数控加工自动编程学习教案.pptx

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1、会计学1数控加工数控加工(ji gng)自动编程自动编程第一页，共71页。-2-第六讲数控加工第六讲数控加工(ji gng)自自动编程动编程 n n零零零零件件件件数数数数控控控控加加加加工工工工程程程程序序序序的的的的编编编编制制制制是是是是数数数数控控控控加加加加工工工工的的的的基基基基础础础础，也也也也是是是是CADCADCAMCAM系系系系统统统统中中中中的的的的重重重重要要要要的的的的模模模模块块块块之之之之一一一一，当当当当前前前前，应应应应用用用用CADCADCAMCAM系系系系统统统统进进进进行行行行数数数数控控控控编编编编程程程程已已已已成成成成为为为为数数数数控控控控机机机

2、机床床床床加加加加工工工工编编编编程程程程的的的的主主主主流流流流，由由由由CADCAD系系系系统统统统所所所所生生生生成成成成的的的的产产产产品品品品数数数数据据据据模模模模型型型型将将将将在在在在CAMCAM系系系系统统统统中中中中直直直直接接接接(zhji)(zhji)转转转转换换换换为为为为产产产产品品品品的的的的加加加加工工工工模模模模型型型型，CAMCAM系系系系统统统统可可可可帮帮帮帮助助助助产产产产品品品品制制制制造造造造工工工工程程程程师师师师完完完完成成成成被被被被加加加加工工工工零零零零件件件件的的的的形形形形面面面面定定定定义义义义、刀刀刀刀具具具具的的的的选选选选择择

3、择择、加加加加工工工工参参参参数数数数的的的的设设设设定定定定、刀刀刀刀具具具具轨轨轨轨迹迹迹迹的的的的计计计计算算算算、数数数数控控控控加加加加工工工工程程程程序序序序的的的的自自自自动动动动生生生生成成成成、加工模拟等数控编程的整个过程。加工模拟等数控编程的整个过程。加工模拟等数控编程的整个过程。加工模拟等数控编程的整个过程。第1页/共71页第二页，共71页。-3-第一节第一节 数控编程方法数控编程方法(fngf)及其发展及其发展n n 一、手工(shugng)编程n n 二、数控语言自动编程n n APT语言n n 三、CADCAM系统自动编程第2页/共71页第三页，共71页。-4-CA

4、DCAM系统系统(xtng)自动编自动编程程n n1、常见的CAD/CAM自动编程系统：n n工作站微机(wi j)型：Ideas、Pro/e、UG、Catian n微机(wi j)型：MasterCAM、SurfCAM、PowerMILL、Cimtron、EdgeCAM、CAMworks、GibbsCAM、CAXA制造工程师第3页/共71页第四页，共71页。-5-n n 常见的常见的CAMCAM软件系统中，一般有不同的功能模块可供选用，如：软件系统中，一般有不同的功能模块可供选用，如：二维二维平面加工；平面加工；三轴至五轴联动的曲面加工；三轴至五轴联动的曲面加工；车削加工；车削加工；电火花加

5、工电火花加工（EDMEDM）；）；板金加工（板金加工（FabricationFabrication）；）；切割加工，包括电火花、等离切割加工，包括电火花、等离子、激光切割加工等。对于通常的切削加工数控编程，子、激光切割加工等。对于通常的切削加工数控编程，CAM CAM系统一般均系统一般均具有刀具工艺参数的设定、刀具轨迹具有刀具工艺参数的设定、刀具轨迹(gu(gu j)j)自动生成、刀具轨迹自动生成、刀具轨迹(gu(gu j)j)编辑、刀位验证、后置处理、动态仿真等基本功能。编辑、刀位验证、后置处理、动态仿真等基本功能。第4页/共71页第五页，共71页。-6-2、CADCAM系系统统(xtng)

6、自动自动编程的编程的基本步基本步骤骤第5页/共71页第六页，共71页。-7-3、CADCAM软件软件系统自动系统自动(zdng)编程编程特点特点n n1 1）将零件加工的几何造型、刀位计算、图形显示）将零件加工的几何造型、刀位计算、图形显示和后置处理等作业过程结合和后置处理等作业过程结合(jih)(jih)在一起，有效在一起，有效地解决了编程的数据来源、图形显示、走刀模拟和地解决了编程的数据来源、图形显示、走刀模拟和交互修改问题；交互修改问题；n n2 2）n n3 3）有利于实现系统的集成，不仅能够实现产品设）有利于实现系统的集成，不仅能够实现产品设编程过程是在计算机上直接面向零件的几何图形

