典型零件的數(shù)控加工與仿真論文

1、 畢業(yè)(設(shè)計論文系(部機電工程系專業(yè)機械制造與自動化班級08機械制造與自動化一班指導教師姓名學號摘要數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機床在當今機械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益,顯示了其在國家基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用,并已成為傳統(tǒng)機械制造工業(yè)提升改造和實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標志。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機床的廣泛應(yīng)用,給機械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來了革命性的變化。數(shù)控機床是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備。它的發(fā)展是信息技術(shù)(1T與制造技術(shù)(MT結(jié)合發(fā)展的結(jié)果。現(xiàn)代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技術(shù),都是建立在數(shù)控技術(shù)之上的。掌握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)知識是現(xiàn)代機電類專

2、業(yè)學生必不可少的。本次設(shè)計內(nèi)容介紹了數(shù)控加工的特點、加工工藝分析以及數(shù)控編程的一般步驟。并利用CAXA制造工程師軟件完成零件的三維造型,進行加工軌跡設(shè)計,實現(xiàn)加工仿真。利用SEMENS仿真軟件完成仿真加工。利用CAD/CAM軟件及G代碼指令進行手工編程。關(guān)鍵詞:數(shù)控技術(shù)CAXA制造工程師三維造型仿真加工手工編程自動編程目錄1 緒論 (11.1 數(shù)控加工的特點 (11.2 數(shù)控機床 (11.3 數(shù)控加工 (21.4 數(shù)控編程系統(tǒng) (31.5 CAD/CAM系統(tǒng) (42.數(shù)控加工步驟 (52.1 自動編程的基本步驟 (52.2 加工工藝的確定 (62.3 加工模型建立 (62.4 刀具軌跡生成 (

3、72.5 后期G代碼生成 (72.6 加工代碼輸出 (73.課題學習目的 (94.可樂瓶底機構(gòu)分析 (105 凹模型腔的造型 (115.1 繪制截面線 (116型腔造型 (186.1 生成網(wǎng)格面 (186.2 生成直紋面 (187可樂瓶底凹模模型腔加工 (237.1 加工前的準備工作 (237.2 后置設(shè)置 (237.3 等高線粗加工 (257.4 參數(shù)線精加工 (267.5 軌跡方仿真.檢驗與修改 (277.6 生成G代碼 (297.7 生成工序單 (30參考文獻 (33致謝 (341 緒論1.1 數(shù)控加工的特點數(shù)控加工,也稱之為NC(Numerical Control加工,是以數(shù)值與符號構(gòu)

4、成的信息,控制機床實現(xiàn)自動運轉(zhuǎn)。數(shù)控加工經(jīng)歷了半個世紀的發(fā)展已成為應(yīng)用于當代各個制造領(lǐng)域的先進制造技術(shù)。數(shù)控加工的最大特征有兩點:一是可以極大地提高精度,包括加工質(zhì)量精度及加工時間誤差精度;二是加工質(zhì)量的重復性,可以穩(wěn)定加工質(zhì)量,保持加工零件質(zhì)量的一致。也就是說加工零件的質(zhì)量及加工時間是由數(shù)控程序決定而不是由機床操作人員決定的。數(shù)控加工具有如下優(yōu)點:1.提高生產(chǎn)效率;2.不需熟練的機床操作人員;3.提高加工精度并且保持加工質(zhì)量;4.可以減少工裝卡具;5.可以減少各工序間的周轉(zhuǎn),原來需要用多道工序完成的工件,數(shù)控加工一次裝夾完成加工,縮短加工周期,提高生產(chǎn)效率;6.容易進行加工過程管理;7.可以

