第12讲 曲面精加工
精雕曲面精加工路径
精雕曲面精加工路径
精雕曲面精加工路径是指在数控加工中，通过对模型进行曲面分析和刀具路径规划，实现对复杂曲面的高精度加工。
其具有高效、高精、高质、高稳定等优点，被广泛应用于航空、汽车、船舶、模具等行业。
精雕曲面精加工路径的关键在于刀具路径规划。
在曲面加工中，刀具需要沿着曲面进行自适应调整，避免出现刀轨轨迹间隙或者切削力过大等问题。
因此，刀具路径规划需要考虑刀具尺寸、曲面形状、加工精度等因素，通过数学模型和仿真分析，生成适合的刀具路径方案。
常用的精雕曲面精加工路径算法包括：等高线算法、等距离算法、等曲率算法、平面分析算法等。
这些算法都基于不同的数学模型和规划原理，具有不同的优缺点，需要根据实际加工情况进行选择和调整。
精雕曲面精加工路径技术的应用，可以大幅提高加工效率和加工精度，促进产品质量的提高和工业制造的升级。
此外，随着人工智能、云计算等技术的不断发展，精雕曲面精加工路径技术也将呈现出更加广阔的发展前景和应用空间。
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MastercamX2中文版数控加工第11讲曲面粗加工(1)
• 【加工面】：指定加工的曲面。 • 【干涉面】：检查毛坯余量。 • 【切削范围】：指定包含的加工曲面。 • 【指定下刀点】：用于定义起刀位置。
图11-15 设置刀具尺寸
(5) 返回【曲面残料粗加工】对话框，选择【曲面加工参数】选项卡 ，设置 曲面加工参数，如图11-16所示。
(6) 进入【残料加工参数】选项卡，然后设置相关参数，如图11-17 所示。
图11-16 【曲面加工参数】选项卡
图11-17 【残料加工参数】选项卡
(14) 进入【剩余残料参数】选项卡，然后设置相关参数，如图11-18 所示。
图11-5 模拟结果
图11-6 素材文件
2.设置工件毛坯。
(1) 执行【机床类型】/【铣削系统】/【默 认】命令。
(2) 在左侧的操作管理器中的【属性】选 项树中选取【材料设置】选项，系统打开 【机器群组属性】对话框，按照图11-7所 示设置毛坯。
(3) 单击 按钮完成设置，结果如图11-8所 示。
图11-2 【刀具路径的曲面选取】对话框
（5）系统弹出【曲面粗加工平行铣削】对话框，如图113所示。
• 刀具路径误差： 按钮后面的文本框用于设置刀 具路径与几何模型的精度误差。误差值设置得越小， 加工得到的曲面精 度就越高，但计算 所需时间较长，为 了提高加工速度， 在粗加工中输入值 可稍大 一些。
图11-30 刀具路径
5. 保存文件
图11-31 加工模拟
11.2
综合训练
通过上面内容的学习，相信同学们对曲面粗加工的知识已 经有了一定的了解，下面将通过两个综合实例进一步学习曲面 粗加工的方法。
曲面精加工的基本方法
曲面精加工的基本方法
曲面精加工那可是个超厉害的工艺呢！咱先说说步骤哈。
首先得有精确的模型吧，就像画家得有张好画布一样。
然后选择合适的刀具，这可不能马虎，要是刀具选不好，那可就像战士上战场没带好武器一样糟糕。
接着就是设置加工参数啦，速度、进给啥的都得恰到好处，不然加工出来的曲面能好看吗？
注意事项也不少呢！一定要保证工件的固定牢固，不然加工的时候乱动，那可就完蛋了。
还有刀具的磨损情况得时刻关注，不然等发现的时候可能就晚啦。
加工过程中得时刻留意加工状态，这就跟开车得时刻看着路一样重要。
说到安全性和稳定性，那可太重要啦！设备得定期检查维护，这就跟人得定期体检一样。
操作的时候一定要严格按照规程来，不然出了事儿可不得了。
加工过程中要是有异常情况，赶紧停下，可别硬着头皮干。
曲面精加工的应用场景那可多了去了。
汽车零部件、航空航天零件，这些不都得靠曲面精加工嘛。
它的优势也很明显啊，能加工出超级光滑的曲面，这就像给产品穿上了一件漂亮的外衣。
而且精度高，能满足各种高要求的场合。
我给你说个实际案例哈。
有一次给一个汽车发动机零件做曲面精加工，哇塞，加工出来的效果那叫一个棒。
表面光滑得跟镜子似的，尺寸精度也超高。
这要是没曲面精加工，那零件能这么完美吗？
曲面精加工就是这么牛，能让产品变得超级棒，大家一定要重视起来呀。
曲面加工的数学原理及应用
曲面加工的数学原理及应用1. 引言曲面加工是一种重要的制造工艺，广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域。
本文将介绍曲面加工的数学原理和应用，包括曲线与曲面的表示方法、曲面加工的数学模型、以及常见的曲面加工方法。
2. 曲线与曲面的表示方法在曲面加工中，曲线和曲面的表示方法是一项基础工作。
以下是常见的曲线与曲面的表示方法：•参数方程表示：曲线或曲面上的点的坐标可以用参数表示。
例如，对于二维曲线，可以使用参数方程x=f(t), y=g(t)来表示，其中t是参数，f(t)和g(t)是关于t的函数。
对于三维曲面，可以使用参数方程x=f(u,v), y= g(u,v), z=ℎ(u,v)来表示，其中u和v分别是两个参数，f(u,v)、g(u,v)和ℎ(u,v)是关于u和v的函数。
•隐式方程表示：曲线或曲面上的点的坐标满足一个方程。
例如，对于二维曲线，可以使用方程y=f(x)来表示，其中f(x)是关于x的函数。
对于三维曲面，可以使用方程F(x,y,z)=0来表示，其中F(x,y,z)是关于x、y和z的函数。
•参数化曲线表示：曲线上的点可以通过参数化表示。
