第6章 車削加工課件

1、車削加工是機械加工中最主要的加工方法之一，主要用來加工軸類、盤類等回轉體類零件。和前面介紹的平面銑和型腔銑加工類似，UG NX CAM在車削、鉆孔加工方面也具有強大的功能。本章詳細介紹車削、鉆孔等加工的刀具設置、加工參數(shù)設置等方法，并附實例加以說明。第第6章章 車削加工車削加工6.1 入門引例NX車削模塊提供了粗車、精車、車退刀槽、車螺紋和鉆孔循環(huán)等加工類型。能準確控制進給量、主軸轉速和加工余量等參數(shù)。對于如圖6-1所示的回轉體外表面，可利用NX車削模塊完成車削加工。打開NX8.0，從“開始”切換到加工模塊。如圖6-2所示，系統(tǒng)彈出【加工環(huán)境】對話框。在“CAM會話配置”中選擇“cam_gen

2、eral”或“l(fā)athe”，在“要創(chuàng)建的CAM設置”中選擇“turning”，單擊【確定】按鈕，完成加工環(huán)境的初始化。圖圖6-1 6-1 零件圖零件圖展開操作導航器，切換至幾何視圖，然后雙擊“MSC_SPINDLE”，彈出【Turn Orient】對話框，選擇加工平面為ZM-XM，其它選項保持默認，如圖6-3所示。在操作導航器中雙擊“WORKPIECE”，彈出“工件”對話框，如圖6-4所示。圖6-2 【加工環(huán)境】對話框 圖6-3 加工坐標系和加工平面的確定 圖6-4 工件對話框 圖6-5 車加工橫截面確定選擇“工具”“車加工橫截面”，彈出6-5所示的對話框，保持缺省的“全剖”選項，鼠標選項車削

3、零件，單擊鼠標中鍵，【確定】按鈕變亮，單擊【確定】，生成零件橫截面，如圖6-6所示。 圖6-6 零件橫截面在操作導航器中雙擊“TURNING WORKPIECE”，彈出車削邊界對話框，如圖6-7所示。選擇“指定毛坯邊界”圖標，彈出選擇毛坯對話框，如圖6-9所示。輸入長度為102，直徑為41，單擊【確定】按鈕。創(chuàng)建車削加工的刀具。單擊“創(chuàng)建刀具”圖標，彈出【創(chuàng)建刀具】對話框，如圖6-10所示。選擇標準車刀，參數(shù)采用缺省值，設置如圖6-11所示。圖6-8 車削邊界定義 圖6-9 定義毛坯 圖6-10 創(chuàng)建刀具對話框 圖6-11 車刀尺寸定義對話框 在【加工創(chuàng)建】工具條中單擊，彈出【創(chuàng)建操作】對話框

4、，在操作子類型中選擇圖標，參數(shù)設置如圖6-12所示。單擊【確定】按鈕，彈出【粗車_OD】對話框內，保持缺省值，輸入“步進”中最大值為2mm，如圖6-13所示。單擊圖標，生成加工軌跡，如圖6-14所示。圖6-12 【創(chuàng)建操作】對話框 圖6-13 【粗車-_OD】對話框圖6-14 加工刀具軌跡6.2 車削加工概述6.2.1 概述車削加工的加工對象主要是各種回轉表面（內外圓柱面、中心孔、圓錐面、環(huán)槽、回轉體成型面等）和回轉體的端面以及螺紋等。這種加工方式的共同特點是以車刀或鉆頭為主要切削工具，進行各種車削加工。UG NX8.0 CAM車削加工包含粗車（Roughing）、精車（Finishing）、

5、中心孔加工（Centerline Drilling）、鏜孔（Boring）及旋轉體加工（Rotating）等功能。車削加工通常指對零件外表面和外端面的加工；鏜加工是對于內表面和腔體的加工；中心孔加工包含中心孔的鉆削、鉸孔及攻絲等。旋轉體加工包括車槽、車螺紋、切斷等操作。加工模塊提供了21種加工子類型。NX8 車削加工的特點如下：使用固定切削刀具加強并合并基本切削操作。為車床提供了更強大的粗加工、精加工、開槽、螺紋加工和鉆孔功能，該模塊使用方便，具備了車削的核心功能。粗加工和精加工的“切削區(qū)域”是“自動檢測”的，能更快地獲得結果。教學模式操作具有最大的靈活性，特別是希望手工將刀具控制到位的時候。

