無(wú)法用現(xiàn)有刀具加工的特殊凹槽結(jié)構(gòu)怎么加工

摘要：以轎車車輪中的部分凹槽結(jié)構(gòu)為例，通過(guò)CAD繪制成形的切槽刀具圖形，在Mastercam軟件中建立刀具，并采用虛擬加工線替代實(shí)際加工線的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)凹槽部位的車削加工；最后對(duì)已加工部位進(jìn)行了剖切面三坐標(biāo)掃描，驗(yàn)證了加工效果符合造型要求。Mastercam是現(xiàn)代加工技術(shù)中一種常用的軟件，其不僅可以創(chuàng)建不同加工方式下的標(biāo)準(zhǔn)刀具，同時(shí)也面向用戶提供自定義的刀具創(chuàng)建途徑，方便用戶根據(jù)被加工件的特殊要求創(chuàng)建相應(yīng)刀具。本文根據(jù)凹槽的結(jié)構(gòu)特性和被加工要求，創(chuàng)建了成形刀具，通過(guò)制作虛擬加工線編輯加工程序，并對(duì)加工效果做了驗(yàn)證。1.繪制刀具圖形如圖1所示，待加工結(jié)構(gòu)由R0.5mm、R14mm圓弧和1mm寬的直線構(gòu)成，如果使用標(biāo)準(zhǔn)切槽刀具加工，只能選用刃帶兩端圓弧R0.5mm、直線長(zhǎng)度為1mm、刀片整體寬度為2mm的標(biāo)準(zhǔn)刀片，但刀片強(qiáng)度不夠，極易損壞。因此結(jié)合凹槽結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1），設(shè)計(jì)了一種成形切槽刀片，該刀片切削刃上半部分成形于凹槽結(jié)構(gòu)中的R0.5mm和1mm直線，下半部分為R3mm圓??；在加工過(guò)程中，刀片的上半部分保證凹槽的R0.5mm和1mm直線造型，下半部分車削其他部位，同時(shí)該刀片整體寬度為4.5mm，可以增加刀片的整體強(qiáng)度。在CAD中創(chuàng)建刀具的截面圖形，如圖2所示，并將文件保存為DWG文件格式。圖1凹槽結(jié)構(gòu)圖2成形切槽刀具2.創(chuàng)建刀具M(jìn)astercam中用戶可以自定義刀具，但要求刀具圖樣的二維圖中刀桿與刀片分別位于不同圖層，且刀桿與刀片必須不同顏色。首先用Mastercam打開(kāi)保存好的DWG格式刀具圖形，如圖3所示以R0.5mm圓弧圓心為參考點(diǎn)將刀具圖形移動(dòng)至原點(diǎn)處，然后將刀具圖形保存為MCX的文件格式。圖3MCX格式的刀具在車床加工的模式下，選擇車刀管理→右鍵新建刀具，刀具類型選擇自定義，在圖形菜單下，導(dǎo)入保存好的MCX文件，刀具形式定義為切槽車削。Mastercam只提供單圓弧半徑及單圓弧中心設(shè)置，針對(duì)成形的切槽刀具無(wú)法識(shí)別刀片寬度，因此刀片只能選擇以R0.5mm或R3mm進(jìn)行單圓弧定義，本文以R0.5mm圓弧為例創(chuàng)建刀具并保存至刀具庫(kù)中，刀具清單如圖4所示。圖4生成的刀具清單3.制作虛擬加工線由于刀具定義了R0.5mm圓弧半徑及中心，因此在編程時(shí)需要制定以R0.5mm單圓弧車削的虛擬加工線來(lái)替代成形刀具車削的實(shí)際加工線。單圓弧R0.5mm與R3mm兩者實(shí)際加工時(shí)圓心相差2.5mm，因此將實(shí)際加工線中的R3mm圓弧加工部分向外偏置2.5mm，然后將其沿Y軸向上平移1mm（實(shí)際刀片中兩圓弧之間Y軸方向有1mm間距），沿X軸向右平移2.5mm，并將其與原R0.5mm圓弧加工部位重新圓弧相切，連接形成以R0.5mm圓弧加工的虛擬加工線，如圖5箭頭所示的虛線。4.選擇加工路徑、生成加工程式在車削模式下，路徑選擇如圖5所示的虛擬加工線，選擇創(chuàng)建好的切槽刀，其加工過(guò)程模擬如圖6所示，生成加工G代碼如下：圖5虛擬加工線N316G0Z143.3895N318X459.4N320G3X455.4Z145.3895I0.K2.N322G1Z147.0803N324G3X459.8Z153.6803I11.K0.N326X461.4Z154.0803I.8K-.6N328G1Z153.0803N330G2X463.4Z152.0803I1.K0.N332G1X475.98585.驗(yàn)證加工效果將加工后的凹槽部位做剖切面，并使用三坐標(biāo)掃描剖切截面，并與原造型線對(duì)比，如圖7所示。對(duì)比可知，加工后的剖面造型符合原造型要求。圖6加工過(guò)程圖7凹槽部位做剖切面對(duì)比試驗(yàn)6.結(jié)語(yǔ)隨著現(xiàn)代機(jī)械結(jié)構(gòu)的多樣化，針對(duì)特定結(jié)構(gòu)采用成形刀具的加工是保證產(chǎn)品符合設(shè)計(jì)初衷