例如，对于二维曲线，可以使用一个参数t表示曲线上的点的位置，并通过t的变化得到曲线上不同点的坐标。
对于三维曲线，可以使用两个参数t和s表示曲线上的点的位置。
3. 曲面加工的数学模型曲面加工的数学模型是描述曲面加工过程中曲线和曲面变化的一种数学模型。
常见的曲面加工数学模型有以下几种：•曲线插值：在曲面加工中，经常需要在给定的点之间插值出曲线。
常用的曲线插值方法包括线性插值、样条插值、贝塞尔曲线等，通过这些方法可以产生平滑的曲线。
•曲线拟合：曲面加工通常需要将给定的数据拟合成曲线。
拟合曲线的方法有最小二乘法、最小二乘多项式拟合、最小二乘样条拟合等，通过这些方法可以得到最接近给定数据的曲线。
•曲面拟合：曲面加工中，经常需要将给定的数据拟合成曲面。
常用的曲面拟合方法有最小二乘法、最小二乘多项式拟合、最小二乘样条拟合等，通过这些方法可以得到最接近给定数据的曲面。
曲面加工
1.曲面清根加工曲面清根加工可以清除角落处剩余的残料，是提高加工效率，优化切削工艺的主要加工方法。
这种加工方法的主要有两种用法：一种是在曲面精加工之前，通过曲面清根加工，清除角落处过多的残料，避免精加工过程中切削量出现突然增大的现象;另一种是在曲面精加工之后,通过曲面清根加工清除角落剩余的残料,减少手工修模的工作量。
JDPaint5.50主要改进和新增了多种清根方式，包括单笔清根、多笔清根、混合清根、缝合清根、行切和环切清根等；路径参数对话框中清根加工方式的切换如图1-1所示：图1-1 路径参数对话框中的清根方式1.1改进单笔清根路径图1-2 单笔清根加工方式单笔清根增加分割角度功能，陡峭路径从上向下走刀，减少因切削深度过大或超过刃长而引发的断刀现象；如图1-3所示：图1-3 单笔路径角度分段需要注意的是:1)分界角度是路径的倾斜角度，一般取33度，使得更多的路径从上向下走刀，提高加工的可靠性；2)单笔清根路径在首末位置自动增加切入切出路径，进刀参数不许用户设置；3)当切削量较大时，可以采用分层清根加工，在所有的清根加工中，只有单笔清根路径可以分层；如图1-4所示：图1-4 单笔分层清根1.2新增多笔清根路径多笔清根主要分为以下几种形式：限定条数、不限条数、依据上把刀具三种方式。
如图1-5所示：多笔清根无限多笔图1-5 多笔清根加工方式1)新增多笔清根功能，该功能可以均匀化单笔清根的切削量，提高清根表面和精加工表面在衔接位置的质量。
需要注意的是：a.多笔清根路径条数的计算方法是：清根条数 = (上把刀具半径 - 当前刀具半径)/ 路径间距；b.多笔清根只能加工曲面曲率半径小于当前刀具半径的区域，选择的上把刀具只是用来计算所需要的清根条数，残料区域的计算并不是根据上把刀具精确计算而成的(区别于混合清根和环切清根等方式)。
因此多笔清根不能确保完全清除上把刀具剩余的残料，有些位置可能会出现欠加工或重复加工。
精雕曲面精加工路径
精雕曲面精加工路径
精雕曲面精加工路径是指在数控加工中，针对复杂曲面零件的加工过程中所采用的一种针对性强的加工路径策略。
其目的是通过合理的路径规划，充分利用机床的加工能力，实现对曲面零件的高精度加工。
精雕曲面精加工路径的设计需要考虑以下因素：
1. 曲面零件的形状特征，包括曲率半径、曲面倾角等。
2. 刀具的几何形状和尺寸，包括刀具的直径、长度、切削角度等。
3. 机床的刚性和精度，包括机床的进给速度、切削速度等。
基于以上因素，精雕曲面精加工路径设计的主要目标是最大程度地提高加工效率和加工精度。
具体而言，需要避免在曲面零件加工过程中产生不必要的残留材料，同时保证刀具的切削量和进给速度的合理匹配，避免机床振动和切削力过大的情况发生。
在具体的加工路径规划中，通常采用三维仿真软件进行模拟和验证。
通过模拟，可以得到不同路径方案的加工效果和加工质量，从而选择最优的加工路径方案，提高加工效率和加工质量。
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第12讲 锉削
（3）平面与曲面的连接锉法 一般情况下，锉削时应先加工平面，然后再 加工曲面，这样能使曲面与平面的连接比较圆 滑。如果先加工曲面而后加工平面，则容易使 已加工的曲面损伤，而且很难保证对称的中心 面，此外连接处也不易锉得圆滑，或圆弧面不 能与平面很好地相切。 （4）直角面的锉法 锉削直角面类似锉削矩形，在工作中也常遇 到。
（2）内圆弧面 锉削内圆弧面所使用的锉刀有圆锉（适用于圆弧半 径较小时）和半圆锉（适用于圆弧半径较大时）。锉 削时，锉刀要同时完成如下三个运动: ●前进运动。 ●随圆弧面向左或向右移动（约半个到一个锉刀直 径）。 ●绕锉刀中心线转动（向顺、逆时针方向转动约 90°）。
内圆弧面
第12讲 锉削
本章学习要点 1.掌握曲面锉削方法。 2.掌握六角、凹凸件锉削方法。
一、曲面的锉法 （1）外圆弧面 选用板锉刀锉削外圆弧面，锉 削时锉刀要同时完成两个运动， 即锉刀在做前进运动的同时， 还应绕工件圆弧的中心转动. ●顺着圆弧面锉外圆弧面 Nhomakorabea
●对着圆弧面锉 锉削时，锉刀向着图示方向做直 线推进，容易发挥锉削力量，能 较快地把圆弧外的部分 锉成接 近圆弧的多边形，适用于加工余 量较大的粗加工。当按圆弧要求 锉成多边形后，应再 用顺着圆 弧面锉的方法精锉成形。
二、四、六方与凹凸件锉削方法
SurfMill曲面精加工方法介绍
SurfMill曲面精加工SurfMill中的曲面精加工有以下几种：平行截线、等高外线、径向放射、曲面流线、环绕等距、角度分区。
