MasterCAM軟件的二維刀具路徑中的外形銑削、一般挖槽、使用島嶼深度挖槽和邊界再加工挖槽，都可以完成偏心工件外形輪廓的加工。但選擇不同的刀具路徑加工偏心，會對偏心工件凸臺側(cè)壁和與其相鄰的底座上平面產(chǎn)生異樣的效果。研究這些MasterCAM軟件二維刀具路徑，對偏心工件的加工效果，對深人理解二維刀具路徑之間的區(qū)別和聯(lián)系、優(yōu)點和缺點，進(jìn)而優(yōu)選刀具路徑對特殊結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工，以期達(dá)到其加工精度，有著重要的意義。

1 偏心工件在MasterCAM中加工過程

　　圖1所示工件由下部的外圓底座和上部的方形偏心凸臺構(gòu)成。偏心工件在MasterCam中加工過程是:首先，建立偏心工件的二維模型;然后，對偏心工件進(jìn)行工藝分析，制定各種可行的工藝方案;接著，按制定的工藝方案，對偏心工件形成刀具路徑并進(jìn)行切削驗證。

2 建立偏心工件二維模型及設(shè)置毛坯

　　使用系統(tǒng)默認(rèn)的構(gòu)圖面(俯視圖)、工作深度(Z=0)和刀具面(關(guān))。在主菜單中依次點擊:繪圖一圓弧一點直徑圓，用鍵盤在提示區(qū)輸入80,鼠標(biāo)點選主菜單中的原點。確定所繪制圓的圓心;在主菜單中依次點擊:繪圖一矩形—點.在對話框中輸人高度20,寬度20,用鍵盤輸入矩形中點坐標(biāo)(0,20)完成偏心工件二維圖形的建模，如圖2所示。

　　毛坯可選擇邊長超過外圓輪廓2mm的長方體，即84mmx84mmx15m，的長方體毛坯。

　　在主菜單中依次點擊:刀具路徑一工作設(shè)定，打開工作設(shè)定對話框，點擊“邊界盒”按鈕，打開”繪制邊界盒“，對話框，輸人X,Y方向延伸，如圖3所示。

點擊“確定”按鈕，返回“工作設(shè)定”對話框，在Z下邊的欄中輸人工件厚度，完成毛坯設(shè)置，如圖4所示。

3 偏心工件工藝分析

　　圖1中的偏心工件，需要加工的輪廓有:由圓柱面圍成的外圓輪廓A ,4個長方形圍成的凸臺側(cè)面輪廓B及外圓輪廓和凸臺輪廓之間的平面CoB輪廓和C平面的加工，一般在一個工步中完成。

　　第一種加工順序—先加工凸臺輪廓B和平面C,再加工外團輪廓A。加工凸臺輪廓8和平面C時.刀具路徑需要延伸到毛坯寬度，這個順序增加了加工凸臺輪廓B和平面C時的刀具路徑。

　　第二種順序—先加工外圓輪廓A，再加工凸臺輪廓B和C。在加工好外圓輪廓A后，加工凸臺輪廓B和C時，只需要在輪廓A和輪廓B之間的區(qū)域C形成刀具路徑。

　　可見，第二種順優(yōu)于第一種順序，選擇第一種順序先加工輪廓A后加工輪廓B和C。

　　輪廓A可用外形銑削進(jìn)行加工。輪廓B和平面C也可以用外形鐵削進(jìn)行加工。但是需要采用多次平面銑削，即通過多次走刀，才能去除毛坯在平面G和頂面之間的材料。

　　挖槽共有5種加工型式。其中3種型式可以用來加工平面C同時形成輪廓B:一般挖槽;邊界再加工;使用島嶼深度挖槽。

　　所以，圖1中的偏心工件有4種工藝方案:

　　(1)外形銑削先加工輪廓A.再外形銑肖」加工輪廓B和C;

　　(2)外形銑削先加工輪廓A，然后用一般挖槽加工平面C形成輪廓B;

　　(3)外形銑削先加工輪廓A.采用使用島嶼深度挖槽進(jìn)行平面C和輪廓8的加工;

　　(4)外形銑削先加工輪廓A，接著用邊界再加工完成平面C和輪廓B。

4 對偏心工件形成刀具路徑

　　4種加工方案，邦是先對偏心工件輪廓A進(jìn)行外形銑削加工。

　　4.1偏心工件輪廓A刀具路徑形成

　　在主菜單中依次點擊:刀具路徑一外形銑削，用鼠標(biāo)左鍵點擊輪廓線A左端，打開外形銑削對話框，在刀具參數(shù)中右擊外形銑削對話中的最大窗口，從刀具庫選擇刀具Φ8mm立銑刀。其余參數(shù)根據(jù)刀具材料、工件材料等輸人適當(dāng)?shù)毒邊?shù)，如圖5所示。

