型腔數(shù)控加工工藝論文范文

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1編程設(shè)計

NXCAM是UG軟件的計算機輔助制造模塊，其功能強大，可以實現(xiàn)對復(fù)雜零件和特殊零件的加工，此編程工具易于使用。NXCAM已成為現(xiàn)代相關(guān)企業(yè)和工程師的首選[1]。進入NX8.0CAM模塊，初始化加工環(huán)境，先建立型腔三維模型與毛坯，根據(jù)前述的工藝分析進行刀具組的創(chuàng)建，按NX/CAM的通用過程創(chuàng)建幾何體，定義加工坐標系（根據(jù)裝夾進行安全平面的設(shè)置）；為后續(xù)的刀軌能實現(xiàn)3D動態(tài)模擬，在這里同時也進行了部件與毛壞的定義。由不同的加工要求，分別設(shè)置相應(yīng)的加工方法。

1.1創(chuàng)建上表面3D平面銑工序平面銑（planarmilling）主要用于平面輪廓、平面區(qū)域或平面孤島的一種銑削方式。它通過逐層切削工件來創(chuàng)建刀具路徑，可用于零件的粗、精加工[2]。

1.1.1創(chuàng)建上表面粗加工平面銑工序通過單擊工具條上的圖標，在出現(xiàn)的“創(chuàng)建工序”對話框中選【類型】為【mill_planar】，【子類型】為【FACE-MILLING】，并按加工方案選用刀具與加工方法，點擊“確定”，在出現(xiàn)的【面銑】對話框中以“曲線/邊”模式選擇毛坯上表面的4條邊完成邊界幾何體的設(shè)置，在【機床控制】下分別進行“開始刀軌事件”和“結(jié)束刀軌事件”的相應(yīng)設(shè)置。同時設(shè)【切削方式】為（往復(fù)走刀），行距為刀具直徑的75%，按工藝安排表中的參數(shù)分別進行“進給率和速度”等參數(shù)設(shè)置，然后點擊“生成刀具軌跡”圖標，生成刀軌，完成上表面的粗加工工序的創(chuàng)建。

1.1.2創(chuàng)建上表面精加工工序與上述創(chuàng)建上表面的粗加工工序方法類似進行設(shè)置，但要選用不同的刀具和加工方法，同時要在“進給率與速度”中將“主軸轉(zhuǎn)速”更改為2,000。由于是精加工，在刀軌設(shè)置時將行距優(yōu)化為刀具直徑的50%，得到的精加工型腔上表面刀軌如圖2所示。

1.2創(chuàng)建4個側(cè)面3D平面銑工序4個側(cè)面的加工沒有分粗、精加工，而是一步到位。選【類型】為【mill_planar】，【子類型】為【PLANAR-MILL】，其余如同上表面加工工序方法類似設(shè)置，以【曲線/邊】模式定義部件與毛坯邊界，以“指定底面”進行加工底面設(shè)置。在“切削層”對話框中設(shè)置“每刀深度”為4，與前述方法類似，分別完成“進給率和速度”與“機床控制”欄下的相應(yīng)設(shè)置與刀軌設(shè)置，然后點擊“生成刀具軌跡”圖標，生成刀軌如圖3所示。

1.3型腔的內(nèi)腔加工型腔的內(nèi)腔是成型塑件產(chǎn)品的工作面，表面質(zhì)量要求較高，在這里采用型腔銑開粗、固定軸輪廓銑半精加工、區(qū)域銑精加工3步完成其加工。

1.3.1創(chuàng)建內(nèi)腔的型腔銑粗加工工序型腔銑主要用于加工型腔或型芯，屬多層切削，可以加工側(cè)壁與底面不垂直的工件[3]。通過【插入】/【工序】,在“創(chuàng)建工序”對話框中選類型為“mill_contour”，“子類型”為“”，由加工工藝方案選用相應(yīng)的刀具、加工方法、“進給率和速度”等參數(shù)設(shè)置。驅(qū)動方法對刀軌的影響較大，在UG軟件中對數(shù)控加工提供了多種類型的驅(qū)動方法，驅(qū)動方法的選擇與被加工零件表面的形狀及其復(fù)雜程度有關(guān)，本型腔銑粗加工以“邊界”驅(qū)動方式[4]。選擇好切削區(qū)域，生成刀軌，如圖4所示。

