《机械CAD CAM技术》课件第4章.ppt

1、第4章 CAM技术 4.1数控加工工艺基础数控加工工艺基础 4.2图形交互自动编程技术概述图形交互自动编程技术概述 4.3数控加工工艺分析数控加工工艺分析 4.4铣削加工的刀具轨迹生成铣削加工的刀具轨迹生成 4.5孔加工、车削加工的刀具轨迹生成孔加工、车削加工的刀具轨迹生成 4.6相关技术相关技术 4.1 数控加工工艺基础数控加工工艺基础4.1.1 数控机床的选择数控机床的选择不同类型的零件应在不同的数控机床上加工。数控车床适于加工形状比较复杂的轴类零件和由复杂曲线回转形成的模具内型腔。数控立式镗铣床和立式加工中心适于加工箱体、箱盖、平面凸轮、样板、形状复杂的平面或立体零件，以及模具的内、外型

2、腔等。卧式镗铣床和卧式加工中心适于加工复杂的箱体类零件、泵体、阀体、壳体等。多坐标联动的卧式加工中心还可以用于加工各种复杂的曲线、曲面、叶轮、模具等。不同类型的零件要选用相应的数控机床加工，以发挥数控机床的效率和特点。4.1.2 加工工序的划分加工工序的划分数控加工工序的划分方法有下列3种。1.刀具集中分序法刀具集中分序法刀具集中分序法是按所用刀具划分工序，用同一把刀加工完零件上所有可以完成的部位，再用第二把、第三把刀完成它们各自可以完成的其他部位。这样可以减少换刀次数，压缩空程时间，减少不必要的定位误差。2.粗、精加工分序法粗、精加工分序法对单个零件要先粗加工、半精加工，然后精加工。或者一批

3、零件，先全部进行粗加工、半精加工，最后进行精加工。粗精加工之间最好隔一段时间，以使粗加工后零件的变形得到充分恢复，再进行精加工，以提高零件的加工精度。3.按加工部位分序法按加工部位分序法一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工简单的几何形状，再加工复杂的几何形状；先加工精度较低的部位，再加工精度较高的部位。在数控机床上加工零件，加工工序的划分要视加工零件的具体情况具体分析，许多工序的安排综合使用了上述分序法。4.1.3 工件的装夹方式工件的装夹方式零件的定位、夹紧方式要注意以下4个方面：(1)应尽量采用组合夹具；当工件批量较大、精度要求较高时，可以设计专用夹具。(2)零件定位、夹紧的部位应不妨

4、碍各部位的加工、刀具的更换以及重要部位的测量，尤其应避免刀具与工件、刀具与夹具相撞的现象。(3)夹紧力应力求靠近主要支承点或在支承点所组成的三角形内；应力求靠近切削部位，并在刚性较好的地方；尽量不要在被加工孔径的上方，以减少零件变形。(4)零件的装夹、定位要考虑重复安装的一致性，以减少对刀时间，提高同一批零件加工的一致性；一般同一批零件采用同一定位基准、同一装夹方式。4.1.4 对刀点与换刀点的确定对刀点与换刀点的确定确定对刀点的原则是：方便数学处理和简化程序编制；在机床上容易找正；加工过程中便于检查；引起的加工误差小。对刀点可以设置在零件上、夹具上或机床上，但必须与零件的定位基准有一定的坐标

5、尺寸关系，这样才能确定机床坐标系与工件坐标系之间的关系。当对刀精度要求较高时，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。对于以孔定位的零件，选孔的中心作为对刀点。对刀时应使对刀点与刀位点重合。刀位点对立铣刀、端铣刀为刀头底面的中心，对球头铣刀为球头中心，对车刀、镗刀为刀尖，对钻头为钻尖。换刀点应根据工序内容确定。为了防止换刀时刀具碰伤工件，换刀点应设在零件或夹具的外部。4.1.5 选择走刀路线选择走刀路线在选择走刀路线时，下述情况应充分注意。1.铣切外圆与内圆铣切外圆与内圆铣切外圆时要安排刀具从切向进入圆周铣削加工。当外圆加工完毕之后，不要在切点处退刀，要安排一段沿切线方向继续运动的距离，这

6、样可以减少接刀处的接刀痕。当铣切内圆时也应该遵循从切向切入的方法，最好安排从圆弧过渡到圆弧的加工路线；切出时也应多安排一段过渡圆弧再退刀，以减少接刀处的接刀痕，从而提高孔的加工精度。2.铣削轮廓铣削轮廓在铣削加工零件轮廓时，要考虑尽量采用顺铣加工方式，这样可以提高零件的表面粗糙度和加工精度，减少机床“颤振”。要选择合理的进、退刀位置，尽量避免沿零件轮廓法向切入和进给中途停顿；进、退刀位置应选在不太重要的位置；当工件的边界开敞时，为了保证加工的表面质量，应从工件的边界外进刀和退刀。3.内槽加工内槽加工内槽指以封闭曲线为边界的平底凹坑。加工内槽一律使用平底铣刀，刀具边缘部分的圆角半径应符合内槽的图

