数控加工编程及操作-自动编程课件

1、http:/ http:/ http:/ 自动编程的发展自动编程的发展 n6.2 自动编程系统简介自动编程系统简介 n6.3 CAXA-ME的基本概念的基本概念 n6.4 加工模型的创建加工模型的创建 n6.5 平面轮廓与平面区域加工平面轮廓与平面区域加工 n6.6 曲曲 面面 加加 工工 n6.7 粗粗 加加 工工 n6.8 轨轨 迹迹 仿仿 真真 n6.9 后后 置置 处处 理理 n6.10 机机 床床 通通 信信 n6.11 实训实训 n6.12 习习 题题 http:/ 自动编程的方法与过程自动编程的方法与过程 u6.2.2 常见的几种常见的几种CAD/CAM软件介绍软件介绍 http

2、:/ 造型设计功能。包括二维草图设计、曲面设计、实体和特征设计、造型设计功能。包括二维草图设计、曲面设计、实体和特征设计、曲线曲面的编辑。对于型腔模具曲线曲面的编辑。对于型腔模具CAD/CAM集成数控编程系统来说，型集成数控编程系统来说，型腔和型芯的自动生成具有十分重要的意义。腔和型芯的自动生成具有十分重要的意义。n(2) 在三维几何造型设计的基础上，自动生成二维工程图的功能。对于在三维几何造型设计的基础上，自动生成二维工程图的功能。对于单一功能的数控编程系统，二维工程图功能不一定是必须的。单一功能的数控编程系统，二维工程图功能不一定是必须的。n(3) 数控加工编程、刀具轨迹生成、刀具轨迹编辑

3、、刀具轨迹验证和通数控加工编程、刀具轨迹生成、刀具轨迹编辑、刀具轨迹验证和通用后置处理等。用后置处理等。n刀具轨迹生成模块直接采用几何模型中的几何信息，根据所选用的刀具刀具轨迹生成模块直接采用几何模型中的几何信息，根据所选用的刀具及加工方式进行刀位计算，生成数控加工刀具轨迹。及加工方式进行刀位计算，生成数控加工刀具轨迹。http:/ UG与与UG NX软件系统软件系统nUG由美国由美国UGS(Unigraphics Solutions)公司开发的公司开发的CAD/CAM/CAE一体化软件，它的功能覆盖一体化软件，它的功能覆盖了整个产品的开发过程，即覆盖了从概念设计、功能工程、工程分析、加工制造

4、到产品发布的全过程，了整个产品的开发过程，即覆盖了从概念设计、功能工程、工程分析、加工制造到产品发布的全过程，广泛应用在航空、汽车、机械、电器电子等工业领域。广泛应用在航空、汽车、机械、电器电子等工业领域。nUG有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和生成工程图等设计功能，无论装配图还是零件图设计，有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和生成工程图等设计功能，无论装配图还是零件图设计，都是从三维实体造型开始的，可视化程度很高，三维实体生成后，可自动生成二维视图。其三维都是从三维实体造型开始的，可视化程度很高，三维实体生成后，可自动生成二维视图。其三维CAD有参数化修改功能，一个零件的尺寸修改可致使

5、相关零件的变化。在设计过程中可进行有限元分析、有参数化修改功能，一个零件的尺寸修改可致使相关零件的变化。在设计过程中可进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟，提高设计的可靠性。机构运动分析、动力学分析和仿真模拟，提高设计的可靠性。nUG系统具有丰富的数控加工编程能力，可用建立的三维模型直接生成数控代码用于产品的加工，是系统具有丰富的数控加工编程能力，可用建立的三维模型直接生成数控代码用于产品的加工，是目前市场上数控加工编程能力最强的目前市场上数控加工编程能力最强的CAD/CAM集成系统，其加工编程功能包括：车削加工、型芯和集成系统，其加工编程功能包括：车削加工、型芯和型腔铣削、平面

6、铣削、定轴铣削、自动清根、可变轴铣削、顺序铣削、线切割、刀具轨迹编辑、验证、型腔铣削、平面铣削、定轴铣削、自动清根、可变轴铣削、顺序铣削、线切割、刀具轨迹编辑、验证、仿真、后置处理等等。仿真、后置处理等等。UG软件经营与开发经历了数次变迁与合并，其最新版本为软件经营与开发经历了数次变迁与合并，其最新版本为UG NX。UG NX提供了一种面向产品生命周期管理的有效解决方案，包括实体造型、有限元分析和提供了一种面向产品生命周期管理的有效解决方案，包括实体造型、有限元分析和CN编程等方面的工编程等方面的工作都有过人之处。作都有过人之处。nUG NX提出以下几点创新。提出以下几点创新。n(1)知识驱动

