机电技术应用专业机械CAD课程课件五

1、本章学习目标： 了解数控加工基础知识 ；了解CAXA制造工程师2006新增功能；掌握CAXA制造工程师2006通用参数设置方法及各参数含义；掌握数控铣各种加工方式及刀具路径的生成技术。第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程本章学习重点：掌握CAXA制造工程师2006通用参数设置方法及各参数含义；掌握数控铣各种加工方式及刀具路径的生成技术。第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.1数控加工基础6.2图形交互自动编程技术6.3数控铣加工方式及刀具路径的生成技术6.4 CAXA制造工程师2006新增功能介绍6.5CAXA制造工程师2006加工实例本章主要内容：第6章 CAXA制

2、造工程师2006- 数控铣编程6.1数控加工基础6.1.1数控机床简介第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程图6-2 数控机床的基本组成图6-3 数控机床的基本生产流程6.1数控加工基础6.1.2数控机床的控制1.控制系统控 控制系统的组成包括固定的控制软件、计算机主机、显示器、NC面板、通信接口等。现代数控系统都具备一定的编程能力，甚至还有加工图形的仿真功能。 当前国内可见到的控制系统有：FANUC、SIEMENS、Mitsubishi等。第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.1数控加工基础6.1.2数控机床的控制1. 系统控制的运动方式 1）点位运动控制（PTP）

3、只要求控制机床运动部件，实现点到点的准确定位，而对移动轨迹没有严格要求，并且在移动和定位过程中不进行任何加工。图6-4 数控钻床的刀具运动 第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.1数控加工基础6.1.2数控机床的控制1. 系统控制的运动方式 2）直线运动控制 除了控制点与点之间的准确定位，还要控制两相关点之间的移动速度和路线（即轨迹）。图6-5 点位直线控制加工路线图第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.1数控加工基础6.1.2数控机床的控制1. 系统控制的运动方式 3）轮廓控制方式 同时对2个或2个以上坐标运动的瞬间位置和速度进行连续控制。图 6-6两坐标连续控制

4、第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.1数控加工基础6.1.2数控机床的控制1. 系统控制的运动方式 3）轮廓控制方式 轮廓控制数控系统按所控制的联动坐标轴数，又可分为：两轴联动加工、两轴半联动加工、三轴联动加工、四轴联动加工、五轴联动加工。 四轴、五轴联动制第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程不同型面铣削的联动轴数6.1数控加工基础6.1.3数控机床坐标系1. 标准的机床坐标系 它是一个右手笛卡儿直角坐标系，如图6-10所示。机床原点是工件坐标系、编程坐标系、机床参考点的基准点。 图6-10 右手笛卡儿直角坐标系第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.1

5、数控加工基础6.1.3数控机床坐标系2. 工作坐标 它是编程人员根据情况设置在被加工零件上的坐标系即工件坐标系，它建立在机床坐标系之中，可由编程人员任意设定。 工作坐标系中的原点称为编程原点，其设定原则为：选在零件图的尺寸基准上；选在零件结构的对称中心上，不对称结构零件的某一角点上；选在精度较高的工件表面上。第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.1数控加工基础6.1.4数控加工编程基础 国际通用的G代码具体包括G指令和M指令等。不同控制系统的指令含义多少有些出入，但是基本的“直线”、“圆弧”、“转速”、“进给”等常见指令是通用的。1.常用加工指令代码 快速移动 G00 绝对指令

6、G90 半径补偿关闭 G40 直线插补 G01 相对指令 G91 长度补偿 G43 顺圆插补 G02 半径左补偿 G41 坐标设定 G54 逆圆插补 G03 半径右补偿 G42 返回参考点 G28表6-1 常用G代码第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.1数控加工基础6.1.4数控加工编程基础1.常用加工指令代码第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.1数控加工基础6.1.4数控加工编程基础 2.一个程序应具备的指令 加工前，首先要确定是按绝对坐标编程还是按相对坐标编程。手工编程经常使用混编方式。(1)绝对坐标与相对坐标编程指令（G90、G91）(2)设定坐标系指令（

7、G54、G55、G56、G57等）(3)刀具调用指令 一般用T指令作为刀具调用指令。如：“T03”代表调用刀具库中的第3号刀具。 第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.1数控加工基础6.1.5数控加工工艺基础 1.数控铣削加工 它是机械加工中最常用和最主要的数控加工方法之一，它涵盖所有的普通铣并大大扩展了诸如曲面、钻孔、铰孔、铣孔等加工。根据数控机床的特点，从铣削加工的角度来考虑，适合数控铣削的主要加工对象有三类： 平面类零件、变斜角类零件、曲面类零件 。 第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.1数控加工基础6.1.5数控加工工艺基础2. 顺铣与逆铣 数控铣床顺逆铣

