CAXA制造工程师应用技术 教学课件 ppt 作者 关雄飞 第五章　数 控 加 工

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1、第五章 数 控 加 工,第一节 数控加工的基本知识,第五章 数 控 加 工,一、数控加工概述 数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床，机床的控制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向直接指挥机床运动的机电功能转换部件机床的伺服机构发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行转换与放大处理，然后由传动机构驱动机床，从而加工零件。所以，数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。数控加工一般包括以下几个内容： 1)对图样进行分析，确定需要数控加工的部分。 2)利用图形软件对需要数控加工的部分造型。 3)根据加工条件，选择合适的加工参数，生成加工轨迹 4)轨迹的仿真检验。 5)生成G代码。6

2、)传给机床加工。,第五章 数 控 加 工,二、数控加工基本概念 用CAXA制造工程师实现加工的过程：首先，在后置设置中须配置好机床。这是正确输出代码的关键；其次，看懂图样，用曲线、曲面和实体表达工件；然后，根据工件形状、加工精度等技术要求，选择合适的加工方式，生成刀位轨迹；最后，生成G代码，传给机床。 1.两轴加工 机床坐标系的X和Y轴两轴联动，而Z轴固定，即机床在同一高度下对工件进行切削。两轴加工适合于铣削平面图形。,第五章 数 控 加 工,2.两轴半加工 两轴半加工在二轴的基础上增加了Z轴的移动，当机床坐标系的X和Y轴固定时，Z轴可以有上、下的移动。,图5-1 轮廓示例 a)开轮廓 b)闭

3、轮廓 c)有自交点的轮廓,3.三轴加工 机床坐标系的X、Y和Z三轴联动。三轴加工适合于进行各种非平面图形即一般的曲面的加工。 4.轮廓 轮廓是一系列首尾相接曲线的集合，如下图51所示。,第五章 数 控 加 工,5.区域和岛 区域指由一个闭合轮廓围成的内部空间，其内部可以有“岛”。岛也是由闭合轮廓界定的。 6.刀具 CAXA制造工程师主要针对数控铣削加工，目前提供三种铣刀：球刀（r=R）、端刀（r=0）和R刀（rR），其中R为刀具的半径、r为刀角半径。刀具参数中还有刀杆长度L和切削刃长度l，如图53所示：,图5-2 轮廓与岛的关系,图5-3 刀具参数示意,第五章 数 控 加 工,图5- 4 刀尖

4、与刀心 a)球头刀 b)r端刀(rR) c)r=0端刀,7.刀具轨迹和刀位点,图5-5 刀具轨迹和刀位点,8.干涉 在切削被加工表面时，如果刀具切到了不应该切的部分，则称为出现干涉现象，或者叫做过切。 1)自身干涉：指被加工表面中存在刀具切削不到的部分时存在的过切现象，如图5- 6所示。,图5- 6 自身干涉,第五章 数 控 加 工,2)面间干涉：指在加工一个或一系列表面时，可能会对其他表面产生过切的现象，如图5-7所示。,图5-7 面间干涉,9.模型 一般地，模型指系统存在的所有曲面和实体的总和（包括隐藏的曲面或实体）。 (1)几何精度 在造型时，模型的曲面是光滑连续(法矢连续)的，如球面是

5、一个理想的光滑连续的面。 (2)注意事项 由于系统中所有曲面及实体(隐藏或显示)的总和为模型，所以用户在增删曲面时，一定要小心，因为删除曲面或增加实体元素都意味着对模型的修改，这样的话，已生成的轨迹可能会不再适用于新的模型了，严重的话会导致过切。,第二节 加工功能中参数设置功能介绍,第五章 数 控 加 工,一、毛坯 1.锁定 使用户不能设定毛坯的基准点、大小、毛坯类型等。这是为了防止设定好的毛坯数据不小心被改变了。,图5-8 “定义毛坯”对话框,2.毛坯定义 系统提供了三种毛坯定义的方式。 1)两点方式：通过拾取毛坯的两个角点(与顺序、位置无关)来定义毛坯。 2)三点方式：通过拾取基准点，拾取

6、定义毛坯大小的两个角点(与顺序、位置无关)来定义毛坯。 3)参照模型：系统自动计算模型的包围盒，以此作为毛坯。,第五章 数 控 加 工,3.毛坯类型：系统提供铸件、精铸件、锻件、精锻件、棒料、冷作件、冲压件、标准件、外购件、外协件、其他等毛坯的类型，主要是写工艺清单时需要。 4.毛坯精度设定：设定毛坯的网格间距，主要是仿真时需要。 5.毛坯显示 显示毛坯：设定是否在工作区中显示毛坯。,图5-9 “刀具起始点”对话框,第五章 数 控 加 工,二、起始点 【功能】定义全局加工起始点。 (1)提示：提示起始点所在的加工坐标系。 (2)坐标：用户可以通过输入或者单击“拾取点”按钮来设定刀具起始点。 (

