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文档简介
四川科技职业学院毕业设计(论文) 第V页毕业设计题目:浅谈UG在数控编程中的应用学 院 机电工程学院 年 级 08级 专 业 数控 学 号 学生姓名 指导教师 2011 年 3 月毕业设计(论文)鉴定表院 系 机电工程学院 专 业 数控 年 级 08级 姓 名 题 目 浅谈UG在数控编程中的应用 指导教师评 语 过程得分: (占总成绩20%)是否同意参加毕业答辩 指导教师 (签字)答辩教师评 语 答辩得分: (占总成绩80%) 毕业论文总成绩 等级: 答辩组成员签字 年 月 日毕业设计(论文)任务书班 级 08级数控6班 学生姓名 学 号 发题日期: 2010年 11 月 12 日 完成日期: 2011年2月24日 题 目 浅谈UG在数控编程中的应用 1、本论文的目的、意义 以实际产品为主线,培养学生实际操作的能力。了解三维造型软件的用户界面及功能,熟练运用三维造型软件进行绘图,掌握三维造型软件在数控自动编程中的应用。巩固学生对UG软件、仿真软件等的综合应用能力 。 2、学生应完成的任务 1.根据所选定的题目要求利用UG进行造型设计; 2.确定数控加工的工艺方案;3.根据工艺方案的步骤进行刀具程序的编制及后处理 3、论文各部分内容及时间分配:(共 20 周)第一部分编写摘要及第一章绪论 ( 4 周) 第二部分编写第二章数控编程基础 ( 3 周) 第三部分编写点位、平面、固定轴轮廓加工共3章 ( 4 周)第四部分编写第六章实例讲解 ( 1 周) 第五部分对整个论文进行检查修改直至合格 ( 6 周)评阅及答辩 ( 周)备 注 指导教师: 年 月 日审 批 人: 年 月 日摘 要随着数控技术的发展,数控技术给传统制造业带来了革命性的变化,制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,它对一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。随着科技的发展,数控技术也在不断的发展更新,现在数控技术也称计算机数控技术,加工软件的更新快,CAD/CAM、UG 、 PRO/E的应用是一项实践性很强的技术。UG是当今世界上最先进且高度集成的CAD/CAM/CAE高端软件之一,是美国UGS公司研发的,他广泛应用于机械、汽车、航空航天、家电、电子以及化工各个行业的产品设计和制造领域。 UG在工业设计中,具有自由形状建模、分析表面连续性、颜色、材料、结构、照明和工作室效果等功能,并通过开发环境将设计与其他领域知识集成在一起。在数控编程解决方案方面,有集成的刀具路径切削和机床运动仿真、后处理程序、车间工艺文档以及制造资源管理等。UG提供了一个完整NC编程系统所需的一切组件,包括钻孔、车削、2-5轴铣削、线切割、基于特征的加工一整套刀具路径处理器、后处理器建造和编辑工具和全面的三维机床仿真。UG不仅可以接受本系统生成的CAD数据,而且它提供多种数据转换格式,处理任何第三方CAD系统所生成的数据。本论文将以最新版本的NX5.0中文版为例,详细阐述UG加工模块的三轴铣削数控编程技术。论文将详细介绍UG的数控编程流程、重点部分还会有实例加以说明。关键词: UG5.0;编程;后处理;实际应用;数控加工目录第一章 绪论11.1 选题背景11.2 选题意义2第二章 NX5数控编程基础32.1概述32.2 编程流程32.3 加工环境42.4 编程界面简介52.5 加工操作导航器介绍62.6 编程前的参数设置62.7 刀具路径的显示及检验14第三章 点位加工的数控编程163.1 概述163.2 循环类型173.3 点位加工的参数及几何体17第四章 平面加工的数控编程184.1 概述184.2 平面铣的几何体及主要参数19第五章 固定轴轮廓加工的数控编程215.1 概述215.2 固定轴轮廓加工的几何体225.3 固定轴轮廓加工的主要切削参数22第六章 模具零件的数控编程实例246.1 初始参数设定246.2 创建刀具246.3 创建粗加工操作256.4 创建半精加工操作276.5 创建等高加工操作296.6 创建固定轴轮廓加工操作306.7 创建清根加工操作316.8 模拟刀轨及后处理33结 论36致谢37参考文献38四川科技职业学院毕业设计(论文) 第38页第一章 绪论1.1 选题背景UG(Unigraphics NX)是UGS公司出品的一个产品工程解决方案,它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。