1. 平行截线平行截线加工在曲面精加工中使用最为广泛，适用于陡峭面不太多的情况。
加工模式●所有面：加工所有选择的面，如图1-1所示。
图1-1●只加工平坦面：斜度大于指定值的曲面将被过滤，如图1-2所示。
图1-2●双向混合加工：该模式能均化路径的空间间距，从而弱化由于路径空间间距变化太大而造成的加工残留余量不均现象，如图1-3所示。
图1-32.等高外形等高外形主要用于曲面较为复杂、侧壁陡峭的情况。
该加工方法常和平行截线加工中的只加工平坦面配合使用。
等高外形加工过程中高度保持不变，不会出现扎刀现象，而且可以大大提高机床稳定性，提高工件加工质量。
加工模式●所有面：加工所有选择的面，如图2-1所示。
图2-1●只加工陡峭面：斜度小于指定值的曲面将被过滤，如图2-2所示。
图2-23. 径向放射径向放射加工适用于俯视图类似于圆形、圆环状模型的加工，路径呈扇形分布，如图3-1所示。
图3-14.曲面流线曲面流线加工适用于曲面数量较少、曲面相对较为简单的场合。
加工过程中刀具沿着曲面的流线运动，运动较为平稳，路径间距疏密适度，加工的零件表面质量较高。
当曲面较小、较多时，不适合用曲面流线加工。
因为此时各面可能分别加工，路径走向较乱。
但如果曲面边界依次连接组成，也可以使用曲面流线加工。
如图4-1所示：图4-15.环绕等距环绕等距加工方式可以生成环绕状的刀具路径。
加工模式：分为所有面、只加工平坦面和只加工陡峭面。
等距方式a.沿外轮廓等距：图5-1b.沿所有边界等距：图5-2 c.沿孤岛等距：图5-3 d.沿指定点等距：图5-4e.沿指定点等距时，指定点可以选择多个，效果如下图所示：图5-5f.沿导动线等距：（图中红色线条为导动线）图5-6需要说明的是：环绕等距有可能在光滑平坦的曲面上产生换向痕迹。
《曲面粗加工》课件
介绍在曲面粗加工过程中应遵循的环境保护政策和应急措施，以减少对周围环境的影响。
小结
感谢您参加《曲面粗加工》的PPT课件。通过本课件的学习，您已经了解了曲面粗加工的基本概念、方 法和技术。
曲面加工工艺分类
介绍常见的曲面加工工艺分类，包括填充型 和切削型曲面加工法，以及它们的特点和优 势。
曲面加工方法
填充型曲面加工法
详细介绍填充型曲面加工法 的步骤和流程，以及在不同 场景中的适用性和限制。
切削型曲面加工法
探索切削型曲面加工法的原 理和应用领域，以及其与填 充型曲面加工法的对比和区 别。
介绍曲面粗加工质量检测的常用方法和仪器，以确保加工结果符合要求。
改善方法
提供改善曲面粗加工质量的方法和技巧，以解决可能出现的问题和不一致性。
曲面粗加工时的注意事项
1 安全操作指南
强调曲面粗加工过程中的安全操作准则和注意事项，确保工作人员的健康和安全。
2 美化机器和设备
提供改善曲面粗加工机器和设备外观的建议和技巧，以营造良好的工作环境。
3 曲面加工参数
介绍影响曲面粗加工质量的关键参数，包括切削速度、进给速度和切削深度等，以及如 何优化这些参数。
曲面粗加工实例分析
1
刀具选择
2
详细讨论曲面粗加工中的刀具选择，
包括刀具类型、刀尖形状和涂层等方
面的考虑因素。
3
粗加工过程分析
4
详细描述曲面粗加工的过程和步骤， 并分析其中可能出现的问题和解决方
法。
件型介绍
选择具体的曲面加工件型，并介绍其 结构和特点，以便更好地理解后续步 骤。
切削参数选择
探索曲面粗加工中关键的切削参数选 择，包括切削速度、进给速度和切削 深度等的优化方法。
曲面的数控加工
二轴半数控加工 2.7 曲面的数控加工
1. 数 控 加 工 三 坐 标 曲 面 零 件 的 主 要 特 点
b
O2
O1
a P
球头铣刀中心轨迹是一条平面曲线。刀刃与工件曲面相接 触(切点)的轨迹是一条空间曲线(实为空间折线) 。
15 /45
2.7 曲面的数控加工
2. 三坐标面零件计算机辅助编程的基本思路
三坐标联动加工
两坐标联动的三坐标加工
12 /45
2.7 曲面的数控加工
1. 数 控 加 工 三 坐 标 曲 面 零 件 的 主 要 特 点
球头铣刀铣削
13 /45
三坐标数控加工 2.7 曲面的数控加工
1. 数 控 加 工 三 坐 标 曲 面 零 件 的 主 要 特 点
O1 a O2 b PXZ 球头铣刀中心轨迹是一条空间曲线(实为空间折线)，刀 刃与工件曲面相接触(切点)的轨迹是一条平面曲线。
此时，刀具中心轨迹为等距曲面与行切面的交 线，是一条平面曲线，编程计算比较简单，但由于 球头刀与曲面切削点的位置随曲率而不断改变，故 切削刃形成的轨迹则是空间曲线，曲面上有较明显 的扭曲的残留沟纹。 因此，这种方法常用于曲率变化不大及精度要 求不高的粗加工中。
9 /45
2.7 曲面的数控加工
1. 数 控 加 工 三 坐 标 曲 面 零 件 的 主 要 特 点
Z
Z Y X
Y X
( ( a)a)
24 /45
2.7 曲面的数控加工
2. 三 坐 标 曲 面 零 件 计 算 机 辅 助 编 程 的 基 本 思 路
当采用图 (b)所示沿横向来回切削的加工路线时， 符合这类零件数据给出情况，便于加工后的检验，叶形 准确度高，但程序较多。
精雕曲面精加工路径
精雕曲面精加工路径一、引言精雕曲面精加工路径是数控加工中的一项重要技术，它能够实现对复杂曲面的高精度加工。
本文将从曲面加工路径的概念、应用、算法和优化等方面进行探讨，以期全面了解和掌握这一技术。
