第5章 外形铣削加工
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第5章 外形铣削加工
外形铣削加工是指对外形轮廓进行加工，通常是用于二维工 件或三维工件的外形轮廓加工。二维外形铣削加工刀具 路径是用户设的深度值，切削深度不变，三维外形铣削 加工刀具路径的切削深度是随外形的位置变化而变化的 。外形铣削加工是二维加工还是三维加工，取决于用户 所选的外形轮廓线是二维线架还是三维线架。如果用户 选取的线架是二维的，外形铣削加工刀具路径就是二维 的；如果用户选取的线架是三维的，外形铣削加工刀具 路径就是三维的。
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5.3.4 二维绘图
（1）绘制矩形。单击工具栏“绘制矩形”命令 ，单击“设置基 准点为中心点”按钮 ，选取原点作为矩形中心定位点，在“宽 度”按钮 后的文本框输入宽度12，在“长度”按钮 后的文本 框输入8，单击“确定”按钮 完成矩形绘制。 （2）绘制切弧。单击工具栏“绘制切弧”命令 ，单击“相切于 一个图素”按钮 ，选取矩形的上边界，再选取矩形的中点，此 时会出现四段圆弧供选择，如图5.68所示。选择满足要求的一 段圆弧后，在半径文本框输入半径R=70，按回车键完成切弧 绘制，如图5.69所示。采用同样的步骤绘制R=18的切弧。 （3）倒圆角并修整。单击“倒圆角”命令，将半径70和半径18 的圆弧倒圆角为R2，并将画矩形时的辅助线删除。 （4）镜像图素。在工具栏单击“镜像”按钮 ，选取上一步的结 果，选取X轴作为镜像轴进行镜像，再将所有图素依同样的步 骤以Y轴镜像。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1-9
5.2.2 刀具路径的编制
下图二维图形要铣外形轮廓，需采用外形铣削刀具路径进行 加工。另外圆弧最小为R=15，所以刀具可以完全铣到位 。这里设置D=20的平底刀。
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5.2.3 材料设置
“刀具路径参数”设置完毕后，要进行材料的设置，才能进 行实体模拟。其设置步骤如下。 （1）在“刀具路径”管理器中单击“材料设置”选项，弹 出“机器群组属性”设置对话框，在“素材设置”选项 卡中单击“边界盒”按钮，单击“确定”按钮 ，完成边 界盒的创建。再将对话框中边界盒尺寸X、Y、Z参数修 正为（130，130，20），素材原点视角坐标修正为（0 ，0，0），单击“确定”按钮 ，完成材料设置。 （2）最后刀路和材料显示的结果。 （3）在“刀具路径”管理器中单击“实体仿真模拟”按钮 ，弹出“实体切削验证”对话框。单击“播放”按钮 ， 开始进行仿真模拟。单击“确定”按钮 ，完成实体仿真 模拟。
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5.3.5 刀具路径的编制
此题的刀具路径编制与“实例二”类似，分为5步，除第4步 以外，其他几步大体相同，下面简单讲解一下。 （1）在主菜单中依次选择“刀具路径”→“外形铣削”选 项。 （2）采用串联选取方式选取串联外形，单击“确定”按钮 。 （3）弹出“外形”对话框，在“刀具路径参数”中设置一 个D=2的平底刀具。 （4）选择“外形加工参数”标签，设置的“外形加工参数 ”选项卡中的有关参数。 （5）单击“确定”按钮 ，系统即可按选择的外形、刀具和 设置的参数生成外形铣削刀具路径。
下面以50×50的二维矩形为例来说明外形参数的设置。
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5.1.2 2D外形倒角铣削加工
2D外形倒角铣削加工是利用2D外形产生倒角特征的加工刀具 路径。生成2D外形倒角铣削加工路径的操作步骤如下。 （1）在主菜单中选择“刀具路径”→“外形铣削”选项。 （2）采用串联选取方式选取串联外形后，单击“确定”按钮 。 （3）弹出“外形”对话框，在“刀具路径参数”中设置所需 要的倒角刀具。 （4）选择“外形加工参数”标签，在“外形加工参数”选项 卡中设置有关参数。 （5）选择“确定”按钮，即可按选择的外形、刀具和设置的 参数生成2D外形倒角铣削加工路径。
（1）绘制圆形。单击“俯视”按钮 ，工作区呈现俯视构图 面，单击“绘圆”命令，在参数文本框输入圆心坐标值 （50，50），在半径文本框输入半径R=20mm。单击“ 确定”按钮 完成圆的绘制。 （2）旋转图素。单击“旋转”按钮 ，选取旋转的图素，选 取刚才绘制的R=20mm圆，按回车键，弹出“旋转”对 话框。选中“复制”单选按钮，设置旋转次数为3，旋转 角度为90°，单击“确定”按钮 完成旋转命令。 （3）倒圆角。单击“倒圆”按钮 ，单击“不修剪”按钮 ， 设置倒圆角半径为80，选取要倒圆的图素。 （4）修剪图素。单击“修剪”按钮 ，再单击“打断”按钮 ，选取要打断的线段，则所选线段的选取端被修剪掉。
