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UG CAM数抧编程媞用教程0

2017-09-20 50页 doc 422KB 28阅读

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UG CAM数抧编程媞用教程0UG CAM数抧编程媞用教程0 一、CAM编程基本实现过程 1、加工工艺分析和规划 加工工艺分析和规划的主要内容包括: (1)加工对象的确定:通过对模型的分析,确定这一工件的哪些部位需要在数控铣床上或者数控加工中心加工。数控铣的工艺适应性也是有一定限制的,对于尖角、细小的筋条等部位是不适合加工的,应使用线切割或者电加工来加工;而另外一些加工内容,可能使用普通机床有更好的经济性,如孔的加工、回转体加工,可以使用钻床或车床来进行。 (2)加工区域规划:即对加工对象进行分析,按其形状特征、功能特征及精度、粗糙度要求将加工对...
UG   CAM数抧编程媞用教程0
UG CAM数抧编程媞用教程0 一、CAM编程基本实现过程 1、加工工艺分析和规划 加工工艺分析和规划的主要内容包括: (1)加工对象的确定:通过对模型的分析,确定这一工件的哪些部位需要在数控铣床上或者数控加工中心加工。数控铣的工艺适应性也是有一定限制的,对于尖角、细小的筋条等部位是不适合加工的,应使用线切割或者电加工来加工;而另外一些加工内容,可能使用普通机床有更好的经济性,如孔的加工、回转体加工,可以使用钻床或车床来进行。 (2)加工区域规划:即对加工对象进行分析,按其形状特征、功能特征及精度、粗糙度要求将加工对象分成数个加工区域。对加工区域进行合理规划可以达到提高加工效率和加工质量的目的。 (3)加工工艺路线规划:即从粗加工到精加工再到清根加工的流程及加工余量分配。 (4)加工工艺和加工方式确定:如刀具选择、加工工艺参数和切削方式(刀轨形式)选择等。 在完成工艺分析后,应填写一张CAM数控加工工序表,表中的项目应包括加工区域、加工性质、走刀方式、使用刀具、主轴转速、切削进给等选项。完成了工艺分析及规划可以说是完成了CAM编程80%的工作量。 2、CAD模型完善 对CAD模型作适合于CAM程序编制处理。由于CAD造型人员更多考虑零件的方便性和完整性,并不顾及对CAM加工的影响,所以要根据加工对象的确定及加工区域规划对模型做一些完善。通常有以下内容: (1)坐标系的确定。坐标系是加工的基准,将坐标系定位于适合机床操作人员确定的位置,同时保持坐标系的统一。 (2)隐藏部分对加工不产生影响的曲面,按曲面的性质进行分色或分层。这样一方面看上去更为直观清楚;另一方面在选择加工对象时,可以通过过渡方式快速地选择所需对象。 (3)修补部分曲面。对于因有不加工部位存在而造成的曲面空缺部位,应该补充完整。如钻孔的曲面,存在狭小的凹槽的部位等,应该将这些曲面重新做完整,这样获得的刀具路径规范而且安全。 (4)增加安全曲面。如将边缘曲面进行适当的延长。 (5)对轮廓曲线进行修整。对于数据转换获取的数据模型,看似光滑的曲线可能存在着断点,看似一体的曲面在连接处可能不相交,这可通过修整或者创建轮廓线构造出最佳的加工边界曲线。 (6)构建刀具路径限制边界。对于规划的加工区域,需要使用边界来限制加工范围的,先构建出边界曲线。 3、加工参数设置 参数设置可视为对工艺分析和规划的具体实施,它构成了利用CAD/CAM软件进行NC编程的主要操作内容,直接影响生成的NC程序的质量。参数设置的内容较多,其中主要有: (1) 切削方式设置:用于指定刀轨的类型及相关参数。 (2) 加工对象设置:是指用户通过交互手段选择被加工的几何体或其中的加工分区、毛坯、避让区域等。 (3) 刀具及机械参数设置:是针对每一个加工工序选择适合的加工刀具并在CAD/CAM软件中设置相应 的机械参数,包括主轴转速、切削进给、切削液控制等。 (4) 加工程序参数设置:包括对进退刀位置及方式、切削用量、行间距、加工余量、安全高度等的设置。 这是CAM软件参数设置中最主要的一部分内容。 4、刀具路径检验 为确保程序的安全性,必须对生成的刀轨进行检查校验,检查刀具路径有无明显过切或者加工不到位,同时检查是否发生与工件及夹具的干涉。校验的方式有: (1) 直接查看。通过对视角的转换、旋转、放大、平移直接查看生成的刀具路径,适于观察其切削范围 有无越界,以及有无明显异常的刀具轨迹。 (2) 手工检查。对刀具轨迹进行逐步观察。 (3) 模拟实体切削,进行仿真加工。直接在计算机屏幕上观察加工结果,这个加工过程与实际机床加工 十分类似。 对检查中发现问题的程序,应调整参数设置重新进行计算,再作检验。 5、 后处理 后处理实际上是一个文本编辑处理过程,其作用是将计算出的轨迹(刀位运动轨迹)以规定的格式转化为NC代码并输出保存。 在后处理生成数控程序之后,还需要检查这个程序文件,特别对程序头及程序尾部分的语句进行检查,如有必要可以修改。这个文件可以通过传输软件传输到数控机床的控制器上,由控制器按程序语句驱动机床加工。 在上诉过程中,编程人员的工作主要集中在加工工艺分析和规划、参数设置这两个阶段,其中工艺分析和规划决定了刀轨的质量,参数设置则构成了软件操作的主体。 二、CAD/CAM软件数控编程功能分析及软件简介 1、UG的特点 UG提供复合建模、模块以及功能强大的逼真照相的渲染,动画和快速的原型工具,复合建模让用户可在下列建模方法中选择:实体建模(Solid)、曲面建模(Surface)、线框建模(Wireframe)、及其基于特征的参数化建模;并提供工程制图(Drafting)、装配建模(Assembly Modeling)、高级装配(Advanced Assemblies)和标准件库系统(UG/FAST)。 UG软件中包含了CAE辅助分析模块,包括有限元分析(Scenario for FEA)、有限元(FEA)、机构学(Mechanisms)、和注塑模分析(MF Part Adviser)。UG还为钣金件(Sheet Metal)开发专用模块:钣金件设计(Sheet Metal Design)、钣金制造(Sheet Metal Fabrication)、钣金件排样(Sheet Metal Nesing)、高级钣金件设计(Advanced Sheet Metal Design)、钣金冲模工程(Sheet Metal Die Engineering)。 UG的制造模块包括有以下模块,可以按需要选用: (1) UG/CAM基础(UG/CAM Base)。 (2) UG/后处理(UG/Post Procrssing)。 (3) UG/车加工(UG/Lathe)。 (4) UG/型芯和型腔铣削(UG/Core & Cavity Milling)。 (5) UG/固定轴铣削(UG/Fixed-Axis Milling)。 (6) UG/清根切削(UG/Flow Cut)。 (7) UG/可变轴切削(UG/Variable- Axis Milling)。 (8) UG/顺序铣切削(UG/Sequential Milling)。 (9) UG/制造资源管理系统(UG/Genius)。 (10) UG/切削仿真(UG/VERICUT)。 (11) UG/线切割(UG/Wire EDM)。 (12) UG/图形刀轨编辑器(UG/Graphical Tool Path Editor)。 (13) UG/机床仿真(UG/Unisim)。 (14) UG/SHOPS。 (15) Nurbs(B样条)轨迹生成器(Nurbs B-Spline)Path Generator)。 UG 强大的加工功能是由多个加工模块所组成,其中,型芯和型腔铣模块提供了粗加工单个或多个型腔的功能,可沿任意形状走刀,产生复杂的刀具路径。当检测到异常的切削区域时,它可修改刀具路径,或者在规定的 公差范围内加工出型腔或型芯。顺序铣模块可连续加工一系列相接表面,用于在切削过程中需要精确控制每段刀具路径的场合,可以保证各相接表面光顺过渡。其循环功能可在一个操作中连续完成零件底面与侧面的加工,可用于叶片等复杂加工。 在加工基础模块中包含了以下加工类型: (1) 点位加工:可产生点钻、扩、镗、饺和攻螺纹等操作的刀具路径。 (2) 平面铣:用于平面轮廓或平面区域的粗、精加工,刀具平行于工件底面进行多层铣削。 (3) 型腔铣:用于粗加工型腔轮廓或区域。它根据型腔的形状,将要切除的部位在深度方向上分成多个切削层,每个切削层可指定不同的切削深度。切削时刀轴与切削层平面垂直。 (4) 固定轴曲面轮廓铣削:它将空间的驱动几何投射到零件表面上,驱动刀具以固定轴形式加工曲面轮廓,主要用于曲面的半精加工与精加工。 (5) 可变轴曲面轮廓铣:与固定轴铣相似,只是在加工过程中变轴铣的刀轴可以摆动,可满足一些特殊部位的加工需要。 (6) 顺序铣:用于连续加工一系列相接表面,并对面与面之间的交线进行清根加工。 (7) 车削加工:车削加工模块提供加工回转类零件所需的全部功能,包括粗车、精车、切槽、车螺纹和打中心孔。 (8) 线切割加工:线切割加工模块支持线框模型程序编制,提供多种走刀方式,可进行2,4轴线切割加工。 三、CAM数控编程基础及加工工艺 1、数控加工基本原理 机床上的刀具和工件间的相对运动,称为表面成型运动,简称成型运动,或切削运动。数控加工是指数控机床按照数控程序所确定的轨迹(称为数控刀具路径)进行表面成型运动,从而加工出产品的表面形状。 数控刀轨是由一系列简单的线段连接而成的折线,折线上的结点称为刀位点。刀具的中心点沿着刀轨依次 经过每一个刀位点,从而切削出工件的形状。 刀具从一个刀位点移动到下一个刀位点的运动称为数控机床的插补运动。由于数控机床一般只能以直线或圆弧这两种简单的运动形式成插补运动,因此数控刀轨只能是由许多直线段和圆弧段将刀位点连接而成的折线。 数控编程的任务是计算出数控刀轨,并以程序的形式输出到数控机床,其核心内容就是计算出数控刀轨上的刀位点。 在数控加工误差中,与数控编程直接相关的主要有两部分: (1) 刀轨的插补误差。由于数控刀轨只能由直线和圆弧组成,因此只能近似地拟合理想的加工轨迹。 (2) 残余高度。在曲面加工中,相邻两条数控刀轨之间会留下未切削区域,由此造成的加工误差称为残 余高度,它主要影响加工表面的粗糙度。 刀具的表面成型运动通常分为主运动和进给运动。主运动指机床的主轴转动,其运动质量主要影响产品的表面光洁度。进给运动是主轴相对工件的平动,其传动质量直接关系到机床的加工性能。 进给运动的速度和主轴转速是刀具切削运动的两个主要参数,对加工质量、加工效率有着重要而且直接的影响。 2、数控加工刀位计算 数控编程的核心内容是计算数控刀轨上的刀位点。 数控加工刀位点的计算过程可分为3个阶段: (1) 加工表面的偏置。刀位点是刀具中心点的移动位置,它与加工表面存在一定的偏置关系。这种偏置关系取决于刀具的形状和大小。当刀具是半径为R的球头刀时,刀轨(刀具中心的移动轨迹)应当在距离加工表面为R的偏置面上。由此可见,刀位点计算的前提是首先根据刀具的类型和尺寸计算出加工表面的偏置面。 (2) 刀轨形式的确定。刀位点是在加工表面的偏置面上。刀位点在偏置面上的分布形式称为刀轨形式。行切刀轨和等高线刀轨是两种最常见的刀轨形式。行切刀轨,即所有刀位点都分布在一组与刀轴(z轴)平行的 平面内。等高线刀轨(又称环切刀轨),即所有刀位点都分布在与刀轴(z轴)垂直的一组平行平面内。 (3) 刀位点的计算。如果刀具中心能够完全按照理想刀轨运动,其加工精度无疑将是最理想的。然而,由于数控机床通常只能完成直线和圆弧线的插补运动,因此只能在理想刀轨上以一定间距计算出刀位点,在刀位点之间做直线或圆弧运动。刀位点的间距称为刀轨的步长,其大小取决于编程允许误差。编程允许误差越大,则刀位点的间距越大,反之越小。 然而,无论在各种CAM软件中刀位点计算有多么复杂多样,其技术核心都只有一点,即以一定的形式和密度在被加工面上计算出刀位点。刀位点的密度不仅指刀轨的行距,而且还指刀轨的步长,它们是影响数控编程精度的主要因素。 加工中心的主轴转速一般都在15 000r/min,20 000r/min,最高甚至达到了60 000r/min。进给运动的速度目前也有大幅度提高,可达20m/min,甚至60m/min。 3、数控机床的坐标系 机床的坐标系是机床上固有的坐标系,是机床加工运动的基本坐标系,是考察刀具在机床上的实际运动位置的基准坐标系。 机床上的刀具和工件间的相对运动,称为表面成型运动。对于具体机床来说,有的是刀具移动而工作台(工件)不动,而有的则是刀具不动而工作台(工件)移动。 然而不管是刀具移动还是工件移动,机床坐标系永远假定刀具相对于静止的工件而运动。同时,运动的正方向是增大工件与刀具之间距离的方向。 机床坐标系通常采用的是右手直角 笛卡尔坐标系,一般情况下主轴的方向为z坐标,而工作台的两个运动方向分别为x、y坐标。 以典型的单立柱立式数控铣床加工运动坐标系为例:刀具沿与地面垂直的方向上下运动,工作台带动工件在与刀具垂直的平面(即与地面平行的平面)内运动。机床坐标系的z坐标是刀具运动方向,并且刀具向上运动为正方向。当面对机床进行操作时,刀具相对工件的左右运动方向为x坐标,并且刀具相对工件向右运动(即工作台带动工件向左运动)时为x坐标的正方向。y 坐标的方向可用右手法则确定。若以x’、y’、z’表示工作台和刀具的运动关系,而以x、y、z表示刀具相对工件的运动坐标,则显然有x’=x、y’=y、z’=z。 对于龙门机床,当从主轴向左侧立柱看时,刀具相对工件向右运动的方向为x 坐标的正方向。 机床坐标系的原点也称机床原点或零点,其位置在机床上是固定不变的。关于数控机床坐标系和运动方向命名的详细内容,可参阅JB3052-82 部颁标准。 为了方便起见,在数控编程时稳拿往往采用工件上的局部坐标系(称为工件坐标系),即以工件上的某一点(工件原点)为坐标系原点进行编程。数控编程采用的坐标系称为编程坐标系,数控程序中的加工刀位点坐标均以编程坐标系为参照进行计算。 在加工时,工件安装在机床上,这时只要测量工件原点相对机床原点的位置坐标(称为原点偏置),并将该坐标值输入到数控系统中,则数控系统就会自动将原点偏置加入到刀位点坐标中,使刀位点在编程坐标系下的坐标值转化为机床坐标系下的坐标值,从而使刀具运动到正确位置。 测量原点偏置实际上就是在数控机床操作中通常所说的“对刀”操作。 4、数控程序的结构 下面是一个数控程序结构示意图: 1 % 起始符 2 O0600 程序名 3 N1 G92 X0 Y0 Z1 程序主体 N2 S300 M03 程序段 (其中S300 M03为功能字) N3 G90 G00 X-5.5 Y-6. N4 Z-1.2 M08 „„„„„„ 4 N170 M30 % 程序结束符 一般情况下,一个基本的数控程序由以下几个部分组成: (1) 程序起始符。一般位“%”,也有的数控系统采用其他字符,应根据数控机床的操作说明使用。程序起始符单列一行。 (2) 程序名。单列一行,有两种形式,一是以规定的英文字母(通常为O)为首,后面接若干位(通常为2位或4位)的数字,如O0600,也称为程序号。另一种是以英文字母、数字和符号“-”混合组成,比较灵活。程序名具体采用何种形式是由数控系统决定的。 (3) 程序主体。由多个程序段组成,程序段是数控程序中的一句,单列一行,用于指挥机床完成某一个动作。每个程序又由若干个程序字(WORD)组成,每个程序字表示一个功能指令,因此又称为功能字,它由字首及随后的若干个数字组成(如X100)。字首是一个英文字母,称为字的地址,它决定了字的功能类别。一般字的长度和顺序不固定。在程序末尾一般有程序结束指令,如M30,用于停止主轴、冷却液和进给,并使控制系统复位。 (4) 程序结束符。程序结束的标记符,一般与程序起始符相同。 5、常用的数控指令 数控程序字按其功能的不同可分为若干种类型,下面分别予以简单介绍: (1)、顺序号字 也叫程序段号,在程序段之首,以字母N开头,其后卫一个2,4位的数字。 警告:数控程序是按程序的排列次序执行的~与顺序段号的大小次序无关~即程序段号实际上只是程序段的名称~而不是程 序段执行的先后次序。 (2)、准备功能字 以字母G开头,后接一个两位数字,因此又称为G指令。它是控制机床运动的主要功能类别。常用的G指令有:1)G00:快速定位点,即刀具快速移动到指定坐标,用于刀具在非切削状态下的快速移动,其移动速度取决于机床本身的技术参数。如刀具快速移动到点(100,100,100)的指令格式为:G00 X100.0 Y100.0 Z100.0 2)G01:直线插补,即刀具以指定的速度直线运动到指定的坐标位置,是进行切削运动的两种主要方式之一。如刀具以250mm/min 的速度直线插补运动到点(100,100,100)的指令格式为: G01 X100.0 Y100.0 Z100.0 F250 3)G02、G03:顺时针和逆时针圆弧插补,即刀具以指定的速度以圆弧运动到指定的位置。G02/G03有两种表达格式,一种为半径格式,使用参数值R,如G02 X100.0Y100.R50.F250表示刀具以250mm/min的速度沿半径为50的顺时针圆弧运动至终点(100,100),其中R值的正负影响切削圆弧的角度,R值为正时,刀位起点到终点的角度小于或等于180?,R值为负值时刀位起点到刀位终点的角度大于或等于180?。另一种为向量格式,使用参数I,J,K给出圆心坐标,并以相对于起始点的坐标增量表示。例如G02 X100. Y100.I50.J50.F250表示刀具以250mm/min的速度沿一顺时针运动至点(100,100),该圆弧的圆心相对于起点的坐标增量为(50,50)。 4)G90、G91:绝对指令/增量指令。其中G90指定NC程序中的刀位坐标是以工作坐标系原点为基准来计算和表达的。而G91 则指定NC程序中的每一个刀位点的坐标都是以其相对于前一个刀位点坐标增量来表示的。 5)G41、G42、G40:刀具半径左补偿、右补偿和取消补偿。用半径为R的刀具切削工件时,刀轨必须始终与切削轮廓有一个距离为R的偏置,在手工编程中进行这种偏置计算往往十分麻烦。如果采用G41、G42指令,刀具路径会被自动偏移一个R距离,而编程只要按工件轮廓去考虑就可以了。在G41、G42指令中,刀具半径是用其后的D指令指定。所谓左补偿,是指沿着刀具前进的方向,刀轨向左偏置一个刀具半径的距离。 在交互式图形编程中,由于刀轨是在工件表面的偏置上计算得到的,因此不需要再进行半径补偿,即一般不使用G40,G42指令。 6)G54、G92:加工坐标系设置指令。G54是数控系统上设定的寄存器地址,其中存放了加工坐标系(一般是对刀点)相对于机床坐标系的偏移量。当数控程序中出现该指令时,数控系统即根据其中存放的偏移量确定加工坐标系。G92是根据刀具起始点与加工坐标系的相对关系确定加工坐标系,其格式示例为: G92 X20.0 Y30.0 Z40.0 表示刀具当前位置(一般为程序起点位置)处于加工坐标系(20,30,40)处,这样就等于通过刀具当前位置确定了加工坐标系的原点位置。 (3)辅助功能字 辅助功能字一般由字符M及随后的两位数字组成,因此也称为M指令。它用来指令数控机床的辅助装置的接通和断开(即开关动作),表示机床各种辅助动作及其状态。常用的M指令有: 1) M02、M30:程序结束。 2) M03、M04、M05:主轴顺时针转、主轴逆时针转、主轴停止转动。 3) M06:换刀。将预置的刀具(T_)换到主轴上。 4) M08、M09:冷却液开、关。 5) M98:调用子程序。 6) M99:子程序结束,返回主程序。 (4) 其他功能字 1)尺寸字:也称为尺寸指令,主要用来指定刀位点坐标位置。如X、Y、Z主要用于表示刀位点的坐标值, 'R而用于表示圆弧的半径(参见G02、G03 指令中的内容)。 2)进给功能字:以字符F开头,因此又称为F指令,用于指定刀具插补运动(即切削运动)的速度,称为进给速度,单位是毫米/分钟(mm/min)。 3)主轴转速功能字:以字符S开头,因此又称为S指令。用于指定主轴的转速,以其后的数字给出,单位是转/分钟(r/min)。 4)刀具功能字:用字符T及随后的号码表示,因此也称为T指令。用于指定加工时采用的刀具号,该指令在加工中心上使用。 6、手工编程示例 手工编程的基本步骤是: (1) 零件图分析。 (2) 刀具加工路径规划和刀位计算。 (3) 工艺分析。 (4) 程序编制与校验。 进行手工编程时,应注意以下几个问题和细节: (1) 大部分的机床设置默认使用脉冲当量为单位,一个脉冲当量通常为1μm 即0.001毫米,而加上小 数点后的值被认为是尺寸,单位为mm,所以在编程时一定不要忘记坐标值后的小数点。 (2) 注意参数的正负,选择正确的切削方向和刀具补偿方向。 (3) 结合使用G90/G91可以减少计算量,但一定不能混淆。 (4) 编制程序时,刀具最好在同一平面内运行,避免3轴同时运动,如:将Z轴运行列为单独的一个单 节,这样可以有更好的安全性。 (5) 在程序末尾加工完成时,建议先使用M05停止 主轴转动,再由M02 或M30结束程序。M02或 M30也将停止主轴,但主轴所受的扭力较大,会 使机床主轴齿轮寿命受损。 (6) 对较长的程序,建议使用CAD/CAM自动编程软件 进行编程,或者在计算机上书写完整并检验后再 传输到数控机床,这样可以避免或减少错误,同 时减少机床待机时间,提高机床利用率。 加工程序及说明 附注1:G92是工件坐标系设置指令,本程序第一行表示工件坐标原点设置在当前刀具位置0的下方1mm处。 程序 程序段说明 刀位点 N1 G92 X0 Y0 Z1; 设置程序起点0(见附注1) 0 N2 S300 M03; 主轴转速设定及主轴顺时针转 N3 G90 G00 X-5.5 Y-7; 采用绝对坐标系编程,速移至P。由于Z坐标不变,因此在G00后P 11 省略该坐标值的尺寸字(见附注2) N4 Z-1.2 M08; 刀具迅速降到工件表面以下1.2mm处,X、Y坐标不变。打开冷却液。 由于与前一指令同样是快速点定位,因此G00可省略。 N5 G41 G01 X-5.5 Y-5. 刀具左补偿启动,并以250毫米每分钟的速度进行第一次带左补偿 P2D03 F250; 的直线插补运动,注意移动坐标与实际运动位置 P的关系。此后各段左补偿将持续有效。D03中存放了刀具半径的2 数值,即左补偿量。 N6 Y0; 直线插补移动(与前一指令相同,故G01可省略不写)至P,这是P 33 进刀段。注意左补偿的作用,即运动坐标值与实际刀心位置(即刀 位点)的差别 N7 G02 X-2.Y3.5 R3.5; 顺时针圆弧切削运动到P P 44N8 G01 X2. Y3.5; P 5N9 G02 X2.Y-3.5 R3.5; P 6N10 G01 X-2. Y-3.5; P 7N11 G02 X-5.5 Y0 R3.5; P 8N12 G01 X-5.5 Y5.; P 9N13 G40 G00 X-5.5 Y7. M09; 取消半径补偿功能 P 10N14 Z1.M05; 刀具上升到安全位置 N15 X0 Y0; 刀具回原点 0 N16 M30; 程序结束 附注2: 在数控程序中,上一段程序已经写明本程序段中不必变化的那些字仍然有效,不必重写。 四、工艺分析和规划 交互式图形编程工艺分析和规划的主要内容包括加工对象及加工区域规划、加工工艺路线规划、加工工艺和加工方式规划等3个方面。 1. 加工对象及加工区域规划 加工对象及加工区域规划是将加工对象分成不同的加工区域,分别采用不同的加工工艺和加工方法进行加工,目的是提高加工效率和质量。 常见的需要进行分区域加工的情况有以下集中: (1) 加工表面形状差异较大,需要分区加工。例如对水平平面部分采用平底铣刀加工,刀轨的行间距可超过刀具的半径,以提高加工效率。而对曲面部分则应使用球头刀加工,行间距远小于刀具半径,以保证表面光洁度。 (2) 加工表面不同区域尺寸差异较大,需要分区加工。例如对于较为宽阔的型腔可采用叫较大的刀具进行加工,以提高加工效率;而对于较小的型腔或转角区域使用大尺寸不能进行彻底加工,应采用较小的刀具以确保加工的完备性。 (3) 加工表面要求的精度和表面粗糙度差异较大时,需要分区加工。例如对于同一表面的配合部位要求精度较高,需要以较小的步距进行加工;而对于其他精度和光洁度要求较低的表面可以以较大的步距加工以提高效率。 (4) 为有效的控制加工残余高度,应针对曲面的变化采用不同的刀轨形式和行间距进行分区加工。 2. 加工工艺路线规划 在数控工艺路线设计时,首先要考虑加工顺序的安排,加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况,以及定位安装与夹紧的需要来考虑,重点是保证定位夹紧时工件的刚性和利于保证加工精度。加工顺序安排一般应按下列原则进行: ? 上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧,要综合考虑。 ? 加工工序应由粗加工到精加工逐步进行,加工余量由大到小。 ? 先进行内腔加工工序,后进行外形的加工工序。 ? 尽可能采用相同定位、夹紧方式或同一把刀加工的工序,减少换刀次数与挪动压紧元件次数。 ? 在同一次安装中进行的多道工序,应先安排对工件刚性破坏较小的工序。 另外,数控加工的工艺路线设计还要考虑数控加工工序与普通工序的衔接,解决这一问题的办法是建立下一工序向上一工序提出工艺要求的机制,如要不要留加工余量,留多少,定位面与定位孔的精度要求及形位公差,对校形工序的技术要求,对毛坯的热处理状态要求等。例如,模具数控加工一般可分为粗加工、半精加工和精加工这3个基本的工序,其中在粗加工之后往往还需要进行调质热处理,使工件产生较大的变形,因而要求粗加工的加工余量足够大(往往在2mm以上),以保证后续加工的顺利进行。 五、切削方式设置 1(3轴加工的刀轨形式 按其切削的加工特点来分,可将其划分为等高切削(层铣)、曲面切削(棉铣)、曲线加工(线铣)、插式铣削、清角加工和混合加工几类。 (1) 等高切削 等高切削通常称为层铣,它按等高线一层一层地加工,来移除加工区域内的加工材料。等高切削在零件加工中主要用于需要刀具受力均匀的加工条件下,以及直壁或者斜度不大的侧壁的加工。应用等高切削可以完成模具数控加工中约80%的工作量。在粗加工时,一般刀具受力极大,因此使用等高切削能以控制切削深度的方式,将刀具受力限制在一个范围内。 此外,在半精加工或精加工中,当外形比较陡峭时,通常用等高加工的方式进行侧面的精加工。通过限定高度值,只作一层切削,等高切削可用于平面的精加工以及清角加工。特别是在加工部位太陡、太深,需要延长加长刀刃的情形,由于刀具太长加工时偏摆太大,往往也用等高切削的方式来减少刀具受力。 等高切削功能不仅提供多样化的加工方式,同时允许刀具在整个加工过程中都能在均匀的受力状态下做最快、最好的切削,有如下优点: ? 刀具使用没有限制;NC程序设计师可以依照工具机的性能、工件材质、夹持方式及切削效率的综合考虑,自由选用平刀、球刀、圆鼻刀等刀具进行等高切削。在计算上,UG依据所选用的刀具,分层沿等高加工面计算,所以能产生准确的刀具路径。 ? 能自动侦测斜倒(undercut)区域:大部分CAM软件能自动侦测加工范围内undercut区域(俗称倒推拔),并自动计算出最佳的刀具路径。由于造型时存在的误差,某些时候会出现倒推拔的现象。 ? 提供多样化的刀具路径型式:等高切削一般提供平行切削、环绕切削、沿边环绕切削等走刀方式。而且每种切削方法还可以选择单向、双向切削或者指定顺铣、逆铣。各种不同切削方式的应用主要取决于所加工工件的形状。 ? 产生刀具受力均匀的加工路径:数控加工时,NC程序设计师或机台操作员,往往为了避免在NC程序中,因局部刀具受力过大而造成刀具严重损耗的情形,采取降低整体路径的进给速率,从而影响了整个加工效率。等高切削可以提供多样的进给速率设定方式来解决这个问题。使用者可以设定刀具局部受力的进给率,如第一刀切削、刀具路径往复、刀具路径转角时降低进给速度。 ? 具有加工素材及成品体的观念:加工素材及成品体的运用,让使用者在不修改CAD模型的情形下,能便利地进行等高粗加工及精加工的计算。对于加工已经经过处理的工件,使用非常方便。 等高残料粗加工,通常都使用较大的刀具来完成粗坯的加工动作,但是后续的余料处理是较让人困扰的部 分,读者可以使用残料粗加工工法,系统会自动参考等高粗加工所余留之残料区域,以较安全的等高模式对局部区域再次进行粗加工的处理。 异形素材等高降层粗加工,对于不规则的组立钢块,或是已使用传统车、铣、锯床先进行过挑料素材的加工,使用者就可以自行定义加工素材的形状,系统再针对留料的状况进行等高粗加工,如此将有高安全性的碰撞防护及可减少空跑的路径。 铸件式等高降层粗加工,对于翻砂铸件素材的加工,只要给与铸件预留肉厚的参数,就能够顺着形状表面敷图的部分进行等高粗加工的处理,如此将大大减少加工时间。 ? 可对不同的面设定的加工余量:在模具设计中,由于成品几何形状的规范,往往需要定义不同的肉厚、合模面、靠破面及一般成品面。而在切削加工时经常会碰到因侧面与平面有不同的精度要求而设置不同的余量。为了方便NC程序设计师在单一CAD模型上设定NC程序,在等高切削中,NC程序设计师可在个别加工曲面上设定不同的预留量(正值及负值),以提高NC程序的设计效率。 ? 提供多种进/退刀方式:等高切削提供垂直方向的直接进刀、螺旋进刀和斜线进刀等方式,改善刀具初始切削的受立情况。可以在、由使用者指定进刀点,软件也能自动决定系统认为的最佳进刀点。例如,做型芯加工时,系统通常会在工件以外下刀再水平进入切削。等高切削在水平方向可以设定为法向进刀和切向进刀,同时对于全周轮廓的加工提供螺旋降层的方式,即每一层的进刀并不与上层在同一位置,确保没有进刀痕的产生,改善进刀点的加工质量。 ? 可以进行负余量的切削:使用球头刀或者有圆角的平底刀进行等高切削时,可以设置加工余量为负值,这对加工电极设置放电间隙极其方便。 ? 提供陡峭程度的自动判别:层铣精加工适合于侧壁较为陡峭的侧面,而对于较为平缓的表面,在两层之间留下的残余量较大。某些软件提供了在做精加工时自动判断陡峭程度是否在用户限定的范围之内的功能,对于超出该范围的,软件不产生刀轨或者按面铣的方式进行加工。 (2) 曲面铣削 曲面铣削简称为面铣,包括各种按曲面进行铣削的刀轨形式,通常有沿面加工、沿线投影、沿面投影等方式,不同的软件有不同的称呼方法,但基本的原理及定义方法相类似。大多曲面铣削是按一定的方式将刀具路径投影到曲面上生成的。 ? 沿面加工:这个加工方式允许数个曲面作为参考依循,则加工路径将沿着该曲面的UV 参数线方向产生刀具路径。用这样的刀具路径加工出的零件更光滑。可以对多个曲面进行加工,但要求曲面必须是相接的,而且其参数线方向最好保持一致,以保证产生的刀具轨迹是连续的。 ? 平行轴向投影加工:这个工法将会直接对整个曲面群,以刀轴方向将切削线投影在加工表面上,并且进行刀具的半径补偿,来产生刀具路径。可以定义多个复杂的边界作为加工区域的限制,也提供多种下刀方式。 ? 曲面轮廓加工:提供封闭的边界线素,系统将以平行边界环绕的方式,对整个加工表面铺上3D间距均等的刀具路径,可以完成等量、等方向的切削。通常使用于整体表面的精修,可应高速加工的需求得到效率最高的加工路径。 ? 曲面区域加工:生成曲面上封闭区域内的刀具轨迹,在指定范围内,刀轨按指定的角度、步距,将加工路径均匀分布于3D模型上,如此可实现等切削量、等切削方向的加工。 沿面切削不仅提供多样化的刀轨方式选择,在很多情况下,会出现各种加工都可以用的情形,而且在某些条件下,不同的刀轨形式生成的刀具路径可能有很大的差别。其特点如下: ? 刀具使用没有限制:NC程序设计师可以依照工具机的性能、工件材质、夹持方式及切削效率的综合考虑,自由选用平刀、球刀、圆鼻刀等刀具进行沿面切削。较为普遍的是使用球头到对有凹凸的曲面进行精加工。 ? 可控制精铣后零件表面的光洁度:沿面切削提供多种方法控制精铣后零件表面的光洁度。其中,用残余高度来控制加工误差、刀路间距控制刀具路径密度的方法加工的零件,其表面光洁度无论在平缓处还是在陡峭处,都是一致的。而使用固定步距来加工,则可以取得一致的刀路方向,刀痕比较漂亮。 ? 提供多样化的走刀方式:沿面切削一般提供平行切削、环绕切削、放射切削等走刀方式。而且每种切削方式还可以选择单向或双向切削。各种不同切削方式的应用主要取决于所加工工件的形状。 ? 提供多种进/退刀方式:沿面切削提供在水平方向法向、切向、圆弧等多种进/退刀方式,来满足实际加工的需要。在垂直方向可以直接进刀,也可以在垂直方向使用扩展进/退刀、圆弧进/退刀等进/退刀方式。使用者可以同时结合指定进刀点,合理使用进/退刀方式以确保加工的安全性和表面质量。 ? 可以进行负余量的切削:使用球头刀或者有圆角的平底刀进行等高切削时,可以设置加工余量为负值,这对加工电极设置放电间隙极其方便。 (3) 插式铣削 插式铣削也称钻铣加工或者直捣式加工,当加工较深的工件时可以使用两刃插铣以钻铣的方式快速粗加工,这是加工效率最高的去除残料的加工方法,钻铣完成后,可以同时选用以插刀的方式对轮廓进行精铣, (4) 曲线加工 曲线加工可生成切削三维曲线的刀具轨迹,也可以将曲线投影到曲线上进行沿投影线的加工。通常应用在生成型腔的沿口,以及刻字等。由于其直接沿曲线进行插补,所以路径长度最短。 (5) 残料清角加工 清角加工可自动侦测大刀具铣削后之残留余料区域,再以小刀具针对局部区域进行后续处理。此刀轨形式可以自动分析并侦测母模穴的角落及凹模谷部分,针对复杂的模型也有能力运算。自动清角刀具路径主要分为3种。第一种是单刀清角。第二种是单刀再加以左右补正之多刀清角。