第2章二维零件设计及轮廓加工刀具路径

第2章二维零件设计及轮廓加工刀具路径二维零件设计是MasterCAM造型设计的基础，应用非常广泛。本章通过一个典型零件说明MasterCAM的零件造型、设计方法、编辑技巧及二维轮廓刀具路径的生成方法。2.1零件设计过程及典型编辑方法的应用图2-1图2-2图2-1a为零件的立体图，图2-1b为此零件的标注尺寸，图2-2为加工过程仿真后的效果图。以下操作步骤为图2-1a中零件的设计、编辑过程。步骤一基本设置层(Level)：1颜色(Color)：绿色(10)Z向深度控制：0线型(Style)：实线(Solid)线宽(Witdth)：2绘图面(Cplane)：俯视图（T）视图面(Gview)：俯视图（T）步骤二建立工件设计坐标系，绘制一矩形按功能键F9，在屏幕中间出现一个十字线，即为工件设计坐标系。绘制矩形方法如下：选择主菜单(MainMenu)-绘图(Create)-矩形(Rectangle)-两点(2points)输入左上方端点：-40，50回车右下方端点：0，-50回车结果如图2-3所示。图2-3图2-4步骤三绘制圆选择主菜单(MainMenu)-绘图(Create)-圆弧(Arc)-圆心、半径(Circpt+rad)输入半径：50回车圆心：-80，0回车按Esc键结束绘制圆。结果如图2-4所示。步骤四打断圆与直线选择主菜单(MainMenu)-修整(Modify)-打断(Break)-两段(2pieces)用鼠标拾取图2-4中的圆C1，并拾取断点位置于圆上P1位置，则圆被打断为两段，断点分别为P1和P2，如图2-4所示；拾取图2-4中的直线L1，并拾取断点位置于直线中点P3位置；打断后的图素与原图素只有拾取图素时才能分辨出，拾取选中的部分，颜色会发生变化。步骤五修剪选择主菜单(MainMenu)-修整(Modify)-修剪(Trim)-两图素(2entities)用鼠标分别拾取图2-4所示的直线L1上位置P4和圆C1上位置P5，得到图2-5；用鼠标分别拾取图2-5所示的直线上位置P1和圆上位置P2，得到图2-6。步骤六绘制左上方斜线选择主菜单(MainMenu)-绘图(Create)-直线(Line)-端点(Endpoints)用鼠标拾取图2-6所示的直线端点P1，输入另一端点坐标：-30，50回车得到图2-7。图2-5图2-6图2-7步骤七修剪选择主菜单(MainMenu)-修整(Modify)-修剪(Trim)-一图素(1entity)用鼠标分别拾取图2-7所示的直线上位置P1和另一直线上位置P2，得到图2-8。图2-8图2-9图2-10图2-11步骤八删除选择主菜单(MainMenu)-删除(Delete)用鼠标拾取图2-8所示的直线L1，则该直线被删除，如图2-9所示。步骤九绘制折线选择主菜单(MainMenu)-绘图(Create)-直线(Line)-折线(Multi)用鼠标拾取图2-9所示的直线端点P1，依次输入另外两端点坐标：-20，-30回车-10，50回车按下键盘上Esc键，结束折线绘制，并得到图2-10。步骤十绘制1/4圆弧按下键盘上的F9键，关闭坐标显示。选择主菜单(MainMenu)-绘图(Create)-圆弧(Arc)-极坐标(Polar)-圆心(Centerpt)用鼠标拾取图2-10所示的圆心位置P1，通过键盘输入圆弧半径：20回车起始角度：180回车终止角度：270回车得到图2-11。步骤十一修剪选择主菜单(MainMenu)-修整(Modify)-修剪(Trim)-一图素(1entity)用鼠标分别拾取图2-11所示的直线上位置P1和另一直线L1，得到图2-12。图2-12图2-13图2-14用鼠标分别拾取图2-12所示的直线上位置P1和圆弧C1，得到图2-13。步聚十二镜像选择主菜单(MainMenu)-转换(Xform)-镜像(Mirror)-串接(Chain)-部分(partial)用鼠标拾取起始图素，即图2-13中直线上的位置P1，则在该直线上出现起始串接方向箭头，如图2-14所示。