Unigraphics NX针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求,提供了经过实践验证的解决方案。来自UGS PLM的NX使企业能够通过新一代数字化产品开放系统实现向产品全生命周期管理转型的目标。NX包含了企业中应用最广泛的集成应用套件,用于产品设计、工程和制造全范围的开发过程。NX是UGS PLM新一代数字化产品开发系统,它可以通过过程变更来驱动产品革新。NX独特之处是其知识管理基础,它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润。NX可以管理生产和系统性能知识,根据已知准则来确认每一设计决策。NX建立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验基础之上,这些解决方案可以全面地改善设计过程的效率,削减成本,并缩短进入市场的时间。通过再一次将注意力集中于跨越整个产品生命周期的技术创新,NX的成功已经得到了充分的证实。这些目标使得NX通过无可匹敌的全范围产品检验应用和过程自动化工具,把产品制造早期的从概念到生产的过程都集成到一个实现数字化管理和协同的框架中。NX为那些培养创造性的产品技术革新的工业设计和风格提供了强有力的解决方案。利用NX建模,工业设计师能够迅速地建立和改进复杂的产品形状,并且使用先进的渲染和可视化工具来最大限度地满足设计概念的审美要求。产品设计NX包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。NX具有高性能的机械设计和制图功能,为制造设计提供了高性能和灵活性,以满足客户设计任何复杂产品的需要。NX优于通用的设计工具,具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用塑料设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序。仿真、确认和优化NX产品开发解决方案完全支持制造商所需的各种工具,可用于管理过程并与扩展的企业共享产品信息。NX与UGS PLM的其他解决方案的完整套件无缝结合。这些对于CAD、CAM和CAE在可控环境下的协同,产品数据管理、数据转换、数字化实体模型和可视化都是一个补充1.2 选题意义在学习了数控加工工艺与编程机械制造基础NX5.0数控编程精解与实例CAD/CAM应用技术数控机床及编程等课程后,为了将所学的知识应用于实际中,加深对知识的掌握程度,提升自身的实际工作能力,故选取浅谈UG在数控编程中的应用的课题,综合所学知识,解决出现的问题,完成设计。本课题主要内容是UG的编程与后处理等,完成对零件的加工编程任务。通过此次课题,可以学习到很多基于加工和工艺方面的编程知识,为以后工作打下基础。第二章 NX5数控编程基础2.1概述 NX原名Unigraphics,简称UG,现在人们习惯称其为UG,是当今世界上最先进的高端CAD/CAID/CAM/CAE主流软件、功能集成最成功的软件之一,它的【加工】应用模块是目前世界上最高效、功能最强大的自动数控编程工具,广泛应用于航空、汽车、电子电器、日用消费品等行业,可以实现对极其复杂零件和特殊零件的数控加工。 NX5的【加工】应用模块提供数控钻铣、数控铣削、数控线切割、数控车削和高速加工的数控编程能力。根据机床主轴是否可变,NX5的铣削应用提供了固定轴铣和可变轴铣两种数控编程。