1、第六章 固定輪廓銑【Fixed Contour】（一）【簡述】本章節重點講述固定軸銑區域銑削驅動操作的參數功能，掌握固定軸加工的原理，對于復雜的曲面加工奠定基礎；讓學者往能夠使用固定軸輪廓加工操作編寫任意工件的程序。在固定軸輪廓加工中，先由驅動幾何體產生驅動點，并按投影方向投影到部件幾何體上，得到投影點，刀具在該點處與部件幾何體接觸點，然后系統根據接觸點位置的表面曲率半徑、刀具半徑等因素，計算得到刀具定位點，如圖6-1所示。最后后，當刀具在部件幾何體表面從一個接觸點移動到下一個接觸點，如此重復，就形成了刀軌，這就是固定軸銑刀軌產生的原理。固定軸區域銑削適用于加工平坦的曲面操作，常用于復雜曲面的

2、半精加工與精加工。圖6-1 固定軸加工的刀軌驅動原理一. 固定軸輪廓區域功能選項的介紹在插入工具條里，點擊創建操作圖標，并進入到【創建操作】對話框，設置類型為“mill_contour”，在操作子類型里選擇【輪廓區域】操作圖標，點擊【確定】便可創建【輪廓區域】操作，如圖6-2所示。下面針對固定軸輪廓區域操作，還講述在固定軸輪廓銑里專有的參數選項。圖6-2 固定軸輪廓區域操作1. 驅動方法在固定軸輪廓銑有多種驅動方法，應用于不同類型的加工，驅動如：曲線/點、螺旋式、邊界、區域銑削、曲面、流線、刀軌、徑向切削、清根和文本等10種驅動方法。在本章編寫中，主要講解“區域銑削”、“曲線/點”與“清根”驅

3、動，其他驅動作為一般的介紹。各驅動如圖6-3所示。每個驅動在創建操作的時候，操作子類型里也有相應驅動選項。圖6-3 固定軸驅動方法此操作在創建的時候選項了操作子類型為“區域銑削”，固操作里驅動方法所顯示的也是“區域銑削”驅動。每種驅動都有不同的參數選項，如需要編輯驅動參數的時候，可以點擊驅動方法旁邊的編輯圖標。相對“區域銑削”驅動的參數編輯，點擊編輯圖標，彈出【區域銑削驅動方法】對話框，如圖6-4所示。圖6-4 區域銑削參數對話框2. 陡峭空間范圍在固定軸區域銑削里，提供了三種方法來限制加工范圍：無、非陡峭、定向陡峭。無選項使得系統加工由部件幾何體或指定切削區域所定義的整個切削范圍；非陡峭利用

4、陡峭度使得系統僅加工整個切削范圍中小于指定陡峭度的區域。定向陡峭利用陡峭度使得系統加工整個切削范圍中沿指定切削方向大于指定陡峭度的區域。如圖6-5所示。一般沒有特殊的需要，很少定義此選項。圖6-5 陡峭空間范圍的三種應用3. 驅動設置在固定軸區域銑削驅動，編輯參數里有：切削模式、切削方向、步距、步距已應用、切削角等幾個選項。在這里重點介紹“步距已應用”。步距已應用分為“在平面上”和“在部件上”兩個選項；如果遇到比較陡峭的模型，在平面上投影得到的刀軌跟所定義的步距是不相等的，而在部件上投影加工出來的刀軌在陡峭位置是等距的，如圖6-6所示。圖6-6 步距已應用的兩種刀軌4. 刀軌設置在【固定軸輪廓

5、銑】操作中，“刀軌設置”選項區，重點講解切削參數選項。隨著驅動方法不同，切削參數選項也會有所不同，本章節主要以“區域銑削”驅動為例。由于一些通用的切削在前面章節介紹過，在此將不再重述，僅介紹【固定軸輪廓銑】操作中部分常用的切削參數。“區域銑削”驅動方法的【切削參數】對話框如圖6-7所示。圖6-7 固定軸切削參數對話框1 在凸角上延伸：此選項允許用戶控制在跨越內部尖角邊緣時的刀軌。當關閉該選項時，刀具將圓滑過渡尖角邊緣上；如打勾啟用該選項時，刀具路徑將延伸過渡尖角，如圖6-8所示。圖6-8在凸角上延伸示意圖2 多條刀路：此選項允許用戶控制是否對部件幾何體表面的材料進行分層切削。需要切除的材料量由

6、“部件余量偏置”參數選項定義；每一層的刀軌是通過偏置部件幾何體來計算各自的接觸點，而不是簡單地復制和平移。每一切削層可由“增量”和“刀路”來定義。增量是指定側面刀路或切削層之間的距離。軟件計算制作多少個刀路。如果指定的增量不能平均分割要移除的余量偏置，則縮小上一刀路的增量。如圖6-9示例所示，深度余量偏置值為 .7500，增量值為0.3。軟件計算三個刀路。第一條刀路的切削深度是0.3，第二條刀路的切削深度將增加0.3，而第三條刀路將切削剩余的深度0.1500。第三條刀路是精加工切削，因為部件余量值已指定為 0.0。圖6-9 增量分層切削 刀路是指定刀路的數目。在下面圖6-10示例中，深度余量偏

