基于MasterCAM加工三角开关凸模的刀路分析

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前言：使用CAM软件编程，走刀路径是否合理直接影响加工质量。MasterCAM的曲面精加工刀具路径难以同时保证平坦面与陡峭面的加工质量，加之加工中心加工不宜使用过小的刀具，那么对于刀具难以加工到的地方和既含有平坦面又含有陡峭面的零件，应如何编制刀具路径以达到加工质量的要求呢？

　　MasterCAM是一种应用广泛的CAD/CAM软件，由美国CNCSoftware公司开发，该软件操作简便实用。

　　MasterCAM8.0提供了多种粗加工技术和丰富的曲面精加工功能。精加工走刀形式直接影响加工出来的表面质量，要达到图纸要求的尺寸精度和表面精度，需在编制刀具路径时针对曲面特点合理选择走刀方式。对于同一个零件，可能在不同的部位需要不同的走刀方式，对于零件两个面之间的衔接部分，还需要用专门的清根刀路。此外，还要合理选择刀具，优化走刀路径，减少提刀、空刀及不必要的重覆路径，在改善加工质量的同时使加工效率有所提高。

　　一、曲面特点及技术要求

　　（一）曲面特点：三角开关是一个比较典型的零件，曲面的外形尺寸50x60x15.6mm。图形的上部分曲面比较平坦，在MasterCAM中称之为浅平面，这种曲面适合选择平行刀路。下部分曲面陡峭，在MasterCAM中称之为陡斜面，这种曲面适合选择等高刀路。曲面与曲面之间是R2mm的圆角过渡。此处圆角半径为R0.4mm，高度是1.15mm。

　　（二）加工三角开关凸模的技术要求：

　　1、所有表面粗糙度要求Ra3.2；
　　2、工件表面无缺陷，圆角部位无残料；
　　3、曲面与分模面之间要求清根。

　　二、加工三角开关凸模工艺分析

　　1、材料：45#钢，这种钢具有较高的强度和较好的切削加工性，经调质以后可获得良好的综合力学性能，是塑料模具中应用最广泛的钢种之一。毛坯尺寸：70x80x30mm。
　　2、刀具材料：根据加工材料，选择YT15的硬质合金刀具。
　　3、设备：加工中心，型号：VMC800
　　4、工艺分析及刀具选择：

　　三角开关凸模加工整体思路是先粗加工、再半精加工、精加工，最后清角加工，具体分析如下：

　　（1）粗加工粗加工是为提高生产效率，迅速去除多余材料，曲面与分模面一起开粗，刀具要求有足够的强度，因此尽量选择一把比较大的刀具，根据工件材料、曲面外形尺寸50x60x15.6mm及毛坯尺寸选择圆角半径R1mm直径10mm的圆鼻刀。

　　（2）半精加工由于粗加工刀间距和切削深度较大，残料过多，半精加工是为了去除过多的残料，使精加工余量均匀，刀具选择应考虑承受粗加工所留残料而不至断刀，且不会留下过多的残料而给精加工造成困难。分模面是平面，用平刀加工较好而曲面用球刀加工，故曲面与分模面分开做半精加工及精加工。曲面半精加工，选择6mm球刀，分模面上残料较少且余量均匀，可不必做半精加工。

　　（3）精加工精加工需达到要求的尺寸精度和表面精度，同时兼顾效率，选择刀具时要考虑刀具强度及是否会留有残料或过切，曲面上有R2mm的圆角多处，故选择3mm球刀精加工曲面，分模面精加工选用4mm平刀。

　　（4）清角加工清角加工是为了去除在较小圆角或直角的地方，由于精加工刀具进不去而留下的残料，刀具选择应考虑加工效率、刀具强度及能否去除残料。R0.4mm圆角处选择圆角半径R0.3mm直径4mm的圆鼻刀加工，曲面与分模面清角选择4mm平刀加工。

　　三、加工难点分析

　　基于以上工艺分析、曲面特点及技术要求，加工三角开关凸模难点有两个：一是浅平面与陡斜面问题，二是清角问题。

　　1、浅平面与陡斜面问题

　　精加工要保证整个曲面的加工精度，解决浅平面与陡斜面问题，且精加工用时最长，在解决加工质量问题的同时还要兼顾效率。因此，合理选择精加工方法至关重要。

　　MasterCAM8.0提供了十种曲面精加工方法，针对这一问题，编制刀具路