工是提高重点工业和国防领域复杂曲面类零部件加工质量和加工效率的重要手段。围绕刀位优化、刀路规划和刀轴矢量优化三个关键问题，综述近年来五轴端铣加工刀具轨迹规划技术的研究进展。根据刀具和工件曲面之间切触点数量，将五轴端铣加工刀位优化算法分为单点切触、多点切触和无切触点三类，并建立多点切触刀位优化的通用数学模型。然后系统梳理了刀路规划、全局干涉检测及刀轴矢量优化理论和方法。最后分析了当前研究存在的不足，指出五轴端铣加工刀具轨迹规划应该尽可能从整体角度出发，且应充分考虑机床的运动学和动力学特性，同时应加强多点切触加工理论和应用研究，使其在工程实际中真正发挥高效优势。 关键词：复杂曲面；五轴加工；端铣；刀路；研究进展 中图分类号：TP391 Research Progress in Tool Path Planning for Five-axis End Milling Machining of Sculptured Surfaces FAN Wengang YE Peiqing (Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084) Abstract：Five-axis end milling machining is an important means to improve the processing quality and processing efficiency for parts with sculptured surfaces in the key industry and national defense areas. Around the three critical issues including tool positioning, tool path and tool orientation optimization, the recent research progress of tool path planning for five-axis end milling machining is summarized. Based on the number of the cutter contact (CC) point between the tool and the design surface, the tool positioning optimization strategy of five-axis end milling machining is divided into three categories that are single-point contact, multi-point contact and non-point contact. And the general mathematic model of the multi-point contact tool positioning optimization is established. The theories and methods of tool path, global interference detection and tool orientation optimization are systematically discussed. The deficiencies in current research are analyzed. It is pointed out that tool path planning of five-axis end milling machining should be carried out from the overall perspective as far as possible, and fully considers the kinematic and dynamic properties of machine tool. Meanwhile, the theory and application research for multi-point contact machining should be strengthened to indeed play its efficiency advantage in engineering practice. Key words：sculptured surface；five-axis machining；end milling；tool path；research progress 0 前言 复杂曲面类零部件广泛应用于航空航天、汽车、船舶、能源、国防等行业，这些曲面通常需要在五轴数控机床上依靠刀具和工件的相对切削运动才能产生，其制造技术水平对于国民经济发展和国防现代化建设都具有十分重要的意义。因此，《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020)》[1]和国家自然科学基金委员会《机械工程学科发展战 *国家科技重大专项(2011ZX04004-012)和中国博士后科学基金(2014T70073，2012M510423)资助项目。