7、纸要求。内槽的切削分两步，第一步切内腔，第二步切轮廓。切轮廓通常又分为粗加工和精加工两步。4.1.6 刀具选择刀具选择数控机床，特别是加工中心，其主轴转速较普通机床的主轴转速高12倍，某些特殊用途的数控机床、加工中心的主轴转速高达每分钟数万转，因此数控机床用刀具的强度和耐用度至关重要。目前涂镀刀具、立方氮化硼等刀具已广泛用于加工中心，陶瓷刀具与金刚石刀具也开始在加工中心上运用。一般来说，数控机床用刀具应具有较高的耐用度和刚度，刀具材料抗脆性好，有良好的断屑性能和可调、易更换等特点。在数控机床上进行铣削加工，选择刀具时要注意以下两点：(1)平面铣削应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。一般采用两次

8、走刀，第一次走刀最好用端铣刀粗铣，沿工件表面连续走刀；选好每次走刀宽度和铣刀直径，使接刀痕不影响精切走刀精度。因此加工余量大而又不均匀时，铣刀直径要选小些；精加工时铣刀直径要选大些，最好能包容加工面的整个宽度。(2)立铣刀和镶硬质合金刀片的端铣刀主要用于加工凸台、凹槽和箱口面。为了提高槽宽的加工精度，减少铣刀的种类，加工时可采用直径比槽宽小的铣刀，先铣槽的中间部分，然后铣槽的两边。铣削平面零件的周边轮廓，一般采用立铣刀。刀具的结构参数：刀具半径R应小于零件内轮廓的最小曲率半径r，一般取R(0.80.9)r；零件的加工高度H(1/61/4)R，以保证刀具有足够的刚度。4.1.7 切削用量的确定切

9、削用量的确定数控编程人员必须确定每道工序的切削用量，包括主轴转速、进给速度、切削深度和切削宽度等。在确定切削用量时要根据机床说明书的规定和要求，以及刀具的耐用度去选择和计算，也可以结合实践经验，采用类比法确定。在选择切削用量时要保证刀具能加工完一个零件，或者能保证刀具耐用度不低于一个班，最少也不能低于半个班的作业时间。切削深度主要受机床、工件和刀具的刚度限制，在刚度允许的情况下，尽可能使切削深度等于零件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高加工效率。对于精度和表面粗糙度有较高要求的零件，应留有足够的加工余量。一般数控机床的精加工余量较普通机床的精加工余量小。主轴转速n要根据允许的切削速度v来选

10、择：进给速度(mm/min)或进给量(mm/r)是切削用量的主要参数，一定要根据零件加工精度和表面粗糙度的要求，以及刀具和工件材料选取。此外，在轮廓加工中当零件有突然的拐角时，刀具容易产生“超程”，应在接近拐角前适当降低进给速度，过拐角后再逐渐增速。1000vnD 4.2 图形交互自动编程技术概述图形交互自动编程技术概述数控零件加工程序的编制是数控加工的基础。国内外数控加工统计表明，编程不及时会造成数控加工设备大约20%30%的空闲。可见数控编程直接影响数控设备的加工效率。4.2.1 数控自动编程的一般过程、类型及特点数控自动编程的一般过程、类型及特点数控自动编程就是利用计算机编制数控加工程序

11、，所以又称为计算机辅助编程或计算机零件程序编制。数控自动编程的一般步骤如图4.2.1所示。图4.2.1 数控自动编程的一般步骤4.2.2 图形交互自动编程系统的组成图形交互自动编程系统的组成当计算机的图形处理能力发展到一定水平时，出现了一种可以直接将零件的几何图形信息自动转化为数控加工程序的全新的计算机辅助编程技术图形交互自动编程技术，并在20世纪70年代以后得到迅速的发展和推广应用。图形交互自动编程是通过专用的计算机软件(如CAD/CAM软件)实现的。利用CAD/CAM软件的图形编辑功能，通过使用鼠标、键盘等将零件的几何图形绘制到计算机上，形成零件的图形文件，然后调用数控编程(CAM)模块，

12、采用人机交互的实时对话方式，在计算机屏幕上指定被加工的部位，再输入相应的加工参数，计算机便可自动进行必要的数学处理并编制出数控加工程序，同时在计算机屏幕上动态地显示出刀具的加工轨迹。图形交互自动编程与语言自动编程相比，具有速度快、精度高、直观性好、使用简便、便于检查的优点。因此，图形交互自动编程已经成为国内外先进CAD/CAM软件所普遍采用的数控编程方法。在人机交互过程中，可根据所设置的“菜单”命令和屏幕上的“提示”，引导编程人员有条不紊地工作。菜单一般包括主菜单和各级分菜单，它们相当于语言系统中几何、运动、后置等处理阶段及其所包含的语句等内容，只是表现形式和处理方式不同。图形交互自动编程系统

