第8章 数控加工自动编程技术 以Mastercam 9.0计算机辅助设计与制造软件为例介绍。 一、工件设置 执行命令Tooolpaths/Job setup。

图8-1 Job setup 对话框 工件长 工件宽 工件高 设置工作坐标原点

二、刀具设置 单击Job Setup对话框中的Tools 或执行命令NC utils/Def.tools/current 图8-2 刀具管理对话框 单击鼠标右键

图8-3 Tools Type 对话框

1. Edit tools（编辑刀具参数） 图8-4 Define Tool对话框 刀具编号 选择加工类型 夹头长度 夹头直径 刀具外露长度 刀柄直径 刀尖至刀肩长度 刀具排屑槽长度 刀具直径

单击Parameters选择刀具类型 图8-5 Parameters 对话框

Rough XY step(％)：粗加工时在垂直于刀具进给方向的步距增量，按刀具直径的百分比计算该步距量。 Finish XY step：精加工时在垂直于刀具进给方向的步距增量，按刀具直径的百分比计算 该步距量。 Rough Z step：粗加工时在沿刀具轴向的步距增量，按刀具直径的百分比计算步距量。 Finish Z step：精加工时在沿刀具轴向的步距增量，按刀具直径的百分比计算该步距量。 Required Pilot dia：镗孔、攻丝时的底孔直径。 Dia offset number：刀具半径补偿号。 Length offset number ：刀具长度补偿号。 Feed rate：进给量。 Plunge rate：主轴进刀速率。 Retract rate：主轴退刀速率。

Spindle speed：主轴转速。 Number of flutes：刀具切削槽数。 ％ of Matl cutting：切削速度的百分比。 ％of Matl Feed per：进刀量(每齿)的百分比。 Spindle rotation：主轴旋转方向。 Coolant：加工时的冷却方式。 2．Delete tools(删除刀具) 选择该项后，在当前刀具管理器列表中删除刀具。 3．Save to Library(保存刀具) 选择该项后，将选取的刀具添加到刀具库中，此功能可用于自定义刀具的保存。 4．Create new tools(添加新刀具) 该选顶用来在刀具列表中添加新的刀具，单击该选项可以设置刀具的有关参数。

5．Get from library(从刀具库中选取刀具) 该选项可以从刀具库中选择一个刀具添加到当前刀具列表中。打开刀具库中列表的“Tools Manager”对话框，从表中选择一个刀具，即可将该刀具添加到当前刀具列表中。 6．Change library(改变刀具库) 选择该选项后，打开“Select Too1s library”对话框，可以在该对话框中选择新的刀具库。 三、材料设置 单击“Job Setup”对话框Material选项组的“Select”按钮或在主菜单选择NC utils/Def.matls，则可打开如下所示的“Material list”对话框

图8-6“Material List”对话框 单击鼠标右件

1．Get from library(从材料库中选取) 该选项可以显示材料列表，从中选择要使用的材料并添加到当前材料列表中。 2．Create new(设置材料参数) 通过设置材料各参数来定义材料。选择该选项后，打开图8-7所示的“Material definition”对话框。

图8-7 “Material definition”对话框

Material(材料名称输入框)：输入材料的名称。 Base cutting speed(基本切削线速度输入框)：设置材料的基本切削线速度。 Base feed per tooth／revolution(基本进刀量输入框)：设置材料的基本进刀量。 Allowable Tools Material(刀具材料选项组)：选择用于加工该材料的刀具材料。 Output feed Rates In(进给量长度单位选项组)：设置进给量所使用的长度单位。 Comment注释框：可为该工件材料输入相关的注释文字。 四、其他参数设置

1．Toolpath Configuration 刀具路径设置 Output operation comments to NCI：生成的NCI文件中包括操作注解。 Generate Tools path immediately：在编辑刀具路径后，立即更新NCI文件。 Save Tools path in MC9 fi1e：在MC9文件中存储刀具路径信息。 Assign Tools number sequentially：在设置当前刀具列表时，系统自动依序制定刀具号。 Use Tools’s step，peck，coolant：加工中使用刀具的步距、步进、冷却设置等参数。 Search Tools library when entering Tools：当在“Too1s parameter”选项卡中输入刀具号时，系统自动使用刀具库中对应刀具号的刀具。

2．刀具偏置 Too1s Offset Registers选项组用来设置刀具偏置量。 五、刀具路径模拟 执行NC utils/Backplot命令，可打开如图2-17所示的“Backplot”子菜单。“Backplot”子菜单中各选项可以对刀具路径模拟的各项参数进行设置。该功能可以在机床加工前进行检验，提前发现错误。

1．刀具路径模拟方式 Step(单段)：点击该选项一次，刀具执行一次走刀，即执行NC加工程序中的一行，到刀具路径完全结束。 Run(自动运行)：点击该选项，刀具自动从起点开始走完整个路径。 2．显示方式设置 Show path(刀具路径)：该选项设置为Y时，显示模拟的刀具路径。 Show Too1s(显示刀具)：该选项设置为Y时，在路径模拟过程中显示出刀具。 Show ho1d(显示夹头)：该选项只有在Show To01s选项设置为Y时才能进行设置。 Verify：该选项设置为Y时，显示工件的刀具切削痕迹。

