CAM编程中的参数设定.docx

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CAM编程中的参数设定

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铜公加工方法及注意事项

 铜公加工方法及注意事项  

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在写刀路之前，将立体图画好后，要将图形中心移到坐标原点，最高点移到Z=0，方可以加工，铜公火花位可加工负预留量。

在加工前还要检查工件的装夹方向是否同电脑中的图形方向相同，在模具中的排位是否正确，装夹具是否妨碍加工，前后模的方向是否相配。

还要检查你所用的刀具是否齐全，校表分中的基准等。

加工铜公要注意的事项：

火花位的确定，一般幼公（即精公）预留量为0.05~0.15，粗公0.2~0.5，具体火花位的大小可由做模师父定。

铜公有没有加工不到的死角，是否需要拆多一个散公来。

加工铜工的刀路按排一般是：

大刀（平刀）开粗-小刀（平刀）清角�光刀用球刀光曲面。

开粗一般教师用平刀不用球刀，大刀后用小刀开粗，然后将外形光到数，接着用大的球刀光曲面，再用小球刀光曲面不要图省事，为了些小的角位而用小刀去加工大刀过不了的死角可心限定小刀的走刀范围，以免直播太多的空刀。

铜公，特别是幼公，是精度要求比较高的，公差一般选0.005~0.02，步距0.05~0.3。

铜公开粗时要留球刀位的过刀位，即要将铜公外形开粗深一个刀半径。

铜公还要加工分中位，校表基准，火花放电时要校正铜工，一般校三个面（上，下，左，右）加工出的铜工必须有三个基准面。

铜料是比较容易加工的材料，走刀速度，转速都可以快一点，开粗时，留加工余量0.2~0.5,视工件大小而定，加工余量大，开粗时走刀就可以快，提高效率。

加工铜料的有关经验参数：

刀具大小 

进给率（FEED rate） 

主轴转速（SPINDLE） 

1~2 

50~200 

（50~100）

3000 

3~5

200~500

（50~300）

3000~2500 

（2400~1200） 

6~10 

500~1000 

（200~600）

2500~2000 

（1200~700）

12~20

1000~2000 

（600~1000）

1500~2000 

（600~250）

注：

括号内为高速钢刀对钢料开粗时的参数，以上走刀速度是指开粗时，要光外形F=300~500，钢料光刀F为50~200。

前模开粗的问题， 

首先将铜公图在前视图或边视图内旋转180o即变成了前模图，当然还要加上枕位，PL面；原身要前模留的地方，不要用镜身的方法将铜工图变成前模图，有时会错（当铜公图X方向Y方向都不对称时）。

前模加工时有二个难点：

材料比较硬；前模不可轻易烧焊，错不得。

前模开粗时用刀原则同铜工相似，大刀开粗→小刀工粗→大刀光刀→小刀光刀，但前模应尽量用大刀，不要用太小的刀，容易弹刀，开粗通常先用刀把（）开粗，光刀时也尽量用圆鼻刀，因这种刀够大，有力，有分型面的前模加工时，通常会碰到一个问题，当光刀时分型面因碰穿机要准娄数，而型腔要留0.2~0.5的加工余量（留出来打火花）。

这是可以将模具型腔表面朝正向补正0.2~0.5,面在写刀路时将加工余量设为0。

前模开粗或光刀时通常要限定走刀范围，要记住你所设的范围是刀具中心的范围，不是刀具边界的范围，不是刀所加工到的范围，而大一个刀具半径。

前模开粗常用的刀路方法是曲面挖槽，平行式光刀。

前模加工时分型面，枕位面一般要加工到准数，而碰穿面可以留0.1余量，以备配模。

加工后模常碰到的问题：

后模有原身科或镶科二种，后模同前模一样是钢料，材料较硬，应尽量用刀把加工，常用刀路是曲面挖槽外形，平行铣光刀，选刀的原则是大刀开粗→小刀开粗→大刀光刀→小刀光刀。

后模图通常是铜公图缩小料位加上PL面，枕位，原身留出的东西而成，如果料位比较均匀，可以直接在加工信息量里留负料位即可，但是PL（分型面），枕位，碰穿面不能缩料位。

这时可以先把这些面正向补正一个料位或者把科画出来。

原身科常碰到的一个问题是球刀清不到利角，这时可以用平刀走曲面陡斜面加工清角，如镶科，则后模分为藏框和科芯，加藏科时，要注意多走几遍空刀，不然框会有斜度，上边准数，下边小，很难配模，特别是较深的框，一定要注意这个问题，光框的刀也要新好，并且选用大一点的刀。

