项目10 铣床加工基础,知识目标 1掌握MasterCAM X4系统加工的一般流程及工作机理。 2设置加工刀具。 3设置加工工件。 4加工操作管理。 技能目标 1能正确运用MasterCAM X4加工的基础知识。 2学会数控加工的基本设置：加工坐标系、工件设置、刀具管理、操作管理、串联管理、后处理等设置的方法。 3正确进行二维刀具路径的设置。,10.1项目内容,加工如图8-1所示的工件，来进一步详细了解MasterCAM X4 系统是如何加工工件的。,10.2项目目的,1熟悉MasterCAM X4加工的基础知识。 2掌握MasterCAM X4的数控加工的基本设置。 3掌握二维刀具路径的基本设置。,10.3.1 MasterCAM X4系统CAM功能,作为一个CADCAM集成软件，MasterCAM X4 系统包括了设计(CAD)和加工(CAM)两大部分。使用CAM软件的最终目的就是要产生加工路径和生成加工程序，所以设计(CAD)功能是为加工(CAM)功能服务的。加工功能CAM部分主要由Mill、Lathe和Router三大模块组成。Lathe模块用来生成车削加工刀具路径，Router模块用来生成线切割激光加工路径，其中Mill模块可以用来生成铣削加工刀具路径，还包括进行外形铣削、型腔加工、钻孔加工、平面加工、曲面加工以及多轴加工等的模拟，Mill模块用于铣削加工是MasterCAM X4系统的主要功能。,1铣削机床控制轴和坐标系,（1）控制轴 数控系统控制的机床运动轴称为控制轴， 数控系统所能控制的标准轴数为3轴（X由、Y和Z轴)，并且可分别增加到4轴、5轴或6轴。大部分的数控铣削设备都是标准3轴。附加轴可以为A、B、C、U、V、W轴中的任意一个，其中旋转轴使用A、B和C轴，直线轴使用U、V和W轴，各轴的定义如图8-2所示。,（2）加工坐标系,标准的机床坐标系是一个右手直角坐标系，拇指为X轴，食指为Y轴，中指为Z轴，指尖指向各坐标轴的正方向，即增大刀具和工件距离的方向，如图8-3。若有旋转轴时，规定绕X、 Y、Z轴的旋转轴为A、B、C轴，其方向为右手螺旋方向。旋转轴的原点一般在水平面上。,控制轴和加工坐标系,2MasterCAM X4 系统加工的一般流程,(1) 由系统本身的CAD造型建立“.MCX”工件的几何模型。 (2) 计算机辅助制造CAM，生成一种通用的刀具路径数据文件“.NCI”文件。加工模型建立后，即可利用CAM系统提供的多种形式的刀具轨迹生成功能进行模拟验证。可以根据不同的工艺要求与精度要求，指定加工方式和加工参数等，生成刀具切削轨迹。 MasterCAM X4系统可以通过Backplot(刀具路径模拟)和Verify(实体切削验证)验证生成的刀具轨迹的精度，还可进行干涉检查，用图形方式检验加工代码的正确性。为满足特殊工艺需要，CAM系统还提供了对已生成刀具路径轨迹进行编辑的功能。 (3) 后置处理POST将NCI文件转换为CNC控制器可以解读的“.NC”代码。,10.3.3设置加工刀具,如图8-4所示，单击菜单“刀具路径”“刀具管理器”命令打开刀具管理器，在“刀具管理”对话框下面选择所需刀具直接拖动到上面空白处释放鼠标即可选择好刀具，如图8-5所示。,图10-5,图10-6,或者在如图8-6所示在“2D刀具路径”对话框中点击刀具图标按钮命令，也可以打开“刀具管理器”对话框。,2. 自定义新刀具,在刀具列表中单击鼠标右键，从弹出的选快捷菜单中选择“编辑刀具”或“构建新刀具”命令也可打开“定义刀具”对话框。也可以从已存在的刀具路径中，单击已选刀具也可以打开定义刀具对话框，如图8-7所示。,在定义刀具对话框中，有“平底刀”、“类型”和“参数”三个标签，如图8-8所示，点选刀具类型，弹出刀具参数对话框，如图8-9所示，进行刀具参数设置。选择“参数”标签，输入刀具参数和刀具的名称，并单击“保存至刀具库”按钮，定义保存路径就可以把新刀具保存到刀具库中了。如图8-10，8-11所示。