数控铣加工基本知识VV(精品).ppt

数控铣加工一、数控铣加工基本概念nCAXA制造工程师软件可实现两-五轴加工。n机床坐标系与机床原点n机床上固有的坐标系，并有其固定的坐标原点，即机床原点。n工件坐标系与工件原点n是编程人员在编制零件加工程序时，根据零件图纸所确定的坐标系。确定某一固定点为原点，建立坐标系。n工件原点偏置指工件随夹具安装在机床上以后，测量工件原点与机床原点间的距离的方法。2数控加工的建模与仿真一、数控铣加工基本概念n绝对坐标绝对坐标n刀具（或工件）运动位置的坐标值，均是相对某一固定坐标原点计算的坐标系n相对坐标（增量坐标）相对坐标（增量坐标）n刀具（或工件）运动位置的坐标值，均是相对起点坐标计算的坐标系nCAXA软件造型过程中，允许交替使用软件的软件造型过程中，允许交替使用软件的绝对坐标和用户定义坐标。软件在输出机床代绝对坐标和用户定义坐标。软件在输出机床代码时，根据软件当前使用的坐标输出代码码时，根据软件当前使用的坐标输出代码。3数控加工的建模与仿真一、数控铣加工基本概念n安装安装n定位定位：把工件放在工作台上或夹具中，使工件占有正确的位置。n定位基准：定位基准：工件定位时，作为根据的点、线、面。n定位基准面定位基准面：在工件定位时，作为根据的表面。n安装：安装：工件从定位到夹紧的过程。n定位基准的选择原则定位基准的选择原则1.尽可能使定位基准与设计基准、测量基准重合。尽可能使定位基准与设计基准、测量基准重合。2.尽量使各加工面采用同一基准。尽量使各加工面采用同一基准。3.作为精基准的表面应先加工。作为精基准的表面应先加工。4.尽是使各加工面的余量分布均匀。尽是使各加工面的余量分布均匀。4数控加工的建模与仿真一、数控铣加工基本概念n工件的找正n找正：找正：根据六点定位原理，工件在空间有了确定位置后，为了保证零件的几何形状和位置正确，还必须使工件相对铣床和铣刀有一正确的位置。n两种铣削方式n逆铣法：逆铣法：铣刀旋转方向与工件进给方向相反。n顺铣法：顺铣法：铣刀旋转方向与工件进给方向相同。一般应尽是采用顺铣法。5数控加工的建模与仿真一、数控铣加工基本概念n刀具半径补偿n在内轮廓加工时，刀具中心向零件内偏离一个刀具半径值；在外轮廓加工时，刀具中心向零件外偏离一个刀具半径值。若还要预留加工余量，则偏离的值还要加上此预留加工余量。n在CAXA制造工程师软件编程时，如果用ON方式，则应在程序中加上G41或G42，使用完后以G40取消刀具半径补偿；如果用TO或PAST方式，其算法上已经加进了半径补偿，不用在程序中进行添加。6数控加工的建模与仿真二、与轨迹生成相关基本概念1、轮廓 一系列首尾相接曲线的集合.开轮廓 闭轮廓 有自交点的轮廓 如果轮廓是用来被加工区域的,则要求指定的轮廓是闭合的.如果加工的是轮廓本身,则轮廓也可以不闭合7数控加工的建模与仿真二、与轨迹生成相关基本概念2、区域和岛外轮廓岛区域8数控加工的建模与仿真二、与轨迹生成相关基本概念3、轨迹控制参数快速走刀G00起止高度安全高度退刀(退刀速度)加工图形接近速度快速走刀切削(进给速度)慢速下刀高度9数控加工的建模与仿真二、与轨迹生成相关基本概念4、刀具参数刀杆长度L刀刃长度IRr刀具参数示意图球刀：r=R端刀：r=0圆角刀:rR刀心刀尖球刀圆角刀端刀刀尖、刀心重合10数控加工的建模与仿真二、与轨迹生成相关基本概念5、刀具轨迹n是系统按给定工艺要求、对给定加工图形进行切削时，生成的刀具行进的路线。