UG-NX80數(shù)控加工基礎(chǔ)及應(yīng)用第6章數(shù)控多軸課件

1、1第6章 數(shù)控多軸加工簡例 UG NX8.0數(shù)控加工基礎(chǔ)教程 韓偉主編26.1多軸加工概述6.2多軸加工的特點(diǎn)6.3圓柱凸輪多軸加工實(shí)例零件圖6.4加工工藝分析6.5創(chuàng)建加工操作6.6后處理與集成仿真習(xí)題36.1多軸加工概述 在UG NX中，多軸加工主要是指可變軸曲面輪廓銑和順序銑這兩種加工方法。兩者針對的待加工的復(fù)雜曲面具有不同點(diǎn)，加工方法類型具有很大的區(qū)別。 可變軸曲面輪廓銑用于由輪廓曲面形成區(qū)域的精加工。它可以通過精確控制刀軸和投影矢量，使刀軌沿著非常復(fù)雜的曲面的復(fù)雜輪廓移動(dòng)?？勺冚S曲面輪廓銑為4、5軸的加工中心提供了強(qiáng)大而有效的加工手段。 順序銑用于連續(xù)加工一系列相接表面，并對面與面之

2、間的交線進(jìn)行清根加工，是一種空間曲線加工方法。一般用于零件的精加工，可保證相接表面光順過渡。順序銑可以用于固定軸輪廓銑，也可以用于可變軸曲面輪廓銑，可以在3、4或5軸機(jī)床上精加工零件。順序銑操作運(yùn)用刀具“線性”運(yùn)動(dòng)來完成零件邊沿的精加工。 多軸加工主要用于半精加工或精加工曲面輪廓銑削，其加工區(qū)域由選擇的表面輪廓組成，并且提供了多種驅(qū)動(dòng)方法和走刀方式。因此多軸加工可以對不同的部件輪廓曲面選擇最佳的切削路徑和切削方法，進(jìn)而滿足各種復(fù)雜型面的加工要求。6.2多軸加工的特點(diǎn) NX多軸加工主要通過控制刀具軸矢量、投影方向和驅(qū)動(dòng)方法來生成加工軌跡。加工關(guān)鍵就是通過控制刀具軸矢量在空間位置的不斷變化，或使刀

3、具軸的矢量與機(jī)床原始坐標(biāo)系構(gòu)成空間某個(gè)角度，利用銑刀的側(cè)刃或底刃切削加工來完成。 多軸加工通過對刀軸的變化控制可以把許多復(fù)雜的問題簡單化，因此多軸加工具有以下特點(diǎn)： 1. 減少零件的裝夾次數(shù)，縮短輔助時(shí)間，提高定位精度； 2. 可以加工斜角和倒勾等三軸無法加工的區(qū)域； 3. 用更短的刀具從不同的方位去接近零件，增加刀具剛性； 4. 讓刀具沿零件面法向傾斜，改善切削條件，避免球頭切削； 5. 使用側(cè)刃切削，獲得較好表面，提高加工效率 6. 可用錐度刀代替圓柱刀，柱面銑刀代替球頭刀加工。 在NX中多軸加工的加工方式主要有：固定軸功能實(shí)行定位加工、可變軸曲面銑實(shí)行聯(lián)動(dòng)加工和順序銑實(shí)行多軸聯(lián)動(dòng)清根這三

4、種方式。固定軸功能實(shí)行定位加工是指機(jī)床的旋轉(zhuǎn)軸先轉(zhuǎn)到一固定的方位后加工，轉(zhuǎn)軸不與聯(lián)動(dòng)，各固定軸加工方式都可指定刀具軸實(shí)現(xiàn)多軸加工?？勺冚S曲面銑實(shí)行聯(lián)動(dòng)加工是指在實(shí)際切削過程中，至少有一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸同時(shí)參加的運(yùn)動(dòng)，具有強(qiáng)大的刀軸控制，多種走刀方式選擇和刀路驅(qū)動(dòng)滿足加工方式的不同。順序銑實(shí)行多軸聯(lián)動(dòng)清根是指適用于需要完全控制刀路生成過程的每一步驟的情況，支持軸的銑削編程，交互地一段段生成刀路。6.3圓柱凸輪多軸加工實(shí)例零件圖根據(jù)凹槽凸輪的零件圖，創(chuàng)建多軸加工程序。如圖6-1所示。圖6-1凹槽凸輪零件圖6.4 加工工藝分析圓柱凸輪零件自動(dòng)編程準(zhǔn)備清單如表6-1所示。表6-1 圓柱凸輪零件自動(dòng)編程準(zhǔn)備清單