7、交编程过程是在计算机上直接面向零件的几何图形交互进行，不需要用户编制零件加工源程序，用户界互进行，不需要用户编制零件加工源程序，用户界面友好、使用简便、直观、准确、便于检查；计面友好、使用简便、直观、准确、便于检查；计（CADCAD）与数控加工编程（）与数控加工编程（NCPNCP）的集成，还便）的集成，还便于与工艺过程设计（于与工艺过程设计（CAPPCAPP），刀夹量具设计等其），刀夹量具设计等其它生产过程的集成。它生产过程的集成。第6页/共71页第七页，共71页。-8-第二节第二节 数控编程系数控编程系统统(xtng)中的基本概中的基本概念和术语念和术语n n 一、数控机床的坐标系统n n

8、二、常用的切削刀具(doj)n n在数控铣削加工中，最常用的刀具(doj)类型有球头铣刀（Ball Nose Cutter），圆角铣刀（Hog Nose Cutter）和平底铣刀（End Mill），如图7-5所示。第7页/共71页第八页，共71页。-9-第8页/共71页第九页，共71页。-10-n n球头铣刀在带有复杂曲面的零件加工中应用最普遍，具有曲面加工干涉少，表面质量好的特点，但是球头铣刀切削能力较差，越接近球头刀的底部，切削条件越差；n n平底铣刀是平面加工最常用的刀具之一，具有价格便宜，刀刃(dorn)强度高的特点；n n圆角铣刀被广泛应用于粗，精铣削加工中，具有球头铣刀和平底铣刀

9、共有的特点。第9页/共71页第十页，共71页。-11-刀触点刀触点(ch din)与刀位点与刀位点n n作用(zuyng)在刀具上的两个位置点应特别予以重视，一是刀触点，另一为刀位点。所谓刀触点即为加工过程中刀具与工件实际接触的点，由它产生最终的切削效果，如图7-5中的A点。而刀位点是数控编程中表示刀具编程位置的坐标点，如图7-5中的O点。第10页/共71页第十一页，共71页。-12-刀具刀具(doj)的参数定的参数定义义n n在在CAMCAM系统中，刀具常以统一的参数系统中，刀具常以统一的参数(cnsh)(cnsh)进进行定义，对于铣刀而言有行定义，对于铣刀而言有5 5参数参数(cnsh)(

10、cnsh)定义法、定义法、7 7参数参数(cnsh)(cnsh)定义法，也有定义法，也有1010参数参数(cnsh)(cnsh)定义定义法，如图法，如图7-67-6所示。赋值予不同的参数所示。赋值予不同的参数(cnsh)(cnsh)可可导出不同的刀具类型。导出不同的刀具类型。第11页/共71页第十二页，共71页。-13-三、刀具三、刀具(doj)运动控制面运动控制面n n 为了(wi le)确定刀具切削运动轨迹，通常CADCAM系统要求用户给定与刀具运动相关的三个控制面，即：零件面、导动面和检查面，如图7-7所示。第12页/共71页第十三页，共71页。-14-零件零件(ln jin)面（面（P

11、art Surface）n n 零件面即零件上已加工表面，它是在加工过程中与刀具始终保持接触(jich)的表面，可由它控制刀具切削的深度。零件面在数控加工过程中是固定不动的面。第13页/共71页第十四页，共71页。-15-导动面（导动面（Drive Surface）n n 导动面是指在刀具切削运动(yndng)中引导刀具运动(yndng)的面，它控制刀具在指定的公差范围内运动(yndng)。刀具与导动面存在着三种相对位置关系（图7-8），即：刀具沿着导动面的左侧运动(yndng)（Left），刀具沿导动面的右侧运动(yndng)（Right），刀具在导动面上运动(yndng)（On），或者说刀

12、具中心沿导动曲线运动(yndng)。导动面在加工过程中是不断变化的表面。第14页/共71页第十五页，共71页。-16-检查检查(jinch)面（面（Check Surface）n n检查面是用来确定检查面是用来确定(qudng)(qudng)每次走刀的终止位每次走刀的终止位置。在置。在CAMCAM系统中，可通过检查面计算刀具切系统中，可通过检查面计算刀具切削过程中的干涉，避免过切现象的产生。削过程中的干涉，避免过切现象的产生。第15页/共71页第十六页，共71页。-17-四、切削四、切削(qixio)加加工中的阶段划分工中的阶段划分起始运动起始运动起始运动起始运动(yndng)(yndng)阶