1.3.2創(chuàng)建內(nèi)腔的固定軸輪廓銑半精加工工序固定軸輪廓銑是三坐標聯(lián)動加工，主要用來加工自由曲面等特征，如模具等，刀具沿復(fù)雜曲面輪廓運動，適用于半精加工與精加工。在“mill_contour”類型下選子類型“FIXED-CONTOUR”，進入“固定軸輪廓銑”，選“邊界”驅(qū)動。邊界驅(qū)動方式可指定以邊界或環(huán)路來定義切削區(qū)域，其刀具路徑沿著復(fù)雜的曲面輪廓而產(chǎn)生。點圖標工具，選內(nèi)腔邊緣為“驅(qū)動幾何體”。與前述方法類似，分別完成“進給率和速度”（“主軸轉(zhuǎn)速”輸15,000轉(zhuǎn)/min）“、機床控制”欄及刀軌的相應(yīng)設(shè)置，然后點擊“生成刀具軌跡”圖標，生成刀軌如圖5所示。根據(jù)加工的弧面形狀，選用球刀進行半精加工，主軸轉(zhuǎn)速達6,000轉(zhuǎn)/min，從模擬仿真的結(jié)果來看，得到的刀軌較優(yōu)。

1.3.3創(chuàng)建內(nèi)腔輪廓曲面區(qū)域銑精加工工序輪廓銑是三坐標聯(lián)動加工，常用于精加工，主要用來加工模具的自由曲面等特征[5]。模具型腔的內(nèi)腔表面的精加工采用曲面區(qū)域銑，類型為MILL-CONTOUR，子類型為“CONTOUR_AREA”，刀具為B5球頭銑刀。在“驅(qū)動設(shè)置”中將“切削模式”設(shè)置為“跟隨周邊”。由于是精加工，將“步距”設(shè)為刀具平直百分比的30%，部件的內(nèi)公差及外公差均設(shè)為O。選內(nèi)腔所有曲面為切削區(qū)域，并與前述方法類似，分別完成“進給率和速度”（“主軸轉(zhuǎn)速”輸20,000轉(zhuǎn)/min）“、機床控制”欄及刀軌的相應(yīng)設(shè)置，然后點擊“生成刀具軌跡”圖標，生成刀軌如圖6所示。

1.3.4創(chuàng)建型腔的孔系加工工序為保證孔系定位精度，先對所有孔統(tǒng)一安排了一道中心鉆工序。在“創(chuàng)建刀具”對話框通過改變“類型”為“DRILL”，“子類型”選擇“SPOTDRILLINGTOOL”，創(chuàng)建中心鉆刀。進入“定心鉆”對話框后進行循環(huán)類型的設(shè)置、各孔的選擇及各循環(huán)參數(shù)的設(shè)置，然后生成所有孔的中心鉆刀軌，如圖7所示。同理，完成其余所有孔的鉆削加工刀軌生成與動態(tài)仿真驗證。進行所有工序的刀軌生成，如圖8所示，動態(tài)仿真驗證如圖9所示。

1.4后處理作為NXCAM模塊中的一個重要組成部分，后置處理的主要任務(wù)是將NXCAM軟件生成的加工刀位軌跡源文件轉(zhuǎn)成數(shù)控機床可接受的代碼（NC）文件[6]。型腔產(chǎn)品的加工刀軌生成后通過3D模擬，驗證其不存在打刀、過切等情況，并且刀軌路徑是較優(yōu)化的，則可以點，進行后置處理，生成數(shù)控加工程序單，得到可用于實際生產(chǎn)的程序。

2結(jié)束語

UGNX軟件CAD/CAM功能具有較完美的結(jié)合，在零件編程設(shè)計的過程中可以人機對話，隨時修改模型，并對結(jié)果進行實際工況的加工刀軌仿真，由過程仿真，可以對打刀、過切、加工不到位等不良現(xiàn)象進行監(jiān)控，保證了加工質(zhì)量[7]。利用UG軟件建立零件的幾何模型,可以交互式地模擬演示材料按數(shù)控刀軌數(shù)據(jù)被去除的過程,可迅速自動生成數(shù)控代碼,縮短編程人員的編程時間,提高程序的正確性和安全性,降低生產(chǎn)成本,提高工作效率[8]。本文所介紹的應(yīng)用案例對其他曲面加工也有很好的借鑒作用。

作者：劉勇郭晟劉存平賴嘯單位：宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院