張浩浩

摘要：MasterCAM中利用Add-ins菜單中的Fplot*功能，建立曲線方程，繪制機(jī)械設(shè)計(jì)中常用的復(fù)雜曲線；通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆頭的實(shí)體造型過(guò)程的介紹，為使用者提供有益的借鑒。

關(guān)鍵詞：MasterCAM Fplot*功能 繪制復(fù)雜曲線

1 概述

機(jī)械設(shè)計(jì)中常用的非圓曲線，包括橢圓、雙曲線、拋物線、漸開線等。在MasterCAM軟件中只要輸入曲線的函數(shù)方程，即可繪出曲線圖形。下面就以繪制標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆頭為例介紹非圓曲線的繪制和造型方法。

2 鉆頭曲線

鉆頭有兩道螺旋槽，為4條不同的螺旋線，為了保證鉆頭必要的剛性和強(qiáng)度工作部分的鉆芯直徑向柄部方向遞增，也就是鉆芯增量，一般為每100mm長(zhǎng)度范圍內(nèi)鉆芯直徑增加1.4mm，鉆頭的橫刃長(zhǎng)度一般為鉆頭直徑的1/10。

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圖1 鉆頭的組成

3 利用Add-ins菜單中的Fplot*功能繪制曲線

Fplot*是MasterCAM軟件一個(gè)繪制復(fù)雜曲線、曲面的工具，它采用C語(yǔ)言形式編制程序來(lái)繪制各種曲線、曲面。

求出繪制曲線的方程式，在桌面上新建一個(gè)txt文件，根據(jù)方程式編寫繪圖程序，在該文件中編寫完程序后保存，再把該文件的后綴名改為EQN即可。以直徑50mm的鉆頭為例，介紹鉆頭的造型步驟，鉆頭4條不同的螺旋線方程式見表1。

step_var1=θ 設(shè)置變量名稱θ

step_size1=10 一個(gè)步距的尺寸為10

lower_limit1=0 設(shè)置變量下限為0

upper_limit1=360 設(shè)置變量上限為360

geometry=sp lines 生成圖形形狀為樣條線

angles=degrees 角度采用度為單位

origin=0，0，0 曲線的定位點(diǎn)（原點(diǎn)）

r=50 鉆頭直徑

x= r *cos（θ） 定義函數(shù)

y= r *sin（θ）

z=ω*θ

①在桌面建立4個(gè)txt文件，把表1中的4個(gè)螺旋線方程式分別輸入到txt文件中，并命名為螺旋線1、螺旋線2、螺旋線3、螺旋線4。

②打開MasterCAM軟件中的Fplot*，點(diǎn)擊Fplot*子菜單中的Get eqn（讀取已有函數(shù)），點(diǎn)擊Fplot*子菜單中的Plot it（繪制），第1條螺旋線就已經(jīng)繪制完成；接著在點(diǎn)擊Fplot*子菜單中的Get eqn，找到保存在桌面上的螺旋線2.EQN文件，繪制出第2條螺旋線。注意繪制第2、3、4條螺旋線時(shí)不能離開Fplot*子菜單，應(yīng)該做完4條螺旋線后才能返回上一級(jí)菜單。（見圖2）

③螺旋線1、4為一對(duì)鉆頭螺旋槽界限，螺旋線2、3為另外一對(duì)鉆頭螺旋槽界限，由于鉆芯增量的存在，鉆頭螺旋槽直徑是不斷變化的，本例變量為10mm，橫刃長(zhǎng)度一般為鉆頭直徑的1/10，本例畫出第一層圓弧的直徑為28.44mm，第二層圓弧的直徑為28.58mm，第三層圓弧的直徑為28.72mm，每上升一層圓弧直徑增加0.14mm，以此類推。（見圖3、圖4）

4 鉆頭的造型

①圓弧繪制完成后，利用MasterCAM中Coons功能作出螺旋槽曲面，然后生成實(shí)體。

②生成以鉆頭直徑尺寸大小為直徑的圓柱實(shí)體。

③利用MasterCAM中實(shí)體中Boolean運(yùn)算Remove實(shí)體裁剪功能得到鉆頭基本實(shí)體造型，（見圖5）鉆頭棱邊和鉆頭頂部造型利用Solids中的Sweep功能對(duì)圓柱實(shí)體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切除。

5 結(jié)語(yǔ)

MasterCAM中Add-ins子菜單里Fplot*繪圖功能是采用函數(shù)式繪制圖形，使用者在文本文檔中寫好曲線的函數(shù)式，用Get eqn調(diào)入該文件，可繪制出非圓形狀的、復(fù)雜的曲線或曲面。

參考文獻(xiàn)：

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