7、自动化。可以从复杂产品中找出可复用的工程信息。知识驱动自动化。可以从复杂产品中找出可复用的工程信息。n(2)集成化协同环境。可以很好地把设计团队的理念表达出来。集成化协同环境。可以很好地把设计团队的理念表达出来。n(3)开放设计系统。实现整个供应链中的无缝信息通信。开放设计系统。实现整个供应链中的无缝信息通信。n(4)各种生产过程验证手段。把面向制造扩展到面向整个工程生命周期，从概念设计到最终产品均各种生产过程验证手段。把面向制造扩展到面向整个工程生命周期，从概念设计到最终产品均集中在一个集成化数字环境中完成建模、仿真、优化、归档、组装及测试集中在一个集成化数字环境中完成建模、仿真、优化、归档

8、、组装及测试 工作。工作。http:/ CAD/CAM/CAE软件。软件。Pro/ENGINEER是高度集成的面向产品设计的大型软件，它开创了三维是高度集成的面向产品设计的大型软件，它开创了三维CAD/CAM参数化的先河，其全参数化思想关联了产品开发的每一个环节。该参数化的先河，其全参数化思想关联了产品开发的每一个环节。该软件集成了零件设计、装配、模具生成、软件集成了零件设计、装配、模具生成、NC加工、造型设计、逆向工程、工程加工、造型设计、逆向工程、工程仿真与分析、产品数据库管理等众多功能于一身，并具有较好的二次开发环境仿真与分析、产品数据库管理等众多功能于一身，并具有较好的二次开发环境和数

9、据交换能力。和数据交换能力。nPro/ENGINEER系统的核心技术具有以下特点。系统的核心技术具有以下特点。n(1)基于特征。将某些具有代表性的平面几何形状定义为特征，并将其所有尺基于特征。将某些具有代表性的平面几何形状定义为特征，并将其所有尺寸作为可变参数，进而形成实体，以此为基础进行更为复杂的几何形体的构建。寸作为可变参数，进而形成实体，以此为基础进行更为复杂的几何形体的构建。n(2)全尺寸约束。将形状和尺寸结合起来考虑，通过尺寸约束实现对几何形状全尺寸约束。将形状和尺寸结合起来考虑，通过尺寸约束实现对几何形状的控制。的控制。n(3)尺寸驱动设计修改。通过编辑尺寸数值可以改变几何形状。尺

10、寸驱动设计修改。通过编辑尺寸数值可以改变几何形状。n(4)全数据相关。尺寸参数的修改导致其他模块中的相关尺寸得以更新。如果全数据相关。尺寸参数的修改导致其他模块中的相关尺寸得以更新。如果要修改零件的形状，只需修改一下零件上的相关尺寸。要修改零件的形状，只需修改一下零件上的相关尺寸。http:/ MILL)系统具有菜单接口和刀具轨迹验证能力，其主要编程功能除了常用的系统具有菜单接口和刀具轨迹验证能力，其主要编程功能除了常用的多坐标点位加工编程、表面区域加工编程、轮廓加工编程、型腔加工编程外，还有以下特多坐标点位加工编程、表面区域加工编程、轮廓加工编程、型腔加工编程外，还有以下特点。点。n(1)在

11、型腔加工编程功能上，采用扫描原理对带岛屿的型腔进行行切法编程；对不带岛在型腔加工编程功能上，采用扫描原理对带岛屿的型腔进行行切法编程；对不带岛屿的任意边界型腔屿的任意边界型腔(即不限于凸边界即不限于凸边界)进行环切法编程。进行环切法编程。n(2)在雕塑曲面区域加工编程功能上，可以连续对多个零件面编程，生成刀具轨迹的功在雕塑曲面区域加工编程功能上，可以连续对多个零件面编程，生成刀具轨迹的功能。能。n目前目前CATIA系统已发展成从产品设计、产品分析、加工、装配和检验，到过程管理、虚拟系统已发展成从产品设计、产品分析、加工、装配和检验，到过程管理、虚拟运作等众多功能的大型运作等众多功能的大型CAD

12、/CAM/CAE软件。软件。http:/ Software公司所研制开发的公司所研制开发的CAD/CAM系统。系统。该软件侧重于数控加工，它具有很强的加工功能，尤其在对复杂曲面自该软件侧重于数控加工，它具有很强的加工功能，尤其在对复杂曲面自动生成加工代码方面，具有独到的优势。动生成加工代码方面，具有独到的优势。Mastercam软件的操作功能软件的操作功能简便实用，其简便实用，其CAM主要功能有：二维外形铣削挖槽和钻孔，二维挖槽残主要功能有：二维外形铣削挖槽和钻孔，二维挖槽残料加工，实体刀具模拟；二至五轴单一曲面粗加工、沿面加工、投影加料加工，实体刀具模拟；二至五轴单一曲面粗加工、沿面加工、投

13、影加工；二至五轴直纹曲面、扫描曲面、旋转曲面加工；三维曲线、曲面粗工；二至五轴直纹曲面、扫描曲面、旋转曲面加工；三维曲线、曲面粗精加工；三维固定精加工；三维固定Z轴插削加工；三维沿面夹角清角加工；刀具轨迹编轴插削加工；三维沿面夹角清角加工；刀具轨迹编辑、干涉处理、验证和仿真。辑、干涉处理、验证和仿真。Mastercam还提供多种图形文件接口。还提供多种图形文件接口。因此该软件被认为是一个图形交互式因此该软件被认为是一个图形交互式CAM数控编程系统。数控编程系统。 http:/ http:/ CAXA-ME的工作界面的工作界面 u6.3.2 CAXA-ME基本操作基本操作 http:/ http

