《数控铣自动编程》-项目一

1.1线框造型命令1.1.1直线的绘制直线是构成图形的最基本要素。系统提供了图1-1所示的6种绘制直线方式，详见表1-11.1.2圆的绘制圆也是构成图形的最基本要素。系统提供了如图1-2所示3种生成圆的方式，详见表1-2。1.1.3点的绘制在指定位置绘制一个点或在曲线上绘制批量点。系统提供了如图1-3所示两种绘制点的方式，详见表1-3。1.1.4多边形的绘制系统提供了如图1-4所示边定位和中心定位两种绘制多边形的方式，详见表1-4。下一页返回1.1线框造型命令1.1.5等距线的绘制绘制给定曲线的等距线，系统提供了如图1-5所示等距和变等距两种绘制等距线的方式，详见表1-5。1.1.6相关线相关线指曲面或实体的交线、边界线、参数线、法线、投影线和实体边界等。系统提供了如图1-6所示6种不同的方式。上一页返回1.2几何变换命令1.2.1平移平移功能用于对已知曲线或曲面进行移动拷贝或移动，系统提供了如图1-7所示两种方式，详见表1-6。1.2.2平面旋转平面旋转功能用于对已知曲线或曲面进行同一平面上的拷贝旋转或移动旋转，系统提供了两种方式，拷贝旋转方式详见表1-7。1.2.3旋转旋转功能用于对已知曲线或曲面进行空间的拷贝旋转或移动旋转，系统提供了两种方式，拷贝旋转方式详见表1-8。返回1.3曲线编辑命令1.3.1曲线裁剪使用曲线作剪刀，裁掉曲线上不需要的部分，系统提供了如图1-8所示4种曲线裁剪方式，详见表1-9。1.3.2曲线打断曲线打断功能用于把拾取的曲线在指定点处打断成为两条曲线，详见表1-10。1.3.3曲线组合曲线组合功能用于把拾取到的多条相连曲线组合成一条样条曲线，详见表1-11。返回1.4曲面造型命令1.4.1直纹面直纹面是由一条直线的两端点分别在两曲线上匀速运动而形成的轨迹曲面。系统提供了如图1-9所示的3种绘制直纹面方式，详见表1-12。1.4.2平面平面与基准面的比较:基准面是绘制草图时的参考面，而平面则是实际存在的面，系统提供了两种绘制方式，详见表1-13。返回1.5数控加工方法1.5.1平面区域粗加工平面区域粗加工是根据给定的轮廓和岛屿，生成分层的加工轨迹，其不必有三维模型，只要给出零件外轮廓和岛屿，就可以生成加工轨迹。主要应用于铣平面和铣槽，也可进行斜度的设定，自动标记钻孔点。其操作方法为:单击“加工”丨“粗加工”丨“平面区域式粗加工”或直接单击按钮。1.5.2等高线粗加工等高线粗加工用于生成分层等高式粗加工轨迹。较普通的粗加工方式的适用范围广，可进行稀疏化加工，指定加工区域，以优化空切轨迹。轨迹拐角可以设定圆弧或s形过渡，生成光滑轨迹，支持高速加工设备。其操作方法为:单击“加工”丨“常用加工“丨等高线粗加工”或直接单击按钮。参数说明见表1-14。下一页返回1.5数控加工方法1.5.3三维偏置加工能够由里向外或由外向里生成三维等间距加工轨迹;可以保证加工效果有相同的残留高度提高加工质量和效果;同时也使刀具在切削过程中保持恒定。其特别适用于高速机床加工参数说明详见表1-15。【教学实施】项目引入:图1-10所示为三角星图标曲面造型零件图，按图纸要求完成该零件造型的创建并生成加工代码。生产要求:生产类型为小批量生产，表面粗糙度为Ra6.3，毛坯尺寸为Φ90x25。上一页返回1.6三角星曲面造型图样分析和自动编程加工方案分析1.6.1三角星曲面造型图样分析三角星曲面造型尺寸如图1-10所示，该曲面造型由圆柱曲面和三角星曲面两部分构成，其二维图轮廓尺寸的确定可采用“曲面造型”的思想创建，具体造型创建方案如下。

