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1、授 课 教 案章 节 内 容班 级单元五 数控仿真加工日月项目4 数控仿真加工综合实例学 时工作任务: 利用前面所学实体特征造型命令，根据下图所示“螺旋桨”尺寸，完成其实体造型的绘制；并选择适当的粗、精加工方法对其进行加工参数设置及仿真加工，生成相应的加工G代码和加工工艺清单 学习目标:1、熟练掌握实体建模的命令及操作2、综合运用适当的粗、精加工的方法，灵活、准确地加工造型重点难点1、加工管理的基本知识2、常用粗加工的操作方法教学手段多媒体教学、仿真软件教学学习内容：1、分析零件图，了解该造型的基本结构；（1）通过零件图可知，整个零件造型是由中央的椭圆体、外围环体、连接肋条和吊耳四部分构成；（
2、2）通过主视图可以看出，外围环体的轮廓线是用公式曲线Y=0.1X2表示的；（3）通过主、俯视图可以看出造型中央有一个中间带凹槽的椭圆体，并且该椭圆体与三个肋条连接；（4）从主、俯视图可以看出，外围环体与三个肋条连接；（5）从主、俯视图可以看出，在外围环体外侧有三个吊耳。2、针对各部分结构特点，确定造型的方法，完成螺旋桨零件造型（1）由于软件不支持多实体设计环境，所以这三部分在同一个窗口设计比较困难，因此，需要利用布尔运算功能。（2）利用“拉伸增料“构造造型中央的椭圆体基本造型，然后再利用”导动除料”方式构造椭圆体中间的凹槽，生成*.x_t文件。（3）利用“旋转增料”和“拉伸除料”构造一个连接肋
3、条造型，生成*.x_t文件。（4）从主视图可知外围环体利用公式曲线Y=0.1X2表示，故可以利用“公式曲线”和“旋转增料”完成外围环体造型。（5）将连接肋条和椭圆体分开造型，生成*.x_t的文件，然后再与已经建立好的外围环体做一个布尔运算中的并运算，这样，造型就基本解决了。（6）利用“导动增料”的方法在外围体外侧构造吊耳造型，完成造型设计。3、分析零件加工表面及结构特点，制定加工方案，生成加工轨迹。（1）利用“两点”的方法定义毛坯尺寸为22022050。（2）该零件需加工的表面为椭圆体、外围环体、连接肋条（不包括凹槽）和吊耳。（3）该零件表面形状以带斜度的曲面为主，采用等高线粗、精加工完成。根
4、据所加工表面，粗加工刀具选择为21的平底铣刀,加工余量取2mm，粗加工刀具选择10的球头刀来加工，用残留高度来控制加工质量，对较陡斜面的加工，应防止层降过大，对平坦面应防止层降过小，为此需要限定层降高度范围（0.21.5mm）。（4）利用轨迹仿真，检验已生成的粗、精加工轨迹的正确性。（5）根据正确的粗、精加工的轨迹，生成G代码和工艺清单。工作内容：（一）实训目的与要求1、进一步熟练掌握实体建模的命令及操作2、综合运用适当的粗、精加工的方法，灵活、准确地加工造型（二）实训时间：90分钟（三）实训内容根据工作任务中图形所示尺寸，建造及加工螺旋桨造型的操作步骤如下：1、螺旋桨造型建模（1）建立肋条造
5、型 以坐标原点为中心，单击【造型】【曲线生成】【直线】【两点线】，画出X轴和Y轴。单击【造型】【曲线生成】【公式曲线】，绘制Y=0.1X2的抛物线，抛物线的顶点坐标为（70，40）,如图6-104所示。单击拾取左边特征树中的“平面XY”，进入草图状态。单击【造型】【曲线生成】【圆弧】【两点-半径】，分别绘制R=90和R=132的圆弧，然后，利用“直线”，将两条圆弧与Y=0.1X2的抛物线的交点连接。单击【造型】【曲线编辑】【曲线裁剪】，构成一个封闭的图形，如图5-105所示。最后，退出草图。图5-104 “公式曲线”对话框和基本草图单击【造型】【特征生成】【增料】【旋转】，生成肋条基本体。旋转
6、增料结果，如图5-106所示。 单击拾取左边特征树中的“平面XZ”，进入草图状态。单击【造型】【曲线生成】【直线】【角度线】，生成4线，如图5-107所示。单击【造型】【曲线生成】【直线】【平行线】，生成平行于X轴的直线，删除4线。单击【造型】 图5-105 “肋条”基本草图【曲线生成】【直线】【两点线】，生成四边形。单击【造型】【几何变换】【平面镜像】，以X轴为镜像基准，生成“拉伸除料”草图。退出草图状态，如图 5-108 所示。 图5-106 “旋转”增料对话框和肋条基本体 图5-107 生成4线 图5-108 “拉伸除料”草图单击【造型】【特征生成】【除料】【拉伸】，如图5-109所示。
7、单击【文件】【另存为】，将生成的肋条实体造型保存为*.x_t类型，以备布尔运算时使用。 图5-109 “拉伸除料”对话框和肋条实体造型（2）建立中央椭圆造型单击单击拾取左边特征树中的“平面XZ”，进入草图状态。单击【造型】【曲线生成】【椭圆】，以原点为中心，生成椭圆，退出草图，如图5-110所示。 图5-110 生成椭圆草图单击【造型】【特征生成】【增料】【拉伸】，生成椭圆体，如图5-111所示。 图5-111 生成椭圆实体在平面XZ平面中，单击【造型】【曲线生成】【等距线】，确定A点，如图5-112所示。单击【造型】【曲线生成】【圆】【圆心-半径】，在A点绘制R=3的圆，然后利用“曲线裁剪”