20140815收到初稿，20150216收到修改稿略报告(2011—2020)》[2]均将复杂曲面类零部件的数字化制造技术列为制造业的优先主题之一。而“高档数控机床与基础制造装备”和“大型飞机”重大专项的开展，更是对关键复杂曲面类零部件的高效、精密制造技术提出了前所未有的迫切需求[3]。 五轴数控加工相比于三轴在提高加工质量和加工效率方面具有明显优势，增加的两个旋转自由度使刀轴姿态更加灵活，通过调整刀轴矢量不仅可以避免刀具与工件及夹具等的干涉，也使刀具和工件曲面之间能够获得更好的几何匹配，有利于增大加工带宽，提高实际加工效率。然而，五轴数控机床的这一运动特性和工件曲面的复杂性也给数控编程带来了新的挑战。刀具轨迹规划是复杂曲面五轴
课题4 二维刀具路径 4.1 工作设定 工作设定包括工件原点、工件尺寸、工件类型等，用户可以通过上图的对话框对工件属性进行具体设定。4.2 外形铣削（Contour） 外形铣削加工即沿着由串连曲线所定义的外形轮廓线生成铣削加工路径。利用该命令可以生成2D或3D 的外形刀具路径，2D外形刀具路径的切削深度固定不变，而3D外形刀具路径的切削深度随串连外形的高度变化。
?加工高度设置 安全高度（Clearance）：是指数控加工中基于换刀和装夹工件而设定的高度，也是加工程序的起始与结束高度，通常一个工件加工完毕后刀具所停留的高度应高于工件与夹具的最高点。 参考高度（Retract）：又称为工件的安全高度，设置值一般高于工件的最高点，在每道工序完成后刀具将退至此高度再进行下一工序的切削。 进给下刀位置（Feed plane）：又称为工序的安全位置，设置值一般高于工件的最高点，刀具快速移动到此高度后将会以切削进给速度开始进刀切削。 工件表面（Top of stock）：用于定义工件表面的坐标位置，其参数设定需根据坐标的设置位置而定。 深度（Depth）：用于定义工件的加工深度。 ?刀具补偿设置 ●补正形式 电脑：计算刀具加工路径时，计算机自动将刀具中心向指定方向偏移刀具半径的距离，产生的NC 程序中不再含有刀具半径补偿指令（G42/G42），补偿方向可指定左补偿或右补偿。 控制器：计算刀具路径时不考虑刀具因素，在加工切削时由机床控制器进行半径补偿，输出的NC 程序中含有刀具半径补偿指令。 磨损：系统将同时采用计算机与控制器补偿，且补偿方向相同。由计算机补偿计算的刀具半径为理想半径尺寸（未磨损），而由控制器补偿的半径则为刀具磨损量值（负值）。 两者磨损：系统将同时采用计算机与控制器补偿，但补偿方向相反，即当计算机左补偿时，控制器采用右补偿。 关：不补偿，刀具中心与工件轮廓重合。 ●补正方向
Mastercam挖槽加工刀具路径操作举例 挖槽铣削用于产生一组刀具路径去切除一个封闭外形所包围的材料，或者一个铣平面，也可以粗切削一个槽。挖槽加工刀具路径由两组主要的参数来定义：挖槽参数和粗加工/精加工参数。下面接着上面的例子介绍挖槽加工刀具路径的生成。挖槽铣削刀具路径构建步骤： (1)Main menu→Toolpaths→Pocket→Solids，首先将如图j所示的Edges、Loop项设置为N，Faces项设置为Y。然后选择所加工零件的内部型腔底面轮廓，连续选择Done，系统弹出如图k所示挖槽对话框。 (2)设置Tool parameters项，由于该槽需要粗加工和精加工两道工序，首先生成粗加工刀具路径，故在此选择直径为15mm的端铣刀进行粗加工。 (3)设置Pocketing parameters项参数。各参数项的意义如下： 1)Machining direction栏 设置加工方向。铣削的方向可以有两种，顺铣和逆铣。顺铣指铣刀的旋转方向和工件与刀具的相对运动进给方向相同；逆铣指铣刀的旋转方向与刀具的进给方向相反。 2)Depth cuts 项 本项的参数大部分与轮廓铣削相同，只是增加了一项Use island depth一项，该项用于选择是否接受槽内的岛屿高
度对挖槽的影响，如果接受岛屿高度的影响，挖槽时会依岛屿的高度将岛屿和海的高度差部分挖掉；若关闭该选项，刀具路径绕过岛屿。 3)Facing 项 Facing对话框各参数的意义： ①overlap percentage：可以设置端面加工的刀具路径，重叠毛坯外部边界或岛屿的刀具路径的量，该选项是清除端面加工刀具路径的边，并用一个刀具直径的百分率来表示。该区域能自动计算重叠的量。也就是说刀具可以超出挖槽地边界扩大挖槽的范围。 ②overlap amount：可以设置端面加工刀具路径重叠毛坯外部边界或岛屿的量，该选项能清除端面加工刀具路径的边，并在XY轴作为一个距离计算，该区域等于重叠百分率乘以刀具直径。 ③Approach distance：该距离参数是确定从工件至第一次端面加工的起点的距离，它是输入点的延伸值。 ④Exit distance：退刀线的线长。 ⑤Stock about islands：可以在岛屿上表面留下设定余量。 