5、減少檢查工作量;8.可以降低廢、次品率;9.便于設(shè)計變更,加工設(shè)定柔性;10.容易實現(xiàn)操作過程的自動化,一個人可以操作多臺機床;11.操作容易,極大減輕體力勞動強度隨著制造設(shè)備的數(shù)控化率不斷提高,數(shù)控加工技術(shù)在我國得到日益廣泛的使用,在模具行業(yè),掌握數(shù)控技術(shù)與否及加工過程中的數(shù)控化率的高低已成為企業(yè)是否具有競爭力的象征。數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵在于計算機輔助設(shè)計和制造(CAD/CAM系統(tǒng)的質(zhì)量。1.2 數(shù)控機床20世紀40年代末,美國開始研究數(shù)控機床,1952年,美國麻省理工學院(MIT伺服機構(gòu)實驗室成功研制出第一臺數(shù)控銑床,并于1957年投入使用。這是制造技術(shù)發(fā)展過程中的一個重大突破,標志著制

6、造領(lǐng)域中數(shù)控加工時代開始。數(shù)控加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ),這一發(fā)明對于制造行業(yè)而言,具有劃時代的意義和深遠的影響。世界上主要工業(yè)發(fā)達國家都十分重視數(shù)控加工技術(shù)的研究的發(fā)展。我國于是1958年開始研制數(shù)控機床,成功試制出配有電子數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機床,1965年開始批量生產(chǎn)配有晶體管數(shù)控系統(tǒng)的三坐標數(shù)控銑床。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,目前的數(shù)控機床已經(jīng)在工業(yè)界得到廣泛應(yīng)用,在模具制造行業(yè)的應(yīng)用尤為普及。數(shù)控機床種類繁多,模具制造常用數(shù)控加工機床有:數(shù)控銑床、數(shù)控電火花成型機床、數(shù)控電火花線切割機床、數(shù)控磨床和數(shù)控車床。數(shù)控機床通常由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、機械傳動系統(tǒng)及其它輔助系統(tǒng)組成。控制系統(tǒng)用于數(shù)控

7、機床的運算、管理和控制,通過輸入介質(zhì)得到數(shù)據(jù),對這些數(shù)據(jù)進行解釋和運算并對機床產(chǎn)生作用;伺服系統(tǒng)根據(jù)控制系統(tǒng)的指令驅(qū)動機床,使刀具和零執(zhí)行數(shù)控代碼規(guī)定的運動;檢測系統(tǒng)則是用來檢測機床執(zhí)行件(工作臺、轉(zhuǎn)臺、滑板等的位移和速度變化量,并將檢測結(jié)果反饋到輸入端,與輸入指令進行比較,根據(jù)其差別調(diào)整機床運動;機床傳動系統(tǒng)是由進給伺服驅(qū)動元件至機床執(zhí)行件之間的機械進給傳動裝置;輔助系統(tǒng)種類繁多,如:固定循環(huán)(能進行重復加工、自動換刀(可交換指定的刀具、傳動間隙補償(補償機械傳動系統(tǒng)產(chǎn)生的間隙誤差等等。1.3 數(shù)控加工數(shù)控加工是將待加工零件進行數(shù)字化表達,數(shù)控機床按數(shù)字量控制刀具和零件的運動,從而實現(xiàn)零件加

8、工的過程。被加工零件采用線架、曲面、實體等幾何體來表示,CAM系統(tǒng)在零件幾何體基礎(chǔ)上生成刀具軌跡,經(jīng)過后處理生成加工代碼,將加工代碼通過傳輸介質(zhì)傳給數(shù)控機床,數(shù)控機床按數(shù)字量控制刀具運動,完成零件加工。其過程如下圖所示:【零件信息】【CAD系統(tǒng)造型】【CAM系統(tǒng)生成加工代碼】【數(shù)控機床】【零件】1.零件數(shù)據(jù)準備:系統(tǒng)自設(shè)計和造型功能或通過數(shù)據(jù)接口傳入CAD數(shù)據(jù),如STEP,IGES,SAT,DXF,X-T等;在實際的數(shù)控加工中,零件數(shù)據(jù)不僅僅來自圖紙,特別在廣泛采用Internet網(wǎng)的今天,零件數(shù)據(jù)往往通過測量或通過標準數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)确绞降玫健?.確定粗加工、半精加工和精加工方案。3.生成各加

