教学材料《模具CADCAM》-5

典型案例模型如图5-1所示，中间凸起，并伴随两条凹槽，毛坯外形为已加工成型。返回知识要点学习5.1型腔铣的参数设置型腔铣创建操作的主界面如图5-2所示，型腔铣最关键的参数是切削层、切削区域以及IPW(残留毛坯)的应用。先介绍型腔铣的加工原理，然后对型腔铣的参数设置作讲解。型腔铣的加工原理是在刀具路径的同一高度内完成一层切削，当遇到曲面时将会绕过，再下降一个高度进行下一层的切削，系统按照零件在不同深度的截面形状计算各层的道路轨迹。如图5-3所示的零件，分4层切削，在不同的层里，道路轨迹一也有所不同。下一页返回知识要点学习【切削层】:是为型腔铣操作指定切削平面。切削层由切削深度范围和每层深度来定义。一个范围由两个垂直于刀轴矢量的小平面来定义，同时可以定义多个切削范围。每个切削范围可以根据部件几何体的形状确定切削层的切削深度，各个切削范围都可以独立地设定各自的均匀深度。在“型腔铣”对话框中的“刀轨设置”选项中单击“切削层”按钮，打开“切削层”对话框，如图5-4所示。在“切削层”对话框中，型腔铣操作提供了全面、灵活的方法对切削范围、切削深度进行调整。下面讲解切削层中的各个选项的理解和用法。上一页下一页返回知识要点学习【自动生成切削层】:自动将范围设置为与任何水平平面对齐，这些是部件的关键深度。只要没有添加或修改局部范围，切削层将保持与部件的关联性，系统将检测部件上的新的水平表面，并添加关键层与之匹配。选择这种方式时，系统会自动寻找部件中垂直于刀轴矢量的平面。在两平面之间定义一个切削范围，并且在两个平面上生成一种较大的三角形。每两个大三角形平面之间表示一个切削层，每两个小三角形平面之间表示范围内的切削深度，如图5-5所示。【仅在底部范围】:在【切削层】对话框中选择“仅在底部范围”复选框时，则在绘图区只保留关键切削层，如图5-6所示。该参数设定只加工关键切削层的深度，即只加工下件存在的平面区域的深度。该参数常用于精加工。上一页下一页返回知识要点学习【切削深度】:可分为总的切削深度和每一刀的深度，每一刀的深度可以定义为全局切削深度和某个切削范围内的局部切削深度，如图5-7所示。【当前范围信息】:向上和向下箭头:使用向上和向下箭头从各个范围中进行选择。图形区域中突出显示的范围(以选择颜色显示)是当前的活动范围。其他范围将以部件颜色显示。当突出显示每个范围时，该范围的编号和层将显示在上/下箭头的上方，“范围深度”文本框中将显示该范围当前的深度值。

【单个切削层】:根据部件和毛坯几何体设置一个切削范围，如图5-8所示，在单个切削层中只能修改顶层和底层。上一页下一页返回知识要点学习【轮廓线裁剪】:在“切削参数”对话框中，当打开容错加工时，可以在“空间范围”选项卡中将“修剪由”设定为“轮廓线”，则系统利用工件几何体最大轮廓线决定切削范围，刀具可以定位到从这个范围偏置一个刀具半径的位置，如图5-9所示。【参考刀具】:在“切削参数”对话框的“空间范围”选项卡中，可以设定参考刀具，如图5-10所示，设定此参数常来创建清角刀轨，在对话框右边有产生的刀轨示意，还可设“重叠距离”，对刀轨进行进一步的控制。【处理中的工件(IPW)】:IPW就是InProcessWorkpiece，是指工序件。该选项主要用于二次开粗，是型腔铣中非常重要的一个选项。处理中的工件(IPW)也就是操作完成后保留的材料，该选项可用的当前输出操作(IPW)的状态，包括3个选项:“无”、“使用3D"和“使用基于层的”，如图5-11所示。上一页下一页返回知识要点学习