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铜公加工方法及注意事项

科芯如果太高，可以先翻过来加工框位，然后装配进框后，再加工形状，有时有支口，要注意，不要过切用球刀光形状时一定要保护支口台阶。

为了方便配模式，框尺寸可以比科芯外形尺寸小-0.02/s 

科芯光刀时公差和步距可以稍大一点，公差0.01~0.03进给0.2~0.5。

散铜公加工中的问题：

有时整体铜公加工有困难，有加工不到的死角，或者是不好加工，所需刀具太长或太小，就可以考虑分多一个铜公，有时局部需要清角铜公，这种铜公的加工并不困难，但一定要搞清楚的确良火花时的偏数，校表基准。

薄盘位铜公的加工：

这种铜公加工时很容易变开，加工时要用新刀，刀要小点，进刀也不能太大，加工时可以先将长度a做准，但d留大点余量（如1.0mm）再二边走，每次深度h=0.2~1，深度进刀不要太多，也不要一周绕着走刀，而要分成二边分别走。

左、右件和一出二的方向：

有时一套模会出二个零件，对于分左右件的，图形能过 

镜射来制作。

如果是出二个相同的零件，则图形一定要在XY内平称或旋转，一定不可以镜射，务必小心，不要搞反方向， 

模具的方向：

模胚的四个导栓孔，不是完全对称，有一个是不对称的，所以加工前后模时这末搞清楚，每一块模板上都有基准，加工完的前后模合起来一定要基准对基准，特别是对原身模胚成形的模具一定要注意。

画图时也注意方向，铜公的方向和正视图（俯视图）的方向一致，科芯，藏科框的方向和铜公一致，前模则相反。

曲面上的槽或凸台等一些装饰线条，因为比较窄，所以不好加工。

对于凹槽，我们一般将槽避空，即铣深一些，然后再补一个散公做出沉面，凸台一般只能分开做一个散公，大铜公不做，这样才能保证质量。

模具，产品的配合公差：

一套产品通常有几个及十几个零件，这些零件的主要配合尺寸都是电脑锣加工保证的，选择合理的公差就很重要，尤其是有些产品设计图没有考虑配合问题。

底，面壳的配合，外形无疑是0对0配合，定位是靠支口保证的，凹支口和凸支口的公差一般0.1MM，单边。

大身上的配件如透明镜，一般配件外形要比大身上的尺寸小单边0.1~0.2. 

大身上的活动配件，如按钮，配件外形要比大身上的外形比单边小0.1~0.5。

大身上的配件表面形状一般要和大身上的表面形状一致，可以从大身表面下来。

出模斜度（拔模角） 

朔胶模都要做出模斜度，不然会擦花，如果图纸没有标明，可以同做模师傅商量，出模斜度一般0.5o~3o如果蚀纹的模具，出模角要做大一点，2o~5o，视蚀纹粗细而定。

下刀问题 

很多时候，鳘刀刚铣时，吃刀量都比较大，容易引起断刀，弹刀，这时可以先将下刀位开粗或者鳘刀抬刀走，或者昼在料外边下刀，总之要充分考虑这个问题。

抢刀，弹刀，掉刀 

当加工量比较大时，刀夹得太长，刀太小时常会发生这种情况。

加工量比较大，特别是浓度进刀较多时，容易发生，如光侧面深度H=50mm直径3/4刀，我们可以分25mm二次加工，就不容易发生。

刀具夹得太长，刀具装得长短对加工很重要，应尽量装夹短一些，初学者都很容易忽略这个问题，程序纸上一定要标明刀具的装夹长度。

转角时很容易抢刀，解决的办法是先用小一点的刀分层将角清过，再换大的刀光侧面。

象如图直径8的半圆槽，如直接用R4的刀加工，下刀位置，就很容易抢刀，解决的办法是

（1）用R3走扫描刀路

（2）先用R3开粗，最后用R4的刀清角光刀。

14）磨小刀 

电脑 

电脑锣国为要加工的形状各异经常需要磨各种小刀，各种成形刀磨损了，也需磨，要达到以下几占才可以磨出一把能用的刀1。

刀具的四个角要一样高2。

A点要比D点高3刀具的前锋（刀面）要比后而高，即有一定后角。

过切检查 

过切是masterCAM经常会发生的问题，千万要小心。

过切可能出现在多曲面开粗，光刀，刀路修剪，外形，挖槽时，即使胸的参数设定、立体图都正确，也有可能发生，有些是软件本身的失误，最主要的检查方法是将刀路模似一遍，在顶视图，边视图反复检查，没有检查的刀路不允许上机。

