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1、,CAD/CAM技术 精品课程 学习情景8 零件的孔加工,任务 分析零件图样的形状结构及技术要求 分析零件图样的数控加工工艺 编制零件图样的数控加工工艺 绘制零件的三维实体造型 编制零件图样的数控加工程序 检查零件图样的数控加工程序各个工步刀轨的正确性 讨论零件图样的数控加工程序各个工步刀轨的优化,压板零件,资讯 孔加工是机械加工中一种重要的手段，包括钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、锪孔、攻丝、铣螺纹等。如果孔的直径不同则需要选择不同直径的刀具；孔直径相同但孔深度不同需要输入不同的深度，相应设置多个循环参数：孔的精度要求不同需要采用不同的类型进行加工。因此在加工孔时需要根据实际情况需要，选择合理的加工

2、循环。本章主要讲述孔加工类型、钻孔循环的类型及使用方法、多孔位的路径优化方法、最小安全距离的设置方法、钻孔深度的设置方式。 1.孔加工基础 在实际加工中，根据零件图画出零件图的模型，如果已创建好了模型，要分析零件图与模型孔位是否正确，清楚每个孔的精度。孔位可以是点，也可以是圆心点。只要能标明其孔位中心位置即可。如果孔位较多，则需要对孔位顺序进行组织。另外，如果孔零件有表面属性，尽量利用零件上表面和底面控制孔加工深度。,1.1 创建加工方法 单击 创建加工方法图标，将弹出如图81所示的对话框。在【创建方法】对话框的“类型”下拉列表中选择drill，然后在【父本组】中选择新建方法组所属的组，并在【

3、名称】中输入创建方法的名称，单击 确定 按钮即可。,图81 【创建方法】对话框,1.2 创建几何体 在创建操作时，如果每个操作采用的几何体均相同，可以先将几何体创建完，再进行以后的操作。单击 创建几何体图标，将弹出如图82所示的【创建几何体】对话框。,图82 【创建几何体】对话框,在【类型】下拉列表中选择drill，在【子类型】中选择需要创建的几何体，然后在【父 本组】中选择新建几何体所属的组，并在【名称】文本框中输入创建几何体的名称，单 确定 按钮即可。 要对零件的很多面进行加工时，需在每个方向创建一个加工坐标系。在创建孔加工坐标系时，孔的轴线必须与Z轴平行，在创建几何体对话框中选择创建加工

4、坐标系图标可以创建加工坐标系。 1.3 创建刀具组 孔加工刀具包括：钻头、绞刀、镗刀、丝锥等。单击 创建刀具组图标，将弹出如图83所示的【创建刀具组】对话框。在【创建刀具组】对话框的【类型】下拉列表中选择drill。之后，【子类型】中会显示孔加工刀具，在此可以选择创建孔加工操作的任意刀具，然后在【父本组】中选择新建刀具组所属的组，并在【名称】文本框中输入创建刀具的名称，单击 确定 按钮即可。,图83 【创建刀具组】对话框,1.4 创建程序组 在加工多个面时，每个面需要创建一个程序组，在刀具路径的后置处理可以将相同面的程序组的程序生成一个程序。单击 创建程序图标，将弹出如图84所示的【创建程序组

5、】对话框。在【类型】下拉列表中选择drill，然后在【父本组】中选择新建程序组所属的组，并在【名称】本框中输入创建程序的名称，单击 确定 按钮即可。,图84 【创建程序组】对话框,2. 创建孔加工操作 2.1 孔加工类型简介 创建了加工方法组、几何体、刀具组和程序组后，便可创建孔加工操作。单击 创建操作图标，将弹出如图85所示的【创建操作】对话框。,图85 【创建操作】对话框。,从图85对话框中可看出，子类型的图标有13个，适合于孔的各种加工。选择不同的子类型，将创建不同的孔加工操作。, （用铣刀钻孔） ：对于有些在斜面上的孔，用钻头钻孔容易钻偏，可以先用铣刀将斜面铣平，然后再用钻头钻。 （中

