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第６期（总第２２３期）２０２０年１２月机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．６Ｄｅｃ．文章编号：１６７２ ６４１３（２０２０）０６ ０１６９ ０２Ｍａｓｔｅｒｃａｍ软件２Ｄ櫜高速刀路在实践教学中的应用李 斐１，杨德寿２，张明艳１（１．兰州石化职业技术学院机械工程学院，甘肃 兰州 ７３００６０；２．无锡昆仑富士仪表有限公司，江苏 无锡 ２１４０２８）摘要：Ｍａｓｔｅｒｃａｍ软件作为常用的高速加工软件之一，其加工策略能够满足大多数工件的加工要求。
其２Ｄ高速刀路加工策略主要包括动态铣削加工、熔接加工和剥铣加工。
以典型工件作为研究对象，首先对其进行区域划分，根据划分区域的典型特点选择合适的加工策略，最后生成该工件粗加工的刀路轨迹并进行模拟仿真。
同一工件上运用不同的加工策略，有利于提高学生对２Ｄ高速刀路的综合应用能力。
关键词：动态铣削；Ｍａｓｔｅｒｃａｍ；高速刀路中图分类号：ＴＨ３９１．７ 文献标识码：櫜Ｂ甘肃省教育科学“十二五”规划２０１５年度课题（ＧＳ［２０１５］ＧＨＢ０９２２）收稿日期：２０２０ ０９ １４；修订日期：２０２０ １０ １７作者简介：李斐（１９８９），男，甘肃白银人，讲师，硕士，主要从事数控加工方面的研究与教学。
０ 引言高速加工是近年内迅速崛起的先进制造技术，应用高速加工技术，合理而科学地生成刀路轨迹已经成为提高加工效率、提高加工质量、缩短加工时间的重要途径之一［１ ２］。
Ｍａｓｔｅｒｃａｍ软件具有丰富的高速加工策略，能最大限度地满足加工企业的需求［３ ５］。
学生在学习２Ｄ高速刀路轨迹设置时，单一的加工策略往往容易掌握，但是一旦遇到形状较为复杂的工件，如何选择正确的加工方法，进而生成合理、经济的刀路轨迹便成为这一部分内容的重点、难点。
本文以一个典型工件为例，分析其加工策略，生成该工件粗加工的刀路轨迹并进行模拟仿真。
该工件包含完全开放外轮廓、半开放轮廓且纵向与横向尺寸比例较小、半开放轮廓且纵向与横向尺寸比例较大，因为该工件形状较为复杂，正确地选择加工方式便成为教学重点。
在模具加工与产品零部件数控加工过程中，编程技术及刀具技术紧密匹配，在多年的Mastercam软件程序编制中，运用全面积累的数控加工刀具知识，结合软件的加工策略，进行高效适配的程序编制及加工铣削，从而达到事半功倍的效果。
01Mastercam铣削包括2D加工、3D加工、多轴加工（四轴以上），其中，2D加工也称为点位加工，即根据直线、曲线进行2.5~3轴的加工；3D加工也叫曲面加工（实体加工）或三维三轴加工；多轴加工则是四轴、五轴加工，即一次定位，加工4个面或5个面。
本文分别对几何体、刀路策略、刀具选取进行技术性交流。
02点位加工就是根据设置的工件原点展开的程序编制，包括打定位点、钻孔、倒角、镗孔、铰孔和攻螺纹，都是进行点位坐标捕捉后的刀具路径定义。
根据工艺顺序进行程序编制，包括坐标点定义（几何体）、刀具定义、程序参数定义。
根据点位具体用处选取点位加工、钻孔加工、丝锥刀具、铰孔刀具及镗孔加工刀具[1]，具体的选取规则和刀具说明见表1~表5。
孔加工是产品加工的主要工艺，加工种类主要包括普通钻孔加工、一般精度孔加工、螺纹孔及螺纹加工和超精孔加工。