NX5加工的几何对象可以是点、线、片体和实体,这些数据既可以是由本系统生成,也可以是由其他任何CAD系统生成而通过各种数据转换格式如Iges、Stpe、Parasolid导进本系统而得。NX5对加工实体数据有很多优点。本论文主要阐述铣削应用中的固定轴铣数控编程功能,适用于编写三轴联动数控加工的NC数控编程,如数控钻孔加工、三轴数控铣加工。 2.2 编程流程应用NX5进行数控编程时,可以归纳为以下8个步骤。 第一步:加工零件的几何模型准备。NX5数控编程的加工几何体对象,既可以是NX系统生成的,也可以是有任何其他CAD系统生成的 第二步:加工工艺路线的制定,在实际开始加工环境的初始化之前,编程员要确定加工工件的材料、刀具的材料与参数、加工机床特征、工件的装夹等因素,制定适合生产标准的加工工艺和加工路线图。 第三步:加工环境的选择。NX5为满足不同用户的需求提供了通用和专用的加工配置,选着不同的加工配置,将会决定能够使用什么样的模板来编写刀轨。 第四步:父级组的创建及其参数的设定。编程员可以在父级组中设置正确的机床坐标系和安全平面高度,以及工件余量、进给速率等公共参数,这些参数可以向下一级的组或操作传递,这样可以大大优化编程步骤,减少重复的任务,从而提高编程效率。 第五步:加工操作的创建及参数的设定。根据各个操作的用途,还有工件材料、刀具材料、机床运动特征等因素,选择合适的操作类型和切削方法,确定合理的切削深度、刀具进退刀移动、刀具转速和进给率等切削参数。 第六步:刀轨的产生与校核。由于数控加工设备价格昂贵、工件材料和刀具材料的成本相当高,为了避免因出错而带来的严重后果,通常在刀轨后处理成为NC程序前,都要对刀轨进行虚拟切削和过切检查。 第七步:刀轨的后处理。刀轨是由一系列的刀具定位点数据和机床命令组成,俗称内部刀具路径,机床无法直接读取刀轨数据并执行加工,因此,需要应用特定的后处理器,把刀轨翻译成为NC指令后,才能被机床和控制系统识别。第八步:加工工艺卡的制作。现代加工对岗位分工越来越细,一般的,数控编程和操作机床不是由同一个人来完成的,为有效进行沟通和通信,需要编写数控加工工艺卡。这个环节既可以有编程员手工制作,也可以由系统自动完成。2.3 加工环境当第一次进入编程界面时,会弹出加工环境对话框,如图2-1所示。在加工环境对话框中选择加工方式,然后单击按钮即可正式进入编程主界面。图2-1 加工环境对话框q 平面加工:主要加工模具或零件中的平面区域。q 轮廓加工:根据模具或零件的形状进行加工,包括型腔铣加工、等高轮廓铣加工和固定轴区域轮廓铣加工等。q 点位加工:在模具中钻孔,使用的刀具为钻头。q 线切割加工:在线切割机上利用铜线放电的原理切割零件或模具。q 多轴加工:在多轴机床上利用工作台的运动和刀轴的旋转实现多轴加工。2.4 编程界面简介首先打开要进行编程的模型,然后在菜单条中选择开始/加工命令或按Ctrl+Alt+M组合键即可进入编程界面,如图2-2所示。q 菜单条工具条:包含了文件的管理、编辑、插入和分析等命令。q 标准工具条:包含了打开所有模块、新建文件或打开文件、保存文件和撤销等操作。q 视图工具条:包含了产品的显示效果和视角等命令。q 加工创建工具条:包含了创建程序、创建刀具、创建几何体和创建操作4种命令。q 加工操作工具条:包含了生成刀轨、列出刀轨、校验刀轨和机床仿真4种命令。q 程序顺序视图工具条:包含了程序顺序视图、机床视图、几何视图和加工方法视图。q 分析工具条:包含了所有分析模具的大小、形状和结构的功能。图2-2 编程界面2.5 加工操作导航器介绍在编程主界面左侧单击操作导航器按钮,即可在编程界面中显示操作导航器,如图2-3所示。在操作导航器中的空白处单击鼠标右键,弹出右键菜单,如图2-4所示,通过该菜单可以切换加工视图或对程序进行编辑等。 图2-3 操作导航器 图2-4 右键菜单2.6 编程前的参数设置UG编程时,应遵循一定的编程顺序和原则。在工厂里,编程师傅习惯首先创建加工所需要使用的刀具,接着设置加工坐标和毛坯,然后设置加工公差等一些公共参数。