14、:/ CAXA-ME工作界面 http:/ 绘图区绘图区 n2. 主菜单主菜单 n3. 立即菜单立即菜单 n4. 快捷菜单快捷菜单 n5. 对话框对话框 n6. 工具栏工具栏 n7. 点工具菜单点工具菜单 n8. 矢量工具矢量工具 n9. 拾取工具 http:/ 操作指令的输入操作指令的输入n进入工作界面后，可以通过两种方式进行操作：进入工作界面后，可以通过两种方式进行操作：n通过下拉菜单选取操作命令；通过下拉菜单选取操作命令；n用鼠标左键单击图标进行操作。用鼠标左键单击图标进行操作。n2. 鼠标、键盘和功能热键鼠标、键盘和功能热键n鼠标：单击鼠标左键可以激活菜单、确定位置点、拾取元素等。单击

15、鼠标右键用来确认拾取、鼠标：单击鼠标左键可以激活菜单、确定位置点、拾取元素等。单击鼠标右键用来确认拾取、结束操作、终止命令、弹出快捷菜单。结束操作、终止命令、弹出快捷菜单。n回车键回车键(Enter键键)和数值键：在系统要求输入点或半径时，回车键和数值键可以激活一个坐标和数值键：在系统要求输入点或半径时，回车键和数值键可以激活一个坐标和数值输入框，在输入框中可以输入坐标值或半径数值。和数值输入框，在输入框中可以输入坐标值或半径数值。n空格键空格键(Space键键)：在系统要求输入点时，按空格键可以弹出点工具菜单。：在系统要求输入点时，按空格键可以弹出点工具菜单。n功能热键。功能热键。nF5键：

16、将界面切换至键：将界面切换至XOY面，同时将显示屏幕置为面，同时将显示屏幕置为XOY面。面。lF6键：将界面切换至键：将界面切换至YOZ面，同时将显示屏幕置为面，同时将显示屏幕置为YOZ面。面。lF7键：将界面切换至键：将界面切换至XOZ面，同时将显示屏幕置为面，同时将显示屏幕置为XOZ面。面。lF8键：显示轴侧图，以轴侧图方式显示图形。键：显示轴侧图，以轴侧图方式显示图形。lF9键：切换当前面。将当前面在键：切换当前面。将当前面在XOY、YOZ、XOZ之间进行切换，但不改变显示平面。之间进行切换，但不改变显示平面。nShift+方向键或方向键或Shift+鼠标左键：显示旋转。鼠标左键：显示旋

17、转。n方向键：显示平移。方向键：显示平移。nPage UP、Page Down或或Ctrl+方向键或方向键或Shift+鼠标右键：显示放大、缩小。鼠标右键：显示放大、缩小。http:/ 坐标系和当前面坐标系和当前面n(1)工作坐标系：用户建立模型时的参考坐标系。系统默认的坐标系叫做绝对工作坐标系：用户建立模型时的参考坐标系。系统默认的坐标系叫做绝对坐标系，用户自定义的坐标系叫做工作坐标系或用户坐标系。用户可以任意设坐标系，用户自定义的坐标系叫做工作坐标系或用户坐标系。用户可以任意设定当前工作坐标系。定当前工作坐标系。n(2)当前工作坐标系：用户正在使用的坐标系，所有的输入均针对当前工作的当前工

18、作坐标系：用户正在使用的坐标系，所有的输入均针对当前工作的坐标系而言。区别于其他的坐标系，当前工作的坐标系用红色表示。用户可以坐标系而言。区别于其他的坐标系，当前工作的坐标系用红色表示。用户可以通过激活坐标系命令在各坐标系间切换。通过激活坐标系命令在各坐标系间切换。n(3)当前面：当前工作坐标系的三个坐标面当前面：当前工作坐标系的三个坐标面XOY、YOZ、XOZ中的一个用来作中的一个用来作为当前操作所依赖的平面，例如用为当前操作所依赖的平面，例如用“圆心半径圆心半径”生成圆时，需要定义一个平生成圆时，需要定义一个平面。当前面在当前工作坐标系中用红色斜线标识。用户可以在当前工作坐标系面。当前面在

19、当前工作坐标系中用红色斜线标识。用户可以在当前工作坐标系下任意设置当前面。下任意设置当前面。n(4)显示平面：显示平面：CAXA-ME是一个三维系统，有时需要在给定的平面上观察图是一个三维系统，有时需要在给定的平面上观察图形的状态，即将图形投影到指平面上进行显示，该平面称为显示平面。显示平形的状态，即将图形投影到指平面上进行显示，该平面称为显示平面。显示平面可以与当前面相同，如用功能键面可以与当前面相同，如用功能键F5、F6、F7切换时，当前面与显示面同时变切换时，当前面与显示面同时变化。显示平面与当前面也可以不同，如用功能键化。显示平面与当前面也可以不同，如用功能键F9切换当前面时，显示平面

