第十一章车削加工 一MastercamLathe的刀具设定 Mastercam.docx
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第十一章车削加工一MastercamLathe的刀具设定Mastercam
第十一章 车削加工
一、Mastercam-Lathe的刀具设定
Mastercam-Lathe的刀具设定也包括刀具类型的设定与车刀参数的设定。
若从软件刀具库中已有的刀具中选择一把车刀,其过程较简单。
若刀具库中没有所需的车刀,则需用户自己定义一把车刀。
Mastercam-Lathe中的车刀通常是指机夹车刀,它由刀片(Insert)和刀柄(Holder)两部分组成。
1.在已有刀库中选择车刀
车刀由刀片(Insert)和刀柄(Holder)两部分组成。
Mastercam-Lathe提供了多种刀片及刀柄供用户进行选择。
本节将介绍如何设置和编辑车床刀具。
Mastercam-Lathe的刀具设置对话框如图11.2所示,它是一个车刀管理功能模块。
有三种途径可以弹出此对话框:
(1)在主菜单中顺序选择NCutils→Def.Tools→Current命令;
(2)在主菜单中顺序选择Toolpaths→Jobsetup,再在弹出的对话框中单击按钮;(3)生成刀位轨迹时,在刀位轨迹对话框的刀具参数列表中右击鼠标,选择Createnewtool或JobSetup。
在该对话框的列表框中列出了当前刀具列表中刀具的简要参数。
包括当前刀具列表中的总的刀具数量及显示的刀具数量、刀具编号、刀具名称、刀具类型、刀片和刀柄信息以及刀具的使用情况等。
图11.2刀具设置(LatheToolManager)对话框
若刀具列表中的刀具很多,也可以单击该对话框中的按钮来选择显示哪一类刀具。
单击按钮后,弹出图11.3所示的LatheToolFilter对话框,可以选择显示的刀具的类型、使用情况、刀片和刀柄、适用的加工类型等。
设置完后单击按钮返回到LatheToolManager对话框.当选中了FilterActive复选框时(图11.2),只列出满足设置条件的刀具。
图11.3车刀过滤(LatheToolFilter)设置对话框
在LatheToolManager对话框中单击鼠标右键,或选中某一刀具后单击按钮,弹出图11.18所示的快捷菜单,从而对刀具列表进行管理。
选择Gettool(s)fromlibrary,即可以直接从刀具库中选择已有的一把车刀。
图11.4刀具设定选项弹出快捷菜单
图11.3所示的快捷菜单各选项的功能如下:
View:
设置车刀的显示方式。
共有三种显示方式:
LargeIcons(大图标)、SmallIcons(小图标)、Details(显示各刀具的简要信息)。
Arrangetools:
设置刀具的排列方式。
PopupTool:
当将鼠标停放在某一刀具上时,系统会弹出该刀具的图标。
当设置为Disable时,不显示刀具图标。
Createnewtool:
创建新刀具。
Gettool(s)fromlibrary:
从刀具库中选择一个刀具直接添加到当前刀具列表中。
选择该选项后,也弹出LatheToolManager对话框,但该对话框中列出的是刀具库中的刀具,在刀具列表中选择一个刀具,即可将该刀具添加到当前刀具列表中。
Drawtool:
查看刀具的外形后将其存储为一个MC8文件。
Edittool:
编辑刀具参数。
选择该选取项后,弹出选取的刀具的Inserts或Tools对话框,用户可以重新设置该刀具的参数。
若选用的刀具与刀具库中的刀具相似,可以先从一个刀具库中选择一把相似的刀具,再用该选项来设置该刀具的参数,这样可以简化刀具参数的设置工作。
Deletetool(s):
在当前刀具列表中删除选取的刀具。
Savetool(s)tolibrary:
将设置好的刀具添加到刀具库中。
Changelibrary:
改变当前使用的刀具库。
2.创建新刀具
如前所述,当选择创建新刀具(Createnewtool)项后,系统弹出图11.4所示的LatheTools对话框。
该对话框有四大部分内容,各个参数的含义如下:
图11.5车刀类型设置对话框
a.选择刀具的类型(Type)
LatheTools对话框的Type选项卡设置刀具的类型。
Mastercam-Lathe系统中,车刀分成6类:
GeneralTurning外圆车刀、Threading螺纹车刀、Grooving/Parting切槽/切断刀、BoringBar内孔车刀、Drill/Tap/Reamer钻孔/攻丝/镗孔刀具、Custom用户自定义刀。