,图10 8 选择刀具类型,图 10 9 设置刀具参数,图10 10 输入刀具参数及刀具名称,图10 11 保存新刀具到刀具库,3. 修改刀具参数,从刀具库选择的加工刀具，其刀具参数（如刀径、刀长、切刃长度等）采用是系统给定的参数，用户也可以对相应参数进行修改设置。如图8-12所示，在已有的刀具上单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择编辑刀具命令，系统弹出图8-13所示的定义刀具参数设置对话框，用户编辑所需要的刀具对话框。,编辑刀具,（1）编辑刀具,使用定义刀具对话框，定义或编辑刀具的参数，对于不同外形的刀具，该选项卡的内容也不相同，以图8-13“平铣刀”为例，一般刀具包括以下几个参数： 直径：设置刀具切口的直径。 切刃长度：设置刀具有效切刃的长度。 刀刃长度：设置刀具从刀尖到刀刃的长度。 刀长：设置刀具从刀尖到夹头底端的长度。 刀柄直径：设置刀柄直径。 夹头：有两个文本框，左边文本框是用来设置夹头长度，右边文本框是用来设置夹头直径。 刀具编号：系统按自动创建的顺序给出刀具编号，也可自行设置编号。 刀具应用场合：设置该刀具的应用场合，可选择粗加工、精加工和粗、精加工。,图10-13 设置刀具参数,（2）刀具类型,若需要改变刀具类型，在“定义刀具”对话框中单击“刀具类型”选项卡，如图8-14所示。可选的刀具类型有20种。,（3）刀具参数,若需要改变刀具参数，可单击“参数”选项卡，如图8-15所示。可设置使用该刀具在加工时的进给量、冷却方式等。主要参数的含义说明如下： XY方向粗切步进()：粗加工时，在垂直刀轴方向(XY方向)的每次进给量，以刀具直径的百分率表示。 Z方向粗切步进：粗加工时，在刀轴方向(Z方向)的每次进给量。 XY 方向精切步进：精加工时，在垂直刀轴方向(XY方向)的每次进给量。 Z 方向精切步进：精加工时，每次铣削在刀轴方向(Z方向)的进给量。 底孔直径：通常用于在攻丝、镗孔时，设置刀具所需要的中心孔直径。 刀具半径补偿刀具长度补偿：当用CNC控制器设置刀补参数时，该值赋于刀补号，刀补号相当于一个寄存器。 刀具进给率：进给率参数，用于控制刀具进给的速度(inrain，mmmin)。 轴向进刀速度：下刀进给率，用于控制刀具快速趋近工件的速度。 退刀速率：用于控制刀具快速提刀返回的速度。 刀具的刃数：MasterCAM X4使用该参数可计算进给率。 主轴旋转方向：有“CW”(顺时针)方向和“CCW”(逆时针)、方向。 夹头参数，是机床上夹紧刀具的附件。 刀具材料：设置刀具材料，系统使用该材料用于计算主轴转速、进给率和插入速率。 冷却方式：设置加工时的冷却方式。如图8-16所示：Flood：柱状喷射冷却液。Mist：雾状喷射冷却液。Thrutool：从刀具喷出冷却液。,图10-15 修改刀具参数,图10-16 设置刀具冷却方式,10.3.4设置加工工件,工件设置指的是设置当前的工件参数，它包括工件类型的选择、设置工件大小和原点及工件材质设置。设置好工件后，在验证刀具路径时可以看到所设置工件的三维图形效果。 要设置加工工件尺寸及原点，其具体的操作方法有： (1) 按Alt+O快捷键，打开加工操作管理器窗口，并展开“属性”项，单击“材料设置”。 (2) 在加工“操作管理”器中单击“材料设置”，弹出“机器群组管理属性”对话框，选择“材料设置”标签，系统将弹出工件设置对话框，如图8-17所示。,图10-17 启动工件设置对话框,1. 工件类型选择,根据毛坯形状可选择“矩形”或“圆柱形”。如图8-18所示。 在选择“圆柱形”时，可选X、Y和Z轴来确定圆柱摆放的方向。 选择“实体”则可通过单击按钮在图上选择一部分实体作为毛坯形状。 选择“文件”则可通过单击按钮从一个STL文件输入毛坯形状。 可通过“显示”选项，决定是否在屏幕上显示工件。 2. 设置工件尺寸 设置工件尺寸有以下方法： 直接在“工作设定”对话框中的X、Y和Z文体框中输入工件的尺寸。 