20、不切换当前面时，显示平面不发生变化。发生变化。 http:/ 坐标系点的输入坐标系点的输入n用户定义的用户坐标系是当前工作坐标系，在当前坐标系下输入的坐标用户定义的用户坐标系是当前工作坐标系，在当前坐标系下输入的坐标为绝对坐标。点的绝对坐标的输入的格式为：为绝对坐标。点的绝对坐标的输入的格式为：X，Y，Z，可直接通过键，可直接通过键盘输入。如果省略盘输入。如果省略Z坐标，输入格式为：坐标，输入格式为：X，Y，系统认为，系统认为Z坐标值为坐标值为0,0。如果输入格式为：如果输入格式为：X，Y，Z则为点的相对坐标。则为点的相对坐标。http:/ 线框模型线框模型 u6.4.2 曲面模型曲面模型 u

21、6.4.3 实体模型实体模型u6.6.4 导动加工导动加工 http:/ 曲线的绘制曲线的绘制nCAXA-ME中，提供的曲线绘制方法包括：绘制直线、圆弧、圆、椭圆、中，提供的曲线绘制方法包括：绘制直线、圆弧、圆、椭圆、样条线、点、文字、公式曲线、多边形、二次曲线、等距线、草图曲线、样条线、点、文字、公式曲线、多边形、二次曲线、等距线、草图曲线、曲线投影和相关线等。对曲线进行编辑则包括：曲线裁剪、曲线拉伸、曲线投影和相关线等。对曲线进行编辑则包括：曲线裁剪、曲线拉伸、曲线组合、曲线打断和曲线过渡五种功能。曲线组合、曲线打断和曲线过渡五种功能。n草图曲线、曲线投影、相关线是与曲面造型、实体造型有关

22、的功能。草草图曲线、曲线投影、相关线是与曲面造型、实体造型有关的功能。草图曲线是为特征造型准备的一个平面封闭图形，是特征造型的一个步骤。图曲线是为特征造型准备的一个平面封闭图形，是特征造型的一个步骤。n曲线投影是空间曲线沿某一方向向一个作实体的基准面投影，是草图状曲线投影是空间曲线沿某一方向向一个作实体的基准面投影，是草图状态下的一项功能。相关线包括曲面或实体的交线、参数线、法线、投影态下的一项功能。相关线包括曲面或实体的交线、参数线、法线、投影线和边界线。具体操作请参看线和边界线。具体操作请参看6.4.3节节“实体模型实体模型”的实例。的实例。http:/ 几何变换几何变换n几何变换包括平移

23、、平面旋转、旋转、平面几何变换包括平移、平面旋转、旋转、平面镜像、镜像、阵列和缩放七种功能。几何变镜像、镜像、阵列和缩放七种功能。几何变换仅用于对曲线、曲面进行编辑，对实体造换仅用于对曲线、曲面进行编辑，对实体造型无效。型无效。http:/ 曲面模型的创建曲面模型的创建n1)扫描面扫描面n生成扫描面的方法是按照给定的起始位置和扫描距离将曲线沿指定方向生成扫描面的方法是按照给定的起始位置和扫描距离将曲线沿指定方向扫描生成曲面，如图扫描生成曲面，如图6.13(b)所示。所示。http:/ 生成扫描面 http:/ 曲面的编辑曲面的编辑nCAXA-ME系统中提供了五种曲面编辑功能，系统中提供了五种曲

24、面编辑功能，即：曲面裁剪、曲面过渡、曲面缝合、曲面即：曲面裁剪、曲面过渡、曲面缝合、曲面拼接和曲面延伸，是该软件的重要功能。拼接和曲面延伸，是该软件的重要功能。http:/ 曲面模型操作实例曲面模型操作实例n操作实例操作实例6-10：根据如图：根据如图6.29所示的线框模型，创建曲面模型，作图所示的线框模型，创建曲面模型，作图步骤如下。步骤如下。n(1) 作出四个矩形平面。单击曲面生成工具栏的【边界面】图标，选择作出四个矩形平面。单击曲面生成工具栏的【边界面】图标，选择【四边面】，依次拾取每个矩形面的四条轮廓线，结果如图【四边面】，依次拾取每个矩形面的四条轮廓线，结果如图6.30所示。所示。n

25、(2) 作出四个三角形平面。单击曲面生成工具栏上的【直纹面】按钮作出四个三角形平面。单击曲面生成工具栏上的【直纹面】按钮(图标图标)，拾取【第一条直线】，再拾取【第二条直线】，依次作出四个，拾取【第一条直线】，再拾取【第二条直线】，依次作出四个三角形面，如图三角形面，如图6.31所示。所示。n(3) 作出四个连接曲面。单击曲面生成工具栏上的【边界面】，选择作出四个连接曲面。单击曲面生成工具栏上的【边界面】，选择【三边面】，依次拾取连接曲面的三条边界线，完成曲面造型，如图【三边面】，依次拾取连接曲面的三条边界线，完成曲面造型，如图6.32所示。所示。http:/ http:/ http:/ 作出