希望UG编程初学者能像这些编程师傅一样养成良好的编程习惯。 2.6.1 创建刀具打开需要编程的模型并进入编程界面后,第一步要做的工作就是分析模型,确定加工方法和加工刀具。在加工创建工具条中单击创建刀具按钮,弹出创建刀具对话框,如图2-5所示;在名称文本框中输入刀具的名称,接着单击按钮,弹出刀具参数对话框;输入刀具直径和底圆角半径,如图2-6所示;最后单击按钮。 图2-5 创建刀具对话框 图2-6 刀具参数对话框2.6.2 创建几何体几何体包括机床坐标、部件和毛坯,其中机床坐标属于父级,部件和毛坯属于子级。在加工创建工具条中单击创建几何体按钮,弹出创建几何体对话框,如图2-7所示;在创建几何体对话框中选择几何体和输入名称,然后单击按钮,即可创建几何体。强调:上述创建几何体的方法很容易使初学者混淆机床坐标与毛坯的父子关系,而且容易产生多层父子关系,所以建议不要采用这种方法创建几何体。图2-7 创建几何体对话框1创建机床坐标(1)首先,在编程界面的左侧单击操作导航器按钮,使操作导航器显示在界面中。(2)在操作导航器中的空白处单击鼠标右键,然后在弹出的快捷菜单中选择几何视图命令,如图2-8所示。 图2-8 切换加工视图(3)在操作导航器中双击图标,如图2-9所示,弹出机床坐标系对话框;接着设置安全距离,如图1-16所示;然后单击CSYS对话框按钮,弹出CSYS对话框,如图2-10所示;然后选择当前坐标为机床坐标或重新创建坐标;最后单击按钮两次。双击图标 图2-8 双击图标 图2-9 设置安全距离 图2-10 选择或设置坐标2指定部件双击图标,弹出Mill Geom对话框,如图2-11所示;在Mill Geom对话框中单击指定部件按钮,弹出部件几何体对话框,如图2-12所示;然后选择部件或单击按钮;最后单击按钮。双击图标 图2-11Mill Geom对话框 图2-12部件几何体对话框3指定毛坯在MillGeom对话框中单击指定毛坯按钮,如图2-13所示;弹出部件几何体对话框,如图2-14所示;然后选择部件或单击按钮;最后单击按钮两次。 图2-13 Mill Geom对话框 图2-14 部件几何体对话框2.6.3 设置余量 及公差加工主要分为粗加工、半精加工和精加工3个阶段,不同阶段其余量及加工公差的设置都是不同的,下面介绍设置余量及公差的方法。(1)在操作导航器中单击鼠标右键,然后在弹出的快捷菜单中选择加工方法视图命令,如图2-15所示。 图2-15 切换视图(2)在操作导航器中双击粗加工公差图标,弹出Mill Method对话框;然后设置部件的余量为0.5,内公差为0.05,外公差为0.05,如图2-16所示,最后单击按钮。图2-16 设置粗加工余量及公差(3)设置半精加工和精加工的余量和公差,结果如图2-17和图2-18所示。 图2-17 半精加工余量及公差 图2-18 精加工余量及公差2.6.4 创建操作创建操作包括创建加工方法、设置刀具、设置加工方法和参数等。在加工创建工具条中单击创建操作按钮,弹出创建操作对话框,如图2-19所示。首先在创建操作对话框中选择类型,接着选择操作子类型,然后选择程序名称、刀具、几何体和方法。 图2-19 创建操作对话框在创建操作对话框中单击按钮即可弹出新的对话框,从而进一步设置加工参数。下面以图形的方式详细阐述最常用的几种操作子类型,如表2-1所示。表2-1 常用的操作子类型及说明序号操作子类型加 工 范 畴图 解1面铣加工 (face-milling)适用于平面区域的精加工,使用的刀具多为平底刀2表面加工 (planar-mill)适用于加工阶梯平面区域,使用的刀具多为平底刀续表 序号操作子类型加 工 范 畴图 解3型腔铣 (cavity-mill)适用于模坯的开粗和二次开粗加工,使用的刀具多为飞刀(圆鼻刀)4等高轮廓铣 (zlevel-profile)适用于模具中陡峭区域的半精加工和精加工,使用的刀具多为飞刀(圆鼻刀),有时也会使用合金刀或白钢刀等5固定轴区域轮廓铣(contour-area)适用于模具中平缓区域的半精加工和精加工,使用的刀具多为球刀2.7 刀具路径的显示及检验生成刀路时,系统就会自动显示刀具路径的轨迹。