第三种是参考前一把刀之多刀清角。多刀清角之路径可指定有外而内,抑或是由内而外铣削,让刀具避免一次吃料太深,而产生不良的加工现象。具备两阶 段的路径编修过滤动作,且涵盖上述投影功能的各种优势设定,为最实用的清角功能之一。 自动残料交线清角加工:残料加工,只需要指定前一步骤所使用的刀具大小,即可直接计算残留余料的区域,再针对此区域进行沿面多刀精修,同时自动分析加工表面之倾斜度,将以等高的方式,先行解决陡峭区域的加工困扰。 自动残料多刀清角加工:这个工法能够自动辨识加工件凹处的残料区域,直接对曲面的交线处,以最快的方式一刀走过清除材料。用户只要指定一个想象的参考刀具直径,系统就能够知道哪些是必须要再加工的位置。刀具在执行加工动作的过程中,对于相邻的表面及进/退刀的路径,都会有过切保护的处理;加工件中如果存在险峻的角落时,如果只顾判断顺逆铣的加工,经常会在由下而上的加工过程中造成刀具的断裂,这时候用户可以自由指定一顷面角度来执行顷面加工模式,系统将自动判别较陡峭的区域一律先行由上而下只以插刀的方式加工。 (6) 混合加工 某些软件可利用等高环绕加工及投影式加工这两种刀轨形式的互补特性,以指定的限制清角,使系统自动对3D模型划分出平缓或陡峭的区域,较陡峭的表面进行等高降层环绕加工,较平坦的表面进行投影式加工,从而最适宜的加工方式。另外某些软件提供了在等高加工中对层间的曲面提供二次加工的方法,可以是等高加投影加工,针对多曲面以等高方式做半精加工或精修,在设定限制铣削角度范围内进行口袋投影加工;也可以是等高加水平夹角加工,针对多曲面以等高方式做半精加工或精修。 2. 走刀方式的选择 针对相同的刀轨形式还可以选择不同的走刀方式,通常走刀方式有平行切削、环绕切削、螺旋切削、放射切削等,如在等高加工的粗加工中,有平行切削、环绕切削、素材环切等选择,而在投影加工中一般会有平行、环绕、放射等选择。合理地选择走刀方式,可以在付出同样加工时间的情况下,获得更好的表面加工质量。 (1)平行切削:平行切削也称为行切法加工,平行切削是指刀具以平行走刀的方式切削工件,可以选择单向或往复两种方式,并且可以指定角度,角度指生成的刀位行与X轴的夹角。单向切削在刀具进行切削加工时,始终朝一个方向进行切削加工,在到达加工边界(一行刀位的终点)后,抬刀到安全高度,再沿直线快速走刀到下一行的首点,再以给定的进刀方式进刀,并沿着相同的方向进行下一刀位行的切削。往复加工时,刀具以顺逆铣混合的方式加工工件,即刀具进行切削加工时,并不是始终朝一个方向进行切削加工,而是一行顺铣,到达加工边界后直接转向进行下一行的切削加工,变成逆铣,而再一行又变成顺铣,如此交错进行。利用往复加工可以节省抬刀时间。 平行切削可以灵活地设定加工角度,以最合适的角度对工件进行加工。在粗加工时,平行切削具有最高的效率,一般其切削的步距可以达到刀具直径的70%,90%。在精加工中,平行切削具有很广泛的适应性,平行切削加工获得的刀痕一致,整齐美观。但是对边界不规则的凸模或型腔,平行切削在零件侧壁的残余量很大。 (2) 环绕切削:环绕切削也称为环绕法加工,环绕式的加工方式是以绕着轮廓的方式清除素材,并逐渐加大轮廓,直到无法放大为止。如此可减少提刀,提升铣削效率。刀具以环绕轮廓走刀方式切削工件,可选择从里向外或从外向里两种方式。使用环绕切削方法,生成的刀路轨迹在同一层内不抬刀,并且可以将轮廓及岛屿边缘加工到位,在做粗加工或精加工时都是比较好的选择。 (3)毛坯环切:毛坯环切也称为沿边环绕切削,在等高加工的粗加工中应用,它按照成型部分等距离偏移,直到到达中心或边界。沿边环绕切削提供高效率的粗坯料加工路径,轮廓部分留料均匀有利于精加工,同时其切削负荷相对固定,也是深陡加工加工的良好选择。 (4)螺旋切削:刀具路径从中心以螺旋方式向内或向外移动,螺旋切削不同于其他的走刀方式之处在于:其它走刀方式在每一条路径之间又不连续之横向进刀,造成刀具路径方向的突然改变,螺旋切削的横向进刀则是平滑地向外部螺旋展开,没有路径方向上的突然改变。由于此导向方式保持固定的切削速度及平滑的刀具运动,可以得到较好的精加工表面,并使刀具负荷相同,适合于高速切削。螺旋切削与环绕切削相似,可选择从里向外或从外向里两种方式。由于没有由一个环向相邻一环过渡的刀痕,表面具有更好的质感。 (5)放射切削:放射切削也称为辐射式走刀加工,刀具由零件上任一点或者指定的空间点,沿着向四周散发的路径加工零件。这种走刀方式适合于加工在接近放射中心点的部位曲率比较大,而远离放射中心点部位曲率比较小的零件。如半球形零件,使用放射切削可以获得较为平均的残余量以及较高品质的加工表面。 3.加工对象及加工区域的设置 在CAM软件中所使用的几何造型一般有3种表达方式: (1) 实体造型。包含了物体的三维几何信息,是最完整的表达方式,既可以用于表达产品的几何信息,也可用于毛坯的几何信息。 (2) 曲面造型。包含了物体表面的几何信息,主要用于表达产品,但不适于作为毛坯的表达方式。 (3) 边界轮廓。由封闭的平面曲线短组成,用于表达截面形状不变的柱状形体,一般用于表达毛坯的几何信息或具有多个水平平面的加工对象的几何信息。 4.刀具的选择及参数设置 ? 数控加工刀具的选择原则 加工中心所用的刀具是由通用刀具(又称为工作头或刀头)与加工中心主轴前端椎孔配套的刀柄组成。选择刀具应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是:适用、安全、经济。 (1)适用是要求所选择的刀具能达到加工的目的,完成材料的去除,并达到预定的加工精度。如粗加工时选择有足够大并有足够的切削能力的刀具能快速去除材料;而做精加工时,为了能把结构形状全部加工出来,要使用较小的刀具,加工到每一个角落。再如,切削低硬度材料时可以使用高速钢刀具;而切削高硬度材料时,就必 须要用硬质合金刀具。 (2)安全指的是在有效去除材料的同时,不会产生刀具的碰撞、折断等。要保证刀具及刀柄不会与工件相碰撞或者挤擦,造成刀具或工件的损坏。如加长的直径的刀具切削硬质材料时,很容易折断,选用时一定要慎重。 (3)经济指的是能以最小的成本完成加工。在同样可以完成加工的情形下,选择相对综合成本较低的,而不是选择最便宜的刀具。刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大,必须引起注意的是,在大多数情况下,选择好的刀具虽然增加了刀具成本,但由此到来的加工质量和加工效率的提高,则可以使总体成本可能比通过使用普通刀具更低,产生更好的效益。如进行钢材切削时,选用高速钢刀具,其进给只能打到100mm/min,而采用同样大小的硬质合金刀具,进给可以打到500mm/min以上,可以大幅缩短加工时间,虽然刀具价格较高,但总体成本反而更低,通常情况下,优先选择经济性良好的可转位刀具。 选择刀具时还要安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下,使刀具的悬伸长度尽可能地短,以提高刀具系统的刚性。 ?数控加工刀具种类 数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为:1)整体式;2)镶嵌式,采用焊接或机加式连接,机加式又可分为不转位和可转位两种;3)特殊型式,如复合式刀具、减震式刀具等。根据制造刀具所使用的材料可分为:1)高速钢刀具;2)硬质合金刀具;金刚石刀具;4)其他材料刀具,如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为:1)车削刀具,分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种;2)钻削刀具,包括钻头、绞刀、丝锥等;3)镗削刀具;4)铣削刀具等。根据铣刀形状可分为:1)平底刀;2)球头刀;3)锥度刀;4)T形刀;5)桶形刀;6)异形刀。 ?加工不同形状工件的刀具选择 加工中心上用的立铣刀主要有3种形式:球头刀(R=D/2),端铣刀(R=0)和R刀(RR时),使刀具轨迹向外偏移,从而得到理想的斜面。这种方法的思想是源于倒角刀具在加工锥体时实际锥体比理想锥体大了,而加工锥体孔时实际锥孔比理想锥孔小,相当于刀具有了一定量的磨损而进行补偿后,可以使实际加工出的工件正好是所要求的锥面或斜面。但是这种加工方式只能在没有其他侧向垂直的加工面时使用,否则,其他没有锥度的加工面将过切。 (3)偏移加工面:在按未倒角平头立铣刀生成NC程序前,将斜面LC向E点方向偏移一定距离ej(当XR时),然后,将斜面拉伸到与ML接触,再编制NC程序进行加工,从而得到理想的斜面。这种方法先将锥体偏移一定距离使之变小,将锥孔偏移一定距离使之变大,再生成NC程序加工,从而使实际加工出的工件正好是所要求的锥面或斜面。 2)用球头刀进行平面或斜面加工时的残余高度控制 在曲面加工中更多采用的是球头刀,以下讨论基于球头刀的行距换算方法。 加工面为平面时,刀轨行距与残余高度之间的换算公式为: 2222I,2R,(h,R)h,R,R,(1/2) 或 式(1) 式中h、l分别表示残余高度和刀轨行距。在利用CAD/CAM软件进行数控编程时必须在行距或残余高度中任设其一,其间的关系就是由上式确定的。 同一行刀轨所在的平面称为截平面,刀轨的行距实际上就是截平面的间距。对曲面加工而言,多数情况下被加工表面与截平面存在一定的角度。从而造成同样的行距下残余高度大于图三所示的情况。如图四所示。 图四中,尽管在CAD/CAM软件中设定 了行距,但实际上两条相邻刀轨沿曲面的 'I间距 (称为面内行距)却远大于I。而 'h实际残余高度也远大于图三所示的h。 其间关系为:式(2) ''22I,I/sin,h,R,R,(I/2sin,) 由于现有的CAD/CAM软件均以图三所示 图三、平面上的残余高度 图四、球头刀铣削斜面时的残余高度 的最简单的方式做行距计算,并且不能随曲面的不同区域的不同情况对行距大小进行调整,因此并不能真正控制残余高度(即面内行距)。这时,需要编程人员根据不同加工区域的具体情况灵活调整。 对于曲面的精加工而言,在实际编程中控制残余高度是通过改变刀轨形式和调整行距来完成的。以下几种是常用的控制残余高度的编程方法: 1)斜切法:即截平面与坐标平面呈一定夹角(通常为45?)。该方法优点是实现简单快速,但有适应性不广的缺点。 2)交叉法,即在两个相互垂直的方向上分别生成两组截平面刀轨。这种方式适用于各种形状表面加工的残余高度控制,但刀轨效率较低。 3)分区法,即将加工表面分割成不同的区域进行加工。不同区域采用了不同的刀轨形式。 针对残余高度的控制问题,某些CAD/CAM软件专门开发了一种沿被加工表面均匀分布(面内行距均匀)的刀轨(如UG在固定轴曲面轮廓铣中的区域驱动可以设定为刀间中距沿曲面分布)。但这种刀轨局部不够光滑,仍需要进一步完善。 七、高速铣数控编程概述 高速铣削加工技术是20世纪80年代开始发展的新技术,目前市场上出现的高速铣削加工机床主轴的最高转速在40000r/min,60000 r/min,在x-y-z坐标轴方向的最大工作进给速度提高到24m/min,30 m/min。高速加工的基本出发点是高速低负荷状态下的切削可较低速高负荷状态下的切削更快地切除材料。 低负荷切削意味着可减轻切削力,从而减少切削过程中的振动和变形。与普通加工相比,高速加工采用全新的加工工艺,从刀具、切削参数到走刀路径的选择及程序的编制都不同于传统的加工。它在提高工件质量和效率、降低加工成本方面的优势是显而易见的,如可以获得很光滑的表面质量、容易实现零件的精细结构的加工而避免了大量电极制造和耗时的放电加工。同时简化了生产的工序,使绝大多数的工作都集中在高速加工中心上完成。以模具加工为例,高速加工的模具的生产周期缩短至少60%,成本下降约30%,并且高速加工的模具较之电火花 加工的模具表面质量更佳,使用寿命更长。同时,高速加工的切削力大幅下降,配用合适的刀具可以实现一些传统方法难以实现的加工,如难切削材料(淬硬钢、石墨、钛合金)的加工、一些微小结构(小孔、细槽)的铣削加工、薄壁类零件的加工等。 1、高速加工的工艺设置 (1)刀具的选择 刀柄及刀夹的选择:高速加工要选用HSK系列的刀柄,该刀柄采用锥面和端面双重定位,刚性好、精度高,可满足日益发展的高速和高精度加工需求。同时选用热缩式刀夹或者特液压式刀夹可以获得更高的同心度和平衡性能。 刀具几何参数的选择:高速切削加工切削力及扭矩较小,可以先用较大的后角较尖锐的切削楔,例如在切削#45钢时A=12?,16?,以便降低工件材料在后刀面的接触摩擦效应,有利于提高刀具的耐用度。 刀具材料的选择:切削钢件使用的硬质合金刀具必须具有很高的热硬度,因此TiC含量较高的P类合金由于WC含量较高的K类硬质合金。与硬质合金相比,陶瓷刀具的耐用度要高得多,但它性脆,倒热能力差,只适用于小的切削深度和进给量。使用涂层硬质合金刀具,如用物理气相沉淀(PVD)方法涂覆的TiN涂层刀具,可以大幅度提高刀具的抗磨损能力,从而提高刀具的耐用度,根据切削速度的不同,可以达到50%,200%之间。 (2)选择合适的切削用量 进给的选择:在进给量增大时,刀具寿命先是上升,而在达到临界值后迅速下降。这是因为在初段,由于刀具在工件的切削次数减少,之后进给量增大引起切削力增大,工件切削路径变长和前刀面接触温度上升,造成刀具前刀面月牙洼磨损,使刀具耐用度下降。 切深的选择:铣刀的轴向切深对刀具的耐用度影响较少,在加工过程中,铣削宽度应当尽量选的大些。相反,径向切深对刀具耐用度影响较大,后者随前者增大而下降。一般推荐径向切削深为铣刀直径的5%,10%。 冷却液对刀具耐用度影响有限,这是因为铣削主轴高速旋转,切削液若要达到切削区,首先要克服极大的离心力;即使它克服了离心力进入切削区,也可能由于切削区的高温而立即蒸发,冷却效果很小甚至没有;同时切削液会使刀具刃部的温度激烈变化,容易导致裂纹的产生。因此高速机床转速达到20000r/min以上时,一般建议用户采用油/气冷却润滑的干式切削方式。这种方式可以用高压气体迅速吹走切削区产生的切屑,从而将大量的切削热带走。同时经雾化的润滑油可以在刀具刃部和工件表面形成一层极薄的微观保护膜,可有效地延长刀具寿命并提高零件的表面质量。 2、高速加工程序的编制要点 高速加工并不是简单地使用现有刀具路径,通过提高主轴转速和进给率来实现的。 (1)高速加工编成时主要关心的问题 使用CAM系统进行数控编程时,刀具选择、切削用量以及选择合适的加工参数可以根据具体情况设置外,加 工方法的选择就成为高速加工数控编程的关键。 1)由于高速加工中心具有前视或预览功能,在刀具需要进行急速转弯时加工中心会提前进行预减速,在完成转弯后再提高运动速度。机床的这一功能主要是为了避免惯性冲击过大,从而导致惯性过切或损坏机床主轴而设置的。有些高速加工中心尽管没有这一功能也能较好地承受惯性冲击,但该情况对于机床的主轴也是不利的,会影响主轴等零件的寿命。在使用CAM进行数控编程时,要尽一切可能保证刀具运动轨迹的光滑,尽量避免切削方向的突然变化。 2)由于高速加工中心刀具的运动速度很高,而高速加工中采用的刀具通常又很小,这就要求在加工过程中保持固定的刀具载荷,应避免材料切除率的突然变化,避免刀具过载。因为刀具载荷的均匀与否会直接影响刀具的寿命、机床主轴寿命等,在刀具载荷过大的情况下还会导致断刀。 3)采用更加安全和有效的加工方法,并进行安全检查校验与分析,确保刀具及刀柄不和零件产生碰撞。 4)尽量减少空程移动,使切削时间减少到最短。高速加工设备本身十分昂贵,而刀具消耗及其他费用也相对较高,保证机床使用的是最好的程序并以最短的时间完成加工才能有良好的经济性。 5)合理安排加工顺序至关重要。安排加工顺序时应尽可能地将加工步骤减到最少,尽可能地使用连续策略。例如,环绕路径通常比平行路径好;在零件的一些临界区域应尽量保证不同步骤的加工路径不重叠,如果出现路径重叠,势必会出现刀痕;尽量不换刀,使用单个刀具精加工整个区域,换刀常常导致精加工后加工表面出现刀痕。 (2)高速加工编程采用的编程策略 1)采用光滑的进/退刀方式 在支持高速加工的大部分CAD/CAM软件系统中,有多种多样的进、退刀方式,如在走轮廓时,有轮廓的法向进、退刀,轮廓的切向进、退刀和相邻轮廓的角分线进、退刀等。针对高速加工时应尽量采用轮廓的切向进、退刀方式以保证刀路轨迹的平滑。在对曲面进行加工时,刀具可以是Z向垂直切向进、退刀,曲面法向的切向进、退刀,曲面正向与反向的进、退刀和斜向螺旋式切向进、退刀等。在实际加工中,用户可以采用曲面的切向进刀或更好的螺旋式进刀。而且螺旋式进刀切入材料时,如果加工区域是上大下小时,螺旋半径会随之减小以进刀到指定深度,有些CAM系统具有基于知识的加工,在检查刀具信息后发现刀具具有盲区时,螺旋加工半径不会无限制减小,以避免撞刀,这些对程序的安全性提供了周全的保障。 2)采用光滑的移刀方式 这里所说的移刀方式主要指的是行切中的行间移刀、环切中的环间移刀、等高加工的层间移刀等。普通CAM软件中的移刀大多不适合高速加工的要求。如在行切移刀时,刀具多是直接垂直于原来行切方向的法向移刀,致使刀具路径中存在尖角;在环切的情况下,环间移刀也是从原来轨迹的法向直接移刀,也致使刀路轨迹存在不平滑情况;在等高线加工中的层间移刀,也存在移刀尖角;这时导致加工中心频繁的预览减速影响了加工的效率甚 至使高速加工不成为高速加工。 高速加工中,采用的切削用量都很小(测向切削用量和深度切削用量很小),移刀运动量也会急剧增加。因此必须要求CAM产生的刀路轨迹中的移刀平滑。在支持高速加工的CAM系统软件中,则提供了非常丰富的移刀策略。 ? 行切的光滑移刀 ? 行切的移刀直接采用切圆弧连接。该方法在行切切削用量(行间距)较大的情况下处理的很好,在行切切削用量(行间距)较小的情况下会由于圆弧半径过小而导致圆弧接近一点,即近似为行间的直线移刀,从而也导致机床预览减速,影响加工的效率,对加工中心也不利。 ? 行切的移刀采用内侧或外侧圆弧过渡移刀。该方法在一定程度上会解决在前面采用切圆弧移刀的不足。但是在使用非常小的刀子(如0.6?直径的球头刀)进行精加工时,由于刀路轨迹间距非常小的(侧向切削用量为0.2?),使得该方法也不够理想。这时用户可以考虑采用下面更为高级的移刀方式。 ? 切向的移动采用高尔夫球竿头式移刀方式。 ? 环切的光滑移刀 ? 环切的移刀采用环间的圆弧切出与切入连接。这种方法的弊端是在加工3D复杂零件时,由于移刀轨迹直接在两个刀路轨迹之间进行生成圆弧,在间距较大的情况下,会产生过切。因此该方法多用于2.5轴的加工,在加工中所有的加工都在一个平面内。 ? 环切的移刀采用空间螺旋式移刀。该种移刀方法由于移刀在空间完成,避免了上面方法的弊端。 ? 层间的空间移刀 在进行等高加工时,用户要采用螺旋式等高线间的移刀。 3)采用光滑的转弯走刀 采用光滑的转弯走刀与进行光滑的移刀一样,对保证高速加工的平稳与效率同样重要。 ? 圆角走刀:该走刀方式并不是什么新的走拐角方式,一般CAM系统都有提供。该方式较适合高速加工,用户应予以采用。 ? 圆环走刀:该方法是较为高级的走拐角方式,就像驾驶高速跑车在高速公路上跑时,要想在不损失速率的情况下转弯和保证转弯更平稳,而沿着立交环岛来转弯一样。这种方法在走锐角弯路时效果特别明显。 3、充分发挥CAM软件的高速加工特性 许多CAM系统都有很多高级的加工能力,充分利用和挖掘这些能力将极大地改善加工的效果。采用更适合高速加工的加工方法,充分利用CAM软件内在的优秀功能。先进的CAM系统提供了许多更适合高速加工的加工方法。如在轮廓加工中,用户可以使用螺旋式3轴联动的加工方法。使用该种方法进行轮廓加工时,刀具一边沿轮廓切削,一边在纵向进刀,这保证了刀具载荷的稳定,刀路轨迹也自然平滑。采用摆线式加工,摆线式加工是利用刀 具沿一滚动圆的运动来逐次对零件表面进行高速与小切量的切削,采用该种方法可以有效地进行零件上窄槽和轮廓的高速小且量切削,对刀具具有很好的保护作用。在进行零件的精加工时,在加工中心支持Nurbs代码的情况下,应采用Nurbs编程,这样产生的刀路轨迹的数据量不仅少,而且刀具运动也更光滑、平稳、有效。 ? 粗切时使用具有层间二次粗加工优化的功能。在等高线粗切中,由于零件上存在斜面,在斜面上会留有 台阶,导致残留余量不尽均匀。这样对后续的加工不利,如刀具载荷不均匀。尽管系统具有载荷的分析 与优化,但毕竟将影响加工的效率和质量。因此在进行行粗切时,用户应选择具有优秀的层间二次粗加 工功能,在粗切时就得到了余量均匀的结果,为后续加工提供更有利的条件,也提高了加工的效率。 ? 在最后阶段对零件进行清根时,利用具有斜率分析的清根算法,对陡峭拐角和平坦拐角区别对待,即对 陡峭拐角的清根使用等高线一层一层地清根,对平坦区域采用沿轮廓清根,可以更好地保护刀具,获得 更好的表面质量。 ? 在等高方式精加工时,应使用螺旋式改变进刀位置的方式,以避免在固定位置留有进刀痕迹,保证加工 结果的整体优良。 好的高速加工程序在机床上执行得非常快,但它的产生却需要花费很长的时间和大量的精力。在如模具制造这样的单间加工领域,因等待加工程序而导致机床停机的现象经常可能发生。如果简单地将这种压力强加给CAM操作者,让他们更快地产生刀具路径,常常会迫使他们走捷径。其结果是所编制的程序并不经济、有效,尽管机床在继续运转,但加工速度却大打折扣。要得到最好的高速加工结果,必须提供足够强大的CAM能力,以得到高质量的加工程序,保证机床能满负荷地进行工作。 八、UG的基本操作 1、CAM加工模块 在加工模块中也可以进行简单的建模,如构建直线、圆弧等。 加工环境设置对话框只以在首次进入加工模块时才出现。在以后的操作中,如果在加工主菜单选择“工具—操作导航—删除设置”菜单删除当前设置时,也会出现加工环境对话框,重新进行“CAM进程配置”和“CAM设置”的选择。 CAM进程设置是指定模型以何种制造方法(或机械)来加工,如mill_contour为3轴铣床加工,shops_diemold为模具加工配置。通过指定CAM进程配置,用户可将操作类型的图标限制到一个合理的数量。配置还决定了下列文件的输出格式:车间工艺文件、后处理、刀具位置源文件、库文件。CAM进程配置的文件可以制定。 CAM设置是在制造方式中指定加工设定的默认值文件,也就是要选择一个加工模版文件。CAM设置栏的内容会随“CAM进程配置”选项的不同而显示对应的模板文件。选择模版文件将决定加工环境初始化后可以先用的操作类型,也决定在生成程序、刀具、方法、几何时可选择的父节点类型。(模板文件可以进行定制,也可以在创建程序时更改。)在选择完模板文件后,在加工环境对话框中单击“初始化”选项,系统则根据指定的加工配置, 调用相应的模板和相关的数据进行加工环境的初始化。 2、鼠标按键操作 鼠标按键 使用区域 可执行之动作 MB1 绘图区 选取或是拖拉对象 Ctrl+MB1 绘图区 当系统“参数设定—选择—确认(开关式设定)”设定为OFF时,按 此功能键,则系统会显示确认的信息对话框;若设定为ON,此功能键 将无效。 Ctrl+MB1 列表设定对话框 重复选取图层编号 Shift+MB1 绘图区 取消选取 Shift+MB1 列表设定对话框 连续选取对象编号 Ctrl+Shift+MB1 绘图区 取消选取并选取下一个 MB2 绘图区 确定 Alt+MB2 绘图区 取消 MB3 绘图区 开启弹出式菜单 Shift+MB3 基本曲线 开启基本曲线次菜单 九、加工应用基础 1、创建父节点组 在创建的父节点组中存储加工信息,如刀具数据,凡是在父节点组中指定的信息都可以被操作所继承。父节点组包括4种类型: 父节点组 包含的数据内容 刀具(Tool) 刀具尺寸参数 方法(Method) 加工方法,如进给速度、主轴转速和公差等 几何体(Geometry) 加工对象几何体数据,如零件、毛坯、MCS、安全平面等 程序组(Program) 决定输出操作的顺序 个人观点:父节点组设定不是CAM编程所必需的工作,也就是说父节点组可以为空,而直接在建立操作操作时,直接在创建操作对 话框中的组设置中进行设置。但是对于需要建立多个程序来完成加工的工件来说,使用父节点组方式可以减少重复性的工作。例如当一个零件的同一组表面要求进行粗加工、半精加工和精加工时,需要产生3个操作,如果将要加工的表面定义成一个几何组,则在3个操作中引用这一几何组即可;如果不预先定义几何体,那么在建立3个操作时要分别选择加工几何体。另外,一个工件的多个部位加工使用同一把刀具时,在定义刀具组后,各操作可使用同一把刀具进行加工,而不必为每一个操作分别定义刀具。而对于较为分散的操作,可以在建立每一操作时指定所需的几何对象和刀具等,即不设定父节点组。 2、操作导航器的应用 在操作导航器的所有视图中,每一个操作前都有表示其状态的符号。状态符号有以下3种类型: (1) 需要重新生成刀轨——表示该操作从未生成过刀轨或生成的刀轨已经过期,这时要用生成刀 轨,更新这个状态符号。 (2) 需要重新后处理——表示刀轨已经生成但从未输出过或输出后刀轨已经改变。 (3) 完成——表示刀轨已经生成并输出。一个操作经过生成CLSF,或者通过UGPOST进行后处理后将出现该符号。 警告:在修改了参数、刀具或者对象后~返回到操作管理器时~相应的操作前会出现一个红色的“ ”~ 该操作必须进行重新计算才能保证修改生效。进行了修改但未重新生成的刀距路径进行各项操作时~ 仍按旧的轨迹进行。 技巧:对于需要重新生成刀轨的操作~可以在休息时间进行计算~这样可以大幅度提高计算机的利用率。在 某些情形下~可以使用较大的计算公差和较大步距进行初算~生成一个粗略刀具路径~以检查其加工 范围是否合适~随后再进行参数的变更~设定真正需要的公差和步距参数进行正确程序的重新计算。 3、操作导航器视图 (1)程序次序视图 该视图按刀具路径的执行顺序列出当前零件中的所有操作,显示每个操作所属的程序组和每个操作在机床上执行的顺序。各操作的排列顺序确定了后置处理的顺序和生成刀具位置源文件的顺序。 在程序次序视图中,每个操作名称的后面显示了该操作的相关信息。 ? 换刀(Toolchange)列显示该操作相对于前一操作是否更换刀具,如果换刀则显示Yes。 ? 刀轨(Path)列显示该操作相对应的刀具路径是否生成,如果已经生成则显示Generated。 ? 刀具(Tool)列中分别显示该操作所使用刀具、几何体和加工方法的名称。 ? 刀具号列表中分别显示该操作所使用刀具的刀具号。 ? 几何体(Geometry)列中分别显示该操作所使用的几何体名称。 ? 方法(Method)列中分别显示该操作所使用的加工方法的名称。 (2)加工方法视图 该视图列出当前零件中存在的加工方法(如粗加工、半精加工和精加工),以及使用这些方法的操作名称。在加工方法视图中每个操作名称的后面,Order Group列显示该操作所属的程序组,其余各列的显示内容同程序次序视图。 (3)几何体视图 该视图列出当前零件中存在的几何体组和坐标系,以及使用这些几何体组和坐标系的操作名称。 (4)加工刀具视图 该视图按切削刀具来组织各个操作,其中列出了当前零件中存在的各种刀具以及使用这些刀具的操作名称。 4、刀具的创建 (1)刀具型式及参数 在UG数控编程中常用到的铣刀刀具中包含一般铣刀4种,桶状铣刀与T型铣刀个一种,以及钻头一种。铣刀4种分别为5参数、7参数、10参数、和球形铣刀。5参数、7参数、10参数以及球形铣刀可分别定义出各种形状之铣刀。7参数及10参数之铣刀仅可用于平面铣削、曲面轮廓加工及循环铣削,其他加工模式将忽略5参数以外之刀具参数,在实际应用中很少用到。球形铣刀是一种简化的5参数铣刀,它的下半径(R1)等于刀具直径(D)的一半。 铣刀定义的一般规则如下:所有输入的刀刃直径、侧边角度、刀具总长、端部半径以及刃长等数值必须不得为负值;拔模角度必须介于90度与-90 度之间;端部角度必须小于90度;刃长不得超过刀具总长;刃数必须为正值;刀具总长必须端部角度造成之斜边长度;端部半径必须符合刀具底缘与侧边之限制。 提示:刀具区分类型并不表示该类型的刀具不可用来执行其他类型的加工。例如~铣刀也可以用来做钻孔加工。 ? 铣刀的参数 5参数铣刀为建立铣刀时之内建选项,同时也是数控编程中最为常用的一种刀具。基本的刀具参数说明如下: a)直径D(Diameter):刀刃直径决定铣刀之刀具直径。值得注意的是,刀具之整体外形,包括端部角度及拔模角等,决定刀具路径之产生。换言之,刀具路径并非只决定于刀刃直径。 b) 下半径R1(Lower Radius):下侧边圆弧半径是指刀具端部角落圆弧之半径。5参数铣刀之下侧边圆弧半径可为0,形成平底的端铣刀。若下侧边圆弧半径为刀刃直径的一半,则形成球刀。若下侧边圆弧半径小于刀刃直径的一半,则形成牛鼻刀。 提示:球形铣刀在刀刃直径为球直径,D,~而没有下半径,R1,选项。 c) 长度(Length):刀具总长为所产生之铣刀实际的长度,包括刀刃及刀柄等部分的总长度。 d) 拔模角B(Taper Angle):拔模角为刀具侧边锥角,为主轴与侧边所形成的角。若拔模角度为正值时,刀具外形为上粗下细。若拔模角度为负值时,刀具外形为下粗上细。若拔模角度为0?时,刀具侧边与主轴平行。 e) 顶角A(Tip Angle):顶角(即端部斜角)为铣刀端部与垂直于刀轴的方向所成的角度。若顶角为正值, 则刀具端部形成一个尖点。 f) 刃口长度FL(Flute Length):刃口长度为刀具齿部的长度,不一定代表刀具切削长度。 g) 刃数(Number of Length):刃数为刀刃的数目,该数值目前未包括在操作选项中,但刀具数据中应设定刃数以便以后取用。 其他刀具参数如下所列,这些参数通常情况下可以不设置,同时这些参数为各种刀具共有的参数。 ? Z轴补正值(Zoff):Z轴补正值指定Z轴补正的距离。通常该数值代表由于刀长之差异所需要补正的Z 轴距离。 ? 刀具长度补偿号(ADJUST Reg):本选项在于指定控制器中,储存刀具长度补正值之缓存器编号。 ? 刀具直径补偿号(CUTCOM Reg):刀具直径可能因磨耗等因素而产生变化。刀具补偿缓存器是指储存刀 具直径补偿号。 ? 刀具号(Tool Number):刀具编号之数值用于LOAD/TOOL加载刀具指令。刀具编号数值之上限为10个 数字(最大值为2147483647)。该编号不得为负值,且只能输入数目字)。 ? 分类号(Catalog Number):分类号主要在于设定或移除刀具的分类号码,其主要用途是在取用刀具时 作搜寻之用。该字段最多可输入20个文字或数字字符。 ? 显示刀具(Display Tool):选择显示刀具选项时,系统将刀具图形的设定尺寸显示于图形窗口中工作 坐标系统(WCS)的原点处。 ? 夹头的参数设定 通过设定夹头参数,可以充分考虑夹头与工件可能产生的干涉,从而避免刀具夹头与工件产生挤擦或者碰撞。 在刀具选项对话框中单击Holder标签将进入夹头选项卡,其参数含义如下: ? 偏置:保证夹头与工件之间保留有一定安全距离,确保夹头不与工件产生挤擦。 ? 直径(D):夹头的直径。 ? 长度(L):夹头的长度,从夹头的下端部开始计算,直到上部第一节的夹头或机床的夹持位置。 ? 拔模角(B):夹头的侧边锥角,为主轴与侧边所形成的角度。 ? 角半径(R1):下侧边圆弧半径是指夹头端部角落圆弧的半径。 通过“增加”,将夹头数据进行存储,多次增加可以产生多个夹头的数值,也就是可以产生一个有多段的夹头。 (2)刀具建立 技巧:刀具名称建议取直观明了而又简洁的名称~如D32R6表示直径为φ32的牛鼻刀~使用R6的刀片, B12表示直径为φ12的球头刀。 (3)刀具管理 警告:当刀具编辑后~已经建立的使用该刀具的所有刀具轨迹都将失败~需要重新进行计算,Generate,。 警告:剪切时将同时剪切下使用该刀具的所有刀具轨迹。 提示:通过剪切的刀具在粘贴时将同时将该刀具的刀具轨迹粘贴下去~而通过复制产生的刀具~将只粘贴 刀具。 警告:删除时将同时删除使用该刀具的刀具轨迹。 5、创建几何体 (1)创建几何体的一般步骤 在操作导航器的几何视图中,各几合组的相对位置决定它们之间的参数继承关系,下一级几何组继承上一级几何组的参数。当几何组的位置发生变化时,其继承的参数随位置变化而改变。因此,可以在操作导航器中用剪切和粘贴方式或者直接拖动改变其位置,修改几何组的参数继承关系。 随加工类型的不同,在创建几何体对话框中可以创建不同类型的几何组。在铣削操作中可创建的几何组有:加工坐标系(MCS)、铣削几何(MILL GEOMETRY)、工件(WORKPIECE)、铣削边界((MILL BOUNDARY)和铣削区域((MILL AREA)。 (2)创建加工坐标系 在UG加工应用中,除使用工作坐标系(WCS)外,还使用两个加工独有的坐标系,即:加工坐标系MCS(Machine Coordinate System)和参考坐标系RCS(Reference Coordinate System)。 加工坐标系是所有后续刀具路径各坐标点的基准位置。在刀具路径中,所有坐标点的坐标值均与加工坐标关联,如果移动加工坐标系,则重新确立了后续刀具路径输出坐标点的基准位置。 加工坐标系的坐标轴用XM、YM、ZM表示。其中ZM特别重要,如果不另外指定刀轴的矢量方向,则ZM轴为默认的刀轴矢量方向。 提示:系统在进行加工初始化时~加工坐标系MCS定位在绝对坐标系上。 如果一个零件有多个表面需要从不同方位进行加工,则在每个方位上建立加工坐标系和与之关联的安全平面,构成一个加工方位组。 在生成的刀具位置源文件中,有的数据是参照加工坐标系,有的数据是参照工作坐标系。在操作对话框中指定的起刀点(Start Point)、安全平面(Clearance Plane)的Z值和刀轴矢量(I、J、K)以及其他矢量数据,都是参照工作坐标系;而确定刀具位置的各点坐标是参照加工坐标系。 