多轴加工项目化教程课件 项目四　任务4-1　陀螺仪基体加工

任务描述4-1-1陀螺仪芯装配图4-1-2陀螺基体零件图

本次加工任务装配图、零件图分别如图4−1−1、4−1−2所示，是典型的多轴加工工件，需要在圆形毛坯的基础上利用包括五轴联动刀路在内的多种加工刀路加工出所有特征，其中加工最大的难点在于基体顶部凹面区域的粗精加工，需要绘制辅助面来创建刀路。由于基体两端都有需要加工的区域，所以需要正反两次装夹来完成所有特征的加工，因此在UG中需要分别创建两个MCS与WORKPIECE。任务描述任务实施零件图样分析加工方案设计参考操作步骤1．零件图样分析

分析图4−1−2所示陀螺仪基体零件图，发现陀螺仪基体包含内凹球面、圆柱曲面、槽凸台等特征，各特征分布在零件的各个方向，为确保零件加工完成后形位误差在尺寸要求范围之内，需要安装次数尽量减少，也就是一次装夹后，尽可能多地完成零件部位的加工。所以选择多轴加工中心，通过分别装夹两端来完成全部加工任务。4-1-2陀螺基体零件图2．加工工艺方案陀螺仪基体加工工艺表3．操作步骤-加工基本环境设置（1）WCS位置设置

创建MCS-1坐标系，选择陀螺仪基体毛坯顶面为基准坐标系的位置。在【安全设置选项】的下拉列表中选择【圆柱】，输入距离数值70，保证加工过程中有足够的抬刀高度。基准坐标系设置3．操作步骤-加工基本环境设置（2）创建工件和毛坯【工件创建】对话框【毛坯创建】对话框3．操作步骤-加工基本环境设置（3）创建刀具【刀具创建】对话框【铣刀参数】对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建1）创建工序

创建陀螺仪基体尾部粗加工工序，选择【型腔铣】（1）陀螺仪基体尾部粗加工

【工序创建】对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建2）刀轴建立：展开【刀轴】下拉菜单，在【轴】的下拉列表中选择【+ZM轴】。3）刀轨设置：确定【平面直径百分比】为70，在【最大距离】文本框中输入1，在【切削层】对话框中定义【范围深度】为25。（1）陀螺仪基体尾部粗加工

【参数设置】对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建4）切削参数设置：在【策略】选择文本框中依次选择顺铣、深度优先、向内，创建出粗加工程序。在【余量】对话框中分别设置侧面与底面余量，在【拐角】对话框中设置刀路拐角大小，可以让刀路平稳运行的同时降低刀具负载。（1）陀螺仪基体尾部粗加工

【切削参数】设置对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建5）非切削移动设置：在【开放区域】中选择圆弧进刀方式，圆弧半径设为7，高度为3，最小安全距离为5。单击【确定】完成【非切削移动】的设置。6）进给率和速度设置：【主轴速度】设为8000，【切削】设置为3000。（1）陀螺仪基体尾部粗加工

其余关键参数设置对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建7）刀路生成：生成陀螺仪基体尾部粗加工程序，（1）陀螺仪基体尾部粗加工

陀螺仪基体尾部粗加工刀路3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建

1）创建工序：在【工序子类型】中选择【深度轮廓铣】，定义下列参数，如图所示。

（2）陀螺仪基体尾部精加工

深度轮廓铣加工工序创建3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建

2）指定切削区域：点击【指定切削区域】图标，进入【切削区域】对话框，选择需要加工的区域，如图所示。（2）陀螺仪基体尾部精加工

深度轮廓铣切削区域指定3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建

3）刀轴设置：展开【刀轴】下拉菜单，在【轴】的下拉列表中选择【+ZM轴】。

4）刀轨设置：展开【刀轨设置】对话框，【公共每刀切削深度】选择“恒定”，在【最大距离】文本框中输人0.05，其余参数数值的确定按图进行设置。（2）陀螺仪基体尾部精加工

深度轮廓铣【刀轨设置】对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建5）切削参数设置：在【切削参数】对话框【策略】中选择“混合”、“深度优先”。在【连接】对话框“层到层”中选择“直接对部件进刀”，如图所示。（2）陀螺仪基体尾部精加工

