在CAXA制造工程师各种加工方法的设置中,有一些操作过程和参数设置是一致的,在此加以详细的介绍。
1.加工模型的准备
数控编程前,必须准备好加工模型。加工模型的准备包括加工模型的建立、加工坐标系的检查与创建。如果采用轮廓边界加工或要进行局部加工,还必须创建加工辅助线。
(1)建立加工模型有以下方法:
1)CAXA制造工程师软件造型。根据工程图,直接使用CAXA制造工程师软件进行造型。有关造型方法请读者参考“第6章CAXA制造工程师CAD功能”有关介绍。
2)导入其他CAD软件的模型。使用其他软件创建的模型,也可在CAXA制造工程师软件中使用。选择下拉菜单“文件”→“并入文件”命令,弹出“打开”对话框,选择需要导入的文件即可。
注意
虽然CAXA制造工程师软件支持多种文件格式模型的导入,但建议先使用其他软件将文件存储为“.x_t”格式后再导入CAXA制造工程师软件中使用。
(2)建立加工坐标系 在使用CAM软件编程时,为了编程序简单,通常使用加工坐标系(MCS)确定被加工零件的原点位置。加工坐标系决定了刀具轨迹的零点,刀轨中的坐标值均相对于加工坐标系。
为了便于对刀,加工坐标系的原点通常设置在毛坯上表面的中心或靠近操作者一侧的顶角处(矩形毛坯),加工坐标系的Z轴方向必须和机床坐标系Z轴方向一致。
在使用CAXA制造工程师软件进行编程时,可以选择造型时使用的系统坐标系(sys)或其他辅助坐标系作为加工坐标系。相关命令集中于“工具”→“坐标系”命令下的相关菜单,如图7-13所示。
图7-13 “坐标系”下拉菜单
如图7-14所示零件,造型时的系统坐标系原点位于零件底部中心。为了编程方便,可采用“创建坐标系”命令在毛坯上表面中心新建一个坐标系作为加工坐标系。
图7-14 创建坐标系
(3)创建加工辅助线 可以使用“曲线生成”命令,通常可以使用“相关线”→“实体边界”方法来创建。操作步骤如下:
●在【曲线生成】工具条中,单击【相关线】→【实体边界】命令。
●取零件模型棱边,得到加工辅助线如图7-15所示。
图7-15 创建加工辅助线
(4)模型导入 模型一般表达为系统存在的实体和所有曲面的总和。目前,在CAXA制造工程师中,模型与刀路计算无关,也就是模型中所包含的实体和曲面并不参与刀路的计算。模型主要用于刀路的仿真过程。在轨迹仿真器中,模型可以用于仿真环境下的干涉检查。
在屏幕左侧的“加工管理”特征树中双击“模型”图标,弹出“模型参数”对话框,如图7-16所示。
●【显示窗口】:示意显示模型的形状。
●【几何精度】:描述模型的几何精度。在造型时,模型的曲面是光滑连续(法矢连续)的,如球面是一个理想的光滑连续的面。这样的理想模型,称为几何模型。但在加工时,是不可能完成这样一个理想几何模型的。所以,一般地,把一张曲面离散成一系列的三角片。由这一系列三角片所构成的模型,称为加工模型。加工模型与几何模型之间的误差,称为几何精度,如图7-17所示。
图7-16 “模型参数”对话框
图7-17 几何精度
●【模型包含不可见曲面】:如果选中此项,那么不可见曲面会成为模型的一部分。否则,模型中不包含不可见曲面。
●【模型包含隐藏层中的曲面】:如果选中此项,那么隐藏层中的曲面会成为模型的一部分。否则,模型中不包含隐藏层中的曲面。
2.定义毛坯
定义毛坯就是在编制加工刀具路径之前,通过设置一个与实际工件大小相同的毛坯来模拟加工效果。加工工件的设置包括工件尺寸、材料和显示设置等参数。
选择“加工管理”中“毛坯”选项,系统弹出如图7-18所示“定义毛坯”参数设置对话框。
“定义毛坯”对话框中相关选项参数的含义如下:
(1)锁定 使用户不能重设毛坯的基准点、毛坯的大小及类型等参数,用以防止设定好的毛坯数据轻易被修改。
(2)毛坯定义 用于定义工件的形状和大小,系统默认毛坯的形状为六面体,包括以下3种选项:
●【两点方式】:通过拾取毛坯空间的两个角点(与顺序、位置无关)来定义毛坯,或
直接在下面“基准点”和“大小”框中填入基准点相对于世界坐标系的坐标和六面
体的尺寸。
●【三点方式】:通过拾取基准点,拾取毛坯空间的两个角点(与顺序、位置无关)来
定义毛坯。
●【参照模型】:系统自动计算并显示模型的包围盒,即作为毛坯。
(3)基准点 定义毛坯在默认世界坐标系(.sys.)中的左下角点。
(4)大小 长度、宽度、高度是毛坯在x方向、y方向、z方向三个方向上的尺寸。
(5)毛坯类型 系统提供铸件、精铸件、锻件、精锻件、棒料、冷作件、冲压件、标准件、外购件、外协件、其他等毛坯的类型,主要是写工艺清单时需要。
(6)毛坯精度设定 设定毛坯的网格间距,主要是仿真时需要。
(7)显示毛坯 设定是否在工作区中显示毛坯。