当进行其他操作时,这些刀路轨迹就会消失,如想再次查看,则可先选中该程序,再单击鼠标右键,然后在弹出的快捷菜单中选择重播命令,即可重新显示刀路轨迹,如图2-20所示。编程初学者往往不能根据显示的刀路轨迹判别刀路的好坏,而需要进行实体模拟验证。在加工操作工具条中单击校验刀轨按钮,弹出刀轨可视化对话框,接着选择2D动态选项卡,然后单击播放按钮,系统开始进行实体模拟验证,如图2-21所示。 图2-20 重播刀路选择程序图2-21 实体模拟验证 第三章 点位加工的数控编程3.1 概述在NX5 CAM中,点位加工包括钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、点焊等加工操作,使用 “Drill”加工模板,可以编写这些加工的数控程序。点位加工既用于孔的粗加工,也可用于精加工。3.1.1点位加工操作的一般创建步骤一般地,创建点位加工时都遵循以下步骤。步骤1:模型准备。工件几何体模型可以由NX系统生成,也可以是任何其他系统生成的几何数据,几何体的数据类型可以是点、圆弧或实体模型中的孔。步骤2:初始化加工环境。一般地,指定【CAM会画配置】为 “cam-general”、【CAM设置】为 “Drill”。步骤3:编辑和创建父级组。包括程序组、刀具、几何体组、加工方法组,在默认情况下,系统已生成各个父级组,用户可以根据实际情况决定是否需要创建新的父级组,但无论如何,用户都应生成刀具、指定机床坐标系和安全平面。步骤4:创建点位加工操作。指定合适的加工模板、子操作和父级组,输入操作名字。步骤5:指定循环类型及参数。根据不同的循环类型设置合理参数。步骤6:指定点位加工几何体。使用各种方法指定点位,确认是否需要优化点位钻削顺序、设置避让移动和指定部件表面或者钻孔底面。步骤7:设置主轴转速和进给。或者直接设置主轴转速和进给,或者调用库的参数。步骤8:指定刀具号及补偿寄存器。如果没有应用自动换刀功能,此步骤可以省略。步骤9:编辑刀轨的显示。步骤10:刀轨的生成与确认。3.1.2 点位加工的子操作类型根据点位加工的用途不同,系统提供了多个点位加工的子操作以满足各种加工的需要。不同的子操作适合于不同类型的点位加工,但创建的步骤和参数是基本相同的。3.2 循环类型在点位加工操作的对话框中,系统提供了14种循环类型,这些循环类型可以分为3类:无循环、GOTO循环和CYCLE循环。3.3 点位加工的参数及几何体3.3.1点位加工的参数 在使用标准循环类型时,系统要求输入循环参数,循环类型不同,所要定义的循环参数也会不同,但大部分的参数是相同的。深度:在【Cycle】对话框中,选择【Depth-模型深度】将弹出【cycle深度】对话框进给率:在【Cycle参数】对话框中,选择【进给率-250.0000】将弹出【Cycle进给率】对话框,它允许设置循环钻削时的进给率值和单位。停留时间【Dwell】:在【Cycle参数】对话框中,选择【Dwell-关】将弹出【cycle dwell】对话框。步进量(Step值):在【Cycle参数】对话框中,选择【Step值-未定义】选项将弹出步进量对话框。它允许设置每次钻孔的深度值。3.3.2通用参数1最小安全距离在点位加工操作的界面中,有一个【最小安全距离】选项,该距离是指从钻孔点位置沿刀具轴方向指定的长度。早默认情况下,刀具将从高高度处以【剪切】进给速度切入工件进行钻削加工,当完成一个步进量或到达孔深后,刀具将以【退刀】进给速度退回到【最小安全距离】高度2深度偏置在点位加工操作界面中,【深度偏置】区提供了【通孔安全距离】和【盲孔余量】两个选项,【通孔安全距离】是指刀具肩部穿过底面的距离,仅当深度循环参数指定为【穿过底面】时才有效,而【盲孔余量】是指盲孔底部的剩余材料量,即孔底面与刀尖的距离,仅当深度循环参数指定为【刀尖深度】和【至底面】时才有效。第四章 平面加工的数控编程4.1 概述通常,平面加工操作仅适合于加工平面类工件,既适合于面法向与刀轴平行的那些工件平面,不管给的侧壁。