6、提供了動畫功能，如刀軌回放中的材料移除過程顯示和處理中的工件的 3D 顯示?？梢愿玫刂С衷谝粋€編程會話中以及為機床創(chuàng)建車削、銑削和鉆孔操作。允許為多個主軸設置創(chuàng)建 NC 程序。系統(tǒng)使您能夠連續(xù)規(guī)劃每個單獨子主軸組的加工工藝，然后重新排列操作順序。6.2.2 車削加工的步驟1. 準備工作 把待加工部件和工件（毛坯）的實體模型進行裝配。 設置程序零點 MCS 標識“部件”和“毛坯”幾何體到 CAM 系統(tǒng) 選擇和安裝使用的刀具（可以在編程過程中執(zhí)行）。2. 編程工作 創(chuàng)建面加工操作 創(chuàng)建中心線鉆孔操作 創(chuàng)建粗加工操作 創(chuàng)建精加工操作 管理程序3. 最終活動 檢查程序（完整檢驗、可視化、機床仿真）

7、后處理 創(chuàng)建車削加工刀具 6.3 創(chuàng)建車削加工刀具創(chuàng)建車削加工刀具在UG NX車削中，車削加工刀具主要包含中心孔鉆頭、標準車刀、切槽車刀、螺紋車刀以及成型車刀等幾種。其中，標準車刀又包括外圓車刀和內孔車刀，標準車刀的形狀以菱形為主，切槽車刀多為長梯形。不同的車刀對應著不同的車削加工類型，選擇車刀時，首先要考慮車削加工的部位，其次考慮刀具的形狀和尺寸。刀具編號可以反映出其適宜加工的類型，比如“OD-80-L”表示刀刃在左側的外圓車刀，刀尖角度為80度。其中：OD表示外表面加工，80表示刀具的方向角度，L表示左側。具體刀具創(chuàng)建如圖6-16所示。下面簡要介紹各種車削加工類型常用的刀具。1. 中心孔鉆

8、頭中心孔鉆削是利用車削主軸中心線上的固定刀具（鉆頭）和旋轉的工件來進行鉆孔，在圖6-16所示的【創(chuàng)建刀具】對話框中，單擊“SPOTDRILLING_TOOL”或“DRILLING_TOOL”按鈕，再單擊【確定】按鈕，彈出如圖6-17所示的【鉆刀】對話框。2. 標準車削刀具標準車刀的定義主要包括刀具外形尺寸和刀柄幾何尺寸，在【創(chuàng)建刀具】對話框中，單擊按鈕，系統(tǒng)彈出如圖6-18所示的【車刀-標準】對話框。（1）“鑲塊”選項組該選項組用來指定ISO刀片的形狀和位置。ISO刀片形狀：該選項用來定義刀片的形狀，包括平行四邊形、菱形、六邊形、八邊形、五邊形、矩形、圓形、正方形以及三角形等不同形狀，用戶也可

9、以選擇“用戶定義形狀”來創(chuàng)建自己的刀片。刀片位置：該選項定義主軸的選擇方向，車床主軸順時針旋轉時選擇頂側，逆時針時選擇底側。（2）“尺寸”選項組該選項組用來顯示刀尖角度，指定刀尖半徑和方向角度。刀尖角度：用來顯示或者輸入刀片的刀尖角度。系統(tǒng)根據(jù)所選刀具ISO 插入形狀取值，如果是用戶自定義的刀具，則該選項被激活，在其文本框中輸入數(shù)值已定義刀尖角。刀尖半徑：用來定義刀尖圓角的半徑。方向角度：刀具刃口與加工表面之間的夾角，確定刀柄相對于車窗主軸軸線的位置。（3）“刀片尺寸”選項組該選項組用來設置刀片的尺寸?！皽y量”下拉選項中有【切削邊緣】、【內切圓（IC）】以及【ANSI（IC）】等3種方式分別指

10、定刀片的切邊長度尺寸、刀片內切圓直徑和ANSI標準的刀片內切圓直徑，從而設定刀片尺寸。（4）“更多”選項組該選項組包含“退刀槽角”、“厚度代碼”和“厚度”選項，用來設置刀片的刃傾角和刀片的厚度。3. 車槽刀具 車槽刀具用于零件中的退刀槽等凹槽結構，圖6-16中車槽刀具包括三種，對應不同的切削面，單擊按鈕，彈出如圖6-19所示的【槽刀-標準】對話框，其參數(shù)設置大多與標準車刀相似，下面對某些選項進行說明。4. 螺紋車刀車制內外螺紋時，用到螺紋刀具。圖6-4中螺紋刀具圖標，選擇其中一個，進行螺紋車刀的定義，如圖6-20所示。螺紋車刀包含兩種：標準螺紋車刀和梯形螺紋車刀。刀片形狀選擇【標準螺紋車刀】時