4)remachining项 remachining项用于重新计算在粗加工刀具不能加工的毛坯面积，构建外形刀具路径去除留下的材料，留下的材料可根据以前的操作和刀具尺寸进行计算。 5)Open项 通过对Open项参数的设置可以忽略岛屿进行挖槽加工。 6)Advanced项 Advanced项对话框部分参数解释： = 1 \* GB3 ①Tolerance for remachining and constant overlap 使用螺旋下刀的方式加工或者做残料清角。公差值是由刀具的百分比运算得到，一个小的公差值可构建一个精密的刀具路径。残料加工时，一个较小公差可产生较大的加工面积，输入下面两个公差值的任一个：Percent for tool：设置公差是用刀具直径的指定百分率。 Tolerance：直接指定距离来设置公差。 = 2 \* GB3 ②Display stock for constant overlap spiral：选择该选项可以显示刀具切除的毛坯。 (4)选择roughing/finishing parameters对话框，得到如图m所示对话框。roughing/finishing parameters参数对话框部分参数解释： 1)rough：选择铣削图像中的一种方法，作挖槽铣削，每一种粗加工型式有图示说明。 = 1 \* GB3 ①Zigzag：双向切削，该方式产生一组来回的直线刀具路径来粗铣挖槽。刀具路径的方向是由粗切角
18 本文将对基于单调链的平面型腔行切刀具轨迹生成算法进行实验，并通过实验对该种刀具轨迹规划算法生成的刀具轨迹与平面区域加工方法生成的刀具轨迹进行比较分析。 1 实验对象 实验中取一远红外线成像仪的盖子作为实验对 象。其实验模型如图1所示。 图1 实验模型 图2 XkN714立式数控床身铣床 2 刀具轨迹计算 在充分理解算法的基础上，以Matlab为工具，以红外线成像仪上盖为加工对象，算出该平面型腔的加工轨迹。 3 实验过程 3.1 实验条件 实验设备：采用XkN714立式数控床身铣床（见图2），主要参数见表1： 表1 机床主要参数 主轴最高转速 /r?min -1 最大进给速度/mm?min -1 工作台面/ mm 最大力矩/N?m 6000 1500 750×500 5.80 加工刀具：Ф6键铣刀。工件材料：铝。 3.2 NC程序编制 利用程序计算出刀具轨迹点后，将这些单独的点转化为刀具轨迹线。图3为平面区域加工方法生成的型腔行切轨迹，图4为基于单调链概念的平面型腔行切轨迹。从图中可看出平面区域加工方法生成的型腔行切轨迹产生了3次抬刀动作，而基于单调链概念的型腔行切轨迹在整个加工过程中没有产 生抬刀动作。 图3 平面区域加工方法生成的型腔行切轨迹 基于单调链的平面型腔行切刀具轨迹规划方法验证 杨春花 （云南机电职业技术学院机械工程系，云南 昆明 650203） 摘要： 基于单调链技术的型腔行切刀具轨迹的规划方法，特点在于用单调链的数目来抽象描述内外轮廓的多边形几何形状的复杂性，从而建立起抬刀次数与行切行距、内外轮廓多边形的几何形状，内外轮廓多边形的数目之间的具体关系式，并在此基础上，采用相应的算法规定，最大程度地减少了抬刀动作的次数。关键词： 数控加工；刀具轨迹；单调链；抬刀次数；行切行距；内外轮廓中图分类号： TG506 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）31-0018-03 2012年第31/34期（总第238/241期）NO.31/34.2012 （CumulativetyNO.238/241）
五轴数控加工的刀具路径规划与动力学仿真 【摘要】五轴数控作为航天、航空、国防、能源加工的重要方法，对提高制造水平以及工业技术具有重要作用。近年来，被广泛应用于各军事工业以及民用工业中，由于它在传统三轴加工的基础上增加两个自由度，所以用五轴加工能获得更好的加工质量与生产效率。本文结合五轴数控加工，对刀具路径规划以及动力学仿真进行了简要的探究和阐述。 【关键词】五轴数控加工；刀具路径；规划；动力学仿真 传统的三轴数控加工通过刀具平动实现各零件加工；五轴数控在三轴机床的基础上，增加了两个旋转轴，让刀具能在工作空间向任意方向移动。五轴数控加工的优势是通过控制刀轴，在改变刀轴方向的同时，从源头上避免零件与刀具干涉，进行叶轮整体与螺旋桨等相对复杂的零件加工，更好的匹配工件曲面以及刀具几何，在有效切宽的同时，进一步实现大型敞口曲面零件加工；在转变加工环境的同时，用刚度相对较低的刀具，减小刀具伸量。另外，控制刀轴方向还可以有效控制切削区域，在减小刀具磨损以及切削力的过程中，确保表面加工质量。但是由于旋转运动的引入，在刀轴更加灵活的同时，也增加了刀具规划的难度；由于进给速度不同，在瞬时变化的过程中，切削力与动力学等问题越来越复杂。 一、五轴数控加工的刀具路径规划 刀具路径规划作为整个数控的核心技术，在复杂的五轴刀具加工中，除了必须满足几何约束外，还必须整合物理因素以及动态特性。对于加工较难的工件，物理因素与动态特性主要取决于加工质量与效率，这也是刀具路径必须考虑的方面。