【切削参数设置】对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建

6）非切削移动设置：设置圆弧进刀方式，圆弧半径设为7，高度为3，最小安全距离为5。7）刀路生成：单击【操作】栏中的【生成】按钮，生成陀螺仪基体尾部曲面精加工程序，生成的刀轨如图所示。（2）陀螺仪基体尾部精加工

陀螺仪基体尾部曲面精加工刀路3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建

1）创建工序：选择【可变轮廓铣】，弹出【可变轮廓铣】对话框。（3）陀螺仪基体底部圆弧面精加工

可变轮廓铣【工序创建】对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建

2）几何体设置：选择如图4-1-3所示模型作为工件，单击【指定切削区域】按钮，选择如图4-1-4所示部分为切削区域。（3）陀螺仪基体底部圆弧面精加工

4-1-3：部件几何体创建对话框4-1-4：可变轮廓铣加工区域的选择3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建3）驱动设置：在【曲面区域驱动方法】对话框中选择整个陀螺仪基体底部表面作为驱动几何体，如图4-1-5所示。定义【切削模式】为“螺旋”，【步距】为“数量”，【步距数】为“50”，如图4-1-6所示。（3）陀螺仪基体底部圆弧面精加工

4-1-5【几何体选择】对话框图4-1-6【曲面区域驱动方法】对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建4）投影矢量设置：在【投影矢量】中选择“刀轴”作为刀路的投影方向。在【刀轴】选项中选择“4轴相对于驱动体”命令，选择陀螺仪基体中心的轴线作为矢量，如图所示。（3）陀螺仪基体底部圆弧面精加工

4轴，相对于驱动体刀轴选择对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建5）非切削移动设置：将进刀方式设为“圆弧平行于刀轴”，其余参数按图4-1-7所示进行设置。6）进给率和速度设置：设置【主轴速度】为10000，设置【切削】为1000，如图4-1-8所示。（3）陀螺仪基体底部圆弧面精加工

4-1-7【非切削移动】进刀对话框图4-1-8【进给率和速度】对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建7）刀路生成：单击【生成】按钮，生成陀螺仪基体底部精加工程序。（3）陀螺仪基体底部圆弧面精加工

陀螺仪基体底部精加工刀路3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建1）创建工序：在【工序子类型】中选择【型腔铣】，在【位置】中，定义参数，如图所示。（4）陀螺仪基体头部粗加工

型腔铣加工工序创建3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建

2）刀轴设置：选择与工件坐标系Z轴平行方向作为刀轴方向，完成对【刀轴】的设置，如图所示。（4）陀螺仪基体头部粗加工

陀螺仪基体头部粗加工刀轴方向选择3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建3）刀轨设置：在【平面直径百分比】文本框中输人70，在【最大距离】文本框中输入1，如图4-1-9所示。单击【切削层】中的按钮，在【范围定义】中的【范围深度】文本一框中输人61，如图4-1-10所示。（4）陀螺仪基体头部粗加工

图4-1-9型腔铣参数设置对话框图图4-1-10型腔铣切削层参数设置对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建

4）切削参数设置：在【策略】选择文本框中依次选择顺铣、深度优先、向内，创建出粗加工程序，如图4-1-11所示。在【余量】对话框中分别设置侧面与底面余量，在【拐角】对话框中设置刀路拐角大小，设置步骤如图4-1-12所示。（4）陀螺仪基体头部粗加工

图4-1-11型腔铣策略设置对话框图图4-1-12型腔铣余量参数设置对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建7）刀路生成：单击【生成】按钮，生成陀螺仪基体头部粗加工程序，生成的刀轨如图所示。（4）陀螺仪基体头部粗加工

陀螺仪基体头部粗加工刀路3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建1）创建工序：在【工序子类型】中选择【固定轮廓铣】图标，在【位置】中定义参数，如图所示。（5）陀螺仪基体顶部圆球精加工程序

固定轮廓铣工序创建对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建2）几何体设置：进入【可变轮廓铣】对话框中，选择陀螺仪基体为几何部件，如图所示。（5）陀螺仪基体顶部圆球精加工程序

