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1、授课教师：XXXX智能制造数字化数控编程与精密制造目录/CONTENTS01NX CAM 概述02模型的修复与完善03NX CAM 操作流程04配置加工环境05加工编程模板06数控刀具的选择07数控加工中的坐标系08加工参数中的继承关系01NX CAM 概述NX CAM 是由Siemens 公司推出的NC 编程软件,是NX 产品中的数控编程工具。它提供了对铣床、车床、线切割机、机器人、数控检测仪等设备的程序编制能力;覆盖对2.5 轴到5 轴乃至复合结构的处理能力;具备集成化的代码级机床的加工仿真能力,给加工程序提供了可靠的保障;同时提供标准化的自动编程和加工参数的再利用等便利的编程环境;提供适
2、应各种控制器、可扩展各类自定义指令的后置处理方法。通过将 NX 连接到 Teamcenter 软件以进行数据和过程管理,为扩展零件制造解决方案打下数据可控的基础。以零件的三维模型为核心、与工艺相关的各种表格、工装清单、CNC 加工程序和工艺单等数据类型都可以得到全面的管理,达到与各类数据的有序关联、提高工作效率。NX CAM 概述02模型的修复与完善NX 是一个CAD/CAM 高度集成的软件,它强有力的CAD 建模能力可用于CAM 编程模型,并且完全满足NC 编程的需要:一般来源于不同CAD 的模型,由于数据转换的缺陷,会出现模型局部破损、丢失等现象;各种小的几何细节以及由于工序的要求暂时不加
3、工的形状,干扰了刀轨的完整性和顺畅性。如图3-1 所示,左图所有孔系都应该在后面的钻孔工序(或工步)中来完成,因此干扰了铣削加工的轨迹,会带来刀轨连续性不好、跳刀过多以及计算刀轨效率过低等种种弊端;通过多孔的几何抑制功能,就能获得右图的效果,有效避免了上述的问题。模型的修复与完善图3-1模型处理03NX CAM 操作流程在NX CAM 中进行零件加工的工艺流程设计时,要遵循一定的操作流程,整体流程如图3-2 所示。具体操作流程如下:1)创建包含组装的部件,该部件具有全部加工信息。该组装可以包含(或作为组件引用)要加工的工件、毛坯、夹具和机床。2)建立程序、刀具、方法和几何体父节点组来定义重用的
4、参数。3)创建工序来定义刀轨。4)生成和验证刀轨。5)后处理刀轨,然后对机床和控制器进行数据格式设置及安全仿真。6)创建车间工艺文件。NX CAM 操作流程04配置加工环境加工环境的组成如下:1.加工模板加工模板中包含过程和选项设置。用户可以从不同的方面使用CAM 系统;可以使用这些模板来设置 NX 所表示的工作流程,并设置选项,便于在使用中保持一致性和集中性;可以访问各个设置的预定义值,提高相应情况下的生产率。共有五种类型的模板可以使用,分别为工序(步)模板、方法模板、刀具模板、几何体模板和程序组模板。各种模板包含各自不同的相关数据。工序(步)模板用于设置工序(步)中所有选项的值。例如:一个
5、点到点的工序(步)模板,其中包括钻削所需的所有默认设置和车间工艺文件的格式,定义如刀具列表、工序卡和工艺方法等的格式。配置加工环境2.加工输出格式根据所需机床或所用控制器定义的加工代码文件的格式定制。用户定义事件格式是加工辅助指令后处理的输出格式,例如:更换刀具指令格式等。3.加工库加工库适用于制订刀具、刀具组件(刀具和夹持器)、机床、加工数据(进给量/速度)、切削方法和材料(部件和刀具)等各类规格与参数。这有利于以一致的方式在许多组合中重复使用这些信息。4.工艺助理工艺助理用于控制用户界面中显示的 NC 编程操作过程。这种做法是一个类似加工工艺助理的向导。配置加工环境5.配置管理根据不同的应
6、用场景指定不同的配置环境,如指定模具加工环境、一般零件加工环境和叶轮加工环境等,这些环境都可以一次性配置和选择使用。配置管理后的加工模板如图3-3 所示。配置加工环境05加工编程模板零件工艺分析与加工坐标的确定根据零件的加工要求,制订加工工序,由此建立加工编程原点(图3-4)和在此加工状态下的加工对象(如面或体)。加工编程模板模板的选择与设定选择模板来确定加工类别和加工方式。其中加工的类型包括车、铣;也可以将加工策略加以利用,如平面铣、轮廓铣等;同时还可以将各种加工、计算所需要的参数一起引入,如加工精度、进给速度和主轴转速等。创建加工常规模板的步骤如下:1)创建一个新的装配文件并将当前打开的文
