《高速切削与五轴联动加工技术 教学课件 ppt 作者 褚辉生 第五章 高速及多轴数控编程软件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高速切削与五轴联动加工技术 教学课件 ppt 作者 褚辉生 第五章 高速及多轴数控编程软件（91页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 高速及多轴数控编程软件,第五章 高速及多轴数控编程软件,第一节 高速及多轴编程软件简介 第二节 UG在五轴联动加工中的应用 第三节 PowerMILL在高速及五轴联动加工中的应用,第一节 高速及多轴编程软件简介,1.MasterCAM 2.Cimatron软件 3.PowerMILL软件 (1)PowerMILL 软件特点 PowerMILL是一个独立运行的世界领先的CAM系统，它是Delcam的核心多轴加工产品。 (2)高效区域清除策略 PowerMILL以其独特、高效的区域清除方法而引领区域清除加工潮流。 (3)赛车线加工 PowerMILL包含有多个全新的高效粗加工策略，这些策略
2、充分利用了最新的刀具设计技术，从而实现了侧刃切削或深度切削。 (4)摆线加工 摆线粗加工是 PowerMILL 推出的另一全新的粗加工方式。,第一节 高速及多轴编程软件简介,(5)自动摆线加工 这是一种组合了偏置粗加工和摆线加工策略的加工策略。 4.UG软件 1)具有统一的数据库，真正实现了CAD/CAE/CAM等各模块之间的无数据交换的自由切换，可实施并行工程。 2)采用复合建模技术，可将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模与参数化建模融为一体。 3)用基于特征(如孔、凸台、型腔、槽沟、倒角等)的建模和编辑方法作为实体造型基础，形象直观，类似于工程师传统的设计办法，并能用参数驱动。 4
3、)曲面设计采用非均匀有理B样条作基础，可用多种方法生成复杂的曲面，特别适合于汽车外形、汽轮机叶片等复杂曲面造型。,第一节 高速及多轴编程软件简介,5)出图功能强，可十分方便地从三维实体模型直接生成二维工程图，能按ISO标准和国标标注尺寸、形位公差和汉字说明等，并能直接对实体做旋转剖、阶梯剖或将轴测图挖切生成各种剖视图，增强了绘制工程图的实用性。 6)采用Parasolid为实体建模核心，实体造型功能处于领先地位。 7)提供了界面良好的二次开发工具GRIP(Graphical Interactive Programing)和UFUNC(User FUNCTION)，并能通过高级语言接口，使UG的
4、图形功能与高级语言的计算功能紧密结合起来。 8)具有良好的用户界面，绝大多数功能都可通过图标实现；进行对象操作时，具有自动推理功能；同时，在每个操作步骤中都有相应的提示信息，便于用户作出正确的选择。 5.CATIA软件介绍,第一节 高速及多轴编程软件简介,6.HyperMILL软件,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,一、UG界面简介 UG是Unigraphics Solutions公司的产品,为用户提供一个较完善的企业级CAD/CAE/CAM/PDM集成系统。,图5-1 UG建模界面,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,1.标题栏 2.提示栏 3.状态栏 4.菜单栏 5.快捷菜单 6.坐标系
5、 7.工具栏 8.工作区 9.对话框 二、UG多轴刀具轴线的控制方法 首先，多轴机床指的是四轴及轴数多于四的机床。 1.UG可变轴曲面轮廓铣,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,1)零件几何体，用于加工的几何图形。 )驱动几何体，用来产生驱动轨迹路径的几何体。 )驱动点，从驱动几何体上产生的，将按照某种投影方法投影到零件几何体上的轨迹点。 )驱动方法，驱动点产生的方法。 )投影矢量，指引驱动点按照一定规则投影到零件表面，同时决定刀具将接触零件表面的位置。 )刀具轴线，即刀具轴线矢量，用于控制刀杆的变化规律。 2.驱动方法 3.投影矢量,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-2 刀具轴线矢量
6、,4.刀具轴线矢量,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-3 固定刀具轴线与可变刀具轴线,(1)正ZM轴 指定刀具轴线矢量沿加工坐标系的正Z方向。,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,(2)指定矢量 通过“矢量构造器”对话框构造一个矢量作为刀具轴线矢量。 (3)相对于矢量 在指定一个固定矢量的基础上，通过指定刀具轴线相对于这个矢量的引导角度和倾斜角度来定义出一个可变矢量作为刀具轴线矢量。 1)(I，J，K)法，通过输入相对于工作坐标系原点的矢量值指定一个固定的矢量作为基础矢量，如图5-4所示。 2)直线端点法，通过定义两个点或选择一条存在的直线，或定义一个点和矢量指定一个固定投影矢量作为基