用鼠标拾取终止图素，即图2-13中的圆弧C1，则在该圆弧上出现终止串接方向箭头，如图2-14所示。用鼠标单击菜单区中的“Done”，结束串接选择。再用鼠标单击菜单区中的“Done”，结束图素选择。用鼠标拾取图2-14中的直线L1作为镜像对称线，进入图2-15所示的“镜像”对话框，按图2-15的内容设置后，单击图2-15中的“OK”按钮，得到镜像后的图形，如图2-16所示。步骤十三倒圆角选择主菜单(MainMenu)-绘图(Create)-倒圆角(Fillet)-半径(Radius)通过键盘输入半径：5回车用鼠标分别拾取图2-16中的直线L1与直线L7和直线L10与直线L2，则分别得到倒圆角圆弧C1和C2，如图2-17所示。图2-15图2-16用鼠标单击菜单区中的“半径(Radius)”，再通过键盘输入半径：6回车用鼠标分别拾取图2-16中的直线L5与圆弧C2和直线L4与圆弧C1，则分别得到倒圆角圆弧C3和C4，如图2-17所示。按照上述方法，改变倒圆角半径为8，用鼠标分别拾取图2-16中的直线L6与直线L5和直线L4与直线L3，则分别得到倒圆角圆弧C5和C6，如图2-17所示。改变倒圆角半径为10，用鼠标分别拾取图2-16中的直线L7与直线L8、直线L8与直线L9和直线L9与直线L10，则分别得到倒圆角圆弧C7、C8和C9，如图2-17所示。图2-17图2-18步骤十四删除选择主菜单(MainMenu)-删除(Delete)用鼠标拾取图2-17所示的直线L1，则该直线被删除，如图2-18所示。步骤十五存储文件选择主菜单(MainMenu)-文件(File)-存储(Save)在绘图区出现如图2-19所示的“选择存储文件名（SpecifyFileNametoWrite）”对话框，输入文件名CH2_1_15后，用鼠标单击图2-19右下部的“Save”按钮。图2-192.2轮廓加工刀具路径生成加工刀具路径的生成是在造型设计的基础上产生的，即根据需要，要加工造型的那部分，就产生这部分的加工刀具路径。产生刀具路径时，造型的图形一定是在绘图区中。当图2-18所示的图形在绘图区中，产生此图形外形轮廓的加工刀具路径方法如下：步骤一串接被加工轮廓选择主菜单(MainMenu)-刀具路径(Toolpaths)-轮廓加工(Contour)用鼠标拾取图2-20中被加工的轮廓，整个轮廓被串接，串接的起始点为图2-20中的P1点，箭头方向为刀具移动方向。用鼠标单击主菜单区图2-20中的“Done”，出现“刀具参数选择（Toolparameters）”对话框，如图2-21所示。步骤二选择刀具1．将鼠标移至图2-21上部空白部分，单击鼠标右键，出现图2-22所示的弹出式菜单；2．用鼠标单击图2-22中的“从刀具库选择刀具(Gettoolfromlibrary...)”，则得到图2-23所示的“刀具管理（ToolManager）”对话框，从中选择直径为10mm的端铣刀(Endmill1Flat)；3．用鼠标单击图2-23中的“OK”按钮，则在图2-21上部空白部分出现直径为10mm端铣刀的图标，如图2-24所示，切削速度、进给量等加工参数按图2-24中各项内容设置。步骤三轮廓加工参数设置用鼠标单击图2-24上部的“轮廓参数(Contourparameters)”选项卡，则出现“定义轮廓加工参数”对话框，设置完毕后，如图2-25所示。步骤四轮廓加工刀具路径生成用鼠标单击图2-25的“确定”按钮，则得到如图2-26所示的加工刀具路径；图2-21图2-22图2-23图2-24图2-25图2-26步骤五存储文件文件名：Ch2_2_1.MC82.3轮廓加工刀具路径的修改2.3.1刀具路径起始点的改变步骤一读取文件选择主菜单(MainMenu)-文件(File)-读取(Get)文件名：Ch2_2_1.MC8步骤二进入“操作管理”对话框选择主菜单(MainMenu)-刀具路径(Toolpaths)-操作管理(Operations)得到图2-27所示的“操作管理（OperationsManager）”对话框。