Mastercam软件2D高速刀路在实践教学中的应用*

李 斐，杨德寿，张明艳

(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)

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。在教学过程中通过学习对比动态铣削、剥铣、熔接这三种加工策略的优缺点，选择正确的加工方式，以提高学生对这部分内容的综合应用能力。

1 2D高速刀路轨迹介绍

Mastercam软件中2D高速刀路轨迹包括动态铣削、剥铣和熔接三种策略。动态铣削适用于大多数工件形状的加工，比如完全开放外轮廓的加工、封闭型腔的加工等；剥铣适用于半开放轮廓的加工，且纵向与横向尺寸比例较大的情况；熔接适用于半开放轮廓的加工，且纵向与横向尺寸比例较小的情况。

2 典型工件介绍

某典型工件如图1(轴测图)所示，该工件分为三个区域。将两个凸台的轮廓相连后区域1为典型的完全开放外轮廓，适合动态铣削加工；区域2为半开放轮廓，且为纵向与横向尺寸比例较小的情况，适合熔接方式加工；区域3为半开放轮廓，且为纵向与横向尺寸比例较大的情况，适合剥铣方式加工。

图1 工件正等轴测图

3 加工策略及参数设置

3.1 区域1的加工

通过分析零件图可知，区域1内轮廓半径为8.5 mm,如图2所示，所以选择直径为16 mm的直柄立铣刀进行加工。其轮廓为开放式外轮廓，选用动态铣削加工策略。加工参数设置如表1所示、刀路轨迹如图3所示、仿真结果如图4所示。

图3 动态铣削刀路轨迹 图4 动态铣削仿真结果

表1 动态铣削参数

图2 最小内轮廓尺寸

3.2 区域2的加工

选择直径为8 mm的直柄立铣刀进行加工。区域2为半开放轮廓，且纵向与横向尺寸比例较小，适合熔接方式加工。加工参数设置如表2所示、刀路轨迹如图5所示、仿真结果如图6所示。

图5 熔接加工刀路轨迹 图6 熔接加工仿真结果

表2 熔接加工参数

3.3 区域3的加工

选择直径为8 mm的直柄立铣刀进行加工。区域3为半开放轮廓，且纵向与横向尺寸比例较大，适合剥铣方式加工。加工参数设置如表3所示、刀路轨迹如图7所示、仿真结果如图8所示。

图7 剥铣加工刀路轨迹 图8 剥铣加工仿真结果

表3 剥铣加工参数

4 结语

在实际教学中，给出一个典型的工件，根据工件的特点进行区域划分，从而选择不同的加工方式，可以使学生深入了解2D高速加工策略中不同加工方式的优缺点及各自所适合的加工对象。在培养学生独立思考能力的同时，对该章节的内容也是一次综合性的练习与应用，有助于提升学生的综合应用能力。