在规划刀具路径时，必须在无干扰的基础上，通过改善刀轴方向，进一步扩大切削面积。 （一）干涉避免 目前，没有干涉的刀位规划可以分成：可达性以及后检测先规划的方法。干涉避免作为复杂曲面加工必须考虑几何约束。先生成后检测，是先生成刀具路径，再进行对应的干涉规划，通过改善刀轴方向，进一步避免干涉；而在可达性的基础上进行刀具规划，则是直接形成刀具路径的重要方法。先生成后检测的工作重心集中在调整刀轴方向以及检查干涉中。数控程序的刀位点通常有几万到十几万行，在检查中需要花费大量资源以及计算时间。所以研究重点必须放在检查干涉效率上。在复杂零部件加工时，后检测的方法需要不断调整刀轴方位，在干涉检查中，根据几何约束，进一步强化刀轴方向。 可达性规划方法，首先，应该在离散的触点中计算出对应的方向，再规划刀具路径，这种方法不仅可以正确判断零件的加工性，还可以有效减少刀具路径检测与调整。在刀具无干涉优化路径中，也可以根据机床刀轴方向，在努力克服刀轴方向难题的同时，计算刀轴需要的时间与资源。因此，研究重点必须放在刀具可达方向上。主要有：可视锥法与空间法，空间法的关键是映射到对应的空间。 （二）加工效率 到目前为止，五轴数控加工的重点仍是球头刀，由于效率不高，规划简单，所以必须调整姿态、位置，让刀触点轨迹接近理论曲面，进而不断扩大给定精度的宽度。对于敞口、平坦的曲面，如何充分利用五轴机床的潜力已逐渐成为当今研究的热点。在研究集中性圆环刀、平底刀加工，或者圆锥刀、圆柱刀加工时，根据数控加工要求，在靠点成形的过程中，有效控制刀具切削面积，提高加工效率，或者直接“宽行加工”。在这个过程中，单参数包络原理也就是五轴数控的加工成形原理，真实的加工误差就是包络面与工件曲面的法向误差。因此，怎样在单个刀位规划中，整合工件曲面与刀具包络面就成了非常重要的问题，甚至直接影响刀位精度。由于操作复杂性以及难度，很多数控加工单位都使用了简化处理的方法，把刀位规划成单个刀位，在工件曲面与刀具曲面优化中，根据优化模型真实反映加工进程，对刀位
16. 刀具路径模板 刀具路径模板是通过在标准的刀具路径策略表格中填写上用户指定的设置/值，然后将此策略以模板形式保存供将来使用的一种模板文件。 设置模板路径 下面的设置仅需设置一次，此后可在此目录下保存任意数量的模板。 ? 删除全部并重设表格。 ? 从主菜单中选取工具 > 自定义路径。 ? 从下拉菜单中选取模板路径。 点击增加路径按钮，打开下面的表格。 ? 点击C:\ 下的文件夹 Temp 。 ? 点击 Make New Folder 。
于是在Temp 文件夹下产生一新的文件夹 New Folder 。 ? 将文件夹名称改变为Templates 。 ? 点击文件夹 Templates 。 ? 再次点击 Make New Folder 。 ? 将此文件夹重新命名为 My Toolpaths
? 回到文件夹 Templates 。 ? 点击确定。 于是即将路径设置到 C:\Temp\Templates ? 点取关闭。 ? 点击刀具路径策略图标， 打开下图所示表格。 我们可看到表格中新添了一个名称为 My Toolpaths 的页面。进入此页面后，目前页面为空的，但这就是刀具路径模板文件将保存的地方。
产生模板 至此，我们设置完毕 ‘My Toolpaths ‘ 的路径。下面即可产生用户定义的刀具路径模板并将模板文件保存到此路径下。 ? 删除全部并重设表格。 ? 打开刀具路径策略中的偏置区域清除模型表格。 如果在模板中定义刀具，每次打开模板时， PowerMILL 将复制该刀具。因此，最好是不要在刀具路径模板中包含刀具。定义边界和参考线时也是如此。 如果存在激活刀具，则打开刀具路径策略表格时，该刀具将自动被列入表格中。在这种情况下，可通过PowerMILL 浏览器取消刀具的激活状态，这样表格中的刀具选项将无效。 ? 改变余量为0.5，行距为10，下切步距为3。 ? 设置Z 轴下切为斜向，点取斜向选项，将最大左切角改变为5。 ? 接受（但不应用）此偏置区域清除模型表格。 ? 右击此刀具路径，从弹出菜单中选取保存为模板。
第2章二维零件设计及轮廓加工刀具路径 二维零件设计是MasterCAM造型设计的基础，应用非常广泛。本章通过一个典型零件说明MasterCAM的零件造型、设计方法、编辑技巧及二维轮廓刀具路径的生成方法。 2.1 零件设计过程及典型编辑方法的应用 图2-1 图2-2
.专业整理. 图2-1a为零件的立体图，图2-1b为此零件的标注尺寸，图2-2为加工过程仿真后的效果图。 以下操作步骤为图2-1a中零件的设计、编辑过程。 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)：俯视图（T） 视图面(Gview)：俯视图（T） 步骤二建立工件设计坐标系，绘制一矩形 按功能键F9，在屏幕中间出现一个十字线，即为工件设计坐标系。 绘制矩形方法如下：选择主菜单(Main Menu)-绘图(Create)-矩形(Rectangle)-两点(2 points) 输入左上方端点：-40，50 回车 右下方端点：0，-50 回车 结果如图2-3所示。 .学习帮手.