孔的精度及表面粗糙度是孔加工工艺及刀具选取的主要依据，在保证精度的前提下尽量使孔具有较低表面粗糙度值。
当不能满足较低表面粗糙度值时，需要采取超精密加工的策略，通过挤压、珩磨、抛光等方式加工孔[2]。
具体孔加工工艺与刀具选取见表6。
表1点位加工刀具表2钻孔加工刀具注：D为刀具有效直径。
表3丝锥刀具种类表4铰孔刀具加工表5镗孔加工刀具表6孔加工工艺及刀具选取03铣削刀路策略与刀具选取先进数控加工刀具种类日新月异、发展迅速，快进给刀具、金刚铣刀具和可换头铣刀等刀具种类的出现不仅提升了加工效率，而且降低了刀具整体成本，铣刀类别及说明见表7，工步策略及刀具选取见表8。
表7铣刀类别及说明表8工步策略及刀具选取2D刀具路径是采取2D几何体线架，包括直线、R圆弧、曲线等进行铣削加工，路径种类包括外形铣削、2D挖槽、平面铣削、键槽铣削和模型棱角，充分利用了几何体可以进行多种铣削加工的特性。
数控加工技术学习中的刀具选择指南随着科技的不断发展，数控加工技术在工业生产中得到了广泛应用。
而在数控加工过程中，刀具的选择是至关重要的一环。
本文将为大家介绍数控加工技术学习中的刀具选择指南，帮助大家更好地理解和掌握这一技术。
一、刀具材料选择刀具材料的选择直接影响着加工效果和刀具寿命。
常见的刀具材料有高速钢、硬质合金和陶瓷等。
在选择刀具材料时，需要考虑加工材料的硬度、韧性和热导率等因素。
1. 高速钢刀具：适用于加工低硬度材料，具有较好的韧性和耐磨性，价格相对较低。
但对于高硬度材料的加工，高速钢刀具的寿命较短。
2. 硬质合金刀具：适用于加工高硬度材料，具有较高的硬度和耐磨性。
但硬质合金刀具的韧性较差，容易断裂，价格也相对较高。
3. 陶瓷刀具：适用于加工高硬度和高温材料，具有优异的耐磨性和高温稳定性。
但陶瓷刀具易碎，加工过程需要注意避免冲击和振动。
二、刀具几何形状选择刀具的几何形状对加工效果和刀具寿命有着重要影响。
常见的刀具几何形状包括平头刀、球头刀和锥度刀等。
1. 平头刀：适用于平面加工和开槽等操作，具有较大的切削面积，能够提高加工效率。
但平头刀容易产生振动和噪音，需要注意加工过程中的稳定性。
2. 球头刀：适用于曲面加工和倒角等操作，能够实现复杂曲线的加工。
球头刀具有较小的切削力和较好的表面质量，但加工效率相对较低。
3. 锥度刀：适用于孔加工和倒角等操作，能够实现不同直径的孔加工。
锥度刀具有较好的切削刚度和切削稳定性，但需要注意加工过程中的刀具中心偏移问题。
三、刀具涂层选择刀具涂层能够有效提高刀具的耐磨性和耐高温性，延长刀具的使用寿命。
常见的刀具涂层包括涂层碳化物、涂层氮化物和涂层氧化物等。
1. 涂层碳化物：具有较高的硬度和耐磨性，能够有效减少切削力和热膨胀。
涂层碳化物适用于加工高硬度材料和高温材料。
2. 涂层氮化物：具有较好的耐磨性和耐高温性，能够提高刀具的切削速度和切削深度。
涂层氮化物适用于高速切削和重切削操作。
1.常用高速切削刀具材料。
(1)硬质合金涂层刀具。
（2）TiC（N）基硬质合金。
A、用于粗加工、半精加工、精加工和断续加工。
（3）陶瓷刀具。
A、用于半精加工、精加工、干切削、硬切削。
a.干切削加工技术一种加工过程不用或微量使用切削液加工技术，一种对环境污染源头进行控制清洁环保制造工艺b. 硬切削是指使用CBN实体刀具、CBN刀头或陶瓷刀具来加工淬硬的工件。
用硬切削这种新工艺可以切削淬硬的工件。