当加工区域从零件的一部分转移到另一部分时,参考坐标系用于定位非模型几何参数(如起刀点、返回点、刀轴的矢量方向和安全平面等),这样可以减少参数的重新指定工作。参考坐标系的坐标轴用XR、YR、ZR表示。 个人观点:在创建任何加工操作前~应显示加工坐标系和工作坐标系~检查它们的位臵和方向是否正确。 (3)创建铣削几何 在平面铣和型腔铣中,铣削几何用于定义加工时的零件几何、毛坯几何和检查几何,在固定轴铣和变轴铣中,用于定义要加工的轮廓表面。 正的偏置值在零件上增加指定的厚度,负的偏置值在零件上减去指定的厚度。 材料属性是确定切削速度和进给量大小的一个重要参数。当零件材料和刀具材料确定以后,切削参数也就基本确定。选择进给量和切削速度对话框中的Roset from Table Button 选项,用这些参数推荐合适的切削速度和进给量数值。 提示:在该处指定的材料属性只影响当前所建几何的操作。另外~对于引用当前所建几何的操作来说~该处 指定的材料属性~比用主菜单中的“工具—材料”菜单项指定的材料属性的优选继高。 6、创建加工方法 (1)基本设置 1)部件余量(Part Stock):为加工方法指定加工余量。使用该方法的操作将具有同样的加工余量。 2)内公差(Intol)/切出公差(Outtol):公差限制了刀具在加工过程中离零件表面的最大距离,指定的值越小,加工精度越高。内公差限制刀具在加工过程中越过零件表面的最大过切量,切出公差是刀具在切削过程中没有切至零件表面的最大间隙量。 3)切削方式(Cut Method):指定切削方式,可以从弹出的列表中选择一种切削方式。 7、刀具路径后处理 经过刀具轨迹计算产生的是刀位文件(Cutter Location Source File),而不是数控程序,因此,需要设法把刀位源文件转换为特定机床能执行的数控程序,输入数控机床的数控系统,才能进行零件的数控加工。把刀位源文件转换成特定机床能执行的数控程序的过程为后置处理(Post Processing)。UG的刀位文件为CLSF文件,要将其转换成NC文件,成为数控机床可以识别的G代码文件,其处理结果味生成一个.ptp文件。 UG提供了两种后置处理器:图形后置处理器(GPM)和UG后置处理器(UGPOST)。 (1)CLSF管理器 使用图形后置处理器进行后置处理时,必须先生成刀位源文件(CLSF文件)。 CLSF全称为Cutter Location Source File,意为刀具位置来源文件,其主要功能为选取、编修及检视由操作选项中所产生的cls文件,最后可进行后处理产生NC文件。程序可同时操作整个CLSF或只处理CLSF中的单一刀具路径。刀具路径中包含刀具移动、机械坐标系统位置、刀具参数、显示设定及其他刀具路径资料。 CLSF操作与刀轨操作最大的不同,在于CLSF操作的对象是整个CLSF,而刀轨操作仅针对个别的刀轨操作。 (2)图形后置处理器 UG使用图形后置处理模块GPM (Graphics Postprocessor Module)来进行后处理。图形后置处理器(GPM)为一执行文件,其功能主要是将由零件文件所产生的刀具路径文件,以机械资料文件产生器MDFG(Machine Data File Generator)所产生的机械资料文件MDFA为参数设定,转换成NC机械可读取的NC文件。 (3) UG后置处理器 UG后置处理器即UG/POST,是UG软件自身提供的一个后置处理程序。 Post Builder是为特定机床和数控系统定制后处理器的一种工具。 1)进入POSTBUILD工作环境 在操作系统中,单击“开始—程序—Unigraphics NX2 —POST Tool—POSTBUILD”,即可进入POSTBUILD的起始对话框。 在对话框中单击新建文件图标(New),弹出(Create New Post Processor)对话框。新建机床后置处理文件时,首先需在对话框的Post Name文本框中输入后置处理文件名称,然后指定后置处理输出的单位并选取机床的类型,然后单击“OK”,进入机床后置处理参数设置对话框。 2)机床参数设置 在弹出的对话框中可进行所选机床后置处理的参数设置。在对话框的顶排选项中选取机床选项(Machine Tool),显示机床的相关参数。机床各参数的设置方法说明如下。 ? Display Machine Tool 单击此选项,弹出所选机床类型的结构示意图。 ? General Parameters 选取该选项,显示机床一般参数设置对话框。用于设置机床各坐标轴的最大行程、 机床原点的坐标位置、机床直线移动的最小步距、机床快速移动的最大速度等参数。 3)程序与刀具路径 在最上一排选项中,选取“程序与刀具路径”(Program & Tool Path)标签,。这里可设置程序与刀具路径的相关参数。 ? Program 在对话框中,可设置与程序相关的参数,如程序的起始顺序、操作的起始顺序、刀具路径(机 床控制、刀具运动等)、操作结束顺序、程序结束顺序等。在对话框的程序起始命令(Start of Program) 中,可以定义程序起始符号,默认为“%”,还可以定义程序起始指令,如“G40 G90 G17 G80 G54”。 ? G Codes 单击此选项,对话框切换到G代码设置对话框,可以根据机床控制器,为各种机床运动或加工 操作操作设置G代码。如直线插补运动设置为G01,顺圆弧插补运动设置为G02,快速运动设置为G00等。 ? M Codes 单击此选项,对话框切换到M代码设置对话框,可以设置各种辅助功能代码,如主轴的起停、 冷却液的开关、主轴的顺时针旋转或逆时针旋转、刀具的换刀等。对于M代码的分配需要根据具体机床 的辅助功能进行设置。 ? Word Summary 该选项用于综合设置数控程序中可能出现的各种代码,如代码的数据类型(文本类型或 数值型)、代码符号、整数的位数、是否带小数及小数位数等。 ? Word Sequencing 该选项设置程序段中各代码的顺序,如设置每一程序语句中的G代码、辅助代码、各 坐标轴的坐标值等参数的顺序。 ? Custom Command 该选项用于定义后置处理命令。 4)N/C代码定义 在最上部一排选项中,选取“N/C数据定义”(N/C Data Definitions)标签,系统弹出的对话框,可定义相关N/C数据,各参数设置说明如下。 ? BLOCK 该选项定义各种代码和操作的程序快,例如,辅助功能应包括哪些字符、循环钻孔应包括哪些代 码和字符等。 ? WORD 该选项定义数控程序中出现的各种代码及其格式。例如,坐标轴代码、准备功能代码、辅助功能 代码、进给量代码、刀具代码等分别采用哪个字符表示,以及它们的格式,是否为模态(Model),参数 数值的大小限制等。 ? FORMAT 该选项定义数控程序中可能出现的各种数据格式,如坐标值、准备功能代码、进给量、主轴转 速等参数的数据格式。 ? Other Data Elements 该选项定义其他数据,如程序序号的启始值、增量以及跳过程序段的首字符等。 (4)用UGA/POST进行后置处理 用POSTBUILD建立特定机床事件管理器文件和定义文件后,可用UG/POST进行后置处理,将刀具路径生成适合指定机床的NC程序。用UG/POST进行后置处理时,可在UG加工环境中进行,也可以在操作系统环境下进行。 1)在UG加工环境中进行后置处理 在操作导航器的程序试图中,选择已生成刀具路径的操作和程序名称,再在主菜单中选择“工具—操作导航器—输出—UG/后处理操作”菜单项,或在工具条单击后置处理图标(UG/Post Process)即可对刀具路径进行后置处理。系统打开后处理对话框,各选项说明如下: ? 可用机床(Available Machines):该列表框显示模版所包含的机床定义文件,用户可根据加工需要, 选择合适的机床定义文件。因为不同的厂商生产的数控机床其控制参数不同,所以对话框中那些包含特 定机床参数的机床定义文件只能由用户自己定义。 ? 输出文件名(Specify an Output File):该选项指定后置处理输出程序的文件名称和路径。可在其下 方的文本框中直接输入路径和文件名,也可选择“浏览”(Browse)选项,通过浏览目录指定输出文件 的名称和路径。 ? 输出单位(Output Units):该选项设置输出单位,可选择公制或英制单位。 ? 列出输出的(List Output):激活该选项,在完成后处理后,将在屏幕显示生成的程序文件。 完成各项设定后,单击“确定”,系统进行后处理运算,生成程序指定路径的文件名的程序文件。 个人观点:将后处理生成文件命名成一个易记直观文件名~方便向机床传输时的文件名输入。按照一定的约定 或规范进行命名~如B32R6C1.PTP指的就是使用φ32端部半径为R6的牛鼻刀进行粗加工程序。 提示:PTP文件是一个文本文件~可以使用Windows的记事本或写字板打开进行编辑。 2)在操作系统环境中进行后置处理 在操作系统环境中,可对包含刀具路径的UG零件文件(.prt)进行后置处理。单击“开始—程序—Unigraphics NX2.0—Post Tools—UGPOST”,弹出UG后置处理器对话框。先在对话框中依次设置UG后处理器的路径和文件名、机床定义文件路径和文件名、需要进行后置处理的零件路径和文件名、程序列表的输出路径和文件名以及错误信息输出文件的目录和文件名等,然后再对话框中输入Execute ugpost命令,执行后置处理,则可生成扩展名为“.ptp”的后置处理输出文件(即数控程序)。该文件为文本文件,可用文本编辑器编辑。 8、用户模版设置 UG提供了用户模版设置的功能,可以将编制过的操作参数设置成模版提供新的操作直接引用,这是基于知识工程的一种应用。特别是应用于加工类似零件时,可以让熟练的高级编程工程师设置一定的模板,而不是很熟练的工程师可以调用模板进行操作的创建。用户可以根据本单位同类零件的加工特点,在建立曲型零件的加工操作后,自己订制加工模板,以提高同类零件加工操作的工作料率。在一个加工零件文件中,可能包含多个操作,如果要将其中某个或多个操作指定为模板,可在操作导航器的弹出菜单中选择“对象—模板设置”菜单项来定制模板。 ? 模板(Template):激活该选项,则指定当前所选的操作为模板。 ? 连同父本载入(Load With Parent):激活该选项,则以当前所选的操作定义的模板,在被其他零件引 用时没,会在创建程序、刀具、几何体和方法对话框的子类区域中显示模板中的各图标。 设置模板后,保存当前零件,则它成为模板零件,可以在创建操作对话框中引用。 技巧:对于本单位常用的刀具和加工方法~通过设臵模板的方法~可以使大部分参数的默认值为需要设定的 数值或者选项~这样能有效地提高编程效率~同时也可以减少因为某一参数漏设而造成的程序错误。 个人观点:如果习惯于采用默认的模板~可以打开默认模板文件~如Mill_contour.prt。对其参数进行修 改~然后重新生成程序~并保存该文件。 提示:使用公制单位的默认模板文件的保存路径为: C:\Program Files\EDS\Unigraphics NX2.0\MACH\resource\template_part\metric。 十一、平面铣 1、创建平面铣操作的步骤 平面铣只能加工与刀轴垂直的几何体,所以平面铣加工出的是直壁垂直于底面零件。平面铣建立的平面边界 定义了零件几何体的切削区域,并且一直切削到指定的底平面为止。每一个刀路除了深度不同外,形状与上一个或下一个切削层严格相同,平面铣只能加工出直壁平底的工件。 平面铣用于直壁的、并且岛屿顶面和槽腔底面为平面零件的加工。平面铣有着它独特的优点,它可以无需作出完整的造型而只依据2D图形直接进行刀具路径的生成;它可以通过边界和不同的材料侧方向,定义任意区域的任一切削深度;它调整方便,能很好地控制刀具在边界上的位置。 一般情形下,对于直壁的、水平底面为平面的零件,常选用平面铣操作进行粗加工和精加工,如加工产品的基准面、内腔的底面、敞开的外形轮廓等,在薄壁结构件的加工中,平面铣广泛使用。 平面铣是一种2.5轴的加工方式,它在加工过程中产生在水平方向的XY两轴联动,而Z轴方向只在完成一层加工后进入下一层时才做单独的动作。通过设置不同的切削方法,平面铣可以完成挖槽或者是轮廓外形的加工。 平面铣各子类型说明 图标 英文 中文 说明 PLANAR_MILL 平面铣 用平面边界定义切削区域,切削到底平面 FACE_MILLING 表面铣 用于加工表面几何 FACE_MILLING-MANUAL 表面手动铣 切削方法默认设置为手动的表面铣 ROUGH-FOLLOW 跟随零件粗铣 默认切削方法为跟随零件切削的平面铣 ROUGH-ZIGZAG 往复式粗铣 默认切削方法为往复式切削的平面铣 ROUGH-ZIG 单向粗铣 默认切削方法为单向切削的平面铣 CLEARNUP-CORNERS 清理拐角 与平面铣基本相同 FINISH-WALLS 精铣侧壁 默认切削方法为轮廓铣削,默认深度为只有底面的平面铣 FINISH-FLIIR 精铣底面 默认切削方法为跟随零件铣削,默认深度为只有底面的平 面铣 PLANAR-PROFILE 平面轮廓铣 默认切削方法为轮廓铣削的平面铣 FACE-MILLING-AREA 表面区域铣 以面定义切削区域的表面铣 THEARD-MILLING 螺纹铣 建立加工螺纹的操作 PLANAR-TEXT 文本铣削 对文字曲线进行雕刻加工 MILL-CONTROL 机床控制 建立机床控制操作,添加相关后置处理命令 MILL-USER 自定义方式 自定义参数建立操作 个人观点:使用UG进行编程操作时~对创建操作对话框中的参数设臵应按照从上到下的顺序逐个进行确认和设 臵~以防止遗漏。对某些可以直接使用默认值的参数~也要做确认~以防万一因某参数变化的默认值 发生了变化~在刀具路径生成后也要做仔细的检查~确认无误后再做后处理输出。 2、平面铣操作的几何体 在平面铣中,加工区域是由加工边界所限定的,刀具在边界限定的范围内进行切削。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。刀具进入这些区域里以切除零件的余料,但不能过切零件,平面铣的切削区域是由边界限制的。 (1)平面铣操作的几何体的类型 平面铣的几何体边界用于计算刀位轨迹,定义刀具运动的范围,而以底平面控制刀具切削的深度。几何体边界中包括零件边界、毛坯边界、检查边界和修剪边界4种。 1)零件边界 零件边界用于描述完成的零件,它控制刀具运动的范围,可以通过选择面、曲线和点来定义零件边界。面是作为一个封闭的边界来定义的,其材料侧为内部保留或外部保留。当通过曲线和点来定义零件边界时,边界有封闭和开放之分,当是封闭的边界时,其材料侧为内部保留或者外部保留;当是开放边界时,其材料侧为左侧保留或右侧保留。 零件的材料侧定义了材料被保留的一侧,它的相对侧为刀具切削侧。对于内腔切削,刀具在内腔里进行切削,所以材料侧应该定义为外向(Outside);对于岛屿切削,刀具在环绕着岛屿切削,刀具在岛屿的外部,所以材料侧应该定义为向内(Inside)。 提示:如果在父节点组中指定的几何体已经定义了零件几何体或者毛坯几何体~则对应的选项将不能进行选择 或重新选择~但可以进行编辑和显示。 2)毛坯边界 毛坯边界用于描述将要被加工的材料范围。毛坯边界的定义和零件边界的定义方法是相似的,只是毛坯边界没有敞开的,只有封闭的边界。当零件边界和毛坯边界都定义时,系统根据毛坯边界和零件边界共同定义的区域(即两种边界相交的区域)定义刀具运动的范围。利用这一特性,可以进一步控制刀具运动的范围。例如,可以在需要补加工的地方定义若干个毛坯边界,与零件边界一起使用,实现对局部区域的补加工。 提示:毛坯边界不是必须定义的。 警告:零件几何体和毛坯几何体至少要定义一个~作为驱动刀具切削运动的区域。既没有部件边界也没有毛坯 边界将不能产生平面铣操作。只有毛坯边界而没有部件边界将产生毛坯边界范围内的粗铣加工。 3)检查边界 检查边界用于描述刀具不能碰撞的区域,如夹具和压板位置。检查边界的定义和毛坯边界定义的方法是一样的,没有敞开的边界,只有封闭的边界。可以指定检查边界的余量(Check Stock)来定义刀具离开检查边界的距离。 当刀具碰到检查几何体时,可以在检查边界的周围产生刀位轨迹,也可以产生退刀运动,这可以根据需要在切削参数对话框中设置。 提示:检查边界不是必须定义的。 警告:在几何图形选择时~选择为加工几何体的图形~同时也可以选择为检查几何体~这可以根据检查几何体 的特性来处理~避开不加工。 4)修剪边界 修剪边界用于进一步控制刀具的运动范围,修剪边界的定义方法和零件边界的定义是一样的,与零件边界一同使用时,对由零件边界生成的刀轨做进一步修剪。修剪的材料侧可以是内部的、外部的或者是左侧的、右侧的。 提示:修剪边界不是必须定义的。 5)底平面 底平面用于指定平面铣加工的最低高度,每一个操作中仅能有一个底平面,第二个选取的面会自动替代第一个选取的面而成为底平面。底平面可以直接在工件上选取水平的表面作为底平面,也可以将选取的表面做一定距离的表面补偿后作为底平面;或者指定3个主要平面(XC-YC、YC-ZC、ZC-XC),且偏置一段距离后的平行平面作为底平面。单击操作对话框中的底平面选项,单击“选择”或者“重新选择”将弹出平面构造对话框。此时可以直接在绘图区的图形上选择一个曲面,也可以在对话框中选择参考平面后,再指定偏置距离。 底平面创建后,在绘图区中将显示其平面位置,并以箭头表示其正方向。 提示:如果零件平面和底平面处于同一平面~那么只能生成单一深度的刀轨。 (2)边界的类型 边界被用于定义刀具切削运动的区域。加工区域可以通过单个边界或者组合的边界来定义。边界分为临时边界和永久边界两种。 1)永久边界 永久边界(Boundary)一旦被创建了,就和其他永久的几何体(如直线、圆弧等)一样,一直显示在屏幕上。 警告:永久边界会随创建永久边界的父几何体的变化而变化,投射在边界平面上,。 创建永久边界的优点是边界可以重复利用,还可以防止重复选择相同的几何体。永久边界只能通过选择曲线和边缘来创建。 2)永久边界的创建 a)成链(Chaining):单击此链后,先选择开始的曲线,再选择结束的曲线,可以直接选择相连接的一组曲线。 b)刀具位置(Tool Position):此选项决定刀具接近边界时的位置。它有“相切于”(Tanto)和“上”(On)两种状态。当设置为“刀具位置—相切于”时,刀具与边界相切,即刀具中心与边界将有一个刀具半径的差值; 当设置为“刀具位置—上”时,刀具中心位于边界上。 c)边界平面(Boundary Plane):使用平面构造器定义所选择几何体的投射平面。系统按照所定义平面的法向对几何体进行投射。 d)边界类型(Boundary Type):此选项用于定义打开的边界(Open)或者封闭的边界(Closed)。封闭的边界若没有用一个封闭的区域定义封闭的边界,则系统将延伸第一条和最后一条边界元素使其成为一个封闭的边界。 一条打开的边界定义一条敞开的轨迹,以左侧和右侧的选则指示材料的保留侧;一个封闭的边界是用一个公共点定义第一切削段的起点和最后切削段的终点,以内部和外部的选择指示材料的保留侧。打开的边界没有使用一个公共点定义第一切削段的起点和最后切削段的终点。 如果指定的类型为封闭的边界,而所选择的曲线或者边缘不是封闭的,系统将自动延伸,使它成为封闭的边界。延伸的方向是沿着第一个和最后一个边界元素端点的切线方向。 提示:当所选择的第一和最后的边界元素是曲线时~应考虑它们的延伸能否相交~以及相交后得到的边界是否 是所需要的。 3)临时边界 临时边界通过有效的几何体选择对话框创建。它作为临时实体显示在屏幕上,当屏幕刷新后就消失了。当需要使用边界显示选项时,临时边界又会重新显示。临时边界有着很多的优点,临时边界可以通过曲线、边缘、已经存在的永久边界、平面和点来创建,不但与创建它们的父几何体相关联,而且能够被编辑。 临时边界与父几何体的相关性意味着父几何体的任何更改都将导致临时边界的更新,以反映几何体的那些更改。如果增加了一个实体面,边界也同样增加了;如果删除了一个面,边界同样被删除。 提示:当临时边界由永久边界创建时~临时边界与创建永久边界的曲线相关~而与永久边界没有相关性。如果 永久边界被删除~将不会影响临时边界的存在。 (3)边界的创建 创建临时的好处是它能与父几何体相关联,它是在加工模块中创建的。 模式选项中有4种定义边界的选择方法,所选择的模式决定是显示边界几何体对话框还是显示创建边界对话框。 1)“曲线/边”模式定义边界 “曲线/边”模式通过选择已经存在的曲线和曲面边缘来创建边界。 ? 类型(Type):当从曲线和边缘创建边界时,指定边界是“打开的”或是“封闭的”。开放边界只能搭配轮廓或标准加工方法,如使用其他切削方法,系统自动将此开放的外打开的边界在起点与终点处以直线封闭。 ? 平面(Plane):定义所选择几何体将投射的平面和边界创建的平面。它有两个选项,分别为“用户定 义”和“自动”。 “自动”选项(Automatic):选项是默认的。它所决定的零件边界平面取决于选择的几何体。如果选择的边界的前两个元素是直线,那么两条直线所定义的平面即为边界平面;如果前两个元素是非共面的,那么前两个元素的顺序3个端点所定义平面即为边界平面。 刀轨的切削是从零件边界面开始到底平面结束的。如果零件平面和底平面处于同一平面,那么只能生成单一深度的刀轨。 提示:当系统无法根据选择的曲线或边缘定义出外形边界的平面时~则边界将产生在XC-Y平面上。即Z=0的 水平面上。 警告:做平面加工时所选择的曲线高度就是曲线所在的高度~在该高度以上的部位该轮廓线将不起作用。当该 曲线的位臵不在所需加工的平面上时~需要定义其高度平面~否则将难以准确地进行加工~并有可能产 生撞刀等后果。 ? 材料侧(Material Side):定义材料在边界的一侧(打开的边界)或边界的内外(封闭的边界)将被去除还是保留。 当选择的边界类型为“修剪边界”时,材料侧将变成裁剪侧,可以定义生成的刀轨的裁剪侧边。裁剪侧也对应于封闭的边界和开放边界分别有内部/外部和左/右的选择。 警告:对于不同类型的边界~其内外侧的定义是不同的~如作为部件边界使用时~其材料侧为保留部分,但作 为毛坯边界使用时~其材料侧为切除部分,作为检查边界时~其材料侧是保留部分,而作为剪切边界时~ 裁剪侧为保留材料的部分。保留部分将不生成刀轨。而相对的切削侧则是刀具轨迹切削的部位。 ? 刀具位置(Tool Position):此选项决定刀具接近边界时的位置。它有“相切于”(Tanto)和“上”(On)两种状态。当设置为“相切于”时,刀具与边界相切;设置为“上”时,刀具中心处于边界上。 ? 用户成员数据(Custom Boundary Data):允许对所选择的边界进行公差、侧边余量、切削速度和后处理命令等参数的设置。 提示:用户边界数据定义的数据仅对当前选择的边界轮廓起作用~对于其他边界不产生作用。 ? 成链(Chain):使用成链选项可以选择一组相接的串联外形曲线。 ? 删除上一个成员(Remove Last Member):如选取轮廓边界时选错了物体,可使用此选项移除最后一次选取的物体。 提示:此选项可以连续使用~直到选取的物体全部被移除为止。 ? 生成下一个边界(Create Next Boundary):如果边界上有一个以上,则选取下一个外形边界前,须选取这个选项,以告知系统接下来选择的曲线或边缘为另一个轮廓边界。 2)“点”模式定义边界 与 “曲线/边”模式不同的是所选择的几何体类型不一样。“点方式”(Point Method)选项通过点构造器来定义点,系统在点与点之间以直线相连接,而形成一个开放的或者封闭的外形边界。点构造器可以使用各种点定义方法选择或指定点。 3)“面”模式定义边界 “面”模式选项通过所指定面的外形边缘作为平面铣的外形边界。在选取表面之前需先设置好下面的选项,再选择表面。 用“面”模式选择边界时,所选择的边界肯定是封闭的边界。 ? 忽略孔(Ignore Holes):选择此选项,系统定义边界时将忽略面中孔的边缘,即不考虑在实体上所选 平面被切除后留下的下凹部位的边缘。 ? 忽略岛(Ignore Holes):选择此选项,系统定义边界时将忽略面中岛屿的边缘,即不考虑在实体所选 平面上的凸台部分的边缘。 警告:在不忽略岛屿的情况下~所创建的岛屿边缘与外形轮廓边界的方向是相反的~即其材料侧是相对的。如 在对话框中定义材料侧为“外部”~则岛屿边缘产生的轮廓的材料侧自动设臵为“内部”~在外轮廓与岛 屿之间的区域为切削区域。 个人观点:如果只想忽略某些孔或者岛屿~最好先把忽略选项设臵为OFF~然后在编辑边界对话框中~用删除,Remove,选项删除不需要的边界。 ? 忽略倒角(Ignore Chamfers):当通过选择面来创建边界时,该选项能让你指定与面临接的倒角、倒圆和圆面是否被认可。如果此选项被激活,建立的边界将包含这些倒角、倒圆和圆面;如果此选项不激活,边界只建立在所选择面的边缘。 ? 凸边(Convex Edges):在所选择面的边缘中,控制刀具在凸边的位置。由于凸边通常为开放的区域,因此可以将刀具位置设为“上”,可以完全切除此处的材料。 ? 凹边(Concave Edges):在所选择面的边缘中,控制刀具在凹边的位置。由于凹边通常会有直立的相邻面,刀具在内角凹边的位置,一般应为“相切”。 警告:面模式定义边界时~所选择的面一定要是一个平面~否则系统不能生成边界~并提示“选中的面不是平 面的”。 4)“边界”模式定义边界 选择永久边界(Boundary)作为平面加工的外形边界。选择永久边界作为边界时,定义方式比较简单,由于部分参数在创建永久边界时已经确定了,所以只需选择某一永久边界,并指定其材料侧即可完成边界的定义。 选择边界时可以在绘图区直接点选边界图素,也可以通过输入边界名称(如B1)莱选择边界。单击“列出边界”将显示当前文件中创建的所有永久边界。 个人观点:边界定义最常用的方式应该是“曲线/边”方式。对多次使用到的边界可以将其定义成永久边界, 而对于有平面存在的模型来说~通过选择平面将平面的边缘作为边界将大大提高选择效率,对于真 实边界组成的曲线较多、选择较困难而对实际加工影响不大时~可以使用点模式进行边界线的定义~ 作出与真实边界相近似而稍作简化的边界。 3、平面铣操作的参数设置 (1)常用切削方法的选用 在平面铣型腔铣操作中,切削方法决定了用于加工切削区域的刀位轨迹模式。共有8种可用的切削方法,其中往复式切削(Zig-Zag)、单项切削(Zig)、沿轮廓的单项切削(Zig With Contour)3种切削方法产生平行线切削轨迹;沿外轮廓切削(Follow Periphery)、沿零件切削(Follow Part)和摆线(Cycloid)式零件切削产生一条顺序同心的切削轨迹;轮廓切削(Profile)和标准驱动铣(Standard Drive)只沿着切削区域轮廓产生一条切削轨迹。前面5种切削方法用于区域的切削,后两种切削方法用于轮廓或者外形的切削。在型腔铣操作中没有标准驱动铣(Standard Drive)切削方法。 1)往复式切削(Zig-Zag) 创建往复平行的切削刀轨。这种切削方法允许刀具在步距运动期间保持连续的进给运动,没有抬刀,能最大化地对材料进行切削,是最经济和节省时间的切削运动。由于是往复式的切削,切削方向交替变化,顺铣和逆铣也交替变换,因此,指定顺铣和逆铣作为切削方向,不会影响这种切削类型所产生的刀轨,但是会影响周壁清根(Wall Cleanup)的切削方向。 系统将努力维持线性的往复式切削,但是允许刀具在步距宽度的范围内沿着切削区域的轮廓维持连续的切削运动。 提示:如果没有指定切削区域起点,Cut Region Start Point,~第一刀的起点将尽可能地靠近外围边界的起点。 往复式切削方法因顺铣、逆铣交替产生,通常用于内腔的粗加工,它去除材料的效率较高。内腔的形状要求规则一些,以使产生的刀轨连续,且剩余的余量尽可能地均匀;它也可以用于岛屿的顶面的精加工,但步距的移动要避免在岛屿面进行,即往复的切削要切出表面区域。用于粗加工时,步距移动要加入圆角过渡(在拐角控制中设置),切削方向应与X轴之间有角度,这样可以减小机床的震动。首刀切入内腔时,如果没有预钻孔,应该采用斜线下刀,斜线的坡度一般不大于5?。 2)单项切削(Zig) 创建平行且单向的刀位轨迹。此选项能始终维持一致的顺铣或者逆铣切削,并且在连续的刀轨之间没有沿轮廓的切削。刀具在切削轨迹的起点进刀,切削到切削轨迹的终点,然后刀具回退至准换平面高度,转移到下一行轨迹的起点,刀具开始以同样的方向进行下一行切削。 单向切削方法在每一行之间要抬刀到准换平面,并在转换平面进行水平的不产生切削的移动,因而会影响加 工效率。单向切削方法能始终保持顺铣或者逆铣的状态,通常用于岛屿表面的精加工和不适用往复式切削方法的场合。例如一些陡峭的筋板,工艺上只允许刀具自下而上的切削,这种情况下,只能用单向切削了。面铣中,默认的切削方法也是单向切削,它用于表面的精加工,如果是岛屿面,切削刀轨将加工出岛屿面。 3)沿轮廓的单项切削(Zig With Contour) 用于创建平行的、单向的、沿着轮廓的刀位轨迹,始终维持着顺铣或者逆铣切削。它与单向切削类似,但是在下刀时将下刀在前一行的起始点位置,然后沿轮廓切削到当前行的起点进行当前行的切削,切削到端点时,沿轮廓切削到前一行的端点,然后抬刀到转移平面,再返回到起始点当前行的起点下刀进行下一行的切削。 提示:由于切削行间运动也作为切削运动~当在指定速度时~系统将不认可步进速度。指定的切削速度因此也 作用于步距运动。 沿轮廓的单向切削,通常用于粗加工后要求余量均匀的零件,如侧壁要求高的零件或者薄壁零件。使用此种方法,切削比较平稳,对刀具没有冲击。 4)沿外轮廓切削(Follow Periphery) 跟随周边也称为沿外轮廓切削,用于创建一条沿着轮廓顺序的、同心的刀位轨迹。它是通过对外围轮廓区域的偏置得到的,当内部偏置的形状产生重叠时,它们将被合并为一条轨迹后,再重新进行偏置产生下一条轨迹。所有的轨迹在加工区域中都以封闭的形式呈现。 此选项与往复式切削一样,能维持刀具在步距运动期间连续地进刀,以产生最大化的材料切除量。除了可以通过顺铣和逆铣选项指定切削方向外,还可以指定向内或者向外的切削。 跟随周边切削和跟随工件切削通常用于带有岛屿和内腔零件的粗加工,如模具的型芯和型腔。这两种切削方法生成的刀轨都由系统根据零件的形状的偏置产生,形状交叉的地方刀轨不规则,而且切削不连续。一般可以通过调整步距、刀具或者毛坯的尺寸来得到较为理想的刀轨。 5)沿零件切削(Follow Part) 跟随工件也称为沿零件切削,是通过对所有指定的零件几何体进行偏置来产生刀轨。不像沿外轮廓切削只从外围的环进行偏置,沿零件切削从零件几何体所定义的所有外围环(包括岛屿、内腔)进行偏置创建刀轨。 与跟随周边切削不同,跟随工件切削不需要制定向内或者向外的型腔切削方向(步距运动方向),系统总是按照切向零件几何体来决定型腔的切削方向。换句话说,对于每组偏置,越靠近零件几何体的偏置越靠后切削。对于型腔来说,步距方向是向外的;而对于岛屿,步距方向是向内的。 个人观点:跟随零件的切削方法可以保证刀具沿所有的零件几何进行切削。而不必另外创建操作来清理岛屿~ 因此对有岛屿的型腔加工区域~最好使用跟随零件的切削方式。当只有一条外形边界时~使用跟随 周边与跟随工件切削方式生成的刀具是一样的。建议优先选用跟随工件方式进行加工。 警告:使用跟随周边方式或者跟随工件方式切削生成的刀具路径~当设臵的步进大于刀具有效直径的50%时~ 可能在两条路径间产生切削区域~在加工工件表面留有残余材料~铣削不完全。 提示:有零件几何存在时~毛坯边界几何将不会影响刀具路径的形状~而当前切削层内没有零件几何时~将用 毛坯几何进行偏臵而得到刀具路径。 6)摆线(Cycloid) 摆线加工是UG NX2新增的一种切削方式,其目的在于通过产生一个小的回转圆圈,从而避免在切削时发生全刀切入而导致切削的材料量过大。摆线加工可用于高速加工,以较低的而且相对均匀的切削负荷进行粗加工。 7)轮廓切削(Profile) 用于创建一条或者指定数量的刀轨来完成零件侧壁或轮廓的切削。它能用于敞开区域和封闭区域的加工。 还可以使用“附加刀路”(Additional Passes)选项创建切向零件几何体的附加刀轨。所创建的刀轨沿着零件壁,且为同心连续的切削。 对于一个以上的敞开区域,可以在一次操作中完成。如果敞开的区域之间很近,以至于使刀轨产生交错,那么系统将调节刀轨,使其不产生过切。如果一个敞开的外形和一个岛屿之间很近,刀轨将只从敞开的外形生成,并且在它们相交处减除后重新组合。 轮廓切削方法通常用于零件的侧壁或者外形轮廓的精加工或者半精加工。外形可以是封闭的或者敞开的,可以是连续的或者非连续的。具体的应用有内壁和外形的加工、拐角的补加工、陡壁的分层加工等。 8)标准驱动铣(Standard Drive) 标准驱动是一种轮廓切削方法,它严格地沿着指定的边界驱动刀具运动,在轮廓切削使用中排出了自动边界修剪的功能。使用这种切削方法时,可以允许刀轨自相交。每一个外形生成的轨迹不依赖于任何其他的外形,只由本身的区域决定,在两个外形之间不执行布尔操作。这种切削方法非常适合于雕花、刻字等轨迹重叠或者相交的加工操作。 标准驱动方法与轮廓切削方法相同,但是多了轨迹自相交选项的设置。如果把轨迹自相交选项设置为ON,它可以用于一些外形要求较高的零件加工,如为了防止外形的尖角被切除,工艺上要求在两根棱相交的尖角处,刀具圆弧切出、再圆弧切入,此时刀轨要相交,可选用标准驱动方法。另外,它还适用于雕花、刻字等容易产生轨迹自交的场合。