如果工件侧壁是曲面或者是斜面,一般不适合用平面加工操作。平面加工操作中,切除的材料量等于毛坯边界所定义的材料量减去部件边界所定义的材料量,如图4-1所示。如果没有毛坯边界就用部件边界定义材料量。平面加工操作产生的刀轨以层状方式切除这些材料,即是,每一层的刀轨(切削层)都是位于垂直于刀轴的平面内,从上到下,完成一个切削层后再进入下一个切削层切削,直至到达最大深度处。所以,平面加工的实质就是两轴半加工。平面加工操作既可用于粗加工,也可以用为半精加工和精加工。一般的,【平面铣】操作更适合于进行复杂平面类零件的粗加工,而【面铣削】就比较适合于底平面的半精加工和精加工。4.1.1平面加工操作的一般创建步骤 (1)在操作导航工具中创建程序、刀具、几何、加工方法节点;(2)在创建操作对话框中指定操作类型为mill planar;(3)在创建操作对话框中指定操作子类型为planar-Mill;(4)在创建操作对话框中指定程序、刀具、几何、加工方法节点;(5)在创建操作对话框中指定操作名称;(6) 单击创建操作对话框中的应用按钮进入平面铣操作对话框;(7)如果未在共享数据中定义的几何,在平面铣操作对话框定义;(8)定义平面铣操作对话框中的参数;(9)单击平面铣操作对话框中的生成按钮生成刀轨。4.1.2 平面加工的子操作类型 根据平面加工的用途不同,系统提供平面加工的多个子操作以满足各种各样的加工的需要。例如表面区域铣、面铣削、表面手工铣、平面铣削、平面轮廓铣、跟随工件铣、往复粗铣、单向粗铣、精铣侧壁、精铣底面等,不同的子操作适合于不同类型的平面加工,但创建的步骤和参数基本相同。在平面加工的所有字操作中,【平面铣】操作是基础操作。其他子操作基本是由【平面铣】操作演变而来的,它们的对话框界面也是相似的。4.1.3 平面加工的刀具 在不同情况下应用平面加工使用的刀具形状也不相同,最常用的刀具有立铣刀、球铣刀、面铣刀、T形刀、螺纹铣刀等。4.2 平面铣的几何体及主要参数4.2.1平面铣的几何体在平面铣操作中,刀具所要切削的材料量由边界来定义,通过边界指定了刀具切削移动的区域,而这些区域可由一个或多个边界组合构成。在平面加工中,边界可用做部件边界、毛坯边界、检查边界和修剪边界,虽然边界的应用很广,但它具有共同的特征。.边界的应用(1)部件边界部件边界用来定义刀具理论切削的集合形状区域,如果没有指定毛坯几何体,部件边界将与底面共同确定刀具的切削量。(2)毛坯边界毛坯边界用来定义刀具切削前工件的几何形状,它通常与部件边界一起共同确定刀具的切削区域。(3)检查边界检查边界用来定义刀具要避免切削的区域,例如,应用检查边界可以用来定义固定工件的家具。(4)修剪边界修剪边界用来修剪去一部分切削区域,修剪边界修剪了边界外的所有加工区域。4.2.2 平面铣削的主要参数 平面铣削的切削参数在【平面铣】操作的【刀轨设置】区,单击【切削参数】图标,将弹出【切削参数】对话框,可以设置各种切削参数,包括切削顺序、余量等。(1)切削角【自动】【用户定义】【最长的线】(2)清除岛屿与侧壁【图样方向】【岛清理】【壁清理】注:【岛清理】选项仅当使用【更随周边】和【轮廓加工】切削模式时,才有效;【壁清理】选项仅当使用【往复】【单向】【更随周边】切削模式时,才有效。(3)添加精割刀具(4)毛坯距离(5)区域排序【标准】【优化】【更随起点】【更随预钻点】(6)开放刀路【保持切削方向】【变换切削方向】(7)跨空区域【更随】【剪切】【移刀】(8)未切削区域第五章 固定轴轮廓加工的数控编程5.1 概述固定轴轮廓加工中,先由驱动几何体产生驱动点,并按投影方向投影到部件几何体上,得到投影点,刀具在该点处与部件几何体接触,故又称为接触点,然后系统根据接触点位置的表面曲率半径、刀具半径等因素,计算得到刀具定位点。最后,当刀具在部件几何体表面从一个接触点移动到下一个接触点,如此重复,就形成了刀轨,这就是固定轴轮廓加工刀轨产生的原理。根据固定轴轮廓加工刀轨的产生原理,固定轴轮廓加工的刀轨很大程度上取决于由驱动几何体产生的驱动点和投影方式,用户应该根据工件的特点和工艺要求,选择合理的驱动方法。