用硬切削这种新工艺可以切削淬硬钢、灰铸铁、球墨铸铁、粉末冶金和特殊材料。
当然，也有一些材料如青铜等不适合采用硬切削。
用硬切削可进行车削、表面加工、攻螺纹、铣削、开槽、靠模加工、车削锥面。
据美国有关文章报导，硬切削使工件光洁度始终保持16μm。
在正常条件下，光洁度能达到6～8μm。
(4)立方氮化硼刀具。
A、一般用于精加工。
B、适合加工高硬度淬火钢、高温合金、可切削轴承钢（60——62HRC）、工具钢（57——60HRC）、高速钢（63HRC）。
C、低含量CBN(质量分数为45%—65%)主要用于精加工45—61HRC。
高含量CBN（质量分数为80%—90%）主要用于粗、半粗加工镍、铬铸铁，断续切削淬硬钢，高速切削铸铁、硬金属、烧结金属与重合金。
a.断续切削: 在切削过程中，切削刃间断地与工件接触的切削。
(2)水分的蒸发及冷凝；行而发（5）金刚石刀具。
A、加工各种有色金属和极耐磨的高性能非金属材料，如铝、铜、镁及其合金，硬质金属纤维增塑材料，金属基复合材料，木材复合材料。
B、目前金刚石刀具高速切削（2500—5000m/min）2、高速切削刀具材料的选择。
（1）铝合金。
1）易切削铝合金。
适用刀具有K10、K20、PCD（聚金刚石）。
切削速度2000—4000m/min。
进给速度为3—12m/min。
刀前角为12°∽18°，后角10°∽18°，刃倾角可达25°。
2）铸铝合金。
机床刀具的正确选择与使用方法在机床加工过程中，刀具的选择和使用是至关重要的。
一个合适的刀具不仅可以提高加工质量和效率，还能延长机床的使用寿命。
因此，了解机床刀具的正确选择和使用方法对于提高加工效率具有重要意义。
一、刀具的选择1. 根据加工材料选择刀具材质不同的加工材料需要选择不同的刀具材质，以确保加工效果。
通常情况下，硬度较高的工件应选用硬质合金刀具，而对于较软的材料，则可选择高速钢刀具。
此外，还需要考虑工件的导热性、韧性等因素，综合选择最适合的刀具材质。
2. 根据切削条件选择刀具类型在确定了刀具材质后，需要根据具体的切削条件选择刀具类型。
例如，对于高速切削，可以选择高速钢或硬质合金刀具；而对于深孔加工，则需要选择特殊的深孔钻刀具。
因此，在选择刀具时，需要充分考虑切削条件，以确保刀具能够正常工作。
3. 根据加工要求选择刀具形状不同的加工要求需要选择不同形状的刀具。
例如，对于铣削加工，可选择平底刀、球头刀等不同形状的铣刀；而对于车削加工，则可以选择内外圆刀具等。
因此，在选择刀具时，需要根据具体的加工要求来确定刀具的形状。
二、刀具的使用方法1. 切勿超负荷使用刀具刀具在工作时会受到一定的负荷，如果超负荷使用，容易导致刀具磨损过快甚至断裂。
因此，在使用刀具时，需要根据切削条件合理设置切削参数，避免超负荷使用刀具。
2. 定期检查刀具状态刀具在使用过程中会出现磨损，因此需要定期检查刀具状态。
一旦发现刀具磨损严重或者出现其他异常情况，应及时更换或修磨刀具，以确保刀具的正常使用。
3. 注意刀具的保养刀具在使用过程中需要定期进行清洁和保养，以延长刀具的使用寿命。
在清洁时，应使用专用清洁剂擦拭刀具表面，防止刀具受到腐蚀。
同时，在使用完毕后，应将刀具储存在干燥通风的环境中，避免受潮生锈。
总结：正确选择和使用机床刀具对于提高加工效率和质量具有重要意义。