13、段阶段阶段阶段接近接近接近接近(jijn)(jijn)运动运动运动运动阶段阶段阶段阶段刀具切入运动阶段刀具切入运动阶段刀具切入运动阶段刀具切入运动阶段切削加工阶段切削加工阶段切削加工阶段切削加工阶段退出切削阶段退出切削阶段退出切削阶段退出切削阶段返回阶段返回阶段返回阶段返回阶段第16页/共71页第十七页，共71页。-18-第三节第三节 数控编程中的刀位计算数控编程中的刀位计算(j sun)n n 无论手工编程还是自动编程，都要按已确定的加工路线和允许的编程误差进行刀位点的计算。所谓刀位点即为刀具运动过程中相关的坐标点。n n三维型面加工时，首先应根据被加工型面的几何(j h)形状和工艺精度要求

14、分割成若干条的走刀轨迹，再根据每条轨迹计算刀位点。第17页/共71页第十八页，共71页。-19-一、非圆曲线一、非圆曲线(qxin)刀位点的计算刀位点的计算n n用直线段用直线段逼近轮廓逼近轮廓曲线的节曲线的节点计算点计算n n常用的节常用的节点计算方点计算方法有等间法有等间距法，等距法，等弦长法和弦长法和等误差等误差(wch)(wch)法法几种。几种。第18页/共71页第十九页，共71页。-20-二、球头铣刀二、球头铣刀(x do)行距的确行距的确定定n n 一般曲面零件的数控加工通常采用球头(qi tu)铣刀，因用其它形状刀具加工曲面时往往容易导致加工过程干涉而损伤毗邻表面。n n用球头(

15、qi tu)铣刀数控加工曲面时多按行切法加工，即铣刀沿坐标轴方向或曲面参数轴方向对曲面一行一行进行加工，每加工完一行后，铣刀移动一个行距，直至将整个曲面加工完毕。第19页/共71页第二十页，共71页。-21-n n用球头铣刀对曲面进行行切法加工时，必然在被加工表面留下一段较用球头铣刀对曲面进行行切法加工时，必然在被加工表面留下一段较为明显的残留高度，残留高度的大小为明显的残留高度，残留高度的大小(dxi(dxi o)o)决定于由刀具半径和切决定于由刀具半径和切削行距。刀具半径越大，残留高度越小；切削行距越小，残留高度越削行距。刀具半径越大，残留高度越小；切削行距越小，残留高度越小，但使走刀次数

16、增多，程序量增大。因而，在选定刀具半径的前提小，但使走刀次数增多，程序量增大。因而，在选定刀具半径的前提下，球头铣刀行距下，球头铣刀行距S S和步长和步长L L的确定将直接影响零件的加工精度，表面的确定将直接影响零件的加工精度，表面粗糙度和程序量的大小粗糙度和程序量的大小(dxi(dxi o)o)。第20页/共71页第二十一页，共71页。-22-平面平面(pngmin)加加工时行距工时行距S的确的确定定则第21页/共71页第二十二页，共71页。-23-曲面曲面(qmin)加工时加工时行距行距S的确定的确定直接(zhji)给出：第22页/共71页第二十三页，共71页。-24-三、平面型腔零件加工

17、三、平面型腔零件加工(ji gng)刀位点的计算刀位点的计算n n 型腔是指由封闭(fngb)的约束边界及其底面构成的凹坑，如图7-14所示，一般情况下，凹坑的坑壁（外轮廓）与底面垂直，但也有和坑底面成一定锥度的，有的型腔中存在凸台，被称之为岛屿（内轮廓）。型腔的加工是成型模具和机械零件加工中常见的一种加工型式，型腔数控加工方法主要有行切法（zigzag）和环切法（Spiral）两种。第23页/共71页第二十四页，共71页。-25-平面型腔构成平面型腔构成(guchng)示意示意第24页/共71页第二十五页，共71页。-26-行切法行切法n n行切法是刀具按平行行切法是刀具按平行行切法是刀具按

