2022年MasterCAM教案之数控加工工艺与刀位轨迹生成

1、学 科 检查 签字课题教 学 目 的教 学 重 点湖南省技工学校理论教学教案老师姓名蒋志杰MasterCAM 执日期行星期记班级录节次数控加工工艺与刀位轨迹生成课 的单一课类 型1、 使同学把握CNC 数控加工工艺的基本概念；2、 使同学把握CNC 数控加工刀具及刀具参数的设定；3、 进一步把握CNC 数控加工的切削方式与工艺参数设定；1、 CNC 数控加工工艺的基本概念；2、 CNC 数控加工刀具及刀具参数的设定；教学 难对 CNC 数控加工与一般加工工艺的区分；点主要教学 讲授及多媒体操作演示方法教具 挂多媒体电脑及投影仪图教学1、组织教学时间3 min 3、讲授新课时间71 min 环节

2、2、复习导入时间5 min 4、归纳小结时间8 min 时间安排5、作业布置时间3 min 教学后记教 案 纸课题 数控加工工艺与刀位轨迹生成组织教学：点名,清查同学人数,集中同学留意力；能复习提问：我们已经学习了 MasterCAM 的 CAD 功及数控加工的基本操作,对于数控加工与一般加工两者 有何区分？导入新课：数控加工工艺与刀位轨迹的生成；教学内容及授课步骤 一、数控加工的基本概念：数控编程时,加工轨迹的运算是工作最大的一部分 工作,它涉及到一些复杂的运算；当采纳 CAM 类软件 时,复杂的运算过程完全交由运算机去完成,此时工作量大 的部分是如何把工件几何外形描述成运算机数字模型,即所

3、谓的 CAD；在 NC 编程的过程中,此时更多的是数 控 铣削加工的工艺参数的挑选与刀具及其参数的确定；1、数控铣加工的基本概念：1）用 CAM 软件编程实现加工的过程：需配置好机床,这是正确输出代码的关键；看懂图纸,用 CAD 功能正确表达工件；依据工件外形,挑选合适的加工方式,生成刀位轨迹,产生刀具加工路径文件；教案纸生成 G 代码,传送给机床进行数控加工；2）两轴加工与多轴加工：两轴加工：机床坐标系的X 和 Y 轴两轴联动,而 Z 轴固定,即机床在同一高度下对工件进行切削；两轴加 工适合于铣削平面图形；两轴半加工：两轴半加工在二轴的基础上增加了 Z 轴的移动,当机床坐标系的X 和 Y 轴

4、固定时, Z 轴可以有上下的移动；利用两轴半加工可以实现分层加工,每层在同一高度（指 Z 向的移动；Z 向高度）上进行两轴加工,层间有三轴加工：机床坐标系的 X、Y 和 Z 三轴联动；三轴加工适合于进行各种非平面图形即一般的曲面加工；3）轮廓：轮廓是一系列首尾相接曲线的集合；在进行数控编程,交互指定待加工图形时,经常需 要用户指定图形的轮廓,用来界定被加工的区域或被加 工的图形本身；假如轮廓是用来界定被加工区域的,就 要求指定的轮廓是闭合的；假如加工的是轮廓本身,就 轮廓也可以不闭合；4）区域和岛屿：区域是指由一个闭合轮廓围成的内部空间；岛屿是指在区域内的闭合轮廓围成的内部空间；教案纸如上图所

5、示,区域指外轮廓与岛屿之间的部分,由外轮 廓和岛屿共同指定待加工的区域；外轮廓用来界定加工 区域的外部边界,岛屿用来屏蔽其内部不需要加工或需 爱护的部分；2、机床参数：1）速度参数：包括主轴转速、接近速度、进给速度 和退刀速度等；主轴转速是切削时机床主轴转动的角速度；教案纸进给速度是正常切削时刀具行进的线速度；接近速度为从安全高度切入工件前刀具行进的线速 度,又称为进刀速度；退刀速度为刀具离开工件回到安全高度时刀具行进 的线速度；在安全高度以上刀具行进的线速度取机床的 G00 ；留意：速度参数的设定一般依靠于用户的体会,原就上 讲,它们与 机床本身、工件的材料、刀具材料、工件的 加工精度和表面

