CNC数控编程技术在雕刻加工中的巧妙应用

钱春华，钱杨林

（湖南科技经贸职业学院，衡阳 421009）

CNC数控编程技术在雕刻加工中的巧妙应用

钱春华，钱杨林

（湖南科技经贸职业学院，衡阳 421009）

0 引言

在现代加工行业中，雕花、刻字等经常出现。而以前的手工雕刻方式已慢慢退出舞台，取而代之是各种各样软件的C N C数控编程进行雕刻，MasterCAM就是广泛使用的一种数控编程软件，下面以MasterCAM为例，谈谈其在雕刻方面与数控机床的巧妙结合运用。

1 构建CAD模型

在MasterCAM软件中构建CAD模型，或通过其他方式构建CAD模型，再转到MasterCAM软件中来也行。CAD模型图如图1所示。

图1 CAD模型图

2 进行CAM数控编程

加工工艺安排如下，在MasterCAM中先把零件表面通过平刀或圆鼻刀（刀具材料最好是合金刀）挖槽粗加工，留余量0.5左右，然后半精留余量0.15左右，再精加工到位（即余量为0）。注精加工平面或竖直面用合金刀平刀，而曲面用合金刀球刀。最后才进行雕刻工作。下面主要谈谈其雕刻的CAM编程。根据实际情况，结合MasterCAM软件和数控机床特点，可用以下三种方法进行处理。

1）编程用球刀，余量为负值（即切深），机床装刀根据需要装球刀或其他合适刀具，在曲面上数控雕刻狗图形具体操作步骤如下：

第一步Toolpaths-Surface-Finish-Project-All-Surface-Done执行, 弹出曲面投影精加工对话框。第二步 在刀具栏空白区单击鼠标右键，在弹出菜单中选择Create new tool命令，系统弹出定义刀具对话框，创建一把D2R1球刀。第三步选择曲面投影对话框中的Tool parameters选项卡，输入相关参数。第四步 选择曲面投影精加工对话框中的Surface parameters选项卡,输入相关参数，注Stock to leave(余量)为：-0.6。第五步选择曲面投影精加工Finish project parameters选项卡，输入相关参数如图2所示。

图2 Finish project parameters选项卡

鼠标左键单击确定按钮，第六步选择Window用鼠标左键窗选方式选取“狗”图案，并捕捉图案外边缘一点为进刀点。

第七步按Done执行，系统将产生曲面投影刀具路径。第八步 选择BACKUP返回上一层菜单。第九步 单击Operations系统弹出Operations Manager操作管理对话框，在曲面投影刀具路径Surface Finish Project上单击右键选Copy，然后在Surface Finish Project单击右键选Paste, 第十步 重复操作三遍，这样操作管理对话框Operations Manager中便有四个Surface Finish Project曲面投影刀具路径，第十一步鼠标左键点击第一个Surface Finish Project 下的Parameters打开Surface Finish Project对话框，第十二步 选择Surface Parameters选项卡把Stock to leave（余量）设为-0.15, 第十六步 同上操作把后面三个Surface Finish Project (曲面投影精加工)的 Stock to leave（余量）依次改为-0.3，-0.45 ,-0.6， 以实现分层（即每次铣料0.15厚度）解决了在Surface Finish Project中不能依次分层铣削问题。然后在加工操作管理对话框Operations Manager中把四个Surface Finish Project（曲面投影精加工）同时选取，鼠标左键点击Post，四个一起后处理生成NC代码，可把此NC代码送入数控铣床，进行雕刻加工。此NC代码在数控机床中表现是一个整体，中间不会停顿。模拟加工后效果如图3所示。

图3 模拟加工后效果

2）编程用平刀或其他刀具，具体操作同（2），但余量留正值，因MasterCAM软件平刀余量不能为负值，或负余量不能超过其刀具刀角半径，（基本上所有CAM软件都有此特性）。我们可编四个同样雕刻程式，但余量依次为：0.75、0.5、0.25、0，四个一起后处理生成NC代码，可把此NC代码送入数控铣床，进行雕刻加工。此NC代码在数控机床中表现是一个整体，中间不会停顿。但在对好刀后把机床G54的Z值下降-1mm，这样也可产生总雕刻深1 mm，每次切深0.25 mm的效果。

3）以下介绍一种万能“骗刀”法，即在Mastercam软件编程中定义一把直径D0刀具（刀具类型球刀或平刀均可），同上操作编一个Surface Finish Project（曲面投影刀具路径），注意 Stock to leave（即余量）为0，然后运算生成曲面投影精加工刀具路径，再把这一个曲面投影刀具路径后处理出NC程序，在数控铣床上根据需要装上合适刀具，并重复运行此NC程序多次，每次须把机床G54的Z值依次下降一个增量（即每层切深），直到达到所需深度。

3 结论

雕刻在加工行业中较为常见，目前Mastercam等编程软件在加工行业也得以广泛应用，基于Mastercam等编程软件特点，结合CNC数控铣床特点采用以上方式灵活处理，即可保证零件生产质量，又可提高生产效率。

CNC machining nc programming technology in the carving of the ingenious application of

QIAN Chun-hua, QIAN Yang-lin

本文通过对圆弧曲面数控雕刻加工的实例表述，给出了圆弧曲面数控雕刻的编程加工应用步骤，在圆弧曲面数控雕刻加工中，针对于编程软件的特点和数控铣床的特点，采用了灵活实用编程方案和可靠有效的数控加工工艺，从而保证零件加工质量和加工效率，也使企业经济效益和生产水平得以提高。

刀具路径；余量；骗刀

钱春华（1965－），男，讲师，本科，高级数控编程员，具有丰富的数控实践经验。

TH16

B

1009-0134(2010)03-0030-02

2009-10-22