二、概念精雕曲面精加工路径是指在数控加工过程中，根据曲面的几何形状和加工要求，确定机床刀具相对于工件表面的运动路径。
这个路径需要满足加工精度的要求，同时也要考虑加工效率和刀具寿命等因素。
三、应用精雕曲面精加工路径广泛应用于模具制造、航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
在模具制造中，精雕曲面精加工路径可以实现对复杂模具表面的刻蚀、研磨和抛光等加工操作。
在航空航天领域，它可以用于加工飞机的叶片、舵面等复杂曲面部件。
在汽车制造中，精雕曲面精加工路径可以应用于车身、发动机缸体等部件的加工。
在电子设备制造中，它可以用于加工手机壳、笔记本电脑外壳等外观件。
四、算法精雕曲面精加工路径的生成算法有很多种，常见的有离散点法、曲面插补法和等高线法等。
离散点法是通过取样点来表示曲面形状，并在取样点之间进行线性插值，得到刀具运动路径。
曲面插补法则是根据曲面的数学方程，计算出刀具在曲面上的位置和姿态。
等高线法是将曲面切割成一系列等高线，然后通过沿等高线方向进行加工。
这些算法各有特点，可以根据实际需要选择合适的算法。
五、优化精雕曲面精加工路径的优化是提高加工效率和加工质量的关键。
常见的优化方法有路径平滑、削减空行、刀具补偿和加工参数调整等。
路径平滑是通过优化刀具运动路径，减少刀具运动速度的变化，从而降低振动和噪音。
削减空行是尽量减少刀具在空中移动的时间，提高切削效率。
刀具补偿是根据刀具的半径和轨迹偏差，对加工路径进行修正，确保加工精度。
加工参数调整是根据不同的曲面形状和加工要求，调整加工速度、进给量和切削深度等参数，优化加工效果。
六、总结精雕曲面精加工路径是数控加工中的一项重要技术，它能够实现对复杂曲面的高精度加工。
在实际应用中，我们需要根据曲面的几何形状和加工要求，选择合适的算法和优化方法，以达到最佳的加工效果。
Mastercam曲面加工策略及应用经验分享讲课教案
Mastercam曲⾯加⼯策略及应⽤经验分享讲课教案M a s t e r c a m曲⾯加⼯策略及应⽤经验分享Mastercam曲⾯加⼯策略及应⽤经验分享By ssg模具数控加⼯⼑具的选择和铣削曲⾯时要留意的问题1. ⼑具的选择数控机床在加⼯模具时所采⽤的⼑具多数与通⽤⼑具相同。
经常也使⽤机夹不重磨可转位硬质合⾦⼑⽚的铣⼑。
由于模具中有许多是由曲⾯构成的型腔，所以经常需要采⽤球头⼑以及环形⼑（即⽴铣⼑⼑尖呈圆弧倒⾓状）。
2．铣削曲⾯时应注意的问题(1) 粗铣粗铣时应根据被加⼯曲⾯给出的余量，⽤⽴铣⼑按等⾼⾯⼀层⼀层地铣削，这种粗铣效率⾼。
粗铣后的曲⾯类似于⼭坡上的梯⽥。
台阶的⾼度视粗铣精度⽽定。
(2) 半精铣半精铣的⽬的是铣掉“梯⽥”的台阶，使被加⼯表⾯更接近于理论曲⾯，采⽤球头铣⼑⼀般为精加⼯⼯序留出0.5㎜左右的加⼯余量。
半精加⼯的⾏距和步距可⽐精加⼯⼤。
(3) 精加⼯最终加⼯出理论曲⾯。
⽤球头铣⼑精加⼯曲⾯时，⼀般⽤⾏切法。
对于开敞性⽐较好的零件⽽⾔，⾏切的折返点应选在曲表的外⾯，即在编程时，应把曲⾯向外延伸⼀些。
对开敞性不好的零件表⾯，由于折返时，切削速度的变化，很容易在已加⼯表⾯上及阻挡⾯上，留下由停顿和振动产⽣的⼑痕。
所以在加⼯和编程时，⼀是要在折返时降低进给速度，⼆是在编程时，被加⼯曲⾯折返点应稍离开阻挡⾯。
对曲⾯与阻挡⾯相贯线应单作⼀个清根程序另外加⼯，这样就会使被加⼯曲⾯与阻挡⾯光滑连接，⽽不致产⽣很⼤的⼑痕。
(4) 球头铣⼑在铣削曲⾯时，其⼑尖处的切削速度很低，如果⽤球⼑垂直于被加⼯⾯铣削⽐较平缓的曲⾯时，球⼑⼑尖切出的表⾯质量⽐较差，所以应适当地提⾼主轴转速，另外还应避免⽤⼑尖切削。
(5) 避免垂直下⼑。
平底圆柱铣⼑有两种，⼀种是端⾯有顶尖孔，其端刃不过中⼼。
另⼀种是端⾯⽆顶尖孔，端刃相连且过中⼼。
在铣削曲⾯时，有顶尖孔的端铣⼑绝对不能像钻头似的向下垂直进⼑，除⾮预先钻有⼯艺孔。
第13章 曲面精加工
1-13
13.4.3 流线精加工实例
下面通过实例介绍流线精加工刀具路径的编制。 实例四：对如左图所示的图形采用流线精加工，结果如右图 所示。
1-14
13.5 等高外形精加工
等高外形精加工适用于陡斜面加工，在工件上产生沿等高线 分布的刀具路径，相当于将工件沿Z轴进行等分。等高外 形除了可以沿Z轴等分外，还可以沿外形等分。
下面通过实例介绍交线清角精加工刀具路径的编制。 实例九：对如左图所示的图形采用交线清角精加工，结果如 右图所示。
1-26
13.9.1 残料清角精加工参数
在主菜单选择“刀具路径”→“精加工”→“残料清角精加 工”命令，弹出“曲面精加工残料清角”对话框，在“ 曲面精加工残料清角”对话框中单击“残料清角精加工 参数”标签，打开“残料清角精加工参数”选项卡，如 图所示。该对话框用来设置残料清角精加工参数。
1-15
13.5.1 等高外形精加工参数
在主菜单选择“刀具路径”→“精加工”→“精加工等高外 形加工”命令，选取加工曲面后，单击“确定”按钮 ， 弹出“曲面精加工等高外形”对话框。在“曲面精加工 等高外形”对话框中单击“等高外形精加工参数”标签 ，打开“等高外形精加工参数”选项卡，如图所示。该 对话框用来设置等高外形精加工参数。
1-20
13.6.2 陡斜面精加工实例
下面通过实例介绍陡斜面精加工刀具路径的编制。 实例七：对如左图所示的图形采用陡斜面精加工，结果如右 图所示。
1-21
13.7 浅平面精加工
