第11讲-曲面粗加工.ppt

1、,本章学习目标 掌握曲面粗加工基本设置和应用。 通过综合实例掌握曲面粗加工的加工方法和参数设置。,第十一讲 曲面粗加工,三维刀具路径用于加工空间曲面和三维实体表面，是一种加工效率更高、更为复杂的加工方法。与二维刀具路径不同，三维刀具路径中刀具的行进轨迹为空间曲线，因而对加工精度的要求更高。,11.1 基本加工方法,根据机械加工的一般知识可知，零件加工一般遵循粗/精分开的原则。 粗加工：使用较大的刀具进给量尽可能快地去除零件表面多余的材料，以效率为重。 精加工：使用较小的刀具进给量加工出合乎尺寸精度和表面质量要求的零件，以精度和质量为重。 对于大型的复杂零件，在二者之间还可以安排半精加工工序。

2、其中粗加工又分为以下8种加工方法。,11.1.1 知识点讲解,一、平行铣削加工,曲面粗加工平行铣削刀具路径主要用于对单一凸起或者凹陷状的简单造型工件做粗加工，造型复杂工件不适合采用。平行铣削刀具路径都是直线平行路径，刀具的负荷平衡，每刀的切深和间距可取较大值，适合作重切削，但是只能直线下刀，残料和提刀次数较多 (1). 执行【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗加工平行铣削加工】命令，调用平行粗加工模组。 (2). 弹出【选取工件的形状】 对话框，如图11-1所示。其中有 【凸形】、【凹形】和【未定义】 3个选项。一般选择【未定义】方 式，由系统自动识别图形凹凸状。,图11-1 【选取工件的形状】

3、对话框,(3). 系统提示用户选择图形，选择曲面或实体（选中的曲面或实体系统以黄色显示）。 (4). 按Enter键，系统弹出【刀具路径的曲面选取】对话框，如图11-2所示。利用此对话框，用户可以重新进行曲面或实体的选择、修改等操作，其中主要有以下4部分内容。 【加工面】：指定加工的曲面。 【干涉面】：检查毛坯余量。 【切削范围】：指定包含的加工曲面。 【指定下刀点】：用于定义起刀位置。,图11-2 【刀具路径的曲面选取】对话框,（5）系统弹出【曲面粗加工平行铣削】对话框，如图11-3所示。 刀具路径误差： 按钮后面的文本框用于设置刀具路径与几何模型的精度误差。误差值设置得越小，加工得到的曲面

4、精 度就越高，但计算 所需时间较长，为 了提高加工速度， 在粗加工中输入值 可稍大 一些。,图1-3 【曲面粗加工平行铣削】对话框,用户可以直接在文本框中输入设定的误差值。也可以单击 按钮，对刀具路径误差进行具体的设置。 最大步距值：最大切削间距可以设置两个相邻切削路径层间的最大距离。该值必须小于刀具的直径，主要根据刀具强度和材料硬度确定该值。值越大，生成的刀具路径数目越少，加工结果越粗糙；该值越小，生成的刀具路径数目越多，加工结果越平滑，但生成刀具路径需要的时间就越长。 切削方法：图11-3所示的【切削方式】下拉列表用于设置刀具在xy平面内的走刀方式，其中有以下两个选项。 【双向】：在加工中

5、刀具可以往复切削曲面。 【单向】：在加工时刀具只能沿一个方向进行切削。 加工角度：图11-3所示的加工角度是指刀具路径与x轴的夹角。定位方向为，0代表+x，90代表+y，180代表-x，270代表-y，360代表+x。 最大进刀量：图11-3所示的【最大Z轴进给】文本框用来设置两相邻切削路径层间的最大z方向距离（即层进刀量）。,二、放射状粗加工,(1). 执行【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗加工放射状加工】命令，调用放射状粗加工模组。 (2). 前面的操作和平行铣削加工方式一样，然后系统弹出【曲面粗加工放射状】对话框，如图11-4所示。,图1-4 【曲面粗加工放射状】对话框,【起始角度】：设