单击“选取工件范围”按钮，在绘图区选取工件的两个角点。 单击“使用边界盒”按钮，在绘图区选取几何对象后，根据选取对象的外形来定义工件的大小和原点坐标。 单击“使用NCI之位移”按钮，根据NCI文件的刀具移动范围，计算工件的大小和原点坐标。,图10-18 设置工件参数,3. 设置工件原点,默认的毛坯原点位于毛坯的中心。可以通过在工件原点设置的X、Y和Z文本框内输入坐标值以确定工件原点，如图8-19所示。,10.3.5 加工操作管理器,选择“视图”菜单下的“切换操作管理”子菜单命令，打开操作管理器对话框，此对话框不再是活动窗口，而是固定在主窗口左侧。也可以打开一个含有刀具路径的MCX文件同时打开操作管理器对话框，如图8-20所示。此对话框中的各项可以进行拖动、剪切、复制、删除等操作，也可以改变刀具路径参数、刀具及与刀具路径关联的几何模型等进行修改，对各参数进行设置后，单击或重新计算按钮即生成新的刀具路径。,图 10-20 加工操作管理器,1刀具路径模拟,要执行刀具路径模拟，单击加工操作管理器中的按钮，系统弹出如图8-21所示刀具路径模拟设置对话框和如图8-22所示刀具路径模拟执行工具条。,2. 实体加工模拟,实体加工模拟是用实体切削的 方式模拟刀具路径。单击加工操 作管理器中的按钮，系统弹出 如图8-23“实体验证”加工模拟 对话框。,3. Post后处理产生NC程序,实体加工模拟完毕后，若未发现任何问题，用户便可以执行Post后处理产生NC程序了。执行后处理功能是指将编制的刀具路径转换成加工程序的过程。 单击加工操作管理器中的按钮，系统弹出如图8-25所示的“后处理程式”设置对话框。文件的注解描述也将在NC程序中得到反映，而单击“摘要的内容”按钮，还可以对注解描述进行编辑。,“后处理程式”设置对话框,“NC文件”栏：包括以下6项设置,“覆盖”：选择此复选框，在生成NC文件时，若存在相同名称的NC文件，系统直接覆盖以前的NC文件。 “覆盖前询问”：选择此复选框，在生成NC文件时，若存在相同名称的NC文件，系统在覆盖以前的NC文件时提示是否覆盖。 “编辑”：选择此复选框，系统在保存NC文件后还将弹出NC文件编辑器供用户检查和编辑NC程序。 “NC文件的扩展名”：用户可以在此栏输入NC文件的扩展名。 “将NC程式传输至”：选择此复选框，系统将生成的NC程序通过连接电缆发送至加工机床。 ：单击此按钮，系统将弹出“传输参数”设置对话框，用户可以进一步设置传输的相关参数。,10.4项目实施,加工工件,1. 选择如图8-26所示菜单中的“机床类型”“铣床”“默认”命令。,加工工件,2. 选择如图8-27所示菜单中的“刀具路径”“外形铣削”/命令。,加工工件,3. 在弹出如图8-28所示 新NC名称对话框中输入工件名称，单击“确定”按钮。,加工工件,4. 系统提示选择串连外形，选择如图8-29所示串连外形，单击“确定”，结束串连外形选择。,加工工件,5. 系统弹出如图8-30所示外形铣削对话框，在刀具栏空白区单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“从刀具库中选择”刀具命令.,加工工件,系统弹出如图8-31所示的刀具库对话框，选择10 平铣刀，单击加入按钮，或直接其拖动到刀具空白区，单击“确定”，结束添加刀具命令。,加工工件,6. 设置如图8-32所示“定义刀具”对话框中的刀具参数，或在“2D刀具路径外形参数”对话框，单击“刀具”命令，在如图所示8-33在设置刀具参数，单击“确定”，结束设置刀具参数命令。,加工工件设置刀具参数,加工工件,7. 单击加工操作管理器中“外形参数”命令，弹出“2D刀具路径外形参数”对话框，单击“共同参数”命令，设置如图8-34加工参数，单击“确定”，结束外形铣削加工参数设置。,加工工件,8. 打开加工操作管理器中“属性”命令下的“材料设置”命令，弹出