浅平面精加工适合对比较平坦的曲面进行精加工。浅平面精 加工主要针对陡斜面的刀具路径加工所留下来的残料区 域进行加工。陡斜面加工的刀具路径在浅平面区域加工 的效果不佳，如挖槽精加工、等高外形加工、陡斜面精 加工，常常会留下非常多的残料，而浅平面精加工可以 对这些残料区域进行加工。
v2012-04_曲面投影精加工
5 保存到此步为止的 ViewMILL 模型状态
6 返回 PowerMILL 视窗，关闭 ViewMILL. 7 计算一新的毛坯，由…定义 – 方框，类型 – 模型。 8 输入模型：
...\PowerMILL_Data\five_axis\CornerFixing\CornerFixingRefSurf1.dgk
5 严格按照下图在曲面投影精加工对话视窗中输入相关值。
方向 – 向内
行距 - 0.5CopFra bibliotekright © Delcam plc
4-3
4. 曲面投影精加工
PowerMILL 2012
参考线方向 – U
开始角 – 最小 U 最大 V
限界 (距离) – V (勾取):- 开始 0 结束 95
6 在快进高度表格中点击计算，使用缺省设置。
7 按以下参数设置切入切出和连接:
切入\切出
水平圆弧
距离 0 角度 90
连接
短\长\安全 掠过
半径 3
Copyright © Delcam plc
4-7
4. 曲面投影精加工
8 选取 ISO2 查看。 9 选取要加工的叶片曲面（下图的阴影部分。）
PowerMILL 2012
14 右击刀具路径 BN3-AutoRangeON ，从弹出菜单选取设置，重新打开刀具路径对话 视窗。
15 选取复制
。
16 重新命名刀具路径为 BN3-Range_3
17 从主下拉菜单选取: 查看 > 工具栏 > 命令视窗。
18 在屏幕底部的命令视窗中输入以下行:
EDIT SURFPROJ AUTORANGE OFF EDIT SURFPROJ RANGEMIN -3 EDIT SURFPROJ RANGEMAX 3
12曲面编程与铣削
广州白云工商高级技工学校《曲面编程与铣削》课程标准编号QD—0703—06 版本号：C/1 流水号：JW/SBG—2009—12一、课程名称：曲面编程与铣削二、课程性质、学分、课时:本课程是数控编程与现代加工技术专业的一门专业方向课程，是理论联系实践的一门一体化课程，学生能识读并在MasterCAM,UG软件中绘制曲面零件；能根据曲面类零件特点选择加工方式；能使用UG软件进行复杂曲面编程；能在数铣和加工中心对曲面进行加工，达到加工中心高级工考证要求。
本课程标准，适用于数控编程与现代加工技术高技层次。
本课程共356学时，计20学分。
三、课程设计思路本课程以就业为导向，在行业专家的指导下，对数控铣削专业方向所涵盖的岗位进工作任务与职业能力分析，以实际任务为引领，以曲面编程与铣削为课程主线，以数控编程与现代加工技术专业方向共同具有的岗位职业能力为依据，根据学生的认知特点，采用行为导向教学法，为学生今后在工作实践中熟练和准确利用Mastercam,UG等软件进行绘图编程加工,提高铣削加工的职业能力提供必要的专业知识。
考核方式为模块考核，笔试、软件和加工操作相结合。
四、课程教学目标1、会职业道德和安全规程理论知识。
2、达到职业资格标准即加工中心操作工高级的相应要求，能胜任中等复杂曲面铣削加工。
3、学会曲面零件铣削的技能和技巧,包括数控铣床和加工中心的操作，掌握其相关的理论知识，能胜任曲面铣削编程及加工工作。
4、使学生能够使用UG软件独立完成较复杂零件的三维建模、模具零件的生成、刀路的编制、数控程序的生成，培养学生三维造型能力及模具的计算机辅助设计加工能力，达到企业要求。
五、课程内容与项目学习目标：第一阶段(128课时)六、课程考核办法本课程考核内容与所占比重如下表：七、课程建议1、教学建议：在教学过程中，应立足于加强学生实际操作能力的培养，适用项目教学，以任务引领项目提高学生学习兴趣。
本课程的教学关键是现场教学，“教”与“学”互动，教师示范，学生操作，学生提问，教师解答、指导。
第12章 曲面粗加工
1-2
12.1.1 粗加工平行铣削参数
在进行曲面粗加工平行铣削加工时，首先要进行曲面选择。 当用户启动粗加工平行铣削加工方式时，会弹出“选取 工件的形状”对话框，如图12.1所示。可选取的曲面类 型有凸、凹和未定义3种，其中“未定义”表示用户不指 定或选取的曲面有凸又有凹。用户根据曲面形状选择相 应的曲面类型，系统将自动提前进行优化，减少参数设 置量，提高效率。 1．整体误差 2．切削方式 3．下刀方式 4． 切削间距
第12章 曲面粗加工
Mastercam X2提供了8种曲面粗加工方式进行开粗加工。 这8种粗加工分别为平行粗加工、放射粗加工、投影粗加 工、流线粗加工、等高外形粗加工、挖槽粗加工、残料 粗加工和插削粗加工。每种粗加工都有其专用的加工参 数。粗加工的目的是尽可能快地去除残料，所以粗加工 一般尽可能使用大的刀具，这样刀具钢性好，可以用大 切削量，快速清除残料，提高效率。
NCI：参考某一操作的刀具路径产生钻削路径。钻削的位置会沿 着被参考的路径 ，这样可以产生多样化的钻削顺序。 双向：如选择双向，会提示选择两对角点决定钻削的矩形范围。
最大：设定两钻削路径之间的距离。 螺旋式下刀：以螺旋的方式下刀
1-25
12.6.2 钻削式加工实例
钻削式粗加工适合有很多残料且比较深的工件。采用类似钻 孔的方式去除残料，去残料的速度比较快，效率高。
1-6
12.2 放射状粗加工