刀具路径能适用于开放(Open)或封闭的(Closed)轮廓。 警告:使用标准走刀方式可能会产生过切。 个人观点:刀具路径走刀方式~能够决定铣削速度快慢与刀痕方向~因此设定适当的切削方式~对于刀具路径 的产生~是非常重要的条件。最常用方式是在精加工中使用轮廓切削方式~在粗加工中使用跟随工 件切削方式。 (2)用户化参数设置 在确定了切削方式后需要,需要进行切削方式的设置,在默认的操作对话框中,用户化参数主要包括切削步 进、附加刀路及切削角度的设置。 技巧:用户化参数选项可以用用户自定义对话框方式进行设定~对于特定的加工模板文件~可以在将默认参数 设臵完成后~将需要调节的参数选项放在操作对话框中~这样可以方便快捷地进行需要调节的参数的设 臵~而其余参数按默认值进行刀具路径的生成。 1)步进的定义 步进通常也称为行间距,是两个切削路径之间的间隔距离。其间隔距离的计算方式是指在XY平面上,铣削的刀位轨迹间的相隔距离。步进的确定需要考虑刀具的承受能力、加工后的残余材料量、切削负荷等因素。在粗加工时,步进最大可以设置为刀具有效直径的90%。在平行切削的切削方式下,步进是指两行间的间距;而在环绕切削方式下,步进是指两环间的间距。 ? 恒定的(Constant):指定相邻的刀位轨迹间隔为固定的距离。当恒定的常数值作为步进时,需要在下 方的距离文本框中输入其相隔的距离数值,这种方法设置直观明了。 ? 残余波峰高度(Scallop):根据在指定的间隔刀位轨迹之间,刀具在工件上造成的残料高度来计算刀位 轨迹的间隔距离。该方法需要输入允许的最大残余波峰高度值。这种方法设置可以由系统自动计算为达到某 一粗糙而采用的步进,特别适用于使用球头刀进行加工时步进的计算。 ? 刀具直径(Tool Diameter):指定相邻的刀位轨迹间隔为刀具直径的百分比。该方法需要输入百分比。 通常,进行粗加工时,步进可以设置为刀具的有效直径的80%左右,这种方法设置可以输入百分比来进行步 进的设定,是较为常用的方法。 如果使用刀具直径百分比来确定,无法平均等分切削区域,则系统自动计算出一个略小于此刀具直径百分比的距离。如切削区域总宽度为20,使用φ5的平底刀进行加工,设定步进计算方法为刀具直径,百分比为60%,则实际产生的刀具路径总切削行数为4行,实际切削行中为2.5(刀具直径的50%)。 提示:步进计算时的刀具直径是按有效刀具直径计算的~即使用平底刀或者球头刀时~按实际刀具直径D计算~ 而使用牛鼻刀,圆角刀,时~在计算时去掉刀尖圆角半径部分即为,D-2R,。如φ32R6的刀具~其有效 直径为20。 ? 可变的(Variable):使用手动方式设定多段变化的刀位轨迹间隔,对每段间隔指定此种间隔的走刀次数。对于不同的切削方法,变量值字段的输入方法也不同。 使用可变步距进行平行切削时,系统会在设定的范围内计算出合适的行距与最少的走刀次数,且保证刀具沿着外形切削而不会留下残料。 在做外形轮廓的精加工时,通常会因为切削阻力的关系,而有切削不完全及精度未达到要求的公差范围内的情况。因此一般外形精加工的习惯是使用很小的加工余量,或者是做两次重复的切削加工。此时使用可变步距方式,搭配环状走刀,做重复切削的精加工。 2)附加刀路(Additional Passes): 附加刀路(Additional Passes)只在轮廓铣削或者标准驱动方式下才能激活。在轮廓加工时,刀位轨迹紧贴加工边界,使用附加刀路(Additional Passes):选项可以创建切向零件几何体的附加刀轨。所创建的刀轨沿着零件壁,且为同心连续的切削,向零件等距离偏移,偏移距离为步进值。在做粗加工需考虑切削负荷及残余料,以及在做精加工需考虑以均匀的加工余量获得较高的加工精度时,均可使用附加刀路。 提示:当使用可变步距时~附加刀路选项将不可激活~而在可变步距设臵中可以指定多行加工。 3)切削角(Cut Angle): 当选择切削方式为平行切削时,如往复切削、单向切削或沿轮廓单向切削时,切削角选项将被激活,有3种方法定义切削角: ? 自动(Automatic):由系统评估每一个切削区域的形状,并且对切削区域决定最佳的切削角度,以使其 中的进刀(Engage)次数为最少。 ? 最长的线:由系统评估每一个切削所能达到的切削行的最大长度,并且以该角度作为切削角。 ? 用户自定义(User Defined):切削角是从工作坐标系WCS的XC-YC平面中的X坐标测量的,该角被投 射到底平面(Floor Plane)。 (3)控制点 控制点选项包括预钻孔进刀点和切削区域开始点选项。 1)预钻孔进刀点 在进行平面铣的粗加工时,为了改善下刀时的刀具受力情况,除了使用倾斜下刀或者螺旋下刀方式来改善切削路径外,也可以使用预钻孔的方式,先钻好一个大于刀具直径的孔,再在这个孔的中心下刀然后水平进刀开始切削。 使用“预钻孔进刀点”选项时,需要指定一个预钻孔进刀点和一个可选择的深度值。如果要指定一个进刀深度值,必须在指定进刀开始之前指定它。 ? 定义预钻孔进刀点。有3种有效的方法指定预钻孔进刀点: ? 点/弧(Point/Arc):通过使用存在点或者圆弧,指定预钻孔进刀点。圆弧是与几何体相关联的,它们 必须是明确的或者是草图曲线。 ? 光标(Cursor):通过光标位置,指定预钻孔进刀点,可以指定屏幕上任意点作为预钻孔进刀点。 提示:使用光标选择的点只能在XC-YC平面上。 ?一般点(Generic Point):通过使用点构造器指定预钻孔进刀点。 提示:预钻孔进刀点上将按选择顺序显示序号~但序号并不影响刀具轨迹的生成。当指定多个预钻孔进刀 点时~处理器只选取最靠近开始切削点的点位作为预钻孔进刀点。 ?为预钻孔进刀点定义深度值。起始切削点的深度值可以指定,也可以不指定,是可选的。如果没有定义深度值,预钻孔进刀点将用于每一个切削层。 提示:所有层的刀位轨迹都是以预钻孔进刀点作为起始~然后移动到由处理器计算得到的起点。这里所指定的 预钻孔进刀点~不能应用在点位加工操作中的预钻孔选项中~点位加工操作中只能运用进刀方法选项组 中预钻孔选项创建预钻点。 2)切削区域起点 切削区域起点允许在多个区域型腔中,为每个区域指定切削起点。当使用圆弧进刀时,这个选项能够避免因使用自动进刀方法或者用户定义方法而在型腔拐角处进刀。 切削区域起点有如下两个默认选项: ? 自动(Automatic):在切削区域“最平坦”的凸角处,建立切削区域起点。如果没有凸角存在,那么将 使用切削区域中最长边界段的中点,此选项保证了刀具将以一个固定的位置进行步距移动和进刀移动, 而防止刀具直接切入材料中。 ? 标准(Standard):建立的切削区域起点尽可能地接近边界区域的起点。边界的外形、切削类型、岛屿 和内腔的位置都将影响处理器计算切削区域起点到边界起点的位置。 (4)进刀/退刀 “进刀/退刀”(Engage/Retract)选项组用于定义刀具在切入、切出零件时的距离和方向。方向通过矢量和角度定义。 (5)安全距离与预钻孔 1)、安全距离(Clearance Distance) 是指当刀具转移到新的切削位置或者当刀具进刀到规定的深度时,刀具离开工件表面的距离。 ? 水平的(Horizontal Clearance):是指刀具在移动并趋近工件进刀点距离工件周壁的最大距离。 ? 竖直(Vertical Clearance):是从毛坯面或者前加工表面到零件面的垂直方向的距离。垂直距离同时也 指定刀具在切削平面上的这个距离内将停止接近移动(Approach),并开始进刀移动(Engage)。 ? 最小(Minimum Clearance):当不使用安全平面时,刀具在加工的开始或结束时直达加工面。设置最小安 全距离可以在下刀和返回时,使刀具离开加工面某一距离。 2)预钻孔(Pre-Drill) 用“预钻孔”选项能创建和保存进刀点于临时文件中。在后续的点位加工(钻削)操作中,通过“预钻孔点”(Predrill Points)选项可定义它为钻削操作中的几何体。“预钻孔 ”下拉列表中有3个选项: a) 否(None):不生成预钻孔进刀点。 b) 所有区域(All Regions):只在切削区域的底切削层生成预钻孔孔点,以避免产生多余不必要的点。通 常要生成预钻孔时使用底部区域生成一个点就可以了。 (6)自动进退刀 1)、倾斜类型(Ramp Type) 指定刀具怎样倾斜下刀,只有当刀具不能找到下刀的开口区域(当没有默认的安全区域时)或者只有在凹腔加工时,才会遇到倾斜下刀。 ? 在直线上(On Lines):按直线倾斜下刀类型。只有当沿着直线切削时,才允许进行倾斜。 ? 按外形(On Shape):按外形倾斜下刀类型。不管零件的形状如何,沿着所有轨迹的切削路径进行倾斜 下刀。 提示:当切削方法为往复式切削、单向切削或沿着轮廓单向切削时~按外形与在直线上下刀的方式相同。 ? 螺旋形下刀(Helical):按螺旋线方式下刀。只有在使用沿零件(Follow Part)、沿外轮廓(Follow Periphery)和轮廓(Profile)切削类型时才有效。 2)斜角(Ramp Angle) 在执行在直线(On Lines)、按外形(On Shape)、或螺旋形下刀(Helical)时,斜角表示刀具切入材料时的角度。它是在垂直于零件面的平面内测量的。斜角的角度A必须大于0 ?而小于或等于90?。当斜角为90?时,产生的刀具路径将垂直下刀。通常情况下做粗加工时斜角设置为15?以下。 3)自动类型(Automatic Type) 有“线性”(Linear)和“圆的”(Circular)两种自动进刀类型设置。“线性”类型生成直线的进刀运动了“圆的”类型生成圆弧的进刀运动。自动类型设置水平方向的进刀退刀方式。 4)激活区间(Activation Range) 是指刀具进刀前离开零件周壁的距离,在限定距离以内的,步进移动(Stepover Moves)转变成类似的进刀运动(Engage Moves)。该项只在轮廓切削(Profile)和工件切削(Follow Peripheery)时有效。 提示:对于开放边界~若内部进刀方法为自动~则在激活范围之外的路径采用初始进刀方法~在激活范围以内 的路径采用自动进刀方法,若内部退刀方法为自动~则在激活范围之外的路径采用最终退刀方法~在激 活范围以内的路径采用自动退刀方法。 5)重叠距离(Overlap Distance) 在进刀位置,由于初始切削时的切削条件与正常切削时有所差别,在进刀位置,可能产生较大让刀量,因而产生进刀痕,有了重叠距离将确保该处完全切削干净,消除进刀痕迹。 6)退刀安全距离(Retract Clearance) 退刀安全距离用于输入在自动线性退刀时刀具从切削平面抬高的距离。当执行线性退刀运动时,刀具与切削平面呈45?角,从零件侧壁或底面离开,直到移动到退刀安全距离确定的安全平面。如果已指定线性退刀方法, 但没有指定退刀安全距离,则不会执行退刀运动。 (7)通用的切削参数 1)切削顺序(Cut Order) 用于处理多切削区域的加工顺序,它有深度优先(Depth First)和层优先(Level First)两个选项: ? 深度优先(Depth First):是指刀具先在一个外形边界铣削设定的铣削深度后,再进行下一个外形边界的铣削;这种方式的抬刀次数和转换次数较少,在切削过程中只有一次抬刀转换到另一切削区域。一般加工选用优先依照轮廓。 ? 层优先(Level First):是指刀具先在一个深度上铣削所有的外形边界,再进行下一个深度的铣削,在切削过程中刀具在各个切削区域间不断转换。 2)切削方向(Cut Direction) ? 顺铣切削(Climb)/逆铣切削(Conventional):切削方向用于设定平面铣加工时在切削区域内的刀具进给方向。一般数控加工多选用顺铣,有利于延长刀具的寿命并获得较好的表面加工质量。 ? 跟随边界(Rorward)/边界反向(Reverse):系统根据边界的方向和刀具旋转的方向决定切削方向。刀具切削的方向决定于边界的方向,跟随边界时与边界方向一致,反向则与边界方向相反。这两项仅用于平面铣。 3)区域排序(Region Sequencing) 区域排序方式提供各种自动和人工的指定切削区加工顺序的方法: ? 标准(Standard):系统根据所选择边界的次序决定各切削区的加工顺序。 ? 优化(Optimize):系统根据最有效的加工时间自动决定各切削区域的加工顺序。 ? 跟随起点(Follow Start Points):各切削区域的加工顺序取决于在切削区域中指定的切削区域起点 的选择顺序。 ? 跟随预钻点(Follow Predrill Points):各切削区域的加工顺序取决于在切削区域中指定的预钻孔下 刀点的位置的选择顺序。` 4)公差(Tolerance) 公差定义了刀具偏离实际零件的允许范围,公差值越小,切削越准确,产生的轮廓越光顺。切削“内公差”(Intol)设置刀具切入零件时的最大偏距,称为切入公差(或内公差)。“外公差”(Outtol)设置刀具切削零件时离开零件的最大偏距,称为切出公差(或外公差)。实际加工时应根据工艺要求给定加工精度。例如,在进行粗加工时,加工误差可以设得大一点,以便系统加快运算速度,程序长度也可以较短,从而缩短加工时间,一般可以设定到加工留量的10%,30%;而进行精加工时,为了达到加工精度,则应减少加工误差,一般来说加工精度的误差控制在小于标注尺寸公差的1/5到1/10。 提示:公差设臵时可以设臵外公差与内公差的其中一个为0~但不能制定外公差与内公差同时为0。 技巧:程序计算时可以设定较大的公差值进行程序的初算~以较短的时间生成刀具路径~检查所生成刀具路径 的切削范围~切削方式是否准确合理~确认后~再将公差值改小~进行重新计算生成正式的程序~而这 个计算可以放在空闲的时间进行。 5)余量(Stock) 余量选项设置了当前操作后材料的保留量,或者是各边边界的偏移量。 ? 部件余量(Part Stock):是指在当前平面铣削结束时,留在零件周壁上的余量。通常在做粗加工或半 精加工时会留下一定部件余量以做精加工用。 ? 最终底面余量(Final Floor Stock):最终底面余量完成当前加工操作后保留在腔底(Floor)和岛屿 顶(Top of Islands)的余量。 ? 毛坯余量(Blank Stock):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(Tanto)情 形的毛坯边界。 ? 毛坯距离(Blank Distance):应用于零件边界的偏移距离,用于产毛坯几何体。 ? 检查余量(Check Stock):是指刀具与已定义的检查边界(Check Boundary)之间的余量。 ? 裁剪余量(Trim Stock):是指刀具与已定义的修剪边界(Trim Boundary)之间的余量。 6)未切割区域(Uncut Region) 是指刀具未达到的区域,零件没有被完全加工到位。所有未切削区域边界是作为封闭的边界,且刀具位置以相切状态(Tanto)进行输出的。然后可以将这些边界作为毛坯几何体(Blank Geometry),做下一步精加工操作来清除余下的材料。 ?自动保存边界(Auto Save Boundary):可以自动地对所有未切削到的区域输出永久性边界。永久性边界保留在未切割区域的零件边界面上。 提示:在生成刀具轨迹时,显示参数对话框中的下部有未切割区域的处理选项。 ?重叠距离(Overlap Distance):未切割区域边界的偏距值。这个偏距用于扩展垂直于切削区的边界,但是不会对零件产生过切。 (8)特有的切削参数 1)切削角(Cut Angle) 切削角选项应用于平行铣削的各种切削方式,包括往复式切削、单向切削和沿轮廓单向切削,用于指定平行切削的刀具路径与X轴的夹角,逆时针方向为正,顺时针方向为负。当选择“用户定义”(User-Defined)的切削角时,切削角可以为所有直线切削方法输入角度值,它们可以相对于工作坐标系(WCS)转动刀位轨迹。 提示:使用用户自定义参数进行了参数选项值的确定后~对应得切削参数的参数选项值将与用户自定义参数选 项中的参数一致~即改变其中一个参数~则另一个参数也将随着改变以保持一致。 2)清壁(Wall Cleanup) 当应用单向切削、往复式切削以及沿轮廓的单向切削的切削方法时,用“清壁”功能可以清理零件壁或者岛屿壁上的残留材料。它是在切削完成每一个切削层后插入一个轮廓铣轨迹(Profile Pass)来进行的。使用平行方式进行加工时,在零件的侧壁上会有较大的残余量,使用沿轮廓切削的方式可以切削这一部分的残余量,以使轮廓周边保持比较均匀的余量。 ? 否(None):不进行周壁清理。 ? 在起点(At Start):刀具在切削每一层前,先进行沿周边的清壁加工,再做平行铣削。 ? 在终点(At End):刀具在切削每一层时,先做平行铣削,最后进行沿周边的清壁加工。 个人观点:在粗加工中使用平行走刀方式可以获得相对较短的加工刀具路径,再在切削参数中将清壁加工选项设定为在每一层加工完成后做沿边界线的加工(Wall cleanup:Atend),以使其在轮廓线周边保持均匀的残料,这种方式可以获得较好的加工质量和较高的加工效率。 3)跨过空间(Across Voids) 跨过空间指定刀具在切削时遇到空隙时的处理方法,包括跟随(Follow)、切削(Cut)、转换(Traverse)3种方式。当选择转换方式时,下面的横断距离(Traverse Distance)选项将被激活。 4)精加工刀轨(Finish Pass) 精加工刀轨是刀具在完成主切削刀轨以后,最后再增加的精加工刀轨。在这个轨迹中,刀具环绕着边界和所有的岛屿生成一个轮廓铣轨迹(Profile Pass)。这个轨迹只在底面的切削平面上生成。可以使用精加工余量(Finish Stock)选项为这个轨迹指定余量值。 精加工刀轨与轮廓铣削中的附加刀轨不一样,它只产生在加工底面一层的加工,同时它适用于各种加工方式。 精加工余量(Finish Stock)是应用轮廓铣轨迹(Profile Pass)选项以后留下来的待切除材料的余量值。精加工轨迹的切削是在离开零件边界的精加工余量距离上的,可以切除部分或全部的零件余量(Part Stock)。 提示:所指定的精加工余量,Finish Stock,不能大于零件余量,Part Stock,。 5)进给方向 进行跟随周边的环绕加工时,可以设定进给方向为向内(Inward)或者向外(Outward),用来指定刀具水平的进给方向,即是由外轮廓向内指向中心还是由中心向外轮廓产生刀具路径。 6)区域连接(Region Cinnection) 由于存在岛屿或周边轮廓不规则和其他障碍物,刀轨被分割为若干个子切削区域,使加工不连续。区域连接选项通过从一个区域的退刀到另一个区域的再进刀把子切削区域连接起来。处理器将在轨迹之间优化步距运动以使得刀轨不重复切削而且不使刀具抬起(仅用于Follow Periphery,Follow Part和Profile方式下)。 7)边界近似(Boundary Approximation) 当区域的边界或岛屿包含二次曲线或B样条曲线时,运用边界近似的方法可以减少加工时间和缩短刀轨长度(仅用于Follow Periphery,Follow Part和Profile方式下)。 8)岛清理(lsland clearnup) 岛清理用于岛屿四周的额外残余材料。激活该选项,则在每一个岛屿边界的周边都包含一条完整的刀具路径,用于清理残余材料。 个人观点:在创建操作时~一般应将“岛清理”激活~这样生成的刀具路径在切削加工后~岛屿周边的残余一 致。而在型腔加工中~如不激活“岛清理”~则存在着很高的危险性~有可能在后面的切削层刀具 将进入前面几层残余下的材料区域~使得这一刀的切削量大大超过正常的承受力。 9)跟随检查几何体(Follow Check Geometry) 确定检查刀具碰到检查几何体时的处理方式。激活该选项时,刀具将绕检查几何体切削,关闭该选项时,碰到检查几何体就用指定的避让参数退刀。 10)打开刀路(Open Path) 使用跟随工件方式进行切削时,在某些区域可能会产生开放的刀具路径,打开刀路(开放刀路)有两个选项,分别是保持切削方向“”和变换切削方向“”,采用保持切削方向选项时将在切削到开放轮廓端点处抬刀,移动到切削起始边下刀进行下一行的切削,而变换切削方向则在端点处直接下刀,反向进行下一行的切削。 11)摆线路径宽度(path width) 摆线路径宽度是摆线加工的特有参数,用于指定摆线的回圈宽度。摆线路径宽度可以直接指定距离或者按刀具直径的百分比来进行设定。 12)最大步距(Trochoidal stepover) 最大步距用于指定摆线加工时两个回圈路径之间的最大间距。最大步距可以用直接指定距离或者按刀具直径的百分比来进行设定。 13)自相交(Self lntersection) 指定在标准驱动方式下是否允许产生自相交的刀具路径,关闭该选项,将不允许产生自相交的刀具路径。 (9)切削深度 切削深度(Cut Depths)参数确定多深度切削操作中切削层深度,深度由岛屿顶面、底面、平面或者输入的值来定义。只有当刀轴垂直于底平面或零件边界平行于工作平面时,切削深度参数才起作用,否则只在底平面上创建刀具路径。 1)类型 类型(Type)下拉式列表框用于选择定义切削深度的方式,选择不同的方式,需输入的参数不同,但不管选择哪一种方式,在底平面总可以产生一个切削层。 ? 用户自定义(User Defined):允许用户定义切削深度,选择该选项时,对话框下部的所有参数选项均 被激活,可在对应的文本框中输入数值,这是最为常用的一种深度定义方式。 ? 仅仅底面(Floor Only):在底面创建一个唯一的切削层,选择该选项时,对话框下部的所有参数选项 均不被激活。 ? 底面和岛的顶面(Floor & Island Tops):在底面与岛屿顶面创建切削层。岛屿顶的切削层不会超出定 义的岛屿边界。选择该选项时,对话框下部的所有参数选项均不被激活。 ? 岛顶部的层(Levels At Island Tops):在岛屿的顶部创建一个平面的切削层,该选项与 “底面和岛 的顶面”选项的区别在于所生成的切削层的刀具路径将完全切除切削层平面上的所有毛坯材料。选择该 选项时,对话框下部的“初始的”、“最终”、“Top off岛参数”选项被激活。 ? 固定深度(Fixed Depth):该选项指定一个固定的深度值来产生多个切削层。选择该选项时,对话框下 部的“最大”、“侧面余量增量”、“ Top off岛”3个参数选项被激活。 2)最大/最小 对介于初始切削层与最终切削层之间的每一个切削层,由最大深度与最小深度指定切削层的深度范围,即指定一个切深或者称背吃刀量。对于固定深度方式,最大深度用来指定各切削层的切削深度。 最大深度与最小深度确定了切削深度的范围,系统尽量用接近最大深度的数值来创建切削层。若岛屿顶面在指定的范围内,就在其顶面创建一个切削层,否则就不创建切削层,此时可选择“岛顶部的层”方式来切削岛屿顶部的余量。 提示:当指定最大深度为0时~系统就只在底面上创建一个切削层。 3)初始的 初始层深度为多深度平面铣操作定义的第一个切削层深度,该深度从毛坯几何体顶平面开始测量,如果没有定义毛坯几何体,将从零件边界平面处测量,而且与最大深度或最小深度的值无关。 4)最终 最终深度为多深度平面铣操作定义的底平面以上的最后一个切削层的深度,该深度从底平面开始测量。如果终止层深度大于0,系统至少创建两个切削层,一个层在底平面之上的“最终”深度处,另一个在底平面上。 5)侧面余量增量 侧面余量增量为多深度平面铣操作的每一个后续切削层增加一个侧面余量值。增加侧面余量值,可以保持刀具与侧面间的安全距离,减轻刀具深层切削的应力 技巧:UG的平面加工不能进行侧面有拔模角的轮廓加工~但使用设臵侧面余量增量的方式可以生成带有拔模 角的零件~通过计算切削深度以一个拔模角产生的斜度其侧向移动量的数值~输入到侧面余量增量值中~ 即可产生一个带有一定拔模角度的零件。 6)Top off岛 选择“Top off岛”选项,系统会在每一个岛屿的顶部创建一条独立的路径,当最小深度值大于岛屿顶面到前一切削层的距离时,下一切削层将会建立在岛屿顶部的下方,而在岛屿顶面上留有残余里昂。通过选择“Top off岛”选项,系统将寻找一个安全的进刀点以便刀具从岛屿顶部以下下刀,再水平进刀切削岛屿顶部,此时系统将忽略进刀方式的设置。 提示:当在岛屿顶部存在一个切削层时~“Top off岛“选项将不起作用。 10)拐角控制 拐角控制选项提供有助于预防刀具在进入拐角处产生偏离或过切。可以通过提供的这些选项在凹刀轨或凸刀轨处增加圆弧(Fillets),并且能在切削轨迹和步距之间形成圆角过渡。拐角处增加圆弧切削通常用于加工较硬的材料或高速切削 可以按如下所述控制刀具在拐角上的移动:对于凹角,系统能自动生成拐角处的圆角形状,使刀具在零件内角壁之间产生光滑移动,但圆角半径要稍大于刀具的半径。 1)凸角(Salient) 对于凸角,刀具可以绕着拐角滚动切削或者用延伸相邻边的方法进行切削。有两个选项可供选择: ? 增加弧(Add Arce):增加圆弧方式用于设置刀具在铣削至外凸圆拐角时插入一段圆弧,其半径等于刀 具半径,圆心为拐角顶端,以便在拐角时,使刀具与零件保持接触。 ? 延伸边界(Ext Tan):沿切线延伸刀具路径的方法是指沿切线方向延伸刀具路径,该选项仅适用于离侧 壁较近的刀具路径。 2)圆进给率补偿(Circular Feed Rate Compensation) 圆进给率补偿是指刀具在铣削拐角时,保证刀具外侧切削速度不变。打开该选项,在拐角处采用圆进给率补偿,这样在铣削拐角时,可使铣削更加均匀,也减少刀具切入或偏离拐角材料的机会。此时,补偿系数选项被激活,可分别在最大值与最小值文本框中输入补偿系数 。 3)圆角(Fillet) 圆角选项控制是否在拐角处添加圆角。如果拐角在指定的最大拐角与最小拐角范围内,将添加一圆弧到刀具路径中。对于等切削方法,可在外部路径与内部路径中添加圆弧;对于外形铣削和标准驱动铣削方法,只能在外部路径中添加圆弧,而对于往复切削,单向切削或沿轮廓单向切削等切削方法,则不在路径中添加圆弧。 ? 否(NO):表示不添加圆角。 ? 在侧壁(On wall):表示在边界周边侧壁的一行路径上添加圆角。 ? 所有路径(All Passes):表示所有路径的拐角均采用拐角控制,添加圆弧过渡。 警告:在尖锐拐角处~有时可能会残留没有切除的材料~在所有拐角处添加圆角时~尤其是在圆角半径接近或 超过步进的50%时~刀具在横向进给与切削路径处有可能会产生残余材料。 4)减速(Slowdowns) 为了减少零件在拐角切削时的啃刀现象,可以通过指定减速(Slowdowns)选项,在零件的挂角处设置刀具进给减速。该减速控制只用于凹角切削。 ?长度(Length):该选项可以通过指定下列两个选项中的一项决定一个距离,进给速度将在刀具距凹角长度等于此距离时下降。 ? 先前的刀具(Previous Tool):表示刀具减速移动的长度取决于前一刀具的直径,或者根据在刀具直径 选项中输入的任何直径。减速开始/终止于刀具直径与零件的几何体的切点处。 ? 刀具百分比(Percent Tool):表示减速移动的长度取决于刀具直径的百分比。可以在“刀具的百分比” 文本框内输入刀具直径的百分比。减速是在刀具直径与零件几何体的切点处开始和结束的。 ?减速%(Slowdown%):定义拐角减速时最慢的进给速度,它是当前正常进给速度的百分比。 ?步数(Number of Steps):设置刀具进给速度变化的快慢程序。刀具在开始拐角时减速,步数设置越大, 减速就越平缓,每一步进给减速量为100%,Slowdown%。而在拐角加工结束时,开始加速,加速步数为减速 步数的一半。 5)尖角角度(Corner Angle) 尖角角度用于设置拐角的范围,当拐角处于最小值与最大值之间时,则在该拐角处加入圆角或者降低进给速度等控制。通常对于角度较大的转角不认为其为拐角,可以直接采用正常切削速度进行切削,无需增加圆角或者降速。 (11)避让 避让几何体(Avoidance Geometry)用于定义刀具轨迹开始以前和切削以后的非切削运动的位置和方向。为了有助于这些运动,用户可以用点构造器来定义点和用平面构造器来定义平面。在对话框中,已经指定的选项将在选项后显示“当前的”,而没有指定的选项将显示“否”,而已经指定的但没有激活的选项将显示“非激活的”。 警告:在穴形加工中如果不指定安全平面及其避让点或面~那么其刀具路径是非常危险的~第一刀具将从当前 位臵往切削起始处做快速移动~而在切削结束后则不做抬刀~停在加工结束处。 ? 从点(From Point):用于定义新的刀位轨迹开始段的初始刀具位置。 ? 开始点(Start Point):定义刀位轨迹起始位置,这个起始位置可以用于避让夹具或避免产生碰撞。 ? 返回点(Return Point):定义刀具在切削程序终止时,刀具从零件上移到的位置。 ? 回零点(Gohome Point):定义最终刀具位置。往往设为与From Point位置重合。 ? 安全平面(Clearance Piane):在切削开始、切削过程中或以后,为了避让障碍所定义的安全距离(通 常位于零件的上面)。 ? 低限平面(Lower Limit Plane):是对刀具切削或者非切削移动所定义的一个最低的限制平面。如果刀 具的切削运动超过了所指定的最低安全平面,将产生报警,并在CLSF文件中显示报警信息。 个人观点:在平面铣加工时~必须设定安全平面~至于其他的开始点、返回点则可以省略~这样具有更高的安 全性~同时操作所生成的刀具轨迹也比较规则。 下面以指定安全平面为例说明避让几何体的指定。定义了安全平面,在加工开始前,刀具先移动到安全平面,然后再开始进刀,在加工结束后,刀具从最后切削点以垂直方向快速移动到安全平面,然后从安全平面位置快速移动到返回点。在避让几何体对话框中单击“安全平面”(Clearance Plane)按钮,即打开安全平面对话框。 1) 指定(Specify):用于指定一个平面作为当前使用的安全平面,选择指定选项时,将打开平面构造对话 框。在3轴铣加工中,指定安全平面最常用的方法是指定一个平行于XC-YC的平面,即指定Z高度值的 水平面。指定后单击“确定”即完成安全平面的指定,返回到安全平面对话框。 2) 忽略(Omit):忽略安全平面,即在当前操作中不使用安全平面。在避让几何体对话框中将显示“Clearance Piane—非激活的”。 3) 恢复(Reinstate):将忽略的安全平面重激活,在避让几何体对话框中将显示“Clearance Piane—当 前的”。 4) 确认(Verify):用于确认安全平面所在位置。 5) 显示 (Redisplay):在绘图区显示安全平面所在位置。 6) 应用(Use at):指定安全平面作用的范围。 ? 起点和终点:在刀具路径的开始处和结束处用安全平面控制非切削运动。 ? 仅起点:在刀具路径开始处用安全平面控制非切削运动。 ? End Only:在刀具路径结束处用安全平面控制非切削运动。 ? Start Only,Min Clear at End:在刀具路径开始处用安全平面控制非切削运动,在结束处退刀到最小 安全距离。 ? End Only,Min Clear at Start:在刀具路径结束处用安全平面控制非切削运动,开始进刀使用最小安 全距离(如检查安全距离)。 7) 当前的安全平面(ZC):显示当前已经指定的安全平面,如ZC—10.000,表示指定了Z高度为10 的水 平面作为安全平面。 (12)进给率 进给率(Feedrate)用于设置各种刀具运动类型的移动速度。 1)速度 在速度选项卡中主要设定主轴转速。可以通过输入刀具的曲面速度V再由系统进行计算得到主轴转速。曲c 面速度为刀具转速时与工件的相对速度,铣削加工的曲面速度与主轴转速是相关的,同时曲面速度与工件材料也有很大的关系。 主轴转速n=V×1000/(π×Dia),式中:n表示转速,单位:转/分(r/min); c V曲面速度,单位:米/分(m/min); c Dia为刀具直径,单位:毫米(mm); 1000为常系数,它与作图单位有关,一般作图单位为毫米时常系数为1000。 转速的设定也可以在“主轴速度”文本框中直接输入数值,输入数值得单位为转 /分。对于通过曲面速度计算所得的结果也可以在此作调整。 使用“从表格中重置”方式可以参考刀具参数,直接计算主轴转速及切削进给。 提示:大部分刀具供应商都会在刀具包装或者刀具手册上提供某刀具切削不同材料的线速度Vc的推荐值。 2)进给 进给速度直接关系到加工质量和加工效率。UG提供了不同的刀具运动类型下设定不同进给的功能,进给(Feed)是指机床工作台在作插位即切削时的进给速度,V的单位为mm/min,在G代码的NC文件中以F_表示。 f 进给值由所用的刀具和所切削的材料决定,切削进给是与主轴转速成正比的,通常按以下公式进行计算: F=z×n×fz 式中:z表示刀具的刃数;n表示主轴转速,单位为r/min;f表示每齿进给量,单位为mm/齿。 z 一般来说,同一刀具在同样转速下,进给速度越高,所得到的加工表面质量会越差。实际加工时,进给跟机床、刀具系统及加工环境等很大关系,需要不断地积累经验。 个人观点:在数控加工中~在刀具承受能力范围之内~可以用相对较高的转速和相对较快的进给进行加工~虽 然这样造成刀具的寿命缩短~但加工效率提高所产生的效益应该远远大于刀具的损耗费。 在进给选项卡中各选项的后面都有单位,可以设置为毫米/分钟(mmpm)或者是毫米/转(mmpr),也可以设置不输出单位(否)。当使用英制单位时,单位为英寸/分(inpm)或英寸/转(inpr)。