三维数字化设计与制造 课件 项目1 大力神杯工艺品 任务3 加工编程

《三维数字化设计与制造》任务3加工编程目录1.3.1初始设置11.3.2大力神杯粗加工21.3.3大力神杯二次开粗31.3.4大力神杯半精加工41.3.5大力神杯精加工51.3.6仿真加工61.由于该模型没有基准，首先需创建基准。直接在原点上创建基准，如图1-48所示。图148创建基准1.3.1初始设置2.通过【拉伸】命令，在XC-YC平面绘制一个圆，圆需包覆住整个零件，直径取整数80mm，拉伸的高度需包住整个工件，输入200mm。拉伸出一个80×200的圆柱毛坯，如图1‑49所示。图1‑49创建毛坯3.零件由于需要装到机床上，下面需要装夹部分。同样采用【拉伸】的方法进行创建，在XC-YC平面绘制一个直径50mm的圆。向下拉伸100mm，布尔运算选择【无】，如图1‑50所示。图1‑50创建检查体4.可通过点击【编辑对象显示】命令或者直接采用快捷键【Ctrl+J】，将毛坯几何体及夹具进行适当更改颜色及透明度，如图1‑51所示。图1‑51更改颜色及透明度5.接下来需创建驱动面。通过【旋转】命令，选择XC-ZC平面，如图1‑52所示。图1‑52选择草图面绘制相对接近零件的草图，需注意草图上部的圆弧终点及圆心需约束在坐标轴上，如图1‑53所示。图1‑53约束圆心在坐标轴上适当进行调整，使其接近工件，如图1‑54所示。图1‑54适当调整草图矢量选择Z轴方向，点指定坐标原点。该旋转所得的几何体作为多轴加工时的驱动几何体，如图1‑55所示。图1‑55旋转草图生成驱动体6.接下来，进入加工模块，如图1‑56所示。图1‑56进入加工模块7.在进入加工模块时，加工环境设置时，将要创建的CAM设置为【mill_contour】，即轮廓铣模板。8.进入后切换至【几何视图】（功能区环境下位于导航器上部，经典工具条环境位于导航器下方），并展开。有坐标系几何体和工件几何体，如图1‑57所示。图1‑57几何视图9.先进行工件的设置，双击【WORKPIECE】。需指定部件、毛坯和检查，如图1‑58所示。图1‑58工件设置由于部件包的内部，可以先指定毛坯，如图1‑59所示。图1‑59指定毛坯再指定检查几何体，如图1‑60所示。图1‑60指定检查体为方便选择可以将拉伸体与旋转体隐藏，再指定部件，如图1‑61所示。图1‑61隐藏后方便选择点击确定，完成工件设置，如图1‑62所示。图1‑62工件设置完成10.分析该零件在做粗加工时，实际上是正面进行一次粗加工，旋转180°后，再进行一次粗加工。可以去除大部分的残料，如图1‑63所示。图1‑63分析工件11.需创建坐标系的几何体。点击【创建几何体】，几何子类型选择【MCS】，位置几何体选择【WORKPIECE】，如图1‑64所示。图1‑64创建几何体再指定MCS。将坐标系旋转至下图所示（Z轴向上，X轴朝向顶端），如图1‑65所示。图1‑65MCS设置在细节中，将特殊输出改为【使用主MCS】。安全距离设为100，如图1‑66所示。图1‑66MCS参数设置至此，创建出第一个坐标系几何体，如图1‑67所示。图1‑67完成坐标系几何体12.再创建第二个坐标系几何体。与之前的创建方法相同。点击【创建几何体】，几何子类型选择【MCS】，位置几何体选择【WORKPIECE】，如图1‑68所示。图1‑68创建几何体再指定MCS。将坐标系旋转至下图所示（Z轴向下，X轴朝向顶端，需保证Z轴与之前的坐标相反），如图1‑69所示。图1‑69旋转坐标系在细节中，将特殊输出改为【使用主MCS】。安全距离设为100。至此，完成几何体的设置，如图1‑70所示。图1‑71MCS设置1.3.2大力神杯粗加工1.粗加工采用型腔铣的方法，即固定轴等高加工的方法。此方法为去除效率最高，编程也较为简单的一种方式。点击【创建工序】按钮，如图1‑72所示。图1‑72点击创建工序类型为【mill_contour】，选择工序子类型为【型腔铣】。刀具无，暂未添加。几何体选择【MCS-1】（之前创建的几何体）。单击确定进入型腔铣的设置，如图1‑73所示。图