图2-3 图2-4 步骤三绘制圆 选择主菜单(Main Menu)-绘图(Create)-圆弧(Arc)-圆心、半径(Circ pt+rad) 输入半径：50 回车 圆心：-80，0 回车 按Esc键结束绘制圆。结果如图2-4所示。 步骤四打断圆与直线 选择主菜单(Main Menu)-修整(Modify)-打断(Break)-两段(2 pieces) 用鼠标拾取图2-4中的圆C1，并拾取断点位置于圆上P1位置，则圆被打断为两段，断点分别为P1和P2，如图2-4所示； 拾取图2-4中的直线L1，并拾取断点位置于直线中点P3位置； 打断后的图素与原图素只有拾取图素时才能分辨出，拾取选中的部分，颜色会发生变化。 步骤五修剪 选择主菜单(Main Menu)-修整(Modify)-修剪(Trim)-两图素(2 entities)
刀具路径点分布功能在吹瓶模具编程中的应用 刀具路径点分布功能是产生刀具路径时控制其节点按要求分布的优化功能，使用它我们可以确保在不同加工条件下都能做到高质高效的完成加工任务。怎样运用刀具路径点分布功能进行实际加工呢？我们可以一个吹瓶模具的型腔编程为例，按刀具路径点分布功能在不同工序、不同加工条件下的设置，来共同练习其在实际加工中的使用。 在PowerMILL【图形域】内空白处单击右键→【全部删除】→【是】，清空PowerMILL 内所有元素。单击【工具】下拉菜单内【重设表格】选项，使系统恢复到默认状态。 在【PowerMILL资源管理器】中用鼠标右键单击【模型】→【输入模型】将弹出【输入模型】对话框，在此对话框内选择文件“刀具路径点分布模型.igs”，单击【打开】按钮，输入图形文件。 选择【查看工具栏】→单击【ISO2】查看按钮→单击【普通阴影】按钮，将模型阴影着色，如右图1所示。 单击【主工具栏】→【保存此PowerMILL项目】按钮，弹出【保存项目为】对话框，在对话框内选择要保存的路径夹，输入文件名，单击【保存】按钮，当前项目被保存。 图1 吹瓶模具模型 在PowerMILL【图形域】内选取如图2所示曲面，在【主工具栏】中单击【毛坯】按钮打开毛坯对话框，在【由…定义】中选择【方框】→设置公差为“0.01”，类型为“模型”→单击按钮，在毛坯对话框中可以得到已选取曲面大小为：X64.19 * Y240 * Z32.1。单击【视图查看工具栏】中的【最小半径阴影】按钮，接着单击下拉菜单【显示】→【模型】，弹出如图3所示【模型显示选项】对话框，将【最小刀具半径】值依次设置为4.0、3.0、2.0。我们发现只有设置为2.0的时候,整个模型的圆角位置显示为绿色,这就表示此模型最小可用到￠4的球头刀。再单击【视图查看】中的【拔模角阴影】按钮，确定【模型显示选项】对话框中的【拔模角阴影】复选框内的【拔模角】和【警告角】为默认值0和5。可看到图形域中模型四周面及平底处的曲面都显示为红色，在此表示其为直身。
图2-3-1车削加工X 、Z 向安全间隙设计 2．3 数控加工刀具路径拟定 CNC 加工的刀具路径指，加工过程中，刀具刀位点相对于工件进给运动的轨迹和方向。刀具路径一般包括：从起始点快速接近工件加工部位，然后以工进速度加工工件结构，完成加工任务后，快速离开工件，回到某一设定的终点。可归纳为两种典型的运动：点到点的快速定位运动——空行程；工作进给速度的切削加工运动——切削行程。 确定刀具走刀路线的原则主要有以下几点： ⑴规划安全的刀具路径，保证刀具切削加工的正常进行。 ⑵规划适当的刀具路径，保证加工零件满足加工质量要求。 ⑶规划最短的刀具路径，减少走刀的时间，提高加工效益。 2．3．1规划安全的刀具路径 在数控加工拟定刀具路径时，把安全考虑放在 首要地位更切实际。规划刀具路时，最值得注意的 安全问题就是刀具在快速的点定位过程中与障碍物 的碰撞。为了节省时间，刀具加工前接近工件加工 部位，完成加工任务后，快速离开工件，常用快速 点定位路线。快速点定位时，刀具以最快的设定速 度移动，一旦发生碰撞后果不堪设想。 1．快速的点定位路线起点、终点的安全设定 工艺编程时，对刀具快速接近工件加工部位路线的终点和刀具快速离开工件路线的起点的位置应精心设计，应保证刀具在该点与工件的轮廓应有足够的安全间隙，避免刀具与工件的碰撞。 在拟定刀具快速趋近工件的定位路径时，趋向点与工件实体表面的安全间隙大小应有谨慎的考虑。如图2-3-1，刀具相对工件在Z 向或X 向的趋近点的安全间隙设置多少为宜呢？间隙量小可缩短加工时间，但间隙量太小对操作工来说却是不太安全和方便，容易带来潜在的撞刀危险。对间隙量大小设定时，应考虑到Z0的加工面是否已经加工到位，若没有加工，还应考虑可能的最大的毛坯余量。若程序控制是批量生产，还应考虑更换新工件后Z 向尺寸带来的新变化，以及操作员是否有足够的经验。
第3章 挖槽刀具路径的应用 本章通过几个典型零件，说明MasterCAM的挖槽刀具路径的生成方法以及有关二维刀具路径的生成技巧。 3.1 挖槽刀具路径生成过程 图3-1a为一个零件的立体图，零件高度为20mm，挖槽深度为15mm，图3-1b为加工过程仿真后的效果图。 图 3-1 挖槽刀具路径生成过程如下： 步骤一读入文件 文件名：Ch3_1_1.MC8 存储该文件的零件图形如图3-2所示。 图 3-2 步骤二加工上表面 1．设置
