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03-型腔铣和固定轴轮廓铣作业指导.pdf

03-型腔铣和固定轴轮廓铣作业指导

心爱的人9241
2013-04-06 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《03-型腔铣和固定轴轮廓铣作业指导pdf》,可适用于高等教育领域

炼锻CADCAM先进制造第章模具型腔的加工通过前面第、章的学习我们已经可以型腔铣和固定轴轮廓铣的基本操作。本章在第、章基础上通过一个典型的塑料碗模具凹模的实例从零件工艺分析入手、考虑工艺在NXCAM的实现、最后完成凹模型腔的粗、精加工。重点知识#型腔加工的工艺分析#创建CAM模型和毛坯的生成#型腔加工刀具的创建#型腔铣、等高轮廓铣的切削参数与使用#固定轴轮廓铣操作驱动参数设置。练习案例#碗模具型腔的加工#模具型腔(有型芯)的加工第章模具型腔的加工零件的工艺分析和实现打开INSTANCEbowlcavityprt文件如图所示零件的材料为CrWMn。加工的区域为模具的型腔。本节进行零件分析和工艺分析制定其加工工艺。图碗模具型腔模型零件的整体分析碗模具型腔的曲面比较复杂同时模具的表面质量要求高。整个模具型腔的构成有四部分组成:碗耳边的平面、碗耳边冲孔的凸台、碗侧面曲面和碗底平面。如塑料模具这样的零件形状比较复杂要查询模型的形状特征信息来确定所用刀具形状尺寸。利用NXModeling功能进行查询十分繁琐。NXCAM为用户提供了一个方便的工具NC助理(NCAssistant)利用此工具可帮助用户确定加工零件时刀具的配置。如图所示在菜单条中选择【分析】(Analysis)→【NC助理】,则弹出【NC助理】对话框。在对话框上的分析类型有四个选项:层(Levels)、拐角半径(CornerRadii)圆角半径(FilletRadii)和拔模角(DraftAngles)。•层分析使用此选项用户可指定一个平面作为参考NX将给出所有平面层距参考平面的距离。如果不指定参考平面缺省的参考平面为加工坐标系MCS的XY平面。该信息用于确定刀具的长度。•拐角半径分析使用此选项NX给出所选面最小拐角(侧壁间)半径。该信息用于确定刀具的直径。•圆角半径分析使用此选项NX给出所选面与指定矢量的最小圆角(侧壁与底面间)半径。该信息用于确定刀具的R角半径(有时也称鼻半径)。•拔模角分析使用此选项NX给出所选面与指定矢量的斜率。该信息用于确定刀具的锥度。锻炼UGNX数控编程零件整体分析的操作下面通过实际操作来对该零件分析来确定此工件加工所需刀具。启动软件NX打开光盘中的部件文bowlcavityprt选取【起始】→【加工】命令进入加工应用模块。层分析。如图所示选择【分析】→【NC助理】弹出【NC助理】对话框。如图所示在【分析类型】选择【级别】。单击【参考平面】弹出【平面】构建器对话框如图所示选择上平面为参考平面。框选模具型腔单击【应用】按钮则弹出信息窗口同时在图形区域不同的水平层以不同颜色显示。有个水平层底面为深蓝色耳座平面为绿色耳座凸台平面为浅蓝色。拐角分析。如图所示在【分析类型】选择【拐角】。框选模具型腔单击【应用】按钮则弹出信息窗口同时在图形区域不同半径的拐角以不同颜色显示。有个拐角底面为深蓝色耳座拐角为绿色耳座凸台平面为深蓝色。图NC助理对零件的分析NC助理对话框第章模具型腔的加工类似地分析圆角和拔模角。如图所示圆角半径有种分别以深蓝色、浅蓝色和绿色显示。如图所示拔模角有种分别以深蓝色、浅蓝色、绿色、红色和粉色显示。图加工工件层分析选择上表面框选次区域锻炼UGNX数控编程图加工工件圆角分析结果图加工工件拐角分析框选次区域第章模具型腔的加工工艺分析该模具材料较硬较难切削。所以切削层的厚度应该小些进给速度也比较小主轴转速较高刀具材料采用硬质合金。需要通过半精加工获得较为均匀的加工余量。所以需要用等高轮廓铣操作半精加工。