1‑73创建工序对话框2.在型腔铣工序的设置中，几何体之前已经指定完成。需新建刀具。点击【新建】按钮，创建一把t1刀具D10R1。刀具长度设为150，如图1‑74所示。图1‑74创建D10R1刀具给刀具装上夹持器。可直接从库中选择，如图1‑75所示。图1‑75添加夹持器3.接下来进行刀轨设置。将切削模式改为【跟随周边】，每刀切削深度最大距离改为1mm，如图1‑76所示。图1‑76刀轨设置4.接下来设置【切削层】。由于毛坯是80mm，因此初始深度为80mm。由于分两半进行切削，并考虑两边切削保证中间不留残余，将深度设为42mm（适当大于40mm即可），如图1‑77所示。图1‑77切削层设置5.再设置【切削参数】，勾选【策略】中的【岛清根】。在【余量】中将余量设为0.5mm，如图1‑78所示。图1‑78切削参数设置6.其中【非切削移动】按默认值，接下来设置【进给率和速度】，将主轴转速设为6000，切削进给率设为1500。输入后点击主轴转速后的【基于此值计算进给和速度】，如图1‑79所示。图1‑79非切削移动设置7.参数设置完成后，点击【生成】按钮生成刀轨。生成刀轨的过程会需要一段时间，计算完成后将显示刀路轨迹。这个生成的刀轨将会切除上半部分，完成半边的粗加工，如图1‑80所示。图

1‑80生成刀轨8.下面半边的粗加工同理。将之前创建的型腔铣工序进行复制，在【MCS-2】中进行内部粘贴，如图1‑81所示。图1‑81复制刀轨9.双击复制的刀轨，进行编辑。需编辑的主要是【切削层】。切削深度会自动变为80mm，需手动修改成42mm，如图1‑82所示。图1‑82切削层设置10.其余参数不变，点击【生成】按钮生成刀轨，如图1‑83所示。图1‑83生成刀轨11.至此两个半边的粗加工就完成了。可以通过【确认刀轨】，进行【3D动态】仿真。以查看切削效果，如图1‑84、图1‑85所示。图1‑84确认刀轨图1‑853D动态仿真1.3.3大力神杯二次开粗1.粗加工后，有较多地方有较大的残余量。再创建一个【剩余铣】工序进行铣削，如图1‑86所示。图1‑86开粗后余量较大2.点击【创建工序】按钮。类型为【mill_contour】，选择工序子类型为【剩余铣】。几何体为：MCS-1。单击确定进入剩余铣的设置，如图1‑87所示。图1‑87剩余铣3.在剩余铣工序的设置中。需新建刀具。点击【新建】按钮，创建一把6mm的球刀。刀具长度设为125，如图1‑88所示。图1‑88创建直径6mm球刀给刀具装上夹持器。可直接从库中选择，如图1‑89所示。图1‑89添加夹持器4.再修改刀轨设置中的参数，如图1‑90所示。图1‑90刀轨设置5.设置【切削层】，深度设置适当大于开粗时的深度，设为44mm，以保证切除效果，如图1‑图1‑91所示。图1‑91切削层设置6.再设置【切削参数】，将余量设为0.3，如图1‑92所示。图1‑92切削参数余量设置7.接下来设置【进给率和速度】，将主轴转速设为6000，切削进给率设为1000。输入后点击主轴转速后的【基于此值计算进给和速度】，如图1‑93所示。图1‑93进给率和速度设置8.参数设置完成后，点击【生成】按钮生成刀轨。生成刀轨的过程会需要一段时间，计算完成后将显示刀路轨迹。这样加工后余量会较为均匀，如图1‑94所示。图1‑94生成刀轨9.另一侧的加工方法同理。将创建的剩余铣工序进行复制，在【MCS-2】中进行内部粘贴，如图1‑95所示。图1‑95复制刀轨10.双击复制的刀轨，进行编辑。将【切削层】中的切削深度修改成44mm，如图1‑96所示。图1‑96切削层设置11.其余参数不变，点击【生成】按钮生成刀轨，如图1‑97所示。图1‑97生成刀轨12.至此，二次开粗完成，尽可能减少凹槽中的余量，如图1‑98所示。图1‑98二次开粗完成11.可以通过【确认刀轨】，进行【3D动态】仿真。以查看切削效果，整体余量较为均匀，粗加工部分完成，如图1‑99所示。