13、的硬件配置与语言系统相比，增加了图形输入器件，如鼠标、键盘、功能键等输入设备。这些设备与计算机辅助设计系统是一致的，因此图形交互自动编程系统更适用于CAD/CAM系统中零件的自动设计和数控程序编制。因为CAD/CAM系统中的CAD模块已将零件的设计数据予以存储，所以可以直接调用这些设计数据进行数控程序的编制。图形交互自动编程系统一般由几何造型、刀具轨迹生成、刀具轨迹编辑、刀位验证、后置处理(相对独立)、图形显示、数据库、运行控制及用户界面等功能部分组成，如图4.2.2所示。图4.2.2 图形交互自动编程系统的组成4.2.3 图形交互自动编程的基本步骤图形交互自动编程的基本步骤目前，国内外图形交

14、互自动编程软件的种类很多，流行的CAD/CAM系统也大都具有图形交互自动编程功能。这些软件的功能、面向用户的接口方式有所不同，所以编程的具体过程及编程过程中所使用的指令也不尽相同，但从总体上讲，其编程的基本原理及基本步骤大体上是一致的，可分为5个步骤：零件图样及加工工艺分析，几何造型，刀具轨迹计算及生成，后置处理，程序输出。1.零件图样及加工工艺分析零件图样及加工工艺分析零件图样及加工工艺分析包括分析零件的加工部位，确定工件的装夹位置、工件坐标系、刀具尺寸、加工路线及加工工艺参数等，是数控编程的基础。2.几何造型几何造型图形交互自动编程软件利用图形构建、编辑修改、曲线曲面造型等有关指令，将零件

15、被加工部位的几何图形准确地绘制在计算机屏幕上，与此同时，在计算机内自动形成零件图形的数据文件，这些图形数据是下一步刀具轨迹计算的依据。在自动编程过程中，软件将根据加工要求提取这些数据，进行分析判断和必要的数学处理，以形成加工的刀具位置数据。经过这个阶段系统自动产生几何图形定义语句。如果零件的几何信息在CAD阶段就已建立，图形交互自动编程软件可直接从图形库中读取该零件的图形信息文件，所以从设计到编程的信息流是连续的，有利于计算机辅助设计和制造的集成。3.刀具轨迹计算及生成刀具轨迹计算及生成刀具轨迹的生成是面向屏幕上的图形交互进行的。首先在刀具轨迹生成的菜单中选择所需的菜单项，然后根据屏幕提示，用

16、光标选择相应的图形目标，点取相应的坐标点，输入所需的各种参数(如工艺信息)。软件将自动从图形文件中提取所需的信息，进行分析判断，计算节点数据，并将其转换为刀具位置数据，存入指定的刀位文件中或直接进行后置处理，生成数控加工程序，同时在屏幕上显示出刀具轨迹图形。在这个阶段生成刀具运动语句。4.后置处理后置处理后置处理的目的是形成数控加工文件。由于各种机床使用的数控系统不同，因此数控加工程序的指令代码及格式也有所不同。为解决这个问题，软件通常设置一个后置处理惯用文件，在进行后置处理前，编程人员应根据具体数控机床指令代码及程序的格式，事先编辑好这个文件，这样才能输出符合数控加工格式要求的数控加工文件。

17、5.程序输出程序输出由于图形交互自动编程软件在编程过程中，可在计算机内自动生成刀具轨迹文件和数控指令文件，因此程序的输出可通过计算机将加工程序直接传送给机床控制系统，当然机床控制系统的标准通用接口应与计算机直接联机。图4.2.3为一图形交互式自动编程系统流程图。图4.2.3 图形交互式自动编程系统流程图4.2.4图形交互自动编程的特点图形交互自动编程的特点图形交互自动编程是一种全新的编程方法，与语言自动编程比较，主要有以下几个特点：(1)图形交互自动编程将加工零件的几何造型、刀位计算、图形显示和后置处理等结合在一起，有效地解决了编程数据来源、几何显示、走刀模拟、交互修改等问题，弥补了单一利用数

18、控语言进行编程的不足。(2)不需要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。编程过程是在计算机上直接面向零件的几何图形以光标指点、菜单选择及交互对话的方式进行的，其编程的结果也以图形的方式显示在计算机上。(3)编程方法简单易学，使用方便。整个编程过程是交互进行的，有多级功能“菜单”引导用户进行交互操作。(4)有利于实现与其他功能的结合。可以把产品设计与零件编程结合起来，也可以与工艺过程设计、刀具设计等过程结合起来。4.3数控加工工艺分析数控加工工艺分析4.3.1 确定工件坐标系确定工件坐标系1.机床坐标系机床坐标系数控机床一般都有一个基准位置，称为机床原点或机床绝对原点

19、，是机床制造商设置在机床上的一个物理位置。以这个原点建立的坐标系为机床坐标系(也称绝对坐标系)，是机床固有的坐标系，一般情况下不允许用户改动。机床坐标系的原点一般位于机床坐标轴的最大极限处。机床坐标系是用来确定工件坐标系的基本坐标系，其坐标和运动方向视机床的种类和结构而定，如数控铣床、数控车床都有自己的坐标系。机床坐标系的原点也称机床原点或机床零点，这个原点在机床设计、制造、调整后，便被确定下来，它是固定的点。为了正确地在机床工作时建立机床坐标系，通常还要设置一个机床参考点。机床参考点可以与机床零点重合，也可以不重合，而通过机床参数指定该参考点与机床零点的距离。机床工作时，先进行回参考点动作，