1.三角星曲面的创建

(1)利用“圆”和“直线”命令中“两点线”和“角度线”的方式完成三角星曲面轮廓线的绘制。

(2)利用“边界面”命令中“三边面”的方式完成三角星曲面的创建。

2.圆柱曲面的创建

(1)在XY平面中，利用“圆”命令绘制Φ90的圆，利用“平移”命令将Φ90的圆向Z轴负方向平移11mm。下一页返回1.6三角星曲面造型图样分析和自动编程加工方案分析(2)利用“直纹面”命令中“曲线+曲线”的方式完成圆柱曲面的创建。(3)在XZ平面中，分别以Φ90圆直径的两个端点为圆心，利用“圆”命令绘制两个R2的半圆。

(4)利用“导动面”命令中的“双导动线/双截面/等高”的方式完成两个R2曲面造型的绘制。1.6.2三角星曲面造型自动编程加工方案分析根据三角星曲面造型的特点，该零件要求采用铝材制造，因此对于机床加工参数要求不高;加工对象包括平面和曲面。由于本零件的生产批量小，因此加工时不需要专用夹具，可以根据车间具体情况选用通用夹具，一般选用三爪卡盘即可;加工所用的机床可以选用三轴联动的立铣床、加工中心或性能更好的机床。根据学院条件，本例选择XKA714立式数控铣床，Siemens802D系统。其自动编程方案如下:上一页下一页返回1.6三角星曲面造型图样分析和自动编程加工方案分析(1)利用Φ10平底铣刀，采用“平面区域粗加工”的方法，加工三角星以外的区域，目的是去掉大部分毛坯。

(2)利用Φ5硬质合金球头铣刀，采用“等高线粗加工”的方法，加工三角星曲面造型的上表面，加工余量为0.5mm。(3)利用Φ3硬质合金球头精铣刀，采用“三维偏置加工”的方法，对三角星曲面造型进行精加工至尺寸要求。

(4)根据机床所配备的系统资料，制定后置处理。

(5)对刀具轨迹进行仿真校验，并根据仿真结果对其进行修改、完善。

(6)选择机床后置处理，仿真加工，生成G代码。

(7)将G代码传输到指定机床，为实际加工生产做准备。上一页返回1.7三角星曲面造型创建及自动编程加工参数设置1.7.1工作要求及工作条件1.工作要求(1)正确创建三角星曲面造型。(2)合理设置三角星曲面造型自动编程加工参数。(3)将生成的G代码传输到指定机床，为实际加工生产做准备。(4)按企业有关文明生产规定，做到现场整洁、绘图规范。2.工作条件(1)生产纲领:单件。(2)工作地点:数控实训中心一体化教室。(3)时间定额:4学时。下一页返回1.7三角星曲面造型创建及自动编程加工参数设置1.7.2实训内容及过程

1.三角星曲面的创建

(1)打开CAXA制造工程师2013软件，系统默认视图状态为XOY平面状态。若不是，则按[F5]键或在左侧特征管理中选择“平面XY"，将视图状态切换到XOY平面状态。选择XY平面为当前绘图基准面。

(2)单击“造型”丨“曲线生成”丨“圆”或直接单击“圆”按钮，选择“圆心_半径”方式，以坐标原点为圆心，按回车键，在输入条中输入“70/2”的半径，按鼠标右键，完成Φ70圆的绘制，结果如图1-11所示。(3)单击“造型”丨“曲线生成”丨“多边形”或直接单击“多边形”按钮，选择“中心/边/内接”方式，以坐标原点为圆心，按回车键，在输入条中输入"70/2”的半径，按鼠标右键，完成三边形圆的绘制，结果如图1-12所示。上一页下一页返回1.7三角星曲面造型创建及自动编程加工参数设置(4)单击“造型”丨“曲线生成”丨“直线”或直接单击“直线’，按钮

，选择“两点线”方式，分别绘制直线L1、L2和L3，结果如图1-13所示；再选择“角度线”方式，分别以直线L1、L2和L3为“拾取直线”，以点A、B和C为“第一点”，以任意点为“第二点”，分别绘制L4~L9的角度线，并形成交点D,E和F，结果如图1-14所示。(5)单击“造型”丨“曲线生成”丨“点”或直接单击“点”按钮，选择“单个点”/“工具点”方式，按回车键输入(0,0,10)，结果如图1-15所示。