精加工采用固定轴轮廓铣。由以上零件分析可以知整个加工面有个水平碗模具型腔距上表面距离为inch。最小内凹拐角半径在碗耳边圆角处其值为inch。最小圆角半径在碗耳侧壁与耳边底面以及耳边冲孔凸台与耳边底面圆角处其值为inch。由此可以确定刀具大致尺寸。从刀具的角度出发考虑工艺:粗加工阶段粗加工其目的去除多的材料。由于模具材料较硬无法采用型腔铣中的插削方式加工可以采用一般的型腔铣粗加工。由于型腔铣分层切削会留下台阶状残留材料。粗加工分三次进行。一次粗加工立铣刀:刀具直径inchD=底角半径inchR=刀长inchL=刃口长度inchFL=二次粗加工立铣刀:刀具直径inchD=底角半径inchR=刀长inchL=刃口长度inchFL=三次粗加工立铣刀:刀具直径inchD=底角半径inchR=刀长图加工工件拔模角分析结果锻炼UGNX数控编程inchL=刃口长度inchFL=。半精加工阶段半精加工尽可能切除台阶状残留材料为后面的精加工做准备。半精加工立铣刀:刀具直径inchD=底角半径inchR=刀长inchL=刃口长度inchFL=。精加工阶段精加工切除模具型腔曲面加工余量采用球头铣刀。精加工耳边凸台、耳边平面和模具型腔底面采用立铣刀。精加工球头铣刀:刀具球直径inchD=刀长inchL=刃口长度inchFL=。精加工立铣刀:刀具直径inchD=底角半径inchR=刀长inchL=刃口长度inchFL=。工艺设计确定装夹方案和选择夹具此零件形状简单故选用通用台钳直接装夹。工序内容通过前面的分析由于加工此模具需要的刀具较多机床选择立式加工中心。确定切削用量和加工余量的分配定义数控工序和工序排序选择选择加工方法编制工艺方案见表。表碗模具数控加工工艺序号加工模板程序名称刀具名称刀具直径加工余量型腔铣ROUGHMILLEM型腔铣ROUGHMILLEM型腔铣ROUGHMILLEM等高轮廓铣SEMIFINISHMILLEM固定轴轮廓铣(区域驱动)FINISHMILLCAVITYBALL固定轴轮廓铣(清根驱动)FINISHMILLFLOWBALL面铣(铣削型腔底面)FINISHFLOORMILLEM面铣(铣削型耳边面)FINISHFLOOREAREM第章模具型腔的加工实际操作在点位加工中主要用到下面的基础知识点。•使用NXAssembly创建CAM模型使用WAVE几何链接器创建毛坯模型。•型腔铣操作的几何体设置。•型腔铣操作的切削参数切削层定义、过程工件IPW的使用•等高轮廓铣操作的创建和参数设置。•固定轴轮廓铣操作的区域驱动和清根驱动方法的使用和定义方法。•操作导航器的使用通过复制、粘贴、更名创建操作、刀具。创建CAM模型在创建加工操作前首先创建CAM模型创建需要的加工毛坯几何体。新建CAM装配文件。启动NX选择【开始】→【建模】进入建模应用检查【装配】应用可用。如图所示在标准工具条单击新建图标弹出【文件新建】对话框在【名称】文本框输入“bowlcavitycam”,类型为装配单位为英寸【确定】。接着弹出【添加组件】对话框单击打开文件【打开文件】按钮弹出【部件名】对话框选择本书所附光盘bowlcavity文件。则添加加工工件到CAM装配模型其装配导航器如图所示。新建毛坯文件。如图所示在装配导航器选择bowlcavitycam结点如图所示在装配工具条单击新建组件图标弹出【类选择】对话框【确定】(不选择任何几何体)。弹出【文件新建】对话框如图所示文件类型选择模型在【名称】文本框输入“bowlcavityblank”。接着弹出【新建组件】对话框【确定】其装配导航器如图所示。创建毛坯。如图所示在装配导航器双击bowlcavityblank结点使其成为工作部件。使工作图层为层。在装配工具条单击WAVE图标几何链接器弹出【WAVE图标几何链接器】对话框选择【复合曲线】类型如图所示选择模具底面四条边【确定】。使工作图层为层。在特征工具条单击拉伸图标弹出【拉伸】对话框选择四条连接曲线拉伸【终值】为【确定】。从而创建了毛坯。