7、3)注意事项 1)计算轨迹时默认以全局刀具起始点作为刀具起始点，计算完毕后，用户可以对该轨迹的刀具起始点进行修改。 2)全局起始点按钮此处不可用。,图5-9 “刀具起始点”对话框,第五章 数 控 加 工,三、刀具库 【功能】定义、确定刀具的有关数据，以使用户从刀具库中调用信息和对刀具库进行维护。 1)系统刀库是与机床无关的刀具库，可以把所有要用到的刀具的参数都建立在系统刀库，然后利用这些刀具对各种机床进行编程。 2)机床刀库是与不同机床控制系统相关联的刀具库。,图5-10 “刀具库管理”对话框,第五章 数 控 加 工,1.基本操作 1)当前刀具库：设定当前使用的机床的刀具库。 2)选择编辑刀具

8、库：选择某机床的刀具库，然后可以对其进行增加刀具，清空刀库等编辑操作。 3)增加刀具：增加新的刀具到编辑刀具库。 4)清空刀库：删除编辑刀具库中的所有刀具。 5)编辑刀具：对编辑刀具库中选中的刀具参数进行修改。 6)删除刀具：删除编辑刀具库中选中的刀具。 2.刀具列表 显示编辑刀具库中的所有刀具及其相关的主要参数。 3.一般操作 对编辑刀具库中的所有刀具进行复制、剪切、粘贴、排序等操作。 4.刀具示意 示意显示选中的刀具。,第五章 数 控 加 工,四、刀具参数 【功能】在每一个加工功能中参数表中，都有刀具参数设置。 1.增加刀具 用户可以向刀具库中增加新定义的刀具。 2.编辑刀具 选中某把刀具

9、后，用户可以对这把刀具的参数进行编辑。 3.刀具类型 刀具名称、刀号、刀具半径R、圆角半径r、切削刃长l,刀具库中会显示这些刀具的主要参数的值。,第五章 数 控 加 工,4.刀具参数 刀具主要由切削刃、刀杆、刀柄三部分组成。 1)类型：铣刀或钻头。 2)刀具名：刀具的名称。 3)刀具号：刀具在加工中心里的位置编号，便于加工过程中换刀。 4)刀具补偿号：刀具半径补偿值对应的编号。 5)刀具半径：切削刃部分最大截面圆的半径大小。 6)刀角半径：刀刃部分球形轮廓区域半径的大小，只对铣刀有效。 7)刀柄半径：刀柄部分截面圆半径的大小。 8)刀尖角度：只对钻头有效，钻尖的圆锥角。 9)切削刃长度：切削刃

10、部分的长度。 10)刀柄长度：刀柄部分的长度。 11)刀具全长：刀杆与刀柄长度的总和。,第五章 数 控 加 工,五、加工边界 【功能】设置加工边界，以实现预定的加工轨迹。,图5-11 加工边界,第五章 数 控 加 工,1. Z设定 设定毛坯的有效的Z范围。 1)最大：指定Z范围最大的Z值，可以采用输入数值和拾取点两种方式。 2)最小：指定Z范围最小的Z值，可以采用输入数值和拾取点两种方式。 3)参照毛坯：通过毛坯的高度范围来定义Z范围最大的Z值和指定Z范围最小的Z值。 2.相对于边界的刀具位置 设定刀具相对于边界的位置，如图512所示。,图5-12 刀具相对于边界的位置 a)边界内侧(TO)

11、b)边界上(ON) c)边界外侧(PAST),第五章 数 控 加 工,1)边界内侧(TO)：刀具位于边界的内侧。 2)边界上(ON)：刀具位于边界上。 3)边界外侧(PAST)：刀具位于边界的外侧。 1)加工边界相互嵌套时(见图5-13)，会像在图5-14那样1、2、3的领域那里做成重复的轨迹。,图5-13 相互嵌套的加工边界,图5-14 生成重复的轨迹,第五章 数 控 加 工,2)加工边界互相嵌套时(见图5-15)，结果如图5-16所示，去除2的区域，在1的区域和3的区域里生成轨迹。,图5-15 加工边界互相嵌套,图5-16 加工边界互相嵌套时的轨迹,3)加工边界在xy向为嵌套时，刀具相对于

