ug加工模块在回转零件数控加工中的应用

ug加工模块在回转零件数控加工中的应用

0旋转零件模型旋转部件的最大外圆直径为193.2mm，总长度为125mm。零件的中心有一个直径为75mm的通孔,零件的的一端由六角面组成,另一端的外圆柱面上有一个环形槽,在零件的右端面和其中的一个六角面上分别有一个键槽,零件右侧的径向方向上有一个直径为25mm的通孔,回转零件三维模型如图1所示。毛坯采用铸件,材料为HT200,毛坯外径为202mm,内径为68mm,长为161mm。由于该毛坯表面较粗糙,会直接影响该零件的加工精度,该毛坯在数控加工前先在普车上粗车右端面、粗车外圆(需调头车削)、粗镗内孔,经预加工后毛坯外径200mm,内径70mm,长160mm。该零件需装夹4次(数控车床上装夹1次,数控铣或加工中心上装夹3次),本文介绍具体加工步骤。1运动类型轴向-径向精细角度该工序分车右端面、粗车外圆、精车外圆、外圆切槽、粗镗内孔、精镗内孔6步。WCS为回转零件左端面的中心,MCS选择回转零件左端面的中心,预加工后毛坯固定在数控车床上伸出部分长140mm,对刀点为预加工后毛坯的右端面,编程原点与对刀点不重合,机床操作时设置ZM的偏置值-128mm。在UG加工模块turning加工类型下,使用车加工横截面命令,可得到回转零件的内外轮廓线如图2所示。MCS_SPINDLE选择系统默认的加工坐标系,并选择ZM-XM为车削加工平面,TURNING_WORK-PIECE中部件边界选择回转零件外轮廓线,毛坯边界中毛坯选择管材,管材安装位置为点(-32,0,0),长度160mm,外径200mm,内径70mm。(1)车右端面加工类型FACING,切削区域轴向修剪平面1指定点(125,0,0),刀具为OD_80_L,加工方法为LATHE_FINISH,切削深度最大值2mm,非切削移动逼近出发点指定点(200,120,0),起点运动类型轴向-径向,指定点(130,102,0),非切削移动离开返回点运动类型轴向-径向,指定点(130,35,0),回零点运动类型为直接,指定点(200,120,0),主轴转速500r/min,进给速度0.2mm/r;(2)粗车外圆加工类型ROUGH_TURN_OD,切削区域轴向修剪平面1指定点(-5,0,0),刀具为OD_80_L,加工方法为LATHE_ROUGH,切削深度最大值1.5mm,非切削移动逼近出发点指定点(200,120,0),起点运动类型轴向-径向,指定点(130,102,0),非切削移动离开返回点运动类型径向-轴向,指定点(0,120,0),回零点运动类型为直接,指定点(200,120,0),主轴转速500r/min,进给速度0.3mm/r;(3)精车外圆加工类型FINISH_TURN_OD,切削区域轴向修剪平面1指定点(-4,0,0),刀具为OD-55-L,加工方法为LATHE_FINISH,非切削移动逼近出发点指定点(200,120,0),起点运动类型轴向-径向,指定点(130,102,0),非切削移动离开返回点运动类型径向-轴向,指定点(0,120,0),回零点运动类型为直接,指定点(200,120,0),主轴转速800r/min,进给速度0.4mm/r;(4)外圆切槽加工类型GROOVE_OD,切削区域轴向修剪平面1指定点(20,0,0),轴向修剪平面2指定点(35,0,0),刀具为OD_GROOVE_L,刀片宽度4mm,加工方法为LATHE_FINISH,切削参数切削控制恒定倒角,恒定增量2mm,离开距离2mm,非切削移动逼近出发点指定点(200,120,0),起点运动类型轴向-径向,指定点(31,102,0),非切削移动离开返回点运动类型径向-轴向,指定点(20,120,0),回零点运动类型为直接,指定点(200,120,0),主轴转速300r/min,进给速度0.2mm/r;(6)精镗内孔加工类型FINISH_BORE_ID,切削区域轴向修剪平面1指定点(-4,0,0),刀具为ID_80_L,加工方法为LATHE_FINISH,非切削移动逼近出发点指定点(200,120,0),起点运动类型径向-轴向,指定点(130,35,0),非切削移动离开返回点运动类型径向-轴向,指定点(0,15,0),回零点运动类型为轴向-径向,指定点(200,120,0),主轴转速800r/min,进给速度0.3mm/r。完成车削后的回转零件如图3所示。