基于MasterCAM的模具曲面抛光路径生成方法研究

3  MasterCAM抛光路径设计
3.1 头盔凹模的侧面抛光
    头盔凹模的侧面因其表面较陡，属于陡峭曲面，对于这类表面，适用于等高线加工方法进行抛光。首先在主功能表上进行隐藏刀具路处理，其目的是关闭前一道工步的刀具路径，以避免对现执行工步的影响。然后在操作管理器中，将选择的“3一挖槽”加工，并使用粘贴操作，这样将会生成一个“4-曲面精加工一等高外形”的窗口，接着更改参数的设置刀具参数(在此选择圆角刀作为抛光头)，并设置曲面加工参数和等高外形精加工参数。在进行摸拟抛光加工时设置起始长度大于0.0，使用退回的位置不断变化，可有效地防止抛光头在退回时产生划痕，最后返回到操作管理器，系统即可按己设置的参数计算出刀具路径。将它设置为等角视图，便可生成抛光路径图4，并检视刀具路径，通过调整视角，进行缩放、旋转、平移等操作，从不同角度和区域进行观察，证实了该方法的抛光路径是合理的，并无干涉现象产生，抛光轨迹比较光滑。

3.2凹模的底部曲面抛光
    凹模的底部是较为平缓的曲面，并属于倾斜角小于400的曲面区域，适合于投影加工方法。在操作过程中，选择主功能区，依次单击“回主功能，刀具路径，曲面加工，精加工，投影加工”。然后选取加工曲面和设置刀具参数，即生成此区域的抛光路径，见图5所示。并通过调整视角，从不同的角度对生成的路径检视，表明该加工方法是合理的，同时也证实了由于投影后的刀具路径只改变了Z坐标值，并没有改变X、Y方向的坐标，对子类似这样较为平坦的曲面加工，本方法不失为一种好的加工方法。参数选择时，取直径10 mm球头作为抛光工具，主轴转速3 000 r/min，进给速度3.5 m/min,最大切削间距0.1 mm，最终生成0角视投影加工抛光路径图。
3.3 浅平面加工
分型面采用浅平面曲面精加工。在主功能区依次单击“回主功能，刀具路径，曲面加工，精加工，浅平面加工”，选取加工平面，设置刀具参数，接着设置加工参数，然后设置浅平面精加工参数，最终生成抛光刀具路径。将其设置为等角视图，图6即为0度角方向浅平面加工，抛光工具表面路径也十分理想。
3.4 流线精加工
    头盔帽沿结合处，由多个倒圆的生成曲面构成，采用流线加工方法可获得较好的抛光效果。由主菜单→刀具路径→曲面加工精加工→精加工流线加工，接着选取加工曲面，在曲面流线参数设置的对话框里，选择补正方向、旋转方向、步进方向和刀具路径的起始点。接着设置刀具参数和加工参数。在曲面流线参数设置的对话框里选择不同的旋转方向，分别得到图7、图8的精加工流线加工路径。参数选取时采用直径担0 mm球头作为抛光磨头。主轴转速3000 r/min，进给速度3.5 m/min。从图7和图8可以看出，曲面U方向进给路径比曲面V方向加工效果更为理想。
4 结束语
    通过运用MasterCAM对抛光工具路径设计，结合摩托车头盔凹模不同曲面抛光方法的选择，可以看出，针对不同零件的曲面特征应采取不同的抛光路径生成方法。当加工倾斜角度较大，即较陡峭的曲面时采用等高廓线的抛光方法；而对倾斜角度较小，且较平坦的曲面宜采用曲面投影加工方法；对于有较多的曲面模具表面，即不是单一的曲面宜采用精加工流线加工方法。
    对于同一个零件的不同曲面，对不同特征的曲面抛光区域应该采用不同的抛光方法进行加工，而不能简单地进行一种或两种抛光轨迹来完成所有曲面的抛光，应按其不同部位的特征将分割成不同的区域抛光方法，并对不同区域采用不同的轨迹形式和抛光器的行距。此外对于模具表面质量及精度要求较高的表面，可以采用几多种路径生成方法对表面进行抛光处理，以最终获取适合的抛光途径。