6、心钻） ：在钻孔之前需要钻中心孔，钻中心孔可以起到定位的作用。通常用的G指令为G81。 （钻孔）：一般的普通钻，通常用的G指令为G81。 （啄孔）：钻孔时，每钻到给定的深度，再提起，通常用的G指令为G83。 (断屑式钻孔) ：与啄式钻孔类似，通常用的G指令为G73。 （镗孔） ：用镗刀加工孔，保证孔的精度和位置度，通常用的指令为G76和G86。, （绞孔） ：用绞刀加工孔。常用的循环为G82，有时也可以用G81代替。 （锪沉孔） ：使用沉孔钻加工孔。常用的循环为G82，有时也可以用G81代替。 （孔口倒角） ：用倒角钻对孔口进行倒角。常用的循环为G82，有时也可以用G81代替。 （攻丝） ：用

7、丝锥攻螺纹，通常用的G指令为G84。 （铣螺纹） ：大规格的螺纹加工。,2.2 设置对话框 选择图85中的普通钻孔 图标，在【程序】下拉列表中指定程序父组，在【使用几何体】下拉列表框中指定几何体组，在【使用刀具】下拉列表框中指定需要的刀具，在【使用方法】下拉列表框中指定操作适合的方法，并在【名称】下拉列表框中指定操作的名称，单击 确定 按扭，将弹出如图86所示的【孔加工操作】对话框。,图86 【孔加工操作】对话框,3.设置孔加工参数 孔加工过程中的关键是加工参数设置，它直接关系到最终成品的尺寸和精度。本节将分普通参数和加工参数两部分进行讲解。 3.1 设置普通参数 孔加工参数的设置，从图86中

8、可看出，包括最小间隙，深度偏置。 （1）最小间隙 最小安全距离就是指的R值，指刀具与零件加工表面的最小距离。将最小间隙设为35mm。,（2）深度偏置 在钻通孔时，深度偏置指的是刀具刀尖穿过加工孔底面的距离。该值可保证孔能钻通，一般在加工通孔时，需要定义底面，深度偏置定义46mm 。 在钻盲孔时，深度偏置指的是刀具刀尖与孔底部的距离。一般在加工盲孔时，深度偏置定义0。,3.2 设置加工参数 （1） 选择加工的几何位置 在创建孔加工操作时，需要指定加工的位置，在孔加工操作对话框中，单击几何体组中的 图标，再单击下面的 选择 按钮，将弹出如图87所示的【点位加工几何体】对话框。,图87 【点位加工几

9、何体】对话框,在【点位加工几何体】对话框中单击 选择 按钮，将弹出如图88所示的加工位置对话框，此对话框中可以选择点、圆柱圆心、圆锥圆心及圆弧圆心作为加工位置。,图88 加工位置对话框, 【Cycle参数组】 ：Cycle参数组最多可以定义5个循环参数组。如果不指定循环参数组，则系统将默认为第1个循环参数组。 【一般点】 ：单击 一般点 按钮，将弹出如图89所示的【点构造器】对话框。,图89 【点构造器】对话框,通过点构造器可以指定加工位置。指定一个点后，在图形区将显示“*”符号，定义完加工位置后，单击对话框中的 确定 按钮。 【组】 ： 在对话框中输入组名或在图形区选择组即可确定加工位置。

10、【分类选择】 ： 可以通过分类选择对话框确定加工位置。, 【面上所有孔】 ： 面上所有孔指的是通过选择面上的所有孔来定义加工位置。可以直接选择面，选择后，面上所有孔中心将显示“*”符号来表示加工位置。还可以通过设置最小直径或最大直径来选择孔的范围，如果孔的直径在指定范围，将显示孔的加工位置。 【预钻点】 ： 预钻点是指在平面铣和在型腔铣中以指定的预钻作为加工位置。 【选择结束】 ：选择结束，顾名思义，它指的是用来结束选择。 【可选的全部】 ：可选择各种相同的类型，即可确定加工位置。,（2） 【附加】 选择完加工的几何位置时，如果还需要再选择其他几何位置，可以单击 附加 按钮来添加加工的几何位置

