基于Master CAM的刀具路径区域控制探讨

卜祥正

（广东省高级技工学校广州校区，广东广州510800）

基于Master CAM的刀具路径区域控制探讨

卜祥正

（广东省高级技工学校广州校区，广东广州510800）

模具零件因其复杂的空间形面和形面特征而广泛采用数控加工方式。以常见的凹槽模具为例，基于Master CAM对其数控加工过程进行了分析和参数设定。运用不同铣削方法完成了粗、精加工程序的编制与仿真，分析比较了典型的粗、精加工组合方式的加工质量和加工时间，确定了合理、高效的铣削方法，旨在探索一种优质、高效的数控加工方法，保证加工精度和质量、缩短产品生产周期、降低加工成本。

Master CAM；数控加工；刀具路径

Master CAM软件具备有十分优越的程序编写性能，在挖槽加工、等高外形以及等距环绕等加工内容中具备及其丰富的加工方式，并且每一类曲面加工的方式均具备相对应的特征与应用范围［1］。在进行复杂曲面的加工时，能够选取出最佳的加工方式。因此从确保加工质量与提高加工效率方面，来对其展开相关的研究便具有十分重要的作用与价值，应当引起人们的重视与思考，据此下文之中将主要就如何加强对刀具路径区域的控制，提升生产效率以及保障产品质量展开具体的分析与阐述。

1　曲面清角加工

如下图1所示的烟灰缸模具，对其在进行清角加工时，首先依据其模具底座与凸模连为一体的零部件，可首先将整个零部件采用曲面挖槽予以开粗加工，并借助于立铣刀挖槽处理，将其分型面实施精细加工，以促使分型面的高度位置以及加工尺寸大小，能够合理到位。

图1　烟灰缸曲面清角加工

为了切实有效的确保在立铣刀操作的过程当中，对于凸模模具曲面不产生损坏，在进行分型面的挖槽操作之时，可给予水平位置与垂直方向预留出0.3 mm左右的加工余量。因此在完成了烟灰缸凸模曲面的精细加工操作之后，便需要确保分型面与凸模的曲面尖角，并最终采用立铣刀操作，借助于等高外形的曲面精加工，给予凸模曲面进行清角操作加工处理。借助于曲面加工当中不同的切削深度，来选定背吃刀量的绝对坐标数值-18～-15 mm，对于刀具的走刀轨迹范围予以明确的限定，采用此种方式一方面能够可靠的确保产品加工质量，另一方面也能够运用立铣刀实施清角加工，并做到精准无误，以避免对曲面造成损坏。

2　刀具边界与路径的范围

2.1设置刀具边界

刀具的边界即为刀具的包含，是在运用Master CAM软件技术进行曲面加工时，为了避免刀具切割到相邻的曲面上而产生损坏情况，用来在数控加工过程当中，对刀具的运行路径加以限定的边界线［2］。一般会选取1个亦或是多个互相之间不存在干扰的封闭轮廓，来进行刀具边界的限定。在明确了刀具边界之后，便可用于刀具选取的边界范围之中运转操作，刀具和边界线存在有内部、中间以及外部三类状况，对于设置方式差异较大的刀具，最终的加工路径是存在有较大的区别［3］。对刀具边界进行设置操作时，具体的操作步骤可为：于加工参数设置对话框内的曲面加工参数页的刀具包含项目当中，选择相对应的项目类型，而后便可进行刀具边界的选取，首先应当于绘图区域当中，设定好所要选取的刀具边界区域。

2.2限定刀具路径范围

为了满足加工过程的具体需求，程序编写人员可以自行创建出，加工目标当中原本并不存在的线［4］。比如：在曲面加工当中选用“挖槽”方式进行粗加工，在经提示选取了待加工的曲面加工区域之后，便可将原本早先创建好的，超出于外形轮廓的辅助封闭线选为加工边界线。如此一来便能够有效地避免由于粗加工过程中导致加工工件的外部轮廓当中产生毛刺的状况。通过Master CAM软件技术制作刀具路径之后，将此类线、面等予以运算处理，进而能够得到边界超出毛坯轮廓的刀具轨迹［5］。

又例如通过对于烟灰缸之中的零部件采取曲面“挖槽”处理之时，由于需同时照顾到加工效率的问题，因此可选用直径相对较大的圆角型刀具予以初步加工，此种类型的烟灰缸凸模当中会有4个凸起的圆弧形凹槽，往往加工难度较大并且会在凹槽位置产生出大量的剩余废料。如果直接采用直径相对较小的球刀实行半精加工，亦或是完全精加工，由于所需的加工剩余废料较多，并且加工效率也难以得到有效的保障。通常可在4个圆弧形的凹槽当中加工出4个矩形线框，而后固定住圆形凹槽，进而采用直径较小的刀具，实行二次曲面“挖槽”加工，并且限定所选取的4个矩形线框应当在一定的刀具路径范围之中。

