教学材料《模具CADCAM》-4

典型案例模型如图4-1所示，由瓶口、瓶身、瓶底三处曲面构成，瓶口处有一陡峭曲面及与瓶身曲面过渡的半径为R3的圆角曲面，瓶底处有一陡峭曲面及与瓶身曲面过渡的半径为RS的圆角曲面，毛坯为立方体，六面均光整。返回知识要点学习4.1工件几何在创建“型腔铣”操作过程中，必须指定“型腔铣”操作的几何体。在每一个切削层中，刀具能切削零件而不产生过切的区域称为加工区域。型腔铣加工区域是由曲面或者实体几何来定义的。“型腔铣”操作的几何体包括5种，即部件几何体、毛坯几何体、检查几何体、切削区域和修剪边界。1.部件几何体部件几何体用于指定、编辑和显示加工完成后的零件，即最终的零件形状。它控制刀具的切削深度和活动范围，可以选择特征、几何体和小面模型来定义部件几何体。选择实体时有一些优点，改变处理时容易，因为整个实体都保持了关联性。下一页返回知识要点学习如果只切削实体上部分平面，则可根据驱动方式使用切削区域、驱动几何体来控制，以使切削部分小于整个部件。2.毛坯几何体毛坯几何体指定代表要切削掉的原始材料的几何体或小平面体。毛坯几何体不表示最终部件，因此，不可以直接切削或进刀。它代表将要加工的原料，可以用特征或几何体定义毛坯几何体。3.检查几何体检查几何体是刀具在切削过程中要避让的几何体，如夹具、钳具和其他已加工过的重要表面。在“型腔铣”操作中，部件几何体和毛坯几何体共同决定了加工刀轨的范围。上一页下一页返回知识要点学习4.切削区域切削区域几何体用于创建局部的“型腔铣”操作，指定零件几何被加工的区域，它可以是部件几何的一部分，一也可以是整个部件几何。用户可以选择部件上特定的面来指定切削区域，而不需要选择整个实体，这样有助于省去裁剪边界这一操作。5.修剪边界修剪边界用于进一步控制刀具的运动范围，对生成的刀轨做进一步的修剪。修剪边界可以指定在各个切削层上进一步约束切削区域的边界。通过将“裁剪侧”指定为“内部”或“外部”(对于闭合边界)，或指定为“左侧”或“右侧”(对于开放边界)，用户可以定义要从操作中排除的切削区域。上一页下一页返回知识要点学习在某一特定的几何体类型中(部件、毛坯或检查)，不应同时选择边界和实体几何体。例如，如果选择了实体作为部件几何体，则不应再选择部件边界，但是可选择一个检查边界。4.2切削层“型腔铣”对话框中的“切削层”选项为多层切削指定平行的切削平面。切削层由切削深度范围与每层深度定义，一个范围包含两个垂直于刀轴的平面，通过这两个平面来定义切削的材料量。一个操作可以定义多个范围，每个范围切削深度均匀地等分。根据零件几何体与毛坯几何体定义的切削量，系统基于其最高点与最低点自动地确定第一个范围。但系统自动确定的范围仅是一个近似结果，有时并不能完全满足切削要求。此时，如果需要在某个要求的位置定义范围，可选择几何体对象进行手动调整。上一页下一页返回知识要点学习在图形窗口中，切削层用较大的平面符号来高亮显示范围，而用较小的平面符号来显示范围内的切削深度，如图4-2所示。范围总是从顶到底一次排列，一个范围不会在另一个范围之中。在同一时间，只有一个范围是当前激活范围并可进行编辑或删除。在“型腔铣”对话框中，单击“刀轨设置”选项组下的“切削层”后的按钮，系统弹出图4-3所示的“切削层”对话框。通过该对话框可以在切削深度范围内划分多个切削范围，并为每个切削层指定每刀的切削深度。该对话框上部图标用来插刀与修改范围，中部图标用来定义切削范围深度、每刀切削深度以及控制点等，下部图标用来删除范围。上一页下一页返回知识要点学习1.插入范围在“切削层”对话框中，可通过定义底平面来创建一个新范围。为插入一个范围，必须选择一个点、一个面，或在“范围深度”文本框中输入一个数值来定义新范围的底面。所创建的范围将从该平面向上延伸至上一个范围的底面，如果新创建的范围之上没有其他范围，该范围将延伸至顶层。如果选定了一个面，系统将使用该面上的最高点来定位新范围的底面。该范围将保持与该面的关联性。