7、件添加为组件。2)创建程序、几何体、刀具和方法组。3)设置CAM 配置参数。4)提供常规设置类型的选项。5)为每种类型提供子类型选项。加工编程模板自动创建加工装配组根据加工装配需求的不同建立编程的场景环境,大致可分为三种,分别为简单环境(仅为零件)、中等复杂环境(零件+工装)、复杂环境(零件+工装+机床),如图3-5 所示。加工编程模板06数控刀具的选择数控刀具的分类如图3-6 所示,数控刀具大致可分为以下几类:1)按工艺分为铣刀、镗刀、车刀、钻刀。2)按结构分为整体式、机夹式、焊接式、特殊形式刀具。3)按材料分为工具钢刀具、硬质合金刀具、表面涂层刀具。数控刀具的选择数控刀具的结构数控刀具在使
8、用过程中一般都是以组合的形式出现。图3-7所示为铣刀组合,图3-8所示为车刀组合。无论是哪种刀具,都需要有存放的地方,这个地方就是刀库中的刀位(POCKET)或称为刀塔(CARRIER)中的刀槽(POCKET)。数控刀具的选择07数控加工中的坐标系机床中的坐标系有两大类,分别为机床坐标系和加工坐标系。机床坐标系的原点也称为机床原点,是一个固定不变的位置,是机床物理机构和其控制器之间位置定义的标准。加工坐标系是机床加工零件时定义的工作坐标系,是可变的并可以定义多个,如G54、G55 坐标系等。在进行数控程序编制时需要了解并利用好这个规则。在CAD/CAM 软件中也有各种坐标系的定义,如绝对坐标系
9、、工作坐标系、加工坐标系和已保存的坐标系等,这些坐标系都有各自的应用和含义。数控加工中的坐标系加工坐标系的定义加工坐标系(图3-9)是指编程坐标系,它用于指定工件在机床中定位的位置,同时也用于数控加工所定义的加工工序或加工姿态。这个坐标系的定义包含以下两方面:1)位置。即零件在机床上的空间定位坐标,用来匹配程序与机床的相对关系。一般选择各种孔、平面等便于测量的几何对象。2)方向。即加工工序要求的可利用的姿态。可充分考虑工序基准,便于加工公差的合理分配,且必须考虑基准和加工精度的关系。数控加工中的坐标系矢量与刀轴的定义矢量是对坐标空间中的位置与方向的描述方式,刀轴是指刀具的方向。当刀具处于一个固
10、定轴的位置(通常锁定在Z 轴)时执行3 轴加工;在4 轴或5 轴机床上可以在切削或定位时,在可控范围内对刀轴指定其他矢量,这样以刀具的侧倾或机床轴(旋转轴)的定位来进行切削,达到特定的工艺要求。因此,矢量在数控编程的过程中是用于定义刀轴的数学描述和计算依据。数控加工中的坐标系08加工参数中的继承关系工序导航器工序导航器具有4个用来创建和管理NC 程序的分级视图,可以使用导航器工具条上的命令进行切换,分别为程序视图、机床视图、几何视图和加工方法视图,如图3-10 所示。1.程序视图程序视图(图3-11)用于对输出至CLSF 或后处理器的工序进行排序,它显示了每个工序所属的程序父组,并且是唯一一个
11、体现工序顺序相关性的视图。加工参数中的继承关系2.机床视图在机床视图(图3-12)中,按工序中使用的切削刀具排列工序。用户也可以按刀具类型组织切削刀具。3.几何视图几何视图(图3-13)显示了工序和几何体父组将使用的机床坐标系和加工几何体。4.加工方法视图加工方法视图(图3-14)用于在加工方法下组织工序以共享公共参数值。加工方法包括粗加工、半精加工和精加工。加工参数中的继承关系信息继承到工序在创建工序之前,可以定义程序、刀具、几何体和加工方法的参数。在程序、刀具、几何体和加工方法组内的参数设置可由其他组或工序继承。组间有继承关系,因此包含工序或子组的组称为父组。(1)程序组使用“创建程序”命
12、令创建程序组。NX 提供一个程序组,但也可以创建其他程序父组。程序组允许对输出的工序进行分组和排序。例如,在数控机床中有一个组装可以加工部件顶部,另一个组装可以加工部件底部,编制加工程序时可以为每个组装创建一个单独的程序组。(2)刀具组使用“创建刀具”命令创建新刀具和刀具组。在“创建刀具”对话框中,必须先从“类型”列表中选择刀具类型;所选类型将确定可用的刀具子类型;刀具组可定义切削刀具;可以通过创建刀具或从刀具库中调用刀具来填充刀具组。可以指定铣刀、钻刀和车刀,并保存与刀具相关联的参数,以用作相应后处理器命令的默认值。加工参数中的继承关系(3)几何体组 几何体组包括:机床坐标系(MCS)父组,
13、可以指定位置、方位、装夹偏置、安全平面和刀轴信息。部件上要加工的区域。不必加工的区域,如夹具和夹持器。刀具空间范围的边界。部件材料,用来计算加工数据,如进给率和速度。在几何体父项中指定几何体时,层次结构中的所有工序将继承该几何体,所以不必重复选择几何体。在几何体父组中,还可以添加余量以便将刀具定位到远离部件、毛坯、检查或修剪几何体的位置;保存布局/图层设置。几何体组可能包含其他几何体组和切削工序。加工参数中的继承关系(4)加工方法组创建加工方法组来指定公共加工参数,可使层次结构中的所有工序都可继承这些参数。加工方法父组中的参数包括余量、公差、进给率、显示颜色、刀具显示和切削方法。切削方法用于计算加工数据。加工参数中的继承关系