20、就可在机床的控制系统中建立机床坐标系。数控机床的参考点有两个主要作用：一是建立机床坐标系，如前所述；另一个作用是消除由于漂移、变形等造成的误差。机床使用一段时间后，工作台会产生一些漂移，使加工有误差。回一次机床参考点就可以使机床的工作台回到准确位置，消除误差。所以在机床加工前，经常要进行回机床参考点的操作。标准的机床坐标系是右手笛卡尔坐标系，用右手螺旋法则确定，如图4.3.1所示。图4.3.1右手笛卡尔坐标系2.工件坐标系工件坐标系工件坐标系是用来确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标系，其原点即为工件零点。工件零点的位置是任意的，它是由编程人员在编制程序时根据零件的特点选定的。工件坐标系

21、是以编程原点为原点且平行于机床各个移动坐标轴X、Y、Z所建立的坐标系。为保证编程和机床加工的一致性，工件坐标系定义为右手笛卡尔坐标系。工件装夹在机床上时，应保证工件坐标系和机床坐标系的坐标轴方向一致。工件坐标系是任意的，可以由用户根据需要自行设定。工件坐标系和机床坐标系的关系如图4.3.2所示。图4.3.2工件坐标系和机床坐标系的关系3.Pro/E中工件坐标系的设置中工件坐标系的设置在Pro/E 4.0中，设置工件坐标系的一般步骤如下：(1)启动Pro/E Wildlife 4.0后，新建NC组建模块。(2)在如图4.3.3所示【菜单管理器】中单击【制造】|【制造设置】命令，弹出如图4.3.4

22、所示的【操作设置】对话框。图4.3.3菜单管理器 图4.3.4【操作设置】对话框(3)在【操作设置】对话框中单击【参照】|【加工零点】选项下的按钮，系统弹出如图 4.3.5 所示的【制造坐标系】菜单，用户可单击选取现有坐标系，也可以重新定义坐标系。实际在加工过程中，系统本身默认的坐标系往往不符合编程的要求，因此建议用户根据需要并结合上文所述选择工件坐标系的要点自己创建。具体步骤是在【操作设置】对话框中单击【参照】|【加工零点】选项下的按钮，然后单击 按钮后弹出如图 4.3.6 所示【坐标系】对话框，按住 Ctrl 键选出三个面，如图4.3.7 所示，选中坐标系。选定后单击按钮，如图 4.3.8

23、 所示，所选坐标系便显示在【加工零点】对话框中。(4)单击【操作设置】对话框中的按钮，完成工件坐标系的设置。图4.3.5【制造坐标系】菜单 图4.3.6【坐标系】对话框 图4.3.7选定坐标系 图4.3.8确定建立的加工零点 4.3.2确定刀具尺寸确定刀具尺寸1.铣削刀具的选择铣削刀具的选择其一般原则是：(1)根据被加工型面的形状选择刀具类型。对于凹表面,在半精加工和精加工时，应选择球头铣刀，以得到好的表面质量，但在粗加工时宜选择平底立铣刀或圆角立铣刀，这是因为球头铣刀切削条件较差；对凸表面，粗加工时一般选择平底立铣刀或圆角立铣刀，但在精加工时宜选择圆角立铣刀，这是因为圆角立铣刀的几何条件比平

24、底立铣刀好；对带脱模结构斜度的侧面，宜选用锥度铣刀，虽然采用平底立铣刀通过插值也可以，但会使加工路径变长而影响加工效率，同时会加大刀具磨损而影响加工精度。(2)根据从大到小的原则选择刀具。零件一般包含多个类型的曲面，因此在加工时一般不能选择一把刀具完成整个零件的加工。无论是粗加工还是精加工，都应尽可能选择大直径的刀具，因为刀具直径越小，加工路径越长，造成加工效率降低，同时刀具的磨损会造成加工质量的明显差异。(3)根据加工型面的曲率大小选择刀具。在精加工时，所用最小刀具的半径应小于或等于被加工零件上内轮廓圆角半径，尤其是在拐角加工时，应选用半径小于拐角处圆角半径的刀具并以圆弧插补的方式进行加工，

25、这样可以避免采用直线插补而出现过切的现象；在粗加工时考虑到尽可能使用大直径刀具的原则，一般选择刀具半径较大，这时需要考虑的是粗加工后所留余量是否会给半精加工或精加工刀具造成过大的切削负荷。因为较大直径的刀具在零件轮廓拐角处会留下更多的余量，这往往是精加工过程中出现切削力的急剧变化而使刀具损坏或裁刀的直接原因。(4)粗加工时尽可能选择圆角立铣刀。一方面圆角立铣刀在切削时可以在刀刃与工件接触的范围内给出比较连续的切削力变化，这不仅对加工质量有利，而且会使刀具寿命大大延长；另一方面在粗加工时选用圆角立铣刀，与球头铣刀相比具有更好的切削条件，与平底铣刀相比可以留下较为均匀的精加工余量，对后续加工是十分