11、。单击【点位加工几何体】对话框中的 附加 按钮，将弹出与 选择 按钮相同的对话框，继续选择。选择的加工位置将添加到以前选择的加工位置。,（3） 【忽略】 选择完加工的几何位置时，可以单击 忽略 按钮来删除不需要的加工位置。 （4） 【优化】 优化指优化刀具路径。在选择加工点位时，如果选择的孔位较多，顺序很乱，生成的导轨可能不是理想的走刀顺序。通过优化刀具路径，可以得到理想的走刀路径。单击 优化按钮将弹出如图810所示的优化设置对话框。,图810 优化设置对话框,【Shortest Path】（按最短路径优化） 最短路径的优化指在实际加工中花的加工时间最短。单击Shortest Path按钮，将

12、弹出如图811所示的最短路径优化对话框。,图811最短路径优化所示对话框, 【Level】 ： 此项用来优化刀具路径需要的最短时间。将在高级和标准之间切换。 【Based on】 ：此项主要用来优化刀具路径中加工位置之间的距离。 【Start Point】 ：指刀具路径的起始点。 【End Point】 ：指刀具路径的终止点。 2) 【Horizontal Bands】（按水平路径优化） 按水平路径优化可以确定水平路径之间各加工位置的排序，按Y轴进行排序。 3) 【Vertical Bands】（按竖直路径优化） 按竖直路径优化与按水平路径优化很类似，只是按X轴进行排序。 4) 【Repain

13、t Points】（重显示加工位置） 优化处理后，此项用于设置是否重显所有加工位置。单击此按钮时，系统会在 是 和否 之间切换。,设置孔加工操作的循环 在实际加工中，为满足不同精度和不同类型的加工要求，需要采用不同的加工方式。有些加工方式是连续的，有些加工方式断续的，所以生成的刀具路径也不一样。 4.1 循环类型 选择孔加工操作对话框中的循环类型下拉菜单，可以显示多种孔加工操作的循环类型，如图812所示。,图812 【孔加工操作】对话框,（1）【无循环】 【无循环】即不采用循环。选择此项后，还要在钻孔操作对话框中，选择加工位置和设置最小间距(但不需要设置任何循环参数)，如果没有选择底面，刀具的

14、运动过程是：以进刀速度进刀到最小安全距离，再以进刀速度行进到下一个孔，加工完后快速移到安全距离；如果指定了底面，刀具运动过程是：快速到达最小安全距离，再以进刀速度行进到底面，退到最小安全距离，快速到达下一个孔，加工完所有孔后快速移到安全距离。 （2）【啄钻】 选择【啄钻】循环将弹出如图813所示的对话框，在对话框中可以输入步进的距离。啄钻的刀具运动过程是：刀具快速到达安全距离，再以进刀速度到达切削指定的深度，再以退刀的速度到达安全距离；刀具以进刀速度到达由深度增量确定的深度，刀具不断循环，直到加工到孔的最终深度，刀具以退刀速度回到安全距离。,813 输入距离对话框,（3）【断屑】 选择【断屑】

15、循环将弹出与啄钻相同的对话框，刀具运动方式也与啄钻很相似。刀具运动过程是：刀具快速移到安全距离；刀具以进刀速度到达指定的深度，再以退刀速度返回到指定的步进距离；继续钻到下一个指定的值，直到钻到预定深度值，将以退刀速度移到安全距离。 （4）【标准文本】 选择【标准文本】循环是指以输入文本方式激活钻孔循环，该文本为循环类型的标识符，可替代UG中自带的标准循环类型。该方式一般不常用。,（5）【标准钻循环】 标准钻循环是用得最多的一种循环。标准钻循环刀具运动过程是：刀具快速移到安全距离，以进给的速度到达孔的最终深度，再以退刀速度返回到安全点，然后以快速到达下一个操作位置，直到加工完所有指定的孔。 （6