固定轴轮廓加工时,刀具始终接触工件表面,因此,固定轴轮廓加工操作仅适合于半精加工和精加工。5.1.1固定轴轮廓加工操作的一般创建步骤创建固定轴轮廓加工操作的一般步骤如下:步骤1:准备模型。工件几何体模型可以由,NX系统生成,也可以是任何其他系统生成的几何数据,几何体的类型可以是任意曲线、片体、实体模型和小平面几何体。步骤2:初始化加工环境。指定【CAM会话配置】为“cam-general”、【CAM设置】为“mill-contour”。步骤3:编辑和创建父级组。包括程序组、刀具、几何体组、加工方法组,在默认情况下,系统已生成各个父级组,用户应该根据实际情况决定是否需要创建新的父级组,但无论如何,用户都应该生成刀具、指定机床坐标系和安全平面。步骤4:创建固定轴轮廓加工操作。指定合适的加工模板、子操作和父级组,输入操作名字。步骤5:指定各种几何体。实体加工有自动防过切作用,所以尽可能的选择实体进行加工。步骤6:指定驱动方法及其相应参数。根据工件的形状和加工工艺要求,选择合适的驱动方法,并指定驱动几何体、刀具位置、切削步距等参数。步骤7:设置切削移动参数。根据加工工艺要求,设置合理的切削参数。步骤8:设置非切削移动参数。根据加工工艺要求,设置合理的进刀、退刀和横越移动等非切削参数。步骤9:设置主轴转速和进给。或者是直接设置主轴转速和进给,或者是调用库德参数。步骤10:指定刀具号及补偿寄存器。步骤11:编辑刀轨的显示。步骤12:生成和确认刀轨。5.1.2 固定轴轮廓的子操作类型根据固定轴轮廓加工的用途不同,系统提供固定轴轮廓加工的多个字操作以满足各种加工的需要,不同的子操作适合于不同类型的固定轴轮廓加工,但创建的步骤和参数基本相同的。5.1.3 固定轴轮廓加工的刀具在不同情况下应用固定轴轮廓加工,需要使用的刀具形状也不相同。大多数场合,从加工质量角度上考虑,工件中的曲面精加工大都是应用球头刀来完成的。在某些特殊的场合,也需要创建其他类型的刀具。5.2 固定轴轮廓加工的几何体如下图所示是固定轴轮廓加工子操作的几何体类型,其中【固定轴轮廓】操作的几何体类型包括部件几何体、检查几何体、切削区域和修剪边界,这与【深度加工轮廓】是完全相同的,而【轮廓3D】操作的几何体类型则与【平面铣】的操作相同,包括部件边界、毛坯边界、检查边界和修剪边界。5.3 固定轴轮廓加工的主要切削参数在【固定轴轮廓】操作的【刀轨设置】区,单击【切削参数】图标,将弹出【切削参数】对话框,驱动方法不同,切削参数选项也会不同。1. 在凸角上延伸在【切削参数】对话框中的【策略】选项卡,【在凸角上延伸】选项允许用户控制在跨越内部尖角边缘时的刀轨。当关闭该选项检查符时,刀具将“滚过”这些边缘,好像刀具“停留”在尖角边缘上,当打开该选项检查符时,刀轨将延伸直到刀具与尖角点具有相同的高度,然后做水平移动,越过尖角边缘后,再继续切削,这样可防止刀具停留在这些边缘上。2. 文本深度在【切削深度】对话框中的【策略】选项卡,【文本深度】选项允许用户设置文本的切削深度,该深度值是部件几何体沿法向相反方向偏置的距离。3. 部件余量偏置在【切削参数】对话框中的【多条刀路】选项卡,【部件余量偏置】选项允许用户在【部件余量】的基础上再设置附加的余量,使得在多重深度切削时,刀具将在该偏置厚度处开始切削。4.多重深度切削在【切削参数】对话框中的【多条刀路】选项卡,【多重深度切削】选项允许用户控制是否对部件几何体表面的材料进行分层切削,需要切除的材料量由【部件余量偏置】参数定义。每一层的刀轨是通过偏置部件几何体来计算各自的接触点,而不是简单的平移和复制。每个切削层的深度由【步进方法】进行设置,包括【增量】和【刀路】两种方法。5.过切时在【切削参数】对话框中的【安全设置】选项卡,【检查几何体】参数区提供【过切时】选项允许用户指定当刀具干涩检查几何体时的处理方法,当刀具干涩检查几何体时,可以选择【警告】、【跳过】、【退刀】三种处理方法。 第六章 模具零件的数控编程实例6.1 初始参数设定1.进入加工模块,初始化加工环境,选择“mill contour”进入加工环境。2.