放射状粗加工是以某一点为中心向四周发散，或者由四周向 一点集中的一种刀具路径。它适合图形工件加工。在中 心处加工效果比较好，靠近边缘加工效果略差，因而整 体效果不是很均匀。
1-7
12.2.1 放射粗加工参数
在主菜单选择“刀具路径”→“曲面粗加工”→“粗加工放 射状加工”命令，弹出“选取工件的形状”对话框，如 左图1所示，设置曲面的类型。选择相应类型后，弹出“ 曲面粗加工放射状”对话框，单击“放射状粗加工参数 ”标签，打开“放射状粗加工参数”选项卡，如左图2所 示，设置放射加工的专用参数。
2.曲面精加工功能
2.曲面精加工功能2.曲面精加工功能JDPaint5.50的曲面精加工功能增加了3D环绕等距功能，同时还改进了路径的连接等相关内容。
2.1 改进环绕等距精加工功能1)可以用轮廓、保护面、深度范围限定加工区域；如图2-1所示：(a) 轮廓线限定 (b) 保护面限定 (c) 高度限定图2-1 多种方式限定环绕等距加工范围2)新增空间等距功能,避免因为路径间距的变化造成残料宽度和厚度的变化,从而提高加工表面粗糙度的一致性；如图2-2所示：图2-2 空间环绕等距3)新增沿所有边界等距、外轮廓等距、孤岛等距、指定点等距等多种环绕方式（如图2-3所示），其中的“沿导动线等距”需要额外提供导动线才能实现，如果没有导动线，则生成沿外轮廓等距路径；其他等距方式不需要提供额外的曲线。
不同的加工模型通过变换不同的环绕等距方式可以优化走刀次序,改善切削状态；同时也可以通过变换环绕方式将连刀位置转移到模型边缘，减少连刀痕迹。
a) 外轮廓等距(b)所有边界等距 (c)孤岛等距(d)指定点等距 (e) 导动线等距图2-3 环绕等距方式4)新增光滑尖角功能,它能减轻环绕路径在换向过程形成的换向痕迹,也能改善相邻路径之间连接形成的连刀痕迹；如图2-4所示为参数设定和光滑前后的路径对比：(a) 光滑路径参数设定(b) 尖角光滑前的路径（c）尖角光滑后的路径图2-4 环绕等距中的光滑路径尖角2.2 改进等高外形精加工功能1)增加螺旋等高功能：选中【封闭路径沿曲面进刀】选项，在封闭的上下两层等高环之间将直接采用螺旋层降方式（如图2-5所示），提高了机床加工平稳性，还有助于消除层与层之间进退刀路径在加工表面上留下的换向痕迹。
图2-5 螺旋等高加工2)增加开口线单向走刀功能，可以保证开口的等高路径顺逆铣方向一致，有助于提高加工后表面质量的一致性（如图2-6所示）；同时在边界处系统将根据设定的曲面进刀方式自动添加进退刀路径，用户可以设定【直线延伸长度】值，既可以省去延伸侧面曲面的过程，还可以将路径的换向移到模型外部进行，提高边界处的表面加工质量（如图2-7所示）；图2-6 等高开口线单向走刀图2-7 等高开口处的进退刀设置3)优化局部加工，提高计算速度；如图2-8所示生成边界线内的等高路径，JDPaint5.20耗时35s,JDPaint5.50耗时10s；图2-8 局部等高路径加工4)优化路径连接次序，走刀顺序更加合理；分层次序为“区域优先”时，当不同区域上下两层路径间的投影最短距离较小时（小于一个刀具直径），此时将按照高度优先的原则先加工本层路径，这样可以避免在加工模型根部时刀具吃刀量太大而造成的刀具磨损严重和断刀现象。
CNC曲面精加工
曲面精加工JDPaint5.0提供了下列曲面精加工方法：●平行截线精加工●等高外形精加工●径向放射精加工●曲面流线精加工●环绕等距精加工●成组平面精加工平行截线精加工1．使用场合平行截线精加工在曲面精加工中使用最为广泛，特别适用于曲面较复杂但陡峭面不太多的场合。
2．优点加工效率高，吃刀量较均衡。
3．缺点为了减少刀具空跑，时常使用往复走刀，这样会导致刀具在加工过程中时而顺铣，时而逆铣，刀具受力不均，工件侧壁质量较难保证。
4．主要参数路径间距：指相邻两条路径在水平面上投影的距离。
该值的大小会决定残留量的大小、加工效率、加工质量以及刀具的寿命。
路径角度：指走刀方向与X轴正房向的夹角。
往复走刀：选择该复选框，刀具在加工时会往复运动加工。
否则，刀具在往一个方向运动时加工，另一个方向运动时提刀空跑到另一端。
优化走刀方向：选择该选项可以对分块区域的走刀方向进行优化，使得走刀方向在改区域较长边的方向上。
提取曲面边界：选择该选项会由系统自动计算曲面的边界线来限定走刀的范围。
再该选项被选中时，用户选择的其他边界线将无效。
该功能特适用于边界较复杂、边界附近为较陡峭的面构成的情况。
因为在这种情况下由用户构造边界线特别复杂费时，但是若没有边界线，会导致在加工时扎刀。
边界精修一次及精修量：当选择边界精修一次选项时，精修量编辑框会变为有效状态。
此时，会生成沿边界修边的路径。
使用该方法能够方便的保证加工域侧壁的质量。
加工模式：平行截线加工共用三种模式：所有面、平坦面和陡峭面。
缺省情况下为加工所有面。
但根据需要可能需要分别加工平坦面和陡峭面。
例如：在用等高加工加工完侧壁后需要对底部较平坦的部分进行补加工。
此时，应当用加工平坦面的功能。
再如，为避免刀具上下穿动加工，也应当使用平坦面加工功能。
而陡峭面加工功能主要用于侧壁陡峭，而且无法用等高线加工时。
当使用平坦面和陡峭面加工时，会有三个编辑框变为有效状态，即：与水平面夹角、最短路径长度、路径延长长度。
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图12-11 修改加工参数
图12-12 【曲面加工参数】选项卡