11、，使用刀尖半徑參數(shù)定義刀尖尺寸；當選擇【梯形螺紋車刀】時，使用刀尖寬度參數(shù)定義刀尖尺寸。螺紋刀具的另一個參數(shù)為刀尖偏置， 對于標準螺紋車刀來說，此參數(shù)是刀尖底部與刀具側面的間距，對于梯形螺紋車刀來說，此參數(shù)表示刀尖右側點與刀具左側面的問距。6.4 創(chuàng)建幾何體車削加工的零件為回轉體結構，因此車削加工幾何體可認為是二維結構，通過邊界來定義。車削加工幾何體由加工坐標系、零件、毛坯以及避讓幾何體組成。實際操作中通常先定義加工坐標系，確定車削的主軸，之后通過主軸來定義車削橫向截面，得到待加工旋轉體的截面邊界結構，再根據(jù)得到的邊界定義零件與毛坯。6.4.1 加工坐標系根據(jù)車削加工的特點可知，加工坐標系只需

12、定義在二維界面上。在車削加工環(huán)境下，單擊創(chuàng)建幾何體按鈕，彈出如圖6-21所示的【MCS主軸】對話框。在確定加工的加工坐標系時，加工坐標系的方向必須和機床坐標軸的方向一致，加工坐標系和機床坐標系應該在同一個坐標原點上。圖6-21 【MCS主軸】對話框圖6-22 數(shù)控車床的坐標系 圖6-23 設定編程坐標系1. 機床坐標系數(shù)控車床與數(shù)控銑床一樣，以機床原點為坐標原點建立起來的直角坐標系稱為機床坐標系。數(shù)控車床的機床坐標系是機床固有的，它是制造和調整機床的基礎，也是設置工件坐標系的基礎。其坐標軸及方向按標準規(guī)定，其坐標原點的位置則由各機床生產廠設定，一般情況下，不允許用戶隨意變動。2. 車床工作平面

13、 車床工作平面是指車刀運動的二維平面，是由機床坐標系中的二個軸組成。此處有二個選項，即ZM-XM和XM-YM。為了使編程坐標系方向與機床坐標系方向一致，建議使用車床工作平面為“ZM-XM”。 車床工作平面第一個軸是指主軸軸線，即數(shù)控車床編程中的Z軸，使用 ZM-XM則ZM為主軸；另一個軸則是數(shù)控車床編程中的X軸。6.4.2 車削幾何體（WORKPIECE） WORKPIECE（工件） 主要設置包括：指定部件、指定毛坯、指定檢查等。如圖6-25所示。（1）指定部件與平面銑一樣，在繪圖區(qū)域中直接選中要加工的模型即可。（2）指定毛坯選中“指定毛坯”圖標后，可以用來選取毛坯。具體方法同2.5中“銑削幾

14、何體”。6.4.3 車削橫向截面車削加工橫截面用來生成旋轉體過軸線的截面，得到零件橫截面的邊界線，從而精確定義車削加工的零件邊界和毛坯邊界。在主菜單中，選擇“工具”“車加工橫截面”命令，彈出如圖6-26所示的【車加工橫截面】對話框。可以選擇生成簡單截面，由一個平面進行切割產生，也可以生成復雜截面，使用多個通過軸線的平面進行切割產生。選擇整個部件，然后單擊按鈕或單擊鼠標中鍵，再單擊【確定】按鈕，完成橫截面的生成。6.4.4 車削零件幾何體（TURNING WORKPIECE）在導航器中右鍵單擊“TURNING_WORKPIECE”，或雙擊該選項，彈出如圖6-27 所示的【車削工件】對話框。在此可

15、指定部件邊界及毛坯邊界。1. 部件邊界的定義部件邊界即被車削零件的外輪廓，如果已經(jīng)指定了“車加工橫截面”，那么默認的部件邊界是整個回轉體工件的半面輪廓邊界，在“部件邊界”對話框中只要點擊【確定】即可。2. 毛坯邊界的定義（1）“棒料”按鈕 該按鈕用來定義棒料毛坯，適合于定義實心的加工幾何體。單擊該按鈕，“點位置”選項組用來指定毛坯的安裝位置，“在主軸箱處”表示毛坯軸線與主軸方向相同，“遠離主軸箱”表示毛坯軸線與主軸方向相反，通常選擇在主軸箱處。指定直徑、長度來定義毛坯的幾何尺寸。（2）“管材”按鈕該按鈕用來定義管料毛坯，適合于定義帶有中心孔的加工幾何體。定義方法與棒料的方法相同。（3）“從曲線