26、四个三角形面 http:/ 作出四个连接曲面 http:/ 创建草图创建草图 n2. 创建特征创建特征 n3. 特征处理特征处理 n4实体模型操作实例实体模型操作实例 http:/ 平面轮廓加工平面轮廓加工 u6.5.2 平面区域加工平面区域加工 u6.5.3 平面区域加工操作实例平面区域加工操作实例 http:/ 0.01mm。坯料为外形已精加工。坯料为外形已精加工的块料，外形尺寸的块料，外形尺寸65mm 46mm10mm。http:/ 方形壳体工件图 http:/ 曲面轮廓加工曲面轮廓加工 u6.6.2 曲面区域加工曲面区域加工 u6.6.3 等高精加工等高精加工 u6.6.4 导动加工导

27、动加工 http:/ http:/ 图图6.93所示，单击【确定】按钮后按提示拾取加工曲面、拾取干涉曲面、拾取轮廓和加所示，单击【确定】按钮后按提示拾取加工曲面、拾取干涉曲面、拾取轮廓和加工方向，单击需要加工的曲面轮廓线，轮廓线封闭后选择区域加工方向工方向，单击需要加工的曲面轮廓线，轮廓线封闭后选择区域加工方向(箭头方向，向曲箭头方向，向曲面轮廓线的外面还是里面面轮廓线的外面还是里面)，最后生成加工轨迹，如图，最后生成加工轨迹，如图6.94所示。所示。n参数说明如下。参数说明如下。n【曲面轮廓加工参数表】对话框【曲面轮廓加工参数表】对话框(如图如图6.93所示所示)包括：【曲面轮廓加工参数】、

28、【切削用包括：【曲面轮廓加工参数】、【切削用量】、【进退刀方式】和【铣刀参数】四个选项卡。量】、【进退刀方式】和【铣刀参数】四个选项卡。n【加工余量】是指对曲面的预留量。【加工余量】是指对曲面的预留量。n【干涉余量】是指对干涉面的预留量，可正可负。【干涉余量】是指对干涉面的预留量，可正可负。n【轮廓余量】是指对曲面轮廓的预留量。【轮廓余量】是指对曲面轮廓的预留量。n【轮廓精度】是指拾取的轮廓有样条时的离散精度。【轮廓精度】是指拾取的轮廓有样条时的离散精度。n【加工精度】指刀具轨迹对曲面的加工误差。【加工精度】指刀具轨迹对曲面的加工误差。n【刀次】、【行距】分别为生成刀具轨迹的行数和每行刀位之间

29、的距离。在其他的【刀次】、【行距】分别为生成刀具轨迹的行数和每行刀位之间的距离。在其他的加工方式里，刀次和行距是单选的，最后生成的刀具轨迹只使用其中的一个参数，而在曲加工方式里，刀次和行距是单选的，最后生成的刀具轨迹只使用其中的一个参数，而在曲面轮廓加工里刀次和行距是关联的，生成的刀具轨迹由刀次和行距两个参数决定，曲面轮面轮廓加工里刀次和行距是关联的，生成的刀具轨迹由刀次和行距两个参数决定，曲面轮廓加工轨迹如图廓加工轨迹如图6.94所示，此图刀次为所示，此图刀次为3，行距为，行距为2mm。http:/ 【曲面轮廓加工参数表】对话框 http:/ 图6.94 区面轮廓加工轨迹 图6.94 区面轮

30、廓加工轨迹 http:/ 简化造型。只作截面线和平面轮廓线的线框，不必曲面造型。简化造型。只作截面线和平面轮廓线的线框，不必曲面造型。n(2) 充分利用机床的圆弧插补功能。导动加工的轨迹是以二维的方法来充分利用机床的圆弧插补功能。导动加工的轨迹是以二维的方法来生成的，圆弧生成的生成的，圆弧生成的G代码就是代码就是G02或或G03，而不是折线段逼近的，而不是折线段逼近的G代代码。因此，生成的代码最短，并且加工效果最好。特别是轮廓线包含较码。因此，生成的代码最短，并且加工效果最好。特别是轮廓线包含较多圆弧时，程序简化非常明显，而且生成轨迹的速度非常快。例如半球，多圆弧时，程序简化非常明显，而且生成

31、轨迹的速度非常快。例如半球，用导动加工生成的代码长度是用其他方式生成代码的几十分之一到上百用导动加工生成的代码长度是用其他方式生成代码的几十分之一到上百分之一。分之一。n(3) 沿截面线由上往下加工或由下往上加工可以自由选择，由上往下加沿截面线由上往下加工或由下往上加工可以自由选择，由上往下加工可以避免工可以避免 扎刀。扎刀。http:/ 等高粗加工等高粗加工 u6.7.2 局部粗加工局部粗加工 u6.7.3 粗加工、曲面加工操作实例粗加工、曲面加工操作实例 http:/ n操作说明：操作说明：n(1) 选择环切，在粗加工凸模时，最好选【从外向里】选项；在加工凹选择环切，在粗加工凸模时，最好选