n刀位点：刀位点：n平头立铣刀和钻头：底面中心n球头铣刀：球头球心n镗刀：刀尖进刀点刀位点直线插补圆弧插补退刀点11数控加工的建模与仿真二、与轨迹生成相关基本概念6、加工误差与步长n加工误差刀具轨迹和实际加工模型的偏差。n步长刀具步进方向上每两个刀位点之间的距离。刀具轨迹加工模型刀位点步长误差12数控加工的建模与仿真二、与轨迹生成相关基本概念7、行距和残留高度及刀次n行距指加工轨迹相邻两行刀具轨迹之间的距离。n残留高度三轴加工中，由于行距造成的两刀之间一些材料未被切削，这些材料距切削面的高度为残留高度n刀次在加工时，生成的刀位行数行距残留高度加工图形刀具13数控加工的建模与仿真二、与轨迹生成相关基本概念8、干涉 在切削加工表面时，切削到了不应该切的部分，也称过切。分两种情况：自身干涉、面间干涉。自身干涉面间干涉14数控加工的建模与仿真二、与轨迹生成相关基本概念9、限制线 用来限制刀具轨迹的线。10、限制面 在参数线加工中，用来限制刀具轨迹的面。15数控加工的建模与仿真三、刀具轨迹生成的参数设置1、刀具库设置标识刀具和列表，刀具名是惟一的。安装在加工中心机床的刀具库中的刀位号。刀具补偿值的序列号。刀杆上可以用于切削的部分长度。刀尖到刀柄之间的距离。16数控加工的建模与仿真三、刀具轨迹生成的参数设置n加工刀具的选择1.加工余量大又不均匀时，铣刀直径要选小些。2.精加工时，铣直径要选大些。3.刀具半径应小于零件内的最小曲率半径。一般取最小曲率半径的0.80.9倍。4.零件的加工高度（Z方向的吃刀浓度），不要超过刀具半径。5.加工曲面和变斜角轮廓外形时，常用球头刀和R刀，曲面形状复杂时，建议使用球头刀。6.选择刀刃长度和刀杆长度时，应考虑机床的情况及零件的尺寸是否会干涉。17数控加工的建模与仿真三、刀具轨迹生成的参数设置2、进退刀参数进刀方式进刀方式:u垂直：刀具在工件的第一个切削点直 接开始切削。u直线：刀具按给定的长度，以相切方式向工件的第一个切削点前进。u圆弧：刀具按给定半径，以1/4圆弧向工件的第一个切削点前进。u强制：刀具从给定点向工件的第一个切削点前进。18数控加工的建模与仿真三、刀具轨迹生成的参数设置进退刀方式示意图：垂直进刀、垂直退刀直线进刀、圆弧退刀圆弧进刀、直线退刀强制从圆心进刀、圆弧退刀圆弧进刀、圆弧退刀19数控加工的建模与仿真三、刀具轨迹生成的参数设置3、下刀切入方式指在两个切削层之间刀具从上一层到下一层的切入方式垂直切入螺旋切入倾斜切入20数控加工的建模与仿真三、刀具轨迹生成的参数设置4、清根参数n轮廓清根：区域加工完后，刀具对轮廓进行清根加工。n岛清根：区域加工完后，刀具对岛进行清根加工。21数控加工的建模与仿真四、平面轮廓加工1、功能 是生成沿轮廓线切削的两轴加工方式。主要用于加工封闭的和不封闭的轮廓，如有拔模斜度，可用两轴半加工。2、参数设置加工精度：加工精度：刀具轨迹和实际加工模型的偏差（最大允许偏差）。拔模斜度：拔模斜度：两轴半加工时轮廓具有的倾斜度，与拔模基准配合使用。刀次：刀次：生成的刀位的行数。顶层高度：顶层高度：被加工零件的的要加工的最高高度。底层高度：底层高度：加工完成后，最后一层所在的高度。每层下降高度：每层下降高度：每加工完一层，加工下一层时刀具下降的高度，即上一层与下一层在Z方向上的高度差。