选择“加工导航器”中的“几何视图”在左侧“操作导航器”栏选择坐标系设置“MCS_MILL”,指定坐标系原点为工件正中央,在间隙设置里指定安全平面,选择工件上表面,设定偏置为15。如图所示:3.选择“WORKPIECE”打开,指定部件为加工几何体,指定毛坯为毛坯几何体,指定材料为CARBON STEEL,单击显示图标。如图所示: 6.2 创建刀具1.在插入工具条中点创建刀具按钮,在刀具类型中选择第一个立铣刀图标,输入刀具名称“D20”,在铣刀参数中选择“5-参数”,直径设置为20mm,长度设置为166mm,刀刃长度设置为100mm,刀刃数为2,刀具号设置为1。如图所示: 同理,创建其余刀具:分别是D10、D10R0.5、D10R5。D10刀具参数:直径10mm,长度150mm,刀刃长度100mm,刀刃数3,刀具号为2D10R0.5刀具参数:直径10mm,长度125mm,刀刃长度55mm,刀刃数2,刀具号为3D10R5刀具参数:直径10mm,长度130mm,刀刃长度11mm,刀刃数2,刀具号为46.3 创建粗加工操作在加工导航器中切换到“加工方法视图”,在操作导航器中选择MILL_ROUGH,右键弹出菜单,选择插入操作,在类型中选择mill contour,在操作子类型中选择第一个型腔铣CAVITY_MILL,程序设置PROGRAM,刀具设置D20,几何体设置WORKPIECE,方法MILL_ROUGH,确定进入型腔铣对话框。在刀轨设置里切削模式选择“跟随周边”,步距恒定,距离为5mm,全局每刀深度3mm。如图所示: 编程基本参数表参 数参 数 值参 数参 数 值刀具材料硬质合金进给速度200刀具类型端面铣刀主轴转速800刀具刃数2公 差0.03刀具直径20切削步距5刀具半径10切削深度3圆角半径/加工余量侧壁1快进速度5000底面0打开“切削参数”按钮,在“策略”选项卡里选择“切削方向”为顺铣,“切削顺序”为深度优先,“图样方向”向内;在“余量”选项卡里设置部件侧面余量1mm,部件底部面余量0,内外公差为0.03mm;在“连接”选项卡中设置区域排序为优化,勾选区域连接;其余参数默认设置。如图所示: 打开“非切削移动”按钮,在进刀选项卡封闭区域中设置进刀类型为螺旋,直径为刀具直径的90%,倾斜角度15;在开放区域中设置进刀类型为线性,长度为50%。在传递/快速选项卡中设置安全设置为平面,指定平面为工件上表面偏置15mm传递类型为间隙。其余设置为默认设置,如图所示: 在进给和速度选项里,设置主轴转速为800,切削为200,其余参数如图:点击生成按钮,生成刀轨,如图所示: 6.4 创建半精加工操作在加工导航器中切换到“加工方法视图”,在操作导航器中选择MILL_SEMI_FINISH,右键弹出菜单,选择插入操作,在类型中选择mill_contour,在操作子类型中选择第一个型腔铣CAVITY_MILL,程序设置PROGRAM,刀具设置D10,几何体设置WORKPIECE,方法MILL_SEMI_FINISH,确定进入型腔铣对话框。在刀轨设置里切削模式选择“配置文件”,步距为刀具直径的50%,全局每刀深度1mm。 编程基本参数表参 数参 数 值参 数参 数 值刀具材料硬质合金进给速度300刀具类型端面铣刀主轴转速1590刀具刃数2公 差0.03刀具直径10切削步距刀具直径50%刀具半径5切削深度3圆角半径/加工余量侧壁0.25快进速度5000底面0.25打开“切削参数”按钮,在“策略”选项卡里选择“切削方向”为顺铣,“切削顺序”为层优先;在“余量”选项卡里设置部件侧面余量0.25mm,部件底部面余量0.25,内外公差为0.03mm;在“连接”选项卡中设置区域排序为优化,勾选区域连接,“开放刀路”为保持切削方向;其余参数默认设置。打开“非切削移动”按钮,在进刀选项卡封闭区域中设置进刀类型为螺旋,直径为刀具直径的90%,倾斜角度15;在开放区域中设置进刀类型为线性,长度为50%。在传递/快速选项卡中设
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