5、工序名稱加工設(shè)備刀具毛坯多軸加工五軸加工中心20mm球頭銑刀直徑180mm，高度200mm棒料6.5創(chuàng)建加工操作 (1) 打開文件 打開文件“cylindrical_cam.prt”。 (2) 啟動(dòng)加工環(huán)境選擇【開始】【加工】命令，出現(xiàn)【加工環(huán)境】對話框，在【CAM會話配置】中選擇【cam_general】環(huán)境，在【要?jiǎng)?chuàng)建的CAM設(shè)置】中選擇【mill_multi_axis】環(huán)境，如圖6-2所示，單擊【確定】按鈕，進(jìn)入加工環(huán)境。圖6-2啟動(dòng)加工環(huán)境(2) 創(chuàng)建程序單擊【加工操作】工具條上的【創(chuàng)建程序】按鈕 ，出現(xiàn)【創(chuàng)建程序】對話框，在【類型】下拉選項(xiàng)選取【mill_multi_axis】選項(xiàng)，

6、在【名稱】文本框中輸入CAM_1。其余參數(shù)按系統(tǒng)默認(rèn)，單擊【確定】按鈕，出現(xiàn)【程序】對話框，如圖6-3所示，單擊【確定】按鈕。 圖6-3創(chuàng)建程序 (3) 創(chuàng)建刀具 單擊【加工操作】工具條上的【創(chuàng)建刀具】按鈕 ，出現(xiàn)【創(chuàng)建刀具】對話框，在【類型】下拉選項(xiàng)選取【mill_multi_axis】選項(xiàng)，在【刀具子類型】選項(xiàng)組中選擇【BALL_MILL】按鈕 ，在【名稱】文本框中輸入“BALL_D20”，如圖6-4所示，單擊【確定】按鈕。 圖6-4創(chuàng)建刀具 出現(xiàn)【銑刀-球頭銑】對話框，在【球直徑】文本框輸入“20”，如圖6-5所示，單擊【確定】按鈕。圖6-5創(chuàng)建刀具參數(shù) (4) 創(chuàng)建加工坐標(biāo)系和安全距離

7、 展開【操作導(dǎo)航器】，單擊【導(dǎo)航器】工具條上的【幾何視圖】按鈕 ，切換到【操作導(dǎo)航器幾何】，選中【MCS】，單擊MB3，選擇【編輯】命令，出現(xiàn)【Mill Orient】對話框，激活【機(jī)床坐標(biāo)系】組，單擊【自動(dòng)判斷】按鈕 ，選中模型左端中心，如圖6-6所示，系統(tǒng)將自動(dòng)判斷，將MCS坐標(biāo)原點(diǎn)放置于模型上表面中心處，完成加工坐標(biāo)系設(shè)置。圖6-6 創(chuàng)建加工坐標(biāo)系 注意：在NX多軸加工中旋轉(zhuǎn)軸中心相對于加工坐標(biāo)系可以用兩種方式定義： 1、把加工坐標(biāo)系放置在旋轉(zhuǎn)軸中心即第或軸的旋轉(zhuǎn)中心。在【Mill Orient】對話框，在【細(xì)節(jié)】組中【特殊輸出】下拉列表選擇【裝夾偏置】選項(xiàng)，如圖6-7所示。 圖6-7設(shè)