12、边界的位置模式如图5-17所示。,图5-17 刀具相对于边界的位置模式 a)刀具在边界外侧 b)刀具在边界内侧,第五章 数 控 加 工,六、切削用量 【功能】在每一个加工功能中参数表中，都有切削用量设置。,图5-18 切削用量,七、下刀方式,图5-19 下刀方式,1.安全高度 它是指刀具快速移动而不会与毛坯或模型发生干涉的高度。有相对与绝对两种模式，单击“相对”或“绝对”按钮可以实现二者的互换。,第五章 数 控 加 工,(1)相对：以切入或切出或切削开始或切削结束位置的刀位点为参考点。 (2)绝对：以当前加工坐标系的xoy平面为参考平面。 (3)拾取：单击后可以从工作区选择安全高度的绝对位置高

13、度点。 2.慢速下刀距离 它是指在切入或切削开始前的一段刀位轨迹的位置长度。这段轨迹以慢速下刀速度垂直向下进给。有相对与绝对两种模式，单击“相对”或“绝对”按钮可以实现二者的互换。 (1)相对：以切入或切削开始位置的刀位点为参考点。 (2)绝对：以当前加工坐标系的xoy平面为参考平面。 (3)拾取：单击后可以从工作区选择慢速下刀距离的绝对位置高度点。,第五章 数 控 加 工,3.退刀距离 它是指在切出或切削结束后的一段刀位轨迹的位置长度。这段轨迹以退刀速度垂直向上进给。有相对与绝对两种模式，单击“相对”或“绝对”按钮可以实现二者的互换。 (1)相对：以切出或切削结束位置的刀位点为参考点。 (2

14、)绝对：以当前加工坐标系的xoy平面为参考平面。 (3)拾取：单击后可以从工作区选择退刀距离的绝对位置高度点。,第五章 数 控 加 工,4.切入方式 此处提供了三种通用的切入方式，几乎适用于所有的铣削加工策略，其中的一些切削加工策略有其特殊的切入切出方式（切入切出属性页面中可以设定）。如果在切入切出属性页面里设定了特殊的切入切出方式后，此处的通用的切入方式将不会起作用，如图所示。,图5-20 切入方式 a)垂直 b)Z字形 c)倾斜线,(1)垂直：刀具沿垂直方向切入。 (2)Z字形：刀具以Z字形方式切入。 (3)倾斜线：刀具以与切削方向相反的倾斜线方向切入。 (4)距离(H)：是指切入轨迹段的

15、高度。 (5)幅度(W)：是指Z字形切入时走刀的宽度。 (6)倾斜角度()：Z字形或倾斜线走刀方向 与xoy平面的夹角。,第五章 数 控 加 工,5.接近、返回方式 (1)接近(进刀)方式 (2)返回(退刀)方式 参数含义与接近方式类似，略。 接近返回方式示意如图522所示。,图5-21 接近返回方式参数表,图5-22 接近返回方式示意图 a)垂直进刀、垂直退刀 b)直线进刀、圆弧退刀 c)直线角度进刀、圆弧退刀 d)圆弧进刀、圆弧退刀 e)圆弧延长进刀、圆弧退刀 f)圆弧进刀、强制退刀,第五章 数 控 加 工,八、加工方向 加工方向的设定有两种选择：顺铣和逆铣。图523说明两种加工方向的含义

16、。,图5-23 加工方向 a)顺铣 b)逆铣,九、xy切入 定义在同一层（xy平面内）的加工轨迹的参数。包括： 1.切削模式：xy切入模式设定有以下三种选择。 (1)环切：生成环切加工轨迹。 (2)平行(单方向)：只生成单方向的加工的轨迹。 (3)平行(往复)：即使到达加工边界也不进行快速进刀，继续往复的加工。,第五章 数 控 加 工,图524为三个轨迹从左到右分别是环切、平行（单方向）平行（往复）,图5-24 切削模式 a)环切 b)单向 c)往复,2.行距 定义xy平面方向内的切入量，含义如图525所示。,图5-25 行距,第五章 数 控 加 工,3.残留高度 用球刀铣削时，输入铣削通过时的残余量（残留高度）。当指定残留高度时，会提示xy方向的行距，如图526所示。,图5-26 残留高度,4.进行角度 当切削模式为“平行（单向）”和“平行（往复）”时进行设定。,图5-27 进行角度,十、z切入 定义z方向的切入量。z向切入量的设定有以下两种选择： (1)层高：输入z方向切