通过根据加工材料选择刀具材质、根据切削条件选择刀具类型、根据加工要求选择刀具形状等方法，能够有效提高刀具的使用效率和寿命。
数控车床刀具的选择及应用方法
数控车床刀具的选择及应用方法包括以下几点：
1. 刀具材质选择：根据数控车床的加工材料和加工工艺要求选择合适的刀具材料。
常见的刀具材料有硬质合金，高速钢，陶瓷刀具等。
2. 刀具类型选择：根据具体的加工任务选择合适的刀具类型。
常见的数控车床刀具类型有车刀、铣刀、钻孔刀具等。
3. 刀具尺寸选择：根据工件的尺寸和形状确定刀具的尺寸。
刀具尺寸要与工件的加工要求相匹配，包括刀具长度、刀尖半径、刀具直径等。
4. 刀具刃口选择：根据加工要求选择合适的刀具刃口类型，如单刃刀具、双刃刀具、倒角刀具等。
5. 刀具涂层选择：对于高速切削和长时间连续加工的任务，可以选择带有涂层的刀具，以提高切削性能和刀具寿命。
刀具应用方法：
1. 安装刀具：在安装刀具之前，要确保刀具和刀座的匹配性。
安装时要注意刀具和刀座的固定方式，确保刀具稳定不松动。
2. 刀具调试：在加工之前，要对刀具进行调试。
调试包括刀具的位置、刀具的刃口与工件的间距、切削速度、进给速度等参数的调整。
3. 切削过程中的刀具监控：在切削过程中，要及时监控刀具的磨损情况。
一旦刀具出现磨损或断刃等情况，应及时更换或修复刀具。
4. 刀具保养：刀具在使用过程中要注意保养和清洁。
保持刀具的干燥和清洁，定期进行润滑和维护，以延长刀具的使用寿命。
数控刀具选择与使用方法详解随着科技的不断发展，数控刀具在工业生产中的应用越来越广泛。
数控刀具的选择和使用方法对于工件加工的质量和效率起着至关重要的作用。
本文将详细介绍数控刀具的选择和使用方法，帮助读者更好地理解和应用数控刀具。
一、数控刀具的选择1.刀具材料的选择刀具材料的选择是数控刀具选择的首要考虑因素。
常见的刀具材料有硬质合金、高速钢和陶瓷等。
硬质合金具有良好的硬度和耐磨性，适用于高速切削和重切削；高速钢具有较高的韧性和耐热性，适用于中低速切削和小批量生产；陶瓷刀具具有优异的耐磨性和高温稳定性，适用于高速切削和干切削。
2.刀具形状的选择刀具形状的选择要根据工件的形状和加工要求来确定。
常见的刀具形状有平面铣刀、立铣刀、球头铣刀、T型刀具等。
平面铣刀适用于平面加工和开槽；立铣刀适用于立面加工和开槽；球头铣刀适用于曲面加工和倒角；T型刀具适用于槽加工和切割。
3.刀具涂层的选择刀具涂层对刀具的耐磨性和切削性能有着重要影响。
常见的刀具涂层有TiN涂层、TiAlN涂层和TiCN涂层等。
TiN涂层具有良好的耐磨性和低摩擦系数，适用于铸铁和不锈钢等材料的加工；TiAlN涂层具有较高的硬度和耐热性，适用于高温合金和钛合金等材料的加工；TiCN涂层具有良好的切削性能和耐磨性，适用于铝合金和铜合金等材料的加工。
二、数控刀具的使用方法1.刀具安装刀具安装是数控刀具使用的关键步骤。
在安装前，应检查刀具的磨损程度和刀具夹持部位的磨损情况。
安装时，应确保刀具与主轴的配合精度，并使用扭矩扳手进行正确的夹持力。
安装完成后，应进行试切，以确保刀具的稳定性和切削效果。
2.刀具切削参数的选择刀具切削参数的选择要根据工件材料、刀具材料和切削类型等因素来确定。
常见的切削参数有进给速度、切削深度和切削速度等。
进给速度的选择要根据切削类型和刀具直径来确定；切削深度的选择要根据工件材料和刀具强度来确定；切削速度的选择要根据刀具材料和工件材料的硬度来确定。