16、）【标准沉孔循环】 【标准沉孔循环】的操作过程与标准钻循环一样。它的刀具运动过程是：刀具快速到达安全距离，再以进刀速度到达计算的深度，然后以退刀速度到达安全距离。 （7）【标准深孔循环】 标准深孔循环的操作过程与标准钻循环一样。它的刀具运动过程是：刀具快速到达安全距离，再以进刀速度到达给定的深度，然后以快速到达安全距离，再到达深度增量值的位置，直到到达孔的深度值。 （8）【标准断屑钻孔循环】 此循环与标准深孔循环的刀具运动过程一样。,（9）【标准攻丝循环】 标准攻丝循环的刀具运动过程为：刀具快速到达安全距离，再以进刀速度到达孔的深度值，然后主轴反转退到安全距离。在攻丝前必须先钻孔。 （10）【

17、标准镗孔循环】 镗孔刀具运动过程是：刀具快速到达安全距离，再以进刀速度到达孔的深度，然后快速返回到安全距离。镗孔前最好先钻孔。 1) 标准镗孔循环，主轴停止 此项的刀具运动过程与标准镗孔循环一样，只是在退刀时，主轴是停止的。 2) 标准镗孔循环，主轴停止在指定的方位 此项刀具运动过程是：刀具快速到达安全距离，再以进刀速度到达孔的深度，主轴停止在指定的位置，再作一个垂直于刀轴的偏置运动，然后快速回到安全距离。,3) 标准镗孔循环，返回中镗孔 此项刀具运动过程是：刀具快速到达安全距离，以进刀的速度到达孔的深度，主轴停下来的方向作为刀具的偏置方向，在返回过程中镗孔。 4) 标准镗孔循环，手动退刀 此

18、项刀具运动过程是：刀具快速到达安全距离，以进刀的速度到达孔的深度，主轴停止，然后采用手动将刀具从孔内退出。,4.2 循环参数 选择循环类型后都会相应弹出如图814所示的【指定参数组】对话框，。在该对话框可以指定参数组的个数，然后分别对每个循环参数组设置需要的参数。在UGNX中可以设置5个循环参数组，在一个操作中至少要定义一个循环参数组。,图814 【指定参数组】对话框,输入了参数组后，单击 确定 按钮将弹出如图815所示的【循环参数设置】对话框。,图815 【循环参数设置】对话框,循环参数的设置包括【Depth】循环深度、【MMPM】进给率、【Dwell】暂停时间等。根据选择循环类型的不同，循

19、环参数的设置也有所不同。 （1）【Depth】（循环深度） 钻孔的深度是指加工的零件表面到刀具刀尖距离。单击Depth 按钮将弹出如图816所示的【循环深度】对话框。,图816 【循环深度】对话框, 【Model Depth】（模型深度） ：在钻实体上的孔时可以选择模型深度作为加工深度，系统自动默认深度。 【刀尖深度】 ：加工表面到刀尖的距离作为加工深度。 【刀肩深度】 ：加工表面到刀肩距离来作为加工深度。 【To Bottom Surface】（到底面） ：指刀尖刚好在零件的底面。 【Thru Bottom Surface】（穿过底面） ：指刀肩刚好在零件的底面。 【To Selected

20、Points】（到所选的点） ：指加工表面到指定的点的Z向距离。,（2） 【进给率(MMPM)】 此项用来设置进给速度。 （3）【Dwell】暂停 指刀具钻到孔的深度时的暂停时间，单击Dwell按钮后将弹出如图817所示的【循环暂停】对话框。,图817 【循环暂停】对话框, 【关】：刀具钻到孔的最深处不暂停 【开】：刀具钻到孔的最深处暂停。 【秒】：可以指定暂停的时间。 【回转】：可以指定暂停时间的转数。 （4） 【Option】 单击 Option 按钮可以在开和关之间切换，此循环参数用于所有标准循环。 （5） 【CAM】 单击 CAM 按钮将弹出如图818所示的对话框，在对话框中可以输入零