如果修改或删除了该面，将相应地调整或删除该范围。单击“确定”按钮接受新的范围并关闭对话框。上一页下一页返回知识要点学习2.修改范围在“切削层”对话框中，输入一个新的深度值或者移动范围深度滑块位置，或者选择一个面或点，使存在范围的底平面沿刀轴方向移动，以增加或减少范围的切削深度。在修改范围的过程中，随着其底平面的上下移动，下面的范围就向上扩展或向下缩短，以适应空间的变化。用户如将底平面移至切削体积内的任何位置，这可能会将多个范围完全删除。当用户将范围底面向上移动时，选定的范围会减小，相应地，其下面的范围会增大，任何位于所编辑范围之内的范围都将被删除。上一页下一页返回知识要点学习3.全局每刀深度“全局每刀深度”是添加范围时的默认值。该值将影响“自动生成”或“单个”模式中所有切削范围的“每次切削最大深度”。对于“用户定义”模式，如果全部范围都具有相同的初始值，那么，“全局每刀深度”将应用在所有这些范围中。如果它们的初始值完全相同，系统将提示是否要为全部范围应用新值。系统将计算出不超过指定值深度的各切削层，图4-4显示了系统如何根据指定的“全局每刀深度”0.25进行调整的。上一页下一页返回知识要点学习4.局部每刀深度“局部每刀深度”与“全局每刀深度”类似，但前者将影响单个范围内每次切削的最大深度。输入“局部每刀深度”值，然后单击“应用”按钮或使用向上和向下按钮来创建切削深度值。通过为每个范围指定不同的每刀切削深度，用户可以创建具有如下特点的切削层，即在某些区域内每个切削层切削下较多的材料，而在另一些区域内每个切削层只切削下较少的材料。如图4-5所示，范围①使用了较大的“局部每刀深度”值，从而可以快速地切削材料;范围②使用了较小的“局部每切削深度”值，以便逐渐切削掉靠近底部轮廓处的材料。上一页下一页返回知识要点学习5.测量开始位置“测量开始位置”用于确定范围深度值的测量位置，包括顶层、范围顶部、范围底部与WCS原点4个选项，如图4-6所示。这些选项仅影响范围深度值的测量位置，并不影响用点或面定义的范围。6.范围深度“范围深度”文本框用于输入距离值以定义一个新范围的底部，或者编辑一个存在范围的底部。其距离是从指定的参考平面进行测量的，通过输入一个正的或负的距离值，可使定义的范围在指定参考平面的上部或下部，一也可以用“范围深度”滑块来改变范围深度，当移动滑块时，“范围深度”文本框的深度值会随之变化。上一页下一页返回知识要点学习7.仅在范围底部当在“切削层”下拉列表框中选择“仅在范围底部”选项时，则表示仅在底部范围处切削，切削范围不会被细分。“全局每刀深度”和“局部每刀深度”文本框都处于非激活状态。8.范围通过单击向上或向下按钮切换一个范围作为当前激活范围。当前激活范围在图形窗口调用当前范围颜色显示，并在“范围深度”与“局部每刀深度”文本框中显示对应的范围深度与切削深度值。上一页下一页返回知识要点学习9.删除当前范围

按钮用于删除图形窗口中高亮显示的当前激活范围。当删除一个范围时，则下一个范围的顶部会自动延伸以填充删除范围的间隙，延伸的范围将插入切削层，并可能做相应的调整。10.范围类型“范围类型”共有3个选项，即自动生成、用户定义和单个。【自动生成】:将范围设置为与所有水平面对齐，这些是部件的关键深度。只要用户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水平表面，并添加关键层与之对应。【用户定义】:允许用户通过定义每个新范围的底面来创建范围，通过选择面定义的范围将保持与部件的关联性，但不会检测新的水平表面。上一页下一页返回知识要点学习【单个】:将根据部件和毛坯几何体设置一个切削范围，只能修改顶层和底层。如果用户修改了其中的任何一层，则在下次处理该操作时，系统将使用相同的值。如果用户使用默认值，它们将保留与部件的关联性。不能将顶层移至底层之下，也不能将底层移至顶层之上，这将导致这两层被移动到新的层上。任何结束层旁都将显示“范围结束”符号(大平面)。