外形铣削时，下刀位置选择不当，也会过切，可以改变下刀位，即可避免。

铣削方向：

电脑锣一般都是顺铣，不象铣床逆铣，原因是电脑锣的刚性比较好，不易让刀，背隙小，铣外形或者内槽都是左补偿。

当加工左右对称的形状时，外形刀路不能镜射，否则镜射过的那边加工效果就不好。

程序纸的写法为了和操作机床的人员沟通，程序纸应包括1）程序名2刀具大小及长度3加工刀路方法4加工余量 

5开粗或光刀6图档名称 

18.图形管理 

电脑图应妥善分档管理，最好是一个产品建一个目录，一个零件起一个别名字，如铜公图名为A10，后模图可为A10C，前模图名为A10CAV，散铜公图名为A10S1，这样就比较清楚。

19.不同软件间格式转换：

和AutoCAD的沟通，MastCAM7以上版本的可以直接读DWG文件，低于7版本可以先在autocad转成DXF格式。

其它CAM软件如（cimtron,pro/e，UG）等可以先转成IGS格式。

20.DNC用法：

程序完成后，经过检查，没有问题就可以抄到DNC电脑里实际加工了，抄程序有二种方法1用磁盘抄2通过局域网传送。

然后启动DNC软件，找到要运行的程序，按ENTER键就行了。

21坐标系：

有三种，机械坐标系，加工坐标系，临时坐标系三种。

机械坐标系，机械零点是机械上一个基准点，每次开电后，原点归零后就被确定下来，机械零点的位置由机械厂定，不要改变。

加工坐标系是用于工件加工的，是机械坐标系的子坐标系，取机械坐标系中的一个点（一般是工件中心点）作为坐标原点，将这个点的机械坐标值记录下来，作为加工坐标系列的原点，即可设加工坐标系。

临时坐标系：

随时以每一个点清零作坐标原点。

对应于坐标值也有三种坐标值：

机械坐标值，加工坐标值，临时坐标值（也称相对坐标值） 

22.常用过滤值：

常用过滤值0.001~0.02，过滤半径R=0.1~0.5。

开粗刀路取大值，光曲面刀路取小值，曲面半径较小取大值，曲面半径较大取小值。

过滤可有效地减小程序容量，走刀更加畅，但过大则影响加工精度 

模具数控加工CAM编程中工艺参数的设定方法

2006-12-06　　　来源：

中国自动化网　　　浏览：

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    众所周知，借助CAM软件进行数控编程过程中，工艺参数选择十分重要，它对被加工零件质量影响巨大，可以决定着机床功效发挥和安全生产顺利进行。

本文作者针对模具零件特点，分析了模具零件数控铣削加工编程中工艺参数选择对加工质量影响，并结合实际介绍了模具数控加工中CAM编程时工艺参数设定方法和原则。

一、引言

    数控加工技术已广泛应用于模具制造业，如数控铣削、镗削、车削、线切割、电火花加工等，其中数控铣削是复杂模具零件主要加工方法。

数控设备为精密复杂零件加工提供了基本条件，但要达到预期加工效果，编制高质量数控程序是必不可少，这是数控加工程序包括零件工艺过程，还包括刀具形状和尺寸、切削用量、走刀路径等工艺信息。

简单模具零件，通常采用手工编程方法，复杂模具零件，往往需要借助于CAM软件编制加工程序，如Pro/ENGINEER、UG、Cimatron、MasterCAM等。

是手工编程或计算机辅助编程，编制加工程序时，选择合理工艺参数，是编制高质量加工程序前提。

二、刀具选择

    模具型腔数控铣削加工中，刀具选择直接影响着模具零件加工质量、加工效率和加工成本，正确选择刀具有着十分重要意义。

模具铣削加工中，常用刀具有平端立铣刀、圆角立铣刀、球头刀和锥度铣刀等，如图1所示。

图1 刀具定义

    模具型腔加工时刀具选择应遵循以下原则：

    1.被加工型面形状选择刀具类型

    凹形表面，半精加工和精加工时，应选择球头刀，以到好表面质量，但粗加工时宜选择平端立铣刀或圆角立铣刀，这是球头刀切削条件较差；对凸形表面，粗加工时一般选择平端立铣刀或圆角立铣刀，但精加工时宜选择圆角立铣刀，这是圆角铣刀几何条件比平端立铣刀好；对带脱模斜度侧面，宜选用锥度铣刀，采用平端立铣刀插值也可以加工斜面，但会使加工路径变长而影响加工效率，同时会加大刀具磨损而影响加工精度。