(4) 进入【等高外形精加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-13 所示。 (5) 单击如图12-13所示的 按钮，设置切削深度参数，如图1214所示，单击 按钮确定，然后再单击 按钮完成设置。
图12-13 【等高外形精加工参数】选项卡
12.1.2 范例解析──曲面精加工案例1
本节将通过实例介绍曲面精加工等高外形的加工方法，最后 模拟加工的结果如图12-1所示。
1. 打开素材文件“第12讲\素材\曲面 精加工案例1.MCX”。 2. 执行【机床类型】/【铣削系统】 /【默认】命令。 3. 设置毛坯。 (1) 在左侧操作管理器中的【属性】 选项树中选取【材料设置】选项， 系统打开【机器群组属性】对话框。
第十一讲 曲面精加工
本章学习目标
掌握曲面精加工基本设置和应用。 掌握曲面精加工基本设置和应用。 通过综合实例掌握曲面粗加工和精加工的 加工方法和参数设置。 加工方法和参数设置。
12.1
基本加工方法
如果零件的精度要求比较高，在进行粗加工之后一般 需要进行精加工处理，这样才能符合工业生产的要求，下 面来学习Mastercam X2中的曲面精加工部分。
图12-17 【曲面精加工环绕等距】对话框
图12-18 【曲面精加工环绕等距】 对话框
4. (1) (2)
设置加工参数。 进入【曲面加工参数】选项卡，设置相关参数， 如图12-19所 示。 进入【环绕等距精加工参数】选项卡，设置相关参数，如图1220所示。
图12-19 【曲面加工参数】选项卡
图12-20 【环绕等距精加工参数】 选项卡
图12-16 模拟结果
(3) 选取全部曲面，按Enter键确定，系统弹出【刀具路径的曲面选取 】对话框，单击 按钮确定。 (4) 打开【曲面精加工环绕等距】对话框，如图12-17所示。 (5) 单击如图12-17所示的 按钮，选择直径为3mm的球刀。 (6) 单击 按钮确定，回到【曲面精加工环绕等距】对话框，如图 12-18所示。
图12-32 【曲面加工参数】选项卡
图12-33 【放射状精加工参数】选项卡
8. (1) (2) (3) (4) (5) (6)
曲面精加工放射状加工（2）。 执行【刀具路径】/【曲面精加工】/【精加工放射状】命令。 系统提示选择加工曲面，单击 按钮，系统弹出【选取所 有的】对话框，单击 按钮确定，按Enter键确定，系统弹出 【刀具路径的曲面选取】对话框，单击 按钮确定。 使用同样的方法选择放射中心点，最后单击 按钮确定。 在【刀具参数】选项卡中选取4号刀具（直径3mm的球刀）作 为加工刀具。 进入【放射状精加工参数】选项卡，设置相关参数，如图1234所示。 完成参数设置后，单击 按钮确定。
图12-5 【曲面精加工等高外形】对话框
图12-6 【曲面加工参数】选项卡
(8) 进入【等高外形精加工参数】选项卡，设置相关参数，如图127所示。 (9) 单击如图12-7所示的 按钮，设置相关参数，如图12-8所 示，单击 按钮确定。
图12-7 【等高外形精加工参数】选项卡
图12-8 【切削深度的设定】对话框
(10) 单击 按钮完成设置，生成的刀具结果如图12-9所示。 5. 曲面精加工等高外形（2）。 (1) 在如图12-10所示的位置单击鼠标右键，选择【复制】选项，并 在空白位置单击鼠标右键，选择【粘贴】选项，结果如图12-11 所示。
图12-9 加工刀具路径
图12-10 复制刀具路径
(2) 选择如图12-11所示的【参数】选项，系统弹出【曲面精加工等高 外形】对话框，选择直径为8mm的圆鼻刀。 (3) 进入【曲面加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-12所示。
二、三维刀具加工的一般过程 在三维加工中，尽管零件表面形状各异，但是加工步骤具有相似之处 (1) 创建三维曲面或三维实体模型。 (2) 选用适当的方法粗加工表面。 (3) 选用适当的方法精加工表面。 三、三维加工注意事项 对于三维加工来说，虽然三维表面比二维表面复杂，但是使用 Mastercam X2 X2进行三维加工的过程并不比二维加工复杂多少。 只要多学多练，善于分析和总结，并把握加工要领，掌握三维 加工方法并非难事，具体操作时要注意以下几点。 (1) 在粗加工和精加工过程中，要根据零件或表面的特点依次选择 多种加工方法，逐步切除多余的余量。 (2) 加工余量较大时，应该使用分层加工的方法。 (3) 根据加工表面的特点确定加工过程中的主要参数设置。
图12-26 选取放射中心点
图12-27 【曲面加工参数】选项卡
(6) (7) (8)
进入【放射状粗加工参数】选项卡，设置相关参数，如图1228所示。 单击如图12-28所示的 按钮，在弹出的对话框中设置 相关参数，如图12-29所示。 完成参数设置后， 单击 按钮确定。
图12-28 【钻削式粗加工参数】选项卡
图12-14 【切削深度的设定】对话框
(6) 单击 按钮，系统将计算刚才修改了参数的刀具路径，结果如 图12-15所示。
对比图12-9和图12-15可知， 可以发现前者的加工模拟刀具 路线比后者的疏散。这是因为 后者的z轴最大进给量较小， 加工路径较密。
6. 加工模拟。 (1) 单击 按钮，选取所有的加工 路径操作。 (2) 在左侧操作管理器中单击 按钮，打开【实体切削验证】 对话框。 (3) 单击 按钮系统开始模拟加工 过程，结果如图12-1所示。 7. 保存文件。
