MASTERCAM四轴加工实例教程

1 4.1 加工任务概述加工任务概述加工任务概述加工任务概述利用图4-1 所示的“福”字图片，通过Mastercam 的四轴加工功能得到笔筒造型。具体步骤如下：1）把图片中的“福”字转化成Mastercam 可读入的Autodesk 格式，或利用Mastercam9.1 自带的功能，直接可以把图片格式转换成线条。2）经过编辑后，得到我们加工笔筒所需要的线条图形，再把图形缠绕在直径为95mm 的圆筒上3）通过Mastercam 的四轴加工功能得到笔筒造型。图图图图4-1 未编辑前的福字为图片格式未编辑前的福字为图片格式未编辑前的福字为图片格式未编辑前的福字为图片格式经过图片转换，再加上修饰花边，加工后即为如图4-

2 效果。多轴数控设备实训丛书多轴数控设备实训丛书多轴数控设备实训丛书多轴数控设备实训丛书————四轴加工四轴加工四轴加工四轴加工 2 图图图图4-2 经过图片转换经过图片转换经过图片转换经过图片转换、、、、修饰后的加工效果修饰后的加工效果修饰后的加工效果修饰后的加工效果 4.2 工艺方案工艺方案工艺方案工艺方案笔筒的加工工艺方案如表4-1 所示。1））））工艺设计工艺设计工艺设计工艺设计表表表表4-1 笔筒的加工工艺方案笔筒的加工工艺方案笔筒的加工工艺方案笔筒的加工工艺方案工序号工序号工序号工序号加工内容加工内容加工内容加工内容加

工方式加工方式加工方式加工方式机床机床机床机床刀具刀具刀具刀具夹具夹具夹具夹具10 下料φ100×120 20 车：车外圆及长度至尺寸车卧式车床30 车：车内孔至尺寸车卧式车床40 铣：铣福字图案铣立式加工中心雕刻刀（或1mm 中心钻）专用心轴笔筒毛坯如图4-3 所示，材质为铝镁合金5050。在实际加工中，毛坯已没有夹持余量，不可能再用三爪夹持笔筒外圆的方法加工，但可设计一阶梯芯轴，用三爪夹持心轴，找正后，把笔筒套入芯轴，并用顶尖顶牢，由于实际加工过程中，切削力很小，笔筒内孔与芯轴之间为精密配合，顶尖顶牢后，预紧力完全满足加工切削力的要求。装夹方案设计如图4-4 所示。北京市北京市北京市北京市工贸技师工贸技师工贸技师工贸技师学院学院学院学院机

电分院机电分院机电分院机电分院 3 图图图图4-3

笔筒毛坯半剖视图笔筒毛坯半剖视图笔筒毛坯半剖视图

笔筒毛坯半剖视图图图图图4-4 笔筒加工示意图笔筒

加工示意图笔筒加工示意图笔筒加工示意图2））））芯轴设计芯轴设计芯轴设计芯轴设计经测量，笔筒的内孔直径为φ80.01mm，故芯轴直径选用φ80h5 （0.015 0 + ），最小间隙为0.01mm，最大间隙为0.025mm，可以满足装配加工要求。芯轴设计方案如图4-5 所示。多轴数控设备实训丛书多轴数控设备实训丛书多轴数控设备实

训丛书多轴数控设备实训丛书————四轴加工四轴加

工四轴加工四轴加工 4 图图图图4-5 芯轴设计图形

芯轴设计图形芯轴设计图形芯轴设计图形 4.3 加工模型准备加工模型准备加工模型准备加工模型准备1））））图片转换图片转换图片转换图片转换Mastercam9.1 版本能针对图片加工，且开发了图片直接转换成线条的程序，具体操作方法如下：步骤步骤步骤步骤 1 选择需要的图片：单击“MAIN MENE” →“File” →“Converters” →“Next menu” →“Rast2vec”，选择要选的图片“福字”，如图4-6 所示。图图图图4-6 利用利用利用利用Mastercam9.1 图片加工功能选择图片图片加工功能选择图片图片加工