18、平行行切法是刀具按平行(pngxng)(pngxng)于某坐标轴方向于某坐标轴方向于某坐标轴方向于某坐标轴方向或一组平行或一组平行或一组平行或一组平行(pngxng)(pngxng)线方向走刀。线方向走刀。线方向走刀。线方向走刀。第25页/共71页第二十六页，共71页。-27-n n 行切法的刀位点计算比较简单，主要是由一组平行线与型腔内，外轮廓线求交，计算出有效交线，按一定顺序依次将有效交线编程输出。在遇到(y do)型腔中岛屿时，可抬刀到安全高度越过岛屿，或沿岛屿边界绕过去，或遇到(y do)岛屿轮廓后返向回头继续切削等采用多种加工处理方法。若型腔内轮廓不是凸台而是凹坑，可以直接跨越过去进

19、行切削编程。第26页/共71页第二十七页，共71页。-28-环切法环切法n n 环切法是环绕被加工型腔的轮廓边界进行加工的方法，这种方法具有(jyu)加工状态平稳，轮廓表面加工质量好的特点，是一种常用的数控加工方法之一。环切法刀位点计算比较复杂，尤其带有多岛多坑的复杂型腔的刀位点计算是国内外学者研究的热点问题。第27页/共71页第二十八页，共71页。-29-n n环切法刀位计算方法较多，但其基本思想环切法刀位计算方法较多，但其基本思想(sxi(sxi ng)ng)为：为：n n进行型腔轮廓边界的定义，外轮廓边界以顺时针进行型腔轮廓边界的定义，外轮廓边界以顺时针方向描述，内轮廓（岛屿或凹坑）以逆

20、时针方向进方向描述，内轮廓（岛屿或凹坑）以逆时针方向进行构造；行构造；n n按加工精度要求和型腔底面曲率半径几何结构确按加工精度要求和型腔底面曲率半径几何结构确定每次走刀的偏置量（定每次走刀的偏置量（Offset ValueOffset Value）；）；按确定的按确定的偏置量由外轮廓向内，内轮廓向外进行一个个偏置偏置量由外轮廓向内，内轮廓向外进行一个个偏置环计算；环计算；n n对偏置环进行干涉检查，去除干涉部分，形成新对偏置环进行干涉检查，去除干涉部分，形成新的内外环边界；的内外环边界；n n重复上述步骤，新环不断生成、分裂、退化直至重复上述步骤，新环不断生成、分裂、退化直至完全消失。如图完

21、全消失。如图7-167-16所示。所示。第28页/共71页第二十九页，共71页。-30-第29页/共71页第三十页，共71页。-31-n n 在型腔轮在型腔轮廓边界偏置环廓边界偏置环计算过程中，计算过程中，将伴的三种特将伴的三种特殊情况：殊情况：外外轮廓偏置环的轮廓偏置环的自相交；自相交；外外轮廓偏置环与轮廓偏置环与内轮廓偏置环内轮廓偏置环互相互相(h xing)(h xing)交；交；多个内多个内轮廓偏置环互轮廓偏置环互交。必须及时交。必须及时处理。处理。n n 见图见图7-177-17第30页/共71页第三十一页，共71页。-32-内外轮廓内外轮廓偏置环自偏置环自交问题交问题(wnt)的的

22、处理处理-去逆时针去逆时针环，但在环，但在内轮廓偏内轮廓偏置自包容置自包容时要注意时要注意见见C图，图，去去L2第31页/共71页第三十二页，共71页。-33-四、转角四、转角(zhunjio)过渡处理过渡处理n n 在有些在有些CADCADCAMCAM系统系统(xt(xt ng)ng)中，中，对转角过渡进行了专对转角过渡进行了专门的处理，并提供多门的处理，并提供多种方法供用户选择。种方法供用户选择。经归纳，常用的转角经归纳，常用的转角过渡处理方法有圆弧过渡处理方法有圆弧过渡、尖角过渡、方过渡、尖角过渡、方角过渡、三角过渡等角过渡、三角过渡等（图（图7-197-19）。）。第32页/共71页第

23、三十三页，共71页。-34-五、曲面五、曲面(qmin)加工中的刀位加工中的刀位计算计算n n 1、曲面的参数化表示n n自由曲面的数学模型已在第三章第三小节作了详尽的讨论(toln)。无论是Bezier曲面，B样条曲面，还是其它曲面，一般都用双参数构造的曲面方程进行描述：n n P=P（u，v）（u1u u2，v1 v v2）第33页/共71页第三十四页，共71页。-35-2、曲面加工、曲面加工(ji gng)方法方法n n（1）等参数曲线法（uv Cutting）n n如图7-21所示，在曲面加工中刀具沿参数曲面u向或v向等参数线进行(jnxng)切削加工。若在参数u=u0不变的情况下，刀