六、仿真加工 执行NC utils/Verify命令。 图8-8 仿真工具条

七、后处理 执行下采单中的Toolpaths/Operations/Post命令。 图8-9 操作管理采单

图8-10 后处理对话框

例1．编制如下零件的数控加工程序。

执行命令NC utils/Def.tools/current/单击鼠标右键/Create new tool 。 设置刀具 执行命令NC utils/Def.tools/current/单击鼠标右键/Create new tool 。 选择端铣刀

镗孔时底孔直径 刀具半径补偿号 刀具长度补偿号 进给量 主轴转向 主轴进刀速率 主轴退刀速率 主轴转速 刀具切削槽数 切削速度的百分比

程序的生成步骤： 粗加工： 1. 执行File / Get命令读入零件图； 2 . 执行Toolpaths / Contour/Chain命令，用鼠标拾取轮廓线如图8-11所示，完成轮廓串联，执行Done命令，完成外形串联。自动进入图8-12“外形参数”对话框和图8-13“外形铣削参数”对话框。

图8-11 拾取轮廓线

图8-12 外形参数设置对话框

图8-13 外形铣削参数对话框 补偿类型 安全高度 长度补偿 参考高度 过渡圆弧 下刀位置 工件表面 切削深度

3. 设多次外形铣削项Multi passes，在图8-13中单击Multi passes命令，出现图8-14对话框。 图8-14 分层铣削设置 粗铣每层粗铣次数 粗铣切削量 精铣每层粗铣次数 精铣切削量 最后深度精铣 每层进行精铣

4. 设多次深度铣削项Depth cuts，在图8-13中单击Depth cuts命令，出现图8-15对话框。 图8-15 深度分层铣削对话框 粗加工最大进刀量 精加工最大进刀量 精加工的次数

进刀/退刀路径由一段直线刀具路径和一段圆弧刀具路径组成。 5. 进刀/退刀设置 进刀/退刀路径由一段直线刀具路径和一段圆弧刀具路径组成。 图8-16 进刀/退刀刀具路径 垂直进入 相切进入 渐升/降高度 扫描角度 螺旋高度

清除重复点和不必要的刀具移动路径，从而优化和简化NCI文件。 6. 过滤装置 清除重复点和不必要的刀具移动路径，从而优化和简化NCI文件。 图8-17 过滤设置对话框 优化误差 优化点数 优化类型

精加工： 执行Toolpaths / Contour/Chain命令，用鼠标拾取轮廓线，完成轮廓串联，如图8-16所示，执行Done命令，完成外形串联。自动进入图8-17“外形参数”对话框和图8-18 “外形铣削参数”对话框。

图8-16

图8-17

图8-18

5. 设定好参数后，按“确定”按扭，则生成刀具的路径，如图2-30所示。 图8-19

图8-20

6. 执行NC utils/Verify命令，进行仿真，结果如下图所示。

7. 执行Toolpaths/Operations/Post命令，生成数控加工程序，供生成470条程序。 例2．编制如下零件的数控加工程序。

1. 设置刀具及切削参数 1) 执行NC utils/Def.Tools/Current/单击鼠标右键/Get from library，设置25的铣刀。

2) 设置12的铣刀

3) 设置12的钻头

2. 拾取加工轮廓 执行命令Toolpaths/Pocket/Chain/Options出现如下对话框：

选择好后，执行OK/Done，出现如下对话框：

3. 挖槽铣削参数设置 1) 设置25的铣刀的加工参数

2) 设置12的铣刀的加工参数

4. 拾取钻孔位置 执行命令Toolpaths/Drill/Windows pts/（鼠标拖动选取区域内的孔），出现如下对话框：

执行命令Done

设置钻削参数

5. 执行NC utils/Verify命令，进行仿真，结果如下图所示。

例3 编制下图所示的零件加工程序。

1. 设置刀具 执行命令NC utils/Def Tools/Current/ 单击右键

外圆车刀 螺纹车刀 切断车刀 自定义 内孔镗刀 钻头

设置刀头参数

螺纹车刀刀头设置

切断车刀刀头设置

刀柄和夹头设置

切削参数设置

2. 设置工件 执行Toolpaths/Job setup，出现如下对话框。

边界设置对话框

1）车端面 执行命令Toolpath/Face/出现如下对话框：

刀具设置

2）粗车 执行Toolpaths/Rough/Chain/选取其始段和终止段/Done

刀具设置

3）快速精车 执行Toolpaths/Quick/Finish/

刀具设置

4）切槽 执行Toolpaths/Groove/

执行BACKUP

刀具设置

5）车螺纹 执行Toolpaths/Nest menu/Thread/

6）钻中心孔 执行Toolpaths/Drill/

刀具设置

7）钻孔 执行Toolpaths/Drill/

刀具设置

8. 修平孔底 执行Toolpaths/Drill/

9）精车内孔圆角 执行Toolpaths/Finish/

设置刀具

10. 切断

刀具设置

例4 编制下图所示的零件加工程序。