8、削的简易判断法：由于刀具旋向为右旋，对凸型顺时针走刀方向为顺铣；对凹型逆时针走刀方向为顺铣。第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程图6-13 圆柱铣刀的顺铣和逆铣6.1数控加工基础6.1.5数控加工工艺基础 3. 数控铣削工艺特点 设计一个零件的工艺路线，要根据该零件的成品轮廓、技术要求和工艺装备（如加工设备、所用刀具、夹具、量具、测具）来决定，同时还要考虑零件材料特性、制造成本和市场竞争环境等因素。一般地，数控铣加工的工艺特点可从定位基准、对刀点的确定、工艺参数等几个方面来考虑。第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.1数控加工基础6.1.5数控加工工艺基础 4. 切削

9、刀具 通常考虑机床的加工能力、工件的材料、加工面类型、机床的切削用量、刀具的耐用度、刚度等。第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.1数控加工基础6.1.5数控加工工艺基础 5. 数控加工工艺过程设计 不但要考虑数控加工工序的正确划分、加工顺序安排和彼此间的协调，还要考虑数控加工工序与其它工序之间的配合协调。注： 本节仅对数控加工的基础知识简要介绍，读者在后续章节完成零件的数控自动编程时，如需了解有关数控加工工艺更详细的内容，请参阅本系列丛书的其它相关教材。返回本章目录第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.2图形交互自动编程技术6.2.1图形自动编程系统概述图形交互式

10、自动编程系统通常有两种类型的结构，一种是CAM系统中内嵌三维造型功能；另一种是独立的CAD系统与独立的CAM系统集成方式构成数控编程系统，其实现过程概括如下：在后置处理中配置好机床。这是正确输出代码的关键；利用CAD技术进行零件的设计、分析和造型；通过CAM技术对CAD模型数据产生刀位轨迹；经过后置处理自动生成NC代码，再经程序校验和修改形成加工程序，并通过接口传给CNC机床。第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.2图形交互自动编程技术6.2.1图形自动编程系统概述图形交互自动编程的特点：图形交互自动编程将加工零件的几何造型、刀位计算、NC加工程序图形显示和后置处理等结合在一起，

11、有效地解决了编程数据来源、几何显示、走刀模拟、交互修改等问题，弥补了单一利用数控编程语言进行编程的不足；不需要编制零件加工源程序，用户界面友好，使用简便、直观、准确，便于检查。因为编程过程是在计算机上直接面向零件的几何图形以光标指点、菜单选择及交互对话的方式进行的，其编程的结果也以图形的方式显示在计算机上；第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.2图形交互自动编程技术6.2.1图形自动编程系统概述图形交互自动编程的特点：编程方法简单易学，使用方便。整个编程过程是交互进行的，有多级功能“菜单”引导用户进行交互操作；有利于实现与其它功能的结合。可以把产品设计与零件编程结合起来，也可以与

12、工艺过程设计、刀具设计等过程结合起来。床。第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.2图形交互自动编程技术6.2.2CAXA制造工程师2006通用参数设置 切入切出 切入切出方式对工件接触刀具部分的表面质量影响很大。因此制定刀具的进退方式，避免刀具碰撞以求得到好的接刀口质量，此乃数控加工之必须。 一般地，刀具切入切出的接近方式有两种类型XY向和螺旋。 (1) XY向 即Z方向上垂直切入，当它沿XY向接近时分三种情形。第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.2.2CAXA制造工程师2006通用参数设置图6-23 切入切出选项1、不设定：即不设定水平接近方式。2、圆 弧：圆弧

13、接近就是指一般在轮廓加工和等高线加工等功能中，沿形状的相切方向并以圆弧的方式接近被切削工件。若激活圆弧接近方式，用户可以输入接近圆弧半径R。R=0则不设圆弧，R0时则接近圆弧半径为刀具直径的倍数。 3、直 线：水平接近方式为直线状。L为直线接近的长度，L=0时不附加直线。两种不同的切入切出方式细节如图6-24所示 。 图6-24 两种切入切出方式第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.2图形交互自动编程技术6.2.2CAXA制造工程师2006通用参数设置切入切出 (2)螺旋 在Z方向上按螺旋状切入。 激活螺旋接近方式，可以输入螺旋半径R和螺距P。各参数及指定如图6-25所示。第6章