6、置径向式粗加工的起始角，直接输入即可。 【扫描角度】：设置径向式粗加工刀具路径摆动的角度（0360），逆时针为正。如果该值是一个负数，系统会构建一个顺时针的摆动角。 【最大角度增量】：设置径向式粗加工刀具路径中心处各个路径之间的最大角度。 【起始补正距】：可通过用户选择的点补正径向式粗加工刀具路径的中心，若用户输入一个起始的补正值，系统会提示用户在处理刀具路径前需要选取一点。 【中心点】：设置刀具路径的起始点以及路径方向。,三、投影加工 执行命令为：【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗加工投影加工】 功能：将刀具路径或几何图形以投影方式“雕刻”在指定表面上。 四、流线加工 执行命令为：【刀具路径

7、】/【曲面粗加工】/【粗加工流线加工】 功能：这是一种沿着曲面的流线方向生成刀具路径的加工方法。例如对于使用扫描方法创建的曲面，扫描轨迹线的方向即为流线方向。 五、等高外形加工 执行命令为：【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗加工等高外形加工】。 功能：使用刀具逐层去除材料，直至加工出最终的表面为止。这种方法比较适合于毛坯表面与最终表面外形接近的情况，例如铸件毛坯。,六、残料加工 执行命令为【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗加工残料加工】 功能：用于去除零件表面残料的加工方法 七、挖槽加工 执行命令为：【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗加工挖槽加工】 功能：用于加工槽形的表面。 八、钻削式加工

8、执行命令为：【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗加工钻削式加工】。 功能：采用类似于高速钻孔的方式去除材料，是一种能够快速去除大量加工余量的方法。一般用于小批量加工中。,对于前5种加工方法，需要指定加工的曲面对象。在稍后的实例中，将全面介绍这些粗加工方法以及二维刀具路径在加工中的综合应用。,11.1.2 范例解析曲面粗加工案例1,本例将使用曲面粗加工的一般方法来加工一个曲面，最后加工模拟的结果如图11-5所示。,图11-5 模拟结果,1. 打开素材文件“第11讲素材曲面 粗加工案例1.MCX”，结果如图11-6 所示。,图11-6 素材文件,2.设置工件毛坯。 执行【机床类型】/【铣削系统】/【

9、默 认】命令。 在左侧的操作管理器中的【属性】选 项树中选取【材料设置】选项，系统打开 【机器群组属性】对话框，按照图11-7所 示设置毛坯。 单击 按钮完成设置，结果如图11-8所 示。,图11-7 【机器群组属性】对话框,图11-8 毛坯显示,3.设置刀具参数。 (1)执行【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗加工钻削式加工】命令。 (2)系统弹出【输入新NC名称】对话框，按Enter键确定，接受默认参数，系统提示选取面。选择如图11-8所示的所有曲面，两次按Enter键确定，系统打开【曲面粗加工钻削式】对话框，如图11-9所示。 (3)在如图11-9所示对话框的空白处单击鼠标右键，选择【创建

10、新刀具】选项，系统弹出【定义刀具】对话框，如图11-10所示，选择刀具类型为球刀。,图11-9 【曲面粗加工钻削式】对话框,图11-10 选择刀具类型,（4） 按照图11-11所示设置刀具尺寸参数，然后单击 按钮确定。 （5） 返回【曲面粗加工钻削式】对话框，进入【曲面加工参数】选项卡，设置曲面加工参数，如图11-12所示。,图11-11 设置刀具尺寸,图11-12 【曲面加工参数】选项卡,(6) 进入【钻销式粗加工参数】选项卡，设置相关参数，如图11-13所示。 (7) 单击 按钮完成设置，系统提示选取点，选择如图11-8所示的点P1和P2，系统生成刀具路径如图11-14所示。,图11-14

11、 刀具路径,图11-13 【钻削式粗加工参数】选项卡,4.残料加工。 (1) 执行【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗加工残料加工】命令。 (2) 系统弹出【输入新NC名称】对话框，按Enter键确定，接受默认参数，系统提示选取面。选择如图11-8所示的所有曲面，两次按Enter键确定，系统打开【曲面残料粗加工】对话框。 (3) 在【曲面残料粗加工】对话框的 空白处单击鼠标右键，选择【创建 新刀具】选项打开【定义刀具】对 话框，选择刀具类型为球刀。 (4) 按照图11-15所示设置刀具尺寸参 数，然后单击 按钮确定。,图11-15 设置刀具尺寸,(5) 返回【曲面残料粗加工】对话框，选择【曲面加