毛坯与原模具相关联。锻炼UGNX数控编程图创建CAM装配模型新建装配文件添加组件选择部件装配导航树第章模具型腔的加工装配导航树类选择器新建组件对话框新建组件对话框完成后装配导航树图创建毛坯零件锻炼UGNX数控编程创建几何体在创建点位加工操作前首先创建几何体创建需要的加工坐标系、工件和加工区域。图创建毛坯选择四条连接曲线选择底面四条边双击WAVE几何链接器对话框链接曲线拉伸对话框动态拉伸第章模具型腔的加工指定加工坐标系。选择【开始】→【加工】进入加工应用如图所示将操作导航器切换到几何体视图双击MCSMILL结点弹出【MillOrient】对话框如图所示选择CSYS图标【确定】。弹出【CSYS】对话框如图所示选择模具型腔上方直线中点为加工坐标系的原点即模具中心。指定工件几何体。如图所示将操作导航器切换到几何体视图双击WORKPIECE结点弹出【MillGeom】对话框如图所示选择指定部件图标【确定】。弹出【部件几何体】对话框如图所示选择BOWLCAVITY为部件几何体。类似地选择指定毛坯图标选择BOWLCAVITYBLANK为毛坯几何体。创建切削区域几何体CAVITYAREA。如图所示在加工创建工具条选择创建几何体图标弹出【创建几何体】对话框如图所示选择子类型MILLAREA【名称】为CAVITEYAREA【确定】。弹出【切削区域】对话框如图所示选择模具型腔所有面。图指定加工坐标系双击选择直线中点MillOrient对话框坐标系构建器对话框锻炼UGNX数控编程CAVITYAREA用于粗加工和半精加工。创建切削区域几何体FINISHAREA。如图所示在加工创建工具条选择创建几何体图标弹出【创建几何体】对话框如图所示选择子类型MILLAREA【名称】为FINISHAREA【确定】。弹出【切削区域】对话框如图所示选择模具型腔侧面、底面圆角、耳边圆角。完成后的操作导航器几何视提示图修改WORKPIECE几何体双击选择BOWLCAVITY为部件几何体选择BOWLCAVITYBLANK为毛坯几何体MillGeom对话框部件几何体对话快速选取对话框第章模具型腔的加工图如图所示。FINISHAREA用于半精加工。创建刀具根据工艺方案加工该零件的孔需要创建把刀把立铣刀、把球头铣刀。创建立铣刀。如图所示在加工创建工具条中单击创建刀具图标弹出【创建刀具】对话框如图所示选择刀具子类型MILL刀具【名称】为EM【确定】。弹出【MillToolPrameters】对话框如图所示指定刀具提示图创建切削区域几何体CAVITYAREA框选型腔区域创建几何体对话框MillArea对话框切削区域对话框锻炼UGNX数控编程的尺寸和刀具号和长度补偿寄存器号。创建其他立铣刀。如图所示在操作导航器中选择“EM”结点单击鼠标右键选择【复制】在选择“不使用的项”结点单击鼠标右键选择【粘贴】则生成“EMCOPY”结点选择该节点单击鼠标右键选择【重命名】更名为EM。选中“EM”结点单击鼠标右键选择【编辑】选择型腔侧面、底面圆角、耳边圆角图创建切削区域几何体FINISHAREA创建几何体对话框MillArea对话框切削区域对话框选择面操作导航器几何体视第章模具型腔的加工弹出【MillToolPrameters】对话框【如图所示修改刀具的尺寸和刀具号和长度补偿寄存器号【确定】。类似地创建其他立铣刀刀具的尺寸如前所述。创建完的操作导航器机床视图如图所示。创建球头铣刀。如图所示在加工创建工具条中单击创建刀具图标弹出【创建刀具】对话框如图所示选择刀具子类型BALLMILL刀具【名称】为BALL【确定】。弹出【MillingTool–BallMill】对话框如图所示指定刀具的尺寸和刀具号和长度补偿寄存器号。创建刀具对话框操作导航器机床视图参数铣刀对话框图创建立铣刀锻炼UGNX数控编程创建另一把球头铣刀。如图所示在操作导航器中选择“BALL”结点图创建立铣刀最终结果参数铣刀对话框第章模具型腔的加工单击鼠标右键选择【复制】在选择“不使用的项”结点单击鼠标右键选择【粘贴】则生成“BALLCOPY”结点选择该节点单击鼠标右键选择【重命名】更名为BALL。