部件几何体选择对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建3）驱动方法设置：在【曲面区域驱动方法】对话框中选择陀螺仪基体顶部球面，如图4-1-13所示。定义【切削模式】为“往复”，【步距】为“数量”，【步距数】为“80”，如图4-1-14所示。（5）陀螺仪基体顶部圆球精加工程序

图4-1-13驱动几何体创建对话框图4-1-14曲面区域驱动方法对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建

4）刀轴设置：在【投影矢量】中选择“刀轴”作为刀路的投影方向。在【刀轴】选项中选择“+ZM轴”作为刀轴的方向。

5）非切削移动设置：，将进刀方式设为如图所示内容。

6）进给率和速度设置：设置【主轴速度】为10000，设置【切削】为1000。（5）陀螺仪基体顶部圆球精加工程序

非切削移动对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建

7）刀路生成：单击【生成】按钮，生成陀螺仪基体顶部精加工程序。生成的加工刀轨如图所示。（5）陀螺仪基体顶部圆球精加工程序

陀螺仪基体顶部精加工刀路3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建

1）辅助直线建立：单击【应用模块】-【建模】进入到建模环境当中。点击进入到【直线】命令，连接如图所示两点建立直线，帮助创建辅助草图的坐标系。（6）陀螺仪基体头部凹面粗加工

辅助直线创建3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建2）辅助草图坐标系建立：点击【插入】-【在任务环境中绘制草图】命令，进入到创建草图对话框，按照如图所示命令，以上一步创建的直线的中点为原点创建出辅助草图的坐标系。（6）陀螺仪基体头部凹面粗加工

辅助草图坐标系创建

3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建3）辅助草图创建：按照图所示绘制辅助草图，点击完成草图退出草图创建。（6）陀螺仪基体头部凹面粗加工

辅助草图3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建4）刀路创建：利用型腔铣命令分三次对凹面区域进行粗加工刀路的创建，三次刀路的刀轴分别按照图所示进行选取。（6）陀螺仪基体头部凹面粗加工

型腔铣刀轴指定3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建

5）导轨设置：在【平面直径百分比】文本框中输人70，在【最大距离】文本框中输入1。单击【切削层】中的按钮，分别定义三者的切削深度。如图所示。（6）陀螺仪基体头部凹面粗加工

型腔铣切削层参数设置对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建6）切削参数设置：在【策略】选择文本框中依次选择顺铣、深度优先、向内，创建出粗加工程序。在【余量】对话框中分别设置侧面与底面余量。在【拐角】对话框中设置刀路拐角大小。（6）陀螺仪基体头部凹面粗加工

3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建7）非切削移动设置：在【开放区域】中选择圆弧进刀方式，圆弧半径设为7，高度为3，最小安全距离为5。8）进给率和速度设置：设置【主轴速度】为8000，设置【切削】为3000。9）刀路生成：单击【生成】按钮，生成陀螺仪基体头部凹面粗加工程序，生成的刀轨如图所示。（6）陀螺仪基体头部凹面粗加工

陀螺仪基体头部凹面粗加工刀路3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建1）辅助面建立：单击【应用模块】-【建模】进入建模环境当中，单击进入到【旋转】命令对话框，按照图所示分别选择截面线与旋转轴，旋转360。生成辅助曲面。（7）陀螺仪基体头部凹面精加工

凹面精加工刀路辅助面创建3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建

2）创建工序：返回加工环境中，在【工序子类型】中选择【可变轮廓铣】图标，在【位置】中，定义参数，如图所示。（7）陀螺仪基体头部凹面精加工

可变轮廓铣【工序创建】对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建

3）驱动方法设置：在【驱动方法】中选择“曲面”命令，点击进入到【曲面区域驱动方法】对话框，选择创建完成的辅助面作为驱动几何体。选择【切削方向】，定义【切削模式】为“螺旋”，【步距】为“数量”，【步距数】为“50”，如图所示。（7）陀螺仪基体头部凹面精加工

【曲面区域驱动方法选择】对话框3．操作步骤-陀螺仪基体加工程序创建4）刀轴设置：在【投影矢量】中选择“刀轴”作为刀路的投影方向。在【刀轴】选项中选择“朝向点”命令，选取如图所示点作为