可以通过对话框下部的设置切削单位(Set Cut Units)和设置非切削单位(Set Non-Cut Units)来快速改变各选项的单位。 ?快速(Rapid):快速选项用于设置快速运动时的进给,即从刀具起始点到下一个前进点的移动速度。 ?逼近(Approach)逼近选贤用于设置接近速度,即刀具从起刀点到进刀点的进给速度。在平面铣或型腔铣中,接近速度控制刀具从一个切削层到下一个切削层的移动速度。而在珍面轮廓铣中,接近速度可以控制刀具做进刀运动前的进给速度。 ?进刀(Engage):进刀选项用于设置进刀速度,即刀具切入零件时的进给速度。即是从刀具进刀点到初始切削位置的移动速度。 ? 第一刀(First Cut):设置每一刀切削时的进给速度。 ? 步进(Stepover):设置刀具进入下一行切削时的进给速度。 ? 剪切( Cut):设置正常切削零件过程中的进给速度。 ? 横越(Traversal):设置刀具从一个切削区域跨越到另一个切削区域时做水平非切削运动的刀具转移速 度。 ? 退刀(Retract):设置退刀速度,即刀具切出零件材料时的进给速度,也即刀具完成切削退刀到退刀点 的运动速度。 ? 返回(Return):设置离开速度,即刀具从退刀点到返回点的移动速度。 提示:在各个选项中~设臵为0并不表示进给速率为0~而是使用其默认方式~如非切削运动的快速、 逼近、横越、退刀、返回等选项将采用快进方式~即使用G00方式移动。而切削运动中的进刀、第一刀、 步进选项将使用切削进给的进给率。 3)更多 在更多选项卡中,只有一个参数,即主轴方向,可以选择主轴的旋转方向,其下拉列表有3个选项:主轴正转(CLW)、主轴反转(CCLW)、主轴不旋转(否)。除非绝对必要并有十分把握,否则主轴反转或者主轴不旋转是不应使用的。 (13)机床控制 机床控制用于定义运动输出方式、插入后处理命令、使用刀具补偿等相关的选项。 1)指定刀轴(Specify Tool Axis) 指定刀轴选项用于指定刀轴矢量,指定刀轴矢量有两种方法:默认选项是绝大部分情况下使用的选项,它将刀轴矢量指定为加工坐标系的Z轴;另一选项是矢量(Vector)方式,通过矢量构造器指定矢量作为刀轴矢量。 2)刀具运动输出方式 刀具运动输出控制刀具路径的生成方法。刀具路径可以由直线、圆弧和B样条线构成。 ?仅线性的(Linear Only):生成的刀具路径全部由直线走刀组成,在刀具路径中不存在圆弧走刀,对于图形的圆弧将使用对段直线段逼近的方法进行走刀。在后处理产生的NC文件中只有G01语句而没有G02/G03语句。 ?圆弧输出-垂直于刀轴(Circular-Perp to TA):在垂直于刀轴的平面内刀具运动轨迹尽可能由圆弧走刀组成,系统江使用圆弧和直线组合的方式逼近加工轮廓,在后处理产生的NC文件中既有G01语句又有G02/G03语句。 ?圆周-垂直/平行于刀轴(Circular-Perp/par to TA):在垂直或者平行于刀轴的平面内,系统可将一系列走刀尽可能地用圆弧方式近似代替,刀具的运动轨迹尽可能由圆弧组成。 ?Nurbs:系统使刀具尽可能沿着B样条曲线移动,而不是近似的直线或圆弧移动。 提示:Nurbs选项产生的后处理文件只有在支持Nurbs插补的机床控制器上才能使用~目前大多数多轴机床及 高速机床都可支持这种代码。 3)后置处理命令 后置处理命令主要控制机床的动作,如主轴开停、换刀、冷却液开关等。UG在机床控制中定义插入后置处理命令,这些命令在生成的CLSF文件和后处理文件中将产生相应的命令和加工代码,以控制机床动作。在机床控制对话框中的启动命令或者结束刀轨命令选项组中单击“编辑”,即可打开后置处理命令,分别可以在程序起始处或者是程序结束处插入相应的指令。 在操作管理器中选择了一个操作后,单击右键,在弹出的快捷菜单中选择“对象-开始后处理”或者“结束后处理”,也可以打开后处理插入命令对话框。 在用户自定义事件对话框的上部列出可选的后处理指令。双击其中的选项即可从中选择所需的指令,并设定参数,在已定义的列表中将显示已经选择的指令。对已经选择的指令,可以通过删除、剪切或编辑对其进行删除、剪切或编辑。 在进行平面加工时,选择了零件几何后,通过编辑部件几何体,可以在用户自定义数据中加入后处理命令。可以指定在这一条曲线的开始或结束处插入后置处理命令,如暂停(Dwell)、停止(Stop)、选择性停止(Optional Stop)等。 常用后置处理命令 选 项 说 明 选 项 说 明 Tool Change 换刀 Set Modes 设置模式 Coolant On 冷却液开 Coolant Off 冷却液关 Spindle On 主轴旋转 Spindl On 主轴停止 Cutter Compensation 刀具直径补偿 Stop 停止 Tool Length Compensation 刀具长度补偿 Optional Stop 选择性停止 选 项 说 明 选 项 说 明 Sequence Number 顺序号 Dwell 暂停 Select Head 选择刀柄 Prefun 准备功能 Origin 原点 PPRINT 打印 Clamp 缩紧 User Defined 用户自定义 Rotate 旋转 Operator Message 操作者信息 Optional Skip On 程序跳段开始 Optional Skip Off 程序跳段结束 Auxfun 辅助功能 Goto 刀具移动 From Maker 起始点标记 Return Maker 返回点标记 Start Maker 起刀点标记 Gohome Maker 退回点标记 Approach Maker 逼近点标记 十二、型腔铣 1、型腔铣的操作特点 (1)型腔铣加工的切削原理 型腔铣(Cavity Mill)的加工特征是在刀具路径的同一高度内完成一层切削,遇到曲面时将绕过,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刀路轨迹。可以理解成在一个由轮廓组成的封闭容器中,由曲面或实体组成容器中的堆积物,在容器中注入液体,在每一个高度上,液体存在的位置均为切削范围。 (2)型腔铣与平面铣的区别 1)平面铣用边界定义零件材料;边界是一种几何实体,可用曲线/边界、面(平面的边界)、点定义临时边界以及选用永久边界。而型腔铣可用任何几何体以及曲面区域和小面模型来定义零件材料。 2)切削层深度的定义二者不同。平面铣通过所指定的边界和底面的高度差来定义总的切削深度,并且有5种方式定义切削深度;而型腔铣通过毛坯几何体和零件几何体来定义切削深度,通过切削层选项可以定义最多10个不同切削深度的切削区间。 (3)型腔铣与平面铣的选用 正因为平面铣和型腔铣操作有一些相同点和不同点,故它们的用途也有许多不同之处。平面铣用于直壁的、并且岛屿的顶面和槽腔的底面为平面零件的加工。而型腔铣适用于非直壁的、岛屿的顶面和槽腔的底面为平面或曲面零件的加工。在很多情形下,特别是粗加工,型腔铣可以替代平面铣。而对于模具的型腔或型芯以及其他带有复杂曲面的零件的粗加工,多选用岛屿的顶平面和槽腔的底平面之间为切削层,在每一个切削层上,根据切削层平面与毛坯和零件几何体的交线来定义切削范围。因此,型腔铣在数控加工应用中最为广泛,可用于大部分粗加工以及直壁或者斜度不大的侧壁的精加工;通过限定高度值,只作一层切削,型腔铣也可用于平面的精加工,以及清角加工等。型腔铣加工在数控加工应用中要占到超过一半的比例。 2、创建型腔铣操作 型腔铣的子类型选项 图 标 英 文 中 文 含 义 CAVITY_MILL 型腔铣 ZLEVEL_FOLLOW_CAVITY 跟随型腔型腔铣 ZLEVEL_FOLLOW_CORE 跟随型芯型腔铣 CORNER_ROUGH 角落粗加工 ZLEVEL_PROFILE 等高轮廓铣 ZLEVEL_PROFILE_STEEP 陡峭区域等高轮廓铣 ZLEVEL_CORNER 角落等高轮廓铣 个人观点:各子类型选项只是设臵了一些默认的参数,在创建操作时,对这些参数可以进行修改,但直接选择这种 方式有利提高编程效率.在粗加工时选用型腔铣(CAVITY_MILL), 而精加工时可选用等高轮廓铣 (ZLEVEL_PROFILE). (1)等高轮廓铣 等高轮廓铣(ZLEVEL)是一种特殊的型腔铣操作,通过切削多个切削层来加工零件实体轮廓与表面轮廓。等 高轮廓铣与型腔铣中指定为轮廓铣削方式加工有点类似。在等高轮廓铣中,除了可以指定零件几何的子集,以便限制切削的区域,如果没有指定切削区域几何,则整个零件几何就被作为切削区域。在创建等高轮廓铣刀具路径期间,系统将追踪零件几何、检测整个零件几何的陡峭区域、定制追踪的形状、识别可加工的切削区域,并在所有切削层上不过切零件地切削这些区域。 (2)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。型腔铣的加工区域是由曲面或者实体几何来定义的。 1)加工几何体的类型 ?零件几何体“”定义的是加工完成后的零件,即最终的零件。它控制刀具的切削深度和活动范围,可以选择特征、几何体(实体、面、曲线)和小面模型来定义零件几何体。 ?毛坯几何体“”是将要加工的原材料,可以用特征(SURFACE-REGION)、几何体(实体、面、曲线)定义毛坯几何体。 提示:在创建等高轮廓铣操作时没有毛坯几何选项。 ?检查几何体“”是刀具在切削过程中要避让的几何体,如夹具和其他已加工过的重要表面。在型腔铣中,零件几何体和毛坯几何体共同决定了加工刀轨的范围。 ?切削区域几何体“”,在等高轮廓铣操作中的切削区域,指定了零件几何被加工的区域,它可以是零件几何的一部分,也可以是整个零件几何。 提示:只在创建等高轮廓铣操作时才有切削区域几何体选项。 ?修剪几何体“”修剪几何体(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。 提示:在型腔铣操作中对话框中的“More”选项卡中~可选的裁剪几何选项与修剪几何体选项具有同样的功能。 2)零件几何体 在创建操作时可以选择使用几何的父节点组,如果在组设置的几何体选择中已经包括了零件几何体或者毛坯几何体,在创建操作时就可直接使用。而在操作对话框中相应的选项将不能进行选择或重新选择。但可以进行编辑,如果进行编辑,则影响所有使用该几何体的操作。 ? 名称(Name):在文本框中输入对象的名称,可选择已命名的几何对象. ? 拓扑(Topology):提供面分析的功能,用于检查材料边的非连续面之间的间隙、丢失的面以及重叠的面等。当编辑几何体时,此选项有效。它可帮助改正模型几何体的造型错误,这些错误可能发生在模型是从其他CAD系统转换而来,或者发生在模型是使用UG建模的过程中。UG处理器能检查模型中这些丢失、重叠或者是不相切的面,这些面可能产生多重运算和不正确的刀位轨迹。 个人观点:一般情况下~只有当刀位轨迹产生失败时~才建议使用拓扑选项。 ? 材料侧反向(Flip Marerial Side):用于改变某对象的材料边方向。改变材料边方向时,先用鼠标选择要改变材料边的对象,然后选择该选项即可。 ? 动作模式(Action Mode):在编辑零件几何时,动作模式设置工作状态是编辑当前选择的几何对象,还是向零件几何中添加新的几何对象。 ? 选择选项(Selection Options):选择选项指定的实体类型,包括特征、几何体、小平面3种类型。大部分情况下选择几何体类型。 ? 过滤方式(Filter Methods):过滤方式限制了选择实体类型对应的可选几何对象类型。 ? 当选择选项为“特征”时,可选的过滤方式只有“曲面区域”。 ? 当选择选项为“小平面”时,可选的过滤方式只有“Faceted Bodies”。 ? 当选择选项为“几何体”时,可选的类型包括“体”(体包括实体和片体)、“面”、“面和曲线”、“曲线”、 “更多”等多种方式。 提示:可以在几何体选项中~交替地选择“体”、“面”、“曲线”等过滤选项~但特征、几何体和小面模型之间 不能组合使用。 ? 选择所有的(Select ALL):选择在绘图区显示的满足过滤条件的所有对象。注意在绘图区显示范围以外的对象将不能被选择。 ? 删除(Remove):移去已选择的对象。 ? 展开项目(Expand Item):将实体分成单独的面,只有在编辑状态下并且当前对象是体对象时才能使用。 ? 重新选择所有的(Reselect ALL):放弃所有已选的对象,然后重新选择。 ? 用户数据(Custom Data):当在工件几何体对话框中选择“用户数据”选项时,可以指定零件几何体的余量、公差。 提示:如果动作模式为“编辑”~则定制的参数仅用于当前所选的几何对象,如动作模式为“附加”~则定制的 参数仅用于下一个选择的几何对象。 3)毛坯几何体与检查几何体 4)切削区域 切削区域是在等高轮廓铣中使用的几何体。在等高轮廓铣操作中的切削区域,指定了零件几何被加工的区域,它可以是零件几何的一部分,也可以是整个零件几何。 ? 在选择切削区域时,可不必讲究区域各部分选择的排列顺序,但切削区域中的每个成员必须包含在已选 择的零件几何体中。例如,在切削区域中选择了一个面,则这个面应该是在零件几何体中已经或者是零 件实体的一个面。 ? 若不选择切削区域,系统就把已定义的整个零件几何体(包括刀具不能进行切削的区域)作为切削区域。 系统就用零件几何体的轮廓表面作为切削区域,此时,实际没有切削区域被指定。 5)修剪边界 修剪边界用于在等高轮廓铣中进一步控制刀具的运动范围。 (3)型腔铣操作的参数设置 1)型腔铣参数与平面铣参数的异同 在型腔铣操作对话框中,有不少选项是与平面铣操作对话框完全一致的,如进退刀方法与自动进退刀选项,控制几何体中的点选项以及、避让、进给率和机床选项。而另外一些参数是基本相同的,如切削方法,在型腔铣中没有标准驱动方式,其余的切削方法都与平面铣一样;切削参数中大部分参数都是一样的,但增加了几个参数选项。 型腔铣与平面铣最大的不同在于多深度切削时的切削层控制,在平面铣中是以底面作为切削底的最低平面,用切削深度选项来指定切削层;而在型腔铣中要用切削层选项进行设置。 2)切削层 在型腔铣操作对话框中的切削层(Cut Levels)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,每个范围可由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确定第一个范围。但系统自动确定的范围仅是一近似结果,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,用户可选择几何对象进行手动调整。 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。范围总是从顶到底,按数字顺序一个跟着一个,一个范围不可能在另一个范围之中。在同一时间,只有一个范围是当前激活范围,当前激活范围高亮度显示,并在状态行显示其顺序号,而且只能对当前激活范围进行修改或删除。 警告,若几何体沿Z轴方向转换~则也必须重新定义切削范围和切削层。 提示:当没有选择零件几何体时~将不能打开切削层选项。 ? 添加范围(Add Ranges) 选择添加范围图标“”,可通过定义底平面来创建一个新范围,为添加一个范围,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。创建的范围就在指定平面之上,并延伸到上一个范围的底部,若不存在上一个范围,则延伸到切削量的顶部。 提示:如果选择了一个面~系统就用该面的最高点来确定底平面的位臵~若该面以后被删除~则相应的范围就 被调整或一起删除。 ? 修改范围(Modify Ranges) 选择修改范围图标“”,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。在移动底平面到切削量的任一点时,有可能删除整个范围。在修改范围的过程中,随着其底平面的上下移动,其下面的范围就向上扩展或向下缩短,以适应空间的变化。 ? 每一刀的深度(Depth Per Cut) “每一刀的深度”文本框,用于在一个范围内指定各切削层的最大深度。 提示:系统计算的实际切削层小于等于指定的最大深度。例如~当范围总深度为9~设定每一刀的深度为2.5~ 实际产生的切削层间距离为2.25。 当添加范围时,必须输入每刀切削深度值并回车或者单击“应用”按钮才能创建切削深度;当修改范围时,输入每刀深度值后,会立即生成新的切削层深度。通过为不同范围指定不同的每刀切削深度,可创建多个切削层,使在一些区域中各切削层切除较多的材料,而在另一些区域中各切削层切削较少的材料。 提示:在型腔铣的操作对话框中,有“每一刀的深度”这一选项,如果使用默认的切削层范围,则可以直接进 行设定。 ? 参考(Reference) “参考”选项,用于确定范围深度值得测量位置。包括顶层、顶部范围、底部范围与工作坐标系原点等4 个选项。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。 ? 顶层(Top Level):指定范围深度值从第一个切削范围的顶部测量。 ? 顶部范围(Range Top):指定范围深度值从当前范围的顶部测量。 ? 底部范围(Range Bottom):指定范围深度值从当前范围的底部测量。 ? 工作坐标系原点(WCS Origin):指定范围深度值从工作坐标系原点测量。 ? 范围深度(Range Depth) “范围深度”文本框用于输入距离值以定义一个新的范围的底部。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。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跟着变化。 ? 一般点(Generic Point) “一般点”选项通过点构造器构造一个点来添加或修改范围。当添加范围时,指定的点就确定了新范围的底部;当修改范围时,当前激活范围的底部会移到指定点的位置。 ? 当前范围(Current Range) “当前范围”通过单击“”或“”按钮,转换选择一个范围作为当前激活范围。当前激活范围在图 形窗口中用当前范围颜色显示,并在“范围深度”与“每一刀深度”文本框中显示对应的范围深度值与每刀切削深度值。 提示:只能对当前激活范围进行修改和删除。 ?删除当前范围 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,则其下一个范围的顶部会自动延伸,填充删除范围的间隙,延伸的范围将添加切削层,并可能作相应的调整。单击该图标可逐个地删除所有存在的范围。 ? 恢复到默认范围 用于删除所有已定义的范围,并自动创建一个默认范围,其范围深度从切削量的底部到顶部距离,且每刀切削深度为0,单击该图标,将弹出一个警告窗口,提示所有存在的范围都将被删除。 ? 恢复到原来状态 用于取消进入切削层对话框后所有的所有修改,恢复刚进入切削层对话框时的状态。单击该图标,将弹出 一个警告窗口,提示所有存在的范围都将被删除,并恢复到原来的状态。 ? 信息与显示 信息选项用于列示所有存在的范围的信息。显示选项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。 3)切削参数 ? 部件底面余量和部件侧面余量 a) 部件底面余量(Part Floor Stock):是在零件底面上剩余材料的厚度,它是沿着刀具轴方向(垂直方向)测量的。它仅仅应用于定义切削层的零件面上,这些面垂直于刀具轴的平面(其曲面的法向是平行刀具轴的)。 b) 部件侧面余量(Part Side Stock):是零件侧边上剩余材料的厚度,在每一切削层上,它是沿着刀具轴的法向(水平方向)测量的,它应用于全部的零件面(平面、非平面的、直壁面和成角度面)。 这两个选项替代了平面铣中零件余量选项,而零件余量选项允许在所有的零件面上指定一个余量值。并且,这两个选项都可以使用负值。 提示:如果使用精加工刀轨选项~又有精加工余量的设臵。零件余量减去精加工余量~即为精加工刀轨所切削 的余量。 个人观点:使用部件底面与侧面余量不同~通常在部件的底面与侧面具有不同的精度要求~如对底面没要求时~ 作粗加工时可以将部件底面余量设臵为0~而侧面留一定的余量~这样可将底面直接加工到位。 ? 检查余量和裁剪余量 a) 检查余量:是切削时刀具离开检查几何体之间的距离。 b) 裁剪余量:是切削时刀具离开裁剪几何体之间的距离。 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,以起到安全和保护的作用,这两个选项不能使用负值。 ? 毛坯余量和毛坯距离 a) 毛坯余量(Blank Stock):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(Tanto) 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。 b) 毛坯距离(Blank Distance):是应用于零件边界或者零件几何体的偏置距离,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零件 几何体。毛坯距离不能使用负值。 警告:毛坯余量应用于毛坯几何体~而毛坯距离应用于零件几何体~它可以是铸件或者锻件的偏臵距离。 ? 容错加工(Tolerant Machining) 容错加工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。 ? 修剪由 当没有定义毛坯几何时,修剪由(Trim By)选项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。 “修剪由”下拉列表中有多个选项: 1) 否(None):不使用修剪。 2) 轮廓线(Silhouette):当容错加工(Tolerant Machining)选项被激活时,轮廓线选项才有效。它使用零件几何体(可以是实体)的外形轮廓(沿刀具轴方向投影)定义零件几何体。可以认为在每一切削中,以外形轮廓作为毛坯几何体(其材料侧为Inside),而以切削层平面与零件的交线作为零件几何体(其材料侧也为Inside)。 3) 外部边(Exterior Edges):当容错加工(Tolerant Machining)选项没有被激活时,外部边选项才有效。它使用面、片体或者曲面区域特征的外部边界定义零件的几何体。外部边界是不与其他边界邻接的边界,可以认为在每一切削层中,以外部边界作为毛坯几何体(其材料侧为Inside),而以切削层平面与零件的交线作零件几何体(其材料侧为Inside)。 对某型腔零件加工,没有定义毛坯时,如果“修剪由”选项设为“否”,将不能生成刀具路径,系统提示“没有在岛的周围定义要切削的材料”。而如果将“修剪由”选项设置为“轮廓线”或者“外部边”则可以生成刀具 路径。 ? 底切处理(Undercut Handling) 该选项可使系统根据底切几何调整刀具路径,防止刀杆摩擦零件几何。只有在不激活“容错加工”选项时,该选项才可以被激活。 激活该选项,刀杆应该离开零件表面一个水平安全距离(在进刀/退刀选项中设定)。当刀杆在底切几何以上的距离等于刀具半径,随着切削的深入,刀具就开始逐渐离开底切几何,直到刀杆到达底切几何处时,刀柄与底切几何间的距离就等于水平安全距离。 ?角落加工 角落加工可以对前面所用较大直径的刀具加工时残留在角落没有加工到的材料进行铣削加工。该功能包括的参数有参考刀具、陡角必须、重叠距离与最小材料厚度。 提示:只有激活“容错加工”选项~才可以进行角落加工。 进行角落加工时,需要设置以下参数: a) 参考刀具:选择前工序所用的刀具,在参考刀具下有选择/重新选择、编辑、显示选项,刀具的选择与 平面铣操作的组设置中的刀具选择一样。 b) 陡角必须:指定一个陡峭角,将切削区域区分成陡峭区域与非陡峭区域,陡峭区域是指零件上陡峭度大 于等于指定陡峭角的区域。激活该选项后,将只加工陡峭区域。 c) 重叠距离:指定重叠的距离可以保证切削加工时可以完全消除角落残料。 d) 最小材料厚度:限定最小材料厚度,对于残余料很小的切削区域不作加工。 (4)等高轮廓铣操作的参数设置 等高轮廓铣的一个关键特征是能够指定陡峭角度,将切削区域分为陡峭区域与非陡峭区域。当打开陡峭区域选项时,只有陡峭度大于指定陡峭角度的区域(即陡峭区域)才会被加工,非陡峭区域就不加工。当关闭陡峭角度选项时,则整个零件轮廓将被加工。 等高轮廓铣的大部分参数是与型腔铣是相同的,而以下参数是型腔铣中所没有的。 1)陡峭角度(Steep Angle) 陡峭角度,是等高轮廓铣区别于其他型腔铣的一个关键参数。零件上任一点的陡峭度,是由刀轴与零件表面法向间的夹角来定义的,陡峭区域是指零件上陡峭度大于等于指定陡峭角的区域。 当激活陡峭角度时,其后的文本框将被激活,在其中输入角度值,则由该角度把切削区域分成陡峭区域与非切削区域,而且只有陡峭区域被切削,非陡峭区域将不被切削。当关闭陡峭角度选项时,则定义的切削区域都被切削。 2)融合距离(Merge Distance) 用于指定不连续刀具路径被连接的最小距离值。指定合适的融合距离,可以消除刀具路径中的较小的或者不需要的间隙。 3)最小切削长度(Minimum Cut Length) 用于输入生成刀具路径时的最小段长度值。指定合适的最小切削长度,可消除零件岛屿区域内的较小段的刀具路径,因为切削运动距离比指定的最小长度值小,系统不会在该处创建刀具路径。 4)切削参数 打开等高轮廓铣的切削参数,在切削参数中相对于型腔铣多了“层到层”、“在边上延伸”和“删除边界跟踪”3个选项。 ? 层到层:设置上一次层向下一层转移时的移动方式。有“使用传递方法”、“直接对部件”、“倾斜于工件 部件”和“对部件的交叉倾斜”4个选项。 ? 在边上延伸:用于避免刀具切削外部边缘时停留在边缘处。打开该选项,刀具路径从零件几何上抬起一 个小距离,并延伸出一段长度,就直接将刀具移动到切削区域的另一侧,从而避免退刀、跨越与进刀等 非切削刀具运动,打开该选项时,可以用刀具直径的百分比或者直接指定值来指定刀具路径在边上的延 伸长度。 ? 删除边界跟踪:边界跟踪产生的边缘轨迹通常是在驱动路径超出零件几何边缘时所发生的不利情况,因 为刀具边缘向下滚过时,可能造成过切。打开或关闭删除边界跟踪可以控制边缘刀具轨迹的出现。 十三、固定轴曲面轮廓铣 1、固定轴曲面轮廓铣的特点 固定轴曲面轮廓铣操作项目,可在复杂曲面上产生精密的刀具路径,并可详细地控制刀轴与投影向量。其刀具路径是经由投影导向点(Drive Point)到零件表面而产生。其中导向点则是经由曲线、边界、表面与曲面等导向几何图形。刀具通过此导向点,沿指定之向量方向定位至零件上。导向的基本原则适用于固定轴曲面轮廓铣(Fixed Contour)及多轴曲面加工。 固定轴全面轮廓铣的主要控制要素为导向图形(Drive Geometry),系统在图形及边界上建立一系列的导向点,并将这些导向几何图形上的点,沿着指定向量的方向投影至零件表面。刀具定位于与零件表面接触的点上,当刀具从现行接触点移动到下一个接触点时,刀具端点位置形成的路径即输出为刀具路径。创建固定轴曲面轮廓铣刀位轨迹的过程可以分为两个阶段;先从指定的驱动几何体生成驱动点,接着去打点沿着一个指定的投影矢量方向投身到零件几何体上行成投影点。 1) 在驱动几何体上产生驱动点 驱动点可以从部分或全部的零件几何体中创建,也可以从其他与零件不相关联的几何体上创建,最后,这些点将被投影到几何体零件上。 2)投影驱动点 刀位轨迹点通过内部处理产生。它使刀具从驱动点开始沿着投影矢量方向向下移动,直到刀具接触到零件几何体。这个点可能与映射投影点的位置相一致,如果有其他的零件几何体或者是检查几何体阻碍了刀具接触到投影点,一个新的输出点将会产生,那个不能使用的驱动点将被忽略。 本操作项目可用于执行精加工程序,通过不同的驱动方式的设置,可以获得不同的刀轨形式,相当于其他CAM软件的沿面切削、外形投影、口袋投影、沿面投影及清角等操作,可谓功能强大。 2、创建固定轴曲面轮廓铣操作 1)创建操作 固定轴曲面轮廓铣的子类型 图标 英 文 中文含义 说 明 FIXED_COUNTOUR 固定轴曲面轮廓铣 标准固定轴曲面轮廓铣,可以选择各种驱动方式 COUNTOUR_AREA 区域轮廓铣 默认为区域驱动方法的固定轴铣 COUNTOUR_AREA_NON_STEEP 非陡峭区域轮廓铣 默认为非陡峭约束,角度为65?的区域轮廓铣 COUNTOUR_AREA_STEEP 陡峭区域轮廓铣 默认为陡峭约束,角度为65?的区域轮廓铣 COUNTOUR_SURFACE_AREA 曲面区域轮廓铣 默认为曲面区域驱动方法的固定轴铣 FLOWCUT_SINGLE 单路径清根铣 清根驱动方法中选单路径 FLOWCUT_MULITIPLE 多路径清根铣 清根驱动方法中选多路径 FLOWCUT_REF_TOOL 参考刀具清根铣 清根驱动方法中选参考刀具 FLOWCUT_SMOOTH 光顺清根铣 清根驱动方法 提示:各选项只是设臵了一些默认的参数~在创建操作时~对这些参数可以进行修改~但直接选择这种方式有 利于提高编程效率。 2)定义需要加工的零件几何体 对于固定轴曲面轮廓铣的所有驱动方式,都可以定义零件几何体与检查几何,在选择区域驱动或者清根驱动时还可以定义切削区域和修剪几何。 提示:在更改驱动方法后~几何体选项中会产生变化~在区域驱动或者清根驱动时会增加两个选项,切削区域 和修剪几何。当更改驱动方法到无需切削区域时~该两项将不存在~而所选择的几何体也不起作用。 ?零件几何 零件几何用于定义加工的轮廓表面,指定的零件几何将与驱动几何共同决定切削区域。 ?零件面与驱动面 在固定轴曲面轮廓铣中,整个实体零件,或者局部的曲面和曲线都可以定义零件面(零件几何体),它控制刀具在整个零件上运动的深度。驱动面可以由曲面、曲线和点来定义,它通过所定义的切削方法、步长和公差,在驱动面上产生驱动点,这些驱动点按照投影矢量投影到零件面上,产生投影点控制刀具运动的范围。 零件面比较明确和固定,容易定义。而驱动面由用户根据加工对象自行设计和定义,可以利用已存在的曲面或曲线作为驱动面,也可以创建更为合理的曲面、曲线作为驱动面。驱动面可以用于不同的驱动方法和不同的投影矢量,在它们的共同作用下,在零件面上产生投影点,从而得到多种形式的刀位轨迹。 提示:固定轴曲面轮廓铣可以使刀具定位在零件几何体上(包括某个对象的边界),但是刀具不能定位在零件几何体的延伸位置上。而刀具则可以定位于驱动几何的扩展位置。 ?检查几何 检查几何是指定不能由刀具路径干涉的几何,如零件侧壁、夹具等。当刀具路径遇到检查几何时,刀具就会避让,直到下一个安全的切削位置。 ?切削区域 在区域驱动方法与清根驱动方法中,可以通过选择表面区域、片体或表面来定义切削区域。 警告:在使用区域驱动方法~选择切削区域时~所选择的每个成员必须是零件几何的一个子集。如在切削区域中选择了一个面~则这个面必须是零件几何中已经选择的面~或者是属于零件几何选择的体。 提示:若不指定切削区域~系统将把整个定义的零件几何作为切削区域。 清根驱动方式中定义切削区域的方法与区域驱动方法基本相同,清根驱动方法中系统认可切削区域中的凹谷,以及切削区域与零件几何形成的凹谷,但不承认切削区域与检查几何形成的凹谷。 个人观点:驱动几何体、驱动方法和投影矢量的结合,能够方便、灵活地生成所需要的刀轨。但是,在某些情形下,用已存在的零件曲面所生成的刀轨不理想或者根本生成不了刀轨,这时就需要构造辅助驱动面来产生合理的刀轨。 ?修剪几何 在区域驱动方法与清根驱动方法中,可以使用修剪边界几何,从而进一步约束切削区域。通过指定切削侧边,可以定义切削区域中被排除在操作以外的区域。修剪边界沿着刀轴方向投影到零件几何上。可以定义多个修剪边界,并可以指定每个边界的修剪余量、边界内公差、切出公差,但是每个修剪边界必须是封闭的。 3、固定轴曲面轮廓铣的共同选项 1)刀具轴 刀具轴定义固定的和可变的刀轴方向。固定刀轴始终平行于指定的矢量;可变刀轴则在刀轨移动时经常地改变方向。刀具轴定义为一个矢量,其方向从刀尖指向刀柄。刀具轴可通过输入坐标值,选择几何体,定义与零件面、驱动面相关联或垂直的矢量来定义。固定轴曲面轮廓铣只能定义固定的刀具轴。如果没有指定刀具轴,则“+ZM”为默认的刀具轴方向。 2)投影矢量 投影矢量是定义驱动点沿怎样的方向投影到零件面上的,以确定刀具所接触的表面侧。投影矢量的方向决定了刀具接触零件的表面侧,刀具始终位于投影矢量所接触侧的零件表面上。可用的投影矢量的形式决定于驱动方法。投影矢量选项除了清根驱动方式外,对所有的驱动方法都是通用的。一般情况下,固定轴铣加工时,所用的投影矢量应该是刀轴方向。其余选项多在多轴加工时使用。 投影矢量选项 选 项 英 文 含 义 备 注 IJK I,J,K 输入数值定义固定的投影矢量 Line end points 直线端点 选择已存在的直线或者定义一个点和一个方向来 定义固定的投影矢量 2 points 两点 使用点构造器指定两个点来定义固定的投影矢量 Tangent to curve 相切曲线 与一条曲线相切的方向定义固定的投影矢量 Spherical coordinates 球坐标 通过两个角度值定义固定的投影矢量 Tool axis 刀具轴 通过现有刀具轴方向定义投影矢量 投影方向与刀具轴方 向相反 Away from point 远离点 从一个指定的焦点投影到零件表面定义固定的投 影矢量 Towards Point 指向点 从零件表面到一个指定的焦点投影 Away from line 远离直线 从一条指定的直线投影到零件表面定义固定的投 影矢量 Towards Line 指向直线 从零件表面到一条指定的直线投影 Normal to Drive 垂直于驱将相对于驱动面的法线 曲面区域驱动时有效 动面 Swarf ruling 侧刃控制 允许定义投影矢量平行于驱动面的直纹线 只用于区域驱动与 SWRAF Drive Tool Axis二者合用的情况 警告:不要将投影矢量和刀具轴混淆起来~投影矢量并不一定需要与刀具轴相匹配~ 2)切削参数 切削参数(Cutting)是指刀具作切削运动的参数,它影响每一种驱动方法。 ?公差与余量 在进行固定轴曲面轮廓铣时,对于部件几何、边界几何与检查几何可分别设置公差及余量。 a) 部件公差(Part Intol/Outot):固定轴轮廓铣的公差的设置包括工件切入公差(Part Intol)及部件切出公 差(Part Outot),其含义与型铣的部件内公差及外公差的含义相同。可以分别设置零件向内或向外最大偏 移轮廓表面的距离 。 b) 部件余量(Part Stock):部件余量是指在加工后,允许在零件表面四周余留德材料量。 提示:在切削参数种定义的部件余量~对于使用自定义余量的零件四周几何将不起作用。 c) 部件余量偏置(Part Stock Offset):是指在一个余量基础上再加上一个偏置值,这个值必须大于或等于0。 d) 边界内公差/外公差(Boundary Intol/ Boundary Outtol):用于设定边界的内部公差与外部公差值。 e) 边界余量(Boundary Stock):用于指定边界的偏置值,可以定义为负值。 f) 检查余量(Check Stock):检查余量用于指定检查几何体的偏置值,以确保刀具不与检查几何产生干涉。 g) 当干涉时有3种处理方式,分别为警告、跳过、退刀。 ?多重深度切削(Multi-Depth Cut) 该选项用于分层逐次切除零件材料。切削层在零件面的一个偏置面上产生,而不是由零件面上刀轨的Z向偏移得到。它的设置在固定轴曲面轮廓铣对话框中的切削参数选项中,。在切削层的计算中,直接从零件表面上开始计算,忽略所定义的零件余量。 提示:用户所定义的内、外公差值只用于最后一层刀轨上~而其上层刀轨的内、外公差值为本切削层到零件面 距离的十分之一,由系统计算,。但是~如果系统计算而得的公差值大于切削层增量值的一半~那么~ 系统将采用增量值的一半坐为公差值,如果系统计算而得的公差值小于用户定义的公差值~系统将采用 用户定义的公差值工作~这样~防止了系统使用过大或者过小的公差值。 如果在非切削运动对话框中设置进刀(Engage)选项为手工(Manual),则切削层之间的转移运动能被最小化。在结束一个切削层的切削后,刀具将退刀至上一切削层加外公差值的高度,然后进行转移运动至下一切削层的切削。 多重深度切削有两个选项: a)递增的余量(Incremental Stock):用于指定各路经层之间的间距,选定该选项后,在下方的“增量”及文本框内输入增量值后,系统用加工余量偏置值除以增量值得到需要加工的层数,若计算值为0,则只生成一层刀具路径,若计算得到的层数不是整数,系统将自动将最后的不足一层的距离当作一层来加工。例如,加工余量偏置值为0.8,增量值为0.3,则生成3层加工路经,前面两层的切削深度为0.3,最后一层的切削深度为0.2。 提示:如果加工余量偏置值为0,则递增的余量值只能为 0。 b)刀路数(Number of Passes):用于指定路经的总层数,选择该项时,需要输入刀路(Passes)数,系统自动计算增量,即用加工余量偏置值除以输入的刀路数得到余量增量,这个增量是均等的。 如果加工余量偏置值为0,则指定刀路将在精加工位置的同一层内创建指定的数量刀具路径,通常用于精铣后进行光顺加工。 ?安全距离 a) 工件安全距离(Part Safe Clearance):定义刀具自动进刀与退刀的距离,是从零件几何表面上的加工余 量偏置处开始测量的。主要是为了防止刀具或刀柄与零件几何干涉。 b) 检查安全距离(Check Safe Clearance):定义刀具与检查几何的距离,主要是为了防止刀具或刀柄与检 查几何干涉。 ?使用刀柄与二维零件 a) 使用刀柄(Uce Tool Holder):打开该选项,可使切削操作能够识别刀柄,以避免与零件几何发生碰撞。刀柄是在刀具定义对话框中进行定义的,一般为圆柱形或圆锥形。只有在固定轴铣操作中用区域驱动方法或请根驱动方法,或在等高轮廓铣操作中,才可以通过打开来使用该选项,但刀柄在操作中并不显示。 如果操作中检测到刀柄与零件几何相碰撞,那么碰撞的区域就会同操作一起,作为二维零件几何保存。以后在操作导航工具中,选择则该操作并单击鼠标右键,在弹出的功能菜单中选择“使用二维零件”(Workpiece Show 2D),则可显示保存的二维零件,这种显示也可在另一个切削操作中进行。保存的二维零件可以在其后的切削操作中用作修剪几何,这样,在该操作中,刀具就不能运动到前一操作中刀柄与零件几何碰撞的区域。 b)使用二维零件(Use 2D Workpiece):打开该选项,可以使系统在同一几何里,搜寻前面操作中保存的、刀柄与零件几何碰撞区域的二维零件几何,如果找到,就用它作为当前操作的修剪几何,从而使刀具避免运动到该区域。该选项也可以与“使用刀柄”(Use Tool Holder)选项联合使用,此时任何刀柄与零件几何碰撞的区域, 都将在当前操作中保存为二维零件几何,以便后续操作中使用。同样,该选项也只有在固定轴铣操作中用区域驱动方法和或清根驱动方法,或等高轮廓铣操作中,才可以通过打开来使用。 ?切削步长 切削步长(Cut Step)是指在零件几何上、刀具定位点间切削方向的直线距离。切削步长距离越小,所产生的刀具路径越接近零件几何表面,产生的切削轮廓就越精确。该下拉列表框包括“刀具直径”与“指定”等两个选项。 a) 刀具直径(Tool Dianeter):用刀具直径的百分数来定义切削步距。选择该选项,其下方文本框选项为“百 分比”(Percent),可在该文本框中输入刀具直径的百分比值。 b) 指定(Specifu):通过指定驱动点间的最大距离来定义切削步距。选择该选项,其下方文本框选项为“最 大步长”(Max.Step Size),可在该文本框中输入最大距离值。 警告:输入的值应该大于零件内、外公差~推荐使用刀具直径值~一定要大于0。 以上两个选项,可以通过调整切削步距,从而避免零件几何表面上的特征被忽略。如果因为切削步距太大,导致产生的驱动点太少,使得两个连续的驱动点,分别位于零件几何表面特征的两侧,也就是说在小特征上没有驱动点,所以刀具就会直接切过小特征,即零件几何表面上的小特征就被忽略,这就不符合加工要求。而如果缩小了切削步距的值,产生的驱动点增多,小特征上就存在驱动点,刀具路径中也就承认了小特征的存在。 ?凸角处理 a) 在凸角上延伸(Extend at Convex Corner):用于避免刀具切削内部突出边缘时停留在凸角处。打开该选项,刀具路径从零件几何上抬起一个小距离,并延伸至凸角端点的高度,当刀具切削到凸角端点的高度时,就直接将刀具移动到凸角的另一侧,从而避免退刀、跨越与进刀等非切削刀具运动。打开选项时也可以在下方的最大顶角角度中指定最大的顶角角度,当凸角角度大于该值时,刀具路径不再延伸。 b) 在边上延伸(Extend at Edges):用于避免刀具切削外部边缘时停留在边缘处。打开该选项,刀具路径从零件几何上抬起一个小距离,并延伸出一段长度,就直接将刀具移动到凸角的另一侧,从而避免退刀、跨越与进刀等非切削刀具运动。打开该选项时,可以用刀具直径的百分比值或者直接指定值来指定刀具路径在边上的延伸长度。 ?斜向上角度/斜向下角度 斜向上角度/斜向下角度(Ramp Up Angle/ Ramp Down Angle)允许指定刀具上坡和下坡角度移动的极限值。角度是从垂直于刀轴的平面上测量的。斜向上角度/斜向下角度的角度值从0?到90?。 当零件轮廓和刀具形状限制了材料的数量,使用斜向下角度可以安全地对零件进行切削。换句话说,它能预防刀具掉入小凹槽中,这种凹槽将在后续操作中单独加工。那些低于斜向下角度的刀具位置点将沿着刀具轴方向抬升至切削层。 当使用斜向上角度。斜向下角度时,他有3个小选项:应用于步距(Apply at Stepover)、优化轨迹(Optimize Path)、延伸至边界(Extend to Boundary)。 a) 应用于步距:此选项使斜向下角度可以应用在步距移动中。例如斜向下角度为45?,上坡角设置为90?。当激活此选项时,和往复式移动一样,斜向下角度将应用于步距移动中。下坡的轨迹和步距被限制在0?到45?的区域间。 b)优化轨迹:此选项使系统从新计算轨迹,刀具尽可能地保持与零件面接触,而使在轨迹之间的非切削运动距离最少。此选项只有在单向(Zig)和往复式(Zig –Zig)切削模式下,而且斜向上角度设置为90?,斜向下角度设置为0?到10?;或者斜向下角度设置为90?,斜向上角度设置为0?到10?时有效。 c)延伸至边界:当创建仅向上(Up Only)或者仅向下(Down Only)的切削时,此选项延伸切削轨迹的末端至零件边界。当把仅向上设置为关时(假如此时斜向下角度为0?),每条刀轨切削到零件的顶部就停止了;当把仅向上设置为开时,每条刀轨按切削方向延伸至零件边界。当把仅向下设置为关时(假如此时斜向下角度为0?),每条刀轨从零件的顶部开始切削;当把仅向下设置为开时,每条刀轨延伸至零件边界开始切削。 ?删除边界跟踪(Remove Edges Tract) 边界跟踪产生的边缘轨迹通常是在驱动路径超出零件几何边缘时所发生的不利情况,因为刀具边缘向下滚过时,可能造成过切。打开或关闭删除边界跟踪可以控制边缘刀具轨迹的出现。 个人观点:这种超出边界的刀具路径部分其实是不产生任何作用的~即使不产生过切~这一边界也是多余的切 削~在绝大多数情况下~应该激活删除边界跟踪。 ?清理几和体 清理几何体(Clearnup Geometry)选项用于产生点、边界或曲线,以便加工后辨认残留在凹槽与陡峭表面上的未切削材料。产生的清理几何体,可以在后续的精加工操作中切除。 提示:只是在固定轴曲面轮廓铣操作对话框采用除清根以外的驱动方法创建刀具路径时~才会计算清理几何体~ 而用操作工具条创建刀具路径~则不会计算清理几何体。 3)非切削运动 非切削运动是描述刀具在切削运动以前、以后以及切削过程中是怎样移动的。这些运动与平面铣中的避让几何体(Avoidance Geometry)和进刀/退刀(Engage/Retract)运动有相似之处,都属于非切削运动。 ?加工过程中的刀具移动工况 工况(Case)是描述何时应用非切削运动(如进刀)。 a) 初始的(Initial):该选项用于初始的进刀运动参数定义。初始进刀是一组顺序的运动,它包括:从点(From Point)、转移运动(Traverse)、接近运动(Aproach)和进刀运动(Engage Movese)。 b) 最终(Final):最终选项用于最终的退刀运动参数定义。最终退刀是一组顺序的运动,它包括:退刀运 动(Retract Moves)、离开运动(Departure)、转移运动(Taverse)和回零点(Gohome Point)。 c) 检查(Check):用于当刀具遇到检查几何体时的运动参数定义。 d) 本地(局部)/重定位(Local/Reposition):这两个选项是切削运动之间的非切削运动参数。由于切削类 型的需要,刀具离开切削表面,使切削路径发生改变,此时用局部选项。比如单向(Zig)切削方法, 在切削路径之间需要刀具退刀和进刀。当刀具在曲面上沿着同一条切削路径运动到远边时,用重置选项。 两个选项的区别在于相关的投影矢量下的切须区域和零件几何体。当切须区域没有能够完全包含零件几 何体或者边界一致,这时为局部选项;而重置选项发生在切削区域完全包含零件几何体时。 e) 默认的(Default):用于没有另外指定的其他所有情形。即指定一种适合于所有情况的相关参数,而不 必对各个参数分别指定。 个人观点:最好在设臵初始的非切削运动时~先使用默认情况创建刀具路径~然后对不符合要求的运动进行 编辑。 ? 加工过程中的刀具运动 不同的工况包含若干运动(Move),运动是确定顺序使用的可用状态(Status)的类型。 运动形式及参数说明 图 标 英 文 中 文 图 标 英 文 中 文 From 出发点 Gohome 停止点 Approach 逼近 Departure 分离 Engage 进刀 Retract 退刀 Traversc 跨越 Clearance 安全几何 Information 信息 ?加工过程中的刀具移动状态 状态决定运动是否用于刀位轨迹,以及决定运动参数是否用于执行这个运动。 由于情形、运动和状态提供了许多的组合,因此,在定义之前需要知道有关非切削移动的两件事情: ? 什么时候必须用到它(指“Case”选项)。 ? 移动的类型是什么,如进刀(Engage)、退刀(Retract)、趋近(Approach)、离开(Departure)或转 移(Transfer)等。 提示:信息图标总是激活的~运动图标是否激活~取决于选择的工况~系统将工况与刀具运动作为一个逻辑组 合来限制其使用。例如~当选择初始的工况时~仅4个图标被激活。每一个运动图标都有一组相关的状 态选取项~状态决定了造操作中是否使用相关运动~若使用~则在执行时应用设臵的参数~当状态设臵 为安全几何时~安全几何图标被激活。 ?出发点与回零点 出发点与回零点为刀具指定最初与最终的位置,必须在定义初始或终止跨越运动之前定义初始点与回零点。只有在工况设置为“初始的”或者“最终”时,才有分别激活初始点与回零点图标。 a)确定状态: ?否(NONE):在当前操作中不指定初始点或者回零点,如果已经存在初始点或者回零点则将被删除。 ?当前的(Active):在当前操作中指定初始点或者回零点,且应用于创建的操作中。 ?非激活的(Inactive):在当前操作中指定初始点或者回零点,但不应用于创建的操作中。 ?无激活的参数(Noparam Active):在设定回零点状态的选项中,在创建操作时只使用回零点描述,而不指定点的坐标或刀轴矢量。 ?用“出发”点(Use From Point):在设定回零点状态的选项中,使用与出发点同样的参数与刀轴矢量。 b)指定点(Specify Point):指定点选项是用点构造器来重新定义一个关联的或不关联的初始点或回零点。一旦指定了一个初始点或回零点,状态选项自动设置为“当前的”(Active)。 c)指定刀具轴(Specify Tool Axis):用矢量构造器在初始点或回零点指定指定刀轴的方向。该选项只在定义了初始点或回零点时才激活。 d)刀具轴被激活(Tool Axis Active):用于确定在指定刀轴选项中指定的刀轴是否输出到刀具路径与CLSF文件中,打开该选项,则输出。 ?进刀与退刀运动 进刀与退刀用于指定刀具作进刀与退刀运动时的相关参数,所定义的参数与特定情况的进刀与退刀运动相关。 个人观点:通常情况下~固定轴曲面轮廓铣使用于精加工曲面~在曲面上本身的加工余量并不是很大~因此在 绝大部分情况下~使用垂直方向的进刀及退刀运动是最安全的~同时设臵也是最简单的,按默认值,~ 可以满足加工精度的要求。 ?逼近与分离运动 逼近(Approach)与分离(Departure)运动用于指定进刀前与退刀后的非切削运动。定义逼近运动与分离运动,有利于指定与进刀或退刀运动不同的进给量和刀具移动方向。 在对话框中首先要设定状态选项,然后设定逼近或分离的运动方向和运动距离。运动方向有“刀轴”、“沿安全几何的法向”、“矢量”3个选项。并可以对逼近运动或分离运动指定进给率或者增加起始处(结尾处)的后置处理命令。 提示:只有在手工的或者自动间隙状态下才可激活运动方向与运动距离选项。 ?跨越运动 用于指定从离开运动终点处、移动到逼近运动起点处的刀具运动。 提示:当离开运动的状态为“否”时~跨越运动的起点是退刀运动的终点,当逼近运动的状态为“否”时~跨 越运动的终点是进刀运动的起点。如果设臵了初始情况的出发点或终止工况的回零点~则跨越运动的起 点与终点分别是回零点或出发点。 在每一种情况下,可以指定单一的终端跨越运动,也可以指定多个跨越运动,系统默认的是自动创建最短的单一终端跨越运动。 ,)指定运动形式:“移动”选项用于指定跨越运动的类型。该选项只有在创建单一终端跨越运动时出现,包括“标准”与“平滑”两个选项。 ?标准(Standard):指定一线性跨越运动,把退刀序列(退刀、离开)与随后的进刀序列(进刀、接近)连接起来。 ?平滑(Smooth):构造成一系列接近圆弧或样条的跨越运动,并相切于退刀与进刀序列。 ,)干涉检查:干涉检查指定系统在作跨越运动时,探测并刀具过切零件几何与检查几何表面后的情况。干涉检查时,所有余量和安全距离都会应用到相应的零件几何与检查几何。另外系统检查到碰撞时,会自动修改跨越运动序列以避免碰撞。 ?不(Off):指定系统不进行干涉检查。 ?警告:(Warning):指定系统在创建刀具路径时,若检测到碰撞就显示报警信息。 选择该选项时,“碰撞检查步距“将被激活。 ?避让(Avoid):指定系统进行干涉检查,若检测到碰撞,则刀轴抬刀刀安全平面,以避免碰撞。选择该选项时,“碰撞检查步距“将被激活。可指定干涉检查频率。 c)顺序控制:插入中间跨越运动,插入选项用于在终端跨越运动前插入中间跨越运动。 可以通过单击删除(Delete)、接受(Accept)、拒绝(Reject)等按钮来进行插入的中间跨越运动的删除、应用、取消。 ?定义安全几何 定义安全几何用于对进刀、退刀、接近、离开以及跨越运动的各种工况指定安全几何。对进刀与接近运动,是从定义的安全几何上离开,向零件几何有面方向运动;对于其他运动,则是从零件几何上离开,向定义的安全几何运动。可以用点、平面、球面或圆柱面等实体来定义安全几何,定义安全几何后,各实体就可与指定的每个非切削运动工况相关联。 提示:安全几何一旦创建就不能被编辑~而只能删除~但是一个运动中正在使用的安全几何将不能被删除。只 有在状态选性设臵为安全平面时~安全几何才能被激活。 a)创建安全几何:创建安全几何图标区,用于指定点、平面、球或圆柱等实体作为安全实体。 ?点(Point):单击该图标将弹出点构造器对话框,构造一个点作为安全几何。 ?平面(Face):单击该图标将弹出平面构造器对话框,构造一个平面作为安全几何。这是最常用的一种安全几何,等同在型腔铣“避让“选项组中的安全平面。 ?球(Sphere):单击该将弹出球构造器对话框,需要指定一个球的半径,然后再构造一个点作为球心来生成一个圆球作为安全几何体。 ?圆柱体(Cylinder):单击该将弹出圆柱体构造器对话框,需要指定一个圆柱半径,然后构造一个点作为底圆中心,再指定一个矢量方向作为圆柱生成方向,生成一个圆柱体作为安全几何体。 b)安全几何体操作:可以通过单击删除(Delete)、接受(Accept)、拒绝(Reject)等按钮来进行新建立的安全几何的删除、应用、取消。 提示:虽然在安全几何体对话框可以定义许多安全几何体~但是每一个工况和运动~只能应用当前高亮显示的 安全几何~即一个工况和运动只能使用一个安全几何体。 ?过切检查 过切检查(Gouge Checking)是为了确保刀具在切削时不超越内公差(Intol)和外公差(Outtol)的数值,或者与零件其他区域不发生干涉。 过切检查是用于下列情况: ? 检查几何体(Check Geometry)。 ? 检查几何体余量(Check Stock)。 ? 非切削运动(Non-cutting moves)。 ? 曲面区域驱动方法(Surface Area Drive Method)。 当产生过切(Whed Gouging)时,有如下选项可供选用: ?警告(Warjing):在刀位源文件(ClSF)中只输出警告信息。它不改变刀具轨迹,没有避让过切的检查几何体,过切仍然存在。 ?跳过(Skip):把那些产生过切的驱动点替代为在最后和下一个非过切点之间的直线运动。 ?退刀(Retract):刀具将根据在非切削运动中检查进刀和退刀参数的定义来避让产生过切的检查几何体。 4、固定轴曲面轮廓铣的常用驱动方式 驱动方式定义了创建驱动点的方法。所选择的驱动方式决定能选择的驱动几何体类型,以及可用的投影矢量、刀具轴和切削方法。如果不选择零件几何体,刀位轨迹将直接由驱动点生成。 (1)曲线/点驱动方式 曲线/点驱动方式允许通过指定点和曲线来定义驱动几何体。驱动曲线可以是敞开的或是封闭的,连续的或是非连续的,平面的或是非平面的。曲线/点驱动方式最常用于在平面雕刻图案或者文字。将零件面的余量设置 为负值,刀具可以在低于零件面处切出一条槽。 1)曲线/点驱动方式的应用 当驱动几何体指定的是点,驱动轨迹将作为直线段被创建在两点之间。当点为驱动几何体时,在所指定顺序的两点间以直线段连接生成驱动轨迹。在图中依序指定1、2、3、4四个点,并依序定义为导向像素。所形成之导向路径,沿指定的投影方向投影至零件表面,形成刀具路径。 提示:一个点可以被使用多次。一个封闭的驱动路径可以通过把一系列的点依次作为起点和终点来定义。 当选择曲线作为驱动几何体时,将沿着所选择的曲线生成驱动点,刀具依照曲线的指定顺序,依序在各曲线之间移动形成刀具路径。在图中依序指定4条直线形成长方形环路。所形成的导向曲线,沿指定的投影方向投影至零件表面而形成刀具路径。 当导向几何图形指定完成之后,系统显示箭头指示内建之切削方向。对开放曲线而言,所选择的端点决定起点位置。对封闭曲线而言,起点位置与切削方向决定于导向曲线节段选取的顺序。 2)驱动几何体的选择 在“驱动几何体”选项下单击“选择”打开曲线/点选择对话框。选择几何体时,应该先设定参数,再选择几何体类型,然后在绘图区选择指定类型的对象,完成选择后单击曲线/点选择对话框中的“确定”按钮。 ? 用户切削进给率(Custom Cut Feedrate):该选项可以为当前所选择的曲线或点指定进给率,可以指定 不同的进给率。 ? 局部抬刀直至结束(Local Lift at End):用于指定断续曲线间的非切削运动。即在曲线的终点处是否 抬刀。关闭该选项时,系统在不连续的曲线间产生一条连接线,作为切削路径。打开该选项时,抬刀到 转换高度后水平移动到下一切削位置再下刀。 ? 几何体类型(Geometry Type):指定选择对象的类型,可选择类型为曲线、曲线成链或点。当选择点时, 会弹出点构造器;当选择曲线成链时,将提示选择开始曲线与结束曲线,结束曲线的选择位置,确定了 整条链接曲线的切削方向。 ? 曲线名(Curve Name):用于直接输入要选择曲线的名称。可通过输入曲线或点的名称,来选择需要的 曲线或点作为驱动几何。 在“驱动几何体“选项下单击”编辑“打开编辑曲线/点对话框。编辑几何体时,按“”按钮可逐条编辑曲线参数,被选择的曲线将在曲线起点显示箭头。 ? 动作模式(Action Mode):用于指定是编辑当前选择的曲线,还是向存在的驱动几何中添加几何编辑。 ? 删除(Remove):从当前几何体中将所选择的曲线或点移去。 ? 改变方向(Change Direction):用于反转当前点或曲线的切削方向。 3)设置切削步长 切削步长(Cut Step)指定沿驱动曲线产生驱动点间距离的方法,产生的驱动点越靠近,创建的刀具路径就越接近驱动曲线,切削步长的确定方式有两种: ?公差(Tolerance):“公差”选项是按指定的法向距离产生驱动点,选择该项时,可在下方的“公差”文本框内输入公差值,作为法向距离。按法向距离不超过规定的公差值,就可以沿曲线产生驱动点,规定的公差值越小,各驱动点就越靠就,刀具路径也就越精确。 提示:按公差方式确定切削步长产生的驱动点并不是均匀分布的。 ?数字(Number):“数字”选项是按设置的最少驱动点数,沿驱动曲线产生驱动点。选择该选项,可在下方的“数字”文本框中输入最少驱动点数。由于刀具路径与零件几何表面轮廓的误差,输入的点数必须在设置的零件表面内、外公差范围内,如果输入的点数太少,系统会自动产生多于最小驱动点数的附加驱动点。 4)显示驱动路径 “显示驱动路径”是各种驱动方式的共同选项,用于显示由选择的驱动几何定义的驱动路径,它只作为一个临时元素创建,仅用于可视化参考。在图形上以驱动点或者驱动线的方式显示驱动路径的方式、角度、间距等,以供用户确认。 (2)螺旋驱动方式 螺旋驱动方式是一个由指定的中心点向外作螺旋线生成驱动点的驱动方式。这些驱动点是在过中心点且垂直于投影矢量方向的平面内生成的。驱动点通过投影矢量投影到零件表面上。 与其他的驱动方式相比,这种驱动方式在步距移动时没有一个突然的换向,它的步距移动是光滑的,保持恒量向外过渡,可以保持固定的切削速度以及平滑的刀具移动,这种特性对高速加工是很有用的。 螺旋驱动方式不受加工几何体的约束,它只是受到最大螺旋半径值的限制。这种驱动方式最好用于圆形零件。 1)指定螺旋中心点 螺旋中心点用于定义螺旋的中心位置,也定义了刀具的开始切削点,如果没有指定螺旋中心点,系统就用绝对坐标原点作为螺旋中心点。定义螺旋中心点时,单击“选择”将弹出点构造器对话框,定义一个点作为螺旋驱动的中心点。 提示:在一个操作中~只能有一个螺旋中心点~通过选择新的点将替换原有的螺旋中心点。 2)设置步进 步进即横向进给量,用于控制两相邻切削路径间的距离,即切削宽度。步进的设定有两种方式,可以直接指定一个固定值或者是以刀经的百分比方式设定。 3)设置最大螺旋半径 最大螺旋半径用于限制加工区域的范围,从而限制产生驱动点的数目,以缩短系统的处理时间,螺旋半径在垂直于投影矢量的平面内进行测量。如果指定的半径超出了零件的边界,刀具在不能切削零件几何表面时,会退 刀、转换,直至与零件表面接触,再进刀、切削。 4)指定切削方向 切削方向与主轴旋转方向,共同定义驱动螺旋的方向为顺时针还是逆时针方向。它包含顺铣切削(Climb Cut)与逆铣切削(Conventional Cut)两个选项,顺铣切削(Climb Cut)指定驱动螺旋的方向与主轴旋转方向相同,逆铣切削(Conventional Cut)指定驱动螺旋的方向与主轴旋转方向相反。 (3)边界驱动方式 边界驱动方式可指定一边界(Boundaries)或环路(Loops)来定义切削区域(环路又称“循环”)。边界不需要与零件表面的形状或尺寸有所关联,而环路则需要定义在零件表面的外部边缘(Edges)。切削区域可为边界或环路,或是两者的组合。根据边界所定义的导向点,沿投影向量投影至零件表面,定义出刀具接触点与刀具路径。边界驱动方法最适合于刀轴方向及投影向量控制需求最少的加工,例如固定刀轴及投影向量的加工。 边界驱动方式与平面加工的工作方式类似。然而与平面加工不同之处在于,为执行曲面精加工,刀具路径必须沿着复杂的曲面轮廓而产生。边界导向如同曲面驱动方式,都在其所包围的区域间产生导向点网格。在边界内部产生导向不点比在曲面上容易,但使用边界导向无法控制刀轴方向与投影向量。例如平面轮廓所产生的导向点,无法均匀包覆于复杂形状的曲面上,或控制投影向量之方向以获得较佳的刀具路径。 边界可由一系列曲线、现行边界线或由零件上的面产生。边界定义出切削区域的外围以及岛屿与口袋的部分。每一条边界线可指定刀轴通过(On)、相切(Tanto)、及接触(Contact)3种刀具位置特征。边界范围可超过零件表面之尺寸、局限于零件表面内部之区域或零件表面之边缘重合。当边界范围超过零件表面的尺寸大于刀具直径时,刀具将会切削超过零件边缘,产生边缘轨迹(Edge Tracing)的现象,造成毛边的不利情形。当边界范围小于零件表面尺寸时,则必须指定刀轴通过、相切及接触等刀具位置。当边界范围与零件表面之边缘重合时,最好选择零件包覆环路(Part Containment Loops),不要选择使用边界,并依照零件曲面的斜率大小,指定刀轴通过、相切及接触等刀具位置。 边界驱动方式允许利用指定的边界和环定义切削区域。边界(Boundary)与零件表面的形状和尺寸无关,而环必须与零件表面的外棱边相对应。切削区域由边界、环或者这两者的组合来定义。从切削区域中产生的驱动点沿着指定的投影方向投影到零件表面上,由此生成刀位轨迹。用边界驱动方式(Boundary Drive Method)可以对复杂的曲面轮廓做精加工,它需要刀具轴和投影方向的控制。 1)边界的选择 边界的选择对话框与平面铣中的零件边界选择对话框是类似的,只是模式中默认的设置不同。平面铣中为面(Face),而边界驱动方式中为边界(Boundary)。 2)零件边界的包容 零件边界的包容(Part Containment)是利用沿着所选择零件表面和表面区域的外部边缘生成的环绕来定义 切削区域。环与边界同样定义切削区域,不同的是它直接在零件表面上产生,而非经过投影产生。 个人观点:如果零件几何体是实体~最好选择面来加工~而不要选择实体。应为实体包含多样的外部边界~这 种不明确的边界会妨碍系统产生环线。 一旦系统建立了环线,可以利用编辑(Edit)功能来确定哪些环线被使用。对于每个环线,“用这个环”(Use This Loop)选项可选择环线是否激活,同时可修改刀具的位置,刀具位置是决定刀具与环线的相对位置。 当环与边界一起使用时,它们的公共部分定义了切削区域。 3)图样(Pattern) 图样(Pattern)也可以理解为切削模式,用来定义刀位轨迹的形状。一些模式是切削整个区域,而另一些模式只切削区域的轮廓;一些模式沿着切削区域的外型加工,而另一些则依赖于零件的外形。所选择的模式决定了此部分的某些选项是有效的。例如,选择平行线切削模式时,切削类型等选项是有效的;而选择轮廓切削模式时,切削类型等选项是无效的。不同模式的选择可得到不同的切削类型。 ?跟随周边“”(Follow Part) 跟随周边(Follow Part)生成一系列沿零件几何形状偏置的加工轨迹。需要指定切削方向—顺铣或者逆铣,指定型腔加工方向—向内或者向外。 警告:需注意的是~当步距大于刀具有效直径的50%时~使用该方式可能产生没有切削到的区域。 ?轮廓切削“”(Profile) 轮廓切削(Profile)是沿着切削区域的周边生成轨迹的一种切削模式。可以用“附加刀路”(Additilnal Passed)选项使刀具逐渐逼近切削边界。 ? 平行线切削“”(Parallel Lines) 平行线切削(Parallel Lines)生成由一系列平行轨迹定义的切削模式。这个选项需要先指定一种切削类型,如Zig-Zig、Zig、Zig With Contour或Zig With Stepover,并且允许指定一个切削角度。 当指定为平行线切削时,“切削类型”与“切削角”两个选项被激活。 ?径向线切削“”(Radial Lines) 径向线切削(Radial Lines)也可称为放射状切削,生成线性(Lines)切削模式,它是由一个用户指定的或者系统计算出来的优化中心点扩展而成。这种切削模式的步距长度是沿着离中心最远的边界点上的弧长进行测量的。 在径向线模式下,在“步进”选项中,可以指定角度(Anglular)进给,它是径向线切削路径模式独有的设置参数。 ?同心圆切削“”(Concentric Arcs) 同心圆切削(Concentric Arcs)从用户指定的或系统计算出来的优化中心点生成逐渐增大或逐渐缩小的圆 周切削模式。刀具路径与切削区域无关。 在全圆路径模式无法产生的拐角部分,刀具移动下一角落进行切削之前,系统将按照所指定的切削方法连接各路径,即在拐角处产生指定切削方法的跨越运动。 ?标准轮廓切削(Satndard Drive) 标准轮廓切削(Satndard Drive)与轮廓切削(Prifile)非常相似。但该方式刀轨始终沿着指定的驱动边界,不能预防轨迹自交过切。 4)指定切削类型 切削类型用于定义在各道切削路径之间刀具是如何走刀的。该选项只能与平行线、径向线、同心圆切削模式配合使用。它包括4个选项: ?双向:创建双向的切削刀轨。这种切削类型允许刀具在步距运动期间保持连续的进给运动。 ?单向:创建单向的刀位轨迹。此选项能始终维持一致的顺铣或逆铣切削,并且在连续的刀轨之间没有沿轮廓的切削。 ?沿轮廓单向:用于创建单向的、沿着轮廓的刀位轨迹,此选项始终维持着顺铣或者逆铣切削。 ?步进单向:用于创建单向的、在进刀边沿着轮廓而在退刀边直接抬刀的刀位轨迹,此选项始终维持着顺铣或者逆铣切削。 5)其他参数设置 ?图样中心(Pattern Center) 图样中心选项用于径向线切削与同心圆切削模式下。手工指定或系统计算其刀具路径的中心点。它包括指定(Specify)与自动(Automatic)两个选项,当选择“指定”时,则弹出点构造器,可指定一点作为路径中心点。当选择“自动”时,系统就切削区域的形状与大小,自动确定最有效的位置作为路径中心点。 提示:系统自动计算时~以生成最多连续环数为目标设定中心点。 ?切削角(Angular) “切削角”选项用于在平行线切削模式中指定刀具路径的角度,这个角度是以工作坐标系的X轴开始按逆时针方向测量的。 切削角度包括自动(Automatic)与用户自定义(User Defined)两个选项,当选择用户自定义时,将弹出切削角对话框,在“度”文本框中输入角度值。 使用用户自定义角度时,可在图形中显示定义的角度,它以箭头方向表示切削角度。 提示:当退出边界驱动方式对话框后~如果改变工作坐标系,WCS,的方向~将不会影响已经设定的切削方向~ 而且在下次进入对话框时~系统将重新计算切削旋转角度。这是因为系统其实是以绝对坐标数值来保存 角度值的。 ?设置横向进给方向 横行进给方向,用来指定向外(Outward)或者向内(Inward)产生刀具路径,它只在跟随周边、同心圆、径向线切削模式下才激活。 ?