24、具运动轨迹将由曲线P（u0，v）及其法矢n所决定。两等参数线之间的距离，即行距的大小可由法矢、曲率半径、刀具矢量方向以及加工精度等综合因素决定。第34页/共71页第三十五页，共71页。-36-第35页/共71页第三十六页，共71页。-37-（2 2）任意）任意）任意）任意(rny)(rny)切片法（切片法（切片法（切片法（Slice CuttingSlice Cutting）n n任意切片法：在XYZ三轴坐标中若刀具轴线与Z轴相一致，如果用垂直于XOY平面(pngmin)的任意一族平行的平面(pngmin)去截待加工的曲面，将会得到一组曲线族，刀具沿着这组曲线进行曲面加工的方法，称之为切片加工

25、法，如图7-22所示。这种曲面加工方法，其刀位计算所消耗时间较长。第36页/共71页第三十七页，共71页。-38-第37页/共71页第三十八页，共71页。-39-（3 3）等高线法（）等高线法（）等高线法（）等高线法（Topographic CuttingTopographic Cutting）n n 等高线法是用一组水平平面族去截被加工曲面(qmin)，从而得到一个个等高的曲线。切削加工时，从曲面(qmin)的最高点开始向下切削，直至将整个曲面(qmin)加工完毕，如图7-23所示。这种加工方法，刀位计算所消耗时间最长，各层层高的确定，需由加工精度，曲面(qmin)曲率等因素确定。第38页/

26、共71页第三十九页，共71页。-40-第39页/共71页第四十页，共71页。-41-六、刀具六、刀具(doj)的干涉检验的干涉检验n n在三维型面加工中往往存在着多个(du)检查面，如果忽略了某个检查面，常常会造成加工过程的干涉。如图7-24所示，需加工带有直弯折的两个平面，当加工水平面时，若不将垂直面作为检查面，或加工垂直面时，不将水平面作为检查面，均会造成加工过程的干涉。因而，在刀具轨迹生成后，常常需要进行刀具干涉检查。第40页/共71页第四十一页，共71页。-42-第41页/共71页第四十二页，共71页。-43-（1）刀具运动）刀具运动(yndng)方向的方向的干涉检干涉检n n这种干涉

27、检查方法仅校核检查刀具运动方向这种干涉检查方法仅校核检查刀具运动方向(fngxing)(fngxing)上的加工上的加工干涉，若检查发现干涉现象存在，系统将自动修正刀具运动轨迹，干涉，若检查发现干涉现象存在，系统将自动修正刀具运动轨迹，直至消除为止。如图直至消除为止。如图7-25a7-25a所示，在刀具切削运动方向所示，在刀具切削运动方向(fngxing)(fngxing)有一凹槽，系统将检查其曲率半径是否小于刀具半径，若小于，有一凹槽，系统将检查其曲率半径是否小于刀具半径，若小于，则修改刀具轨迹，以避免过切现象的产生。这种方法不检查不在则修改刀具轨迹，以避免过切现象的产生。这种方法不检查不在

28、刀具运动方向刀具运动方向(fngxing)(fngxing)上所造成的过切，如图上所造成的过切，如图7-25b7-25b所示，当刀所示，当刀具切削运动方向具切削运动方向(fngxing)(fngxing)改变后便会产生加工过程的过切。改变后便会产生加工过程的过切。第42页/共71页第四十三页，共71页。-44-第43页/共71页第四十四页，共71页。-45-第44页/共71页第四十五页，共71页。-46-（2）全方位刀具）全方位刀具(doj)干涉检干涉检查查n n系统考虑刀具在零件面全方位的干涉情况，这样无论刀具运动方向如何，系统考虑刀具在零件面全方位的干涉情况，这样无论刀具运动方向如何，都可

29、以检测干涉是否存在，避免过切，代价是要花费较长的干涉检查时都可以检测干涉是否存在，避免过切，代价是要花费较长的干涉检查时间。间。n n在全方位的刀具干涉检查时，较普遍的算法是将零件面离散成一个个小在全方位的刀具干涉检查时，较普遍的算法是将零件面离散成一个个小曲面片（曲面片（PatchPatch）。如图）。如图7-267-26所示，计算刀具中心到小曲面片距离是否小所示，计算刀具中心到小曲面片距离是否小于刀具半径于刀具半径(bnjng)(bnjng)，若小于则表示干涉，需要抬刀或绕行。，若小于则表示干涉，需要抬刀或绕行。第45页/共71页第四十六页，共71页。-47-第46页/共71页第四十七页，