8、置【細(xì)節(jié)】選項(xiàng) 2、指定加工坐標(biāo)系為加工編程父節(jié)點(diǎn)組，加工坐標(biāo)系由主加工坐標(biāo)系和局部加工坐標(biāo)系構(gòu)成，可把相關(guān)的信息數(shù)據(jù)傳給后處理。在【工序?qū)Ш狡?幾何】視圖中，單擊【創(chuàng)建幾何體】按鈕，出現(xiàn)【創(chuàng)建幾何體】對話框，在【幾何體子類型】中選擇【MCS】圖標(biāo) ，在【幾何體】下拉列表中選擇【MCS】選項(xiàng)，單擊【確定】創(chuàng)建局部加工坐標(biāo)系。如圖6-8所示。圖6-8創(chuàng)建局部加工坐標(biāo)系 激活【安全距離】組，在【安全設(shè)置選項(xiàng)】下拉選項(xiàng)選取【平面】選項(xiàng)，如圖6-9所示，選中模型上表面，在圖形區(qū)【距離】文本框輸入“10”，單擊【確定】按鈕。圖6-9設(shè)置安全距離 (5) 在WORKPIECE節(jié)點(diǎn)中選擇毛坯和零件幾何體 展

9、開【操作導(dǎo)航器】，單擊【導(dǎo)航器】工具條上的【幾何視圖】按鈕 ，切換到【操作導(dǎo)航器幾何】，選中【W(wǎng)ORKPIECE】，單擊MB3，選擇【編輯】命令，出現(xiàn)【銑削幾何體】對話框，如圖6-10所示。 圖6-10【銑削幾何體】對話框 單擊【指定部件】按鈕 ，出現(xiàn)【部件幾何體】對話框，單擊【全選】按鈕，如圖6-11所示，單擊【確定】按鈕。圖6-11指定部件 單擊【指定毛坯】按鈕 ，打開【毛坯幾何體】對話框，在【類型】下拉列表中選擇【包容圓柱體】選項(xiàng)，在【軸】選項(xiàng)中【方向】下拉列表中選擇【指定矢量】選項(xiàng)，在圖形區(qū)選擇凸輪中心軸方向，如圖6-12所示，單擊【確定】按鈕。圖6-12指定毛坯 單擊【加工操作】工具

10、條上的【創(chuàng)建方法】按鈕 ，出現(xiàn)【創(chuàng)建方法】對話框，在【類型】下拉選項(xiàng)選取【mill_multi_axis】選項(xiàng)，激活【位置】組，在【方法】下拉選項(xiàng)選取【MILL_ROUGH】選項(xiàng)，在【名稱】文本框輸入“MILL_METHOD”，單擊【確定】按鈕，出現(xiàn)【銑削方法】對話框，在【部件余量】文本框輸入“1”，如圖6-13所示。(6) 創(chuàng)建方法圖6-13創(chuàng)建方法 單擊【加工操作】工具條上的【創(chuàng)建操作】按鈕 ，出現(xiàn)【創(chuàng)建操作】對話框，在【類型】下拉選項(xiàng)選取【mill_multi_axis】選項(xiàng)，在【操作子類型】選項(xiàng)中單擊【CAVITY_MILL】按鈕 ，激活【位置】組，在【程序】下拉選項(xiàng)選取【CAM_1】

11、選項(xiàng)，在【刀具】下拉選項(xiàng)選取【BALL_D8】選項(xiàng)，在【幾何體】下拉選項(xiàng)選取【W(wǎng)ORKPIECE】選項(xiàng)，在【方法】下拉選項(xiàng)選取【MILL_METHOD】選項(xiàng)，在【名稱】文本框輸入“VARIABLE_CONTOUR”，如圖6-14所示。(7) 創(chuàng)建操作圖6-14創(chuàng)建操作 單擊【確定】按鈕，出現(xiàn)【可變輪廓銑】操作對話框，激活【幾何體】組，單擊【指定切削區(qū)域】按鈕，出現(xiàn)【切削區(qū)域】對話框，在圖形區(qū)選擇凸輪凹槽底面。如圖6-15所示。圖6-15切削區(qū)域 在【驅(qū)動(dòng)方法】組，在【方法】下拉選項(xiàng)選取【曲線/點(diǎn)】選項(xiàng)，出現(xiàn)【曲線/點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方法】對話框，在圖形區(qū)選擇凹槽中的曲線，如圖6-16所示。圖6-16曲線/

