例4-3：图4-33所示连杆零件，材料为45钢，未注工艺圆角R3mm，拔模斜度5°。假设已知连杆的STEP格式数字模型，要求完成图4-34所示连杆型腔的加工。

图4-33 连杆零件

1.工艺分析与处理

考虑到凹模最小圆角半径仅为R3mm，精铣加工较为困难，因此采用电火花成型加工，将内表面转化为外表面，其加工工艺为：下料→锻造→退火→铣六面→粗铣型腔→电火花型腔加工→型腔抛光→淬火处理→磨分型面。这里仅介绍粗铣型腔以及电火花加工电极的数控加工部分。

2.编程过程

（1）CAD几何模型的准备 按照以上工艺分析可知，数控编程时必须准备两个几何模型。

1）电火花加工电极的几何模型。假设不考虑放电间隙（实际中可通过模型缩放功能实现）。由于连杆型腔为长方体，考虑电加工装夹找正的需要，电极设计出一个长方体底座，其造型过程如图4-35所示，图中第3、4步按各人造型习惯可以合并为一步。

图4-34 连杆型腔

图4-35 电极造型过程

2）连杆型腔的CAD设计。图4-34所示的连杆型腔造型过程为，首先导入连杆模型，然后按图示尺寸构造出一个模体，最后通过布尔切割运算即可获得型腔几何模型。

（2）电火花电极的CAM设计与后置处理 电极加工的工艺规划与参数设置如下：

1）模型的坐标系处理。MasterCAM软件编程时一般将工件坐标系原点与系统绘图原点重合，对于长方体工件，常将工件坐标系原点定义在上表面几何分中处，本例便是这样一个例子，如图4-36所示。图中导入几何模型的绘图原点为分型面上两孔连线中点，通过转换平移将绘图原点移至电极上表面几何分中处。

2）实体模型生成曲面模型。Master CAM软件编程时，常常依据实体表面生成加工轨迹，执行菜单“绘图|曲面|由实体生成曲面”命令进行操作，操作过程略。提取曲面时注意单独建立一个曲面图层。

3）CAM设计。在获得曲面模型后即可进入CAM设计阶段，见表4-2。

图4-36 模型的坐标系平移操作

表4-2 例4-3CAM设计步骤(www.daowen.com)

（续）

4）后置处理。后置处理略，具体可参照图4-25、图4-26和4-30的操作执行。

（3）连杆型腔的CAM设计与后置处理 由于型腔采用电火花成型加工，因此，凹模的型腔加工主要是去除材料，为电火花成型加工做准备，拟留1mm的电加工余量。

1）CAD几何模型的处理。由于连杆造型时系统的坐标原点定在分型面上两圆心连线的中点，而长方体数控加工时的工件坐标系常取在工件上表面分中处，而且数控编程时要用到实体表面模型以及分型面处的轮廓线，因此，编程前先做好这些工作。其操作如图4-37所示。注意功能键F9可切换系统坐标系的显示与隐藏。

2）CAM设计。型腔的CAM设计步骤如下：

①进入铣削模块。

图4-37 坐标系平移与实体表面及轮廓线的生成操作

②构建素材（毛坯）。用边界盒方式创建毛坯。

③型腔粗铣。选用曲面高速刀具路径下的中心除料粗加工刀具路径，窗选整个型腔，以分型面上的轮廓线为加工边界范围，从刀库中选择ϕ12mm平底铣刀，刀具号与刀补号均设为1，主轴转速为1000r/min，进给速度为100mm/min，逆铣，深度分层为1.2mm，XY步进量45%，壁边与表面预留量为1.0mm，螺旋下刀，参考点（0，80，100）。刀具路径和仿真加工验证如图4-38a所示。

④型腔半精铣。将上述刀具路径复制一个，修改刀具路径为残料粗加工，从刀库中选择ϕ6mm圆角铣刀，圆角半径为2mm，修改刀具号与刀补号为2，修改主轴转速为1500r/min，逆铣，深度分层为1mm，XY步进量最小为1.0mm、最大为2.0mm，其余维持原设置。刀具路径和仿真加工验证如图4-38b所示。

图4-38 型腔的CAM设计

a）粗铣型腔 b）半精铣型腔

说明：此型腔加工列举了两步操作，就电火花成型加工而言，型腔铣削加工主要是为了缩短电加工时间，减少电极损耗，提高加工精度。因此，实际中一般均采取先切削加工去除大部分材料，然后再电火花成型加工的工艺方法。本例若进行第一步的中心除料粗加工后基本满足电火花成型的要求，只是局部余量较大，这时电极损耗会增大，多件加工时对电极的精度有一定的影响。因此，实际生产中是否采用两次加工是较为灵活的。

3）后置处理。与前述基本相同，此处略。