30、共71页。-48-第四节第四节 数控编程中的工艺数控编程中的工艺(gngy)策略策略n n 一、粗精加工的工艺选择n n为获得符合技术要求的工件，数控加工也需要分为粗加工，半精加工和精加工工艺。不同(b tn)的加工工艺，其刀具的选择、加工路径、切削用量、以及进刀方式也不尽相同，利用CAM系统进行数控编程时，也必须予以分别处理，进行不同(b tn)的选择。第47页/共71页第四十八页，共71页。-49-1、刀具、刀具(doj)的选用的选用n n粗加工一般选用平底铣刀，不适宜选用球头铣刀加工，刀具的直径粗加工一般选用平底铣刀，不适宜选用球头铣刀加工，刀具的直径(zhjng)(zhjng)尽可能选

31、大。尽可能选大。n n精加工刀具类型主要根据被加工表面的形状要求而定，可选择平底刀，精加工刀具类型主要根据被加工表面的形状要求而定，可选择平底刀，球头刀或圆角铣刀。在满足要求的情况下，优先选用平底刀具。在曲面球头刀或圆角铣刀。在满足要求的情况下，优先选用平底刀具。在曲面加工中，若曲面属于直纹曲面或凸形曲面，应尽量选择圆角铣刀，少用加工中，若曲面属于直纹曲面或凸形曲面，应尽量选择圆角铣刀，少用球头铣刀。刀具的选择应是由大到小逐步过渡，即先用大直径球头铣刀。刀具的选择应是由大到小逐步过渡，即先用大直径(zhjng)(zhjng)刀具完成大部分的曲面加工，再用小直径刀具完成大部分的曲面加工，再用小直

32、径(zhjng)(zhjng)刀具进行清角或局部刀具进行清角或局部加工。加工。第48页/共71页第四十九页，共71页。-50-2、加工路径、加工路径(ljng)的选择的选择n n粗加工时，刀具的加工路径一般选择单向切削，因为粗加工时切削量较粗加工时，刀具的加工路径一般选择单向切削，因为粗加工时切削量较粗加工时，刀具的加工路径一般选择单向切削，因为粗加工时切削量较粗加工时，刀具的加工路径一般选择单向切削，因为粗加工时切削量较大，切削状态与用户选择的顺铣与逆铣方式有较大的关系，单向切削可大，切削状态与用户选择的顺铣与逆铣方式有较大的关系，单向切削可大，切削状态与用户选择的顺铣与逆铣方式有较大的关系

33、，单向切削可大，切削状态与用户选择的顺铣与逆铣方式有较大的关系，单向切削可保证切削过程平稳保证切削过程平稳保证切削过程平稳保证切削过程平稳(pngwn)(pngwn)。可根据加工的部位适当改变安全平面的高。可根据加工的部位适当改变安全平面的高。可根据加工的部位适当改变安全平面的高。可根据加工的部位适当改变安全平面的高度以提高效率。度以提高效率。度以提高效率。度以提高效率。n n精加工的加工路径一般可以采用双向切削，这样可大大减少空行程，切精加工的加工路径一般可以采用双向切削，这样可大大减少空行程，切精加工的加工路径一般可以采用双向切削，这样可大大减少空行程，切精加工的加工路径一般可以采用双向切

34、削，这样可大大减少空行程，切削效率提高。因为精加工时切削力较小，对顺铣、逆铣方法反映不敏感。削效率提高。因为精加工时切削力较小，对顺铣、逆铣方法反映不敏感。削效率提高。因为精加工时切削力较小，对顺铣、逆铣方法反映不敏感。削效率提高。因为精加工时切削力较小，对顺铣、逆铣方法反映不敏感。第49页/共71页第五十页，共71页。-51-3、粗、精加工进刀、粗、精加工进刀(jn do)方方式的选择式的选择n n 粗、精加工对进刀方式选择粗、精加工对进刀方式选择(xu(xu nz)nz)的出发点是不相同的。粗加工选的出发点是不相同的。粗加工选择择(xu(xu nz)nz)进刀方式主要考虑的是刀具切削刃的强