9、工步驟的刀具軌跡。4.刀具軌跡仿真。5.后期處理輸出加工代碼。6.輸出數(shù)控加工工藝技術(shù)文件。7.傳給機床實現(xiàn)加工。1.4 數(shù)控編程系統(tǒng)數(shù)控加工機床與編程技術(shù)兩者的發(fā)展是緊密相關(guān)的。數(shù)控加工機床的性能提升推動了編程技術(shù)的發(fā)展,而編程手段的提高也促進了數(shù)控加工機床的發(fā)展,二者相互依賴。現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)下在向高精度、高效率、高柔性和智能化方向發(fā)展,而編程方式也越來越豐富。數(shù)控編程可分為機內(nèi)編程和機外編程。機內(nèi)編程指利用數(shù)控機床本身提供的交互功能進行編程,機外編程則是脫離數(shù)控機床本身在其他設(shè)備上進行編程。機內(nèi)編程的方式隨機床的不同而異,可以以“手工”的形式分行輸入控制代碼(手工編程、交互方式輸入控制代碼(

10、會話編程、圖形方式輸入控制代碼(圖形編程,甚至可以語音方式輸入控制代碼(語音編程或通過高級語言方式輸入控制代碼(高級語言編程。但機內(nèi)編程一般來說只適用于簡單形體,而且效率較低。機外編程也可以分成手工編程、計算機輔助APT編程和CAD/CAM編程等方式。機外編程由于其可以脫離數(shù)控機床進行數(shù)控編程,相對機內(nèi)編程來說效率較高,是普遍采用的方式。隨著編程技術(shù)的發(fā)展,機外編程處理能力不斷增強,已可以進行十分復雜形體的靈敏控加工編程。隨著微電子技術(shù)和CAD技術(shù)的發(fā)展,自動編程系統(tǒng)也逐漸過渡到以圖形交互為基礎(chǔ)的與CAD集成的CAD/CAM系統(tǒng)為主的編程方法。與以前的語言型自動編程系統(tǒng)相比,CAD/CAM集成

11、系統(tǒng)可以提供單一準確的產(chǎn)品幾何模型,幾何模型的產(chǎn)生和處理手段靈活、多樣、方便,可以實現(xiàn)設(shè)計、制造一體化。雖然數(shù)控編程的方式多種多樣,毋庸置疑,目前占主導地位的是采用CAD/CAM數(shù)控編程系統(tǒng)進行編程。1.5 CAD/CAM系統(tǒng)20世紀90年代以前,市場上銷售的CAD/CAM軟件基本上為國外的軟件系統(tǒng)。90年代以后國內(nèi)在CAD/CAM技術(shù)研究和軟件開發(fā)方面進行了卓有成效的工作,尤其是在以PC機動性平臺的軟件系統(tǒng)。其功能已能與國外同類軟件相當,并在操作性、本地化服務(wù)方面具有優(yōu)勢。一個好的數(shù)控編程系統(tǒng),已經(jīng)不是一種僅僅是繪圖,做軌跡,出加工代碼,他還是一種先進的加工工藝的綜合,先進加工經(jīng)驗的記錄,繼

12、承,和發(fā)展。北航海爾軟件公司經(jīng)過多年來的不懈努力,推出了CAXA制造工程師數(shù)控編程系統(tǒng)。這套系統(tǒng)集CAD、CAM于一體,功能強大、易學易用、工藝性好、代碼質(zhì)量高,現(xiàn)在已經(jīng)在全國上千家企業(yè)的使用,并受到好評,不但降低了投入成本,而且提高了經(jīng)濟效益。CAXA制造工程師數(shù)編程系統(tǒng),現(xiàn)正在一個更高的起點上騰飛。如圖1-1所示; 圖1-1(國產(chǎn)CAD/CAM軟件 CAM系統(tǒng)的編程基本步驟如下:1.理解二維圖紙或其它的模型數(shù)據(jù)2.建立加工模型或通過數(shù)據(jù)接口讀入3.確定加工工藝(裝卡、刀具等4.生成刀具軌跡5.加工仿真6.后期處理生成NC代碼7.輸出加工代碼8.現(xiàn)在分別予以說明。2.2 加工工藝的確定加工工