22数控加工的建模与仿真四、平面轮廓加工l拐角过渡方式1.尖角：尖角：刀具从轮廓（如矩形）的一边到另一边的过程中，以直线的方式过渡，适合尖角大于90度的角。2.圆弧圆弧：刀具从轮廓（如矫形）的一边到另一边的过程中，以圆弧的方式过渡，适合小于90度的角。l走刀方式走刀方式 指刀具轨迹的行与行之间的连接方式。1.单向单向：刀具加工到一行刀位的终点后，抬到安全高度再沿直线快速走刀（G00）到下一行首点所在位置的安全高度然后 按给定下刀方式，并沿着相同的方向进行加工。特点：表面质量较高。特点：表面质量较高。2.往复：往复：进给完一个行距后，刀具沿着相反的方向进行加工，行间不抬刀。特点：表面质量差。多用于粗铣特点：表面质量差。多用于粗铣。23数控加工的建模与仿真四、平面轮廓加工l刀具轮廓补偿1.ON：刀具中心线与轮廓重合，即不考虑补偿。2.TO：刀具中心线不到轮廓，相差一个刀具半径。3.PAST：刀具中心线超过轮廓一个刀具半径。加工轮廓刀具轨迹TO方式加工轮廓外侧刀具轨迹加工轮廓TO方式加工轮廓内侧刀具轨迹加工轮廓PAST方式加工轮廓外侧加工轮廓PAST方式加工轮廓内侧刀具轨迹24数控加工的建模与仿真四、平面轮廓加工l行距定义方式为每层加工中刀具的吃刀量。n行距方式：确定最后加工完工件的余量及每两次加工之间的行距。n余量方式：定义每一次加工完所留的余量。l拔模基准1.底层为基准：加工中所选的轮廓是工件的底层的轮廓。2.顶层为基准：加工中所选的轮廓是工件顶层的轮廓。n层间走刀层与层之间的走刀方式，分单向与往复25数控加工的建模与仿真五、平面区域加工1、功能 生成具有多个岛的平面区域加工轨迹，属于两轴半的加工方式，主要用于加工型腔等。2、参数设置n环切加工：刀具以环绕轮廓走刀方式切削工件。n平行加工：把刀具以平行走刀的方式切削工件。26数控加工的建模与仿真五、平面区域加工环切加工平行单向加工平行往复加工27数控加工的建模与仿真六、导动加工1、功能 用轮廓线沿截面线平行运动生成轨迹的方式，是二轴半加工。2、特点：n简化造型，只需作平面轮廓或截面线。n生成的代码短n生成轨迹的轨迹快n能够自动清除加工刀具干涉现象。28数控加工的建模与仿真六、导动加工3、加工参数、加工参数n轮廓精度：拾取的轮廓有样条时的离散精度。n截距：沿截面线上每一行刀具轨迹间的距离按等弧长分布。导动轮廓轨迹截距29数控加工的建模与仿真七、参数线加工1、功能 对单个或多个曲面进行加工，是沿曲面的参数线方向所产生的三轴刀具轨迹。2、参数设置n每行进刀方式n每行退刀方式n步长定义方式n行距定义方式n第一系列限制面（避刀面）n第二系列限制面（避刀面）n走刀方式n干涉检查n加工余量n干涉余量30数控加工的建模与仿真八、限制线加工1、功能 刀具轨迹限制在两条系列限制线内，可以对曲面作整体处理和局部加工，用来生成多个曲面的三轴刀具轨迹。2、参数设置说明n每行进刀n每行退刀n行距定义方式n加工误差n轮廓精度n加工余量n干涉余量31数控加工的建模与仿真九、曲面轮廓加工1、功能：生成沿一个轮廓线加工曲面的刀具轨迹。2、参数设置说明：1.加工余量：2.轮廓余量：3.刀次、行距：32数控加工的建模与仿真十、曲面区域加工n功能：生成加工曲面上的封闭封闭区域的刀具轨迹。n注意：岛可以是曲面上凸起部分，也可以是曲面投影方向上画的二维图形。33数控加工的建模与仿真十一、投影加工1、功能 将已有的刀具轨迹投影到待加工见世面生成该曲面的加工轨迹。