基于MasterCAM X6的四轴雕刻加工技术研究

摘要：本文以一实例对mastercam x6软件在数控四轴雕刻加工中的应用进行了研究，详细介绍了从图片的处理到加工仿真的系统操作方法与步骤，解决了四轴雕刻加工编程难度大，软件应用不清晰的难题，提高了加工效率。

关键词：MasterCAM X6 四轴雕刻 刀具路径 仿真

引言

随着数控雕刻技术的不断发展与成熟，在数控机床上进行各种图形和文字的平面雕刻及浮雕技术已不在是难点。但在圆柱体外表面进行四轴雕刻加工仍然存在着编程难点，数控四轴雕刻加工技术的核心是CAD/CAM软件的应用，本文利用MasterCAM X6 软件提供的四轴加工功能，以一实例详细介绍了利用MasterCAM X6软件进行四轴雕刻加工的模型建立与仿真加工的详细过程。

1.雕刻图片的矢量化处理

本文选取四轴雕刻飞龙图片；通常我们拿到的雕刻图片都是以图片形式存在的，如bmp格式，jpg格式等，要想应用MasterCAM X6软件进行四轴雕刻的模型建立与仿真加工，首先要做的是对图片进行矢量化处理，图片的矢量化处理目前主要两种方法：一种是在绘图软件中通过手工绘制书法字体的外轮廓的方法进行；另一种方法就是应用专用的图形矢量化软件进行，如：Raster2Vector、CorelDRAW、Acme Trace ART和 CADRaster等，也可以通过对MasterCAM X6软件中C-Hooks自带Rast2vec.dll模块进行图片矢量化处理，矢量化处理后的图片如图1所示。将矢量化好的图片保存成DXF或DWG格式，以备MasterCAM X6软件调用。

2.四轴雕刻仿真加工操作过程

2.1.矢量图的处理

所有矢量化处理后的图片都必须跟所要加工用的毛坯尺寸符合，本四轴加工采用的毛坯为?100X175的圆柱体棒料，采用的数控加工中心为XYZ+A的控制方式，经计算圆柱体的周长为314mm，为了使加工图片的长度能够旋转到圆柱体的外表面，通过MasterCAM X6软件提供的“转换”功能把图片的尺寸调整到314X175，并且把图片旋转900，使图片的长边能够绕X轴旋转，将飞龙图片进行转化。

2.2.机床的选择

图片调整好后，进行机床的选择，在机床类型中选择铣削四轴机床。机床选择后，进行软件左侧操作管理框里就会出现四轴机床属性菜单，点击材料设置，对加工毛坯的形状和尺寸进行设置，材料设置完成后的图片与毛坯的位置关系如图2所示。

2.3.刀具路径的设置

四轴雕刻加工采用外形铣削，在刀具路径菜单中直接选择外形铣削，在串联对话框中选择窗选，把图片所有的线条全部选择，点确定后出现外形铣削参数对话框。在刀具参数中，刀具类型选择雕刻刀，进给率，主轴转速，下刀提刀速率设置如图3所示。在切削参数设定中，把补正方式，Z轴分层铣削，进退刀参数，贯穿，XY分层切削，毛头等全部关闭取消。在共同参数中对参考高度，进给下刀位置，工件表面和深度进行设置。四轴加工的关键点是对选择轴控制的设置，如图4所示。在旋转轴控制对话框中，选择形式选择替换轴，替换轴选择Y轴，选择方向选择逆时针，旋转直径输入100，把展开取消掉即可完成刀具路径所有参数的设置。之后点击确定即可生成刀具加工路径，如图5所示。

2.4.仿真加工与程序生成

刀具路径生成以后点击软件左侧操作管理框里实体仿真按钮就可以进行仿真加工，仿真加工效果如图6所示。仿真完图形无误后点击生成程序按钮即可生成加工程序，通过传输软件或存储卡传送到数控机床即可进行四轴雕刻零件的加工。

3.结束语

在数控四轴雕刻加工中选择MasterCAM X6软件进行仿真加工与程序生成可以极大的提高加工效率，解决四轴雕刻加工中程序编制困难的难题，本文以一圆柱图像雕刻为例，详细介绍了四轴雕刻图片处理，铣削参数设定，刀具选择和仿真操作过程，仿真完成后即可进行程序的生成与实际数控雕刻加工完成，对实际生产有很强的指导意义。

第一作者简介：杨卓（1975---），女，讲师，机械工程硕士，主要研究方向：机械制造与自动化控制。

第二作者简介：张培彦（1979---），男，大学讲师，机械工程硕士，数控铣床加工技师，主要研究方向：数控铣床及加工中心的加工工艺与CAD/CAM技术。