7、础矢量，如图5-5所示。,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-4 用(I，J，K)指定基础矢量,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-5 直线端点定义基础矢量,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-6 用两点法定义基础矢量,3)两点法，,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,可以用点构造功能定义两个点指定一个固定投影矢量作为基础矢量。 4)与曲线相切法，可以定义一个固定的投影矢量相切于所选择的曲线，该投影矢量即作为基础矢量。,图5-7 与曲线相切法定义基础矢量,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,5)通过球面坐标定义基础矢量的方向，输入分别用“Phi”和“Theta”标明的角度值，
8、其中，“Phi”是在平面ZC-XC中从正Z轴转向正X轴的角度，“Theta”是在平面XC-YC中从正X转向正Y的角度，如图5-8所示。,图5-8 球面坐标法定义基础矢量,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,(4)离开点 通过指定一点来定义可变刀具轴线矢量。 (5)指向点 通过指定一点来定义可变刀具轴线矢量。,图5-9 离开点刀具轴线矢量,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-10 指向点刀具轴线矢量, 单击标准工具栏“起始”下的“加工(N)”菜单项，,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,或者按快捷键进入UG加工模块。 在右边的操作导航区单击鼠标右键，选择“几何视图”，用鼠标右键单击“WOR
9、KPIECE”，在弹出菜单中选择编辑，在弹出的“MILLGEOM”对话框中选择部件按钮，单击按钮，系统弹出“工件几何体”对话框，选择图5-11所示曲面，在“工件几何体”对话框中单击“确定”按钮，系统回到“MILLGEOM”对话框，单击“确定”按钮，完成几何体的设置。,图5-11 模型文件,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-12 “创建操作”对话框, 创建操作。,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,单击加工操作工具条上的“创建操作”按钮，系统弹出“创建操作”对话框，按图5-12所示设置对话框参数；单击“确定”按钮，系统弹出“VARIABLE CON-TOUR”对话框。在该对话框中驱动方法
10、选择为曲面区域，系统弹出“曲面驱动方法”对话框，设定驱动几何体为图5-11所示曲面；选择刀轴为指向点；单击选择方法为存在点，选择如图5-11所示的点；投影矢量选择为垂直于驱动，注意材料方向(本例设置向上)，该对话框中的其他参数请读者自己设定；单击“确定” 回到“可变轴轮廓铣”对话框，其他参数请读者自己设定。单击生成按钮，即生成如图5-13所示刀具路径。单击标准工具栏上的“保存”按钮完成指向点刀具轴线控制的操作。,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-13 指向点刀具路径,(6)离开直线,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-14 离开直线刀具轴线矢量,(7)指向直线 指定一条直线来定义
11、可变刀具轴线矢量，,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,定义的可变刀具轴线矢量沿着指定的直线，且从刀柄指向指定直线。,图5-15 指向直线刀具轴线矢量,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-16 模型文件, 单击标准工具栏“起始”下的“加工(N)”菜单项，,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,或者按快捷键进入UG加工模块。 在右边的操作导航区单击鼠标右键，选择“几何视图”，右键单击“WORKPIECE”，在弹出菜单中选择“编辑”，系统弹出“MILLGEOM”对话框，选择部件按钮，单击按钮，系统弹出“工件几何体”对话框，选择如图5-16所示曲面，在“工件几何体”对话框中单击“确定”按钮，系统