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5.1 外形铣削
外形铣削加工刀具路径按形式分有2D外形铣削加工、2D外 形倒角铣削加工、斜插外形铣削加工、外形残料加工及 3D外形铣削加工等。2D外形铣削加工刀具路径可以铣削 凹槽形工件，也可以铣削凸缘形工件。通过控制补偿方 向控制刀具是铣削凹槽形，还是铣削凸缘形。
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5.1.1 外形参数设置步骤
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5.1.5 3D加工
当选取的外形线是三维串联时，既可以进行三维外形铣削加 工，也可以进行二维外形铣削加工。在选取了三维曲线 串联后，铣削深度仅能采用相对坐标定义。在进行三维 外形铣削加工时，其铣削深度随外形Z坐标值变化而变化 ，即刀具路径中各点铣削深度的Z坐标值等于外形点Z坐 标加上设置的相对铣削深度值。
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5.1.3 斜插加工
斜插加工一般用来加工铣削深度较大的二维外形。在图5.8 的“外形加工参数”选项卡中设置“外形铣削类型”为 斜插，单击“渐降斜插”按钮，弹出“外形铣削的渐降 斜插”对话框，如图所示。
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5.1.4 残料加工
残料加工一般用在铣削外形铣削加工后留下的残余材料。为 了提高加工速度，当铣削加工的铣削量较大时，首先采用 大直径刀具和大的进给量，再采用残料外形加工得到最后 的效果。 残料加工可以用在加工之前加工预留的部分，也可以用在加 工以前由于采用大直径刀具在转角处不能被铣削的部分。
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5.3 外形铣削加工实例
外形铣削加工可以加工凸形工件，也可以加工凹形工件，下 面通过两个实例说明外形铣削加工编程步骤。 实例二：利用外形铣削加工将如左图所示的二维图形铣削成 如右图所示的三维。铣削深度5 mm。 此实例是凸形工件，首先要绘制二维图形，再进行程序的编 制。
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5.3.1 绘制二维图形
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5.2 2D外形铣削加工综合应用
主要讲解2D外形铣削加工综合实例应用。2D外形铣削加工 在加工二维轮廓的工件时特别方便。通过前面的讲解， 可以对2D外形铣削加工的每一种类型有所了解，下面通 过实例讲解2D外形铣削加工的应用。
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5.2.1 二维图形绘制
此心形二维图形全部由圆弧组成，因而可以用圆弧绘制。图 形整体呈中心对称结构，可以用转换命令，再利用编辑 修剪。二维图形绘制步骤如下。
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5.3.2 刀具路径编制
采用外形铣削刀具路径将下图的二维图形进行加工，并设置 刀具直径为D=20的平底刀。
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5.3.3 材料设置
（1）在“刀具路径”管理器中单击“材料设置”，弹出“机器群 组属性”对话框。在“素材设置”选项卡中单击“边界盒”按 钮，单击“确定”按钮 ，完成边界盒的创建。并在对话框中边 界盒X、Y、Z参数进行修正为（150，150，10），原点坐标修 正为（0，0，0），单击“确定”按钮 完成材料设置。 （2）最后刀路和材料显示的结果。 （3）在“刀具路径”管理器中单击“实体仿真模拟”按钮 ，弹 出“实体切削验证”对话框。单击“播放”按钮 ，开始进行仿 真模拟。 实例三：利用外形铣削加工刀具路径铣削的二维图形，铣削成槽 形。铣削凹槽深度-3mm。 此题与上题的区别是上题利用外形铣削加工外形轮廓，而此题采 用外形铣削加工凹槽。所以此题在编制刀具路径时需要刀具往 内补偿。大概步骤于上题类似，在此简单讲解。
