学习情境五：纸巾盒凸模的数控编程与加工

1、学习情境五：纸巾盒凸模的数控编程与加工台州职业技术学院精品课程数控加工实训数控铣项目五 纸巾盒凸模的数控编程与加工首页首页工作任务工作任务 首页首页工作任务工作任务123 3台州职业技术学院精品课程数控加工实训数控铣项目五 纸巾盒凸模的数控编程与加工首页首页任务分析任务分析实施手段：实施手段：C Cimatronimatron体积铣完成体积铣完成3 3D D曲面的粗加工编程曲面的粗加工编程台州职业技术学院精品课程数控加工实训数控铣项目五 纸巾盒凸模的数控编程与加工5 1体积铣的特点与应用体积铣是最常用的粗加工加工方法。体积铣采用层铣加工方式，系统按照零件在不同深度的截面形状、计算各层的刀路轨迹

2、。相对于轴加工，体积铣是以曲面在这一高度的截面线作为轮廓线。 体积铣在数控加工应用非常广泛，适用于绝大部分的粗加工。如模具的型腔或型芯以及其他带有复杂曲面的零件的粗加工。另外通过限定高度值，只作一层加工，体积铣可用于平面的精加工。首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备6 卫兵工作室卫兵工作室2体积铣的子选择 粗加工平行铣 粗加工环行铣 二次开粗传统加工程序 首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备7 （1）创建程序 先调入模型并创建刀路轨迹，再在向导条上选择创建程序图标。（2）选择工艺方式 在对话框中设置主选择为“体积铣”，子选择为“粗加工平行铣”。（3）选择加工对象 在向导框下方选择“零件

3、曲面”进行加工曲面选择。如有必要，可以选择边界。（4）选择刀具 点击 按钮，弹出刀具与卡头对话框，选择使用的刀具。（5）设置刀路参数 点击 按钮，打开刀路参数对话框，进行刀路参数的设置。（6）设置机床参数 点击 按钮将切换到机床参数对话框。设置机床的主轴转速、进给率等机床参数。（7）保存并计算 点击“保存并计算”按钮 进行程序运算。计算完成后，在绘图区显示生成的刀具轨迹首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备8 进刀和退刀点参数组主要用于设置进刀方式1进入方式进入方式（1）优化 使用这种方式，系统将自动选择加工时间最短的进刀方式。系统将对比插入切削时间（插入进刀总长度*插入进给率）与进刀切削时

4、间（水平进刀长度*水平进刀进给率），选择时间较短的进刀方式。（2）用长度 定义一个最大长度范围用于在该范围内寻找一个空的插入点，当在该范围内没有空插入点时，使用螺旋下刀方式进刀。使用该方式时，将需要定义最大长度。（3）不插入 使用该方式时，只能进行水平切入，不允许在材料上方进行下刀。（4）钻孔 使用该方式时，刀具类似于钻孔方式直接下刀。这种方式下刀的距离最短，特别适合于工件材料硬度较低的工件，但注意要使用具有端部切削能力的槽铣刀。粗加工平行铣的刀路参数首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备9 进刀和退刀点参数组主要用于设置进刀方式2螺旋进刀设置螺旋进刀设置当将进刀角度设置为小于90时可以产生

5、螺旋进刀。但只能在进入方式设置为“优化”或者“长度”方式时才允许使用。3外部进入边界限制外部进入边界限制外部进入边界限制用于设置是否允许在边界范围以外下刀再水平进入切削。粗加工平行铣的刀路参数首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备10 1零件加工余量零件加工余量一般零件在粗加工时需要留加工余量。当使用高级参数时，可以设置零件的侧壁与底面不同的预留量。如某些零件的粗加工时，可以在侧面留有余量，而将底面直接加工到位。2曲面精度曲面精度根据精度逼近通过最大允差来控制逼近，但对于曲率半径较大的曲面（即较平坦的曲面），一个不大的允差可能会有很长的弦（即三角片长度）；用最大允差和最大三角片长度进行控制，

6、可以获得更好的加工质量精度和曲面偏移首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备11 1铣削方向铣削方向在粗加工平行铣中，铣削方向共有5个选项。在粗加工时采用混合铣方式可以获得相对较高的加工效率，而采用顺铣最终轮廓一般来说可以获得相对较好的表面加工质量。建议一般选择混合铣+顺铣最终路径的方式。粗加工平行铣的刀路轨迹参数首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备12 2垂直步进类型垂直步进类型在粗加工环行铣中，垂直步进类型有3个选项，分别为固定、可变和固定+水平面。（1）固定 每层的切深的固定值，产生的刀路除最后一层外所有层切深相等。（2）可变 在指定的最大垂直步进和最小垂直步进范围内以最合适的垂直步