图1‑99确认刀轨1.3.4大力神杯半精加工1.由于粗加工采用固定轴的方式，部分区域会留下不均匀且较多的残余量。需使用多轴加工的方式进行半精加工。点击【创建工序】按钮，类型选择【mill_multi-axis】，工序子类型选择【可变轮廓铣】，刀具选择B6球刀，几何体选择工件几何体，如图1‑100所示。图1‑100创建可变轮廓铣工序2.在可变轮廓铣工序中，几何体已经制定完成，需指定驱动方法。选择【曲面】驱动方法，如图1‑101所示。图1‑101驱动方法选择曲面指定驱动几何体（之前已经创建），如图1‑102所示。图1‑102驱动方法选择曲面点击【显示】查看点分布情况。现在为竖向分布需修改切削方向，需修改为一圈一圈往上饶的形式，如图1‑103所示。图1‑103观察切削方向点击【切削方向】进行修改。选择驱动方向，如图1‑104所示。图1‑104切削方向修改再次点击【显示】进行观察。如果采用【数量】方式，两个面的宽度相差较多，会出现一边较密集一边行数较少的情况。因此，将切削模式改为【单向】（保证按同一方向进行旋转，不会出现一圈正转一圈反转的情况），将布局改为【残余高度】，最大残余高度设为0.1。再次点击预览中的【显示】按钮，为方便观察可将旋转体隐藏。点击确定，完成驱动方法设置，如图1-105所示。图1‑105驱动方法设置3.接下来，进行可变轮廓铣中较为重要的【刀轴】设置。在此零件的加工中，选择【垂直于驱动体】的方法，即刀轴均垂直于驱动面，如图1‑106所示。图1‑106刀轴设置4.接下来进行【切削参数】的设置，将余量设置为0.1，如图1‑107所示。图1‑107切削参数设置5.再设置【非切削移动】，将进刀改为【无】，退刀为【与进刀相同】，将【转移/快速】中，区域间的逼近方法、离开方法改为【无】，移刀方法改为【光顺】。区域内的移刀方式为【直接】，如图1‑108所示。图1‑108非切削移动设置设置6.再设置【进给率和速度】。输入主轴转速8000，切削进给率1200。输入完成后，点击主轴转速后的【基于此值计算进给和速度】按钮，如图1‑109所示。图1‑109进给率和速度设置7.点击【生成】按钮生成刀轨，如图1‑110所示。图1‑110生成刀轨8.点击【刀轨确认】进行切削模拟仿真，如图1‑111所示。图1‑111确认刀轨9.半精加工后，可以观察到模型的基本形状，但还留有一定的余量，特别是一些凹坑中余量可能还较大。因此还需要更精细的精加工，来完成零件最终的精加工，如图1‑112所示。图1‑112半精加工完成1.3.5大力神杯精加工1.点击【创建工序】按钮，工序子类型依旧选择【可变轮廓铣】，不选择刀具，后续进行创建，如图1‑113所示。图1‑113创建工序2.进入可变轮廓铣工序，需新建刀具。点击【新建】按钮，创建一把名称为t3-b2的2mm的球头铣刀。球直径为2，长度为25，刀刃长度为12。刀具编号为2。定义刀柄，指定刀柄直径为6，长度为100。再调用夹持器，将偏置值设为20。点击确定完成刀具的创建，如图1‑114所示。图1‑114创建2mm球刀3.接下来进行驱动方法的设置。选择【曲面】驱动方法。驱动体与切削方向的指定与粗加工相同。将切削模式改为【螺旋】（为螺旋式下降，没有层间的切换），将布局改为【残余高度】，最大残余高度设为0.01。更多中的切削步长改为【公差】，内外公差改为0.01。再次点击预览中的【显示】按钮，进行观察。点击确定，完成驱动方法设置，如图1‑115所示。图1‑115驱动方法设置4.刀轴设为【垂直于驱动体】。5.接下来进行【切削参数】的设置，将余量设置为0，内外公差设置为0.01。其余按默认值，如图1‑116所示。图1‑116切削参数设置6.设置【非切削移动】，由于采用螺旋方式，只有一次进刀及退刀，其余均为连续。因此可以按默认值。7.设置【进给率和速度】。输入主轴转速12000，切削进给率800。输入完成后，点击主轴转速后的【基于此值计算进给和速度】按钮，如图1‑117所示。图1‑117进给率和速度设置8.