挖槽粗铣加工优化方案

挖槽粗铣加工的字面含义似乎是指凹槽的粗加工，实际上，其在凸台件粗铣加工中同样适用，如图7-3所示。凹槽粗铣加工要求选择切削范围，对于凹槽类模型一般选择凹槽边界，对于凸台类模型则选择模型的最大边界，如图7-3所示。对于复杂型面不便提取边线的模型，可以自行绘制一个矩形的模型边界。图7-3中几何模型的创建过程参见图3-52，中间香皂的尺寸参见图3-59，模体的尺寸为140mm×80mm×20mm，凸台模型的接合面向下推拉5mm。

图7-3 挖槽粗铣加工示例

1.挖槽粗铣加工主要参数设置说明

挖槽粗铣加工参数设置主要集中在“曲面粗切挖槽”对话框中，以下以图7-3中凸台类模型挖槽粗铣加工编程为例，对其主要参数的设置进行讨论。

加工前的准备工作与前述相同，如加工模型准备，3D加工要准备好曲面模型，对挖槽加工还需准备好图7-3所示的切削范围串连曲线。建立工件坐标系，简单的方法是移动至原点，这里以工件上表面几何中心为选择点并移至世界坐标系原点。进入铣削加工模块，并设置毛坯，本例设置立方体毛坯，上表面留1mm加工余量。

（1）加工曲面与切削范围的选择 单击“挖槽”功能按钮，弹出操作提示，按图7-2所示方法选择加工曲面，选择结束后弹出“刀路曲面选择”对话框（此处未示出），可看到加工面已选择了18个。单击切削范围区域中的“选择”按钮，弹出“串连曲线选项”对话框（此处未示出），串连选择切削范围曲线。单击“确定”按钮，弹出“曲面粗切挖槽”对话框，其各选项卡及参数设置如下：

（2）“刀具参数”选项卡 如图7-4所示，这是Mastercam传统的对话框界面风格。其刀具的创建方法基本相同（如从刀库创建，快捷菜单中的“创建新刀具”和“编辑刀具”命令等），刀具参数与切削用量参数设置内容等看图即可操作。右下角的“参考点”按钮默认是不可用的，但勾选后单击，会弹出“参考点”对话框，可对参考点进行设置。图7-4中设置了一把φ16mm平底铣刀等，参考点设置为（0，0，100）。

图7-4 “曲面粗切挖槽”对话框→“刀具参数”选项卡

（3）“曲面参数”选项卡 如图7-5所示，类似于2D铣削中的“共同参数”设置。其中，安全高度对于工件上表面以上无太多障碍物时，一般可以不设置；参考高度若不设置，则刀具返回高度与下刀位置相同；工件表面加工余量不多时（小于下刀位置）时，工件表面参数可以不设置。加工面预留量是粗铣加工的必设量，它是后续精加工的加工余量。

（4）“粗切参数”选项卡 如图7-6所示，主要设置粗铣加工的参数。其中“Z最大步进量”设置是主要参数，其余按要求设置。

图7-5 “曲面粗切挖槽”对话框→“曲面参数”选项卡

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图7-6 “曲面粗切挖槽”对话框→“粗切参数”选项卡

图7-6中值得一提的是，默认无效的“铣平面”按钮的应用。勾选后，可进行平面铣削加工设置，这里的平面铣削加工仅铣削加工模型中的平面区域，如图7-7中间的图所示。单击“铣平面”按钮，会弹出“平面铣削加工参数”对话框，进行平面铣削参数设置，如图7-7左图所示。图中刀轨为工序2的刀轨，其主要参数设置为：“曲面参数”选项卡中设置的加工预留量0，“挖槽参数”选项卡中设置的高速切削方式，切削间距（直径%）50，精修1次。这种工序安排后续只需再安排一道曲面精加工即可。

图7-7 “曲面粗切挖槽”对话框→“粗切参数”选项卡→平面铣削加工

（5）“挖槽参数”选项卡 如图7-8所示，主要设置参数是粗切加工策略（即切削方式）和对应的切削间距（直径%），普通铣削时切削间距可取得稍大，但不超过75%，高速铣削时不宜太大，一般取20%～40%即可。“精修”选项若不勾选，可提高加工效率，但可能会留有较多的未切除材料，是否选择可通过实体模拟观察与经验等确定。

图7-8 “曲面粗切挖槽”对话框→“挖槽参数”选项卡

（6）刀路路径模拟与实体仿真 以上工作完成后，可进行刀具路径模拟和实体仿真，观察和判断刀路是否满意，若不满意后可返回重新编辑。

2.挖槽粗铣加工设置示例

例7-1 试按表7-1所示参数完成图7-3所示凹槽模型与凸台模型件挖槽粗铣加工，并接着凸台类挖槽粗铣，参照图7-7自定参数完成平面铣削加工编程。

毛坯模型参见图7-2中的说明。毛坯设置为立方体，上表面留加工余量1mm，工件坐标系设置在工件上表面几何中心，加工范围曲线参见图7-3。

表7-1 挖槽粗铣练习参数设置