只有位于切削顶层和切削底层之间的结束层才会被显示和切削。系统使用“全局每刀深度”值来细分这一单个范围。11.信息与显示“信息”按钮用于显示所有存在的范围的信息。“显示”按钮用于在绘图区显示所有存在的范围，即在图形上显示切削层。上一页下一页返回知识要点学习4.3切削参数图4-7所示为“型腔铣”操作使用“跟随部件”模式的“切削参数”对话框，可以看到它与平面铣的切削参数相近，只有小部分选项不同。如增加了“延伸刀轨”、“空间范围”、“容错加工”、“底部处理”、“修剪由”、“部件底面余量”以及“参考刀具”选项。1.延伸刀轨“延伸刀轨”选项组下只有“在边上延伸”文本框，该选项用于设置刀轨在边上延伸，可以通过设置具体的延伸距离，一也可以通过刀具的百分比来设置。上一页下一页返回知识要点学习2.部件底部面余量和部件侧面余量【部件底部面余量】:是指底面剩余的部件材料厚度，该余量是沿刀具轴测量的。该选项所应用的部件表面必须满足以下条件:已定义了切削层、表面为平面、表面垂直于刀具轴(曲面法向矢量平行于刀具轴)。【部件侧面余量】:是指壁面剩余的部件材料厚度，该余量是在每个切削层上沿垂直于刀具轴的方向(水平)测量的。它可以应用在所有能够进行水平测量的部件表面上。这两个参数取代了“部件余量”参数，“部件余量”只允许用户为所有部件表面指定单一的余量值。上一页下一页返回知识要点学习3.检查余量和裁剪余量【检查余量】:是切削时刀具离开检查几何体的距离。【修剪余量】:是切削时刀具离开修剪几何体的距离。当切削时，刀具总是远离所定义的检查几何体和修剪几何体。把一些重要的加工面或者夹具设置为检查几何体，加上余量的设置，可以防止刀具与这些几何体接触，起到安全和保护的作用。这两个选项不能使用负值。4.毛坯余量和毛坯距离【毛坯余量】:是切削时刀具离开毛坯几何体的距离。它将应用于那些有着相切情形的毛坯边界和毛坯几何体。“毛坯余量”可以使用负值。由于毛坯定义了刀具的最大运动范围，毛坯余量的应用可以放大或者缩小毛坯几何体，这在编辑刀轨时非常有用。上一页下一页返回知识要点学习【毛坯距离】:是应用于部件边界或者部件几何体的偏置距离，应用于产生毛坯几何体。对于平面铣，默认的毛坯距离应用于一个封闭的零件边界;而对于型腔铣，毛坯距离应用于所有的部件几何体。毛坯距离不能使用负值。5.容错加工“容错加工”是特定于“型腔铣”操作的一个切削参数，可准确地寻找不过切零件的可加工区域。在大多数切削操作中，该选项是激活的。激活该选项时，材料边仅与刀轴矢量有关，表面的刀具位置属性不管如何指定，系统总是设置为“相切于”。由于此时不使用表面的材料边属性，因此，当选择曲线时，刀具将位于曲线上，当不选择顶面时，刀具就位于垂直壁的边缘上。上一页下一页返回知识要点学习6.修剪由当没有定义毛坯几何时，“修剪由”下拉列表框指定用型芯外形边缘或外形轮廓作为定义毛坯几何的边界。该选项必须与容错加工选项配合使用，设置方法为先单击“空间范围”标签，如图4-8所示。“修剪由”下拉列表框中有3个选项。【无】:不使用修剪。7.防止底切在“型腔铣”操作中，“防止底切”选项可允许系统在生成刀轨时考虑底切几何体，以此来防止刀夹碰到部件几何体。“防止底切”选项只能应用在非容错加工中。上一页下一页返回知识要点学习8.处理中的工件“处理中的工件”(IPW)是“型腔铣”操作中指定保留剩余材料的切削参数，可以使用上一个操作加工后形成的IWP作为下一个操作的毛坯，同时，还可以生成下一个操作可用的新IPW单击“切削参数”对话框中的“空间范围”标签，如图4-9所示。“处理中的工件”有“无”、“使用3D”,“使用基于层的”3个选项。9.使用刀栖单击“切削参数”对话框中的“空间范围”标签，如图4-10所示，在“刀具夹持器”选项组选中“使用刀具夹持器”复选框，“使用刀具夹持器”选项有助于避免刀柄与部件的碰撞，并在操作中选择尽可能短的刀具。上一页下一页返回知识要点学习10.