12、點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方法 在【投影矢量】組，在【矢量】下拉選項(xiàng)選取【刀軸】選項(xiàng)。在【刀軸】組，在【軸】下拉選項(xiàng)選取【遠(yuǎn)離直線】選項(xiàng)。出現(xiàn)【遠(yuǎn)離直線】對話框，在圖形區(qū)選擇凸輪圓孔中心線，如圖6-17所示。圖6-17投影矢量選擇設(shè)置完成后，如圖6-18所示圖6-18設(shè)置操作(8) 設(shè)置進(jìn)退刀參數(shù) 單擊【非切削移動(dòng)】按鈕 ，出現(xiàn)【非切削移動(dòng)】對話框，選取【進(jìn)刀】選項(xiàng)卡，在【進(jìn)刀類型】下拉選項(xiàng)選取【圓弧-平行于刀軸】選項(xiàng)，在【半徑徑】文本框輸入“50”，在【圓弧角度】文本框輸入“90”，如圖6-19所示，單擊【確認(rèn)】按鈕，返回【可變輪廓銑】對話框。圖6-19設(shè)置【非切削移動(dòng)】(9) 設(shè)置切削策略刀參數(shù) 單擊【切削參

13、數(shù)】按鈕 ，出現(xiàn)【切削參數(shù)】對話框，選取【多刀路】選項(xiàng)卡，在【部件余量偏置】文本框中輸入5。選擇【多重深度切削】復(fù)選框，在【步進(jìn)方法】下拉選項(xiàng)選取【刀路】選項(xiàng)，在【刀路數(shù)】文本框輸入3。如圖6-20所示，單擊【確認(rèn)】按鈕，返回【可變輪廓銑】對話框。圖6-20設(shè)置【切削參數(shù)】 單擊【進(jìn)給率和速度】按鈕 ，出現(xiàn)【進(jìn)給率和速度】對話框，在【主軸速度】組，勾選【主軸速度】復(fù)選框，在【主軸速度】文本框輸入1000，單擊該文本框后面的【基于此值計(jì)算進(jìn)給和速度】按鈕 ，自動(dòng)計(jì)算并填充【表面速度】和【每齒進(jìn)給量】選項(xiàng)，如圖6-21所示，單擊【確認(rèn)】按鈕，返回【可變輪廓銑】對話框。(10) 設(shè)置進(jìn)給參數(shù)圖6-2

14、1設(shè)置【進(jìn)給率和速度】(11) 生成操作單擊【生成】按鈕 ，系統(tǒng)開始計(jì)算刀軌，最終生成刀軌，如圖6-22所示。圖6-22生成刀軌(12) 單擊【確定】按鈕退出【可變輪廓銑】對話框。6.6后處理與集成仿真 刀具路徑的集成仿真主要用于加工過程中進(jìn)行切削仿真檢查。NX提供了重播、2D動(dòng)態(tài)和3D動(dòng)態(tài)3中仿真方式。在進(jìn)行刀具路徑的集成仿真時(shí)，還可以進(jìn)行刀具在加工過程中是否存在過切進(jìn)行檢查。 (13) 刀軌仿真驗(yàn)證 在【工序?qū)Ш狡?加工方法】中，選擇已經(jīng)生成的【VARIABLE_CONTOUR】加工方法。如圖6-23所示。圖6-23選擇加工方法 在【操作】工具條上，單擊【確認(rèn)刀軌】按鈕 ，出現(xiàn)【刀軌可視化

15、】對話框，選擇【3D動(dòng)態(tài)】選項(xiàng)卡，單擊【播放】按鈕 ，如圖3-24所示。圖3-24 3D仿真驗(yàn)證加工 單擊【選項(xiàng)】按鈕，出現(xiàn)【IPW碰撞檢查】對話框，勾選【碰撞時(shí)停止】復(fù)選框，即可在過切時(shí)停止切削。 單擊【確定】按鈕，退出【刀軌可視化】對話框。 (14) 后處理 在【操作】工具條中單擊【后處理】按鈕 ，出現(xiàn)【后處理】對話框，在【后處理器】列表中選取MILL_5_AXIS處理器，其余參數(shù)系統(tǒng)默認(rèn)，如圖2-25所示，單擊【確定】按鈕。圖6-25后處理 在【操作】工具條中單擊【車間文檔】按鈕 ，出現(xiàn)【車間文檔】對話框，在【報(bào)告格式】列表中選取Operations List Select（HTML/EXCEL