7、置值為0.75，刀路數值為 2。軟件會計算出增量為 0.375。圖6-10 刀路分層切削3 過切時。在【固定軸輪廓銑】操作里，當定義“檢查幾何體”時，需要相應的處理方法，跟其他加工操作不一樣。有三種處理方法分別為：警告、跳過各退刀。如圖6-11所示。圖6-11 過切時的切削參數警告處理方法使得刀具干涉檢查幾何體時，僅發出警告信息，但不改變刀具干涉檢查幾何體時的刀具路徑。如圖6-12所示。圖6-12 警告處理的刀軌跳過處理方法使得刀具干涉檢查幾何體時，忽略刀具干涉檢查幾何體時的刀具路徑。刀具從干涉前的最后安全定位點直接移動到不再干涉時的第一個安全點。但當檢查幾何體把同一刀路分成兩段時，不能采用此

8、處理方法。如圖6-13所示。圖6-13 跳過處理的刀軌退刀處理方法使得系統提刀避開檢查幾何體，提刀時將保用非切削移動參數定義的相關進、退刀參數。刀具從干涉前的最后安全定位點提升刀具避開檢查干涉幾何體移動到不再干涉時的第一個安全點。如圖6-14所示。圖6-14 退刀處理的刀軌二案例操作為了讓學者更容易學習好固定軸區域銑削驅動加工操作，在此以模型案例作說明操作中的各功能參數。固定軸輪廓加工區域銑削驅動跟我們前面所學過的加工操作有所不同，定義檢查幾何體也需要相應的處理方法。下面以例子（Fixed_Contour_mill-1.prt）如圖6-15所示，來講解固定軸輪廓加工操作。圖6-15 Fixed

9、_Contour_mill-1.prt三、創建半精加工打開文件（Fixed_Contour_mill-1.prt）并進入到加工模塊，加工類型使用（mill_contour）初始化，完成進入加工界面。針對此模型使用【型腔銑】操作做粗加工方法在這里不再講述，本章節重點為介紹【固定軸輪廓銑】操作與及各參數選項。下面就定義好參數組再創建【固定軸輪廓銑】操作，定義操作步驟如下：1. 定義加工幾何打開模型進入到加工模塊之后，在操作導航器“幾何視圖”里，點擊節點MCS_MILL進行編輯，并彈出【Mill Orient】對話框，需要指定“加工坐標系”與“安全平面”，按指定要求定義：模型四邊分中，頂平面對刀為零

10、，安全平面為頂平面抬高30。設定如圖6-16所示。圖6-16 定義加工坐標與安全平面定義部件幾何體，在“幾何視圖”里編輯幾何節點（WORKPIECE），定義模型作為“部件幾何”；“毛坯幾何”在此不指定了，因為只考慮這模型的半精加工與精加工過程。在加工復雜的模型里，為了減少多次操作公共部分的區域面，我們可以預先定義好加工區域。接著分別定義兩個切削區域：PARTING_AREA和PRODUCT_AREA，并繼承幾何節點（WORKPIECE）父級組關系，如圖6-17所示。圖6-17 定義加工區域面2. 定義加工方法為了方便多個操作定義參數，一般我們都要預先設定好加工方法參數。按下表6-1所示設定加工

11、方法參數。表6-1 加工方法參數加工方法余量內公差外公差MILL_ROUGH0.350.030.05MILL_SEMI_FINISH0.150.030.03MILL_FINISH00.010.013. 創建刀具在固定軸輪廓加工中，一般都是復雜的曲面，而相對固定軸銑常用于半精加工與精加工，因此所留的余量不會太大，往往做固定軸半精加工時都會使用球頭刀具作加工。從【加工創建】工具條點擊【創建刀具】圖標，彈出【創建刀具】創建對話，點選刀具子類型圖標，按照表6-2創建球形刀具。表6-2 創建刀具序 號刀具名稱刀具直徑圓角半徑刀具號長度補償1JMSK_D8R484112JMSK_D4R242224. 創建

12、固定軸輪廓銑操作在加工創建工具條點擊【創建操作】，彈出【創建操作】對話框，選項組的類型默認選擇mill_contour，在選項組操作子類型中，選擇“CONTOUR_AREA”圖標，各位置選項繼承設置如下：“程序”選擇父級組 “PROGRAM”。“刀具”選擇前面已創建好的刀具名稱，即“JMSK_D8R4”。“幾何體”選擇前面已創建好的切削區域節點名稱，即“PARTING_AREA”。“方法”選擇前面已創建好的方法名稱，即“MILL_SEMI_FINISH”。“名稱”將原來系統的名稱改為“SEMI_AREA”。根據上面的設置，點擊【確定】按鈕完成【輪廓區域】操作的創建。如圖6-18所示。圖6-18

