1.4 曲面精加工方法讨论

本节任务：通过例子学会Mastercam中曲面精加工方法的特点及选用参数的要点。在前面学习铜公编程的基础之上再学习本节，目的是使读者易于接受并理解刀路参数。

曲面精加工刀路是很重要的功能，包括11种加工方式，各有自己的优点和缺点，对某一个加工部位来说，并不是都很适合，只有将各个刀路扬长避短，以最小的跳刀次数和平滑过渡，以及最少的接刀区域，才能保证各个刀路的最优化应用。使用时要结合具体工件的形状适当选取。

进入精加工刀路的方法正如前边例子中叙述那样。在主菜单中，选取【刀具路径】|【曲面精加工】|【曲面精加工放射状】命令。系统弹出【输入新NC名称】对话框，系统给定的名称默认为群组名，单击【确定】按钮。

以下着重对各个精加工刀路进行使用要点讨论，为了说明刀路，步距参数给得很大。在实际工件精加工中，可以根据精度要求设置参数。本节的操作比较简单，未提供演示视频，但还是要求初学者反复训练，同一个例子修改不同的参数观察刀路的变化，以便理解Mastercam中曲面精加工的特点。

1.4.1 曲面精加工平行铣削

（1）概述。曲面精加工平行铣削（Finish Parallel Toolpath）是将一平面内互相平行的刀路，沿着刀轴方向向工件曲面投影而得到的刀路。这个刀路的特点是在平缓部位，加工刀路分布较理想均匀，而在稍微陡峭的部位，尤其在垂直切削方向的部位刀路分布很稀疏，加工会很粗糙。

（2）打开图形mcbook-8-03-0.mcx-5。在群组K02X中，建立精加工平行铣削刀路，选取顶部曲面为加工面，刀具选择BD6R3，设置安全高度参数及加工参数，如图1-212所示。

（3）生成刀路，如图2-213所示。

（4）使用要点：为了提高效率、扬长避短，一般要分多区域进行区域切削，将加工粗糙的部位另补刀路，改变切削方向，用于中光及光刀。

1.4.2 曲面精加工平行式陡斜面

（1）概述。曲面精加工平行式陡斜面（Fishi Paralle Steep Toolpath）是将一平面内互相平行的刀路，沿着刀轴方向向工件曲面投影而得到刀路，然后系统自动将平缓部位的刀路删除，而且将与切削方向垂直部位区域的刀路也删除。最后剩下的只在指定切削角度和固定的倾斜角度范围内的曲面区域中产生刀路，这个刀路可以弥补平行铣削刀路的不足。

平行陡峭铣削的缺点：用平行方式加工陡斜面如果工件切削量大，加上刀具长度过长的情况下容易产生弹刀而使工件过切。为了克服这些缺点，一定要注意加工量不能过大，所装刀具伸出部分不能太长。它对于深度不太大的加工区域，应用很广泛。

（2）打开图形mcbook-8-04-0.mcx-5，该图为一个半径为SR12.5的半球曲面。在群组K03AX中，建立精加工平行式陡斜面加工刀路，选取顶部曲面为加工面，刀具选择BD6R3，设置安全高度参数及加工参数，如图1-214所示。

（3）生成刀路，如图2-215所示。

（4）如果切削角度为45°时，即，刀路如图1-216所示。

（5）使用要点：为了扬长避短，一般多用于平行加工的补刀路，用于中光及光刀。

1.4.3 曲面精加工放射状刀路

（1）概述。曲面精加工放射状刀路是平面内沿着一点发射的一系列直线刀路，沿着刀轴方向向工件曲面投影而得。它需要系统指定放射中心点坐标及增量角度来计算刀路，适合圆形工件的加工，也适合如第1.3节那样的图形，即中间有孔的曲面加工。

曲面精加工放射状的缺点：放射中心点处的刀路很密，而远离中心点处的刀路很稀疏，加工较差。参数选取技巧如第1.3.8节所述。

（2）打开图形mcbook-8-05-0.mcx-5。在群组K03B中，建立精加工放射状加工刀路，选取半圆曲面为加工面，刀具选择BD6R3，设置安全高度参数及加工参数，如图1-217所示。

（3）生成刀路，如图2-218所示。

（4）使用要点：一般多通过控制最外围的实际切削步距来计算角度增量。

1.4.4 曲面精加工投影

（1）概述。曲面精加工投影（Finish Project Toolpath）是现存的刀路或者曲线、点沿着刀轴方向向工件曲面投影而得到刀路。它需要系统指定曲线或刀路来计算刀路，适合模具的流道（也称水口）。

（2）打开图形mcbook-8-06-0.mcx-5。在群组K03C中，选取已经建立的一个2D外形刀路操作1。现选取半圆曲面为加工面，刀具选择BD6R3，设置安全高度参数及加工参数。如选取NCI方式，选取刀路1，如图1-219所示。