7、进进行分层加工，使用这种方式特别适合于有台阶的零件加工。（3）固定+水平面 在固定垂直步进加工层以外，在台阶的水平面上生成一个切削层。粗加工平行铣的刀路轨迹参数首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备13 3侧向步长侧向步长侧向步长决定平行走刀相邻两行刀轨间的距离或者是环绕走刀相邻两环间的距离。刀间距对加工效率和加工后的残余量有很大的影响。4加工由加工由对于有多个凸台或者凹槽的零件做等高切削时形成不连续的加工区域，其加工顺序可有层和区域2种选择：（1）层：层优先时生成的刀路轨迹是将这一层即同一高度内的所有内外型加工完以后，再加工下一层。（2）区域：区域优先在加工凸台或者凹槽时，先将一个可以连续

8、加工的部分形状加工完成，再跳到其他部分，这样减少抬刀，效率较高。粗加工平行铣的刀路轨迹参数首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备14 5铣削角度铣削角度在平行铣中，铣削角度决定了刀具的移动方向。铣削角度是以X轴的正方向按逆时针方向计算的。铣削角度在定义时应考虑到尽量使抬刀次数最小。6边界精铣轨迹边界精铣轨迹边界精铣轨迹设置在进行平行加工后环绕轮廓周边切削一圈。在粗加工平行铣中，该参数是默认打开的，并且其最终轨迹留量也是按优化设置。粗加工平行铣的刀路轨迹参数首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备15 调入模型 。选择零件文档,指定模型的放置位置和旋转角度编程的基本步骤首页首页任务实施任务实施

9、编制加工程序编制加工程序16 定义刀具新建或者编辑刀具,编程的基本步骤首页首页任务实施任务实施编制加工程序编制加工程序17 新建刀路轨迹选择类型，坐标系，并设置Z（安全平面）。编程的基本步骤首页首页任务实施任务实施编制加工程序编制加工程序18 创建毛坯毛坯表示工件的初始形状。编程的基本步骤首页首页任务实施任务实施编制加工程序编制加工程序19 创建零件零件表示最终加工结果。通常以曲面创建编程的基本步骤首页首页任务实施任务实施编制加工程序编制加工程序20 创建程序创建程序是CAM的核心操作内容，生成加工程序以及对加工程序各种参数的设置都在这一步骤内完成的。编程的基本步骤首页首页任务实施任务实施编制

10、加工程序编制加工程序21 1选择工艺先选择“主选择”，再选择“子选择”子选择决定了生成的刀具轨迹的走刀方式。 创建加工程序首页首页任务实施任务实施编制加工程序编制加工程序22 2选择加工对象常见的加工对象包括：边界、零件曲面、检查曲面等。点击零件曲面（轮廓、边界）后的数量按钮，系统将切换到绘图区，并转换到选择状态，可以在图形状选择加工的对象。选中的对象将会改变颜色显示。创建加工程序首页首页任务实施任务实施编制加工程序编制加工程序23 3选择刀具选取本程序加工用的刀具，刀具选择的窗口与创建刀具的窗口类似，在这里可以进行刀具的新建或者选择刀具，创建加工程序首页首页任务实施任务实施编制加工程序编制加

11、工程序24 4设置刀路参数完成加工对象的选择后，点击下一步将切换到刀路参数对话框。设定各种刀路的细节参数，它将影响加工程序的效率和质量。创建加工程序首页首页任务实施任务实施编制加工程序编制加工程序25 5设置机床参数确认刀路参数的各项设置后点击下一步按钮将切换到机床参数对话框设置机床的主轴转速、进给率等各项参数。创建加工程序首页首页任务实施任务实施编制加工程序编制加工程序26 6保存程序【保存并计算】 保存参数，并且立即运算当前加工程序。计算完成后，在绘图区显示生成的刀具轨迹创建加工程序首页首页任务实施任务实施编制加工程序编制加工程序27 仿真模拟进入模拟检验功能，选择加工程序进行实体切削模拟

12、。编程的基本步骤首页首页任务实施任务实施编制加工程序编制加工程序28 后置处理在后置处理的有效加工程序中选择需要作后处理的程序，点击确定进行后处理。后处理完成后，系统将产生一个程序文件。编程的基本步骤首页首页任务实施任务实施编制加工程序编制加工程序29 数控程序编程的基本步骤首页首页任务实施任务实施编制加工程序编制加工程序 首页首页任务实施任务实施使用数控铣加工零件使用数控铣加工零件一、开机一、开机 二、校正平口钳，装夹工件，安装刀具二、校正平口钳，装夹工件，安装刀具 三、使用三、使用DNCDNC输入加工程序输入加工程序 四、使用自动加工模式加工零件四、使用自动加工模式加工零件 五、检查加工后