26、有利的。2.车削刀具的选择车削刀具的选择(1)车削刀具的种类。数控车削一般使用标准的机夹可转位刀具。其类型有外圆刀具、外螺纹刀具、内圆刀具、内螺纹刀具、切断刀具、孔加工刀具(包括中心钻头、镗刀、丝锥等)。(2)数控车刀的选择原则：一次连续加工的表面尽可能多；在切削过程中刀具不能和工件发生干涉；有利于提高加工效率和加工表面质量；有合理的刀具强度和寿命。3.定义刀具定义刀具要定义刀库中的各种类型刀具必须先创建各种类型工步，例如：创建粗铣削工步来定义所有类型的铣刀，创建钻孔工步来定义钻头，创建攻丝工步来定义丝锥，创建粗车工步来定义车刀。在Pro/E NC加工中，刀具的设置主要集中在【刀具设定】对话框

27、中。打开方法如下：(1)如图 4.3.9 所示，在【菜单管理器】中选择【制造设置】|【操作】，在弹出的【操作设置】对话框中单击按钮，自动弹出【机床设置】对话框，如图 4.3.10 所示。图4.3.9【操作】命令 图4.3.10【机床设置】对话框(2)单击【机床设置】对话框中【切削工具】下的按钮，弹出【刀具设定】对话框。对于已经定义的机床，用户可以在【菜单管理器】中选择【制造设置】|【刀具】，如图4.3.11所示。在弹出的【选取】菜单中选择已经定义的机床，系统会自动打开【刀具设定】对话框。图4.3.11【刀具】命令 在NC序列设置过程中，当选中【序列设置】菜单中的【刀具】复选框时，如图4.3.1

28、2所示，系统将弹出【刀具设定】对话框。图4.3.12【刀具】复选框【刀具设定】对话框由菜单栏、工具栏、刀具列表框、选项卡等组成，如图4.3.13所示，它集中了刀具设置的各个操作，各部分功能的介绍如下。图4.3.13【刀具设定】对话框 4.刀具设定的菜单栏刀具设定的菜单栏菜单栏由【文件】、【编辑】、【视图】组成。1)【文件】菜单 如图4.3.14所示，此菜单用于对刀具文件进行管理。图4.3.14【文件】菜单(1)【新建】：新建一个刀具。(2)【打开刀具库】：主要有【按参照】、【按拷贝】、【使用轮廓】三个选项。各选项含义的叙述如下：【按参照】：导入刀具的各个几何外形参数与原模型的相关联。若选择此选

29、项，则导入的刀具参数不能在【刀具设定】对话框中做改变。但是，若刀具原模型的参数或相应组件参数改变，则相应的刀具也会发生改变。【按拷贝】：只把刀具实体模型和组建的参数复制到制造模型中。若选择此选项，则导入的刀具参数可以在【刀具设定】对话框中做改变。但是，当刀具原模型的参数或相应组件参数改变时，相应刀具不会发生改变。【使用轮廓】：单击此选项，系统打开如图4.3.15所示【打开】对话框，从中选择合适的刀具模型后将其导入制造模型中。图4.3.15【打开】对话框(3)【打开参数文件】：打开已经保存过的刀具参数文件。(4)【保存刀具】：保存新定义的刀具文件。(5)【完成】：选择该命令，系统弹出【刀具对话框

30、确认】对话框，单击“是”应用新定义的刀具。(6)【退出】：关闭【刀具设定】对话框。2)【编辑】菜单如图4.3.16所示，此菜单用于对刀具参数进行修改、删除。其中的【草绘】命令是定义刀具的一种重要方法，主要用于绘制一些特殊的刀具。图4.3.16【编辑】菜单 3)【视图】菜单如图4.3.17所示，此菜单用于查看刀具信息。在【视图】菜单中选择【所有刀具】命令，弹出如图4.3.18所示的【信息窗口】对话框，该对话框显示了每个刀具的基本参数。图4.3.17【视图】菜单 图4.3.18【信息窗口】对话框5.刀具设定的工具栏刀具设定的工具栏工具栏如图4.3.19所示，除与菜单栏中对应命令功能一致的按钮外，还

31、有几个按钮有独特的功能。图4.3.19【刀具设定】工具栏(1)【显示刀具信息】：单击按钮，在绘图区显示如图 4.3.20 所示的设置刀具的具体信息，信息涉及刀具的各个参数名称及具体数值。图4.3.20刀具具体信息(2)【根据当前数据设置在单独窗口中显示刀具】：单击，弹出如图 4.3.21 所示的【刀具预览】窗口。若要在预览窗口中平移刀具模型，则需要在窗口中按下鼠标中键，同时拖动鼠标。若要在预览窗口中放大和缩小刀具模型，则需要在窗口中滚动鼠标滚轮。(3)【定制刀具参数列】：单击，系统弹出如图 4.3.22所示【列设置创建程序】对话框。该对话框主要用于设置【刀具】列表框中各刀具所应显示的参数。单击