【无】:该选项是指在操作中不使用处理中的工件。一也就是直接使用几何体父节点组中指的毛坯几何体作为毛坯来进行切削，不能使用当前操作加工后的剩余材料作为当前操作的毛坯几何体，如图5-12所示。【使用3D】;该选项是使用小平面几何体来表示剩余材料。选择该选项，可以将前一操作加工后剩余的材料作为当前操作的毛坯几何体，避免再次切削已经切削过的区域，如图5-13所示。【使用基于层的】:该选项和“使用3D”类似，一也是使用先前操作后的剩余材料作为当前操作的毛坯几何体，并且使用先前操作的刀轴矢量。操作都必须位于同一几何父节点组内。使用该选项可以高效地切削先前操作中留下的弯角和阶梯面，如图5-14所示。上一页下一页返回知识要点学习在定义IPW时，“空间范围”对话框会出现“最小移除材料”文本框，最小移除材料厚度值是在部件余量上附加的余量，使生成的处理中的工件比实际加大后的工序件稍大一点，如图5-15所示。比如当前操作指定的部件余量是0.5mm，而最小移除材料厚度值是0.2mm生成的处理中的工件的余量是0.7mm。可以理解为，前一个IPW的余量在0.7mm以上的区域才能被本操作加工到。IPW以成功执行的条件是，在使用之前的所有操作都必须在同一个几何体组之下，且全部操作已生成。上一页下一页返回知识要点学习5.2深度加工轮廓操作深度加工轮廓铣操作是型腔铣的特例，经常应用于陡峭曲面的精加工和半精加工，相对于型腔铣的“配置文件”方式，增加了一些特定的参数，如陡峭角度、混合切削模式、层间过渡、层间剖切等，其主界面如图5-16所示。现对深度加工轮廓操作与型腔铣操作的区别，分别介绍如下。【陡峭角度】:此参数限定被加工区域的陡峭程度，而非陡峭面采用另外的加工方式，两者结合，达到对工件完整光顺精加工的目的，参数设定如图5-17所示。上一页下一页返回知识要点学习【混合切削模式】:当每层的刀轨没有封闭时，单向切削模式会产生许多提刀，采用混合切削模式避免提刀，可以提高加工效率，使刀轨更为美观，参数设定如图5-18所示。

【层间过渡】:提供了两种层到层之间的过渡方法，其中“直接对部件进刀”避免了提刀，使得产生的刀轨更为精简，参数设定如图5-19所示。【层间剖切】:设定层间切削的步距和最大移动距离，可以实现在进行深度轮廓加工时，对非陡峭面进行均匀加工，参数设定如图5-20所示。上一页返回项目测试1.粗加工(1)步骤1:单击“打开”按钮，弹出“打开”对话框，选择素材文件，单击OK按钮。步骤2:初始化加工环境。选择菜单“开始”→“加工”命令，系统弹出“加工环境”对话框，进入“CAM"设置，选择“trill-contour"，单击“确定”按钮后，进入加工环境。步骤3:设定操作导航器。单击界面右侧资源条中的“操作导航器”按钮，打开操作导航器，在“导航器”工具条中单击“几何视图”按钮。下一页返回项目测试步骤4:设定坐标系和安全高度。将加坐标系设定为与工作坐标系重合，相关参数设置如图5-21所示，单击“确定”按钮后返回“MCS”对话框。在“MCS”对话框中选择“间隙”选项，在“安全设置选项”选取“平面”，并单击“指定平面”按钮，弹出“平面构造器”对话框，如图5-22所示。选择“XC-YC”平面，并在“偏置”文本框输入20,即安全高度为Z20，单击“确定”按钮，完成设置。步骤5:创建刀具。单击“插入”→“创建刀具”命令，打开“创建刀具”对话框，默认的“刀具子类型”为铣刀，在“名称”文本框中输入“D50RS”，如图5-23所示。单击“应用”按钮如图5-24所示。上一页下一页返回项目测试步骤6:创建几何体。步骤7:创建毛坯几何体。步骤8:创建型腔铣。单击“插入”→“创建操作”按钮，打开“创建操作”对话框，如图5-25所示，在“类型”下拉列表中选择“mill-contour"，修改位置参数，填写名称，然后单击CAVITYMILLING图标，单击“确定”按钮，打开“型腔铣”参数设置对话框。步骤9:修改切削模式。选择“切削模式”为“

