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1、CAXACAXA制造工程师制造工程师20112011与与CAXACAXA数控车数控车第六章 曲面类零件的数控加工学习内容：学习内容：掌握曲面类零件的数控加工的基本概念和加工方法掌握曲面类零件的数控加工的基本概念和加工方法,能够利能够利用曲面类数控加工自动编程的相关命令进行中等难度零件的自动用曲面类数控加工自动编程的相关命令进行中等难度零件的自动编程。编程。2一、曲面类数控加工方法一、曲面类数控加工方法1、等高线加工等高线加工 在数控加工中，等高线刀具轨迹视觉上直观、切削平稳，若采用小的切削量，加工后的零件的表面质量很高，因此，等高线加工是高速加工常常采用的加工方式。等高线的加工有“等高线粗加工
2、”、“等高线精加工”和“等高线补加工”三类。3一、曲面类数控加工方法一、曲面类数控加工方法（1）等高线粗加工沿曲面的等高线生成粗加工刀具轨迹，对于凹凸混合的复杂模型可一次性生成粗加工路径。该加工方式是较通用的粗加工方式，适用范围广，可以高效地去除毛坯的大部分余量，并可根据精加工要求留出余量，为精加工打下一个良好的基础。此外，该功能可指定加工区域，优化空切轨迹。4一、曲面类数控加工方法一、曲面类数控加工方法（1）等高线粗加工加工参数1加工方向：指定加工方向是顺铣还是逆铣。顺铣：铣刀旋转产生的线速度方向与工件进给方向相同。逆铣：铣刀旋转产生的线速度方向与工件的进给方向相反。注意：顺铣和逆铣的选择原
3、则：在精加工过程中，为了提高加工零件的表面光洁度，保证尺寸精度尽量采用顺铣；在粗加工和切削面上有硬质层、积渣和表面凹凸不平时，应采用逆铣加工法。5一、曲面类数控加工方法一、曲面类数控加工方法（1）等高线粗加工加工参数1 Z切入设定切削层厚度的控制方式。有“层高”和“残留高度”两种定义方式。【层高】：Z向每加工层的切削深度。在整个加工高度范围内，层高为固定值。【残留高度】：系统会根据输入的残留高度的大小计算Z向层高。【最大层间距】：输入最大Z向切削深度。【最小层间距】：输入最小Z向切削深度。6一、曲面类数控加工方法一、曲面类数控加工方法（1）等高线粗加工加工参数1 XY切入 设定XY平面内的切削
4、量，即刀具轨迹的间距，有行距和残留高度两种定义方式。还可设定切削模式。【行距】：XY方向的相邻轨迹间的距离。【残留高度】：由球刀铣削时，输入铣削通过时的残余量（残留高度）。【切削模式】：XY切削模式设定有环切、平行（单向）、平行（往复）三种选择。7一、曲面类数控加工方法一、曲面类数控加工方法（1）等高线粗加工加工参数1 行间连接方式 XY平面内行间连接方式，有“直线”、“圆弧”、“S形”3种类型。（a）直线 （b）圆弧 （c）S形8一、曲面类数控加工方法一、曲面类数控加工方法（1）等高线粗加工加工参数1 加工顺序 有多区域要进行加工时，加工顺序有“Z优先”和“XY优先”。拐角半径设定是否在拐角
5、处添加上圆弧。镶片刀的使用在使用镶片刀具时，将生成最优化路径。选项 该项设定是否生成微小轨迹。9一、曲面类数控加工方法一、曲面类数控加工方法（2）等高线粗加工加工参数2稀疏化加工粗加工后残余部分，用相同刀具从下往上生成加工路径。区域切削类型设定在加工边界上重复刀具路径的切削类型，有“抬刀切削混合”、“抬刀”和“仅切削”三种类型选择。执行平坦部识别 自动识别模型的平坦区域，选择是否根据该区域所在高度生成轨迹。10一、曲面类数控加工方法一、曲面类数控加工方法等高线粗加工-加工边界 Z设定指是否设定指定Z向切削范围。相对于边界的刀具位置 设定刀具相对于边界的位置，有“边界内侧”、“边界上”、“边界外
6、侧”3种形式。（a）边界内侧 （b）边界上 （c）边界外侧11一、曲面类数控加工方法一、曲面类数控加工方法2、等高线精加工、等高线精加工针对曲面和实体，按等高针对曲面和实体，按等高距离下降，层层地加工，距离下降，层层地加工，并可对加工不到的部分并可对加工不到的部分（较平坦的部分）做补加（较平坦的部分）做补加工，属于两轴半加工方式。工，属于两轴半加工方式。本功能可对零件做精加工本功能可对零件做精加工和半精加工，目前只能做和半精加工，目前只能做整体加工，不能做局部加整体加工，不能做局部加工。工。12三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍（2）等高线精加工参数）等高线精加工参数1）加工参数）加工参
7、数2-路径生成方式路径生成方式设置是否对平坦部加工，以及在什么时候加工，有设置是否对平坦部加工，以及在什么时候加工，有4种选择。种选择。【不加工平坦部不加工平坦部】：仅仅生成等高线路径，不加工平坦部。：仅仅生成等高线路径，不加工平坦部。【交互交互】：将等高线断面和平坦部分交互进行加工。这种加工方：将等高线断面和平坦部分交互进行加工。这种加工方式可以减少对刀具的磨损，以及热膨胀引起的段差现象。式可以减少对刀具的磨损，以及热膨胀引起的段差现象。【等高线加工后加工平坦部等高线加工后加工平坦部】：生成等高线路径和平坦部路径连：生成等高线路径和平坦部路径连接的加工路径。接的加工路径。【仅加工平坦部仅加工