13、藝的確定目前主要依靠人工進行,其主要內(nèi)容有:1.核準加工零件的尺寸、公差和精度要求2.確定裝夾位置3.選擇刀具4.確定加工路線5.選定工藝參數(shù)2.3 加工模型建立利用CAM系統(tǒng)提供的圖形生成和編輯功能將零件的被加工部位繪制計算機屏幕上。作為計算機自動生成刀具軌跡的依據(jù)。加工模型的建立是通過人機交互方式進行的。被加工零件一般用工程圖的形式表達在圖紙上,用戶可根據(jù)圖紙建立三維加工模型。針對這種需求,CAM系統(tǒng)應(yīng)提供強大幾何建模功能,不僅應(yīng)能生成常用的直線和圓弧,還應(yīng)提供復雜的樣條曲線、組合曲線、各種規(guī)則的和不規(guī)則的曲面等的造型方法,并提供種過渡、裁剪、幾何變換等編輯手段。被加工零件數(shù)據(jù)也可能由其他

14、CAD/CAM系統(tǒng)傳入,因此CAM系統(tǒng)針對此類需求應(yīng)提供標準的數(shù)據(jù)接口,如DXF、IGES、STEP等。由于分工越來越細,企業(yè)之間的協(xié)作越來越頻繁,這種形式目前越來越普遍。被加工零件的外形不可能是由測量機測量得到,針對此類的需求,CAM系統(tǒng)應(yīng)提供讀入測量數(shù)據(jù)的功能,按一定的格式給出的數(shù)據(jù),系統(tǒng)自動生成零件的外形曲面。2.4 刀具軌跡生成建立了加工模型后,即可利用CAXA制造工程師系統(tǒng)提供的多種形式的刀具軌跡生成功能進行數(shù)控編程。CAXA制造工程師中提供了十余種加工軌跡生成的方法。用戶可以根據(jù)所要加工工件的形狀特點、不同的工藝要求和精度要求,靈活的選用系統(tǒng)中提供的各種加工方式和加工參數(shù)等,方便快

15、速地生成所需要的刀具軌跡即刀具的切削路徑。CAXA制造工程師在研制過程中深入工廠車間并有自己的實驗基地,它不僅集成了北航多年科研方面的成果,也集成了工廠中的加工工藝經(jīng)驗,它是二者的完美結(jié)合。在CAXA制造工程師中做刀具軌跡,已經(jīng)不是一種單純的數(shù)值計算,而是工廠中數(shù)控加工經(jīng)驗的生動體現(xiàn),也是你個人加工經(jīng)驗的積累,它人加工經(jīng)驗的繼承,為滿足特殊的工藝需要,CAXA制造工程師能夠?qū)σ焉傻牡毒哕壽E進行編輯。CAXA制造工程師還可通過模擬仿真檢驗生成的刀具軌跡的正確性和是否有過切產(chǎn)生。并可通過代碼較核,用圖形方法檢驗加工代碼的正確性。2.5 后期G代碼生成在屏幕上用圖形形式顯示的刀具軌跡要變成可以控制

16、機床的代碼,需進行所謂后期處理。后期處理的目的是形成數(shù)控指令文件,也就是平我們經(jīng)常說的G 代碼程序或NC程序。CAXA制造工程師提供的后期處理功能是非常靈活的,它可以通過用戶自己修改某些設(shè)置而適用各自的機床要求。用戶按機床規(guī)定的格式進行定制,即可方便地生成和特定機床相匹配的加工代碼。2.6 加工代碼輸出生成數(shù)控指令之后,可通過計算機的標準接口與機床直接連通。CAXA制造工程師可以提供我們自己開發(fā)的通信軟件,完成通過計算機的串口或并口與機床連接,將數(shù)控加工代碼傳輸?shù)綌?shù)控機床,控制機床各坐標的伺服系統(tǒng),驅(qū)動機床。隨著我們國家加工制造業(yè)的迅猛發(fā)展,數(shù)控加工技術(shù)得到空前廣泛的應(yīng)用,CAXA的CAD/C