不同的车削方法对应着不同类型的车刀。
b.设置刀片(Insert)
选择了刀具类型后,系统自动选择Inserts选项卡来设置刀片。
对于不同类型的刀具,其可供选择的刀片形状不同。
下面分别介绍各类型刀具的刀片设置。
·GeneralTurning和BoringBar:
外圆车刀和内孔车刀的刀片设置参数相同,其Inserts选项卡如图11.5所示,其中各参数的设置过程如下:
单击按钮,用户可在弹出的对话框中选择刀具目录文件,从中可以选用预先设置好的刀片。
单击按钮,弹出图11.6所示的GeneralTurning/BoringInserts对话框,选择一种刀片后。
单击按钮,系统将设置好的刀片存储到选择刀具目录文件中。
单击按钮,将弹出图11.6所示的GeneralTurning/BoringInserts对话框,选择一种刀片后,系统将该刀片从刀具目录文件中删除。
刀具目录文件中预设置好的刀片都有一个刀具号,在Insert输入框中输入刀具名称或在ToolCode输入框中输入刀具编号后,系统即直接调用该刀具的所有参数。
InsertMaterial下拉列表:
用于选择刀片的材料。
Shape列表:
列出了所有可供选择的刀片形状。
用户可根据需要选择适当的刀片形状。
Reliefangle下拉列表:
设置刀片后隙角。
CrossSection列表:
用户可根据需要选择适当的截面形状。
ICdia./length下拉列表:
设置刀片的内接圆直径/长度。
一般切削最大深度约为刀片内接圆直径的1/10。
InsertWidth下拉列表:
设置刀片的宽度。
Thickness下拉列表:
设置刀片的厚度。
进刀量大时,应选用较厚的刀片。
CornerRadius下拉列表:
设置刀片的圆角半径。
对于粗加工,需用较小圆角半径的刀片以减少刀具与工件间的磨擦,在精加工时则用较大圆角半径的刀片来生成较光滑的曲面。
图11.6外圆车刀刀片设置对话框
图11.7外圆车刀刀片列表框
·Threading:
螺纹车刀的Inserts选项卡如图11.7所示。
Mastercam-Lathe用3项参数来定义螺纹车刀的刀片:
Style列表:
列出所有可供选择的刀片样式。
用户可根据需要从中选择合适的刀片样式。
InsertGeometry栏:
设置刀片的几何形状,用户可根据需要在各输入框中输入相应的数值。
螺纹类型:
Mastercam-Lathe提供了两种可供选择的螺纹类型:
外螺纹OD和内螺纹ID。
图11.8螺纹车刀刀片设置对话框
·Grooving/Parting:
切槽/切断车刀的Inserts选项卡如图11.8所示。
Mastercam-Lathe使用刀片样式和刀片形状来定义切槽/切断车刀的刀片。
其设置与螺纹车刀刀片的设置相同。
·Drill/Tap/Reamer:
钻孔/攻丝/镗孔刀具的Tools选项卡如图11.9所示。
Mastercam-Lathe中提供了ToolType栏中的8种不同钻孔/攻丝/镗孔刀头,它们各有其特定的几何形状定义方式。
图11.9切槽/切断车刀刀片设置对话框
c.设置刀柄(Holder)
设置完刀具的刀片参数后,还需设置刀柄(Holder)。
同样,对于不同类型的车刀,其可供选择的刀柄形状也不同。
下面分别介绍各类型刀柄的设置。
·GeneralTurning:
外圆车刀的Holders选项卡如图11.10所示。
单击GetHolder按钮,系统弹出图11.11所示的GeneralTurningHolders对话框,用户可以直接选用列表中预设置的刀柄。
Mastercam-Lathe通过3类参数来定义外圆车刀的刀柄:
Style(刀柄样式)、HolderGeometry(刀柄几何形状)及ShankCrossSection(截面形状)。
刀柄有左右之分,右手刀柄的刀片指向左方,左手刀柄的刀片指向右方。
图11.10钻孔/攻丝/镗孔刀具刀头设置对话框
图11.11外圆车刀刀柄设置对话框
图11.12外圆车刀刀柄列表框
·BoringBar:
内孔车刀的BoringBar选项卡如图11.12所示。
单击GetBoringBar按钮,系统弹出图11.11相似的内孔车刀刀柄列表框,用户可以直接选用列表中预设置的刀柄。
它有两类参数来定义内孔车刀的刀柄:
Style(刀柄样式)、HolderGeometry(刀柄几何形状)。
内孔车刀同样有左右之分。
图11.13内孔车刀刀柄设置对话框
图11.14螺纹车刀刀柄设置对话框
图11.15钻孔/攻丝/镗孔刀具刀柄设置对话框
·Threading:
螺纹车刀的Holders选项卡如图11.13所示。
它有三类参数来定义螺纹车刀的刀柄:
Style(刀柄样式)、HolderGeometry(刀柄几何形状)、ShankCrossSection(截面形状)。
同样也有有左右之分。
·Dirll/Tap/reamer:
钻孔/攻丝/镗孔刀具的Holders选项卡如图11.14所示。
钻孔/攻丝/镗孔刀具的刀柄只需定义其几何形状。
·Grooving/Parting:
切槽/切断车刀的Holders选项卡如图11.15所示。
参数项与外圆车刀、螺纹车刀的相同。
图11.16切槽/切断车刀刀柄设置对话框
d.刀具加工参数设置
刀具加工参数通过LatheTools对话框的Parameters选项卡来设置,如图11.16所示。
每种刀具的Parameters选项卡都相同,Parameters选项卡中各参数的含义如下:
·ProgramParameters栏有3个参数:
刀具编号Toolnumber、刀具偏移编号Tooloffsetnumber、退刀偏移编号Toolbackoffsetnumber。
·DefaultCuttingParameters栏用于设置刀具的切削速度及进刀量。
·Toolpathparameters栏有下述5种参数:
每一次粗车的切削深度Amountofcut(rough)、每一次精车的切削深度Amountofcut(finish)、每一次粗车之间的重叠量Overlapamount(rough)、端面车削的退刀距离Retractionamount(face)和端面车削的每一次纵向(X向)的切入量Xovercutamount(face)。
·Coolant栏:
选择冷却液的形式。
·Compensation栏:
选择刀具补偿的方式。
图11.17刀具加工参数设置对话框
上面是在刀具管理中车刀的加工参数(parameters),它们实际上是加工工艺参数的一部分,也可以在轨迹生成时设定。
生成刀位轨迹时刀具的加工参数Toolparameters选项卡如图11.17所示,它与前述的参数基本相同,只是增加了Coordinates选项。
单击按钮,弹出图11.18所示的Coordinates对话框。
其中的ToolOrigin栏用来设置刀具的坐标原点,ActiveSpindle栏用来设置刀柄方向。
可以直接在坐标输入栏中输入坐标值来设置刀具的坐标原点,也可以在工件图上用鼠标指定。
图11.18刀具参数设置对话框
图11.19刀具坐标原点设置对话框
二、Mastercam-Lathe生成数控车加工轨迹
Mastercam-Lathe生成刀位轨迹的过程与CAXA-Lathe的相似,但不完全相同。
Mastercam-Lathe生成刀位轨迹之前还必须先设置好工件及其装夹,然后才能够针对工件不同的特征采用不同的加工方式。
Mastercam-Lathe有8种车削加工方式:
粗车Rough、精车Finish、车端面Face、车槽Groove、钻孔Drill、车螺纹Thread、截断Cutoff和快捷模式Quick。
其生成刀位轨迹的过程是:
在计算机上建立好工件图形,设置刀具,设置工件,确定加工工艺,之后,就可以进行生成刀位轨迹了。
1、工件设置
在主菜单中顺序选择Toolpaths→Jobsetup选项后,弹出图11.20所示的LatheJobSetup对话框,进行车床工件的设置。
(1)设置碰撞边界
碰撞边界的设置包括工件外形设置、工件夹头设置、尾座设置和刀具安全距离设置。
工件外形由LatheJobSetup对话框的Stock栏设置,可以设置为右主轴(Rightspindle)或左主轴(Leftspindle),边界可以用链拾取(Chain)或矩形窗来拾取(Rectangle)。
工件夹头在LatheJobSetup对话框图的Chuck栏中设置,也有右主轴或左主轴之分,边界可以用链拾取(Chain)或矩形窗来拾取(Rectangle)或选取(select)已绘制工件夹头外形的MC8文件来定义。
图11.20LatheJobSetup对话框
刀具安全高度在ToolClearance栏中设置。
Mastercam-Lathe用两个参数来定义刀具的安全距离。
·Rapid:
工件在快速旋转时刀具时的安全距离。
·Entry/Exit:
进刀/退刀时刀具的安全距离。
(2)主轴方向和刀塔方位设置
单击按钮,系统弹出图11.21所示的Spindle/TurretDefaults对话框,就可以设置工件的主轴向向和刀塔的方位。
刀塔有Top和Bottom两种设置,前者通常用于斜床形式的车床,后者用于卧式车床。