(6)利用“直线”命令中的“两点线”方式，将图1-15所示的空间点分别与点D,E和F连接，单击“造型”丨“曲线编辑”丨“曲线裁剪”或直接单击“曲线裁剪”按钮，选择“快速裁剪”/“正常裁剪”方式，对多余的线进行裁剪;再单击“编辑”丨“删除”，或单击“删除”按钮

，删除多余的线，结果如图1-16所示。上一页下一页返回1.7三角星曲面造型创建及自动编程加工参数设置(7)单击“造型”丨“曲面生成”丨“边界面”或直接单击“边界面”按钮侧，选择“三边面”方式，完成三角星图标曲面的绘制，结果如图1-17所示。2.圆柱曲面的创建

(1)删掉如图1-17所示的Φ70圆，按[F5]键后，利用“圆”命令完成Φ90圆的绘制，并单击“造型”丨“几何变换”丨“平移”或直接单击“平移”按钮，选择“偏移/拷贝”方式，结果如图1-18所示。(2)利用“直线”命令，按空格键弹出“点工具”，选择“端点”和“中点”，绘制直线L10;单击“造型”丨“曲线生成”丨“等距线”或直接单击“等距线”按钮，选择“单根曲线/等距”方式，距离框中输入“2”;再利用“圆”命令，完成R2圆的绘制，并利用“曲面裁剪”命令，去掉下半圆，结果如图1-19所示。上一页下一页返回1.7三角星曲面造型创建及自动编程加工参数设置(3)单击“造型”丨“几何变换”丨“旋转”或直接单击“旋转”按钮

，选择“移动”方式，分别拾取如图1-19所示中L10两个端点为“旋转轴起点”和“旋转轴终点”，R2半圆为“旋转对象”，再利用“删除”命令，删掉多余的线，结果如图1-20所示。(4)单击“造型”丨“曲线编辑”丨“曲线打断”或直接单击“曲线打断”按钮

将如图1-20所示的两个圆在点G,H,I和J处打断，形成“导动轨迹”。(5)单击“造型”丨“曲面生成”丨“导动面”，或单击“导动面”按钮

，选择“双导动线/双截面线/等高”方式，完成R2半圆面的绘制，结果如图1-21所示。同理，绘制另外一半R2的半圆面，结果如图1-22所示。上一页下一页返回1.7三角星曲面造型创建及自动编程加工参数设置(6)单击“造型”丨“曲面生成”丨“平面”或直接单击“平面”按钮，选择“裁剪平面”方式，“拾取平面外轮廓线”为图1-22所示的大圆，提示“拾取第1个内轮廓线”时，应依次拾取三角星图标外轮廓线，按鼠标右键完成三角星曲面上表面的绘制，结果如图1-23所示。(7)利用“直纹面”命令完成“圆柱面”侧面的创建，利用“平面”命令完成“圆柱面”下底面的创建，结果如图1-24所示。至此，三角星曲面造型创建完成。

3.毛坯设置单击“特征树”下面“轨迹管理”选项卡，双击特征树中的“加工”丨“毛坯”命令，系统将弹出“毛坯定义”对话框，如图1-25所示。“类型”选择“柱面”，单击“拾取平面轮廓”按钮，选择三角星曲面造型的Φ90的圆后，单击“确定”按钮，完成对该造型毛坯的设置。上一页下一页返回1.7三角星曲面造型创建及自动编程加工参数设置

4.加工参数设置

(1)三角星曲面造型采用两轴半或三轴联动的立铣床或加工中心，机床系统为Siemens802D系统。根据加工方案分析，单击“加工”丨“后置处理”丨“后置设置”，弹出如图1-26所示的对话框。选择“Siemens802D”后，单击“编辑”按钮，弹出如图1-27所示的对话框，按要求填写各选项卡相关项后，单击“另存为”按钮，将后置设置内容保存。