17、AM軟件得到了日益廣泛的普及和應(yīng)用。我們相信當你認識了CAXA制造工程師以后,CAXA制造工程師一定會走到你的身邊,成為你身邊的不可多得的造型能手,忠實可靠的編程高手,數(shù)控加工工藝的良師益友。3.課題學習目的由上可以看出數(shù)控加工發(fā)展的迅速,它以其多方面的優(yōu)點得到越來越廣泛的應(yīng)用,本次課題的設(shè)計就是應(yīng)用典型零件的數(shù)控加工及特點分析,其中包括:1.了解并掌握銑削類零件加工工藝特性及特點;2.了解數(shù)控銑床功能特點,掌握常用銑削刀具使用要求及選擇方法;3.掌握CAXA制造工程師數(shù)控加工;4.掌握數(shù)控程序的編程。主要的四個方面的內(nèi)容,以可樂瓶底的造型和加工為例對其中對各個方面又進行具體的分析、介紹。4.

18、可樂瓶底機構(gòu)分析可樂瓶底的表面主要由曲面構(gòu)成,造型比較復雜。由于直接用實體造型不能完成,所以先利用CAXA制造工程師2004強大的曲面造型功能作出曲面,再利用曲面裁剪除料生成凹模型腔。可樂瓶底的側(cè)表面可以用網(wǎng)格面來生成,因為是由5個完全相同的部分組成的,我們只要作出一個突起的兩根截面線和一個凹進的一根截面線,然后進行環(huán)形陣列就可以得到其他幾個突起和凹進的所有截面線,最后使用網(wǎng)格功能生成曲面。可樂瓶底的最下面的平面使用直紋面中的“點+曲面”方式來做,這樣做的好處是在做加工時兩張面(直紋面和網(wǎng)格面可以一同用參數(shù)線加工。最后以瓶底的上口為準,構(gòu)造一個立方體實體,然后用可樂瓶底的兩張面把不需要的部分裁

19、剪掉,就可以得到我們要求的凹模型腔。5 凹模型腔的造型5.1 繪制截面線1. 按下F7鍵2. 將繪制平面切換到XOZ平面。3. 單擊“矩形”按鈕,在立即菜單中選擇“中心-長-寬”方式,輸入長度42.5,寬度37,輸入(21.25,0,-10.5為中心店,繪制一個42.5×37的矩形,如圖5-1所示。 圖5-1矩形4. 單擊“等距線”按鈕,在立即菜單中輸入距離3,拾取矩形的最上面一條邊,選擇向下箭頭為等距方向,生成距離為3的等距線。相同的等距方法,生成如圖5-2所示尺寸標注的各個等距線。 圖5-2等距線5. 單擊“裁剪”按鈕,拾取需要裁減的線段,然后單擊“刪除”按鈕,拾取需要刪除的直線

20、,單擊鼠標右鍵確認刪除,結(jié)果如圖5-3所示。 圖5-3裁剪6. 作過P1P2點且與直線L1相切的圓弧。單擊“圓弧”按鈕,選擇“兩點半徑”方式,失去P1點和P2點,然后按空格鍵在彈出的點的工具菜單中選擇“切點”命令,拾取直線L2。7. 作過P4點且與直線L2直線相切,半徑為10的圓R5。單擊“整圓”按鈕,拾取直線L2,切換點工具為“缺省點”命令,然后拾取P4點,按回車鍵輸入半徑10。8. 作過直線端點P3和圓R5的切點的直線。單擊“直線”按鈕,拾取P3點,切換點工具菜單為“切點”命令,拾取圓R5上一點,得到切點P5。結(jié)果如圖5-4所示。 圖5-4繪制小圓9. 作與圓R10相切國過電P5,半徑為1

