讲授教师：_____ __
2011年 月 日
一、 加工任务概述
利用图1-1 所示的“福”字图片，通过Mastercam 的四轴加工功能得到笔筒造型。具体步骤如下： 1） 把图片中的“福”字转化成Mastercam 可读入的Autodesk 格式，或利用Mastercam9.1 自带的功能，直接可以把图片格式转换成线条。
2） 经过编辑后，得到我们加工笔筒所需要的线条图形，再把图形缠绕在直径为95mm 的圆筒上 3） 通过Mastercam 的四轴加工功能得到笔筒造型。
图1-1 未编辑前的福字为图片格式
经过图片转换，再加上修饰花边，加工后即为如图1-2 效果。
图1-2 经过图片转换经过图片转换、、修饰后的加工效果
二、 工艺方案
笔筒的加工工艺方案如表所示。
1)工艺设计
笔筒的加工工艺方案
笔筒毛坯如图1-3 所示，材质为铝镁合金5050。在实际加工中， 毛坯已没有夹持余量，不可能再用三爪夹持笔筒外圆的方法加工，但可设计一阶梯芯轴，用三爪夹持心轴，正后，把笔筒套入芯轴，并用顶尖顶牢，由于实际加工过程中，切削力很小，笔筒内孔与芯轴之间为精密配合，顶尖顶牢后，预紧力完全满足加工切削力的要求。装夹方案设计如图1-4 所示。
图1-3 笔筒毛坯半剖视图 图1-4 笔筒加工示意图
2）芯轴设计
经测量，笔筒的内孔直径为φ80.01mm，故芯轴直径选用φ80h5 （0+0.015），最小间隙为0.01mm，最大间隙为0.025mm，可以满足装配加工要求。芯轴设计方案如图1-5 所示。
图1-5 芯轴设计图形
三、 加工模型准备
1）图片转换 Mastercam9.1 版本能针对图片加工，且开发了图片直接转换成线
条的程序，具体操作方法如下：
步骤 1 选择需要的图片：单击“MAIN MENE” →“File” →
“Converters” →“Next menu” →“节能燃烧器Rast2vec”，选择要选的图片“福
字”，如图1-6 所示。
图1-6 利用Mastercam9.1 图片加工功能选择图片
编织袋折边器
步骤 2 把原图形转换为黑白图形：单击“Linear Black/White conversion” →拖动调节按钮，改变图形颜→单击“OK”按钮， 如图1-7 所示。（因为原图本身就是黑白颜，所以左右两图区别并不是十分明显） 图1-7 将原图形转换为黑白线条
步骤3 创建草图轮廓：单击“Create outlints（创建草图轮廓）”按钮， 其它参数选择如图1-8 所示→单击“OK”按钮。
图1-8 生成草图图像
完成上述步骤后，在Mastercam 绘图区出现如图1-9 所示图形。
图1-9 生成的草图轮廓图像
步骤 4 结束图片至线条的转换：单击 Mastercam 左侧的主菜单栏 “Create geo.” →“Done”完成转换过程。
2）编辑转换后的线条图形
编辑图形：利用Mastercam 的图像移动、复制、比例缩放等编辑功能，将图1-9 原“福”字转换为如图1-10 所示格式，此时应注意转换后的图形长、宽应等于笔筒毛坯的周长和高度值。
图1-10 编辑后的笔筒福字展开图（一）
为了使加工出来的笔筒增加古典、庄重的效果，给福字增加了上下花边，如图1-11 所示。
图1-11 编辑后的笔筒福字展开图（二）
四、 刀具、材料设计
1）刀具的设定
步骤1 进入“Job setup (工件设置) ”对话框：单击“MAIN MENU” →“Toolpaths” →“Job setup”命令，显示“Job setup (工件设置) ” 对话框，如图1-12 所示。 步骤2 进入“Tools Manager”(刀具管理器)对话框：单击“Tools…” 按钮，显示“Tools Manager”(刀具管理器1.08b)对话框，如图1-13 所示。
步骤 3 设定新刀具：在空白处单击鼠标右键→单击“Create new tool…”按钮→创建一把新刀具，显示“Define Tool（定义刀具）”对话框，按工艺方案设置刀具→单击“OK”按钮关闭对话框。
图1-12 工作设置对话框
图1-13 刀具管理对话框
2）工件材料的设定
步骤1 进入“Job setup (工件设置) ”对话框：单击“MAIN MENU” →“Toolpaths” →“Job setup”命令，显示“Job setup (工件设置) ” 对话框，如图1-12 所示。
步骤2 进入“多聚磷酸盐Material List(材料列表)”对话框：在“Material（材料）” 选项下单击 按钮（如图1-12 所示）→选择材料ALUMINUM mm-5050→依次单击“OK”按钮，完成工件材料的设定操作。
图1-14选择工件材料
五、 创建刀位轨迹
根据数控转盘所在位置及装夹工艺，首先把福字曲线调整为如图1-15 所示。
图1-15 调整曲线方向
1）创建小福字及花边刀位轨迹
在 Mastercam9.1 中创建铣福字图案工序10 的刀位轨迹。具体操
作步骤如下：
