本文以镜体零件为例，注意研讨了其正在MasterCAM境况下举办4轴挽回及定向加工刀途策画的设施和进程。其刀途策画涉及：由2D挖槽、钻孔等粗精加工到4轴挽回加工的包络转换；4轴定向的曲面粗精加工；挽回4轴的精修加工等。可为MasterCAM下零件4轴粗精加工的全盘完毕供给鉴戒与参考。

　　图1所示为镜体零件的图样模子，其概况面以圆柱面为基体，具有深浅不等的众处杂乱曲面凸型，且有众个径向孔的加工，是一个必要采用4轴加工的规范机合。当其采用 Ф104mm的圆棒料，待内壁车削结束后即可正在带附加 A轴的立式加工中央上实行概况面的加工。因为该镜体零件最终要切削出的基体柱面直径为53mm，随处曲面凸型相看待基体柱面的高度差转变较大，不行仅通过4轴挽回精修加工完毕，需通过粗精加工分层切削取得。为此，依据MasterCAM所供给的刀途策画功效，其工艺思绪该当是：先将各凸型曲面根部与基体柱面的交线D分层挖槽的设施做出刀途，然后围绕包络转换成4轴刀途，实行粗切加工以去除大局限余料；再以4轴定向格式，对各凸型曲面做3D曲面粗精加工；待通盘部位余量匀称后再用挽回4轴的精修加工；最终还必要对径向孔系做4轴钻孔加工。

　　固然MasterCAM直接供给的众轴刀途中仅有挽回4轴加工的刀途设施，但其2D加工百般刀途中均供给有将平面2D刀途轨迹围绕包络到圆柱面上，从而转换为4轴挽回刀途的功效。对附加 A轴的加工格式而言，该功效即是以直径为 D的圆柱面为基准，按“ A=360×Y/D”的算法将刀途数据中通盘 Y轴坐标包络换算成 A轴展转角度，由此而将2D平面刀轨线转化为柱面螺旋线。看待柱面上存正在着深度差巨细不等凸型曲面的零件，相当于内含上下区别岛屿的2D挖槽加工，只需正在切削到合联岛屿深度处才举办岛屿避让，因而，可按岛屿深度挖槽设施做2D刀途策画，然后实行包络转换。

　　对该镜体零件而言，可挑选 Ф53mm的柱面为基圆面，如图2所示，提取出各凸型曲面根部与基准柱面的交线后用转换围绕/解缠功效将其睁开为2D边廓，再依据深度转变将各岛屿畛域线平移至其岛屿顶面所正在的高度层上，构修出 Z深5.5mm、 Z深11mm的岛屿封锁畛域，并对槽底两侧及柱面接合处按铣刀半径 R举办畛域拓展，使之有必然的重叠量以确保角落处取得充满的切削。

　　正在槽岛畛域安排结束后可举办岛屿深度挖槽2D刀途的策画，可按加工外面深25.5mm、槽底深度0扶植深度加工领域，分层切深2～3mm，以双向行切走刀格式取得图3a所示2D挖槽刀途，然后按图3b所示扶植挽回轴庖代章程，即可取得图3c所示包络转换后的4轴加工刀途，图3d所示为其4轴粗切加工后的仿线轴定向下的粗精加工刀途策画

　　如图3d所示，固然通过上述粗切加工去除了镜体零件的大局限余料，但因为2D包络转换是以扇面加工为主，正在泰半径柱面上各凸型曲面还具有较大的不匀称余料，仍需进一步做余料均化的加工惩罚。为此，可采用4轴定向的格式，用3D曲面粗精加工的设施完毕。

　　所谓4轴定向加工即是先将 A轴定位到曲面正对刀具主轴的角度方位，然后用通例3轴或2.5轴加工设施对曲面实行加工。正在MasterCAM中，可采用相看待原始WCS坐标系，以指定的角度方位线为法线，构修出新的刀具/构图面，然后正在此新的刀具面下举办3D加工的刀途策画。对该镜体零件而言，可如图4所示，区别以线D曲面粗加工和半精加工的刀途策画；以前视面为刀具面做凸型曲面3的刀途策画；以仰视面/后视面为刀具面做对应方位的凸型曲面4及另一个小圆台曲面的刀途策画。因为先容3D曲面粗精加工工艺及刀途策画的作品和材料较众，正在此就不再研讨睁开。