参考刀具当用户希望在拐角处加工上一个刀具错过的剩余材料时，可以使用“参考刀具”。剩余材料可能是由于刀具的拐角半径而遗留在壁和底面之间的材料，一也可能是由于刀具直径而遗留在壁之间的材料。此切削类似于其他的“型腔铣”操作，但是，它仅限于在拐角区域操作。参考刀具通常是用来先对区域进行粗加工的刀具，系统计算指定的参考刀具剩下的材料，然后为当前操作定义切削区域。上一页返回项目实施一、公共项目设置1.进入项目设置(1)启动NX，进入界面。(2)打开模型文件。(3)工作坐标系原点的确认。(4)进入加工模块。2.固定导航器在加工界面的左侧单击“操作导航器”按钮，再单击“固定”按钮，固定操作导航器。下一页返回项目实施3.设置安全高度在操作导航器的空自处单击鼠标右键，系统自动弹出快捷菜单，在该快捷菜单中选择“几何视图”命令，在操作导航器中出现

图标，用鼠标左键双击该图标，系统弹出图4-11所示的“MillOrient”对话框，在对话框中单击“CSYS对话框”按钮，系统自动弹出“CSYS”对话框，在该对话框中的“参考”下拉列表框中选择“WCS”选项，使加工坐标系与工作坐标系重合。分别单击两个对话框中的“确定”按钮。4.设置几何体(1)指定部件。(2)指定毛坯。上一页下一页返回项目实施5.设置加工公差在操作导航器的空白处单击鼠标右键，系统弹出快捷菜单，在该快捷菜单中选择“加工方法视图”命令。6.创建程序在操作导航器的空自处单击鼠标右键，系统弹出快捷菜单，在该快捷菜单中选择“程序顺序视图”命令。在“插入”工具栏上单击“创建程序”图标，系统将弹出如图4-12所示的“创建程序”对话框，在“名称”文本输入框中输入“R1”，单击“确定”按钮两次，则在“NCPROGRAM”的目录下创建了一个程序“R1”(开粗)。上一页下一页返回项目实施7.创建刀具在“插入”工具栏上单击“创建刀具”按钮，系统弹出图4-13所示的“创建刀具”对话框，选择“类型”为“millcontour”(轮廓系)，在“刀具子类型”下选择“MILL”(铣刀)，在“名称”文本框中输入“D30R5”。单击对话框中的“确定”按钮，系统弹出图4-14所示的“铣刀-5参数”对话框，在“直径”文本框中输入“30”，在“底圆角半径”文本框中输入“5”，在“长度”文本框中输入“100”，在“刀刃长度”文本框中输入”65”，在“刀具号”文本框中输入“1”，单击对话框中的“确定”按钮。上一页下一页返回项目实施二、整体粗加工1.创建型腔铣操作单击“插入”工具栏上的“创建操作”图标，系统自动弹出如图4-15所示的“创建工序”对话框，选择“类型”为“millcontour”，选择“工序子类型”为“CAVITYMILL”(型腔铣)，“程序”、“刀具”、“几何体”、“方法”和“名称”分别设置为“R1”、“D30R5”

、“WORKPIECE”

、“MILLROUGH”、“CAVITYMILL”，单击对话框中的“确定”按钮将打开“型腔铣”对话框。上一页下一页返回项目实施2.指定切削区域在“型腔铣”对话框中单击“指定切削区域”图标，系统弹出“切削区域”对话框，单击“视图”工具条上的“右视图”图标，将模型切换为右视图，用“窗选”的方法选择如图4-17所示的曲面为切削区域，单击鼠标中键，返回“型腔铣”对话框。3.刀轨设置(1)切削模式。设置切削模式为“跟随部件”，如图4-16所示。(2)步距。步距选择“%刀具平直”(刀具平直百分比)，在“平面直径百分比”文本输入框中输入“70”，如图4-16所示。(3)最大距离。在“全局每刀深度”文本输入框中输入“0.5”，如图4-16所示。上一页下一页返回项目实施(4)切削参数。在“型腔铣”对话框中单击“切削参数”图标，系统弹出“切削参数”对话框，“策略”选项卡参数设置如图4-18所示;“余量”选项卡参数设置如图4-19所示;“空间范围”选项卡参数设置如图4-20所示，在“处理中的工件”下拉列表框中选择“使用基于层的”二次开粗方式有“无”(参考刀具)、“使用3D”和“使用基于层的”，“使用基于层的”产生二次开粗刀路最安全且简洁;其余参数采用系统默认。