用在干涉面多、零件形状复杂的加工时，功效较好。n注意：注意：1.原有的刀具轨迹决定投影轨迹的x方向或y方向的加工走向，加工曲面决定z轴的走向。2.可以拾取多个曲面，干涉面也可多个，刀具轨迹一次只能拾取一个，轨迹可以是2D和3D的。34数控加工的建模与仿真十二、曲线加工1、功能：生成切削三维曲线的刀具轨迹n注意：加工误差是对样条线进行加工时，用折线段逼迫时的误差，加工精度越高，折线段越短，数控程序的代码越长。35数控加工的建模与仿真十三、等高粗加工1、功能 生成大量去除毛坯材料的刀具轨迹。2、参数说明：n毛坯类型 拾取两点：指由两角点形成的长方体作为毛坯。拾取轮廓：指由轮廓和顶层高度、底层高度围成的毛坯。n切入毛坯n直接切入：刀具直接切入所定义的毛坯。（不安全、应尽量避免）n毛坯外切入：刀具从所定义的毛坯外切入。36数控加工的建模与仿真十四、等高精加工1、功能、功能 两轴半加工，适用于曲面和实体较陡的面的加工，并可对等高加工不到的部分（较平坦的部分）做补加工。可用于零件做精加工和半精加工。2、加工参数说明：、加工参数说明：1.加工余量2.顶层高度：零件加工时的起始高度。也是零件的最高点。3.底层高度：所要加工到的深度的Z坐标值。4.降层高度：刀具轨迹层与层之间的高度差。5.走刀类型：层优先和深度优先。6.零件类型：实体零件和模具型腔。7.补加工：可以根据等高线轨迹自动确定残留面积过大的区域，只对等高线加工没有加工到的区域进行处理。37数控加工的建模与仿真十五、钻孔n功能：生成钻孔的刀具轨迹。n加工参数说明：n钻孔模式：高速啄式深孔钻G73镗孔（主轴停）G86左攻丝G74反镗孔G87精镗孔G76镗孔（暂停手动）G88钻孔G81镗孔（暂停）G89钻孔反镗孔G82 啄式钻孔G83攻丝G84 镗孔G8538数控加工的建模与仿真十七、轨迹生成批处理n将“悬挂”而未计算的记录进行计算，生成刀具加工轨迹。十八、加工轨迹的仿真n对两轴或三轴加工的刀位轨迹进行具胡真实感的切削加工仿真。十九、知识库加工n将大量的实际加工经验通过知识模板固化到系统中，以便于编程人员利用和企业的管理。39数控加工的建模与仿真二十、后置处理与加工代码后置处理：后置处理：结合特定的机床把系统生成的两轴或三轴刀具轨迹转化成机床能够识别的G代码指令。共包含四个模块：后置设置 生成G代码 校核G代码 生成工序卡一、后置设置40数控加工的建模与仿真系统规定的刀具号TOOL_NO主轴速度SP_SPEED当前X坐标值COORD_X当前Y坐标值COORD_Y当前Z坐标值COORD_Z当前后置文件名POST_AME当前日期POST_DATE当前时间POST_TIME当前程序号POST_CODE当前加工参数信息PARA_MSG当前刀具信息TOOL_MSG行号指令LIE_O_ADD行结束符BLOCK_ED速度指令FEED快速移动G0直线插补G1顺圆插补G2逆圆插补G3Xy平面定义G17Yz平面定义G19Xz平面定义G18绝对指令G90相对指令G91刀具半径补偿取消DCMP_OFF刀具半径左补偿DCMP_LFT刀具半径右补偿DCMP_RGH刀具长度补偿LCMP_LEN坐标设置WCOORD主轴正转SP_CW主轴反转SP_CCW主轴停SP_OFF主轴转速SP_F冷却液开COOL_ON冷却液关COOL_OFF程序停止PRO_STOP换行指令41数控加工的建模与仿真