12、回到“MILLGEOM”对话框，最后单击“确定”按钮完成几何体的设置。,图5-17 “创建操作”对话框,第二节 UG在五轴联动加工中的应用, 创建刀具。创建一10mm的球头刀D10R5(读者自己完成)。 创建操作。单击“加工操作”工具条上的“创建操作”按钮，系统弹出“创建操作”对话框，按图5-17设置对话框参数。单击“确定”按钮，系统弹出“VARIABLE CONTOUR”(可变轴轮廓铣)对话框。在该对话框中驱动方法选择为曲面区域，系统弹出“曲面驱动方法”对话框，设定驱动几何体为如图5-16所示曲面，选择刀轴为指向直线，直线选择方法为现有直线，选择如图5-16所示的直线，投影矢量选择为垂直于驱
13、动，注意材料方向(本例设置向上)，其他参数请读者自己设定。单击“确定” 回到可变轴轮廓铣对话框，该对话框中的其他参数请读者自己设定。单击生成按钮，即生成如图5-18所示刀具路径。单击标准工具栏上的“保存”按钮完成指向直线刀具轴线控制的操作。,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-18 指向直线刀具路径,(8)与部件相关 前置角和侧倾角的含义如下所述。,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-19 与部件相关侧倾角,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-20 法向矢量代替指定矢量,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-21 前置角与侧倾角的设置,(9)垂直于工件 使可变刀具轴线矢量
14、在每一个接触点垂直于工件,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,的几何面，如图5-22所示。,图5-22 垂直于工件刀具轴线矢量,(10)四轴垂直于工件 通过指定旋转轴(即第四轴)及其旋转角度来定义刀具轴线矢量。,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-23 四轴垂直于工件刀具轴线矢量,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-24 “4轴与工件垂直”设置对话框,(11)四轴相对于工件 通过第四轴及其旋转角度、前置角度与侧倾角度来定义刀具轴线矢量。,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-25 4轴相对于工件刀具轴线矢量,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-26 “4轴相对于工件”设置
15、对话框,(12)在工件上的双四轴 该种刀具轴线控制方法只能用于“Zig-Za,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,g”(“之”字形往复)切削方法，而且分别进行切削。,图5-27 在工件上的双四轴刀具轴线矢量,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-28 旋转轴定义,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-29 在工件上的双4轴设置对话框,(13)垂直于驱动面 在每一个接触点处创建垂直于驱动曲面的可变,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,刀具轴线，刀具轴线是跟随驱动曲面而不是跟随工件几何表面的，所以能够产生更光顺的往复切削运动，如图5-30所示。,图5-30 垂直于驱动面刀具轴线矢量,第二节
16、 UG在五轴联动加工中的应用,图5-31 模型文件, 单击标准工具栏“起始”下的“加工(N)”菜单项，,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,或者按快捷键进入UG加工模块。 在右边的操作导航区单击鼠标右键，选择“几何视图”，右键单击“WORKPIECE”，在弹出菜单中选择“编辑”，在弹出的加工几何对话框“MILLGEOM”中选择部件按钮，单击按钮，系统弹出“工件几何体”对话框，选择图5-31所示实体。在“工件几何体”对话框中单击“确定”按钮，系统回到“MILLGEOM”对话框，单击“确定”按钮，完成几何体的设置。 创建刀具。创建一直径为10mm的球头刀D10R5(读者自己完成)。,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,图5-32 “创建操作”对话框, 创建操作。,第二节 UG在五轴联动加工中的应用,单击加工操作工具条上的“创建操作”按钮，系统弹出“创建操作”对话框，按图5-32设置对话框参数；单击“确定”按钮，系统弹出“VARIABLE CONTOUR”对话框，在该对话框中驱动方法选择为曲面区域，系统弹出“曲面驱动方法”对话框，设定