12、工参数】选项卡，设置 曲面加工参数，如图11-16所示。 (6) 进入【残料加工参数】选项卡，然后设置相关参数，如图11-17所示。,图11-17 【残料加工参数】选项卡,图11-16 【曲面加工参数】选项卡,(14) 进入【剩余残料参数】选项卡，然后设置相关参数，如图11-18 所示。 (15) 单击 按钮完成参数设置，系统生成的加工路径如图11-19所示。,图11-18 【剩余材料参数】选项卡,图11-19 刀具路径,5.加工模拟。 (1) 在左侧操作管理器中单击 按钮以选中所有操作。 (2) 单击 按钮，打开【实体切削验证】对话框。 (3) 单击 按钮系统开始模拟加工过程，结果如图11-

13、5所示。 6.保存文件。,11.1.3 课堂练习曲面粗加工案例2,图11-21 素材文件,图11-20 模拟结果,本例曲面粗加工中的流线加工来加工一个曲面，最后加工模拟的结果如图11-20所示。,1. 打开素材文件“第11讲素材曲面粗加工案例1.MCX”，结果如图11-6 所示。,2.设置工件毛坯。 (1)执行【机床类型】/【铣削系统】/【默认】命令。 (2)设置毛坯，如图11-22所示。 (3)单击 按钮完成设置，结果如图11-23所示。,图11-22 【机器群组属性】对话框,图11-23 毛坯显示,3. 设置刀具参数。 (1)执行【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗加工流线加工】命令。 两次

14、按Enter键确定，接受默认参数，选择如图11-23所示的所有曲面，两次按Enter键确定，系统打开【曲面粗加工流线】对话框，如图11-24所示。 (3)在如图11-24所示对话框的空白处单击鼠标右键，选择【创建新刀具】选项，系统弹出【定义刀具】对话框，选择刀具类型为“球刀”。 (4)按照图11-25所示设置刀具尺寸参数，然后单击 按钮确定。,图11-24 【曲面粗加工流线】对话框,图11-25 设置刀具尺寸,(5) 返回【曲面粗加工流线】对话框，进入【曲面加工参数】选项卡，设置曲面加工参数，如图11-26所示。 (6) 进入【曲面流线粗加工参数】选项卡，然后设置相关参数，如图11-27所示。

15、,图11-26 【曲面加工参数】选项卡,图11-27 【曲面流线粗加工参数】选项卡,(7)单击如图11-27所示对话框中的 按钮，设置相关参数，如图11-28所示，单击 按钮确定。 (8)单击如图11-8所示的 按钮，设置相关参数，如图11-29所示，单击 按钮确定。,图11-28 【切削深度设置】对话框,图11-29 【刀具路径间歇设置】对话框,（9）单击 按钮完成设置，系统生成 刀具路径如图11-30所示。 4. 加工模拟。 （1）在左侧操作管理器中单击 按钮， 打开【实体切削验证】对话框。 (2) 单击 按钮，系统开始模拟加工过 程，结果如图11-31所示。 5. 保存文件,图11-30

16、 刀具路径,图11-31 加工模拟,11.2 综合训练,图11-32 模拟结果,通过上面内容的学习，相信同学们对曲面粗加工的知识已经有了一定的了解，下面将通过两个综合实例进一步学习曲面粗加工的方法。,11.2.1 范例解析曲面粗加工综合案例1,本例将通过三维腔体零件的数控 加工过程来介绍曲面粗加工的综 合加工方法，最后加工模拟的结 果如图11-32所示。,图11-33 素材文件,1.打开素材文件“第11讲素材曲面粗加工综合实例1.MCX”，结果如图11-33所示。 2.曲面挖槽加工。 (1)在操作管理器中【机床群组1】上单击鼠标右键，在打开的快捷菜单中依次选择【群组】/【新建刀具群组】命令，然

17、后将该刀路群组命名为“RD63R6”。 (2)执行【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗加工挖槽加工】命令。 (3)系统弹出【输入新NC名称】对话框，按Enter键确定，接受默认参数，系统提示选取曲面。选择如图11-34所示的所有曲面，按Enter键确定。,图11-34 选择加工曲面,(4)系统弹出如图11-35所示的对话框，在确认曲面选择完全后按Enter键确定，系统打开【曲面粗加工挖槽】对话框，如图11-36所示。,图11-35 【刀具路径的曲面选取】对话框,图11-36 【曲面粗加工挖槽】对话框,在选取参照曲面的时候有时很难一次就选中所有要选取的曲面，此时读者可以通过单击【刀具路径的曲面选取

