李 斐，楊德壽，張明艷

(1.蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730060；2.無(wú)錫昆侖富士?jī)x表有限公司，江蘇 無(wú)錫 214028)

0 引言

高速加工是近年內(nèi)迅速崛起的先進(jìn)制造技術(shù),應(yīng)用高速加工技術(shù),合理而科學(xué)地生成刀路軌跡已經(jīng)成為提高加工效率、提高加工質(zhì)量、縮短加工時(shí)間的重要途徑之一[1-2]。

Mastercam軟件具有豐富的高速加工策略，能最大限度地滿足加工企業(yè)的需求[3-5]。學(xué)生在學(xué)習(xí)2D高速刀路軌跡設(shè)置時(shí)，單一的加工策略往往容易掌握，但是一旦遇到形狀較為復(fù)雜的工件，如何選擇正確的加工方法，進(jìn)而生成合理、經(jīng)濟(jì)的刀路軌跡便成為這一部分內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)。

本文以一個(gè)典型工件為例，分析其加工策略，生成該工件粗加工的刀路軌跡并進(jìn)行模擬仿真。該工件包含完全開(kāi)放外輪廓、半開(kāi)放輪廓且縱向與橫向尺寸比例較小、半開(kāi)放輪廓且縱向與橫向尺寸比例較大，因?yàn)樵摴ぜ螤钶^為復(fù)雜，正確地選擇加工方式便成為教學(xué)重點(diǎn)。在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)學(xué)習(xí)對(duì)比動(dòng)態(tài)銑削、剝銑、熔接這三種加工策略的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇正確的加工方式，以提高學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容的綜合應(yīng)用能力。

1 2D高速刀路軌跡介紹

Mastercam軟件中2D高速刀路軌跡包括動(dòng)態(tài)銑削、剝銑和熔接三種策略。動(dòng)態(tài)銑削適用于大多數(shù)工件形狀的加工，比如完全開(kāi)放外輪廓的加工、封閉型腔的加工等；剝銑適用于半開(kāi)放輪廓的加工，且縱向與橫向尺寸比例較大的情況；熔接適用于半開(kāi)放輪廓的加工，且縱向與橫向尺寸比例較小的情況。

2 典型工件介紹

某典型工件如圖1(軸測(cè)圖)所示，該工件分為三個(gè)區(qū)域。將兩個(gè)凸臺(tái)的輪廓相連后區(qū)域1為典型的完全開(kāi)放外輪廓，適合動(dòng)態(tài)銑削加工；區(qū)域2為半開(kāi)放輪廓，且為縱向與橫向尺寸比例較小的情況，適合熔接方式加工；區(qū)域3為半開(kāi)放輪廓，且為縱向與橫向尺寸比例較大的情況，適合剝銑方式加工。

圖1 工件正等軸測(cè)圖

3 加工策略及參數(shù)設(shè)置

3.1 區(qū)域1的加工

通過(guò)分析零件圖可知，區(qū)域1內(nèi)輪廓半徑為8.5 mm,如圖2所示，所以選擇直徑為16 mm的直柄立銑刀進(jìn)行加工。其輪廓為開(kāi)放式外輪廓，選用動(dòng)態(tài)銑削加工策略。加工參數(shù)設(shè)置如表1所示、刀路軌跡如圖3所示、仿真結(jié)果如圖4所示。

圖3 動(dòng)態(tài)銑削刀路軌跡 圖4 動(dòng)態(tài)銑削仿真結(jié)果

表1 動(dòng)態(tài)銑削參數(shù)

圖2 最小內(nèi)輪廓尺寸

3.2 區(qū)域2的加工

選擇直徑為8 mm的直柄立銑刀進(jìn)行加工。區(qū)域2為半開(kāi)放輪廓，且縱向與橫向尺寸比例較小，適合熔接方式加工。加工參數(shù)設(shè)置如表2所示、刀路軌跡如圖5所示、仿真結(jié)果如圖6所示。

圖5 熔接加工刀路軌跡 圖6 熔接加工仿真結(jié)果

表2 熔接加工參數(shù)

3.3 區(qū)域3的加工

選擇直徑為8 mm的直柄立銑刀進(jìn)行加工。區(qū)域3為半開(kāi)放輪廓，且縱向與橫向尺寸比例較大，適合剝銑方式加工。加工參數(shù)設(shè)置如表3所示、刀路軌跡如圖7所示、仿真結(jié)果如圖8所示。

圖7 剝銑加工刀路軌跡 圖8 剝銑加工仿真結(jié)果

表3 剝銑加工參數(shù)

4 結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際教學(xué)中，給出一個(gè)典型的工件，根據(jù)工件的特點(diǎn)進(jìn)行區(qū)域劃分，從而選擇不同的加工方式，可以使學(xué)生深入了解2D高速加工策略中不同加工方式的優(yōu)缺點(diǎn)及各自所適合的加工對(duì)象。在培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力的同時(shí)，對(duì)該章節(jié)的內(nèi)容也是一次綜合性的練習(xí)與應(yīng)用，有助于提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。