    2.从大到小原则选择刀具

    模具型腔一般包含有多个类型曲面，加工时一般不能选择一把刀具完成整个零件加工。

    是粗加工精加工，应尽可能选择大直径刀具，刀具直径越小，加工路径越长，造成加工效率降低，同时刀具磨损会造成加工质量明显差异。

    3.型面曲率大小选择刀具

    精加工时，所用最小刀具半径应小于或等于被加工零件上内轮廓圆角半径，尤其是拐角加工时，应选用半径小于拐角处圆角半径刀具并以圆弧插补方式进行加工，这样可以避免采用直线插补而出现过切现象；粗加工时，考虑到尽可能采用大直径刀具原则，一般选择刀具半径较大，这时需要考虑是粗加工后所留余量是否会给半精加工或精加工刀具造成过大切削负荷，较大直径刀具零件轮廓拐角处会留下更多余量，这往往是精加工过程中出现切削力急剧变化而使刀具损坏或栽刀直接原因。

    4.粗加工时尽可能选择圆角铣刀

    圆角铣刀切削中可以刀刃与工件接触0~90°范围内给出比较连续切削力变化，这对加工质量有利，会使刀具寿命大大延长；另，粗加工时选用圆角铣刀，与球头刀相比具有良好切削条件，与平端立铣刀相比可以留下较为均匀精加工余量，如图2所示，这对后续加工是十分有利。

图2 圆角铣刀与平端铣刀粗加工后余量比较

三、走刀方式和切削方式确定

    走刀方式是指加工过程中刀具轨迹分布形式。

切削方式是指加工时刀具相对工件运动方式。

数控加工中，切削方式和走刀方式选择直接影响着模具零件加工质量和加工效率。

其选择原则是被加工零件表面几何特征，保证加工精度前提下，使切削时间尽可能短，切削过程中刀具受力平稳。

    1.走刀方式

    模具加工中，常用走刀方式包括单向走刀、往复走刀和环切走刀三种形式，如图3所示。

其中，图3a为单向走刀方式，加工中切削方式保持不变，这样可以保证顺铣或逆铣一致性，但增加了提刀和空走刀，切削效率较低。

粗加工中，切削量较大，一般选用单向走刀，以保证刀具受力均匀和切削过程稳定性。

图3b是往复走刀方式，加工过程中不提刀进行连续切削，加工效率较高，但逆铣和顺铣交替进行，加工质量较差。

一般粗加工时切削量大不宜采用往复走刀，而半精加工和表面质量要求不高精加工时可选用往复走刀。

图3c是环切走刀方式，其刀具路径由一组封闭环形曲线组成，加工过程中不提刀，采用顺铣或逆铣切削方式，是型腔加工常用一种走刀方式。

图3 走刀方式

    2.铣削方式

    铣削方式选择直接影响到加工表面质量、刀具耐用度和加工过程平稳性。

采用圆周铣削时，加工余量大小和表面质量要求，要合理选用顺铣和逆铣，一般，粗加工过程中余量较大，应选用逆铣加工方式，以减小机床震动；精加工时，为达到精度和表面粗糙度要求，应选择顺铣加工方式。

采用端面铣削时，应所加工材料不同，选用不同铣削方式，一般，加工高硬度材料时应选用对称铣削；加工普通碳钢和高强度低合金钢时，应选用不对称逆铣，可以延长刀具使用寿命，到较好工件表面质量；加工高塑形材料时应选用不对称顺铣，以提高刀具耐用度。

四、刀具切入与切出

    模具型腔数控铣削中，模具型腔复杂性，往往需要多次更换不同刀具才能完成对模具零件加工。

粗加工时，每次加工后残留余量形成几何形状是变化，下次进刀时切入方式选择不当，很容易造成栽刀事故。

精加工时，切入和切出时切削条件变化往往会造成加工表面质量差异。

，合理选择刀具切入、切出方式具有非常重要意义。

一般CAM软件提供切入切出方式有刀具垂直切入切出工件（Plunge）、刀具以斜线切入工件（Ramp）、刀具以螺旋轨迹下降切入工件（Spiral）、刀具预加工工艺孔切入工件（Entry Hole）以及圆弧切入切出工件（ARC_TANGENT）。