21、0的圓C1。單擊“整圓”按鈕,選擇“兩點半徑”方式,切換點工具為“切點”命令,拾取R10圓:切換點工具為“端點”,拾取P5點;按回車鍵輸入半徑10。10. 作與圓弧C4相切,過直線L3與圓弧C4的交點,半徑為10的圓C2。單擊“整圓”按鈕,選擇“兩點半徑”方式,切換點工具為“切點”命令,拾取圓弧C4;切換點工具為“交點”命令,拾取L3和C4得到它們的交點;按回車鍵輸入半徑10。11. 作與圓C1和C2相切,半徑為50的圓弧C3。單擊“圓弧”按鈕,選擇“兩點半徑”方式,切換點工具為“切點”命令,拾取圓C1和C2,按回車鍵輸入半徑50,結(jié)果如圖5-5所示。 圖5-5繪制半徑50的圓 12. 單擊“

22、移動”按鈕,選擇“拷貝”方式,復制一條圓弧C4;在圓弧C4上單擊鼠標右鍵選擇“隱藏”命令,將一條隱藏。13. 單擊“裁剪”按鈕和“刪除”按鈕,去掉不需要的部分,結(jié)果如圖5-6所示。 圖5-6裁剪14. 按下F5鍵將繪圖平面切換到XOY平面,然后再按F8鍵顯示其軸測圖。15. 單擊“平面旋轉(zhuǎn)”按鈕,在立即菜單中選擇“拷貝”方式,輸入角度41.10度,拾取坐標原點為旋轉(zhuǎn)中心點,然后框選所有線段,單擊鼠標右鍵確認,結(jié)果如圖5-7所示。 圖5-7旋轉(zhuǎn) 16. 單擊“刪除”按鈕,刪除不需要的部分。按下Shift+方向鍵旋轉(zhuǎn)視圖,觀 察生成的第一條截面線。單擊“曲線組合”按鈕,拾取截面線,選擇方向,將其組

23、合為一條樣條曲線。結(jié)果如圖5-8所示。 圖5-8刪除17. 至此,第一條截面線完成。因為作第一條截面線用的拷貝旋轉(zhuǎn),所以完整的保留了原來繪制的圖形,我們只需要稍加編輯就可以完成第二條截面線。18. 按F7鍵將繪圖平面切換到XOZ面內(nèi)。單擊“線面可見”按鈕,顯示前面隱藏掉的圓弧C4,并拾取確認。然后拾取第一條截面線單擊鼠標右鍵選擇“隱藏”命令,將其隱藏掉。結(jié)果如圖5-9所示。 圖5-9隱藏 19. 單擊“刪除”按鈕,刪掉不需要的線段。單擊“曲線過渡”按鈕,選擇“圓弧過渡”方式,半徑為10,對P2P2兩處進行過渡。單擊“曲線組合”按鈕,拾取第二條截面線,選擇方向,將其組合為一樣條曲線。結(jié)果如圖5-

24、10所示。 圖5-10組合20. 按下F5鍵將繪圖平面切換到XOY平面,然后再按F8鍵顯示其軸測圖。單擊“整圓”按鈕,選擇方式“圓心半徑方式”以軸方向直線兩端點為圓心,拾取截面線的兩端點為半徑,繪制如圖5-11所示的兩個圓。 圖5-11繪制兩個圓21. 刪除兩條直線。單擊“線面可見”按鈕,顯示前面隱藏的第一條截面線。22. 單擊曲面編輯工具欄中的“平面旋轉(zhuǎn)”按鈕。在立即菜單中選擇“拷貝”方式,輸入角度11.2度,拾取坐標原點為旋轉(zhuǎn)中心點,拾取第二條截面線,單擊鼠標右鍵確認。結(jié)果如圖5-12所示。 圖5-12平面旋轉(zhuǎn)可樂瓶底有5個相同的部分,至此完成了一部分的截面線,通過陣列就可以得到全部,這是