图2-27步骤三改变串接起始点1．用鼠标单击轮廓加工刀具路径项中的第三项“几何图形(Geometry-...)”，则得到图2-28所示的“串接（ChainManager）”对话框，同时，在绘图区显示轮廓加工串接时的起始点位置，用直角坐标标志的原点表示，如图2-29所示；图2-28图2-292．在图2-28中，选中需要改变刀具路径的串接项，如本例中的串接1(Chain1)，单击鼠标右键，得到图2-30所示的弹出式菜单；图2-30图2-31图2-323．用鼠标单击图2-30中的“起始点(Startpoint)”，进入选择刀具路径起始点状态，并在主菜单区中出现串接起始点选择(ChainStartPoint)菜单项，如图2-31所示；4．用鼠标拾取图2-29中直线上的位置P1，作为新的刀具路径的起始点，则出现刀具路径新起始点的直角坐标标志，如图2-32所示；5．用鼠标单击主菜单区中的“Done”，回到图2-28，单击图2-28中的“OK”按钮，回到图2-33；图2-33步骤四重新生成刀具路径1.在图2-33的“操作管理”对话框中，在刀具路径组（ToolpathGroup）的前面出现红色叉号，说明有修改过的刀具路径，此修改过的刀具路径出现在刀具路径第四项中有红色叉号的位置，用鼠标单击图2-33右上部“重新生成刀具路径(RegenPath)”按钮，则系统按照新的轮廓串接重新生成刀具路径，如果重新生成成功，则红色叉号消失，并在绘图区显示重新生成的刀具路径，如图2-34a所示，此刀具路径的切削起始点如图2-34b所示；图2-342.用鼠标单击图2-33的“OK”按钮，退出刀具路径操作管理模式，刀具路径起始点的改变而完成操作。步骤五存储文件文件名：Ch2_3_1.MC82.3.2刀具路径方向的改变在文件Ch2_2_1.MC8所存储的刀具路径的方向是沿着工件轮廓顺时针方向运动的，如果要使刀具路径的方向沿着工件轮廓逆时针方向运动，操作步骤如下：步骤一读取文件刀具起始点文件名：Ch2_2_1.MC8步骤二改变刀具路径方向可参照2.3.1节步骤三的操作方法，得到图2-30，用鼠标单击图2-30中的“串接反向(Reversechain)”，则回到图2-28，并且在绘图区得到刀具路径反向的标志，用直角坐标标志表示，如图2-35所示。图2-35步骤三重新生成刀具路径与2.3.1节步骤四相同，重新生成的刀具路径与图2-34相同。步骤四存储文件文件名：Ch2_3_2.MC82.3.3在深度方向增加分层切削次数对于厚度较大工件的轮廓加工，在深度方向需要分多次切削，完成工件的加工。深度方向的切削次数及每次切削的厚度可用下述操作完成。步骤一读取文件文件名：Ch2_2_1.MC8步骤二进入“操作管理”对话框按下键盘上的Alt键和字母O健（Alt+O），则进入图2-27。步骤三在深度方向增加分层切削次数1.用鼠标单击图2-27中轮廓加工刀具路径中的第一项“参数（Parameters）”，进入图2-24；2.用鼠标单击前图2-24上部的“轮廓参数(Contourparameters)”选项卡，进入图2-25，单击图2-25的“切削深度(Depthcuts...)”按钮左边的复选框，使其有效，则方框内出现对勾，切削深度控制功能有效，该按钮内的字由原来无效时的灰色变为有效时的黑色，其他设置内容与图2-25相同；3.用鼠标单击经过改变后的“定义轮廓加工参数”对话框（类似于图2-25）中的“深度切削(Depthcuts...)”按钮，进入“深度切削”对话框，设置完毕后，如图2-36所示；图2-364.用鼠标单击图2-36的“OK”按钮，回到图2-25。5.用鼠标单击图2-25的“确定”按钮，回到图2-33。步骤四重新生成刀具路径与2.3.1节步骤四相同，重新生成的刀具路径如图2-37a所示，