外形铣削加工是指对外形轮廓进行加工，通常是用于二维工 件或三维工件的外形轮廓加工。二维外形铣削加工刀具 路径是用户设的深度值，切削深度不变，三维外形铣削 加工刀具路径的切削深度是随外形的位置变化而变化的 。外形铣削加工是二维加工还是三维加工，取决于用户 所选的外形轮廓线是二维线架还是三维线架。如果用户 选取的线架是二维的，外形铣削加工刀具路径就是二维 的；如果用户选取的线架是三维的，外形铣削加工刀具 路径就是三维的。
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5.3.4 二维绘图
（1）绘制矩形。单击工具栏“绘制矩形”命令 ，单击“设置基 准点为中心点”按钮 ，选取原点作为矩形中心定位点，在“宽 度”按钮 后的文本框输入宽度12，在“长度”按钮 后的文本 框输入8，单击“确定”按钮 完成矩形绘制。 （2）绘制切弧。单击工具栏“绘制切弧”命令 ，单击“相切于 一个图素”按钮 ，选取矩形的上边界，再选取矩形的中点，此 时会出现四段圆弧供选择，如图5.68所示。选择满足要求的一 段圆弧后，在半径文本框输入半径R=70，按回车键完成切弧 绘制，如图5.69所示。采用同样的步骤绘制R=18的切弧。 （3）倒圆角并修整。单击“倒圆角”命令，将半径70和半径18 的圆弧倒圆角为R2，并将画矩形时的辅助线删除。 （4）镜像图素。在工具栏单击“镜像”按钮 ，选取上一步的结 果，选取X轴作为镜像轴进行镜像，再将所有图素依同样的步 骤以Y轴镜像。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1-9
5.2.2 刀具路径的编制
下图二维图形要铣外形轮廓，需采用外形铣削刀具路径进行 加工。另外圆弧最小为R=15，所以刀具可以完全铣到位 。这里设置D=20的平底刀。
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5.2.3 材料设置
“刀具路径参数”设置完毕后，要进行材料的设置，才能进 行实体模拟。其设置步骤如下。 （1）在“刀具路径”管理器中单击“材料设置”选项，弹 出“机器群组属性”设置对话框，在“素材设置”选项 卡中单击“边界盒”按钮，单击“确定”按钮 ，完成边 界盒的创建。再将对话框中边界盒尺寸X、Y、Z参数修 正为（130，130，20），素材原点视角坐标修正为（0 ，0，0），单击“确定”按钮 ，完成材料设置。 （2）最后刀路和材料显示的结果。 （3）在“刀具路径”管理器中单击“实体仿真模拟”按钮 ，弹出“实体切削验证”对话框。单击“播放”按钮 ， 开始进行仿真模拟。单击“确定”按钮 ，完成实体仿真 模拟。
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5.3.5 刀具路径的编制
此题的刀具路径编制与“实例二”类似，分为5步，除第4步 以外，其他几步大体相同，下面简单讲解一下。 （1）在主菜单中依次选择“刀具路径”→“外形铣削”选 项。 （2）采用串联选取方式选取串联外形，单击“确定”按钮 。 （3）弹出“外形”对话框，在“刀具路径参数”中设置一 个D=2的平底刀具。 （4）选择“外形加工参数”标签，设置的“外形加工参数 ”选项卡中的有关参数。 （5）单击“确定”按钮 ，系统即可按选择的外形、刀具和 设置的参数生成外形铣削刀具路径。
下面以50×50的二维矩形为例来说明外形参数的设置。
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5.1.2 2D外形倒角铣削加工
2D外形倒角铣削加工是利用2D外形产生倒角特征的加工刀具 路径。生成2D外形倒角铣削加工路径的操作步骤如下。 （1）在主菜单中选择“刀具路径”→“外形铣削”选项。 （2）采用串联选取方式选取串联外形后，单击“确定”按钮 。 （3）弹出“外形”对话框，在“刀具路径参数”中设置所需 要的倒角刀具。 （4）选择“外形加工参数”标签，在“外形加工参数”选项 卡中设置有关参数。 （5）选择“确定”按钮，即可按选择的外形、刀具和设置的 参数生成2D外形倒角铣削加工路径。
（1）绘制圆形。单击“俯视”按钮 ，工作区呈现俯视构图 面，单击“绘圆”命令，在参数文本框输入圆心坐标值 （50，50），在半径文本框输入半径R=20mm。单击“ 确定”按钮 完成圆的绘制。 （2）旋转图素。单击“旋转”按钮 ，选取旋转的图素，选 取刚才绘制的R=20mm圆，按回车键，弹出“旋转”对 话框。选中“复制”单选按钮，设置旋转次数为3，旋转 角度为90°，单击“确定”按钮 完成旋转命令。 （3）倒圆角。单击“倒圆”按钮 ，单击“不修剪”按钮 ， 设置倒圆角半径为80，选取要倒圆的图素。 （4）修剪图素。单击“修剪”按钮 ，再单击“打断”按钮 ，选取要打断的线段，则所选线段的选取端被修剪掉。