工件的旋转可设置为右主轴方向(Right)或(Left)左主轴方向(Left)。
下面的两个输入框分别用于输入不同主轴方向的主轴最大转速。
图11.21主轴转向和刀塔设置对话框
2、粗车
在主菜单中顺序选择Toolpaths→Rough命令,在主菜单区选择工件图形的模式(例如链拾取Chain),按所选模式操作拾取工件图形元素,当拾取结束时,单击主菜单中的执行命令(Done),计算机弹出图11.22所示的LatheJobSetup对话框,即可进行粗车加工参数的设置。
这个操作过程见图11.22。
若在拾取工件图形元素过程中只拾取了部分轮廓,则可以点取主菜单区的Endhere命令,结束拾取。
也可以用Options命令来改变拾取过滤设置。
粗车加工参数在图11.22所示的Roughparameters选项卡中进行设置。
其中各参数的含义如下:
Overlapamount是相邻粗车削之间的重叠量。
若为设置进刀重叠,则将在工件外形上留有凹凸不平的扇形。
Mastercam-Lathe通过设置重叠量,使得粗车加工后留下的材料厚度均匀。
当设置了重叠量时,每次车削的退刀量等于设置的切削深度与重叠量之和。
Rough是每次车削加工的切削深度。
当选中Equalsteps复选框时,将最大切削深度设置为刀具允许的最大值。
StocktoleaveinX、Z分别是X轴、Z轴方向上的预留量。
图11.22粗车工艺参数设置对话框
图11.23粗车工艺参数设置操作过程
Entry是刀具开始进刀时距工件表面的距离。
CuttingMethod设置粗切加工的模式:
One-way(单向切削),Zig-zag(双向切削)。
单向切削时,刀具在工件的一个方向切削后立即退刀,并以快速移向进刀点,接着下刀进行下一次切削加工。
而双向切削,刀具在工件的两个方向进行往复切削加工。
注意:
只有刀具设置为双向刀具才能进行双向切削。
RoughDirection/Angle栏设置粗切方向和粗切角度。
Mastercam-Lathe共提供了4种加工方向:
OD(外径)、ID(内径)、Face(前端面)、Back(后端面)
可以直接在输入框中输入粗切角度,也可单击Angle按钮,通过弹出的RoughingAngle对话框来设置粗切角度(图11.24)。
粗切角度可以被设置为介于0至360之间的任意数值,一般情况下,外径或内径车削都是采用0°粗切角,端面车削则采用90°粗切角。
图11.24粗切角度设置对话框
刀具补偿ToolCompensation:
Compensationincomputer(软件编程补偿)和Compensationincontrol(机床补偿)。
LeadIn/Out设置进刀/退刀方式,在车削加工中也可以每条切削刀位轨迹中添加进刀/退刀刀位轨迹。
单击按钮,弹出图11.25所示的LeadIn/Out对话框用来设置进刀/退刀刀位轨迹。
图11.25进刀/退刀方式设置对话框
进刀/退刀方式的设置方法相同,下面以设置进刀方式为例来介绍进安刀/退刀方式的设置方法。
Mastercam-Lathe提供了2种设置进刀方式的方法:
AdjustContour(按轮廓外形进刀)和EntryVector(矢量进刀)。
有3种按轮廓外形进刀的方法:
(1)Extend/shortenstartofcontour是将刀位轨迹的起点延伸Extend或回缩Shorten,Amount框中是输入的延伸或回缩距离。
(2)当选中AddLine复选框时,在刀位轨迹的起点处添加一段直线。
单击按钮,弹出图11.26所示的延长线设置对话框,其中Length输入直线的长度,Angle输入直线与Z轴的夹角。
图11.26进刀/退刀延长线设置对话框
(一)
(3)当选中EntryArc复选框时,在刀位轨迹的起点处添加一段圆弧。
单击按钮,弹出图11.27所示的Entry/ExitArc对话框。
Sweep输入圆弧的包角,Radius输入圆弧的半径。
图11.27进刀/退刀延长线设置对话框
(二)
采用矢量进刀时,即选中Useentryvector复选框,系统直接在各刀位轨迹的起点处添加一段直线。
其中FixedDirection栏用于设置线性刀位轨迹的方向。
当选择None时,根据Angle输入框中输入的角度定义直线的方向;当选择Tangent时,添加的直线与原刀位轨迹相切;当选择Perpendicular时,添加的直线与原刀位轨迹垂直。
Length输入直线性的长度。
底切参数PlungeParameters
单击按钮,系统弹出图11.28所示的对话框。