    其中刀具垂直切入切出工件是最简单、最常用方式，适用于可以从工件外部切入凸模类工件粗加工和精加工以及模具型腔侧壁精加工；刀具以斜线或螺旋线切入工件常用于较软材料粗加工；预加工工艺孔切入工件是凹模粗加工常用下刀方式；圆弧切入切出工件可以消除接刀痕而常用于曲面精加工。

需要说明是粗加工型腔时，采用单向走刀（Zig）方式，一般CAD/CAM系统提供切入方式是一个加工操作开始时切入方式，并不定义加工过程中每次切入方式，这个问题是造成刀具或工件损坏主要原因，解决这一问题一种方法是采用环切走刀方式或双向走刀方式，另一种方法是减小加工步距（Step-over），使背吃刀量小于铣刀半径。

五、切削参数控制

    切削参数选择对加工质量、加工效率以及刀具耐用度有着直接影响。

CAM软件中与切削相关参数主要有主轴转速（Spindlespeed）、进给速率（Cut feed）、刀具切入时进给速率（Lead in feed rate）、步距宽度（Step-over）和切削深度（Step depth）等。

    1.主轴转速

    主轴转速一般切削速度来计算，其计算公式为：

n = 1 0 0 0 V c /πd，式中d为刀具直径（mm），Vc为切削速度（m/min）。

切削速度选择与刀具耐用度密切相关，当工件材料、刀具材料和结构确定后，切削速度就成为影响刀具耐用度最主要因素，过低或过高切削速度都会使刀具耐用度急剧下降。

模具加工，尤其是模具精加工时，应尽量避免中途换刀，以到较高加工质量，应结合刀具耐用度认真选择切削速度。

    2.进给速度与刀具切入进给速度

    进给速度选择直接影响着模具零件加工精度和表面粗糙度，其计算公式为F=nzf，式中n为主轴转速（r/min），z为铣刀齿数，f为每齿进给量（mm/齿）。

每齿进给量选取取决于工件材料力学性能、刀具材料和铣刀结构。

工件硬度和强度越高，每齿进给量越小；硬质合金铣刀比同类高速钢铣刀每齿进给量要高；当加工精度和表面粗糙度要求较高时，应选择较低进给量；刀具切入进给速度应小于切削进给速度。

    3.吃刀量

    吃刀量大小主要受机床、工件和刀具刚度限制，其选择原则是满足工艺要求和工艺系统刚度许可条件下，选用尽可能大吃刀量，以提高加工效率。

为保证加工精度和表面粗糙度，应留0.2~0.5mm精加工余量。

粗加工时，余量切除往往采用层切方法，CAM编程时，需要设置每层切削深度和最大步距宽度，而实际步距往往与工件形状有关。

    精加工时，吃刀量选择与表面粗糙度有关，CAM软件中通常提供有两种参数控制表面粗糙度：

步距宽度（Stepover）和残留高度（Scallop）。

采用步距宽度控制表面粗糙度时，步距宽度越小，表面粗糙度越小，但加工路径和加工时间会大大延长，步距宽度不宜设置太小，实践中可以改变半精加工和精加工走刀路径方法（二者成正交关系）改善表面质量；采用残留高度控制表面粗糙度时，步距宽度会依据工件形状自动调整。

六、其他参数

    模具数控加工编程中，除以上参数设定外，还有诸如工件坐标系（Work Coordinate）、刀具快速运动平面（Rapid Plane）、加工安全平面（Clearance Plane）、加工余量参数（Allowance）以及后置处理参数等设定。

工件坐标系设定一般应与工件工艺基准相重合；刀具快速运动平面和加工安全平面选择应结合工件形状和夹具结构，保证安全情况下，尽量减小空刀行程；加工余量选择不宜过小或过大，过小容易造成粗加工时过切，过大则会影响精加工质量；后置处理参数应结合数控机床控制系统特点来设定。

总之，模具零件数控编程具有很大灵活性，正确理解以上工艺参数，实践中不断进行总结，才能编制出高质量加工程序，加工出高质量模具零件。