14、 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.2图形交互自动编程技术6.2.2CAXA制造工程师2006通用参数设置 2.切削用量 切削用量用来定义加工过程中的相关进给运动及主体运动，是所有加工方式的通用参数。切削用量选项如图6-28所示。 图6-28 切削用量选项第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.2图形交互自动编程技术6.2.2CAXA制造工程师2006通用参数设置 3.下刀方式 指刀具切入毛坯或在两个切削层之间，刀具从上一轨迹层切入下一轨迹层的走刀方式。选项设置如图6-30所示。 图6-30 下刀方式选项第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.2图形交互自动编

15、程技术6.2.2CAXA制造工程师2006通用参数设置 4.刀具参数 在每种加工功能参数选项中，都有刀具参数的设定。刀具参数选项如图6-34所示。图6-34 刀具参数选项第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.2图形交互自动编程技术6.2.2CAXA制造工程师2006通用参数设置5. 加工边界 图6-35 加工边界选项设定毛坯的有效的Z范围。1边界内侧：刀具位于边界的内侧。2边界上：刀具位于边界上。3边界外侧：刀具位于边界的外侧。返回本章目录第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.3数控铣加工方式及刀具路径的生成术6.3.1区域式粗加工 根据给定的轮廓和岛屿，生成分层的

16、加工轨迹。属于两轴半加工方式，主要用于加工型腔。 步骤：“加工”“粗加工”“区域式粗加工” 如图6-38所示的对话框。图6-38 区域式粗加工设置第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.3数控铣加工方式及刀具路径的生成术6.3.2等高线粗加工 可大量去除毛坯材料，生成分层等高式的粗加工轨迹。 步骤：“加工”“粗加工”“等高线粗加工”，如图6-47所示的对话框。图6-47等高线粗加工加工参数1第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.3数控铣加工方式及刀具路径的生成术6.3.3扫描线粗加工 步骤： “加工” “粗加工” “扫描线粗加工”，系统会弹出如图6-62所示的对话框。

17、图6-62 扫描线粗加工第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.3数控铣加工方式及刀具路径的生成术6.3.4摆线式粗加工 步骤： “加工” “粗加工” “摆线式粗加工”，系统会弹出如图6-66所示的对话框。图6-66 摆线式粗加工第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.3数控铣加工方式及刀具路径的生成术6.3.5插铣式粗加工 步骤： “加工” “粗加工” “插铣式粗加工”，系统会弹出如图6-77所示的对话框。图6-77 插铣式粗加工参数设置第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.3数控铣加工方式及刀具路径的生成术6.3.6导动式粗加工 步骤： “加工” “粗

18、加工” “导动式粗加工”，系统会弹出如图6-80所示的对话框。图6-80导动线粗加工第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.3数控铣加工方式及刀具路径的生成术6.3.7其他加工方法1、孔加工 可实现钻孔、镗孔、攻丝等各种点位加工循环指令。 步骤： “加工” “其他加工” “孔加工”，系统会弹出如图6-83所示的对话框。图6-83 孔加工参数设置第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.3数控铣加工方式及刀具路径的生成术6.3.7其他加工方法 2、知识加工 将加工中已经成熟或定型的加工流程作为模板，在模板文件中记录加工流程的各个工步的加工参数，以方便日后套用 。 步骤： “

19、加工” “知识加工” 。第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.3数控铣加工方式及刀具路径的生成术6.3.8轨迹生成 一般情况下，通过CAD数据模型创建毛坯。选择正确的加工方法后，进一步对加工工艺参数进行设置。然后只需按照状态栏的提示逐步操作即可生成加工轨迹。如图右所示。 鼠标模型的粗、精加工刀具轨迹第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.3数控铣加工方式及刀具路径的生成术6.3.9轨迹管理 轨迹树中包含了每条轨迹的基本情况及参数设置等。用户可以利用轨迹树进行加工参数、选择刀具、轨迹重置、轨迹编辑、后置处理等功能的修订。鼠标模型的轨迹树如图6-86所示。图6-86 鼠标模型加工轨迹树返回本章目录第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.4CAXA制造工程师2006新增功能介绍6.4.1新增功能1、加工功能（1）平面区域粗加工（2）等高线粗加工2（3）平面轮廓精加工（4）等高线精加工2（5）轮廓导动精加工（6）笔式清根加工2（7）区域式补加工22、数学表达式的计算功能 可在对话框直接输入数学表达式，按F10可得结果（目前版本只支持弧度单位，暂不支持度单位）。第6章 CAXA制造工程师2006- 数控铣编程6.4CAXA制造工程师2006新增功能介绍6.4