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5.1 外形铣削
外形铣削加工刀具路径按形式分有2D外形铣削加工、2D外 形倒角铣削加工、斜插外形铣削加工、外形残料加工及 3D外形铣削加工等。2D外形铣削加工刀具路径可以铣削 凹槽形工件，也可以铣削凸缘形工件。通过控制补偿方 向控制刀具是铣削凹槽形，还是铣削凸缘形。
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5.1.1 外形参数设置步骤
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5.1.5 3D加工
当选取的外形线是三维串联时，既可以进行三维外形铣削加 工，也可以进行二维外形铣削加工。在选取了三维曲线 串联后，铣削深度仅能采用相对坐标定义。在进行三维 外形铣削加工时，其铣削深度随外形Z坐标值变化而变化 ，即刀具路径中各点铣削深度的Z坐标值等于外形点Z坐 标加上设置的相对铣削深度值。
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5.1.3 斜插加工
斜插加工一般用来加工铣削深度较大的二维外形。在图5.8 的“外形加工参数”选项卡中设置“外形铣削类型”为 斜插，单击“渐降斜插”按钮，弹出“外形铣削的渐降 斜插”对话框，如图所示。
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5.1.4 残料加工
残料加工一般用在铣削外形铣削加工后留下的残余材料。为 了提高加工速度，当铣削加工的铣削量较大时，首先采用 大直径刀具和大的进给量，再采用残料外形加工得到最后 的效果。 残料加工可以用在加工之前加工预留的部分，也可以用在加 工以前由于采用大直径刀具在转角处不能被铣削的部分。
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5.3 外形铣削加工实例
外形铣削加工可以加工凸形工件，也可以加工凹形工件，下 面通过两个实例说明外形铣削加工编程步骤。 实例二：利用外形铣削加工将如左图所示的二维图形铣削成 如右图所示的三维。铣削深度5 mm。 此实例是凸形工件，首先要绘制二维图形，再进行程序的编 制。
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5.3.1 绘制二维图形
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5.2 2D外形铣削加工综合应用
主要讲解2D外形铣削加工综合实例应用。2D外形铣削加工 在加工二维轮廓的工件时特别方便。通过前面的讲解， 可以对2D外形铣削加工的每一种类型有所了解，下面通 过实例讲解2D外形铣削加工的应用。
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5.2.1 二维图形绘制
此心形二维图形全部由圆弧组成，因而可以用圆弧绘制。图 形整体呈中心对称结构，可以用转换命令，再利用编辑 修剪。二维图形绘制步骤如下。
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5.3.2 刀具路径编制
采用外形铣削刀具路径将下图的二维图形进行加工，并设置 刀具直径为D=20的平底刀。
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5.3.3 材料设置
（1）在“刀具路径”管理器中单击“材料设置”，弹出“机器群 组属性”对话框。在“素材设置”选项卡中单击“边界盒”按 钮，单击“确定”按钮 ，完成边界盒的创建。并在对话框中边 界盒X、Y、Z参数进行修正为（150，150，10），原点坐标修 正为（0，0，0），单击“确定”按钮 完成材料设置。 （2）最后刀路和材料显示的结果。 （3）在“刀具路径”管理器中单击“实体仿真模拟”按钮 ，弹 出“实体切削验证”对话框。单击“播放”按钮 ，开始进行仿 真模拟。 实例三：利用外形铣削加工刀具路径铣削的二维图形，铣削成槽 形。铣削凹槽深度-3mm。 此题与上题的区别是上题利用外形铣削加工外形轮廓，而此题采 用外形铣削加工凹槽。所以此题在编制刀具路径时需要刀具往 内补偿。大概步骤于上题类似，在此简单讲解。