”。选择“步距”为“%刀具平直”，“平面平直百分比”设置为80,“全局每刀深度”设置为0.5，如图5-26所示。上一页下一页返回项目测试步骤10:设定切削层。单击切削层按钮，打开“切削层”对话框，在“全局每刀深度”文本框中输入“0.5"，如图5-27所示。单击“编辑切削层”按钮，然后单击图5-28所示平面，单击“确定”按钮，返回主界面。步骤11:设定切削策略。单击“切削参数”按钮，打开“切削参数”对话框，在“策略”选项卡中设置“切削方向”为“lil页铣”，“切削顺序”为“深度优先”，如图5-29所示。步骤12:设定切削余量。在“切削参数”对话框中，单击“余量”选项卡，修改“部件侧面余量”为0.65tntn,“部件底部面余量”为0.35tntn，如图5-30所示，单击“确定”按钮。上一页下一页返回项目测试步骤13:设定进刀参数。单击“非切削移动”按钮，弹出对话框，选择“进刀”选项卡。在“开放区域”选项里，“进刀类型”设置为“圆弧”，“半径”设置为“55”、“%刀具”，“圆弧角度”设置为“90",“高度”设置为“3",“最小安全距离”为“3"，如图5-31所示。按“确定”按钮完成设置。步骤14:设定进给率和刀具转速。单击“进给和速度”按钮，打开“进给和速度”对话框，勾选“主轴速度”文本框并输入“800"，在“进给率”选项中设定“切削”为"2500"，其他各个参数设置如图5-32所示。步骤15:生成刀位轨迹。单击“生成”按钮，系统计算出“型腔铣”加工的刀位轨迹，如图5-33所示。上一页下一页返回项目测试步骤16:刀轨实体加工模拟。在操作导航器中，打开“几何视图”，在CAVITYMILL节点上单击右键，在打开的快捷菜单中选择“刀轨”→“确认”命令，则回放刀轨。接着打开“可视化刀轨轨迹”对话框，选择其中的“3D动态”选项卡，单击下面的“播放”按钮，系统开始计算，并在实体毛坯上模拟加工的全过程，图5-34所示为模拟中的工件。2.粗加工(2)步骤1:复制粗加工的型腔铣操作。在操作导航器中，在已生成的“型腔铣”CAVITYMILL操作上单击右键，在打开的菜单中选择“复制”命令，再次在“型腔铣”操作上单击右键，在打开菜单中选择“粘贴”命令，则复制一个“型腔铣”操作，如图5-35所示。上一页下一页返回项目测试步骤2:设定切削层。双击新复制的型腔铣操作，打开“型腔铣”参数设置对话框，单击切削层按钮，打开“切削层”对话框，选择“删除”按钮，将所有层删除，然后选择“增加层”按钮，“测量开始位置”选择“顶层”，单击开始加工位置;“测量开始位置”选择“底部范围”，单击结束加工位置“18.88”，如图5-36所示;最后选择“增加层”按钮，在“范围深度”中输入“19.38”。步骤3:设定进刀参数。单击“非切削移动”按钮，弹出对话框，选择“进刀”选项卡，如图5-37所示。步骤4:生成刀位轨迹。系统计算出“型腔铣”加工的刀位轨迹，如图5-38所示。上一页下一页返回项目测试3.粗加工(3)步骤1:复制粗加工的型腔铣操作。在操作导航器中，在已生成的型腔铣操作上单击右键，在打开的菜单中选择“复制”命令，再次在型腔铣操作上单击右键，在打开的菜单中选择“粘贴”命令，则复制一个型腔铣操作，如图5-39所示。步骤2:修改刀具。在型腔铣主菜单中，单击组选项卡，选择“刀具”选项，选择前曲建立的刀具“D17R0.8"，如图5-40所示。步骤3:修改切削参数。在“切削参数”选项中，单击“空间范围”选项卡，在“处理中的工件”选项中选择“使用3D"，如图5-41所示。上一页下一页返回项目测试步骤4;指定修剪边界。在“建模”应用模块下，提取边缘线并投影在XC-YC表面;然后连接成封闭线，返回到“加工”应用模块下，在型腔铣主界面单击“修剪边界”，弹出对话框，如图5-42所示。选择曲线边界，选择前面建立的封闭线，“平面”选择“自动”，“修剪侧”选择“外部”，修剪边界如图5-43所示。步骤5:修改切削层的全局每刀深度。“全局每刀深度”设置为0.25mm。步骤6:修改进刀参数。选择“进刀”选项卡，如图5-44所示。步骤7:生成刀位轨迹。系统计算出“型腔铣”加工的刀位轨迹，如图5-45所示。上一页下一页返回项目测试4.半精加工步骤1:复制粗加工的型腔铣操作。在操作导航器中，在已生成的型腔铣操作上单击右键，在打开的菜单中选择“复制”命令，再次在型腔铣操作上单击右键，在打开菜单中选择“粘贴”命令，则复制一个“型腔铣”操作，如图5-46所示。步骤2:修改切削模式。在切削模式选项中选择“