13、的零件质量五、检查加工后的零件质量六、加工完毕，拆卸工件和刀具，清理机床六、加工完毕，拆卸工件和刀具，清理机床 七、关机：七、关机： 首页首页练习及过程考核练习及过程考核学习情境五：纸巾盒凸模的数控编程与加工台州职业技术学院精品课程数控加工实训数控铣项目五 纸巾盒凸模的数控编程与加工首页首页工作任务工作任务 首页首页工作任务工作任务123 3台州职业技术学院精品课程数控加工实训数控铣项目五 纸巾盒凸模的数控编程与加工首页首页任务分析任务分析实施手段：实施手段：C Cimatronimatron曲面铣的根据角度精铣，分成多个区域进行精加工曲面铣的根据角度精铣，分成多个区域进行精加工台州职业技术学

14、院精品课程数控加工实训数控铣项目五 纸巾盒凸模的数控编程与加工37 1体积铣的特点与应用体积铣是最常用的粗加工加工方法。体积铣采用层铣加工方式，系统按照零件在不同深度的截面形状、计算各层的刀路轨迹。相对于轴加工，体积铣是以曲面在这一高度的截面线作为轮廓线。 体积铣在数控加工应用非常广泛，适用于绝大部分的粗加工。如模具的型腔或型芯以及其他带有复杂曲面的零件的粗加工。另外通过限定高度值，只作一层加工，体积铣可用于平面的精加工。首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备38 曲面铣是一种精加工的加工方式，它生成刀具路径仅在加工零件的表面。 同样包括一组传统加工程序，是Cimatron it继承下来的加

15、工工艺方法。首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备39 精铣所有是最常用的曲面精加工与半精加工程序。通过设置不同的走刀方式，它可以适用各种曲面零件的加工。精铣所有将使用指定的走刀方式加工所选择的全部曲面。它的走刀方式可以设置为环切、平行切削、层切等3种方式。使用精铣所有的加工方式选择不同的走刀方式可以适用于各种形状的曲面精加工，采用平行切削和环切时，适用于水平区域加工；而采用层切加工时，适用于垂直区域切削。首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备40 1平行切削平行切削平行切削生成相互平行的刀具路径，它与体积铣的平行切削方式类似，只是在体积铣中刀具路径是在一层中分布的，而在曲面铣中刀具路径是

16、投影在零件表面上的。平行切削加工获得的刀痕一致，整齐美观，适用于大部分的曲面比较平缓且过渡平滑的曲面。首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备41 2环切环切环切方式生成在轮廓限定范围内以环绕方式进行铣削的曲环切方式生成在轮廓限定范围内以环绕方式进行铣削的曲面精加工刀具路径，面精加工刀具路径，首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备42 3层切层切层切方式生成等高加工的刀路轨迹，它与传统加工程序中层切方式生成等高加工的刀路轨迹，它与传统加工程序中的根据层方式相类似。的根据层方式相类似。层切方式适用于曲面比较陡峭的零件加工。层切方式适用于曲面比较陡峭的零件加工。首页首页任务实施任务实施知识准备知

17、识准备43 4变量层变量层变量层方式生成不等切深的等高加工刀路轨迹它与层切的区别在于其每一层的切深不是固定，而是依据最大粗糙度来确定。首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备44 53D步距步距3D步距与环切方式相似，但生成在曲面的3D方向等步距；而环切生成在水平面上等步距的刀轨。曲面的变化斜度变化较大时，使用3D步距方式可以在零件加工表面获得较好的加工质量。首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备45 46 在曲面铣中，除了零件曲面与边界外，还可以选择检查曲面用于设置保护曲面。在加工零件曲面生成刀具路径时，如遇到检查曲面则要避开。检查曲面可用于保护一些本加工程序不加工的零件表面。选择为检查曲

18、面首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备47 1策略（2）策略：由外到内 将允许刀具路径由内往外切削。（3）策略：由内到外 将允许刀具路径由外往内切削，首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备48 1加工方式加工方式可以选择加工方式包括有平行切削、环切、层切、变量层与3D步距5个选项，选择不同的加工方式，其后续的参数将发生较大的变化首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备49 2平行切削的刀路轨迹参数平行切削的刀路轨迹参数（1）水平区域切削方向 有顺铣、逆铣和混合铣3个选项。使用顺铣或者逆铣方式时产生单击切削的刀路。通常情况下可以使用混合铣方式进行双向切削，提高效率。（2）水平步距 设置两行