　　在外形銑削參數(shù)中，選擇外形銑削型式“2D",愉人深度-16，在“Z軸分層銑深”和“進(jìn)/退刀向童”按鈕前打“ √ ”,如圖6所示。

　　鼠標(biāo)左鍵點擊“Z軸分層銑深”按鈕。打開Z軸分層銑深設(shè)定”對話框，輸人最大粗切深度1。其余參數(shù)采用缺省值，如圖7所示。

　　經(jīng)過確認(rèn)后，形成的刀具路徑如圖8所示。

　　鼠標(biāo)左鍵點擊主功能區(qū)“公用管理一實休檢測”.進(jìn)入實體檢測界面，如圖9所示。

　　鼠標(biāo)左鍵點擊進(jìn)行實體切削驗證.完成外圓輪廓A的加工。如圖10所示。

4.2加工輪廓B和C

　　加下輪廓B和C:有4種方法，分別聞述如下:

　　(1)外形銑削加T輪廓8和C在主菜單中依次點擊:刀具路徑-外形銑削，用標(biāo)左鍵點擊輪廓線R左端，打開外形銑削對話框。在外形銑削參數(shù)中，輸人深度-5，在“平面多次銑削”按鈕前打“√”鼠標(biāo)左鍵點擊’“平面多次銑削’按鈕打開XY平面多次銑削”對話框，輸人粗銑次數(shù)6其余采用與本文4.1節(jié)偏心下件輪K廓A刀具具路徑形成過程中相同的設(shè)置形成的刀具路裕如圖11所示。

　　對外形銑削加工輪廓B和C進(jìn)行實體切削驗證，如圖12所示。

　　(2)一般挖槽加工輪廓B和C。在主菜單中依次點擊:刀具路徑一挖槽，用鼠標(biāo)左鍵點擊輪廓線A和輪廓B,打開挖槽對話框。采用與外形銑削加工輪廓B和C時相同的刀具參數(shù):選擇挖槽加1，型式”一般挖槽”。輸人深度-5;在“分層銑深”按鈕前打“√”.點擊“分層銑深”按鈕打開“Z軸分層銑深設(shè)定”對話框，設(shè)置“最大粗切深度”為1mm;在粗切/精修參數(shù)中.在“螺旋式下刀”按鈕前打“√”形成的刀具路徑如圖13所示。

　　經(jīng)過刀具模擬后進(jìn)行實體切削臉證如圖14。

　　(3)使用島嶼深度挖槽加工輪廓B和C在挖槽參數(shù)中，選擇“使用島嶼深度挖槽”，標(biāo)左鍵點擊挖槽加工型式下邊的“邊界再加工”按鈕。將“邊界再加工對話框中的參數(shù)全設(shè)置為０。如圖15所示:

　　其余步驟和設(shè)置與一般挖槽加工輪廓B和C相同，形成的刀具路徑和經(jīng)過刀具模擬后進(jìn)行實體切削驗證效果相同甲見圖13和圖14。

　　(4)邊界再加工挖槽加工輪廓B和C。在挖槽參數(shù)中，選擇挖槽加工型式“邊界再加工”，點擊“邊界再加工”按鈕。打開‘’邊界再加工”對話框。輸人重疊量0.2進(jìn)刀引線長度0，退刀引線長度0，如圖16所示。

　　其余步驟和設(shè)置，與一般挖槽加工輪廓B和C相同。形成的刀具路徑如圖17所示。經(jīng)過刀具模擬后講行實體切削驗證如圖18所示。

5 選擇最佳刀具路徑

　　比較上述各種方法的刀具路徑和實體切削驗證效果，明顯可知:

　　方法(1)外形銑削加工輪廓B和C達(dá)到了圖紙要求，但浪費了許多刀具路徑;

　　方法(2)一般挖槽加工輪廓B和C以及方法(3)使用島嶼深度挖擂加工輪廓B和C--平面C在外圓輪廓A附近有一圈柵欄似的殘料沒有去除。需要另作輔助輪廓線，以延長刀具路徑去除殘料。

　　方法(4)邊界再加工挖梢加工輪廓B和C只需通過修改“邊界再加工”對話框中幾個參數(shù)，就可以去除殘料，達(dá)到圖紙要求。

　　比較上述加工輪廓B和C的刀具路徑，邊界再加工挖槽既不用做輔助線，增加工作量;也不會留下邊界殘料，最適合于對偏心工件的加工。

6 結(jié)束語
　　本文通過比較MasterCAM刀具路徑效果，得出邊界再加工的挖槽刀具路徑最適合于對偏心工件進(jìn)行加工的結(jié)論。有助于深人理解MasterCAM二維刀具路徑，優(yōu)選刀具路徑對各種特殊結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工.以達(dá)到其加工精度的要求。