8、将该圆修剪，如图5-113所示。利用“椭圆”，绘制中心（0，0，7.5），长半轴=32，短半轴=22的椭圆导动轨迹。单击【造型】【曲面生成】【导动面】【固接导动】，生成导动面。单击【造型】【特征生成】【除料】【曲面裁剪】，如图5-114所示。单击【造型】【特征生成】【抽壳】，生成中央的椭圆实体造型，将其保存为*.x_t类型文件，以备布尔运算时使用，如图5-115所示。 图5-112 确定A点 图5-113 修剪R=3的圆 图5-114 利用导动面剪裁除料生成的实体造型 图5-115 生成的中央椭圆造型（3）建立外围环体造型参见如图5-104 所示，绘制Y=0.1X2的抛物线。单击【造型】【曲线
9、生成】【等距线】，生成等距的抛物线，利用“直线”将两条抛物线连接，构成封闭的区域，等距后的抛物线顶端，利用“曲线裁剪”修剪，使整个区域不存在开口，可利用“草图环检查”命令，生成结果如图5-116所示。 图5-116 生成外围环体的草图单击【造型】【特征生成】【增料】【旋转】，生成外围环体造型，将其保存为*.mxe类型文件。如图5-117所示。（4）布尔运算在生成的外围环体上进行布尔运算，如图5-118所示。单击【造型】【特征生成】【实体布尔运算】，生成并入肋条后的实体造型，如图5-119所示。 图5-117 生成外围环体造型 图5-118 布尔运算 图5-119 并入肋条后的造型 图5-120
10、 并入中央椭圆后的造型利用“实体布尔运算”，将中央椭圆造型并入图5-119中，其中，中央椭圆的坐标系与图5-119的坐标系保持一直，结果如图5-120所示。同理，其他2条肋条并入方法与第一条肋条的并入方法一致，其中将角度二分别更改为120和240。（在并入第2、3个肋条时，先将前一个肋条的尖端，以中央椭圆作边界裁剪掉），其结果如图5-121所示。（5）做3个凸耳在平面XZ上，绘制坐标轴。单击【造型】【曲线生成】【相关线】【实体边界】，生成与坐标系相交的点。以交点为圆心，绘制R=10的圆。利用“直线”，绘制半圆的一条弦，生成一个封闭的区域。删除多余的线，退出草图。参见如图5-104 所示，绘制Y
11、=0.1X2的抛物线，生成导动轨迹，如图5-122所示。作一条距X轴30的平行线，裁剪导动轨迹，使导动轨迹高为30。单击【造型】【特征生成】【增料】【导动】，生成一个凸耳，如图5-123所示。同理，做其他两个凸耳的方法与之一致。完整的实体造型如图5-103所示，螺旋桨的造型设计结束。 图5-121 并入中央椭圆和3条肋条后的造型 图5-122 生成封闭区域草图和导动轨迹2、螺旋桨造型加工（1）后置设置可以增加当前使用的机床，给出机床名，定义适合自己机床的后置格式。系统默认的格式为FANUC系统的格式。单击【加工】【后置处理】【后置设置】，设置各项对话框。 图5-123 生成凸耳机床信息设置：选
12、择当前机床类型。后置设置 ：选择“后置设置”标签，根据当前机床设置个参数。设置完毕，单击“确定”按钮。（2）定义毛坯 ：单击【加工】【定义毛坯】，如图5-124所示。（3）等高线粗加工：【加工】【粗加工】【等高线粗加工】设置加工参数：单击按钮，显示各项加工参数对话框，其中，选择“加工参数2”选项卡， “起始点”选择毛坯左角。其他值为系统默认值。设置切削用量：选择“切削用量”选项卡，设置合理值。设置加工边界：选择“加工边界”选项卡，选择单击“参照毛坯”。设置刀具参数：选择“刀具参数”选项卡，设置合理刀具。设置完毕，单击“确定”按钮。按系统提示“拾取加工对象”为螺旋桨，按右键确认。“拾取加工边界”
13、，选择矩形作为加工区域，单击链搜索箭头，稍候片刻，系统自动生成粗加工刀具轨迹，如图5-125所示。隐藏生成的粗加工轨迹 拾取加工轨迹，按右键，在显示的菜单中选择“隐藏”命令，隐藏粗加工刀具轨迹，以便于下一步操作。 图5-124 定义毛坯 图5-125 生成粗加工轨迹 图5-126 生成精加工轨迹(4)等高线精加工 设置加工参数 ：单击按钮，显示各项加工参数对话框，其中加工余量为0，起始点设置与粗加工设置相同。下刀方式、切削用量、切入切出、加工边界和刀具参数设置与等高线粗加工参数设置相同。完成后单击“确定”按钮。 按系统提示“拾取加工对象”为螺旋桨，按右键确认。“拾取加工边界”，选择矩形作为加工
14、区域，单击链搜索箭头，稍候片刻，系统自动生成精加工刀具轨迹，如图5-126所示。(5)显示粗加工轨迹:选择“加工管理树”上的“等高线粗加工”，按右键，在显示的菜单中选择“全部显示”，则显示粗精加工轨迹如图5-127所示。 图5-127 显示粗精加工轨迹 图5-128 仿真结果（6）加工仿真单击【加工】【轨迹仿真】，根据系统提示同时拾取粗加工刀具轨迹和精加工刀具轨迹，按右键进入轨迹仿真界面。单击工具栏上的按钮，系统进入仿真状态并显示仿真对话框，单击按钮开始轨迹仿真，仿真结果如图5-128所示。观察仿真加工走刀路线，检验刀具路径是否正确、合理（有无过切等错误）。单击【加工】【轨迹编辑】，选择相应的轨迹编辑命令，根据提示拾取相应的加工