25、一種簡化作圖的有效方法。23. 單擊“陣列”按鈕,選擇“圓形”陣列方式,份數(shù)為5,拾取3條截面線,單擊鼠標右鍵確認,拾取原點(0,0,0為陣列中心,單擊鼠標右鍵確認,立刻得到如圖5-13所示結(jié)果。 圖5-13陣列至此為構(gòu)造曲面所作的線架已經(jīng)完成。6型腔造型6.1 生成網(wǎng)格面按F5鍵進入俯視圖,單擊曲面編輯工具欄中的“網(wǎng)格面”按鈕,依次拾取U截面線共兩條,單擊鼠標右鍵確認;再依次拾取V截面線共15條,如圖所示。單擊鼠標右鍵確認,稍等片刻曲面生成。結(jié)果如圖6-1所示。 圖6-1網(wǎng)格面6.2 生成直紋面底部中心部分曲面可以用兩種方法來做:裁剪平面和直紋面(點+曲線。這里用直紋面“點+曲線”來做,這樣

26、的好處是在做加工時,兩張面(網(wǎng)格面和直紋面可以一同用參數(shù)先來加工,而面裁剪平面不能與非裁剪平面一起來加工。1. 單擊曲面編輯工具欄中的“直紋面”按鈕,選擇“點+曲面”方式。按空格鍵在彈出的點工具菜單選擇“圓心”命令,拾取底部圓,先得到圓心點,再拾取圓,直紋面立即生成,結(jié)果如圖6-2所示。 圖6-2直紋面2. 選擇“設(shè)置”“拾取過濾設(shè)置”命令,取消圖形元素的類型中的“空間曲面”項。然后選擇“編輯”“隱藏”命令,框選所有曲線,單擊鼠標右鍵確認,就可以將線框全部隱藏掉。至此可樂平地的曲面造型已經(jīng)作完。在CAXA制造工程師2004中利用曲面裁剪是使實體獲得曲面表現(xiàn)的重要方法。先以瓶底的上口為基準面,構(gòu)

27、造一個立方體實體,然后用可樂瓶底的兩張面(網(wǎng)格面和直紋面把不需要的部分裁剪掉,得到我們要求的凹模型腔。1. 單擊特征樹中的“平面XOY”,選定平面XOY為繪圖的基準面。單擊“繪制草圖”按鈕,進入草圖狀態(tài),在選定的基準面XOY面上繪制草圖。 2. 單擊曲線工具欄中的“矩形”按鈕,選擇“中心-長-寬”方式,輸入長度120,寬度120,失去坐標原點(0,0,0為中心,得到一個120*120的正方體,如下圖6-3所示。 圖6-3繪制矩形3.單擊特征生成工具欄中的“拉伸”按鈕,在彈出的拉伸對話框中,輸入深度50,選中“反向拉伸”復選框,單擊確定按鈕得到立方體。4.選擇“設(shè)置”“拾取過濾設(shè)置”命令,在彈出

28、的對話框中的“拾取時的導航加亮設(shè)置”選項中“加量空間曲面”,這樣當鼠標移到曲面上是,曲面的邊緣會被加亮。同時為了更加方便拾取,單擊“顯示線架”按鈕,退出真實感顯示,進入線架顯示,可以直接選取曲面的網(wǎng)格面,結(jié)果如圖6-4和6-5所示。 圖6-4拾取過濾器 圖6-5線框顯示5.單擊特征生成工具欄中的“曲面裁剪除料”按鈕,拾取可樂瓶底的兩個曲面,選中對話框中的“除料方向選擇”復選框,切換除料方向為向里,以便得到正確的結(jié)果。6.單擊“確定”按鈕,曲面除料完成。選擇“編輯”“隱藏”命令,拾取兩個曲面將其隱藏掉。然后單擊“真實感顯示”按鈕,造型結(jié)果如圖6-6所示。 圖6-6造型7可樂瓶底凹模模型腔加工因為

29、可樂瓶底凹模型腔的整體形狀較為陡峭,所以粗加工采用等高線粗加工方式。然后采用參數(shù)線近精工方式對凹模型腔中間曲面進行精加工。7.1 加工前的準備工作設(shè)定加工毛配選擇加“工定”“定義毛配”命令,彈出“定義毛配”對話框。選擇“參照模型”,單擊“確定”按鈕,完成毛配的定義,如圖7-1所示。 圖7-1設(shè)定毛坯7.2 后置設(shè)置用戶可以增加當前使用的機床,給出機床名,定義適合自己機床的后置格式。系統(tǒng)默認的格式為FANUC系統(tǒng)的格式。1.選擇“加工”“后置處理”“后置設(shè)置”命令,彈出“機床設(shè)置”對話框如圖7-2所示。 圖7-2機床后置處理2. 增加機床設(shè)置。選擇當前機床類型。3. 后指出里設(shè)置,選擇后置設(shè)置選