单击鼠标中键，返回“型腔铣”对话框。(5)非切削移动。在“型腔铣”对话框中单击“非切削移动”图标，系统弹出“非切削移动”对话框，“进刀”选项卡参数设置如图4-21所示;“转移/快速”选项卡参数设置如图4-22所示;其余参数采用系统默认。单击鼠标中键，返回“型腔铣”对话框。上一页下一页返回项目实施(6)进给率和速度。在“型腔铣”对话框中单击“进给率和速度”图标，系统弹出“进给率和速度”对话框，设置主轴速度和进给率参数如图4-23所示。单击鼠标中键，返回“型腔铣”对话框。4.生成刀轨在“型腔铣”对话框中指定了所有参数后，单击对话框底部操作组的“生成”图标，生成如图4-24所示的型腔铣粗加工刀轨。5.检验刀轨单击“型腔铣”对话框底部操作组的“确认”图标，系统弹出如图4-25所示的“刀轨可视化”对话框，选择“2D动态”，“生成IPW”选项选择“粗糙”，单击播放按钮，型腔铣粗加工效果如图4-26所示。确认刀轨正确后，单击对话框中的“确定”按钮关闭对话框，完成型腔铣操作的创建。上一页下一页返回项目实施6.后处理在操作导航器中选择

，再单击加工“操作”工具栏上的“后处理’，图标，系统弹出如图4-27所示的“后处理”对话框，在对话框的“后处理器”下选择”MILL3AXIS”(3轴数控铣床)，在“输出文件”下设置好文件的存放路径和文件名(LT6-1CU.ptp)，在“单位”下拉菜单中选择“经后处理定义”，选中“列出输出”单选项，单击对话框中的“确定”按钮，在文件的存放目录下找到产生的NC程序文件，用记事本打开如图4-28所示的型腔铣粗加工的NC程序。上一页下一页返回项目实施三、瓶口部分的圆角面二次开粗1.复制型腔铣粗加工操作在操作导航器中选择“R1”下的“CAVITYMILL”，单击鼠标右键，在系统弹出的快捷菜单中选择“复制”命令。再在操作导航器中选择“R2”，单击鼠标右键，在系统弹出的快捷菜单中选择“内部粘贴”命令，在R2下增加了“CAVITYMILLCOPY”

。2.修改刀具在操作导航器中双击“CAVITYMILLCOPY”图标，系统弹出“型腔铣”对话框，在“型腔铣”对话框的“刀具”选项下选择刀具“D8”。上一页下一页返回项目实施3.设置修剪边界在“型腔铣”对话框中单击“指定修剪边界”按钮，系统弹出“修剪边界”对话框，选择“修剪侧”为“外部”，选中“点边界”按钮，在图形区创建修剪边界线框。用“点边界”功能创建一些不需要很准确的修剪边界，创建修剪边界时，应将视图切换到“静态线框”，否则，有时会看不到创建的修剪边界。单击对话框中的“确定”按钮，返回“型腔铣”对话框。4.修改步距和全局每刀深度在“型腔铣”对话框中，在“刀轨设置”选项下修改“平面直径百分比”为“50”,修改“全局每刀深度”为“0.2”。上一页下一页返回项目实施5.修改余量“型腔铣”对话框中单击“切削参数”图标，系统弹出“切削参数”对话框，在图4-19所示的“余量”选项卡下修改“部件侧面余量”为“0.35",“部件底部面余量”、“内公差”、“外公差”不变。二次开粗时，部件侧面余量要比第一次开粗时侧面余量稍大，否则，刀杆易碰到侧壁造成撞刀。6.修改进刀参数在“型腔铣”对话框中单击“非切削移动”图标，系统弹出“非切削移动”对话框，在“进刀”选项卡下修改“高度”为“1"、“最小倾斜长度”为“0"，其余参数不变。上一页下一页返回项目实施7.修改主轴速度和进给率在“型腔铣”对话框中单击“进给和速度”图标，系统弹出“进给率和速度”对话框，修改“主轴速度”为“3000",“切削”(进给率)为“2000"。单击鼠标中键，返回“型腔铣”对话框。8.生成刀轨在“型腔铣”对话框中指定了所有的参数后，单击对话框底部操作组的“生成”图标，生成二次开粗加工刀轨。9.检验刀轨单击“型腔铣”对话框底部操作组的“确认”图标。系统弹出“刀轨可视化”对话框，选择“2D动态”