视图面（Gview）：(俯视图T) 关闭毛坯轮廓显示，即在图3-3中，使“显示毛坯（Display stock）”选择框未选中； 图 3-3 2．选择主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-表面加工(Face) 3．串接被加工的上表面轮廓，串接后的结果，如图3-4所示，整个方框轮廓被选中，串接起始点为P1点，如图3-4所示； 图 3-4 4．用鼠标单击主菜单区的“Done”，结束串接操作，进入表面加工刀具参数（Tool parameters）设置对话框；
5．选择直径为50mm的端铣刀，由于在刀具库Tools_mm.tl8中，没有直径为50mm的端铣刀，需要将此刀具添加到刀具库中，具体操作步骤如下： （1）选择直径为25mm的端铣刀，则在“表面加工刀具参数（Tool parameters）设置”对话框中，出现直径为25mm端铣刀的图标，如图3-5所示； 图 3-5 （2）将鼠标移至直径为25mm端铣刀的图标处，单击鼠标右键，则进入“定义刀具（Define Tool）”对话框，设置完毕后，如图3-6所示；
JDPaint5.0刀具路径与JDPaint4.0刀具路径比较 （技术支持部：回文刚2004-4-2） 2004年1月份我们公司正式推出JDPaint5.0软件，来取代以前使用的JDPaint4.0软件。在这次软件升级中，各个部分都有很大的改变，在刀具路径方面也有较大的变化。下面在这方面进行一下粗略的比较,以便于分公司推行5.0软件。 （一）平面雕刻 5.0软件的平面雕刻部分命令方法基本上和4.0是一样的。但是在加工效果和效率上有明显的差别。 1）区域粗雕刻中新添加的功能 4.0软件中斜线下刀最多只能沿轮廓转一圈，如果设置角度小，这时就不是按照设置 的参数生成了。而5.0软件是严格按照设置的参数生成路径。 这是4.0软件使用0.5度斜线下刀生成的路径 这是使用5.0软件沿轮廓下刀0.5度生成的路径 上面的路径是对同一区域使用相同的加工方法，下刀角度都为0.5度，4.0软件和 5.0软件生成刀具路径的比较。4.0软件的路径由于下刀角度不准确，两层路径的高度 差为2.22MM，而5.0软件路径的高度差为0.5MM。在斜线下刀时，两个重要因素就
是下刀角度和最大吃刀深度。下刀角度要小于副刃偏角。4.0软件的刀具路径实际下刀角度为1.6度，几乎等于副刃偏角，这样斜线下刀的作用就没有了。最大吃刀深度 4.0是 5.0的4倍多，这样相同的情况下，刀具变形就增大了4倍，非常容易出现断刀 现象。 ● 5.0软件中，在开槽中增加了切削量均匀的功能。这个功能是针对锥刀开槽添加的。 由于锥刀在加工深度上越大，加工的宽度就越大，切削量也就随之变大。这样的加工实际上是不等量加工，影响加工效率和刀具寿命。 等的 每 等的 不使用切削量均匀生成的路径使用切削量均匀生成的路径 但是，当刀尖非常小的时候，使用等量切削第一刀的加工量太大，非常容易出现断刀的现象。一般来说，这个功能使用在0.4以上的锥刀。 ●在5.0软件的区域粗雕刻中，也增加了折线下刀，螺旋下刀的功能。这两种下刀方法 都可以降低下刀时的最大吃刀深度。；这样在加工时，就降低了刀具的变形，保证刀具在良好的状态下进行加工。下面说明一下各种下刀方式的具体应用： 螺旋下刀是所有下刀方式中对刀具影响最小的一种下刀方式。在可以使用螺旋下刀时，尽量使用螺旋下刀。一般用于较大区域的加工。 折线下刀主要用于小区域而且狭长的区域的加工中。如狭长的矩形的区域加工，生成不了螺旋下刀，就可以使用折线下刀。 曲面宽度较小，但长度较大 这种情况最适合使用折线下刀 沿轮廓下刀主要用于小区域，可以成环状加工的区域，如一个圆环，沿着他转一圈又回到起点，这种情况，不能使用螺旋下刀时，就可以使用沿轮廓下刀，但要注意下刀角度。
千挑精雕网 北京精雕图培训制作教程精雕图制作系列教程 刀具路径常见问题解答 支持网站：https://www.doczj.com/doc/c115743802.html,/
刀具路径常见问题解答 主要内容 加工基础 刀具与材料 平面雕刻加工 曲面雕刻加工 公共参数 刀具路径管理 典型加工路径
2.1加工基础 1、什么是数控加工？ 数控加工就是将加工数据和工艺参数输入机床，机床的控制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向驱动系统发送运动脉冲信号，驱动系统将脉冲信号进行转换与放大处理，然后由传动机构驱动机床运动，从而完成零件加工。 2、数控加工一般包括那些内容？ 1）对图纸进行分析，确定加工区域； 2）构造加工部分的几何形状； 3）根据加工条件，选择加工参数，生成加工路径； 4）刀具路径分析、模拟； 5）开始加工； 3、数控系统的控制动作包括那些？ 1）主轴的起、停、转速、转向控制； 2）进给坐标轴的坐标、速度、进给方式（直线、圆弧等）； 3）刀具补偿、换刀、辅助动作（机台锁紧/松开、冷却泵等开关）； 4、常见的数控系统的有那些？ Funuc, Siemens, Fidia, Heidenhain, Fagor, Num, Okuma, Deckel, Mitsubishi 5、普通铣削和数控铣削的主要区别是什么？ 普通铣削的进给运动以单轴运动为主，数控铣削实现了多轴联动。 6、数控铣削加工常用的刀具是哪些？ 面铣刀、立铣刀、盘铣刀、角度铣刀、键槽铣刀、切断铣刀、成型铣刀。 7、数控加工中需要考虑的切削要素包括那些？ 主要考虑的因素是最大切除效率和主轴转速，最大切削效率决定于进给速度、吃刀深度、