8、平坦部】：仅仅生成平坦部分的路径。：仅仅生成平坦部分的路径。13三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍（2）等高线补加工“等高线补加工”主要用于生成等高线补加工轨迹，可以自动识别零件加工后的残余部分，生成针对残余部分的中间加工轨迹，避免对以已加工部分空走刀，有效提高加工效率，适合于高速加工。14三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍1）等高线补加工加工参数XY向【开放周回（快速移动）】。指在开放形状中，以快速移动进行抬刀。【开放周回（切削移动）】：在开放形状中，生成切削移动轨迹。【封闭周回】：在开放形状中，生成封闭的周回轨迹。15三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍 加工条件【最大连接
9、距离】：输入多个补加工区域通过正常切削移动速度连接的距离。最大连结距离补加工区域切削间隔距离时，以切削移动连接。最大连结距离加工区域切削间隔距离时，抬刀后快速移动连接。【加工最小幅度】：补加工区域宽度小于加工最小幅度时，不生成轨迹，请将加工最小幅度设定为0.01以上。如果设定0.01以下的值，系统会以0.01计算处理。16三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍【例题6-1】利用“等高线粗加工”、“等高线精加工”、“等高线补加工”的加工命令，编制连杆零件的数控加工程序。参见例参见例6-1的操的操作视频作视频17三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍2、扫描线加工（1）扫描线粗加工该方法产生与
10、坐标轴成特定角度且相互平行并依照曲面形状变化的三维粗加工刀具路径轨迹。这种加工方法利用平行层切的方法进行加工，保证在未加工区域不向下走刀。对毛坯形状与零件形状相似的情况，如铸造与锻造毛坯适用于端铣刀进行对称凸模粗加工。18三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍（1）扫描线粗加工加工方法【精加工】加工过程中，有上坡和下坡的过程，优点：加工过程中抬刀较少，加工效率高。缺点：下坡时刀具易出现让刀和啃刀现象。【顶点路径】加工过程中，刀具均以上坡式铣削工件，抬刀较多，加工效率不高，但是可以避免让刀和啃刀现象，刀具受力较小，可减少零件表面的塑性变形。【顶点继续路径】加工过程中，刀具均以上坡式铣削零件，生
11、成含有最高顶点的加工轨迹，即达到顶点后继续走刀，加工效率相对较高，刀具受力较小，可以减少零件表面的塑性变形。19三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍（2）扫描线精加工加工生成始终平行某方向的精加工轨迹。该加工方法能自动识别竖直面并精心补加工，提高了加工效果和加工效率；同时，还可以在轨迹的尖角处增加圆弧过渡，保证生成的轨迹光滑，适用于高速加工。20三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍【例题6-2】利用“扫描线粗加工”、“扫描线精加工”的加工命令，编制图3-70所示的“五角星”模型的数控加工程序。参见例参见例6-2的操的操作视频作视频21三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍 3 导动线
12、加工导动线加工（1）导动线粗加工导动线粗加工该方法生成导动线粗加工轨迹，导动线加工是二维加工的扩展，也可以理解为平面轮廓的等截面加工，是用轮廓线沿导动线平行运动生成轨迹的方法，它相当于平行导动曲面的算法，只不过生成的不是曲面而是轨迹，而截面轮廓可以是开放也可以是封闭的，单导动线必须是开放的。（2）导动精加工导动精加工该方法生成导动线精加工轨迹。导动线精加工是沿曲面的导动线方向生成精加工轨迹。该方法产生的刀具轨迹是2轴半加工轨迹，是二维加工的扩展，导动线精加工用轮廓线沿导动线平行运动生成刀具路径轨迹，它适合于应用导动法生成的曲面加工。22三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍【例题6-3】利用