配置文件”，“部件侧面余量”和“部件底部面余量”设置为“0.25"，其他设置如图5-47所示。步骤3:修改切削层。在主界面单击切削层按钮，打开“切削层”对话框，“全局每刀深度”设定为“0.25”,设定层的范围如图5-48所示。上一页下一页返回项目测试步骤4:修改空间范围参数。在切削参数选项中，单击“空间范围”选项卡，在“处理中的工件”选项中选择“无”，如图5-49所示。步骤5:修改进刀参数。选择“进刀”选项卡，如图5-50所示。步骤6:生成刀位轨迹。系统计算出型腔铣加工的刀位轨迹，如图5-51所示。5.前模陡峭面的精加工步骤1:创建深度加工轮廓铣。单击“插入”→“创建操作”按钮，打开“创建操作”对话框，如图5-52所示，在“类型”下拉列表中选择“mill-contour"，修改位置参数，填写名称，然后单击ZLEVELPROFILE图标，打开“深度加工轮廓铣”对话框。上一页下一页返回项目测试步骤2:指定部件。在主界面中，单击指定部件图标，弹出“部件几何体”对话框，如图5-53所示。单击前模型芯，按“确定”按钮返回主界面。步骤3:指定切削区域。在主界面中，单击指定切削区域图标，弹出“切削区域”对话框。在前模型芯上指定切削区域，如图5-54所示。步骤4:设定陡峭空间范围。在“陡峭空间范围”选项中指定“仅陡峭的”，“角度”指定为“50"，其他选项设定如图5-55所示。步骤5:切削层的设置。在主界面中，单击“切削层”图标，弹出“切削层”对话框。设定“全局每刀深度”为“0.15"，如图5-56所示。上一页下一页返回项目测试步骤6:设定连接。在“切削参数”对话框中，单击“连接”选项卡，在“层到层”选项中选择“直接对部件进刀”，如图5-57所示。步骤7.设定切削策略。单击切削参数按钮，打开“切削参数”对话框，在“策略”选项卡中设置“切削方向”为“混合”，“切削顺序”为“深度优先”。勾选“边上延伸刀轨”，距离为“1mm"，如图5-58所示。步骤8.设定切削余量。在“切削参数”对话框中，单击“余量”选项卡，修改“部件侧面余量”为0.35mm,“部件底部面余量”为0.05mm,“内公差”和“外公差”设置为0.01mm，如图5-59所示。上一页下一页返回项目测试步骤。:进刀的设置。在主界、中单击“非切削移动”图标

，弹出“非切削移动”对话框。在“开放区域”中“进刀类型”设定为“圆弧”，“半径”设定为“10”，“圆弧角度”设定为“90”，“高度”设定为“0.5”，“最小安全距离”设定为“l”，如图5-60所示。步骤10;设定进给和速度。“主轴速度”设置为“3500”,“切削”为“2200”，其他参数设置如图5-61所示。步骤11:生成刀位轨迹。单击“生成”按钮，系统计算出深度加工轮廓的刀位轨迹，如图5-62所示。上一页返回图5-1刀闸盖前樟外形返回图5-2“型腔铣”对话框返回图5-3“型腔铣”的切削层返回图5-4“切削层”对话框返回图5-5自动生成切削层图例返回图5-6仅在底部切削的切削层返回图5-7切削深度返回图5-8单个切削层图例返回图5-9“切削参数”对话框返回图5-10“空间节围”选项卡返回图5-11处理中的工件选项返回图5-12“无”处理中的工件返回图5-13“使用3D”处理的工件返回图5-14“使用基于层的”处理的工件返回图5-15最小移除材料返回图5-16深度加工轮廓返回图5-17陡峭角度参数返回图5-18混合切削参数返回图5-19“层到层”参数返回图5-20“在层之间切削”参数返回图5-21“CSYS”对话框返回图5