第4章刀具路径的编辑 本章通过几个典型零件，说明在MasterCAM中，如何通过编辑的方法生成刀具路径以及对刀具路径如何进行编辑、修正，如何使方法更加方便、快捷，技巧性更强。而对已存在的刀具路径进行编辑、修正，可以使系统生成的刀具路径更符合人们的要求，尤其是在曲面加工中，这一方法非常实用，甚至是必不可少。 4.1 刀具路径的镜像复制 刀具路径的镜像复制方法用于产生零件形状具有对称轴的刀具路径。此方法只须生成一个或一组刀具路径，然后用复制的方法产生另一个或另一组与其对称的刀具路径。如图4-1所示的零件，具有对称形状图形，可以只产生左边形状的刀具路径，用复制的方法产生右边形状的刀具路径。 图4-1 步骤一读入文件 文件名：Ch4_1_1.MC8 该文件存储的零件图形如图4-2所示，其中虚线为毛坯线框轮廓，粗实线为图形轮廓。 图4-2 图4-3 步骤二产生挖槽刀具路径 用3.4节的方法产生图4-1所示左边图形的带有起模角的挖槽刀具路径，图4-3为用3.4节中的步骤二产生的刀具路径仿真后的结果。
步骤三镜像复制刀具路径 1. 选择主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-下一菜单(Next menu)-转换(Transform) 2. 进入转换操作对话框，设置完毕后，如图4-4所示； 图4-4 3. 用鼠标单击图4-4上部“镜像（mirror）”选项卡，进入转换操作中的“镜像参数设置”对话框，设置完毕后，如图4-5所示； 图4-5 4．用鼠标单击图4-5中下部的“OK”按钮，完成刀具路径的镜像复制操作。 步骤四仿真加工 1. 同时按Alt键和字母O键(Alt+O)，进入操作管理对话框，如图4-6所示，用鼠标单击图4-6中右上部“全选（Select All）”按钮，两个刀具路径全被选中，其中第2个刀具路径即为用镜像复制方法产生的刀具路径，如图4-6所示； 2. 用2.5节的方法进行仿真操作，加工过程仿真后的结果，如图4-7所示。 步骤五存储文件 文件名为：Ch4_1_2.MC8
第十二章編輯刀具路徑 刀具路徑 路徑之確認請使用PowerMILL螢幕左側之物件管理區目錄.以下將說明如何編輯已確認之路徑如修剪、複製、分割、反向等。 ?選項options 已選刀具路徑的選項可透過從主功能表中的工具功能表下選取選項，打開選項選單，從選單中選取刀具路徑頁面。
當檢查方框被開起(打勾)時將執行其功能，說明如下： 開啟視窗–當已確認之路徑被作動或選取時將自動顯示其功能的設定視窗。註：此功能須配合自動載入選項開啟使用。 讀取參數–當刀具路徑被選取時自動載入其參數設定值如刀具、公差等切削移動–此參數設定時，你可以輕易的針對已選取的切削路徑作刪除，反向，單雙向互換等局部編輯。 連結移動–此參數設定時，你可以針對已選取的切削路徑作執行連結編輯接觸點法線–當勾選此項目時所產生的切削刀具路徑會以接觸點的法線方向計算，使用於須3D補正或NC須以向量式(I,J,K) 輸 出時使用。 自動作動–在路徑確認時自動設定為作動(選取)狀態。 儲存計算–當勾選此項目時，如已設定專案的儲存名稱若再執行計算兩個刀具路徑以上時專案會自動的做儲存動作。 刀軸長度–當顯示路徑的刀軸方向時，指定所要顯示的長度。 接觸點法線長度–當顯示路徑的接觸點法線時，指定所要顯示的長度。 切削與緩降因子設定–設定切削速率時將自動與此因子相乘定義為緩降 速率之數值，預設值為0.1。 自動讀取切削參數–勾選此選項，作動刀具時將自動讀取進給率資料，不 必再次點選讀取作動刀具資料。
?編輯刀具路徑 刀具路徑的編輯工具可透過PowerMILL物件管理區中要編輯的刀具路徑名稱上按滑鼠右鍵→編輯。其內容如下圖所示。 刀具路徑的編輯工具列可透過PowerMILL物件管理區中的刀具路徑上按滑鼠右鍵->工具列。其內容如下圖所示。
第3章挖槽刀具路径的应用 本章通过几个典型零件，说明MasterCAM的挖槽刀具路径的生成方法以及有关二维刀具路径的生成技巧。.... 3.1 挖槽刀具路径生成过程 图3-1a为一个零件的立体图，零件高度为20mm，挖槽深度为15mm，图3-1b为加工过程仿真后的效果图。 图3-1 挖槽刀具路径生成过程如下： 步骤一读入文件 文件名：Ch3_1_1.MC8 存储该文件的零件图形如图3-2所示。 图3-2 步骤二加工上表面 1．设置 视图面（Gview）：(俯视图T) 关闭毛坯轮廓显示，即在图3-3中，使“显示毛坯（Display stock）”选择框未选中；