(2)平面区域粗加工。单击“加工”丨“常用加工”丨“平面区域粗加工”或直接单击按钮，对三角星曲面造型进行粗加工，目的是去掉大量多余的毛坯。根据图1-28所示，各填写参数确定后(其余为显示的默认状态)，系统提示“请拾取轮廓曲线”时，应拾取R2圆弧内轮廓线(可利用“相关线”拾取)，单击鼠标右键确定;“请拾取岛屿曲线”为三角星的轮廓上一页下一页返回1.7三角星曲面造型创建及自动编程加工参数设置线，单击鼠标右键结束命令，系统计算出“平面区域粗加工”方式生成的刀具轨迹，结果如图1-29所示。然后将生成的刀工轨迹“隐藏”，以方便后续加工内容的选取。

(3)等高线粗加工。单击“加工”丨“常用加工”丨“等高线粗加工”或直接单击按钮，对三角星图标曲面造型进行粗加工。根据图1-30所示，各填写参数确定后，系统提示“请拾取加工曲面”为三角星图标曲面造型上表面，单击鼠标右键确定;“拾取干涉面”为Φ90圆柱曲面，单击鼠标右键结束命令，系统计算出“等高线粗加工”方式生成的刀具轨迹，结果如图1-31所示。然后将生成的刀具轨迹“隐藏”，以方便后续加工内容的选取。上一页下一页返回1.7三角星曲面造型创建及自动编程加工参数设置

(4)三维偏置加工。单击“加工”丨“常用加工”丨“三维偏置加工”或直接单击按钮，对三角星图标曲面造型进行精加工。根据图1-32所示，各填写参数确定后，系统提示“请拾取加工曲面”为三角星图标曲面造型上表面，单击鼠标右键确定;“拾取干涉面”为小90圆柱曲面，单击鼠标右键结束命令，系统计算出“三维偏置加工”方式生成的精加工刀具轨迹，结果如图1-33所示。

5.自动编程及轨迹仿真

(1)单击“特征树”中“刀具轨迹:共3条”后，单击鼠标右键，选择“全部显示”，令所有生成轨迹呈显示状态，结果如图1-34所示。上一页下一页返回1.7三角星曲面造型创建及自动编程加工参数设置

(2)单击“特征树”中“刀具轨迹:共3条”后，单击鼠标右键，选择“实体仿真”后，系统弹出如图1-35所示对话框，单击左上角“运行”按钮，系统自动对已生成的刀具轨迹进行实体仿真，结果如图1-35所示。

(3)单击“特征树”中“1等高线粗加工”，单击鼠标右键，选择“后置处理”和“生成G代码”后，系统弹出如图1-36所示对话框，单击“确定”按钮后，在指定位置打开如图1-37所示的等高线粗加工和三维偏置加工G代码文件。1.7.3三角星曲面造型创建和加工参数设置合理性评价检查三角星曲面造型创建过程和加工参数设置的合理性，填写表1-16评分标准。上一页下一页返回1.7三角星曲面造型创建及自动编程加工参数设置【项目测试】1.项目导入见表1-17所示内容，完成如图1-38所示零件图的造型创建并生成加工G代码。2.零件造型创建和加工参数设置分析(1)五角星造型图样分析。(2)五角星造型自动编程及加工参数设置分析。(3)创建五角星造型。(4)毛坯设置。(5)加工参数设置。(6)自动编程及轨迹仿真。上一页下一页返回1.7三角星曲面造型创建及自动编程加工参数设置(7)传输程序，准备实际加工生产。3.五角星曲面造型创建过程和加工参数设置合理性的检查根据检查结果填写表1-18评分标准。4.填写“附表二项目评价表”上一页返回图1-1绘制直线的方式返回表1-1各种绘制直线画法示意返回图1-2绘制圆的方式返回表1-2各种绘制圆的画法示意返回图1-3绘制点的方式返回表1-3各种绘制点的画法示意返回图1-4多边形绘制方式返回表1-4各种绘制多边形的画法示意返回图1-5等距线绘制方式返回表1-5各种绘制等距线的画法示意返回图1-6相关线方式返回图1-7平移方式返回表1-6平移命令方式返回表1-7平面旋转命令方式之拷贝旋转示例返回1.2几何变换命令表1-8旋转命令方式之拷贝旋转示例返回图1-8曲线裁剪方式返回表1-9各种曲线裁剪方式示意图下一页表1-9各种曲线裁剪方式示意图(续表)上一页返回表1-10曲线打断命令方式返回表1-11曲线组合命令