利用自定义的后处理的文件生成的NC代码(FANUC系统,半径编程)如图4所示。转换为MDI方式,主轴正转,转速300r/min,换为切槽刀OD_GROOVE_L,自动定位到左端面切断处的切入点,用手轮采用较小的进给量切断回转零件,保证总长为125mm。左侧切断后回转零件的三维模型如图5所示。2粗加工加工该工序分铣右端面上的键槽、铣六角面二步。首先定义MCS,MCS坐标系原点为右端面(在数控铣上第1次装夹后变为顶面)中心,ZM垂直向上,铣端面键槽、六角面MCS设置如图6所示,对刀点与MCS原点(即编程原点)重合,然后再定义WORKPIECE。(1)右端面键槽粗加工加工类型PLANAR_MILL,指定部件边界、底面,刀具为平底刀D10R0,切削模式跟随部件,步距刀具直径50%,切削深度固定深度最大值2mm,切削参数:部件、最终底面余量0.25mm,主轴转速1500r/min,进给速度150mm/min,运动输出仅线性;(2)六角面粗加工加工类型PLANAR_MILL,指定部件边界、毛坯边界、底面,刀具为平底刀D10R0,切削模式跟随部件,步距:刀具直径50%,切削深度固定深度最大值2mm,切削参数:部件及最终底面余量0.25mm,主轴转速1500r/min,进给速度150mm/min,运动输出仅线性;(3)右端面键槽、六角面精加工加工类型FACE_MILLING,指定面边界,刀具为平底刀D10R0,切削模式跟随部件,步距:刀具直径50%,每刀深度0mm,最终底面余量0mm,切削参数:部件、壁余量mm,主轴转速2500r/min,进给速度500mm/min,运动输出仅线性。3面键槽粗加工加工首先定义MCS,MCS设置在右端面六角面键槽处边线的中点,ZM垂直向上,铣六角面键槽MCS设置如图7所示,对刀点与MCS原点(即编程原点)重合,然后再定义WORKPIECE。(1)六角面键槽粗加工加工类型PLANAR_MILL,指定部件边界、底面,刀具为平底刀D10R0,切削模式跟随部件,步距:刀具直径50%,切削深度:固定深度最大值2mm,切削参数:部件、最终底面余量0.25mm,主轴转速1500r/min,进给速度150mm/min,运动输出仅线性;(2)六角面键槽精加工加工类型FACE_MILLING,指定面边界,刀具为平底刀D10R0,切削模式跟随部件,步距:刀具直径50%,每刀深度0mm,最终底面余量0mm,切削参数:部件、壁余量0mm,主轴转速2500r/min,进给速度500mm/min,运动输出仅线性。4回转零件的铣、钻加工径向通孔直径25mm,首先定义MCS,MCS设置在右端面径向通孔边线的中点,ZM垂直向上,钻径向通孔MCS设置如图8所示,对刀点与MCS原点(即编程原点)重合,然后再定义WORKPIECE。(1)钻8mm小孔加工类型DRILLING,指定孔、部件表面、底面,刀具为麻花钻头DR8,循环类型标准钻,避让设置安全平面,主轴转速300r/min,进给速度50mm/min;(2)钻25mm大孔加工类型DRILLING,指定孔、部件表面、底面,刀具为麻花钻头DR25,循环类型标准钻,避让设置安全平面,主轴转速400r/min,进给速度40mm/min。回转零件的铣、钻加工需在数控铣或加工中心上装夹3次完成,共需3把刀,第1、2次装夹采用同一把刀,第3次装夹采用2把刀。加工第1个零件时,每1把刀及每1次装夹均需对刀,即使同一把刀在不同的装夹中也需重新对刀,共需对刀4次。采用机用虎钳及垫块,由于每次装夹均为外圆柱面,对刀位置Y坐标不变,采用固定的垫块,对刀位置Z坐标不变,安装时工件右圆柱面或右端面与虎钳右端面平齐,X坐标不变,把对刀点位置坐标(共4个)存储在G54、G55、G56、G57中,从第2个零件开始,虽手工换刀,但不需对刀了,可大大提高该零件的加工效率。回转零件铣、钻削加工仿真如图9所示,利用自定义的后处理文件生成的回转零件铣、钻削NC代码(FANUC系统)如图10所示。5编程时定义的mcs坐标系品变回转零件需在数控车床及数控铣或加工中心上完成,在数控车床上装夹一次以完成车端面、外圆、切槽、镗孔,在数控铣或加工中心上需装夹次,分别完成铣右端面键槽及六角面、铣六角面键槽、钻径向孔,编程时定义的MCS坐标系原点尽量与对刀点位置重合。(5)粗镗内孔加工类型ROUGH_BORE_ID,切削区域轴向修剪平面1指定点(-5,