设置在粗车加工中是否需要底切,若需要底切,则设置底切参数。
当选择Donotallowtooltoplungealongcut时,切削加工跳过所有的底切部分,这时需要生成另外的刀位轨迹进行底切。
当选择Allowtooltoplungealongcut时,进行底切加工,这时系统激活ToolWidthCompensation栏。
当选择Useplungeclearanceangle时,激活Plungeclearance输入框,按Plungeclearance输入框输入的角度在底切部分进刀。
当选择Usetoolwidth单选按钮时,激活StartOfCut栏。
这时系统根据刀具的宽度及StartOfCut栏中的设置进行底切部分的加工。
选中StartCutontoolfrontcorner时,用刀具的前角点开始底切加工。
选中Startcutontoolbackcorner,用刀具的后角点开始底切加工。
通常这时刀具应设置为前后均可加工,否则将会引起工件或刀具的损坏。
图11.28底切参数设置对话框
3、精车
精车是指沿工件的外侧、内侧或端面外形做一次或多次的车削。
一般用于精车加工的工件在进行精车加工前因进行粗车加工。
图11.29所示的Finishparameters选项卡是精车加工参数设置对话框,其中各参数的含义与粗车加工的相同,只增加了精车加工次数Numberoffinish。
精车加工次数应设置为粗车加工的预留量除以精车加工每次进刀量Finishstepover。
图11.29精车加工参数设置对话框
4、车端面
车端面的端面由两点定义的矩形来确定。
图11.30所示的faceparameters选项卡是车端面的参数设置对话框,其中各参数的含义如下:
Entryamount:
刀具开始进刀时距工件表面的距离。
Roughstepover:
粗车端面的进刀量。
Finishstepover:
精车端面的进刀量。
Numberoffinish:
精车端面的次数。
Overcutamount:
X向过切量。
Retractamount:
退刀量。
Stocktoleave:
加工余量。
Cutawayfromcenter:
从中心向外车削。
图11.30车端面参数设置对话框
5、车槽
Mastercam-Lathe可以在垂直方向车槽,也可在端面方向车槽。
Mastercam-Lathe在LatheGroove对话框的Grooveshapeparameters选项卡设置槽的形状,用Grooveroughparameters选项卡设置切槽粗车参数,Groovefinishparameters选项卡设置切槽精车参数。
1.设置槽的形状
切槽的形状通过LatheGroove对话框的Grooveshapeparameters选项卡来设置,见图11.31。
Grooveshapeparameters选项卡的各参数含义如下:
图11.31切槽参数设置对话框
GrooveAngle栏设置槽的方向。
Mastercam-Lathe通过设置槽的角度来定义切槽的方向。
用户可以直接在Angle输入框中输入角度,也可用鼠标拖动圆盘中的槽来设置角度,这时设置的角度以Resolution输入框的输入值为增量。
同时,Mastercam-Lathe还提供了几种特殊的角度设置:
OD:
单击OD按钮,系统将切槽的外径设置-X轴方向,这时角度设置为90°。
ID:
单击ID按钮,系统将切槽的内径设置在+X轴方向,这时角度设置为-90°。
Face:
单击Face按钮,系统将切槽的端面设置在-Z轴方向,这时角度设置为0°。
Back:
单击Back按钮,系统将切槽的端面设置在+Z方向,这时角度设置为180°。
单击按钮在绘图区选取一条直线来定义切槽的进刀方向。
也可单击按钮后在绘图区选取一条直线来定义切槽的端面方向。
Mastercam-Lathe通过设置切槽的底宽(Width)、高度(Height)、侧壁倾角(Taper)和内外圆角半径(radius)等参数来定义槽的形状。
如在内外角位置采用倒角方式,这时需要先选择对应的Chamfer单选按钮,然后单击按钮,系统弹出图11.32所示的GrooveChamfer对话框,用户可以通过该对话框设置倒角参数。
图11.32倒角参数设置对话框
快速设置栏QuickSetCorners用于快速设置槽的形状参数。
单击按钮,系统将切槽右边的参数设置为左边的参数;单击按钮,系统将切槽左边的参数设置为右边的参数;单击按钮,系统将切槽内角的参数设置
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