　　当该镜体零件曲面随处余量均化此后，即可举办挽回4轴曲面精修的刀途策画。正在MasterCAM的众轴刀途落选用挽回4轴加工的刀途功效，挑选图1所示的十足曲面（此前应先用添补曲面内孔的设施将各孔口填实）后，按图5a所示举办挽回4轴参数的扶植。个中可采用以下2种刀途切削限度设施。

　　（1）以挽回轴 A切削为主， X目标分层步进加工。以绕挽回轴线，刀具永远笔直于曲面或与曲面法向仍旧设定倾角举办切削，挽回一圈后轴向再做一Δ X步进间隔，连接举办挽回切削，刀途如图5b所示。

　　（2）以 X轴神往返行切为主，切削一行后按增量Δ A改良第四轴的挽回角度，再沿 X轴向做另一行的切削，刀途如图5c所示。

　　因为该镜体零件曲面上通盘孔位轴线均通过 A轴展转轴线，其钻孔的刀途可正在十足曲面精修加工结束后举办，而且可像前述挖槽粗切那样，先辈行孔位中央的解缠睁开，做出2D钻孔刀途，然后包络转换为4轴钻孔的刀途。比如先要对各孔实行点中央加工时，可正在2D睁开后将各孔中央点相对基面移至其孔口平面所正在 Z高度，以增量0值为外面 Z值、增量-1.5mm为点中央深度、增量5mm为平安高度、绝对30（大于25.5的最大高度差）为初始高度扶植钻孔参数，挽回4轴包络转换扶植时仍以 Ф53mm为基圆直径，点中央的4轴刀途策画如图6所示。因为随处孔径巨细区别，后续钻孔加工时应依据孔径巨细区别选用对应钻头巨细归类分组策画刀途，正在此就不再举办研讨。

　　（1）2D包络转换刀途策画时，因为其角度换算永远是按基圆直径为参照，深度分层时的 Z值转变不附加并入直径 D中，因而，2D分层的刀途包络后就呈扇面扩展，与基圆半径差越大， A角度对应的扇面领域就越宽，正在顶层部位的柱面大将会因切削行距过大而展现欠切，因而2D刀途中的行距扶植应依据仿真结果做相宜安排。

　　（2）4轴定向加工时，正在构修新刀具面（如视角#10）时必要小心串选法线时使其法线正向（ Z向）朝外，工件原点仍挑选工件左端面展转中央的原始WCS所正在的点，以使NC圭臬天生时仍可沿用原始坐标系指令，仅增添一改良角度方位的4轴定位指令，云云就可省去从新对刀并扶植新的坐标系所带来的繁难。

　　（3）挽回4轴曲面精修加工时，因为4轴展转时的进给率受机床体系策画局部，为取得较高的切削效果，应挑选轴向切削为主的刀途限度格式。但因为该格式下不行完毕刀具轴线与曲面法向的倾角限度，球刀加工时会因点接触及零线速切削而难以取得较高的外面质地，若必要取得较高的外面质地，应挑选挽回轴切削为主且扶植刀轴倾角的刀途限度格式。

　　（4）正在4轴钻孔加工时，若曲面上具有某孔轴线轴展转轴线的景象，其钻孔加工应配合4轴定历来完毕。应以孔位轴线为法线构修新视角编号的刀具平面，先做出4轴定向下加工孔口平面的刀途，然后再做点中央和钻镗孔加工的刀途。

　　MasterCAM举动一个使用普及的CAM软件，供给了众种地势的4轴加工刀途策画功效。因其众轴刀途下的挽回4轴功效仅适合于曲面的精修，许众策画者对柱面上具有上下区别的凸型曲面时怎么实行粗切加工往往感应无从下手。笔者正在此以镜体零件为例，就其由2D刀途到4轴的包络转换及4轴定向格式完毕粗精加工，然后用挽回4轴完毕精修加工，举办了全方位的研讨，旨正在给公共供给鉴戒和参考。

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