32、【从外向里】选项；在加工凹模时，最好选【从里向外】选项；若不能确定是凸模还是凹模，选【从模时，最好选【从里向外】选项；若不能确定是凸模还是凹模，选【从外向里】选项。这样能保证刀具从材料外进刀。外向里】选项。这样能保证刀具从材料外进刀。n(2) 粗加工最好用端刀。若用球刀，第一刀的吃刀量很大，不利于切削。粗加工最好用端刀。若用球刀，第一刀的吃刀量很大，不利于切削。http:/ 等高粗加工 http:/ http:/ 0.01mm。n1. 工件特点分析工件特点分析n工件的加工表面为多个曲面组成的复杂表面。依据数控铣削的特点，整个表面可分为两个工件的加工表面为多个曲面组成的复杂表面。依据数控铣削的特

33、点，整个表面可分为两个部分：顶面部分为较平坦的曲面；周边部分为陡峭的曲面，其拔模斜度为部分：顶面部分为较平坦的曲面；周边部分为陡峭的曲面，其拔模斜度为3。表面最小。表面最小凹部的曲面为凹部的曲面为R3。工件底面中心处有圆形凸台，铣削前已加工成，铣削时利用此凸台定。工件底面中心处有圆形凸台，铣削前已加工成，铣削时利用此凸台定位夹紧。夹具可选择通用自定心三爪卡盘。工件坐标原点选在工件底面形心。这样，建模、位夹紧。夹具可选择通用自定心三爪卡盘。工件坐标原点选在工件底面形心。这样，建模、编程、装夹具有同一基准。编程、装夹具有同一基准。n2. 加工过程分析加工过程分析n(1)粗铣全部表面，留余量粗铣全部

34、表面，留余量0.5mm。为了有效切除材料，选用平端立铣刀，毛坯外部。为了有效切除材料，选用平端立铣刀，毛坯外部切入。刀具直径的选择要综合考虑加工效率和残留材料两个方面。切入。刀具直径的选择要综合考虑加工效率和残留材料两个方面。n(2)精铣顶面区域。顶面区域的轮廓线如图精铣顶面区域。顶面区域的轮廓线如图6.101所示，这条曲线是顶面平坦曲面与周所示，这条曲线是顶面平坦曲面与周边陡峭曲面圆角过渡的分界线，是空间曲线。这种划分有利于球面刀具对工件进行切削。边陡峭曲面圆角过渡的分界线，是空间曲线。这种划分有利于球面刀具对工件进行切削。n(3)精铣周边面。周边面为拔模斜度精铣周边面。周边面为拔模斜度3的

35、陡峭曲面，可以用斜度为的陡峭曲面，可以用斜度为3的锥铣刀沿底面的锥铣刀沿底面轮廓线一次环绕切削完成，这样可以获得较高的加工效率和较好的表面质量。另一种方法轮廓线一次环绕切削完成，这样可以获得较高的加工效率和较好的表面质量。另一种方法是用圆柱平端立铣刀，等高线轨迹环绕逐层切削完成。这种切削方法在加工表面质量和加是用圆柱平端立铣刀，等高线轨迹环绕逐层切削完成。这种切削方法在加工表面质量和加工效率方面都不如前者，但对刀具的要求相对简单。工效率方面都不如前者，但对刀具的要求相对简单。http:/ 盖模样的实体模型与加工中的轮廓线 http:/ 编程编程n(1)生成粗加工轨迹。采用直径生成粗加工轨迹。采

36、用直径20mm机夹刀片式硬质合金平端立铣刀。选择机夹刀片式硬质合金平端立铣刀。选择“等高粗加工等高粗加工”，逆铣毛坯外切入。，逆铣毛坯外切入。通过对话框输入各参数如下。通过对话框输入各参数如下。n粗加工轨迹如下。粗加工轨迹如下。 n刀具：刀具：D20，刀具半径，刀具半径 = 10.000，刀角半径，刀角半径 = 0.000n主轴转速主轴转速 = 1500.000，接近速度，接近速度 = 300.000 n切削速度切削速度 = 600.000，退刀速度，退刀速度 = 2000.000 n下刀速度下刀速度 = 300.000，行间连接速度，行间连接速度 = 300.000 n起止高度起止高度 =

37、80.000，安全高度，安全高度 = 50.000n慢速下刀相对高度慢速下刀相对高度 = 10.000n进刀方式：垂直进刀方式：垂直n退刀方式：垂直退刀方式：垂直n走刀方式：环切加工走刀方式：环切加工(从外向里从外向里)n顶层高度顶层高度 = 30.000，底层高度，底层高度 = 0.000，每层下降高度，每层下降高度 = 2.000n加工行距加工行距 = 15.000n加工精度加工精度 = 0.100n加工余量加工余量 = 0.500n毛坯类型：拾取曲面毛坯类型：拾取曲面n下刀方式：垂直下刀方式：垂直n下刀点的位置：斜线的端点或螺旋线的切点下刀点的位置：斜线的端点或螺旋线的切点n切入毛坯：毛