12.2
综合训练
通过前面学习，相信同学们对曲面加工的知识已经初步的 了解，下面通过两个综合实例综合学习曲面粗加工和精加工的 方法。
12.2.1
范例解析──曲面精加工综合案例1
本节将通过加工旋钮的实例来介 绍曲面粗加工和曲面精加工的综合加 工方法，最后模拟加工的结果如图 12-22所示。
图12-22 模拟结果
图12-30 【曲面加工参数】选项卡
图12-31 【放射状粗加工参数】选项卡
7. (1) (2)
(3) (4) (5) (6) (7)
曲面精加工放射状加工（1）。 执行【刀具路径】/【曲面精加工】/【精加工放射状】命令。 系统提示选择加工曲面，单击 按钮，系统弹出【选取所有的】对 话框，单击 按钮确定，按Enter键确定，系统弹出【刀具路径的曲面选 取】对话框，单击 按钮确定。 使用同样的方法选择放射中心点，最后单击 按钮确定。 在【刀具参数】选项卡中选取3号刀具（直径10mm的球刀）作为加工 刀具。 选择【曲面加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-32所示。 选择【放射状精加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-33所示。 完成参数设置后，单击 按钮确定。
图12-29 【刀具路径的间隙设置】对话框
6. 曲面粗加工放射状加工（2）。 (1) 执行【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗加工放射状加工】命令，系统 弹出【选取工件的形状】对话框，按Enter键确定。 (2) 系统提示选择加工曲面，单击 按钮，系统弹出【选取所有的】对话 框，单击 按钮确定，按Enter键确定，系统弹出【刀具路径的曲面 选取】对话框。 (3) 使用同样的方法选取放射中心点，最后单击 按钮确定。 (4) 在【刀具参数】选项卡中选取2号刀具(直径6mm的圆鼻刀)作为加工刀具。 (5) 进入【曲面加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-30所示。 (6) 进入【放射状粗加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-31所示。 (7) 完成参数设置后，单击 按钮确定。
5. 曲面粗加工放射状加工（1）。
(1) 执行【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗加工放射状加工】命 令，系统弹出【选取工件的形状】对话框，按Enter键确定。 (2) 系统提示选择加工曲面， 单击 按钮，弹出【选取所有的】 对话框，单击 按钮确定，按Enter键确定，系统弹出【刀具路 径的曲面选取】对话框。 因为这里要加工的曲面为所有的曲面，所以在选择加 工曲面时，选择所有的曲面，选择的方法见文中所述。
图12-25 【刀具管理】对话框
• • • • •
1号圆鼻刀（12mm）：用于曲面粗加工放射状加工。 2号圆鼻刀（6mm）：用于曲面粗加工放射状加工。 3号球刀（10mm）：用于曲面精加工放射状加工。 4号球刀（3mm）：用于曲面精加工放射状加工。 5号平底刀（20mm）：用于外形铣削。 以上所有的刀具从下方的刀具库中进行选择，然后 对刀具进行编号和设置刀具参数即可。
图12-15 生成的刀具路径
12.1.3 课堂练习──曲面精加工案例2
本节将通过实例介绍曲面精加工放射状的加工方法，最后 模拟加工的结果如图12-16所示。
1. 打开素材文件“第12讲\素材\曲面 精加工案例2.MCX”。 2. 执行【机床类型】/【铣削系统】/ 【默认】命令。 3. 设置刀具参数。 (1) 执行【刀具路径】/【曲面精加工】 /【精加工环绕等距加工】命令。 (2) 系统弹出【输入新NC名称】对话 框，单击 按钮确定。
(3) (4) (5)
单击【选取放射中心点】分组框中的 按钮，选择如图1226所示的点作为放射中心点， 然后单击 按钮确定。 系统弹出【曲面粗加工放射状】对话框，在【刀具参数】选项 卡中选取1号刀具（直径12mm的圆鼻刀）作为加工刀具。 进入【曲面加工参数】选项卡，设置相关参数，如图12-27所 示。
12.1.1 知识点讲解
下面主要为同学们介绍精加工的主要类型以及三维刀具加工的一般过程。 一、精加工主要类型 在三维刀具路径中，主要有10种精加工方法，其中有些方法名称和粗加工方 法相同，只是在加工时设定的参数项目和参数值不同。 • 平行铣削加工：刀具路径与平行铣削粗加工刀具路径类似。与粗加工不 同的是由于精加工余量小，不存在分层切削问题。 • 陡斜面加工：用于清除粗加工时残留在较陡斜坡上的余量。 • 放射状加工：刀具路径围绕一个旋转中心向外成放射状发散。 • 投影加工：将刀具路径或几何图形投影到指定表面上生成刀具路径。 • 流线加工：一种沿着曲面的流线方向生成刀具路径的精加工方法。与平 行铣削加工相似，但是加工质量更高。 • 等高外形加工：刀具逐层去除材料，与粗加工中的等高外形加工内容基 本一致。 • 浅平面加工：一种加工平坦平面的方法，与陡斜面相对应。 • 交线清角加工：用于清除曲面各交线交角部分的加工余量的加工方法。 • 清除残料精加工：清除加工表面因为刀具或加工方法的原因而残留的余 量的加工方法。 • 环绕等距加工：用于生成环绕曲面且等距的刀具路径。