32、对话框中的按钮可以增加刀具列表中所列的项，单击按钮可以减少刀具列表中所列的项，单击或按钮可以更换刀具参数的显示顺序。【宽度】列表框用于刀具参数的字符跨度。图4.3.21【刀具预览】窗口 图4.3.22【列设置创建程序】对话框 6.刀具设定的刀具设定的【刀具刀具】列表框列表框【刀具】列表框如图4.3.23所示，它用于显示在机床上已经定义的刀具信息，包括刀具位置、刀具标识、刀具类型、CUTTER_DIAM、刀具偏移和注释。图4.3.23【刀具】列表框7.刀具设定的选项卡刀具设定的选项卡在【刀具设定】选项卡中，选项的默认参数为“-”的表示可以不选。(1)【普通】选项卡。单击【普通】选项卡之后，系统打

33、开如图4.3.24所示的设置选项。图4.3.24【普通】选项卡(2)【设置】选项卡。单击【设置】选项卡后，系统打开如图4.3.25所示的设置选项。图4.3.25【设置】选项卡(3)【切割数据】选项卡。如图4.3.26所示，在使用该项时，粗加工和精加工的切削数据(速度、进给量、轴向深度和径向深度)及坯件材料的数据会被单独储存在相应的【材料】目录文献中(必须建立【材料】目录文献)。该选项对于初学者可以不设定。图4.3.26【切割数据】选项卡(4)【材料清单】选项卡。如图4.3.27所示，在建立整体刀具模型时，系统自动将刀具模型使用的所有零件和组件包括在刀具的【材料清单】中。如果刀具模型是【按参照】

34、建立的，则刀具材料清单信息是只读的。如果刀具模型是【通过复制】建立的，则可以根据需要编辑文件名或改变类型，也可在材料清单中添加或移除元件。而对于所有其他类型的刀具，可通过输入元件名并制定它们的类型和数量来提供材料清单信息。该选项对于初学者可以不设定。图4.3.27【材料清单】选项卡(5)【偏移表】选项卡。如图4.3.28所示，用于设置具有多刀尖的铣削刀具。该选项对于初学者可以不设定。图4.3.28【偏移表】选项卡4.4 铣削加工的刀具轨迹生成铣削加工的刀具轨迹生成4.4.1 数控铣削工艺特点数控铣削工艺特点数控铣削工艺的主要特点如下：(1)工序集中法加工。(2)分层切削。(3)多点工件夹持。(

35、4)加工路线优化。(5)切削用量合适。4.4.2 体积块铣削数控加工体积块铣削数控加工1.创建铣削体积块的步骤创建铣削体积块的步骤(1)单击右边工具栏的【铣削体积块】按钮，进入创建铣削体积块界面。(2)为了便于操作，可先将工件隐藏，关闭基准坐标平面的显示，单击右边工具栏的【拉伸】按钮。(3)在视窗下侧出现创建拉伸特征的用户界面中单击【放置】按钮，如图4.4.1 所示，再在弹出的对话框中单击【定义】按钮。图4.4.1创建拉伸特征的用户界面(4)如图4.4.2所示，系统弹出【草绘】对话框，选取草绘平面和参照平面，完成相应设置后单击【草绘】，进入草绘模式。图4.4.2【草绘】对话框 2.体积块铣削体

36、积块铣削NC序列定义序列定义如图4.4.3所示，体积块NC序列的定义是通过选择菜单【辅助加工】|【加工】|【体积块】|【3轴】|【完成】命令，打开【NC序列】菜单下的【序列设置】实现的，【序列设置】菜单如图4.4.4所示。(5)完成草绘后回到拉伸特征的用户界面选择适当的深度，单击按钮。(6)单击右边工具栏上的【修剪】按钮，系统弹出【选取】对话框，选取参照模型。(7)选取主菜单上的【视图】|【可见性】|【着色】命令，系统便会显示所创建的铣削体积块，确定无误后单击右边工具栏上的，完成体积块的创建。图4.4.3【辅助加工】菜单 图4.4.4【序列设置】菜单 3.制造参数制造参数如图4.4.5所示，【

37、编辑序列参数】对话框中列举了各种制造参数，分为【基础】和【全部】模式。下面分别介绍体积块铣削的制造参数。图4.4.5【编辑序列参数】对话框4.4.3 局部铣削数控加工局部铣削数控加工局部铣削数控加工是通过改用直径较小的刀具对【体积块】铣削加工中的序列或其他铣削加工序列之后的残留材料进行进一步加工，起到清理工件拐角处以及工件底部多余材料的作用。局部铣削经常用于二次粗加工和清角加工。1.局部铣削的定义局部铣削的定义在创建局部铣削数控加工序列之前，应该首先创建铣削体积块、轮廓或铣削曲面NC序列，然后如图4.4.6所示，选择【辅助加工】|【加工】|【局部铣削】|【3轴】|【完成】命令，在弹出的【局部选

38、项】菜单中选择加工方式。图4.4.6【辅助加工】菜单2.序列设置序列设置局部铣削有四种加工方法，如图4.4.7所示，分别为【NC序列】、【顶角边】、【根据先前刀具】和【铅笔描绘踪迹】。下面分别介绍这四种加工方法。1)【NC序列】NC序列方法创建局部铣削是指以NC序列中无法完全加工的部分作为加工目标，以较小的加工刀具进行残料清除的加工序列。该方法主要用于去除【体积块】、【轮廓】、【曲面】等NC序列之后剩下的材料，通常使用较小的刀具。图4.4.7【局部选项】菜单 创建步骤：(1)如图4.4.7所示，在【加工】菜单栏中选择【NC序列】，在【NC序列列表】菜单栏下选择【新序列】，在弹出的【辅助加工】菜