19、间距，水平步距的设置需要考虑加工后残余与加工效率的平衡。（3）铣削角度 设置铣削角度时需要考虑尽量使切削行相对于各个零件表面的角度基本一致。（4）边界精铣轨迹 曲面精加工一般情况下不需要进行边界精铣。首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备50 3环切的刀路轨迹参数环切的刀路轨迹参数（1）水平区域切削方向 只有顺铣和逆铣两个选项。只能作单向环绕的加工，这里使用顺铣或逆铣并不会产生抬刀。通常情况下都使用顺铣方式。（2）水平步距 水平步距指切削行之间的距离。（3）水平区域刀具方向 可以选择由内向外或者由外向内。（4）真环切 使用真环切方式刀具路径将呈螺旋形向外扩展，因而没有两切削行间的连接段。（5

20、）清理行间间隙 一般在作精加工时，步距相对较小，没有“清理行间间隙”选项。首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备51 4层切的刀路轨迹参数层切的刀路轨迹参数（1）垂直区域切削方向 有顺铣、逆铣和混合铣3个选项。对于垂直区域的混合铣在零件存在开放轮廓时可以进行双向加工，对于没有开放部位的零件通常情况使用顺铣方式。（2）垂直步进 精加工时的垂直步进设置主要考虑加工后的残余高度。（3）加工由 可以选择区域或者层，对于存在多个加工区域时，一般选择加工由区域方式，而对于多个加工区域的一致性要求很高时，使用加工由层方式可以保证每一区域的加工质量保持一致。首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备52 5变

21、量层的刀路轨迹参数变量层的刀路轨迹参数（1）垂直区域切削方向 有顺铣、逆铣和混合铣3个选项。（2）垂直区域最大粗糙度 精加工时的垂直步进设置主要考虑加工后的残余高度。（3）最大切深 指定按最大的层间切深。（4）加工由 可以选择区域或者层。首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备53 63D步距的刀路轨迹参数步距的刀路轨迹参数（1）3D切削方式 有顺铣、逆铣和混合铣3个选项。（2）3D切削方向 精加工时的垂直步进设置主要考虑加工后的残余高度。（3）3D步距 指定空间距离。首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备54 根据角度精铣的刀路参数中除了刀路轨迹以外的其他所有参数与精铣所有是完全一致的。首

22、页首页任务实施任务实施知识准备知识准备55 1水平区域加工水平区域加工在根据角度精铣中，选择水平加工方式，可以选择的水平加工方法有：环切、3D步距和平行切削，采用不同的加工方式时，刀路轨迹的参数表也将发生变化。各种方式与精铣所有曲面铣是完全一样的首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备56 2垂直区域加工垂直区域加工当垂直区域被打开时，将显示垂直加工策略选项，选择不同的垂直加工策略，将会有不同的刀路轨迹参数。首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备57 3加工顺序加工顺序在同时打开水平区域和垂直区域时，会有加工顺序选项，可以选择垂直方式优先加工，也可以选择水平方向优先加工。4限制角度限制角度限

23、制角度用于划分水平区域与垂直区域的角度。曲面的倾斜角度大于限制角度将被当成垂直区域，而小于限制角度的则作为水平区域。作水平区域切削（平行铣、环切、放射铣）时将只加工所选择的零件曲面的倾斜角度小于限制角度的范围。使用垂直区域加工时，将只加工所选择的零件曲面的倾斜角度大于限制角度的范围。首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备58 精铣水平区域用于精加工水平面，生成的刀具路径只加工在同一水平面的曲面加工区域。曲面精加工时一般采用球头刀或者环形刀以较小的步距进行加工，而水平面的加工则可以采用平底刀或者环形刀以较大的侧向步距进行加工，将水平区域单独生成一个加工程序可以有效地提高加工效率。精铣水平区域也可以选择采用平行或者环切的走刀方式。 首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备59 精铣水平区域用于精加工水平面，生成的刀具路径只加工在同一水平面的曲面加工区域。曲面精加工时一般采用球头刀或者环形刀以较小的步距进行加工，而水平面的加工则可以采用平底刀或者环形刀以较大的侧向步距进行加工，将水平区域单独生成一个加工程序可以有效地提高加工效率。精铣水平区域也可以选择采用平行或者环切的走刀方式。 首页首页任务实施任务实施知识准备知识准备60 创建程序创建程序是CAM的核心操作内容，生成加工程序以及对加工程序各种参数的设置都在这一步骤内完成的。编程的基本