13、“导动线粗加工”、“导动线精加工”的加工命令，编制图6-28所示零件的数控加工程序。参见例参见例6-3的操的操作视频作视频23三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍 4、摆线式粗加工、摆线式粗加工 摆线式加工是利用刀具沿一滚动圆的运动来逐次对零件表面进行高速与小切削量的切削。采用该种方法可以有效地对零件上的窄槽和轮廓进行高速小切量切削，切入、切出平稳，对刀具有很好的保护作用。5、插铣式粗加工、插铣式粗加工 插铣式粗加工是指在切削时刀具相对于工件向下运动。所以又称为Z轴铣削法。插铣式加工是实现高切除率金属切削最有效的加工方法之一。对于难加工材料的曲面加工、切槽加工以及刀具悬伸长度较大的加工，插
14、铣法的加工效率，远远高于常规的端面铣削法。24三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍 6 轮廓导动精加工沿着绘制的平面轮廓和截面线，生成加工轨迹，利用轮廓导动精加工的每层轨迹都是用二维的方法来处理的，所以若在拐角处有圆弧，那么他生成的G代码是G02或G03，充分利用了机床的圆弧插补功能。因此生成的代码最短，但加工效果最好。另外，该方法只需要绘制二维空间图形，不用绘制曲面，简化了造型过程。7 曲面轮廓精加工曲面轮廓精加工主要以加工曲面边线轮廓为主，可以进行曲面边线的精加工。25三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍 8、曲面区域精加工、曲面区域精加工 利用曲面区域精加工来加工曲面。9、参数线
15、精加工、参数线精加工加工轨迹，可用于局部曲面的精加工。10、投影线精加工、投影线精加工把已经生成的刀具轨迹投影到空间曲面上，所得到加工轨迹。把已经生成的刀具轨迹投影到空间曲面上，所得到加工轨迹。26三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍【例题6-4】利用“等高线粗加工”、“导动线精加工”、“投影线精加工”的加工命令，编制图4-84所示花盘数控加工程序。区域优先参见例参见例6-4视频操作过程视频操作过程27三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍 11.浅平面精加工浅平面精加工生成浅平面精加工轨迹，该加工方法能自动识别零件模型中的平坦部分，并针对这些区域生成精加工刀具轨迹，大大提高了零件平坦部
16、分的精加工效率.【例题6-5】利用“浅平面精加工”的加工命令，编制图3-65所示鼠标上表面的数控精加工的加工程序。28三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍 12.限制线精加工限制线精加工 利用限制线精加工加工方式利用一组或两组曲线作为限制线，在模型的某一区域内生成精加工轨迹。可以用这种方法生成特殊形状零件的刀具轨迹，此方法适用于曲面分布不均匀或加工特定形状的场合。【例题6-6】利用“限制线精加工”的加工命令，编制图2-90所示零件上表面的数控精加工的加工程序。29三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍 13.三维偏置精加工三维偏置精加工 通过对指定的零件几何体进行偏置来产生刀具轨迹，即沿
17、零件外形切削，主要应用于曲面的精加工。【例题6-7】利用“三维偏置精加工”的加工命令，编制图3-70所示的“五角星”模型的数控加工程序。30三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍 14 深侧壁精加工深侧壁精加工沿着深腔内侧壁产生三维刀具路径，生成深侧壁的垂直精加工轨迹，适合具有深腔类曲面零件的精加工31三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍 15 补加工补加工1.区域式补加工区域式补加工主要用于型腔和型芯内圆角的补加工。对大直径刀具未切削到的圆角处进行补加工。补加工区域可以分为平坦区和垂直区，区域式补加工方法将在垂直区生成等高线加工轨迹，在平坦区生成类似于三维偏置的轨迹。2.笔式清根笔式清
18、根笔式清根是在精加工结束后，在零件的根脚部分再清一刀，生成角落部分的补加工刀具轨迹。32三、常用加工方法介绍三、常用加工方法介绍 16 槽加工槽加工1.曲线式槽加工用于生成曲线式槽加工轨迹。2.扫描式槽加工扫描式槽加工用于生成扫描式槽加工轨迹，与扫描线加工类似。33四、典型曲面类零件自动编程四、典型曲面类零件自动编程【例题6-8】利用合适的数控铣编程方法加工方法，加工图2-99所示尺寸的吊钩凸模零件，凸模形状如图所示。参见例题6-8视频操作34四、典型曲面类零件自动编程四、典型曲面类零件自动编程【例题6-9】选择合适的加工方式，编制图6-74所示手动旋钮凹凸模的零件的数控加工程序。该零件为小批量试制件，零件材料为铝合金。参见例题6-9视频操作CAXACAXA制造工程师制造工程师20112011与与CAXACAXA数控车数控车课堂提问与疑难解答时间课堂提问与疑难解答时间
CAXA制造工程师与CAXA数控车：第六章 曲面类零件的数控加工