39、单中选择【局部铣削】|【3轴】|【完成】命令。(2)如图4.4.8所示，在弹出的【选取特征】下拉菜单中选择【NC序列】命令，单击【完成】。如图4.4.9所示，在弹出的【NC序列列表】中选择要加工的选项。图4.4.8【选取特征】菜单 图4.4.9NC序列列表(3)如图4.4.10所示，在系统弹出的【选取特征】菜单栏中选择【切削运动#1】。(4)在弹出的【序列设置】菜单中选中需要的复选框，如图4.4.11所示，单击【完成】后按系统提示完成序列设置。图4.4.10选取菜单 图4.4.11NC序列方法创建局部铣削【序列设置】菜单 2)【顶角边】顶角边方法是针对制造模型中的内凹角几何特征部分，一般加工刀

40、具是无法完全清除该部分的工件材料的，它以较小直径的刀具对内凹角几何特征和两侧曲面进行顶角边加工规划，以清除角落内的工件残料。创建步骤：(1)在菜单管理器中选择【加工】|【NC序列】|【新序列】|【局部铣削】|【3轴】|【完成】命令。(2)如图4.4.12所示，在弹出的【局部选项】下拉菜单中选择【顶角边】命令，单击【完成】。在弹出的【NC序列】|【NC序列设置】中选择需要设置的复选框，如图4.4.13所示。图4.4.12【局部选项】菜单 图4.4.13局部铣削顶角边方法【序列设置】菜单(3)局部铣削顶角边方法制造参数在图4.4.14所示的【编辑序列参数】对话框中设置，设置完参数后，系统弹出如图4

41、.4.15所示【曲面拾取】菜单，隐藏工件并选择【模型】选项，单击【完成】。图4.4.14局部铣削顶角边方法【编辑序列参数】对话框 图4.4.15【曲面拾取】菜单(4)系统弹出如图 4.4.16 所示【选取曲面】菜单栏，单击【添加】并在工件中选择要加工体积块的两顶角边垂直的平面，单击按钮，完成后返回。(5)如图 4.4.17 所示，系统自动跳出 CRNA 区域，选择【建议】激活并选取【选取全部】命令，完成创建。图4.4.16【选取曲面】菜单栏 图4.4.17【CRNR区域】菜单 3)【根据先前刀具】根据先前刀具方法是根据先前NC序列规划中所使用的加工刀具和加工曲面，由于刀具与加工目标曲面在几何形

42、状和加工配合上无法完全达到加工需求而产生工件残料，该方法使用较小直径的刀具针对发生工件材料残留的区域再次规划NC序列，从而去除残料。创建步骤：(1)在菜单管理器中选择【加工】|【NC序列】|【新序列】|【局部铣削】|【3轴】|【完成】命令。(2)如图4.4.18所示，在弹出的【局部选项】下拉菜单中选择【根据先前刀具】命令，单击【完成】。在弹出的【NC序列】|【NC序列设置】中选择需要设置的复选框，如图4.4.19所示。图4.4.18【局部选项】下拉菜单 图4.4.19局部铣削根据先前刀具方法【序列设置】菜单(3)局部铣削根据先前刀具方法的序列参数在如图4.4.20所示对话框中设置。设置完参数后

43、，系统弹出【NC序列曲面】和【曲面拾取】菜单，选定需要的选项，完成创建。图4.4.20局部铣削根据先前刀具方法【编辑序列参数】对话框4)【铅笔描绘踪迹】铅笔描绘踪迹方法创建的NC序列针对制定的加工范围以加工刀具沿着轮廓曲线进行清角加工，清除在加工目标几何边界上的工件残料。它通常沿顶角创建单一走刀刀具路径，清除所选曲面的边。创建步骤：(1)在菜单管理器中选择【加工】|【NC序列】|【新序列】|【局部铣削】|【3轴】|【完成】命令。(2)如图4.4.21所示，在弹出的【局部选项】下拉菜单中选择【铅笔描绘踪迹】命令，单击【完成】。在弹出的【NC序列】|【NC序列设置】中选择需要设置的复选框，如图4.