3　干涉面与修建已成形刀具路径

3.1设置干涉面

在进行刀具路径的计算时，通常需要设置不过切的干涉面以及刀具路径曲面，其中干涉面通常是用户在加工对象当中进行选取，一般为不需要在本工序当中予以加工的工具面。干涉面通常是用户在加工目标当中所选出的［6］，并且不需要实行曲面操作工序的加工面。在进行曲面加工时，为了避免刀具切割至无需加工的加工面，便需要将进行操作加工的表面设置为干涉面。如若制定了某一类加工曲面为干涉面，那么则在采用Master CAM软件计算刀具的走刀路径时，便可依据用户所预先设定的预留量给予干涉面检查，并确保在整体加工过程当中加强对干涉面的保护措施。在进行干涉面的设置时通常具体的操作步骤可通过以下次序来实施：选定加工参数的设置对话框，进一步选取曲面参数页当中的干涉面选项，进而选取出相应的干涉面，并在设置预留量当中输入合适的预留量数值最低不小于0.所预留出的数值越大，即代表在数控加工的过程当中，刀具距离干涉面的距离也就越大。此外，在进行例如烟灰缸等零部件的精加工时，为了避免外分型面出现损伤情况，因此需要将外分型面设置为干涉面。

3.2修剪已成形刀具路径

刀具路径修剪即代表修剪已完成的NCI刀具路径。若想要在模具加工的过程当中，使加工刀具能够避开相应的保护区域，并且该区域同时也是原刀具路径当中的一个组成部分，需要对该区域采取切削处理，便能够借助于对刀具路径的加工来加强修剪效果［7］。

在零部件加工的中间型腔加工精度要求，与两侧型腔的要求存在有明显的差异性，通常无需对其进行精加工，在进行两侧型腔的精加工程序过程中，首先可以将两侧及中间的型腔的粗加工程序予以样本复制，而后再进行参数的修改处理，并将中间的加工刀具路径撤销。具体的操作步骤为：首先在修剪前先行绘制出能够规避中间型腔的大致区域，而后通过Master CAM软件菜单当中的“刀具路径”项目，选取下一页并点击路径修剪，而后在操作界面当中所出现的绘制图区域当中，选取出预先所绘制出的规避范围，而后点击执行选项，其中鼠标的左键应当于刀具路径当中，即为需规避的区域外部选取出1点，而后于对话框当中点击“确定”按钮，此时刀具的运行路径轨迹便仅仅会留存需规避区域的外部区域。运用Master CAM针对进行复杂模具的数控程序编写时，应当依据实际加工曲面的特征情况，来选定出适当的刀具控制边界线、干涉面以及相应的加工参数等［8］。

4　结束语

运用Master CAM软件技术，对数控内容予以程序编写时，要能够依据加工曲面的特征来选用最为恰当的曲面加工方式，并灵活采用刀具路径区域限定的多类方式，其中在曲面清角加工的具体操作中，主要就确保产品质量与曲面清角加工进行了详细的阐述，并以烟灰缸曲面清角加工进行了具体说明。进而针对刀具边界的设置、限定刀具路径范围、干涉面设置，以及对已成形刀具路径的修剪等内容进行了详细的探讨，来达到对于刀具路径的范围划分，明确加工区域，提升生产效率，保障产品质量的目的。并希望借助于本文的研究，能够为相关的刀具路径区域控制应用，提供一些可供参考的内容。

［1］成苏群.MasterCAM在数控编程及加工实验中的应用［J］.木工机床，2015，（4）:19-21，34.

［2］李立新.Master CAM刀具路径对偏心工件的加工效果［J］.装备制造技术，2012，（3）:128-131.

［3］蒋素清.综合应用Pro/Engineer与Master CAM对零件进行编程［J］.制造技术与机床，2014，（11）:88-90.

［4］南朝子.Master CAM在数控铣削中的应用［J］.襄樊职业技术学院学报，2015，6（3）:10-11.

［5］滕汶.MasterCAM-NC铣槽加工刀具路径的生成［J］.机械制造与自动化，2014，33（6）:60-63.

［6］张荣高.基于Master CAM的曲面及曲面文字加工技术研究［J］.职大学报，2014，（4）:97-99.

［7］沈为清.Master CAM软件在加工中心的应用［J］.十堰职业技术学院学报，2014，22（6）:95-97.

Discussion on ToolPath Area Controlbased on CAM Master

BU Xiang-zheng
（Guangdong Senior Technical School Guangzhou Campus，Guangzhou Guangdong 510800，China）

Because of its complicated spatial shape and shape，themould parts arewidely used in numerical control processing.Taking the common groovemould as an example，the numerical controlmachining process is analyzed and the parameter setting based on CAM Master.Using different milling methods completed the program and Simulation of rough and finish machining process，the machining quality and machining time of analysis and comparison of typical of rough and finish machining combinations，determining the reasonable and efficientmilling method.The aim of the research is to explore a kind of high quality and high efficiency numerical control processing method，which guarantee the processing precision and quality，shorten the production cycle and reduce the cost.

CAM Master；NCmachining；tool path

TG659

B

1672-545X（2016）05-0160-02

2016-02-01

卜祥正（1979-），男，辽宁辽阳人，中级职称，本科，研究方向：数控铣床，加工中心。