38、坯外切入切入毛坯：毛坯外切入n生成的轨迹和真实感仿真结果如图生成的轨迹和真实感仿真结果如图6.102所示。所示。http:/ 6.102 粗加工轨迹与轨迹仿真 http:/ Numerical Control)计算机数控系统，通信功能是数计算机数控系统，通信功能是数控系统的基本功能，一般都支持控系统的基本功能，一般都支持RS-232C通信功能，即通过系统配置的通信功能，即通过系统配置的RS-232C接口接收或发送加工程序。通信在机床的数控系统接口接收或发送加工程序。通信在机床的数控系统(机床侧机床侧)和和普通计算机普通计算机(微机侧微机侧)之间进行。之间进行。n有两种基本的传输形式。一种是机床

39、侧一边接收微机侧传来的程序一边有两种基本的传输形式。一种是机床侧一边接收微机侧传来的程序一边进行切削加工，这就是所谓的进行切削加工，这就是所谓的DNC(Direct Numerical Control)。另。另一种是先接收全部的加工程序并全部存储在数控系统内存里，而不同时一种是先接收全部的加工程序并全部存储在数控系统内存里，而不同时切削加工，这种传输形式称为块传输。切削加工，这种传输形式称为块传输。DNC对加工程序的大小没有限制。对加工程序的大小没有限制。但是，微机侧必须在线。块传输时，加工程序的大小受数控系统存储能但是，微机侧必须在线。块传输时，加工程序的大小受数控系统存储能力的限制，而微机

40、侧可以离线。块传输还可用于机床侧向微机侧发送数力的限制，而微机侧可以离线。块传输还可用于机床侧向微机侧发送数据或加工程序。据或加工程序。http:/ RS-232C串行通信串行通信n为实现串行通信并保证数据的正确传输，要求通信双方遵循某种约定的为实现串行通信并保证数据的正确传输，要求通信双方遵循某种约定的规程。目前在规程。目前在PC及数控系统中最简单最常用的规程是异步通信控制规程，及数控系统中最简单最常用的规程是异步通信控制规程，或异步通信协议，其特点是通信双方以一帧作为数据传输的单位。每一或异步通信协议，其特点是通信双方以一帧作为数据传输的单位。每一帧从起始位开始后跟数据位帧从起始位开始后跟

41、数据位(位长度可选位长度可选)，奇偶校验位，最后以停止位，奇偶校验位，最后以停止位结束。结束。nRS-232C接口是应用于异步通信线路的一种通用标准接口，也称接口是应用于异步通信线路的一种通用标准接口，也称EIA标标准。准。RS-232C接口的正规名称是数据终端设备与数据通信设备之间串行接口的正规名称是数据终端设备与数据通信设备之间串行二进制数据交换接口。二进制数据交换接口。RS-232C接口是一个接口是一个25条引线的条引线的D型连接器。它型连接器。它定义了定义了20条可同外界通信设备连接的信号线，另有条可同外界通信设备连接的信号线，另有1条为保护接地，条为保护接地，4条没有意义，并对传输信

42、号电平作了明确规定。在通信电缆连接上通常条没有意义，并对传输信号电平作了明确规定。在通信电缆连接上通常采用软件握手连接和硬件握手连接两种方法。采用软件握手连接和硬件握手连接两种方法。 http:/ 串口通信过程串口通信过程n(1)通信前准备工作。了解机床是否提供通信前准备工作。了解机床是否提供RS-232C串行口通信方式；察看机床串口参数串行口通信方式；察看机床串口参数设置；检查串口线连接是否正确。设置；检查串口线连接是否正确。n(2)通信参数调整。机床参数调整，要参照用户手册进行，一般机床参数设置有专门的通信参数调整。机床参数调整，要参照用户手册进行，一般机床参数设置有专门的菜单，依据说明逐

43、项调整；菜单，依据说明逐项调整；PC端通信软件的通信参数调整，是将通信软件的参数调整为端通信软件的通信参数调整，是将通信软件的参数调整为与机床的通信参数一致。与机床的通信参数一致。n(3)进行微机侧接收测试。先把通信软件进入等待接收文件状态。机床输出文件。检查进行微机侧接收测试。先把通信软件进入等待接收文件状态。机床输出文件。检查计算机是否正确接受。计算机是否正确接受。n如果发现机床端口无信号，检查机床操作是否正确；如果发现计算机端口无信号，检查串如果发现机床端口无信号，检查机床操作是否正确；如果发现计算机端口无信号，检查串口线是否正确。如果发现接收代码为乱码，检查口线是否正确。如果发现接收代