16、”按鈕與零件幾何體的定義類似，毛坯幾何體也可以通過指定曲線邊界來定義，選擇圖標，單擊“選擇”，彈出【毛坯邊界】對話框。通過選取面、線或點等方式定義邊界曲線。（4）“從工作區(qū)”按鈕該按鈕用來選擇已有的工件作為毛坯，適用于同一主軸上加工多個零件。6.4.5包容幾何體 包容幾何體用于規(guī)定車削加工的區(qū)域范圍。在定義零件幾何體時，通常選取區(qū)域廣闊的零件邊界，但針對某個車削操作時，往往需要僅對某些部位進行加工，在不重新定義零件邊界的前提下，通過定義包容幾何體來限制加工區(qū)域的范圍，不允許對區(qū)域外的部分進行加工。 在【創(chuàng)建幾何體】對話框中選擇“包容幾何體”按鈕，單擊【確定】按鈕，進入【空間范圍】對話框。定義包

17、容幾何體的方式有兩種，即修剪平面和修剪點。6.5 中心孔加工 采用車削進行中心孔加工能夠保證較高的位置精度和表面粗糙度，NX 8提供的中心孔操作包括中心孔鉆削、锪孔、啄鉆、斷屑鉆、餃孔和攻絲等。中心孔操作對話框如圖6-40所示，選擇不同的孔加工操作，其參數(shù)也會相應地發(fā)生變化，下面對其中一些常用的加工參數(shù)進行介紹。1. 循環(huán)類型（1）循環(huán)“循環(huán)”用來設置中心孔加工的循環(huán)類型。系統(tǒng)提供了6種循環(huán)方式：“鉆”、“鉆，深”、“鉆，斷屑”、“攻絲”、“攻絲，淺”和“鏜”。鏜孔標準循環(huán)的刀具運動過程，取決于機床和后置處理器。典型的鏜孔運動為：刀具進給到孔的最終深度后回退到操作安全點。（2） 輸出選項為了讓

18、系統(tǒng)自動計算鉆孔的刀具路徑，選擇“已仿真”選項。（3） 進刀距離定義刀具沿軸線移動，開始鉆孔時的距離。（4） 主軸停止在刀具從工件處返回前，停止主軸旋轉運動。（5） 退刀該選項用來定義刀具的退出點，包括“至起始位置”和“手工”兩個選項?！爸疗鹗嘉恢谩笔侵竿说稌r回到起始點；“手工”是指定義新的退出點。2. 起點和深度（1）起始位置該選項用來定義刀具的起始點，有“自動”和“指定”兩個選項。選擇“自動”選項時，系統(tǒng)自動指定起始點；選擇“指定”選項時，系統(tǒng)會出現(xiàn)“指定點”選項，可以通過“點對話框”或“自動判斷的點”來指定起始點。（2）入口直徑將進行擴孔操作的孔的外徑，主要空口的锪孔。（3）深度選項該選

19、項用于指定中心孔加工的深度。系統(tǒng)提供了6種深度指定方式，下面對其進行說明。6.6 粗車加工粗車加工是用來高效去除大部分材料的加工方式，為后續(xù)的精加工做準備。單擊下拉菜單【插入】【工序】，或單擊工具條上的“創(chuàng)建工序”圖標，彈出如圖6-42所示的【創(chuàng)建工序】對話框，選擇“粗車外圓”，單擊【確定】按鈕，進入【粗車 OD】對話框，如圖6-43所示。6.6.1 粗車加工類型車削加工操作包括粗車加工、精車加工、槽加工、中心孔加工、Teach Mode 以及零件截斷等操作。粗車子類型類似于銑削加工中的加工方法，選擇不同的子類型，也就是選擇了不同的刀具走刀形式。粗車加工各子類型含義如表6-1所示。6.6.2

20、粗車加工操作 粗車加工中需設置切削策略、合適的加工方法和進刀/退刀路線等。下面介紹如圖6-43 所示的【粗車 OD】對話框中的主要的加工參數(shù)。 1切削策略 切削策略是刀具的走刀方式，應根據(jù)不同的毛坯和零件形狀選用不同的切削方式。下面對各種切削策略進行說明。2刀軌設置方法：該選項指定了車削加工的方法，包括Lathe auxiliary、Lathe centerline、Lathe finish、Lathe groove、Lathe rough和Lathe thread等六種加工方法。步進角度：該選項用以確定刀具的運動方向和坐標軸的夾角，包括“指定”和“矢量”兩個選項。選擇“指定”時，在“與XC的夾角”文本框中輸入數(shù)值就可確定刀具的運動方向；選擇“矢量”時，彈出“指定矢量”選項，可以通過選擇矢量來確定刀具的運動方向。切削深度：用于定義各切削層的加工深度，其選項如下。3變換模式該選項用來指定切削區(qū)域中的低谷區(qū)域內的切削加工順序?！白儞Q模式”的設