44、4.22所示。图4.4.21【局部选项】下拉菜单 图4.4.22局部铣削铅笔描绘踪迹方法【序列设置】菜单(3)局部铣削根据先前刀具方法序列参数在如图4.4.22所示对话框中设置，设置完参数后，系统弹出【NC序列曲面】和【曲面拾取】菜单，选定需要的选项，完成创建。铅笔描绘踪迹序列方法创建局部铣削序列设置菜单的特有选项介绍如下：【曲面】：用于选取要铣削的曲面。【窗口】：用于创建或选取【铣削窗口】，此选项与【曲面】选项相互排斥。【检测曲面】：用于选择对其进行过切检查的附加曲面。3.制造参数设置制造参数设置1)NC序列主要参数有切割进给、步长深度、跨度、PROF_ STOCK_ALLOW、允许的底部线

45、框、切割角、扫描类型、间隙_距离、冷却选项、转轴速度等，其含义与体积块加工的参数基本一样。2)顶角边主要参数有切割进给、步长深度、跨度、PROF_ STOCK_ALLOW、允许的底部线框、转角偏距、间隙_距离、冷却选项、转轴速度等。其中转角偏距是必须设置的。4.4.4 曲面铣削数控加工曲面铣削数控加工1.曲面铣削加工序列的定义曲面铣削加工序列的定义(1)如图4.4.23所示，进行曲面铣削加工序列的定义时，选择【辅助加工】|【加工】|【曲面铣削】|【3轴】|【完成】命令。打开曲面铣削序列设置的菜单栏，选择需要的复选框，如图4.4.24所示。图4.4.23【辅助加工】菜单 图4.4.24曲面铣削【

46、序列设置】菜单(2)完成参数设置后系统弹出如图4.4.25所示的【曲面拾取】菜单栏，选择【模型】|【完成】命令，系统弹出的【选取曲面】菜单如图4.4.26所示，默认【添加】命令。选择要铣削的曲面，单击【完成】。(3)系统弹出如图4.4.27所示【切削定义】对话框，选取相应的【切削类型】完成序列的创建。图4.4.25【曲面拾取】菜单 图4.4.26【选取曲面】菜单 图4.4.27切削类型为直线切削的【切削定义】对话框 2.曲面数控加工序列的四种走刀类型曲面数控加工序列的四种走刀类型(1)直线切削：直线切削是指根据被加工曲面的特点，通过直线切削生成一系列相互平行的刀具路径铣削加工曲面，主要用于铣削

47、具有相对简单形状的曲面。刀具路径的方向可通过指定与坐标系X轴的夹角来确定，也可通过指定曲面或边来确定，其【切削定义】对话框如图4.4.27所示。(2)自由面等值线：用于通过铣削曲面的等高线来生成刀具路径，一般在【直线切削】效果不理想时才使用该方法定义刀具路径，其【切削定义】对话框如图4.4.28所示。(3)切削线：通过定义第一条直线、最后一条线和中间的一些线来生成形状与铣削所选曲面相对应的刀具路径，其【切削定义】对话框如图4.4.29所示。图4.4.28切削类型为自由面等值线的【切削定义】对话框 图4.4.29切削类型为切削线的【切削定义】对话框(4)投影切削：对选取的曲面进行切削时，首先将曲

48、面轮廓投影到退刀平面上，再在退刀平面上创建一个平坦的“刀具路径”，最后将这个平坦的“刀具路径”投影到被加工曲面上。此方式只可用于3轴曲面铣削，其【切削定义】对话框如图4.4.30所示。图4.4.30切削类型为投影切削的【切削定义】对话框3.制造参数设置制造参数设置曲面铣削的制造参数主要有CUT_FEED(切割进给)、粗加工步距深度、跨度、PROF_STOCK_ALLOW、检测允许的曲面毛坯、扇形高度、切割角、扫面类型、带选项、间隙_距离、冷却选项、转轴速度等。【粗加工步距深度】：设置此项后，系统将以水平层切的方式进行曲面切削，跟体积块加工一样，可以用于粗加工。【检测允许的曲面毛坯】：允许指定要

49、与检测曲面一起使用的机械加工余量。【扇形高度】：在加工过程中，刀具在加工曲面上留下的残料形状高度。设置【扇形高度】选型后，系统会根据扇形高度值进行刀具路径的计算，使得加工出来的工作表面相对比较均匀。4.4.5 表面铣削数控加工表面铣削数控加工1.表面铣削数控加工的序列定义表面铣削数控加工的序列定义(1)如图4.4.31所示，进行表面铣削加工序列的定义时，选择【辅助加工】|【加工】|【表面铣削】|【3轴】|【完成】命令。打开表面铣削【序列设置】菜单栏，选择需要的复选框，如图4.4.32所示。(2)完成参数设置后系统弹出【曲面拾取】菜单栏，选择【模型】|【完成】命令，系统弹出【选取曲面】菜单。(3

50、)默认【添加】命令。选择要铣削的曲面，单击【完成】，完成创建。图4.4.31【辅助加工】菜单 图4.4.32表面铣削【序列设置】菜单 2.制造参数设置制造参数设置表面加工常用的制造参数主要有CUT_FEED(切割进给)、步长深度、PROF_STOCK_ALLOW、检测允许的曲面毛坯、侧壁扇形高度、转轴速度、冷却选项、间隙_距离等。4.4.6 轮廓铣削数控加工轮廓铣削数控加工1.轮廓铣削数控加工的序列定义轮廓铣削数控加工的序列定义(1)如图4.4.33所示，进行轮廓铣削加工序列的定义时，选择【辅助加工】|【加工】|【轮廓铣削】|【3轴】|【完成】命令。打开轮廓铣削序列设置的菜单栏，选择需要的复选