30、項卡,根據(jù)當前的機床,設(shè)置參數(shù),如圖7-3所示。 圖7-3后置設(shè)置7.3 等高線粗加工單機“加工”“粗加工”“等高線粗加工”或單擊“等高線粗加工”按鈕,彈出“等高線粗加工”對話框。1. 按表所示設(shè)置各項參數(shù)。如果刀具庫沒有要選擇的刀具,可以單擊“增加刀具”按鈕,彈出“刀具定義”對話框,輸入刀具名稱,設(shè)定增加的道具的參數(shù)。輸入正確的數(shù)值,刀具定義即可完成。刀具名稱一般都是以銑刀的直徑和刀角半徑來表示,刀具名稱盡量和工廠中用刀的習慣一致。刀具名稱一般表示形式為“D20,r5,D代表刀具直徑,r代表刀角半徑。道具的參數(shù)要與實際的相同,其中的刀刃長度與仿真有關(guān)而與實際加工五官。2.根據(jù)左下方的提示拾取

31、曲面·拾取輪廓。單擊鼠標右鍵確認以后系統(tǒng)開始計算,稍候,得出軌跡如圖所示。3.拾取粗加工刀具軌跡,單擊鼠標右鍵選擇“隱藏”命令,將粗加工軌跡隱藏掉,以便觀察下面的精加工軌跡。如圖表格7-1所示 7.4 參數(shù)線精加工本例精加工可以采用多種方式,如參數(shù)線·等高線+等高線補加工等。下面僅以參數(shù)線加工為例介紹軟件的使用方法。曲面的參數(shù)線加工要求曲面有相同的走向·公共的邊界,選區(qū)位置要對應(yīng)。選擇“加工”“精加工”“參數(shù)線精加工”命令或單擊按鈕,彈出“參數(shù)線精加工”對話框。1. 按照表中內(nèi)容設(shè)置參數(shù)線精加工的加工參數(shù)2. 根據(jù)狀態(tài)欄提示拾取曲面,當把鼠標移到型腔內(nèi)部時,曲面自

32、動被加亮顯示,拾取同一高度的兩張曲面,單擊鼠標右鍵確認,根據(jù)提示完成相應(yīng)的工作,最后生成軌跡。如表格7-2所示。 7.5 軌跡方仿真·檢驗與修改1. 單擊“線面可見”按鈕,顯示所有已經(jīng)生成的加工軌跡,然后失去粗加工軌跡,單擊鼠標右鍵確認。2. 選擇“加工”“軌跡仿真”命令。拾取粗加工和精加工的刀具軌跡,單擊鼠標右鍵結(jié)束,系統(tǒng)彈出“軌跡仿真”界面。3. 單擊按鈕,系統(tǒng)立即將進行加工仿真,并彈出“仿真加工”對話框,如圖所示。仿真加工過程中,系統(tǒng)顯示走刀過程,如圖7-4和7-5所示。 圖7-4仿真加工 圖7- 5仿真加工7.6 生成G代碼1.選擇“加工”“后置處理”“生成G代碼”命令,彈出“選擇后置文件”對話框,填寫加工代碼文件名“可樂瓶底粗加工”,單擊“保存”按鈕,如圖7-6所示。 圖7-6選擇后置文件2.拾取生成的粗加工的刀具軌跡,單擊鼠標右鍵確認,立即彈出粗加工代碼文件保存即可,如圖7-7所示。 3.同樣方法生成精加工G代碼,如圖7-8所示。 圖7-8精加工程序7.7 生成工序單選擇加工工藝清單命令,彈出工藝清單對話框,如圖7-9所示。填寫加工零件名稱可樂瓶底粗加工,單擊拾取軌跡按