步进(Stepover) 步进选项用于指定相邻两道刀具路径的横向距离,即切削宽度,它有恒定的(Constant)、残余波峰高度(Scallop)、刀具直径(Tool Diameter)、可变的(Variable)、角度(Angular)这5个选项。其中前4个选项可以参考平面铣加工中对应步进设定方法,而角度选项只在径行线模式下才可使用,是通过指定一个角度来定义一个恒定的步进,即辐射线间的夹角。选择角度(Angular)方式定义步进时,要在下面的“阶次(Degree)”文本框中输入角度值。 ?附加刀路(Additional Passes) 该选项用于轮廓切削模式下,通过指定添加刀具路径的道数,产生多个同心线切削路径,使刀具向边界横向进给,从而沿侧壁切除材料。 ?更多驱动参数(More Drive Parameters) 单击“更多驱动参数”选项,其中区域连接(Region Connection)、边界近似(Boundary Approximation)、岛清理(Island Clearnup)、清壁(Wall Clearnup)、精加工(Finish Passes)这5个选项的设置可参阅平面铣操作的相应选项。 更多驱动参数对话框中角控制(Corner Control)选项组中有两个选项: ? 应用在边界上(Apply at Boundary):刀具路径投影到几何表面之前,按拐角控制选项中的设置,在刀 具路径拐角处插入圆角。 ? 应用在工件表面(Apply at Part Surface):刀具路径投影到几何表面之前,按拐角控制选项中的设置, 在刀具路径拐角处插入圆角。 ?切削区域(Cut Region) 切削区域选项用于定义切削区域的开始点和在图形窗口显示切削区域。 a)切削区域起点(Cut Region Start Point):“切削区域起点”选项组可以系统自动定义(Automatic),也可以由用户指定(Customer),当选择“用户”选项,并单击“增加”按钮后,将弹出点构造器,用于指定切削区域的一个或多个开始点。 提示:由于选择的开始点是刀具开始切削的粗略位臵~因此选择的开始点~并不严格要求位于开始切削的精确位臵~只要在切削区域开始切削大致位臵即可。如果指定了多个开始点~则系统使用最靠近切削区域的点作为开始点的粗略位臵。 提示:做平行线模式的切削~其起始点只能在角落上~所以平行线切削模式将以最靠近指定点的角落开始加工。 b)切削区域显示选项(Cut Region Display Options):该选项组中有以下几个参数。 ?刀具端点(Tool End):指定是否临时显示刀具轨迹,打开该选项,将在零件表面上临时显示刀端轨迹线。 ?接触点(Contact Point):指定是否显示临时接触点,打开该选项,将在零件表面上临时创建一系列刀具与零件几何表面接触的点。 ?接触法向(Contact Normal):打开该选项,将在零件表面上临时创建一系列显示矢量,这些矢量显示在刀具与零件几何表面接触的点上。 ?投影上的刀具端点(Tool End On Projection):将临时创建显示刀端轨迹线在边界平面上的投影,如果无边界投影,则将显示轨迹线投影到WCS原点且垂直于投影矢量的平面上。 ?顺铣与逆铣控制 切削方向与主轴旋转方向,共同定义驱动螺旋的方向是顺时针还是逆时针。它包含顺铣切削(Climb Cut)与逆铣切削(Conventional Cut)两个选项,顺铣切削(Climb Cut)指定驱动螺旋的方向与主轴旋转方向相同,逆铣切削(Conventional Cut)指定驱动螺旋的方向与主轴旋转方向相反。 (4)区域铣削驱动方式 区域铣削驱动方式允许指定一个切削区域来生成刀位轨迹。这个驱动方式与边界驱动方式相似,但是不需要驱动几何体,它使用了一个加强的和自动遏制碰撞的计算方法。区域铣削可以看成是以曲面的边缘作为一个边界驱动。 区域几何体可以作为父节点在操作导航器中定义,也可以在操作内部进行定义。切削区域可以通过选择曲面区域、片体或面来指定。可以用修剪(Trim)几何体进一步约束切削区域。修剪几何体的边界总是封闭的,刀具位置始终为“上”。与曲面区域驱动方式不同,切削区域几何体的选择不需要按照行和列栅格的次序。 提示:如果没有指定一个切削区域~那么系统将使用已选择的零件几何体,排除刀具不能到达的区域,作为切 削区域。 个人观点:区域铣削驱动方式通常作为优先使用的驱动方式来创建刀位轨迹。只要可能~都可以用区域铣削驱 动方式代替边界驱动方式。 在操作对话框中的驱动方式中选择“区域铣削”(Area Milling),将弹出区域铣削驱动方式对话框,该对话框中的选项与边界驱动方式的对话框选项基本上一样,但是没有驱动几何体的选择和边界公差及余量设置,而且多了一个选项:“陡峭包含”。另外在切削类型选项中,多了一个抬刀式往复走刀(Zig-Zag with Lifts)“”。抬刀式往复走刀鱼往复式走刀基本上一样,只是可根据设置的内部进刀,退刀与跨越运动,在路径间抬起刀具,但没有分离与逼近运动。 对话框中陡峭包含(Steep Containment)选项是根据刀具路径的陡峭程度来限制切削区域,以便控制残余面积高度,并避免刀具在陡峭表面产生过切。 零件几何上任意一点的陡峭度,是由刀轴与零件几何表面法向的夹角来定义的,陡峭区域是指零件几何上陡峭度大于等于指定陡峭角的区域。即陡峭角度把切削区域分隔成陡峭区域与非陡峭区域。 ? 否(None):切削整个区域。在刀具路径上不使用陡峭约束,允许加工整个工件表面。 ? 非陡峭的(Non-Steep):切削非陡峭区域,用于切削平缓的区域,而不切削陡峭区域。通常可作为等高轮廓铣的补充。选择该项,需要输入“陡峭必须”(Steep Angle)。 ? Directional Steep:定向切削陡峭区域,切削方向由路径模式方向绕ZC轴旋转90?确定,路经模式方向则由切削角度确定,即从WCS的XC轴开始,绕ZC轴指定的切削角度就是路径模式方向。切削角度可以从选择这一选项后弹出的对话框中指定,也可以从切削角下拉列表中选择用户自定义方式。选择该项,需要输入切削角度和陡峭角度。 警告:定向切削陡峭区域陡峭边的切削区域是与走刀方向有关的~若使用平行切削~当切削角度方向与侧壁平 行时就不作为陡峭处理。而如果是切削非陡峭的~则与切削方向无关。 个人观点:设定为“非陡峭的”或者“Directional Steep”时~应在切削参数中激活“删除边界跟踪”选项~ 以防止刀具切削区域的边缘。 (5)曲面区域驱动方式 曲面区域驱动方式(Surface Area Drive Method)提供了对刀具轴和投影矢量的附加控制。这个方式能创建一组阵列的、位于驱动面上的驱动点。驱动点首先按阵列生成在驱动面上,然后沿投影矢量方向投影到零件面上而生成。这种驱动方式在加工复杂的表面时十分有用。刀位轨迹生成在所选择的零件面上,它是按照已指定的投影矢量方向投影驱动面上的点来得到的。如果零件面没有定义,刀位轨迹则直接创建在驱动面上。驱动面不必是平面,但是必须按行(Rows)和列(Columns)有序地排列,并且每行应有同样数量的曲面,每列也应有同样数量的曲面。 提示:修剪过的面~只要它有4条边~同样可以定义为驱动面。修剪面的每一条边都可以成为一条单独的边界 曲线或是可以认为是一条单独的线~它可包含若干相切边界。 在驱动方式选项中选择曲线驱动时,将弹出曲面驱动方式对话框,在对话框上面部分是选择驱动几何体及设定刀具位置和加工余量,中部选项用于设置切削参数,下部选项用于指定刀轴矢量与投影矢量。 1)定义驱动曲面 “驱动几何体”选项组用于定义和编辑驱动曲面,以创建刀具路径,也可以定义曲面的参数。在曲面驱动方式对话框中单击“选择”,将弹出驱动几何体对话框。在绘图区按顺序选择第一行的曲面,选择完第一行曲面后,单击“选择下一行”再选择第二行曲面,以此类推,完成所有曲面行的定义。 警告:注意选择加工多个曲面时~选取曲面时一定要逐个选取相邻的曲面~否则会因流线方向不统一而无法生成刀具路径。临近的面必须共享同一个边缘~并且不能存在超过所定义公差范围的间隙。 警告:注意选择多行的曲面时~每一行的曲面个数应该相同。 提示:在定义驱动面时状态行显示曲面行数。定义驱动曲面后~系统在绘图区显示默认的切削方向与材料边的方向。 ? 表面余量(Surface Stock):表面余量指定驱动点沿曲面法向的偏置距离,即指定零件被切削后,保留 在零件表面外部的材料量。 ? 刀具位置(Tool Position):刀具位置决定了系统如何计算刀具在零件表面上的接触点。它包含有“相 切于”(Tanto)和“上”(On)两个选项。 2)曲面驱动参数 ?切削方向(Cut Direction):指定开始切削的象限和切削方向,单击该选项,图形窗口中在驱动曲面的四角显示8个方向箭头,可用鼠标选取要求的切削方向。 ?材料反向(Flip Material):用于反转材料边方向矢量。 ?切削区域:切削区域选项,指定在驱动曲面中哪一部分为切削区域。并将该切削区域的边界在图形窗口中 显示出来。其下拉列表中包括“曲面%”与“对角点”两个选项。 ? “曲面%”通过指定第一道与最后一道刀具路径的百分比,以及横向进给的起点与终点的百分比,从驱动曲面中定义出切削区域,该百分比可正可负。选择该选项时,将弹出曲面百分比方式对话框,可在各文本框中输入数值。 提示:对单个驱动曲面~100%代表整个曲面,多个驱动曲面~按驱动曲面个数平方100%~而不管各驱动曲面 的实际大小。 ? “对角点”选项是在选择的驱动曲面上指定两对角点来定义切削区域。选择该项时,弹出无参数对话框,同时在状态行提示选择一个面以定义第一个角点,在图形窗口中选取一个驱动面后,弹出指定点对话框,可用点构造器指定一点,或直接在选择的驱动面上指定一点作为第一个对角点;选择第一个对角点后,系统又弹出无参数对话框,同时状态行提示选择一个面用于定义第二个角点,可用相同的方法定义第二点。选择第二个角点的面可以与第一个角点的面为同一面。 ? 切削步长(Cut Step):切削步长控制在切削方向产生的驱动点的距离,当直接在驱动面上加工或者刀轴相对于驱动曲面定义时,切削步长的定义就特别重要。指定的驱动点越多,则创建的刀具路径就越精确,刀具也就越能精确地跟随驱动曲面的轮廓。切削步距的定义方式包括“公差”与“数字”两个选项。 ? 公差(Tolerance):方式,使驱动点按指定的法向距离产生,此时可在下方的“内公差”与“外公差” 文本框中分别输入允许的法向距离切入与切出公差。法向距离是两相邻驱动点连线与驱动曲面间的最大 法向距离。 ? “数字”(Number)方式,在创建刀具路径时,按指定沿切削方向产生的最少驱动点数。由于刀具路径 与零件几何表面轮廓的误差,必须在指定的零件表面内外公差值内,所以当需要时,系统会自动产生多 余最少驱动点数的附加驱动点。选择该选项后,其下方的参数文本框取决于选择的路径模式,若选择的 是“平行线”模式,则需要输入第一刀切削(First Cut),最后切削(Last Cut),若选择的是其他模 式,则需要输入第一刀切削(First Cut)、第二刀切削(Second Cut)与第三刀切削(Third Cut)。 ?步进(Stepover):步进选项用于指定相邻两道道具路径的横向距离,即切削宽度。其下拉列表选项中包括“残余波峰高度”(Scallop)与“数字”(Number)。 ?使用“残余波峰高度”时,通过指定相邻两道刀具路径间残余材料的最大高度、水平距离与垂直距离来定义允许的最大残余面积尺寸。当选择该选项时,在其下方需要输入残余波峰高度(Scallop Height)、水平限制(Horoaontal Limit)、竖直极限(Vertical Limit)距离。 提示:不论设定的残余面积多大~产生的横向进给距离不可能超过刀具直径的2/3。 个人观点:当驱动曲面是零件表面时~这种方式可以有利于控制残余高度。 ? 当使用“数字”选项时,批定刀具路径横向进给的总数目。 个人观点:曲面驱动方式多在多轴加工中应用~而在固定轴曲面轮廓铣中很少用到~一般以区域驱动来生成刀 具路径。 (6)刀轨驱动方式 刀轨驱动方式(Tool Path Drive Method)可以沿着刀具位置源文件(CLSF)定义的刀位点作为驱动点(Drive Point),在当前的操作中生成一个类似曲面轮廓的刀具轨迹。 驱动点沿着已经存在的刀轨而生成,并且投影到所选择的零件表面,创建新的刀位轨迹。驱动点投影到零件表面的方向由投影矢量来决定。 “刀轨”列表框中列出CLSF文件所包含的刀具路径名,可从中选择需要作为投影的驱动刀具路径,按住Shift键取消误选的刀具路径,选择某刀具路径后,在“进给率的运动类型”列表中列出了该刀具路径包含的所有运动类型及其进给量,同时“回放”与“列表”选项激活,可以在绘图区中重新显示所选的刀具路径,或者按CLSF格式列出刀具路径的文本信息。 “进给率的运动类型”列表框,列出了所选刀具路径中的切削与非切削运动类型及其进给量,从中选择需要的运动类型,则与之关联的刀具路径就会投影到驱动曲面上。 提示:如果希望投影包括快速进给量的所有刀具路径段作为驱动路径~虽然RAPID通常用非切削跨越运动~但 一旦在刀具路径驱动方法操作中选择它~应该被投影到驱动曲面作为切削运动。这一点在ZIG切削方法 中的对角跨越运动时最为明显。 提示:在固定轴曲面轮廓铣中用刀具路径驱动方法时~最多只选择14个不同的进给量~否则就会出错。 (7)径向切削驱动方式 径向切削驱动方式(Radiai Cut Drive Method)可以垂直于并且沿着一个给定边界生成驱动轨迹,使用指 定的步距、带宽和切削类型。这个驱动方式用于生成清根加工。在固定轴曲面轮廓铣操作对话框中选择驱动方式为径向切削,打开径向切削驱动方式对话框。 1)定义驱动几何。通过定义边界来选择或编辑驱动几何,以创建刀具路径,也可以用来为定义的驱动几何指定相关参数。驱动几何可以有多条边界,当从一条边界运动到另一条边界时,会用跨越运动。 如果在零件中没有永久边界,选择该项后,会弹出临时边界对话框,用该对话框可以从头开始定义驱动几何的零式边界。如果在零件模型中存在定义的永久边界,选择该项后,会弹出生成边界对话框,用该对话框可以选择永久边界来定义驱动几何体,也可以创建临时边界来定义驱动几何体。 2)设置带宽(Bandwidth)。带宽选项用于定义加工区域的总宽度,它是在边界平面进行测量的,是材料边方向及其反方向距离的总和。它包括材料侧与另一侧的距离。 提示:“材料侧”与“另一侧”两个参数不能同时为0。 3)步进“Stepover)设置。径向驱动的步进有4种设置方法,分别为恒定的(Constant)、残余波峰高度(Scallop)、刀具直径(Tool Dianeter)和最大(Maximum)。其中前3项在前面的章节已经作了说明,最大(Maximum)选项用于定义横向进给量的最大距离,选择该选项时,可在其下方的“值”(Value)文本框输入最大距离值。相邻两道刀具路径的最宽距离,不能超过“值”文本框中输入的数值。 4)步进方向 ?跟随边界(Follow Boundary):刀具按边界指示器方向沿边界进行单向或往复切削的横向进给。 ?边界反向(Reverse Boundary):刀具按边界指示器方向沿边界相反方向进行单向或往复切削的横向进给 (8)清根切削驱动方式 清根切削驱动方式(Flow Cut)沿着零件表面的凹角和凹谷生成驱动点。这个驱动方式能查找零件几何体在前步操作中刀具没有到达的区域,可以按任何顺序选择表面。如果希望简单,可以选择零件上的所有表面。由系统决定利用哪个表面。 清根加工常用来在前面加工中使用了较大直径的刀具而在凹角处留下较多残料的加工,另外清根切削也常用来在精加工前做半精加工,以减缓精加工时转角带来的不利影响 清根切削的方向和次序由加工的规则所决定,也可以通过手工组合来调整加工次序。刀轨将尽可能以最小的非切削移动来切削零件,并以此来优化刀轨。 清根的刀具路径形式包括有3种: ? 单一路径(Single Pass):沿着凹角与沟槽产生一条单一刀具路径。使用单一路径形式时,没有附加参 数选项被激活。 ? 多重路径(Multiple Passes):通过指定偏置数目以及相邻偏置间的横向距离,在清根中心的两侧产生 多道切削刀具路径。 ? 参考刀具偏置(Reference Tool Offset):参考刀具驱动方法通过指定一个参考刀具直径来定义加工区 域的总宽度,并且指定该加工区中的步距(Stepover),在以凹槽为中心的任意两边产生多条切削轨迹。 可以用重叠距离(Overlap Distance)选项,沿着相切曲面扩展由参考刀具直径定义的区域宽度。 下面重点讲述清根切削中的参考刀具驱动方式(Plow Cut Reference Tool Drive Method)。这个方法对于选用大直径的(参考的)刀具粗加工后再选用小直径刀具进行清根(Cleanup)加工时非常有用。此方式采用切削类型、步距、顺序、参考刀具直径和重叠距离等选项定义切削参数。 1)最大凹腔(Max Concavity) 决定清根切削刀轨生成所基于的凹角。刀轨只有在那些等于或者小于最大凹角的区域生成。所输入的凹角值必须小于179?,并且是正值。当刀具遇到那些在零件面上超过了指定最大值的区域时,刀具将回退或转移到其他区域。 2)最小切削长度(Min Cut Length) 能排除在零件面的分隔区形成的短的刀位轨迹段。当该刀位轨迹段的长度小于所设置的最小切削长度(Min Cut Length)时,在该处将不生成刀轨。这个选项在排除圆角的交线处产生的非常短的切削移动是非常有效的。 3)连接距离(Hookup Distance) 把断开的切削轨迹连接起来,排出小的不连续刀位轨迹或者刀位轨迹中不需要的间隙。这些小的不连续的轨迹对加工走刀不利,它的产生可能是由于零件面之间的间隙造成的,或者是由于凹槽中变化的角度超过了指定值而引起的。输入的数值决定了连接刀轨两端点的最大跨越距离。两个端点的连接是通过线性地扩展两条轨迹得道的。 4)切削类型(Cut Type) 定义刀具怎样从一条轨迹移到下一条轨迹。这里只有Zig-Zag和Zig两种方式。 5)步距(Stepover Distance) 指定连续轨迹之间的距离。 6)顺序(Sequencing) 决定切削轨迹被执行的次序。“顺序”下拉列表中有以下6个选项: ?由内向外(Inside-Out):刀具由清根切削刀轨的中心开始,沿凹槽切第一刀,步距向外一侧移动,直到这一侧加工完毕。然后刀具回到刀轨中心,沿凹槽切削,步距向另一侧移动,直到这一侧加工完毕。可以选择从哪一侧开始切削。 ?由外向内(Outside-In):刀具由清根切削刀轨的一侧边缘开始切削,步距向中心移动,直到这一侧加工完毕。然后刀具回到刀轨一侧边缘,步距向中心移动,直到这一侧加工完毕,可以选择哪一侧先开始切削。 ?交替向外(Inside-Out Alternate):刀具由清根刀轨的中心开始,沿凹槽切第一刀,步距向外一侧 移动,然后刀具在两侧间交替向外切削。 ?交替向内(Outside-In Alternate):刀具由清根刀轨的侧边缘开始切削,步距向中心移动,然后刀具在两侧间交替向内切削。 ?陡壁最后(Steep Last):是一种单向切削,刀具由清根刀轨的一侧(非陡壁处)移向另一侧(陡壁处),刀具穿过中心。 ?陡壁最先(Steep First):是一种单向切削,刀具由清根刀轨的一侧(陡壁处)移向另一侧(非陡壁处),刀具穿过中心。 7)参考刀具直径(Reference Tool Diameter) 通过指定一个参考刀具(先前粗加工的刀具)直径,以刀具与零件产生双切点而形成的接触线来定义加工区域。所指定的刀具直径必须大于当前使用的刀具。 8)重叠距离(Overlap Distance) 扩展通过参考刀具直径沿着相切面所定义的加工区域的宽度。 个人观点:清根切削中~建议使用球头刀~而不使用平底刀或者牛鼻刀~使用平底刀或者牛鼻刀很难获得理想 的刀具路径。 警告:在清根操作中~刀具必须与零件几和的两个表面在不同点接触。如果零件几何表面曲率半径大于刀具刀 尖圆角半径~则无法产生双切线的接触点~也就无法生成清根切削刀具路径。 提示:单路切削时没有切削类型、步进与切削顺序的选择。而多个偏臵需要指定偏臵数~但是没有参考刀具选 项。 十四、点位加工 点位加工在大部分情况下是指钻孔加工。钻孔加工的程序相对简单,通常可以在机床上直接输入程序语句进 行加工,但对于使用UG进行编程的工件来说,使用UG进行钻孔程序的编制,可以直接生成完整程序,使用传输软件将程序输入到机床控制器,可以节省在机床控制器上输入语句而占用机床的时间,缩短辅助时间以提高机床的利用率,同时可以降低人工输入可能产生的差错率,这一点在孔的数量较大时尤其明显。另外对某些复杂的工件,其孔的位置分布较复杂,使用UG可以生成一个程序完成所有的加工,而使用手动编成方式较难实现。 点位加工包括钻孔、镗孔、扩孔、沉孔、铰孔、点焊和铆接等,UG的加工应用,可为各种点位加工操作创建刀具路径。点位加工的刀具运动由3部分组成:首先刀具快速定位在加工位置上,然后切入零件,最后完成切削后退回。 点位加工的技术要点: (1) 在钻孔加工时,需要考虑到钻头的顶部是平的,需要增加一定的深度值。 (2) 选择加工形式决定了其参数是否有效,如果选择了不正确的钻孔循环方式,那么所设置的部分参数 将可能是无效的。 (3) 数控铣或者加工中心上不适于加工及深的孔。 (4) 在钻孔加工前一般要先用中心钻或球头刀钻钻出引导孔,特别是在斜面上钻孔时。否则,钻头极易 偏离中心,严重时甚至会导致钻头折断。 (5) 钻孔加工或者镗孔加工时,一定要注意排屑问题,保证切屑不会挤死。 1、创建点位加工操作 (1) 点位加工选项说明 图标 英 文 中 文 说 明 对应G指令 SPOT_FACING 扩孔 用铣刀在零件表面上扩孔 SPOT_DRILLING 中心钻 用中心钻钻出定位孔 DRILLING 钻孔 普通的钻孔 G81 PEAK_DRILLING 啄钻 啄式钻孔 G83 BEEAKCHIP_ DRILLING 断屑钻 断屑钻孔 G73 BORING 镗孔 用镗刀将孔镗大 G65 REAMING 铰孔 用铰刀将孔铰大 COUNTERBORING 沉孔 沉孔锪平 COUNTERSINKING 倒角沉孔 钻锥形沉头孔 ATPPING 攻丝 用丝锥攻螺纹 G84 THEAD_MILLING 铣螺纹 用螺纹铣刀在铣床上铣螺纹 2、设置点位加工几何 点位加工几何参数的设置,包括指定加工位置、指定加工表面和加工底面等。 (1)工件表面和加工底面设置 工件表面用于指定点位加工时的起始点位置。底面用于指定加工的结束位置,而且孔的钻削深度也是以底面为参考的。加工表面与底面在面的指定上没有区别。 工件表面或底面有以下几种指定方法: 1)零件表面:选择一个零件表面作为工件表面或底面。 2)平面:使用平面构造器构建一个平面作为工件表面或底面。 3)主平面:使用主平面方式定义工件表面或底面,指定Z坐标值。 4)否:不使用平面,即选择点时不指定其高度位置,而是按选择点所在高度位置。 当使用“零件表面”或“平面”方式定义工件表面或底面时,“面名称”选项被激活,可以直接输入平面名称。而使用“主平面”方式时,“ZC平面”选项被激活,用于指定Z坐标值。 当选择了一个平面作为工件表面或底面时,“显示”和“信息”选项被激活,可用于在图形上显示平面所在位置或者显示所指定平面的信息。 (2)指定加工位置 在创建点位加工操作时,必须指定点位加工的加工位置。在点位加工操作对话框中单击图标“”(Holes),再选择下方的“选择”选项,弹出“点位加工几何体”对话框。利用此对话框中相应选项可指定点位加工的加工位置、优化刀具路径、指定避让选项等。 1)选择加工位置 在进行加工位置选择时,先根据需要改变循环参数组,再定义加工位置,完成点的位置指定时,也可以根据需要改变循环参数组,再继续定义加工位置,也可选择结束选项(End of Selection)回到“点位加工几何体”对话框。完成加工位置的定义后在图形窗口显示已定义的加工位置,并且在各加工位置的旁边显示相应的选择序号,该序号即为所选位置的加工顺序号。 ?一般点(Generic Point):“一般点”选项是用点构造器指定加工位置。可指定一点作为加工位置。产生一个点后,在图形窗口显示一个“*”标记,表示该点的位置。 一般点、圆弧以及实体和片体上的孔等几何对象,均可指定为点位加工的加工位置。系统把这些几何对象的中心作为加工位置的位置点,为叙述方便以下简称为加工位置点。选择加工位置时,应注意以下几点: ? 选择片体上的孔作为加工位置时,可以选择片体上的特征孔或者是片体减去圆体形成的孔。但片体上的 孔必须是整圆,且片体必须是平面片体。 ? 选择点作为加工位置时,点表示孔的中心。可以选择单独的点,也可以选择片体或实体表面上的点。 ? 选择实体上的孔作为加工位置时,可以选择特征孔,也可以选择实体减去圆柱体形成的孔。孔的边缘可 以倒直角或倒圆角,且不要求孔所在的实体表面是平面。 对于实体上的孔,系统边缘在钻削时除比较刀具直径和孔径外 ,还会对刀尖角与孔的底部锥角进行比较。 对于实体上的孔,在选择加工位置时,必须选择最上面的边,加工时可用一个负的快速移动位置偏置距离(Rapto Offset),使刀具快速伸入到孔内,再开始切削加工。 ?ALL Holes on Face(表面上的孔):该选项通过选择表面上的所有孔指定加工位置。选择该选项,弹出“表面上所有孔”对话框,可直接在模型上选择表面,则所选表面上各孔的中心指定为加工位置点。如果需要选择表面上某直径范围内的孔,可先单击对话框中的Maximum Diameter或Minimum Diameter选项,指定最大或最小直径,则所选表面上直径在指定范围内的各孔被指定为加工位置。 提示:改变循化参数组后~最大与最小直径的大小不会改变。 ?预钻点(Predrill Points):该选项指定在平面铣或型腔铣中产生的预钻进刀点作为加工位置点。在预钻进刀点位置钻孔后,在随后的铣削加工中,刀具可沿刀轴移动到预钻进刀点而不会切除材料。 平面铣和型腔铣中系统自动定义预钻进刀点,当选择“预钻点”选项时,预钻进刀点显示在零件上,单击“确定”,系统找回存储在临时文件中的两个进刀点,作为预钻孔的加工位置。生成刀具路径后,系统从临时文件中删除预钻孔的加工位置点,以便在随后的铣削加工中存储新的预钻点。 个人观点:应重新将加工操作程序排序~把生成预钻孔刀具路径的点位加工操作排在相应的铣削操作之前。 提示:如果不存在预钻进刀点~则选择该选项时~系统将显示提示信息“该进程中无点”。 ?End of Selection(结束选择):该选项用于结束加工位置的选择。 ?可选的(Select Ability):当用Group、Class Selection选项选择对象,或用鼠标选择单个对象时,“可选的”选项控制所选对象的类型。选择该选项,弹出“可选的选项”对话框,可用其中选项控制选择对象的类型,控制方式有点、圆弧、孔或者点和圆弧、所有类型的几何对象。当指定了某一选项类型后,只能选择该类型图素作为加工位置。 2)添加、忽略加工位置 选择加工位置后,可添加加工位置,也可从已选择的加工位置中忽略某些加工位置。 ?添加加工位置 在“点位加工几何体”对话框中选择“附加”选项,弹出“选择加工位置”对话框,可继续选择加工位置,所选择的加工位置将添加到先前选择的加工位置集合中。 ?忽略加工位置 “点位加工几何体”对话框中选择“忽略”选项,弹出“无参数对话框”,此时可在图形窗口中选取忽略的某些加工位置,选择完成后单击对话框中的“确定”,系统生成刀具路径时,不再使用已经忽略的加工位置。 3)优化刀具路径 优化刀具路径,是重新指定所选加工位置在刀具路径中的顺序。通过优化可得到最短刀具路径,这对变轴点位加工特别有利。同时,优化可将刀具路径上的加工位置限定在水平或垂直区域内,以满足其他约束要求,如夹具位置、机床行程和工作台大小等。 警告:刀具路径优化后~先前定义的避让几何不起作用。因此~如果要用“点位加工几何体”对话框中的避让 选项,Avoid,定义避让几何~必须在刀具路径优化后进行。 在“点位加工几何体”对话框中选择“优化”选项,弹出“优化刀具路径选项”对话框,它提供了4种优化点位加工刀具路径的方法。 ?按最短路径优化 最短路径(Shortest Path)优化方法,是基于最短加工时间对加工位置进行重新排序的优化方法。在加工位置数目很多(30个以上)和需要采用变轴点位加工的情况下,它是首选的优化方法。但这种方法比其他优化方法所需的处理时间更长。 选择Shortest Path选项,系统弹出“最短路径优化选项”对话框。在此对话框中,可选择level选项,指定是采用标准(Standard)优化方式还是高级(Advanced)优化方式。如果需要变轴加工,可选用Based on选项来决定优化时考虑的出发点,也可根据需要,指定刀具路径的起始和终止加工位置,或设置刀具路径起始处和终止处的刀轴方向。刀具路径优化后,系统显示刀具路径的总长和刀轴方向的变化角度,可单击“确定”或“取消”按钮来接受或取消优化结果。 a) Level:该选项涉及系统确定最短刀具路径所需的时间,单击该选项,可使优化方式在Standard和Advanced之间切换。 ? 标准(Standard)方式。首先选择一个加工位置作为刀具路径的起始点,然后按最近距离定下一个加工 位置,依次循环确定余下各加工位置的加工顺序。如第二个加工位置是距离第一个加工位置的最近加工 位置第三个是距离第二个最近的加工位置。 ? 高级(Advanced)。在优化时,这种方式比标准方式需要较长的处理时间,但它生成的刀具路径总长要 短一些,有利于缩短加工时间。 b) Based On:该选项决定优化时考虑的出发点,涉及刀具路径中加工位置之间的距离。对于固定轴点位加工的刀具路径,仅考虑Distance(距离)。对于变轴点位加工的刀具路径,有两种考虑方式:Distance Only和Tool Axis Then Distance。 ? Distance:选择该选项,优化的出发点是考虑距离。通过计算刀具高刀轴的方向在垂直于刀轴的平面内 移动的跨越时间,来确定最短路径。 ? Distance Only:选择该选项,优化的出发点是仅考虑距离。通过计算刀具跨越两加工位置之间的三维 距离所需的时间来确定最短路径,而忽略刀轴方向的变化。 ? Tool Axis Then Distance:选择该选项,优化的出发点是考虑刀轴方向的变化,然后再考虑距离。它 通过计算改变刀轴方向所需的时间和刀具跨越两加工位置之间的三维距离所需的时间来确定最短路径。 c)Start Point和End Point 这两个选项分别指定刀具路径的起始或终止加工位置。在“最短路径优化选项”对话框中选择Start Point或End Point选项,弹出对话框。可用鼠标在图形窗口中选取一加工位置作为刀具路径的起始或终止加工位置,或用对话框中的选项来确定刀具路径的起始或终止加工位置。 d)Start Tool Axis和End Tool Axis 如果采用变轴点位加工,在Based on选项中又选择了Tool Axis Then Distance,且将Start Point或End Point选项指定为“自动“(Automatic),则用户需要使用Start Tool Axis和End Tool Axis选项,分别指定起始和终止加工位置的刀轴方向。共有4种选项:Autimatic、Cuttent Start Tool Axis、Cuttent end Tool Axis和Vector。其中,Vector选项是用矢量构造器定义起始或终止加工位置的刀轴方向。其余选项Autimatic、Cuttent Start Tool Axis、Cuttent end Tool Axis的使用方法,与Start Point或End Point中的选项类似。 e)优化 在“最短路径优化选项”对话框中选择“优化“(Optimize)选项,则执行优化工作。优化结束后,弹出优化结果对话框,并在对话框中显示优化前后的刀具路径总长和刀轴方向的角度变化大小。优化完成,可以通过单击“显示”、“接受”、“拒绝”来显示排列顺序或者接受或放弃优化处理结果。 提示:如果是第一次优化~优化前的刀具路径总长和刀轴方向的角度变化大小~均取决于加工位臵的选择顺序。 ?按水平路径优化 “优化刀具路径选项”对话框中的Horizontal Bands选项,用于定义一系列水平路径带,刀具的往复运动方向大致与工作坐标系得XC轴平行。这些水平路径带由成对水平直线定义,每对水平直线之间的加工位置按照指定的方式排序编号。 选择Horizontal Bands选项,弹出水平带对话框。在对话框中选择“升序”或“降序”选项,可以确定每对水平直线之间各加工位置的排序方式。 选择“升序”或“降序”选项定义刀具路径带时,先用鼠标在图形窗口选择一点,系统临时显示一条过该点且平行于XC轴的直线,并将其作为第一号路径带的第一条直线,再用同样方法定义第一号路径带的第二条直线。如此重复,为每条路径带定义两条直想,直到所有路径带全部定义完毕。最后,单击“确定”,系统将所有加工位置排序后,回到“最短路径优化选项”对话框并忽略那些不在任何水平路径内的加工位置。 ?按竖直路径优化 “优化刀具路径选项”对话框中的Vertical Bands选项用于定义一系列垂直路径带。这种刀具路径的优化方法,除了路径带平行于YC轴和按YC坐标值将每条路径带内的加工位置排序外,其余的都与Horizontal Bands (水平路径带)优化方法类似。 ?重画加工位置 每次优化处理后,“优化刀具路径选项”对话框中的Repaint Points选项用来设置是否重画所有加工位置。 该选项在“是”和“否”之间切换,当设置成“是”时,优化后系统将重新显示每个加工位置的顺序号。 ?显示加工位置 在使用Append、Onit、Avoid或Optimize等选项后,用在“点位加工几何体”对话框的Display Points选项,可验证刀具路径中加工位置的选择情况。系统按新的顺序显示各加工位置的加工顺序号。 3、循环控制 循环控制包括选择循环类型和设置循环参数。其中无循环(No Cycle)实际上是一种非循环加工类型。 (1)循环参数组 在点位加工中,为满足不同类型孔的加工要求,需要采用不同的加工方式,如普通钻孔、啄钻、攻螺纹、忽沉孔和深孔加工等。这些加工方式有的属于连续加工,有的属段续加工,因此,它们的刀具切削运动过程不同。为满足不同类型孔的加工要求,UG在点位加工中提供了多种循环类型来控制刀具的切削运动过程。 1)循环参数组(Cycle Parameter Set):循环参数组选项,用于建立先前定义的循环参数组与后续选择的加工位置的关系。系统将循环参数组中设置的参数(如加工深度和进给量等),指定到随后选择的一个或多个加工位置上,直至重新选择循化参数组为止。系统会在各加工位置,根据与其关联的参数组,在刀具路径中生成CYCLE 语句。如果采用循环加工模式,在每类循环中至少应定义一个循环参数组,最多可定义5个循环参数组。如果用户不指定循环参数组,系统则用第一个循环参数组作为默认的循环参数组。因此,如果用户首先选择的一个或多个加工位置,要用第一个循环参数组作为关联参数组,则不必指定关联组,可用“一般点”或“组”等选项直接指定各加工位置。当需要为随后选择的加工位置指定不同的参数组时,应先选择“Cycle Parameter Set”选项,在弹出的对话框中选择需要的参数组后,系统自动返回到“选择加工位置”对话框,并在对话框中显示当前所选的循环参数组,此时可选择与此参数组相关联的加工位置。 提示:循环参数组仅用于循环加工。对于采用非循环加工,No Cycle,~“选择加工位臵”对话框中的“Cycle Parameter Set”选项~系统显示出错信息“Cycle Not Active”。 另外,对于零件上相同类型且直径相同的孔,其加工方法虽然相同,但由于各孔的深度不同,或者为满足不同孔的加工精度要求,需要用不同的进给速度加工,因此,在同一循环类型中,需要采用不同的加工参数进行加工。在UG中主要是通过在同一循环中指定不同的循环参数组来实现。在每一个循环中参数组中,可以指定加工深度、进给量、暂停时间和切削深度增量等循环参数。在每一个循环中,系统允许最多定义5个循环参数组。 循环参数组(Cycle Parameter Set)是在同一个循环类型中,为用相同加工参数加工多个具有相同尺寸的孔而指定的一组参数。在刀具路径中,使用同一循环参数组的各加工位置点,其加工参数相同。为用不同加工参 数(如孔的深度不同,或进给量大小不同)加工相同类型和直径的多组孔,可以指定多个循环参数组,系统允许最多定义5个循环参数组。 使用循环参数组,可用同一刀具,在各加工位置点用所选循环参数组中设置的参数,加工出满足设计要求的各孔。 选择某循环类型后,系统会弹出相应的循环参数设置对话框,供用户设置相关的循环参数。设置循环参数时,首先要指定循环参数的个数,当指定一种循环方式后,系统弹出“指定参数组”对话框,设定组数(Numer of Sets)后再为每个循环参数设置相应的循环参数。在一个刀具路径中至少应定义1个循环参数组,最多可定义5个循环参数组,即在文本框中应输入1,5的整数。 如果在选择加工位置时已经指定循环参数组,则在重新选择循环类型时,会弹出“指定参数组”对话框(另一种),可选择“显示Cycle参数组”选项,显示使用各循环参数组的相关加工位置;也可在文本框中输入循环参数组的个数,重新定义各循环参数组。 指定循环参数组的个数后,单击“确定”,会弹出“循环参数”对话框。在对话框中设置第一个循环参数后,单击“确定”,系统根据指定的循环参数组个数,决定是否设置下一个循环参数组。如果指定的循环参数组个数为1,则返回至“点位加工操作”对话框;如果指定的循环参数组个数大于1,则弹出新的循环参数对话框,并提示设置第二个循环参数组。可按参数组顺序逐个定义其他循环参数组中的相关参数,直至各循环参数组全部设置完毕。当设置第二个及其以后的参数组时,在对话框的最下部将增建“拷贝上一组参数”选项,使用该选项可以复制前一个参数组中的参数到当前参数组中。 2)啄钻和断屑钻循环参数组 (2)设置循环参数 在设置循环参数时,需要指定各循环参数值,包括进给速度、暂停时间和深度增量等。 1)Depth 钻削深度是指零件加工表面到刀尖的深度。除Standard Drill Csink循环外,其他所有循环需要设置钻削深度参数。在循环参数设置对话框中选择Depth选项,弹出“钻削深度选项”对话框,可以选择确定钻削深度的方法。系统提供了6种确定钻削深度的方法。 ? Model Depth:该方法指定钻削深度为实体上的孔的深度。如果孔的轴线方向与刀轴方向一致且刀具直 径小于或等于孔径,选择Model Depth(模型深度)选项系统会自动算出实体上的孔的深度作为钻削深 度。选择该方法,系统将非实体孔的深度作为零处理(如点、圆弧和片体上的孔等)。 ? 刀尖深度(Tool Tip Depth):该方法沿着刀轴方向,按加工表面到刀尖的距离确定钻削深度。选择该 深度确定方法,则弹出深度对话框,可在对话框的文本框中输入一个正数作为钻削深度。 ? 刀肩深度(Tool Shoulder Depth):该方法沿着刀轴方向,按刀肩到达零件的加工底面来确定切削深度。 ? To Bottom Surface:如果要使刀肩穿透零件加工底面,可在定义加工底面时,用Deptf Offset选项定 义相对于加工底面的通孔穿透量。 ? Thru Bottom Surface:该方法沿刀轴方向,按刀尖刚好到达零件的加工底面来确定切削深度。 ? To Selected Points:该方法沿刀轴方向,按零件加工表面到指定点的ZC坐标之差确定切削深度。 2) Cycle Dwell 暂停时间是指刀具在钻削到孔德最深处时的停留时间。在循环参数设置对话框中选择Dwell选项后,弹出“暂停时间”对话框,各项说明如下: ? 关(Off):该选项指定刀具钻到孔的最深处时不暂停。 ? 上(On):该选项指定刀具到孔的最深处时停留指定的时间,它仅用于各类标准循环。 ? 秒(Seconds):该选项指定暂停时间的秒数。选择该选项,系统弹出相应对话框,可在对话框的文本框 中输入刀具暂停的秒数。 ? ?回转(Revolutions):该选项指定暂停时间的转数。选择该选项,弹出相应对话框,可在对话框的文 本框中输入刀具暂停期间的主轴转数。 3)Csink Diameter 该循环参数指定沉孔直径,系统在CYCLE/DRILL,CSINK命令中以“CSKDIA.d”参数的形式表示沉孔直径大小,它仅用于沉孔标准循环(Standard Drill,Csink)。当选择沉孔标准循环,选择Csink Diameter选项,弹出沉孔对话框,可在对话框的文本框中输入一个沉孔直径。 4)Entrance Diameter 该循环参数指定加工沉孔前的底孔直径,一般沉孔是在先前钻好的底孔上加工。该参数仅用于(Standard Drill,Csink循环。在循环参数设置对话框中选择Entrance Diameter,弹出类似直径对话框,可在对话框的文本框中输入底直径。 5)Feed Rate 该循环参数用于设置刀具钻削时的进给速度,各种循环类型均需设置进给速度参数。在循环参数设置对话框中选择“进给率”选项,弹出“进给率”对话框。该对话框显示当前的进给大小,可在文本框中重新输入进给速度。并且可用“切换单位至”选项来改变进给速度的单位,单击“切换单位至”选项,可在“毫米每分钟”与“毫米每转”之间切换。 6)Increment 该循环参数用于设置相邻两次钻削的深度增量,它仅用于Peck Drill和Break Chip两种循环。Increment参数与Standard_Drill,Deep和Standard_Drill,Brdchp循环中设定的Step Value参数相对应。 在参数设置对话框中选择Increment选项,弹出“增量选项”对话框。利用对话框中的相应选项设定Increment 参数。 ? 空(None):选择该选项,则不指定增量,回到上一级对话框。当不指定增量时,系统不会产生中间深 度,刀具在一次切削运动中钻到孔的最终深度。 ? 恒定的(Constant):该选项指定用固定深度增量切削。选择该选项,弹出深度对话框,可在对话框的 文本框中输入固定深度增量值。刀具每次按相同的深度增量钻削,直到钻到孔的最深处为止。如果孔的 深度不能被固定增量整除,只要输入的增量值没有超过孔的深度,系统则会用指定的增量深度钻削多次, 在最后一进给中,即使实际深度小于深度增量,刀具也只切除余下的部分,而不会超出孔深范围。 4、一般参数设置 (1)最小间距(Minimum Clearance) 最小间距(Minimum Clearance)是刀具沿刀轴方向离开零件加工表面的最小距离。最小安全距离定义了每个操作的安全点,在这点上,刀具由快速运动或进刀运动改变为切削速度运动。指定最小安全距离时,可在文本框内输入数值。该值即是指令代码中R_值,从该位置起,刀具将作切削进给。对于深孔啄钻加工,抬刀时将抬到该位置;而饺孔时进给抬刀也将抬刀到该位置。该值的设置使用相对于所选点的高度,或者是点到零件加工表面的高度。 (2)孔深偏置量(Depth Offset) 孔深偏置量是指定钻盲孔时孔的底部保留的材料量,便于以后对孔进行精加工;或者指定钻通孔时刀具穿过加工底面的穿透量,以确保孔被钻穿。 如果在循环参数设置中将深度设置为模型深度,则孔深偏置时设置参数仅用于实体模型上的孔加工,而不能用于点、圆弧或片体上的孔。如果在循环参数设置中,将深度设置为到达加工底面,则盲孔余量可用于所有加工位置,但必须定义加工底面。如果在设置循环时,将参数设置为穿过所有加工底面,则通孔穿透量可用于所有加工位置,但必须定义加工底面。 (3)偏大刀具 在点位加工攻螺纹操作中,可以用比特加工孔直径大的刀具来攻丝。当在操作对话框中打开选项时,文本框激活,可根据孔径百分比在文本框输入偏大直径的偏差。加工时,系统允许用直径小于孔径加工偏差的刀具来加工孔,即刀具直径小于孔径。 提示:偏大刀具只有在深度循环参数设臵为模型深度~且待加工孔为实体模型上的孔时才可使用。 附录A FANUC数控系统的准备功能 G代码和M代码 表A-1 FANUC系统的G代码 G代码 组别 功 能 附 注 G代码 组别 功 能 附 注 G00 01 快速定位 模态 G54 14 第一工件坐标系设置 模态 G01 01 直线插补 模态 G55 14 第二工件坐标系设置 模态 G02 01 顺时针方向圆弧插补 模态 G56 14 第三工件坐标系设置 模态 G03 01 逆时针方向圆弧插补 模态 G57 14 第四工件坐标系设置 模态 G04 00 暂停 非模态 G58 14 第五工件坐标系设置 模态 G10 00 数据设置 模态 G59 14 第六工件坐标系设置 模态 G11 00 数据设置取消 模态 G65 00 宏程序调用 非模态 G17 16 XY平面选择 模态 G66 12 宏程序调用模态 模态 G18 16 ZX平面选择 模态 G67 12 宏程序调用取消 模态 G19 16 YZ平面选择 模态 G73 01 高速深孔钻孔循环 非模态 G20 06 英制 模态 G74 01 左旋功螺纹循环 非模态 G21 06 米制 模态 G76 01 精镗循环 非模态 G22 09 行程检查开关打开 模态 G80 01 固定循环注销 模态 G23 09 行程检查开关关闭 模态 G81 01 钻孔循环 模态 G25 08 主轴速度波动检查打开 模态 G82 01 钻孔循环 模态 G26 08 主轴速度波动检查关闭 模态 G83 01 深孔钻孔循环 模态 G27 00 参考点返回检查 非模态 G84 01 攻螺纹循环 模态 G28 00 参考点返回 非模态 G85 01 粗镗循环 模态 G31 00 跳步功能 非模态 G86 01 镗孔循环 模态 G40 07 刀具半径补偿取消 模态 G87 01 绝对尺寸 模态 G41 07 刀具半径左补偿 模态 G89 01 增量尺寸 模态 G42 07 刀具半径右补偿 模态 G90 05 工作坐标原点设置 模态 G43 17 刀具长度正补偿 模态 G91 05 模态 G44 17 刀具长度负补偿 模态 G92 “*” 非模态 G49 17 刀具长度补偿取消 模态 G52 00 局部坐标系设置 非模态 G53 00 机床坐标系设置 非模态 表A-2 FANUC系统的M代码 M代码 功能 附注 M00 程序停止 非模态 M01 计划停止 非模态 M02 程序结束 非模态 M03 主轴顺时针旋转 模态 M04 主轴逆时针旋转 模态 M05 主轴停止 模态 M06 换刀 非模态 M08 冷却液开 模态 M09 冷却液关 模态 M30 程序结束并返回 非模态 M31 互锁旁路 非模态 M52 自动门打开 模态 M53 自动门关闭 模态 M74 错误检测功能打开 模态 M75 错误检测功能关闭 模态 M98 子程序调用 模态 M99 子程序调用返回 模态 说明:FANUC以外的控制系统所用的某些指令可能会有所区别,请参考机床或控制器的. 附录B UG CAM 术语中英文对照表 A Approach Maker趋近标记 Activation Range自动进刀范围 Arc Center Probe探头弧心 Add Arcs加圆弧 Area Milling区域铣削 Additional Passes附加轨迹 At Angle To DS与驱动面成角度 Allow Oversize Tool允许偏大刀具 At Angle To PS与零件面成角度 AAppend追加 uxfun辅助功能 Approach趋近刀轨 Avoid避让 Avoidance Geometry避让几何体 Circular-Par To TA在平行于刀具的平面输出圆弧插Away From Line远离参考线 补 Away From Point远离参考点 Clamp夹紧 B Cleanup Geometry清理几何体 Bandwidth带宽 Clearance Plane安全平面 Barrel Cutter鼓形刀 Climb Cut順铣 Blank Boundary 毛坯边界 Closed封闭 Blank Distance毛坯距离 CLSF Action刀具位置源文件作用 Blank Geometry毛坯几何体 CLSF Manager刀具位置源文件管理器 Blank Stock毛坯余量 CLSF(Cutter Location Source File)刀具位置源文件 Blank毛坯 CLW顺时针 Blind Hole盲孔 CNC计算机数字控制 Bottom Regions底面区域 Collision Check碰撞检查 Boundaries边界 Concave Corner凹拐角 Boundary Approximation边界近似(增加沿边界铣削Configuration配置 刀轨) Constant常量 Boundary Face边界面 Contact(Tool Position)接触(刀具位置) Boundary边界 Continuous Path Motion连续刀轨运动 Break Chip断削钻 Control Points进刀控制点 C Conventional cut逆铣 CAM Customization CAM用户化 Convex corner凸拐角 CAM Object CAM对象 Coolant off冷却液关 Case情形 Coolant on冷却液开 Cavity Mill型腔铣 Corner and feed rate control拐角及其进给速度控CCLW逆时针 制 Check Boundary检查边界 Corner angle拐角 Check Geometry检查几何体 Curve,directrix曲线,准线 Circular Feedrate Compensation圆弧进给速度补偿 Curve/point drive曲线和点驱动 Circular-Perp To TA在垂直于刀具的平面输出圆弧Customizing客户化 插补 Cut angle切削角 Cut area切削区域 Dual 4-Axis On Part双四轴于零件面上 Cut depth切削深度 Dump objects关联对象 Cut level切削层 Dwell暂时时间 Cut methed切削方法 E Cut order切削顺序 End-Of-Commands刀轨结束命令 Cut region切削区域 Engage/Retract进刀/退刀方法 Cut region start point切削区域起始点 Engage Motion进刀运动 Cut step切削步距 Engage进刀 Cut切削 Environmen环境 Cutter compensation刀具补偿 Event事件 Cutter diameter compensation刀具直径补偿 Event Generator事件生成器 Cutter length compensatin刀具长度补偿 Event Handler事件处理器 Cutting切削参数 Exclude Face排出的面 Cutting move切削运动 Ext.Tan相切延伸 Cycle definition events固定循环定义事件 F Cycle events固定循环事件 Facing面铣 Cycle move events固定循环运动事件 Fan扇形 Cycle parameter固定循环参数 Far Side远侧 Cycle parameter set固定循环参数组 Feed Per Tooth每齿进给量 Cycle固定循环 Feed rate进给速度 D Filter Methods过滤方法 Definition File Elements定义文件要素 Final Retract最终退刀 Definition File定义文件 Finish Path精加工刀铣 Depth first深度优先 Finish stock最终余量 Depth offset深度偏置 First Cut切削的第一刀(进给量) Directional steep指向陡峭面 Fixed Contour固定轴曲面轮廓铣 Drilling Tool钻头 Fixed depth固定深度 Drive curve lathe驱动曲线车削 FL Stck/Min Clr零件底面余量/最小安全距离 Drive method驱动方法 Flip Material材料侧反面 Dual 4-Axis On Drive双四轴于驱动面上 Floor底平面 Floor &Island Tops底平面和各岛屿的顶面 Incremental Side Stock测余量增量 Floor only只切削底平面 Inheritance继承 Flow cut清根切除 Initial Engage初始进刀 Follow Boundary遵循边界方向 Insert插入 Folllow check Geometry遵循检查几何体形状 Internal Engage内部进刀 Follow Periphery遵循外轮廓形状 Internal Retract内部混刀 Follow Predrill Points沿着预钻孔点 Interpolate插补 From Marker从标记点 Inwaed向里 From start points沿着起始点 Island岛屿 From Marker 从标记点 L G Lathe Cross-Section横切面(用于车削) Generate生成 Lathe Finish精车 Geometry几何体 Lathe Groove车槽 Geometry Ggroups几何体组 Lathe Rough粗车 Geometry Gobjects几何体对象 Lathe Thread车螺纹 Geometry View几何体视图 Layer/Layout视图/布局 Goto转移到 Lead And Lag前导角和后导角 Gouge Check Area过切检查区域 Level First水平优先 Gouge Check过切检查 Levels At Island Tops切削各岛屿的顶面 Graphichl Postprocessing Module(GPM)图形后处Libraries库 理模块 Linear Only只输出直线插补 Grooving Tool车刀槽 List显示列表 Group组 Loop循环 H M Helical按螺旋线(斜坡进刀) Machine Control机床控制 Hookup Distance连接间隙距离 Machine Control Events机床控制事件 I Machine Data File Generator(MDFG)机床数据文件Ignore Chamfers忽略倒角 生成 Ignore Holes忽略孔 Mahine Tool机床 Ignore Islands忽略岛屿 Machine Tool Kinematics机床运动学 Machine Tool Motion Control机床运动控制 Non-Steep Face非陡峭面 Machine Tool Type Options机床类型选项 Normal To Drive与驱动法向一致 Machine Tool View刀具视图 Normal To DS与驱动面法向一致 Machining Environment加工环境 Normal To Part与零件法向一致 Machining Method View加工方法视图 Normal To PS与零件面法向一致 Manufacturing制造(加工) NURBS(Non Uniform Rational B-Spline)非均匀有Manufacturing Output Manager加工输出管理器 理B-样条 Material Side材料侧 O Max Concavity最大凹度 Offset/Gouge刀具偏置过切检查 MCS(Machine Coordinate System)加工坐标系 Omit省略 MDF(Machine Data File)机床数据文件 On(Tool Position)在刀具中心位置上 Method Groups方法组 On Lines按直线(斜坡进刀) Method Objects方法对象 On Shape按外形(斜坡进刀) Mill Area铣削区域 On Surface在曲面上 Mill Boundary铣削边界 ONT(Operation Navigation Tool)操作导航工具 Mill Geometry铣削几何体 Open开口 Milling Tool铣刀 Operation Objects操作对象 Min Clearance最低安全平面 Operation操作 Min Cut Length最小安全距离 Operator Message操作者提示 Motion Output运动输出格式 Optimize优化 Move Events运动事件 Optional Skip Off程序跳段结束 Move Status运动状态 Optional Skip On程序跳段开始 Movement运动形式 Origin原点 Output File Validation输出文件有效 Multi-Depth多层切削 Output Plane输出插补平面 N Outward向外 NC(Numerical Control)数控 Near Side近侧 Overlap Distance搭接距离 No Cycle无固定循环 P Non-Cutting Move非切削运动 Parallel To Ps平行于零件面 Non-Steep避让陡峭面 Parallel To Ds平行于驱动面 Parameter Groups参数组 Proj Ds Normal沿驱动面法向投射 Parent父节点 Proj Ps Normal沿零件面法向投射 Part Boundary零件边界 Projection Vector投射矢量 Part Containment零件包容 R Part Floor Stock零件底部余量 Radial Cut径向切削 Part Geometry零件几何体 Ramp Angle斜坡角度 Part Side Stock零件侧面余量 Ramp Down Angle向下斜坡角度 Part Stock零件余量 Ramp Type斜坡进刀类型 Pattern Center同心圆模式中心 Ramp Up Angle向上斜坡角度 Pattern切削模式 Range切削范围 Peck Drill啄式钻 Range Depth切削范围深度 Permanent Boundary永久边界 Rapid快速进给速度 Planar Mill平面铣 Rapto Offset快进偏置 Pocket内腔 RCS(Reference Coordinate System)参考坐标系 Point To Point Motion点到点运动 Region Connection区域连接 Point To Point点位加工 Region Sequencing切削区域的顺序 Postprocess后置处理 Register Number(刀具补偿)寄存器号 Post Prosessor后置处理生成器 Reject拒绝 Power功率 Relative To Drive相对于驱动面 Pre-Drill Engage Points预钻孔进刀点 Relative To Paet相对于零件面 Pre-Drill预钻孔 Relative To Vector相对于矢量方向 Preferences预设置 Replay重新显示 Prefun准备功能 Reset From Table从表中重新设置 Prepare Geometry预加工几何体 Retract Clearance退刀运动 Preprocess预处理 Retract退刀 Profile轮廓 Return刀具返回 Revetse Boundary反向边界方向 Program Groups程序组 Rotate旋转 Program Object程序对象 Program Order View程序顺序视图 RTRCTO退刀(到C距离) Program程序 S Safe Clearance安全距离 Steep Angle陡峭壁角度 Same As Drive Path与驱动轨迹刀具相同 Steep Area陡峭壁面 Scallop残留高度 Steep Faces陡峭壁面 Seed Face种子面 Steep陡峭壁 Select Head选择主轴头 Step步距(进给速度) Sequence Number序列号 Step Over步距类型/方向 Sequential Milling顺序铣 Stepover行距 Set Modes设置模式 Stock余量 Setup Events事件设置 Stopping Position刀具停止位置 Setup设置 Sub-Operations子操作 Shop Documentation车间工艺文档 Surface Area曲面区域(驱动) Slowdowns降速 Surface Region曲面区域(特征) Smart Objects相关联对象 Surface Speed曲面表面切削速度 Spindle Off主轴停止 Swarf Drive直线面驱动 Spindle On主轴启动 T Spindle Speed主轴转速 Tangent To DS相切于驱动面 Spiral螺旋驱动 Tangent To PS相切于零件面 Standard Bore标准镗 Tangential Edge Angle相切边角 Standard Bore,Back标准背镗 Tanto(Tool Position)相切(刀具位置) Standard Bore,Drag标准镗快退 T-Cutter T型刀 Standard Bore,Manual标准镗手退刀 Templates模板 Standard Bore,No Drag标准镗横向偏置后快退 Temporary Boundary临时边界 Standard Drill标准钻削 Temporary Plane临时平面 The Event Generator事件生成器 Standard Drill,Breal Chip标准钻削,断屑 The Event Generator事件处理器 Standard Drill,Csink标准钻削,沉孔 Thread Milling螺纹铣 Standard Drill,Deep标准钻削,深孔 Threading Tool螺纹车刀 Standard Tap标准攻螺纹 Three Point Plane三点(圆心)探测 Standard Text标准文本(输出) Start Marker起始点标记 Thru Fixed Pt通过固定点 Startup Commands启动命令 Thru Hole通孔 Tilt倾角 Toward Point指向点 Tolerances-Intol/Outtol内公差/外公差 Transfer Method转移方法 Tolerant Machining容错加工 Traversal转移 Tool Axis刀具轴(刀轴) Traverse Interior Edge穿过内边缘 Tool Change换刀 Traverse Pattern转移模式 Tool Checker刀具检测器 Triangle Tolerance三角形公差 Tool Diameter刀具直径 Trim Boundary修剪边界 Tool Groups刀具组 Trim Geometry修剪几何体 Tool Holde刀柄 Turning Tool车刀 Tool Objects刀具对象 Turning车削 Toolpath Actions刀轨动作 U Toolpath刀位轨迹(刀轨) Ugpost UG后置处理器 Tool Position刀具位置 Uncut region未切削区域 Tool Preselect刀具预选 Undercut Handing底部切削处理 Tool刀具 User Defined用户定义 Toward Line指向线 User Defined Event(UDE)用户定义事件 V Variable Contour可变轴曲面轮廓铣 Vericut模拟切削 Veri Points验证点 Visualize切削仿真 W Wall Cleanup周壁清理 Wall Gouging过切处理 Wire EDM线切割 Workpiece工件 Z Z-Depth Offset Z向深度偏置 Zero参考零点 Zig With Contour单向带轮廓铣 Zig With Stepover单向带步距铣 Zig单向切削 Zig-Zag Surface往复式曲面铣 Zig-Zag往复式切削 Z-Level Milling等高轮廓铣 附录C UG的快捷功能键列表 功 能 快捷键 中 文 英 文 File文件菜单 N 新增 New O 开启 Open I 转入 Import E 转出 Export S 储存 Save Part A 另存为新文件 Save Part As P 出图 Plot G 图形互动程序语言 GRIP G 侦错程序语言 Debug GRIP U 使用者程序语言 User Functions C 关闭所选的零件文件 Close Selected Part D 变换显示零件 Change Displayed Part Q 离开 Close Edit编辑菜单 D 删除 Delete J 对象显示 Object Display B 隐藏 Blank B 反隐藏所有零件 Reverse Blank All K 显示所选的 Unblank Selected U 显示所有零件 Unblank All of Parts T 转换 Transform Z 复原 Undo ToolBox工具菜单 E 编辑算式 Expression View视图菜单 F5 更新画面 Refresh F 拟和 Fit Z 缩放 Zoom R 旋转 Rotate Q 构建快速影像 Create Quick Image H 高品质影像 High Quality Image Layout格式菜单 N 新增 New O 开启 Open F 吻合所有视图 Fit All Views Wcs工作坐标菜单 W 旋转WCS Rotate WCS Layer图层菜单 L 设定 Settings V 视图之可见性 Visible in View Info信息菜单 I 物件 Object F2 显示自定工具列 Show Windows C 显示曲率图表 Show Curvature Graphs Preferences参数菜单 J 物件 Object Y 显示 Display T 选择 Selection Application应用菜单 M 实体模型 Molding M 加工模块 Manufacturing W 通路 Gateway Macro宏菜单 R 开始记录/停止记录 Start Record/Stop Record P 执行宏 Playback S 单步执行 Step User Tools自定工具菜单 F3 隐藏目前的 Hide Current Help帮助菜单 F1 帮助 Help
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