18、】对话框中相应选项里面的 按钮来查看选取的结果，如果发现有漏选取的地方则再次单击 按钮进行选取。,(5)在如图11-36所示对话框的空白处单击鼠标右键，选择【创建新刀具】选项打开【定义刀具】对话框，选择刀具类型为“圆鼻刀”。 (6)按如图11-37所示设置刀具尺寸参数，单击 按钮确定。 (7)按如图11-38所示设置刀具参数。,图11-37 设置刀具尺寸,图11-38 【刀具参数】选项卡,(8)进入【曲面加工参数】选项卡，设置曲面加工参数，如图11-39所示。 (9)进入【粗加工参数】选项卡，设置相关参数，如图11-40所示。,图11-39 【曲面加工参数】选项卡,图11-40 【粗加工参数】

19、选项卡,(10)单击如图11-40所示的 按钮，设置相关参数，如图11-41所示，单击 按钮确定。 (11)进入【挖槽参数】选项卡，然后设置相关参数，如图11-42所示。,图11-41 【螺旋式下刀】选项卡,图11-42 【挖槽参数】选项卡,(12)单击 按钮完成设置，系统生成刀具路径如图11-43所示。 3. 加工槽A。 (1)按照前面创建新刀具群组的方法，创建一个名为“RD25R5”的刀具群组。 (2)执行【刀具路径】/【挖槽】命令，在【转换参数】对话框中选择【2D】单选项，然后选择如图11-44所示的矩形，单击 按钮完确定，系统将弹出如图11-45所示的对话框。,图11-43 生成加工路

20、径,图11-44 加工范围,在选择矩形框时，将视图设置为俯视图，隐藏部分图层再进行 选择，这样会容易一些。,(3)在如图11-45所示对话框的空白处单击鼠标右键，选择【创建新刀具】选项，系统弹出【定义刀具】对话框，选择刀具类型为“圆鼻刀”。 (4)按照图11-46所示设置刀具尺寸参数，单击 按钮确定。,图11-45 【挖槽（标准）】对话框,图11-46 设置刀具尺寸,(5)返回【挖槽（标准）】对话框，设置刀具参数，如图11-47所示。 (6)进入【2D挖槽参数】选项卡，设置2D挖槽参数，如图11-48所示。,图11-47 【刀具参数】选项卡,图11-48 【2D挖槽参数】选项卡,(7)单击如图

21、11-48所示的 按钮，设置相关参数，如图11-49所示，单击 按钮确定。 (8)进入【粗切/精修的参数】选项卡，然后设置相关参数，如图11-50所示。,图11-49 【深度分层切削设置】对话框,图11-50 【粗切/精修的参数】选项卡,(9)单击如图11-50所示的 按钮，设置相关参数，如图11-51所示，单击 按钮确定。 (10)单击 按钮完成设置，最后生成的刀具路径如图11-52所示。,图11-51 【螺旋式下刀】选项卡,图11-52 刀具路径,4. 加工缺口B。 (1)按照前面创建新刀具群组的方法，创建一个名为“RD8R0.5”的刀具群组。 (2)执行【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗

22、加工等高外形加工】命令，然后选择如图11-53所示的曲面面（5个曲面），按Enter键确定。 (3)系统弹出如图11-54所示的对话框，单击如图11-54所示的按钮，,图11-53 选择加工曲面,图11-54 【刀具路径的曲面选择】对话框,然后选择如图11-55所示的干涉面（4个曲面）， 单击 按钮确定，系统将弹出如图11-56所示的对话框。 (4)在如图11-56所示对话框的空白处单击鼠标右键，选择【创建新刀具】选项，系统弹出【定义刀具】对话框，然后选择刀具类型为“圆鼻刀”。,图11-55 选择干涉面,图11-56 【曲面粗加工等高外形】对话框,(5)按照图11-57所示设置刀具尺寸参数，单

23、击 按钮确定。 (6)返回【曲面粗加工等高外形】对话框，设置刀具参数如图11-58所示。,图11-57 设置刀具尺寸,图11-58 【刀具参数】选项卡,(7)进入【曲面加工参数】选项卡，设置曲面加工参数，如图11-59所示。 (8)进入【等高外形粗加工参数】选项卡，设置相关参数，如图11-60所示。,图11-59 曲面参数设置,图11-60 粗加工参数,(9)单击 按钮完成设置，系统生成刀具路径如图11-61所示。 5. 曲面清角加工（1） (1)按照前面创建新刀具群组的方法，创建一个名为“QD32R6”的刀具群组。 (2)执行【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗加工等高外形加工】命令，然后选择