选中“BALL”结点单击鼠标右键选择【编辑】弹出【MillingTool–BallMill】对话框如图所示修改刀具的尺寸和刀具号和长度补偿寄存器号【确定】。创建完的操作导航器机床视图如图所示。创建粗加工操作根据工艺方案首先创建粗加工操作。创建一次粗加工操作。如图所示在加工创建工具条中单击创建操作图标弹出【创建操作】对话框在操作子类型中选择CAVITYMILL如图所示指定操作的父组【确定】弹出【型腔铣】对话框。确认切削层参数。在【型腔铣】对话框循环类型组中单击切削层按钮弹出【切削层】对话框。在【切削层】对话框设置【全局每刀切削深度】为单创建刀具对话框球铣刀对话框最终结果图创建球头铣刀锻炼UGNX数控编程击按钮观察切削范围的划分。指定切削参数。如图所示在【型腔铣】对话框中单击切削参数按钮弹出【切削参数】对话框。在【切削参数】对话框【余量】选卡设置【部件侧面余量】为。【更多】选卡中选择【容错加工】。指定进给速度和主轴转速。如图所示在【型腔铣】对话框中单击进给和速度按钮弹出【进给】对话框。在【进给】对话框中设置【主轴速度】位rmin设置【切削】进给速度为inchmin。指定非切削运动参数。如图所示在【型腔铣】对话框中单击非切削运动按钮弹出【非切削运动】对话框。在【进刀】选卡如图所示设置进刀参数图创建球头铣刀修改球铣刀尺寸第章模具型腔的加工在【开始预钻】选卡如图所示设置【重叠距离】为。在【刀具补偿】选卡如图所示设置【刀具补偿位置】为【所有精割刀路数】。图一次粗加工型腔铣创建操作对话框型腔铣对话框切削层对话框锻炼UGNX数控编程图指定进给速度和主轴转速刀轨参数设置进给对话框图指定切削参数刀轨参数设置切削参数余量设置切削参数毛坯设置切削参数容错加工设置第章模具型腔的加工创建和校验刀轨。在【型腔铣】对话框底部单击生成按钮生成如图所示的刀轨。单击确认按钮弹出【刀轨可视化】对话框可观察刀具的运动模拟切削过程一次粗加工的工件如图所示。图非切削运动参数刀轨参数设置非切削运动参数重叠距离非切削运动参数刀具补偿非切削运动参数进退刀刀轨结果图刀轨结果一次粗加工后的工件锻炼UGNX数控编程通过复制粘贴创建二次粗加工操作。如图所示在操作导航器中选择“ROUGHMILL”结点单击鼠标右键选择【复制】在选择“EM”结点单击鼠标右键选择【粘贴】则生成“ROUGHMILLCOPY”操作选择该节点单击鼠标右键选择【重命名】更名为ROUGHMILL。编辑二次粗加工操作。如图所示在【型腔铣】对话框循中单击切削层按钮弹出【切削层】对话框。在【切削层】对话框设置【全局每刀切削深度】为。单击切削参数按钮弹出【切削参数】对话框。在【切削参数】对话框【余量】选卡设置【部件侧面余量】为。在【空间范围】选卡中【处理中的工件】选择【使用D】。在【型腔铣】对话框底部单击生成按钮生成如图所示的刀轨。通过复制粘贴创建三次粗加工操作。如图所示在操作导航器中选择“ROUGHMILL”结点单击鼠标右键选择【复制】在选择“EM”结点单击鼠标右键选择【粘贴】则生成“ROUGHMILLCOPY”操作选择该节点单击鼠标右键选择【重命名】更名为ROUGHMILL。图创二次粗加工型腔铣第章模具型腔的加工型腔铣操作对话框切削层对话框切削参数对话框切削参数毛坯选项刀轨结果图编辑型腔铣操作显示过程工件锻炼UGNX数控编程编辑三次粗加工操作。如图所示在【型腔铣】对话框中设置【全局每刀深度】为。单击切削参数按钮弹出【切削参数】对话框。在【空间范围】选卡中【处理中的工件】选择【使用基于层的】。在【型腔铣】对话框底部单击生成按钮生成如图所示的刀轨。创建半精加工操作根据工艺方案接下来创建等高轮廓铣操作进行半精加工。创建等高轮廓铣操作。如图所示在操作导航器中选中“EM”单击鼠标右键选择【插入】→【操作】。弹出【创建操作】对话框在操作子类型中选择ZLEVELPROFILE如图所示指定操作的父组【确定】弹出【ZlevelProfile】对话框。