功能选择图片图片加工功能选择图片步骤步骤步骤步骤 2 把原图形转换为黑白图形：单击“Linear Black/White 北京市北京市北京市北京市工贸技师工贸技师工贸技师工贸技师学院学院学院学院机电分院机电分院机

电分院机电分院 5 conversion” →拖动调节按钮，改变图形颜色→单击“OK”按钮，如图4-7 所示。（因为原图本身就是黑白颜色，所以左右两图区别并不是十分明显）图图图图4-7 将原图形转换为黑白线条将原图形转换为黑白

线条将原图形转换为黑白线条将原图形转换为黑白线条

步骤步骤步骤步骤3 创建草图轮廓：单击“Create outlints （创建草图轮廓）”按钮，其它参数选择如图4-8 所示→单

击“OK”按钮。图图图图4-8 生成草图图像生成草图图像生成草图图像生成草图图像多轴数控设备实训丛书多轴数控设备实训丛书多轴数控设备实训丛书多轴数控设备实训丛书————四轴加工四轴加工四轴加工四轴加工6 完成上述步骤后，在Mastercam绘图区出现如图4-9 所示图形。图图图图4-9 生成的草图轮廓图像生成的草图轮廓图像生成的草图轮廓图像生成的草图轮廓图像步骤步骤步骤步骤 4 结束图片至线条的转换：单击Mastercam 左侧的主菜单栏“Create geo.” →“Done”完成转换过程。2））））编辑转换后的线条图形编辑转换后的线条图形编辑转换后的线条图形编辑转换后的线条图形编辑图形：利用Mastercam的图像移动、复制、比例缩放等编辑功能，将图4-9 原“福”字转换为如图4-10 所示格式，此时应注意转换后的图形长、宽应等于笔筒毛坯的周长和高度值。北京市北京市北京市北京市工贸技师工贸技师工贸技师工贸技师学院学院学院学院机电分院机电分院机电分院机电分院7 图图图图4-10 编辑后的笔筒福字展开图编辑后的笔筒福字展开图编辑后的笔筒福字展开图编辑后的笔筒福字展开图（（（（一一一一））））为了使加工出来的笔筒增加古典、庄重的效果，给福字增加了上下花边，如图4-11 所示。图图图图4-11 编辑后的笔筒福字展开图编辑后的笔筒福字展开

图编辑后的笔筒福字展开图编辑后的笔筒福字展开图（（（（二二二二）））） 4.4 刀具刀具刀具刀具、、、、材料设计材料设计材料设计材料设计1））））刀具的设定刀具的设定刀具的设定刀具的设定步骤步骤步骤步骤1 进入“Job setup (工件设置) ”对话框：单击“MAIN MENU” →“Toolpaths” →“Job setup”命令，显示“Job setup (工件设置) ” 对话框，如图4-12 所示。步骤步骤步骤步骤2 进入“Tools Manager”(刀具管理器)对话框：单击“Tools…” 按钮，显示“Tools Manager”(刀具管理器)对话框，如图4-13 所示。步骤步骤步骤步骤 3 设定新刀具：在空白处单击鼠标右键→单击“Create new tool…”按钮→创建一把新刀具，显示“Define Tool（定义刀具）”对多轴数控设备实训丛书多轴数控设备实训丛书多轴数控设备实训丛

书多轴数控设备实训丛书————四轴加工四轴加工四轴加工四轴加工8 话框，按工艺方案设置刀具→单击“OK”按钮关闭对话框。图图图图4-12 工作设置对话框工作设置对话框工作设置对话框工作设置对话框图图图图4-13 刀具管理刀具管理刀具管理刀具管理对话框对话框对话框对话框2））））工件材料的设定工件材料的设定工件材料的设定工件材料的设定步骤步骤步骤步骤1 进入“Job setup (工件设置) ”对话框：单击“MAIN MENU” →“Toolpaths” →“Job setup”命令，显示“Job setup