24、如图11-62所示加工面，按Enter键确定。,图11-61 刀具路径,图11-62 选择加工曲面,(3)系统弹出如图11-63所示的对话框，单击如图11-63所示的按钮，然后选择如图11-64所示的干涉面， 单击 按钮确定，系统将弹出如图11-65所示的对话框。,图11-63 【刀具路径的曲面选择】对话框,图11-64 选择干涉面,(4)在如图11-65所示对话框的空白处单击鼠标右键，选择【创建新刀具】选项，系统弹出【定义刀具】对话框，选择刀具类型为“圆鼻刀”。 (5)按照图11-66所示设置刀具尺寸参数， 单击 按钮确定。,图11-65 【曲面粗加工等高外形】对话框,图11-66 设置刀具

25、尺寸,(6)回到【曲面粗加工等高外形】对话框，设置刀具参数如图11-67所示。 (7)进入【曲面加工参数】选项卡，设置曲面加工参数，如图11-68所示。,图11-67 【刀具参数】选项卡,图11-68 【曲面加工参数】对话框,(8)进入【等高外形粗加工参数】选项卡，设置相关参数，如图11-69所示。 (9)单击如图11-69所示的 按钮，设置相关参数，如图11-70所示，单击 按钮确定。,图11-69 【等高外形粗加工参数】对话框,图11-70 【螺旋下刀参数】对话框,单击 按钮确定，系统生成刀具路径如图11-71所示。 6. 曲面清角加工（2）。 (1) 按照前面创建新刀具群组的方法，创建一

26、个名为“QD16R0.8”的刀具群组。 (2) 在俯视图模式下，利用直线工具绘制如图11-72所示的矩形ad。,图11-71 刀具路径,图11-72 矩形效果,执行【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗加工等高外形加工】命令，按前面的方法选择加工曲面如图11-73所示。 (4)选择如图11-74所示的干涉面，然后选择矩形框ae为切削范围，单击 按钮确定，系统将弹出如图11-75所示的对话框。,图11-73 选择加工曲面,图11-74 干涉曲面,在图11-75所示的刀具列表空白区域处单击鼠标右键，选择【创建新刀具】选项，系统弹出【定义刀具】对话框，选择刀具类型为“圆鼻刀”。 (6)按照图11-76所

27、示设置刀具尺寸参数，单击 按钮确定。,图11-75 【曲面粗加工等高外形】对话框,图11-76 设置刀具尺寸,返回【曲面粗加工等高外形】对话框，设置刀具参数，如图11-77所示。 (8)进入【曲面加工参数】选项卡，设置曲面加工参数，如图11-78所示。,图11-77 【刀具参数】对话框,图11-78 【曲面加工参数】选项卡,进入【等高外形粗加工参数】选项卡，设置相关参数，如图11-79所示。 (10)单击 按钮，设置相关参数，如图11-80所示，单击 按钮确定。,图11-79 【等高外形粗加工参数】选项卡,图11-80 【螺旋下刀参数】 对话框,单击 按钮确定，系统生成刀具路径如图11-81所

28、示。 7. 加工模拟 (1)在左侧操作管理器中单击 按钮，选择全部操作。 (2)单击 按钮，打开【实体切削验证】对话框。 (3)单击 按钮，开始模拟加工过程，结果如图11-82所示。 8.保存文件。,图11-81 刀具路径,图11-82 模拟效果,11.2.2 课堂练习曲面粗加工综合案例2,本例将综合使用曲面粗加工中的方法来加工一个凹槽，模拟结果如图11-83所示。,图11-83 模拟结果,1.打开素材文件“第11讲素材曲面粗加工综合案例2.MCX”。 2.设置刀具参数。 (1)执行【刀具路径】/【曲面粗加工】/【粗加工挖槽加工】命令。 (2)系统弹出【输入新NC名称】对话框，按Enter键确定，接受默认参数，选择如图11-84所示的所有曲面，按Enter键确定。,图11-84 素材文件,单击 按钮确定，系统弹出【曲面粗加工挖槽】对话框，如图11-85所示。 (4)在如图11-85所示的刀具列表空白区域处单击鼠标右键，选择【创建新刀具】选项，系统弹出