44、码为乱码，检查PC及机床通信参数，通信握手协议等是及机床通信参数，通信握手协议等是否一致。否一致。n(4)进行微机侧输出测试。先把机床调整到文件读入方式。在微机侧，进入通信软件输进行微机侧输出测试。先把机床调整到文件读入方式。在微机侧，进入通信软件输出文件。观察传输过程并检查结果。出文件。观察传输过程并检查结果。n(5)机床在线加工。选用机床在线加工。选用XON/XOFF协议通信。启动机床侧在线加工功能；启动微机协议通信。启动机床侧在线加工功能；启动微机侧传输软件，输入加工程序的文件名，输入传输开始命令；这时，机床开始逐段执行加工侧传输软件，输入加工程序的文件名，输入传输开始命令；这时，机床开

45、始逐段执行加工程序，传输与机床动作同步协调进行。除非有人工干预，这一过程直至完成全部加工程序。程序，传输与机床动作同步协调进行。除非有人工干预，这一过程直至完成全部加工程序。 http:/ 实训目的：n(1) 掌握零件的加工造型方法。掌握零件的加工造型方法。n(2) 正确选择刀具类型、刀具参数及工艺参数。正确选择刀具类型、刀具参数及工艺参数。n(3) 正确选择零件的加工方法，生成正确的刀具路径、加工程序和加工正确选择零件的加工方法，生成正确的刀具路径、加工程序和加工工序单。工序单。n(4) 掌握加工程序的传送方法。掌握加工程序的传送方法。n(5) 正确安装工件。正确安装工件。n(6) 掌握在机

46、床上确定工件坐标的方法。掌握在机床上确定工件坐标的方法。n(7) 熟练操作数控铣床，完成零件加工。熟练操作数控铣床，完成零件加工。n(8) 选择适当的量具测量工件，验证制造过程的正确性。选择适当的量具测量工件，验证制造过程的正确性。http:/ 实训内容：n实训实训1：完成如图：完成如图6.108所示的零件上部凸台、凹槽的所有表面的铣削所示的零件上部凸台、凹槽的所有表面的铣削加工，表面粗糙度加工，表面粗糙度Ra3.2。零件材质锻造铝。毛坯尺寸。零件材质锻造铝。毛坯尺寸120mm100mm35mm。n要求：要求：n(1) 根据如图根据如图6.108所示用所示用CAXA-ME软件进行零件的实体造型

47、。软件进行零件的实体造型。n(2) 零件数控铣削加工工艺分析，包括零件图分析、装夹方案、加工方零件数控铣削加工工艺分析，包括零件图分析、装夹方案、加工方法及顺序、刀具选择及切削用量等工艺参数的确定。编制工序单表、刀法及顺序、刀具选择及切削用量等工艺参数的确定。编制工序单表、刀具表和程序单。具表和程序单。n(3) 选择平面区域加工、平面轮廓加工，生成刀具路径并作仿真验证。选择平面区域加工、平面轮廓加工，生成刀具路径并作仿真验证。n(4) 后置处理生成加工程序后置处理生成加工程序(G代码代码)、加工工序单。、加工工序单。n(5) 利用通信或其他方式将正确的利用通信或其他方式将正确的G代码输入机床数

48、控系统。代码输入机床数控系统。n(6) 正确安装工件、刀具，完成零件加工。正确安装工件、刀具，完成零件加工。n(7) 测量工件，报告实测尺寸。测量工件，报告实测尺寸。http:/ 实训零件1 http:/ 实训总结：n通过综合实训，学生应该掌握通过综合实训，学生应该掌握CAXA-ME 软件的加工造型、软件的加工造型、自动编程、程序的传输。应用所编程序在数控机床加工出实自动编程、程序的传输。应用所编程序在数控机床加工出实际零件。并对所加工零件进行质量检查。就以下主要问题进际零件。并对所加工零件进行质量检查。就以下主要问题进行总结。行总结。n(1) 制造过程中遇到的问题。制造过程中遇到的问题。n(

49、2) 所选工艺流程的合理性。所选工艺流程的合理性。n(3) 自动编程所给定的参数的合理性。自动编程所给定的参数的合理性。n(4) 总结工艺过程和数控加工程序的优化方案。总结工艺过程和数控加工程序的优化方案。 http:/ 、 和和 。n(2)草图是为特征造型准备的一个草图是为特征造型准备的一个 图形。图形。n(3)平面轮廓加工即刀具沿着平面轮廓加工即刀具沿着_运动进行切削加工。平面区域加工即运动进行切削加工。平面区域加工即刀具对封闭轮廓内刀具对封闭轮廓内_进行的切削加工。进行的切削加工。n(4)轮廓补偿有三种选择方式即：轮廓补偿有三种选择方式即：n选择选择_刀心线与轮廓重合。刀心线与轮廓重合。n选择选择_刀心线末到轮廓一个刀具半径的距离。刀心线末到轮廓一个刀具半径的距离。n选择选择_刀心线超过轮廓一个刀具半径的距离。刀心线超过轮廓一个