图3-3 2．选择主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-表面加工(Face) 3．串接被加工的上表面轮廓，串接后的结果，如图3-4所示，整个方框轮廓被选中， 串接起始点为P1点，如图3-4所示； 图3-4 4．用鼠标单击主菜单区的“Done”，结束串接操作，进入表面加工刀具参数（Tool parameters）设置对话框； 5．选择直径为50mm的端铣刀，由于在刀具库Tools_mm.tl8中，没有直径为50mm的端铣刀，需要将此刀具添加到刀具库中，具体操作步骤如下： （1）选择直径为25mm的端铣刀，则在“表面加工刀具参数（Tool parameters）设置” 对话框中，出现直径为25mm端铣刀的图标，如图3-5所示；
图3-5 （2）将鼠标移至直径为25mm端铣刀的图标处，单击鼠标右键，则进入“定义刀具（Define Tool）”对话框，设置完毕后，如图3-6所示； 图3-6 （3）用鼠标单击图3-6中的的“存入刀具库（Save to library…）”按钮，进入“选择刀具库名称（Select destination library）”对话框，如图3-7所示，选择刀具库名称为TOOLS_MM，单击图3-7中的“保存（S）”按钮；
第5章刀具路径的编辑 本章通过几个典型零件，说明在MasterCAM中，如何通过编辑的方法生成刀具路径以及对刀具路径如何进行编辑、修正，如何使方法更加方便、快捷，技巧性更强。而对已存在的刀具路径进行编辑、修正，可以使系统生成的刀具路径更符合人们的要求，尤其是在曲面加工中，这一方法非常实用，甚至是必不可少。 4.1 刀具路径的镜像复制 刀具路径的镜像复制方法用于产生零件形状具有对称轴的刀具路径。此方法只须生成一个或一组刀具路径，然后用复制的方法产生另一个或另一组与其对称的刀具路径。如图4-1所示的零件，具有对称形状图形，可以只产生左边形状的刀具路径，用复制的方法产生右边形状的刀具路径。 图4-1 步骤一读入文件 文件名：Ch4_1_1.MC9 该文件存储的零件图形如图4-2所示，其中虚线为毛坯线框轮廓，粗实线为图形轮廓。 图4-2 图4-3 步骤二产生挖槽刀具路径 用3.4节的方法产生图4-1所示左边图形的带有起模角的挖槽刀具路径，图4-3为用3.4节中的步骤二产生的刀具路径仿真后的结果。
步骤三镜像复制刀具路径 1. 选择主菜单(Main Menu)-刀具路径(Toolpaths)-下一菜单(Next menu)-转换(Transform) 2. 进入转换操作对话框，设置完毕后，如图4-4所示； 图4-4 3. 用鼠标单击图4-4上部“镜像（mirror）”选项卡，进入转换操作中的“镜像参数设置”对话框，设置完毕后，如图4-5所示； 图4-5 4．用鼠标单击图4-5中下部的“OK”按钮，完成刀具路径的镜像复制操作。 步骤四仿真加工 1. 同时按Alt键和字母O键(Alt+O)，进入操作管理对话框，如图4-6所示，用鼠标单击图4-6中右上部“全选（Select All）”按钮，两个刀具路径全被选中，其中第2个刀具路径即为用镜像复制方法产生的刀具路径，如图4-6所示； 2. 用2.5节的方法进行仿真操作，加工过程仿真后的结果，如图4-7所示。 步骤五存储文件 文件名为：Ch4_1_2.MC9
挖槽、钻孔的刀路定义及自动编程 一、实训目的 （ 1）、熟练掌握 M aster CAM挖槽、钻孔的刀路定义方法 （ 2）、掌握MasterCAM 挖槽、钻孔刀路定义的主要参数设置及其含义 （ 3）、进一步掌握MasterCAM刀路定义的技巧性操作 二、预习要求 认真阅读教材第 6 章微机自动编程与应用的第 4 、 5 、 7 节的内容。 三、实训理论基础 1 ．挖槽加工的深度分层设定 挖槽刀路定义时深度分层的参数中，最大粗切量、精切次数、精切量、不提刀设置等和外形铣削概念一致。对于挖槽而言，下述参数是它所特有的。 1 ）使用岛屿深度：如果在一个凹槽中的岛屿具有和凹槽不同的顶面深度，则： 当不设定使用岛屿深度时，刀路的计算将认为岛屿和凹槽同样高，即每铣一层都将避开岛屿，而不管实际岛屿顶面在何深度处。 当设定使用岛屿深度时，刀路的计算将考虑岛屿顶面的真实高度，如果岛屿顶面低于凹槽顶面，则在铣削至岛屿顶面前的每一层都将忽略岛屿的存在，在持续往下的分层加工中再避开岛屿 2 ）使用子程序：由于挖槽时，每一层的刀路基本相同，因此可考虑使用子程序编程的方法，这样可精简程序。但对每一层刀路不相同的挖槽加工来说，是无法使用子程序的。（比如设定锥度挖槽后就不能使用子程序编程方式。） 3 ）锥壁设定 外壁锥度：用以设置槽形外边界周边的锥角。 岛屿锥度：用以设置岛屿周边的锥角。 4 ）深度铣削顺序设定：当一个刀路中包含多个间断凹槽，在这些槽区间挖槽的顺序如何，可如下设定： 区域铣削：先将一个槽区域分层铣削完成后，再去分层铣削下一个槽区。 深度铣削：先在一个深度层上将所有的槽区铣削完成后，改变一个深度，再将所有的槽区铣削一遍。 2 ．挖槽方式