35、度，而精加工考虑进刀方式主要考虑的是刀具切削刃的强度，而精加工考虑的是被加工工件的表面质量，不致在被加工表面内留下进刀痕。的是被加工工件的表面质量，不致在被加工表面内留下进刀痕。n n对于外轮廓的粗加工，刀具的起刀点应放在工件毛坯的外部，逐渐向对于外轮廓的粗加工，刀具的起刀点应放在工件毛坯的外部，逐渐向毛坯里面进行进刀；对于型腔的加工，可事先预钻工艺孔，以便刀具毛坯里面进行进刀；对于型腔的加工，可事先预钻工艺孔，以便刀具落在合适的高度后再进行进给加工；也可以一定的斜角切入工件。落在合适的高度后再进行进给加工；也可以一定的斜角切入工件。第50页/共71页第五十一页，共71页。-52-第51页/共

36、71页第五十二页，共71页。-53-二、刀具的切入二、刀具的切入(qi r)和切出引导和切出引导（LeadinLeadout）n n 1 1二维切削二维切削(qixio)(qixio)加工时刀具的切入加工时刀具的切入切出引导切出引导n n （1 1）圆弧切入切出引导）圆弧切入切出引导第52页/共71页第五十三页，共71页。-54-（2 2）垂直切入）垂直切入）垂直切入）垂直切入(qi r)(qi r)切出引导切出引导切出引导切出引导第53页/共71页第五十四页，共71页。-55-（3 3）平行）平行）平行）平行(pngxng)(pngxng)切入切出引导切入切出引导切入切出引导切入切出引导第5

37、4页/共71页第五十五页，共71页。-56-2、三维切削加工、三维切削加工(ji gng)时刀具的切入切时刀具的切入切出引导出引导第55页/共71页第五十六页，共71页。-57-三、加工三、加工(ji gng)路线的确定路线的确定及优化及优化n n 1 1、加工路线的确定、加工路线的确定n n 刀具加工路线直接影响刀位点的计算速度、加工效刀具加工路线直接影响刀位点的计算速度、加工效率率(xio l(xio l)和加工表面质量，刀具加工路线的选择主和加工表面质量，刀具加工路线的选择主要依据如下的几点原则：要依据如下的几点原则：n n1 1）使被加工零件获得良好的加工精度和表面质量；）使被加工零件

38、获得良好的加工精度和表面质量；n n2 2）尽量使走刀路线最短，减少空程时间，提高加工）尽量使走刀路线最短，减少空程时间，提高加工效率效率(xio l(xio l)；n n3 3）使数值计算容易，减少刀位计算工作量，提高编）使数值计算容易，减少刀位计算工作量，提高编程效率程效率(xio l(xio l)。第56页/共71页第五十七页，共71页。-58-例：发动机叶片加工的例：发动机叶片加工的两种不同两种不同(b tn)的走的走刀路线刀路线n n由于加工面是直纹面，采用由于加工面是直纹面，采用a a方案显然方案显然(xi(xi nrn)nrn)比较有利，每次沿直线走刀，刀位计算简单程比较有利，每

39、次沿直线走刀，刀位计算简单程序段少，加工过程符合直纹面造型规律，保证序段少，加工过程符合直纹面造型规律，保证母线的直线度；图母线的直线度；图b b方案刀位计算复杂，计算量方案刀位计算复杂，计算量大、程序段多。大、程序段多。第57页/共71页第五十八页，共71页。-59-例，型腔加工的三种例，型腔加工的三种(sn zhn)不同方法不同方法第58页/共71页第五十九页，共71页。-60-例，走刀角度例，走刀角度(jiod)的选择的选择第59页/共71页第六十页，共71页。-61-2、走刀路线、走刀路线(lxin)的优化的优化n n 如果在一个加工零件上，有许多待加工的对象，如何安排各个对象的加工次

40、序，以便获得最短的刀具运动路线，这便是走刀路线的优化问题，例如孔系的加工，可通过优化确定各孔加工的先后顺序，以保证刀具运动路线最短。n n 在CAM系统中，刀具路线优化可有两种计算方法，一种为距离(jl)最近法，另一种为配对法。第60页/共71页第六十一页，共71页。-62-距离距离(jl)最近法最近法n n从起始对象开始从起始对象开始(kish(kish)，搜寻与该对象距，搜寻与该对象距离最近的下一个对象，直到所有对象全部优离最近的下一个对象，直到所有对象全部优化为止。化为止。第61页/共71页第六十二页，共71页。-63-配对法配对法n n以相邻距离最近的两个对象一一配对，然后对已配对好的