6、粗糙度 要求等相关；速度参数与加工的效率亲密相关；2）安全高度和起止高度：安全高度是指保证在此高度以上可以快速走刀不发 生干涉的高度； 安全高度应高于零件的最大高度 ；起止高度是进退刀时刀具的初始高度,起止高度应 大于安全高度；如上图所示；3）慢速下刀高度：每一次下刀,刀具都是快速运动（G00 ）,当距下刀 点某一距离值时,刀具以接近速度下降；这个距离值称为慢速下刀高度；4）行距和残留高度及刀次：行距指加工轨迹相邻两行刀具轨迹之间的距离；教案纸如上图所示：在三轴加工中,由于行距造成的两刀 之间一些材料未切削,这些材料距切削面的高度即是残 留高度；在加工时,可通过掌握残留高度来掌握加工的 精度；

7、有时可通过指定刀具轨迹的行数及刀次来掌握残 留高度；5）顺铣与逆铣：在铣加工中需留意顺铣与逆铣的不同,顺铣与逆铣 的切削成效是不同的；在数控铣削加工中,一般总是采 用逆铣的方式,可以得到较好的加工成效；教案纸二、刀具及刀具参数的设定：1、常用铣刀的种类及用途：按铣刀的外形可以将铣刀分为：盘铣刀、端铣刀、成形铣刀、球头铣刀与鼓形铣刀；1）盘铣刀一般用在铣削较大的平面；2）端铣刀是数控铣加工中最常用的一种铣刀,广泛用于加工平面类零件；端铣刀除其用端刃铣削外,也常用其侧刃铣削,有时端刃、侧刃同时进行铣削,端铣刀也可称为圆柱铣刀；3）成形铣刀一般都是为特定的工件或加工内容特地 设计制造的,适用于加工平

8、面类零件的特定外形（如角度面、凹槽面等）,也适用于特形孔或台；4）球头铣刀适用于加工空间曲面零件,有时也用于平面类零件较大的转接凹圆弧的过渡加工；5）鼓形铣刀主要用于对变斜角面的近似加工；2、数控铣刀的选用原就：刀具的挑选是数控加工工艺中重要的内容之一,它不仅影响机床的加工效率,而且直接影响加工质量；1）挑选数控铣刀通常要考虑机床的 加工才能、工序 内容、工件材料等因素；与传统的加工方法相比,数控加工对刀具的要求更高,不仅要求精度高、刚性好、耐教案纸用,而且要求 尺寸稳固、安装调整便利；2）铣刀刚性与耐用度 是选用数控铣刀的主要因素；采纳刚性好的铣刀,一是为了提高生产率而采纳大切削量的需要；二

9、是为了适应数控铣床加工过程中难以调整切削用量的特点；三是为了提高刀具的耐用度,当一把铣刀加工的内容许多时,如刀具不耐用而磨损很快,就会影响工件的表面质量与加工精度,而且仍会增加换刀 引起的调刀与对刀次数,同时会使工件表面留下因对刀 误差而形成的接刀台阶,降低了工件的表面质量；3）铣刀切削刃的 几何角度参数 的挑选及 排屑性能等 也特别重要,切屑粘刀形成积屑瘤在数控铣削中是特别 忌讳的；结论：依据被加工工件材料的热处理状态、切削性能及 加工余量挑选刚性好、耐用度高的铣刀,是充分发挥数 控铣订的生产效率和获得中意的加工质量的前提；3、铣刀尺寸的确定：选取刀具时,要使刀具的尺寸与被加工工件的表面 尺寸和外形相适应；挑选端铣刀时,刀具的有关参数,举荐按以下体会数据选取：刀具半径 r 应小于零件内轮廓面的最小曲率半径 ,一般取 r（0.80.9）；教案纸零件的加工高度 够的刚度；H（ 1/41/6）r,以保证刀具有足对不通孔（深槽）,选取 lH+（510）mm（l 为刀 具 切削部分长度, H 为零件高度）；加工外型及通槽时