在【ZlevelProfile】对话框中设置【全局每刀深度】为。单击切削参数按钮弹出【切削参数】对话框。在【切削参数】对话框【余量】选卡设置【部件侧面余量】为。在【空间范围】选卡中【处理中的工件】选择【使用D】。在【型腔铣】对话框底部单击生成按钮生成如图所示的刀轨。图创建三次粗加工型腔铣第章模具型腔的加工创建精加工操作根据工艺方案最后创建区域驱动和清根驱动的固定轴轮廓铣操作完成精加工。创建区域驱动固定轴轮廓铣精铣型腔侧面。如图所示在操作导航器中选择“BALL”结点单击鼠标右键选择【插入】→【操作】。弹出【创建操作】对话框在操作子类型中选择CONTOURAREA如图所示指定操作的父组【确定】弹出【ContourArea】对话框。图指定切削参数型腔铣操作对话框切削参数对话框刀轨结果锻炼UGNX数控编程刀轨结果图创建半精加工等高轮廓铣操作导航器机床视图创建操作对话框指定切削参数余量等高轮廓铣操作对话框第章模具型腔的加工编辑操作。如图所示在【ContourArea】对话框中单击驱动方式【编辑】按钮弹出【区域铣削驱动方式】对话框如图所示进行驱动设置。单击切削参数按钮弹出【切削参数】对话框。在【切削参数】对话框【策略】选卡如果所示设置【切削方向】和【延伸刀轨】。在【余量】选卡中设置【部件余量】为。单击非切削运动按钮弹出【非切削运动】对话框在【传递快速】选选择起点图创建精加工固定轴轮廓铣操作操作导航器机床视图创建操作对话框固定轴曲面轮廓铣操作对话框锻炼UGNX数控编程卡中如图所示设置【安全设置选项】为【自动】。单击生成按钮生成如图所示的刀轨。图编辑固定轴轮廓铣操作刀轨参数设置编辑驱动参数区域驱动方式对话框切削参数设置策略切削参数设置余量非切削运动参数设置安全平面第章模具型腔的加工图固定轴轮廓铣操作刀轨结果创建清根驱动固定轴轮廓铣。如图所示在操作导航器中选择“BALL”结点单击鼠标右键选择【插入】→【操作】。弹出【创建操作】对话框在操作子类型中选择FLOWCUTREFTOOL如图所示指定操作的父组【确定】弹出【FlowcutRefTool】对话框。如图所示设置【参考刀具直径】为。单击生成按钮生成如图所示的刀轨。保存文件。型腔底面和耳边面精加工读者可自行创建刀具选用EM。提示锻炼UGNX数控编程图创建清根操作清根操作刀轨结果选择起点操作导航器机床视图创建操作对话框参考刀具清根操作对话框第章模具型腔的加工举一反三模具型腔(有型芯)的加工打开INSTANCEcavitywithcoreprt如图所示此零件属于一模多型即模具有四个相同的型腔型腔的深度inch。零件结构比较简单曲面也比较简单但陡峭面较多。模具材料为铝合金毛坯六面平整。图模具型腔(有型芯)工件要点提示铝合金材料容易加工切削层的深度可以较大进给速度也可以比较大。利用NC助理同样对零件进行分析结合模具的结构特点可以确定加工步骤粗加工采用型腔铣半精加工对陡峭区域采用等高轮廓铣和对非陡峭区域采用区域驱动的固定轴轮廓铣。精加工采用采用区域驱动的固定轴轮廓铣和清根驱动的固定轴轮廓铣。所选刀具:粗加工立铣刀:刀具直径inchD=底角半径inchR=刀长inchL=刃口长度inchFL=半精加工立铣刀:刀具直径inchD=底角半径inchR=刀长inchL=刃口长度inchFL=精加工球铣刀:刀具直径inchD=刀长inchL=刃口长度inchFL=精加工清根球铣刀:刀具直径inchD=刀长inchL=刃口长度inchFL=表模具(有型芯)数控加工工艺序号加工模板程序名称刀具名称刀具直径加工余量型腔铣ROUGHMILLEM等高轮廓铣SEMIFINISHEM固定轴轮廓铣(非陡峭区域)FINISHBALL固定轴轮廓铣(区域驱动)FINISHBALL固定轴轮廓铣(清根驱动)FINISHBALL

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