MasterCAM下刀位置對切削路徑的影響

江蘇省徐州市中等專業(yè)學(xué)校 蔡佩璋

MasterCAM軟件在使用上，并未對銑削時因下刀位置不同作路徑規(guī)劃優(yōu)劣判斷，本節(jié)針對平行多邊形凹槽之往復(fù)式銑削，下刀位置（左或右向）不同，所造成之刀具路徑差異作一探討，并提出求最短路徑步驟如下：

（1）從刀庫中選擇粗銑和精銑刀尺寸。

（2）畫出沿凹槽邊緣之刀具路徑，形成一內(nèi)多邊形。

（3）從多邊形中找出最小內(nèi)角或內(nèi)角與水平線夾角的角度。

（4）利用步驟（3）的結(jié)果求出刀具切削間距P及刀具平行切削道數(shù)。

（5）由內(nèi)底邊至頂點的高除以刀具切削間距，計算結(jié)果若為整數(shù)，即平行切削用實際道數(shù)，若非整數(shù)，則平行切削道數(shù)為取整數(shù)部分再加“1”。

（6）實際刀具切削間距，由底邊至頂點的高除以平行切削實際道數(shù)，再由實際刀具切削間距除以粗銑刀具直徑，得到真正刀具直徑百分比。

（7）從刀具切削間距可得到真正粗銑刀具路徑，再比較不同下刀位置所對應(yīng)的以較短者為較佳的銑削路徑。

以三角形凹槽銑削為例，如圖1所示，其三內(nèi)角為30、60、90度，內(nèi)切圓角直徑為10mm，三圓的圓心所構(gòu)成三角形NOP為刀具路徑經(jīng)過路線，所經(jīng)過路線（邊長）越長則切削時間越長。以30°處為下刀起始點由右向左切削如圖1所示，經(jīng)ON邊有三個路徑間隔，經(jīng)NP邊也有三個路徑間隔，或由60°處為下刀起始點由左向右切削如圖2所示，經(jīng)ON邊有三個路徑間隔，經(jīng)NP邊亦有三個路徑間隔。由圖1、圖2可計算出兩種情況的路徑長。

現(xiàn)說明計算刀具實際切削路徑間隔P′，經(jīng)由上次所導(dǎo)出公式求出刀具切削間距P，刀具平行切削經(jīng)過幾道，由刀具切削間距P（刀具直徑百分比）來決定。而刀具直徑百分比系經(jīng)三角形最小內(nèi)角或與水平線最小之夾角所求出。計算方式如下：

假設(shè)H為三圓之圓心所構(gòu)成三角形NOP之高，CD為三角形ABC之高。

NF/P＝I＋J （I：整數(shù) J：小數(shù)）

P′＝NF/(I＋1)

圖1 三角形銑刀由右向左方向銑削

圖2 三角形銑刀由左向右方向銑削

三角形圖3、圖4，計算說明如下：

圖3 三角形由右向左銑削刀具路徑（邊長86.6mm為底）

圖4 三角形由左向右銑削刀具路徑（邊長86.6mm為底）

在圖3、圖4三角形中，NP為內(nèi)三角形NOP的高

AC=BC×sin∠b

CN=R/sin(∠c/2)

NP=AC-R-cos(∠c/2)

h=Rsinθ P=h+R （θ：最小內(nèi)角或與水平夾角）

NP/P=I+J （I：整數(shù) J：小數(shù)）

P′=NP/(I+1)

此為MasterCAM軟件雙向平行切削刀具切削間距及刀具直徑百分比之求法。從刀具切削間距可得到真正挖槽銑削刀具路徑，由刀具路徑來比較下刀位置，得到哪個切削路徑較短，如此就可得到最佳銑削路徑。