41、对象再次进行两两配对，直至(zhzh)优化结束，如图7-39所示。配对法所消耗时间较长，但能获得更好的优化效果。第62页/共71页第六十三页，共71页。-64-第63页/共71页第六十四页，共71页。-65-使用不同使用不同(b tn)刀具刀具时的优化时的优化n n 如果在加工中需要使用不同的刀具如果在加工中需要使用不同的刀具(doj)(doj)，这，这时在路径优化的同时还要考虑刀具时在路径优化的同时还要考虑刀具(doj)(doj)的更的更换分类，不然则可能引起加工过程中的多次换刀，换分类，不然则可能引起加工过程中的多次换刀，反而影响整个加工过程的效率。反而影响整个加工过程的效率。第64页/共

42、71页第六十五页，共71页。-66-第五节第五节 后置后置(hu zh)处理处理n n CAM CAM系统对被加工的零件表面进行刀位计算后将生成一个可读的刀位源程系统对被加工的零件表面进行刀位计算后将生成一个可读的刀位源程序，该刀位文件序，该刀位文件(wnjin)(wnjin)由刀具设置、刀具运动、加工控制、进给率、显由刀具设置、刀具运动、加工控制、进给率、显示、后处理等各类命令组成。这种刀位文件示、后处理等各类命令组成。这种刀位文件(wnjin)(wnjin)还不能直接送给数控还不能直接送给数控机床供加工控制使用，因各数控机床所需的指令格式不尽相同，在刀位文件机床供加工控制使用，因各数控机床

43、所需的指令格式不尽相同，在刀位文件(wnjin)(wnjin)生成后还必须对此进行转换修改，以满足不同机床控制系统的特生成后还必须对此进行转换修改，以满足不同机床控制系统的特定要求，这种转换修改过程称之为后置处理。定要求，这种转换修改过程称之为后置处理。第65页/共71页第六十六页，共71页。-67-专用后置处理模块专用后置处理模块专用后置处理模块专用后置处理模块(m kui)(m kui)与通用后置处理模块与通用后置处理模块与通用后置处理模块与通用后置处理模块(m kui)(m kui)n n从处理的原理考虑可将后置从处理的原理考虑可将后置(hu zh)(hu zh)处理模块分为两大类：一类

44、为专用后处理模块分为两大类：一类为专用后置置(hu zh)(hu zh)处理模块，它是针对各种不同的数控系统提供不同的后置处理模块，它是针对各种不同的数控系统提供不同的后置(hu zh)(hu zh)处理，处理，MasterCAMMasterCAM的后置的后置(hu zh)(hu zh)处理便属于这种类型，这类系处理便属于这种类型，这类系统的后置统的后置(hu zh)(hu zh)处理需要一个庞大的后置处理需要一个庞大的后置(hu zh)(hu zh)处理模块库，刀位文处理模块库，刀位文件件CLSCLS经过一个个专用后置经过一个个专用后置(hu zh)(hu zh)处理模块为各自的机床提供服务

45、。处理模块为各自的机床提供服务。n n另一类是通用后置另一类是通用后置(hu zh)(hu zh)处理模块，如处理模块，如UGUG、ProProE E等等CADCADCAMCAM系统系统便属于这种类型。便属于这种类型。第66页/共71页第六十七页，共71页。-68-通用的后置通用的后置(hu zh)处处理模块需要的三个软件理模块需要的三个软件资料资料n n（1 1）机床数据文件）机床数据文件MDF MDF （Machine Data FileMachine Data File）该文件可以由）该文件可以由CAMCAM系统系统所提供的机床数据文件生成器生成。所提供的机床数据文件生成器生成。MDFM

46、DF文件是描述所使用机床的控制文件是描述所使用机床的控制器类型、指令定义、输出格式等机床特征。器类型、指令定义、输出格式等机床特征。n n（2 2）刀位文件）刀位文件CLSCLS描述刀具描述刀具(doj)(doj)的位置、刀具的位置、刀具(doj)(doj)运动、控制、运动、控制、进给速度等数控加工时有关信息。进给速度等数控加工时有关信息。n n（3 3）后处理模块）后处理模块PM PM （Postprocessor ModulePostprocessor Module）PM PM是一个可执行程序，是一个可执行程序，用以将刀位文件转换生成机床控制数控代码的软件程序。用以将刀位文件转换生成机床控制数控代码的软件程序。第67页/共71页第六十八页，共71页。-69-第68页/共71页第六十九页，共71页。-70-n nMASTERCAM系统数控代码自动(zdng)生成举例。第69页/共71页第七十页，共71页。-71-思考题思考题n nP242：n n3、5、9、10第70页/共71页第七十一页，共71页。