13、 創建輪廓區域步驟1 定義參數設置定義固定軸輪廓區域銑參數，在創建時【幾何體】選項卡里，【指定部件】預前選擇好了，固在此不用再設置；【刀具】選項也選擇好了，在此也不用再設置；【刀軸】為默認“+Z軸”；【機床控制】使用默認值；【程序】使用默認值；【選項】為默認值。其他需要設置的參數步驟如下： 指定切削區域在固定軸輪廓區域操作里，為了防止刀具加工到模型工件的邊緣，所以常常使用“指定切削區域”來限定加工位置。在此模型里需要定義頂部面為切削區域，如圖6-19所示。圖6-19 定義切削區域面 驅動參數在選項組【驅動方法】里，默認為“區域銑削”；編輯驅動參數，點擊圖標進入到【驅動銑削驅動方法】對話框里，在

14、選項卡【驅動設置】里，“步進”選擇恒定；【距離】設置為0.5；【切削角】選擇“用戶定義”；【度數】設置為45；其他參數均為默認值。3刀軌設置 【切削參數】選項卡定義【延伸刀軌】“在邊上延伸”“距離”設置為0.1MM（在邊緣的位置延伸刀軌，只要目的是為了避免留有毛刺）；其他參數均為默認值。 【非切削參數】使用默認值。 【進給和速度】主軸轉速設置為2500，進給率設置為1500，其他選項為默認值。步驟2 生成刀軌在【操作】選項組點擊“生成”圖標計算出刀軌如圖6-20所示，然后再點擊【確定】完成此操作。圖6-20 半精加工刀軌圖四、創建精加工把模型的整個曲面位置做一了次半精加工之后，接下來我們需要把

15、模型的分型面與膠位面精加工出來。要模具制造行業里，一定要注意模具的分型面與膠位面的加工，不應該直接整個區域接刀加工，很容易在分型與膠位面的交接口處拉成圓角，因此加工分型面和膠位面要分開加工；在這里我們就以精光分型為例。1. 精加工分型面針對此模型的分型面加工，具體操作步驟如表6-3所示。表6-3 精加工操作步驟參數類型參 數 與 說 明1創建操作類 型mill_contour操作子類型CONTOUR_AREA程序組PROGRAM使用刀具JMSK_D8R4幾何體組PARTING_AREA加工方法MILL_FINISH操作名FINISH_ PARTING2幾何體在【幾何體】選項卡中，所以參數已繼承

16、幾何體組“PARTING_AREA”的參數，因此不用再設置。3刀具JMSK_D8R44驅動方法與參數確認驅動方法設置為【區域銑削】，點擊【編輯】圖標彈出【區域銑削驅動方法】對話框。在【區域設置】區，將【步進】設置為【恒定】，并設置【距離】=0.15，將【切削角】設置為“45”。其他參數選項默認。5切削參數在【策略】選項卡的【延伸刀軌】參數區，打開【在邊上延伸】檢查符，并設置【距離】=1。在【余量】選項卡的【余量】參數區，確認【部件余量】=0。其他參數選項均默認。6非切削參數接受默認設置。7主軸轉速設置【主軸轉速】=3500、【切削】=800、【進刀】=300。注：實際的切削用量參數會因切削材料

17、、刀具材料、切削深度和切削方法的不同而有所不同。8產生并接受刀軌在【輪廓區域】對話框的【操作】區，點擊【生成】圖標產生刀軌，刀軌如圖6-21所示。9刀軌仿真忽略圖6-21 精加工分型面刀軌2. 精加工膠位面針對此模型的膠位面加工，具體操作步驟如表6-4所示。表6-4 精加工操作步驟參數類型參 數 與 說 明1創建操作類 型mill_contour操作子類型CONTOUR_AREA程序組PROGRAM使用刀具JMSK_D4R2幾何體組PRODUCT_AREA加工方法MILL_FINISH操作名FINISH_PRODUCT2幾何體在【幾何體】選項卡中，所以參數已繼承幾何體組“PRODUCT_AREA”的參數，因此不用再設置。3刀具JMSK_D4R24驅動方法與參數確認驅動方法設置為【區域銑削】，點擊【編輯】圖標彈出【區域銑削驅動方法】對話框。在【區域設置】區，將【步進】設置為【恒定】，并設置【距離】=0.15，將【切削角】設置為“45”。其他參數選項默認。5切削參數在【策略】選項卡的【延伸刀軌】參數區，打開【在邊上延伸】檢查符，并設置【距離】