21、和正数，如果输入负数，系统将提示输入的CAM无效。,图818 CAM参数设置对话框,（6）【Rtrcto】 此项用来设置退刀距离，单击此按钮将弹出如图819所示的对话框。,图819退刀参数设置对话框, 【距离】 ：由操作设置者退刀距离。 【自动】 ：自动采用退刀距离。 【设置为空】 ：不设置退刀距离。,决策 绘制压板零件的三维实体造型 编制压板零件图样的数控加工工艺 编制压板零件图样的数控加工程序,计划 新建绘制压板零件的文件 根据压板零件的形状、尺寸绘制实体造型 检查压板零件实体造型的正确性 编制压板零件图样的数控加工工艺 遵照数控加工工艺依次编制各个工步的数控加工刀轨 检查各个工步的数控加

22、工刀轨的正确性 生成压板零件的数控加工程序,实施 1）选择菜单命令【应用】【加工】，初始化后进入加工模块功能，单击 图标，弹出【创建几何体】对话框，单击 图标，在【名称】中输入“MCS11”， 单击 确定 按扭，弹出【机床坐标系】对话框，将原点移动至零件上表面的中心，选中【间隙】，单击 指定 按钮，弹出【平面构造】对话框，选取零件上表面后在【偏置】中输入“10”，其操作步骤如图820所示。,图820 设置机床坐标系,2）单击 图标，弹出【创建几何体】对话框，单击 图标，在【父本组】下拉列表框中选择“MCS11”，在【名称】中输入“WORKPIECE11”，单击 确定 按扭，弹出【WORKPIE

23、CE】对话框，单击 图标，单击 选择 按钮，弹出【工件几何体】对话框，指定零件，单击 图标，单击 选择 按钮，弹出【工件几何体】对话框，指定毛坯，其操作步骤如图821所示。,图821 指定零件和毛坯,3）单击 图标，弹出【创建刀具组】对话框，在【子类型】中选择 图标 ，在【名称】中输入“t1”，单击 确定 按钮，弹出【钻刀】对话框，在直径、长度等中输入刀具参数，单击 确定 按钮，即可完成 3中心钻的创建。其操作步骤如图822所示。,图822 3中心钻的创建,4）单击 图标，弹出【创建刀具组】对话框，在【子类型】中选择 图标 ，在【名称】中输入“t5”，单击 确定 按钮，弹出【锪孔刀】对话框，在

24、直径、长度等中输入刀具参数，单击 确定 按钮，即可完成 14锪孔刀的创建。其操作步骤如图823所示。,图823 14锪孔刀的创建,5）参照步骤3或步骤4，依次完成其他刀具的创建，这里就不演示了。 6）单击 ，弹出【创建操作】对话框，在【子类型】中选择 图标，在【使用几何体】中选取“WORKPIECE11”，在【使用刀具】中选取 “T1”，在【名称】中输入“a11”，单击 确定 按钮，弹出【SPOT-DRILLING】对话框，在【几何体】中选取 图标，单击 选择 按钮，弹出【点位加工几何体】对话框，单击 选择 按钮，弹出对象选取对话框，在绘图区中选取所有孔，单击 确定 按钮，即可完成钻中心孔的对

25、象选取操作，其操作步骤如图824所示。,图824 钻中心孔的对象选取,7）随后又回到【SPOT-DRILLING】对话框，在【标准钻】下拉框中选取【标准钻】，弹出【指定参数组】对话框，单击 确定 按钮，弹出【Cycle参数】对话框，依次在【Depth】、【进给率】、【Rtrcto】中设置加工参数，单击 确定 按钮，即可完成加工参数的设置，其操作步骤如图825所示。,图825 设置钻中心孔加工参数,7）随后又回到【SPOT-DRILLING】对话框，单击 按钮，即可生成钻中心孔的刀具轨迹，单击 按钮，可进行钻中心孔的刀具轨迹的模拟操作，如果生成钻中心孔的刀具轨迹不正确，可依次重新进行设置，直到生成正确