（3）生成刀路，如图2-220所示。

（4）如果使用曲线投影，则刀路如图1-221所示。

（5）使用要点：要事先做好曲线或刀路，然后再投影，并且将编程零点尽量放置在工件以上的位置，以防意外错误。

1.4.5 曲面精加工流线

（1）概述。曲面精加工流线（Finish Folowline Toolpath）是依据曲面的流线来产生的刀路。如果在曲面规则的情况下，可以收到很好的加工效果。

（2）打开图形mcbook-8-07-0.mcx-5。选取半圆曲面为加工面，刀具选择BD6R3，设置安全高度参数及加工参数，调整加工方向和补正方向，如图1-222所示。

（3）生成刀路，如图1-223所示。

（4）使用要点：单曲面外形可以用这个刀路加工。对于多曲面外形，系统也能计算出刀路，但要注意调整方向使刀路最优化，这样可以使曲面加工较光滑。

1.4.6 曲面精加工等高外形

（1）概述。曲面精加工等高外形（Finish Folowline Toolpath）是利用一系列等距离的平面与曲面相交，然后生成外形刀路。正如前面讨论的那样，在陡峭部位刀路分布较密，加工效果较好，而平缓部位加工效果较差。

（2）打开图形mcbook-8-08-0.mcx-5。选取半圆曲面为加工面，刀具选择BD6R3，设置安全高度参数及加工参数，设定加工深度，如图1-224所示。

（3）生成刀路，如图2-225所示。

1.4.7 曲面精加工浅平面

（1）概述。曲面精加工浅平面（Finish Shallow Toolpath）是利用双向、单向或3D环绕等方式，将曲面斜度比较小的平缓区域进行加工的刀路。

（2）打开图形mcbook-8-09-0.mcx-5。选取半圆曲面为加工面，刀具选择BD6R3，设置安全高度参数及加工参数，如图1-226所示。

（3）生成刀路，如图2-227所示。

（4）使用要点：曲面精加工浅平面常和等高外形刀路配合使用。

1.4.8 曲面精加工交线清角

（1）概述。曲面精加工交线清角（Finish Pencil Toolpath）是在曲面的角落处产生清根刀路。

（2）打开图形mcbook-8-10-0.mcx-5。选取加工面，刀具选择BD6R3，设置安全高度参数及加工参数，如图1-228所示。

主要参数含义如下所述。

【平行加工次数】中的【无】：只走一次交线清角刀路。

【单侧加工次数】：输入产生交线清角刀路的切削次数，这样可以增加切削范围。

【无限制】：可以对整个曲面模型产生交线清角刀具路径；可以给定【步距】参数。

（3）生成刀路，如图1-229所示。

（4）使用要点：对于比较复杂的工件来说，先用大球刀加工，最后用较小刀具清角加工。缺点是要靠编程员的经验来判定切削次数和加工范围，前后刀加工有一定的接刀痕。可以根据现场实测刀具旋转时的误差，适当调整清角加工的余量来减小接刀痕。为了提高效率，应尽量使用本功能清角，避免用小刀对曲面全部进行精加工。

1.4.9 曲面精加工残料加工

（1）概述。曲面精加工残料清角是在曲面的角落处，专门加工前面大刀具加工时留下来的残留余量。

（2）打开图形mcbook-8-11-0.mcx-5，选取加工面，刀具选择BD6R3，设置加工参数及材料参数，如图1-230所示。

（3）生成刀路，如图2-231所示。

（4）使用要点：对于比较复杂的工件来说，先用大球刀加工，最后用较小刀具清角加工。本刀路克服了交线清角加工的缺点。加工范围是根据定义的刀具大小，系统进行计算而得到的。为了提高效率，应尽量使用本功能清角。

1.4.10 曲面精加工环绕等距

曲面精加工环绕等距（Finish Scallop Toolpathl）是在曲面上加工时可以产生3D等距的刀路，并且对工件进行环绕，这是一种很重要的加工方式。

（1）打开图形mcbook-8-12-0.mcx-5。现选取加工面，刀具选择BD6R3，设置安全高度参数及加工参数，如图1-232所示。

（2）生成刀路，如图1-233所示。

（3）使用要点：对于比较复杂的工件来说，使用该刀路一次就可以很均匀地进行精加工，应用很广泛。缺点：刀路过长，可以通过设置过滤公差的方法进行优化。复杂曲面的刀路有时会出现跳动、波动的情况，可以通过修改边界线或补边缘面的方法来改善。

1.4.11 曲面精加工熔接

曲面精加工熔接（Finish Blend Toolpathl）是利用两个边界线来控制在曲面上加工时的刀路轨迹。

（1）打开图形mcbook-8-13-0.mcx-5。选取加工面，刀具选择BD6R3，设置安全高度参数及加工参数，选取两个边界线，如图1-234所示。

（2）生成刀路，如图2-235所示。

（3）使用要点：对于比较复杂的曲面工件来说，使用该刀路可以容易控制精加工刀路及其加工范围。要事先做好边界线，选取边界线时起点及方向要尽量一致。