步骤 1 选择小福字及花边线条：单击“MAIN MENU” → “Toolpaths” →“Contour” →“Window” →“Rectangle”命令， 在图形区域依次选择除大福字以外的所有线条，如图1-16 所示。
图1-16 外形铣削曲线选择
步骤 2 进入“Contour（2D）（外形铣削）”窗口：单击“Done”命 令，显示“Contour（2D）（外形铣削）”对话框，如图1-17 所示。
步骤3 设置“Contour（2D）（外形铣削）”参数：在“Tool parameters （刀具参数）”对话框中，选择φ1 中心钻，并勾选“Rotary axis（旋转轴）”复选框，并设置主轴转速、进给速度等选项，如图1-17 所示的。
步骤4 设置旋转轴参数：单击“Rotary axis”按钮，显示“Rotary axis （旋转轴）”对话框，选中“Axis substitution”（轴的取代）、“Substitute Y axis（取代Y 轴）”和“CW（顺时针）”单选按钮，并在“Rotary diameter （旋转直径）”文本框中输入95（在φ95mm 的圆柱上包裹），如图1-18 所示，单击“OK”按钮，关闭“Rotary axis（旋转轴）”对话框。
图1-17 刀具参数对话框
图1-18 旋转轴对话框
步骤5 设置外形铣削参数：单击“Contour parameters”标签，显示 “Contour parameters（外形铣削参数）”对话框，如图1-19 所示设定相关选项，单击“确定”按钮，关闭“Contour parameters（外形铣削参数）”对话框，即生成如图1-20 所示的刀位轨迹。
图1-19 外形铣削参数对话框
图1-20 外形铣削刀位轨迹
2）创建大福字挖槽刀位轨迹
步骤1 选择大福字线条：单击“MAIN MENU” →“Toolpaths” → “Pocket” →“Window” →“Rectangle”命令，在图形区域窗选大福字所有线条，如图1-21 所示。
图1-21 大福字选择
步骤2 进入“Pocket（Standard）（一般挖槽）”对话框：单击“Done” 命令，显示“Pocket（
Standard）（一般挖槽）”对话框，如图1-22 所示。
步骤3 设置“Pocke（t Standard）（一般挖槽）”参数：在“Tool parameters （刀具参数）”对话框中，选择如图1-22 所示的φ1 中心钻，并勾选“Rotary axis（旋转轴）”复选框，并设置主轴转速、进给速度等选项。
图1-22 刀具参数对话框
步骤1 设置旋转轴参数：单击“Rotary axis”按钮，显示“Rotary axis （旋转轴）”对话框，选中“Axis substitution（轴的取代）”、“Substitute Y axis（取代Y 轴）”和“CW（顺时针）”单选按钮，并在“Rotary diameter （旋转直径）”文本框中输入95（在φ95mm 的圆柱上包裹）如图1-23 所示。
图1-23 旋转轴对话框
步骤5 设定“Pocketing parameter（s 文件传输挖槽参数）”参数：单击“Pocketing parameters”标签，显示“Pocketing parameters（挖槽参数）”对话框， 如图1-24 所示设定相关选项。
步骤6 设定“Roughing/Finishing parameters（粗切/精修 参数）”参 数： 单击“ Roughing/Finishing parameters ” 标签， 显示“Roughing/Finishing parameters（粗切/精修参数）”对话框，如图1-25 所示，设定相关选项，单击“确定”按钮，关闭“Pocket（Standard金属钝化剂）
（一般挖槽）”对话框，即生成如图1-26 所示的刀位轨迹。
图1-24 挖槽参数对话框
图1-25 粗切/精修 参数对话框
图1-26 挖槽铣削刀位轨迹
六、加工仿真
利用Mastercam9.1 软件的加工仿真功能，可以在NC 后置处理生成NC 代码之前进行刀位轨迹进行效验，具体操作步骤如下：
步骤1 进入“Operations Manage（r 操作管理器）”对话框：单击“MAIN MENU” →“Toolpaths” →“Operations”命令，显示“Operations Manager（操作管理器）”对话框，如
图1-27 所示。
图1-27 操作管理器窗口
步骤2 进入加工仿真窗口：在“Operations Manager（操作管理器）” 对话框中，选择所要加工仿真的操作后，单击“Verify”按钮，进入加工仿真窗口，其控制对话框如图1-28 所示。
图1-28 加工仿真窗口
步骤 3 加工仿真设置：单击“Verify”控制对话框中的 按钮，显 示“Verify configuration（加工仿真设置）”对话框，选中“Cylinder”按钮，分别设置毛坯参数，见图1-29 所示。