3.起始点
CAXA制造工程师2011的系统计算刀具轨迹时默认全局刀具起始点作为刀具初始位置,双击“加工管理”中“起始点”选项,系统弹出如图7-19所示“起始点”参数设置对话框,便可对刀具轨迹的起始点进行修改。
图7-18 “定义毛坯”对话框
图7-19 “全局轨迹起始点”对话框
“全局轨迹起始点”对话框中各选项的含义如下:
●【全局起始点坐标】:轨迹中默认的起始点。用户可以通过输入或者单击拾取点按钮来设定刀具起始点。
下面的一些选项对轨迹树上的一些轨迹进行操作。
●【改变所有轨迹从全局起始点出发并返回】:指的是把轨迹树上所有轨迹的起始点都改变全局起始点参数,出发返回表示加工轨迹会从起始点开始下刀,切削完后又再返回到起始点中来。
●【改变所有轨迹从各自起始点出发并返回】:指的是对轨迹树上的所有轨迹都添加起始点,但添加的起始点并不选择全局起始点,而是使用各个轨迹自己所带的起始点参数。
●【改变所有轨迹不从起始点出发返回】:指的是对轨迹树上的所有轨迹都去掉起始点,即使该轨迹已经生成了起始点,也会删除的。
注意
计算轨迹时缺省地以全局刀具起始点作为刀具起始点,计算完毕后,用户可以对该轨迹的刀具起始点进行修改。
4.刀具库
利用CAM模块下相应的加工方式进行加工时,首先要对加工刀具进行设置,用户可以直接调用系统刀具库中的刀具,也可以修改刀具库中的刀具产生需要的刀具形式,还可以自己定义新的刀具,并将其保存起来。
(1)“刀具库管理”对话框 为了使用户更方便的调用刀具库中的相关信息,并对其进一步的管理,可以双击“加工管理”中“刀具库”选项,系统弹出如图7-20所示“刀具库管理”参数设置对话框,在对话框中可以看到当前的刀具情况,还可对刀具的类型和参数进行修改。
图7-20 “刀具库管理”对话框
“刀具库管理”对话框中各选项的含义如下:
●【当前刀具库】:设定当前使用机床的刀具库。
●【选择编辑刀具库】:选择某机床的刀具库,然后可以对其进行增加刀具、清空刀库等编辑操作。
●【增加刀具】:增加新的刀具到编辑刀具库。
●【清空刀库】:删除编辑刀具库中的所有刀具。
●【编辑刀具】:对编辑刀具库中选中的刀具参数进行修改。注意只有选中某个刀具时,
编辑刀具才可使用。
●【删除刀具】:删除编辑刀具库中选中的刀具。
另外,在刀具列表可以显示编辑刀具库中所有刀具及其相关的主要参数,还可以对刀具库中的所有刀具进行拷贝,剪切,粘贴,排序等一般操作。注意
刀具编辑不能取消,所以在做删除刀具、删除刀库等操作时一定要小心。
(2)增加刀具 单击“增加刀具”按钮可以对刀具参数进行编辑,在每种加工方式的功能表中也可以进行刀具参数的设置和预览,如图7-21所示。
图7-21 “刀具定义”对话框
不同类型刀具的参数内容有所不同,但其主要参数都是一样的,下面以“球刀”为例来说明刀具几何参数的含义。
●【类型】:可以是铣刀或钻头等。
●【刀具号】:设置刀具的编号。
●【刀具补偿号】:设置刀具圆弧补偿的编号。
●【刀具半径】:设置刀具切削部分的半径。
●【刀角半径】:对于球头铣刀的刀角半径为刀具切削部分直径的一半,一般圆角刀设置时,要根据加工使用的刀具设置参数。
●【刀柄半径】:设置刀具的刀柄半径。
●【刀尖角度】:只有刀具类型是钻头时才可以设定。
●【刀刃长度】:设置刀具有效切削刃的长度。
●【刀柄长度】:设置夹头的长度。
●【刀具全长】:设置刀具从刀尖到夹头底端的长度。
5.切削用量
切削用量的设定包括轨迹各位置的相关进给速度及主轴转速等,切削用量参数如图7-22所示。各个参数的含义如图7-23所示。
图7-22 “切削用量”选项卡
图7-23 切削用量参数示意图
●【主轴转速】:设定主轴转速的大小,单位r/min。
●【慢速下刀速度(F0)】:设定慢速下刀轨迹段的进给速度的大小,单位mm/min。
●【切入切出连接速度(F1)】:设定切入轨迹段,切出轨迹段,连接轨迹段,接近轨迹段,返回轨迹段的进给速度的大小,单位mm/min。
●【切削速度(F2)】:设定切削轨迹段的进给速度的大小,单位mm/min。
●【退刀速度(F3)】:设定退刀轨迹段的进给速度的大小,单位mm/min。(www.xing528.com)
6.公共参数
公共参数是用来定义加工过程中加工坐标系和起始点的位置,是所有加工方式的通用参数,如图7-24所示。
1)加工坐标系:是指加工过程中使用的坐标系,系统默认的是当前世界坐标系。单击“拾取加工坐标系”按钮可以在界面中选择坐标系。
●【坐标系名称】:刀路的加工坐标系的名称。
●【拾取加工坐标系】:用户可以在屏幕上拾取加工坐标系。
●【原点坐标】:显示加工坐标系的原点值。
●【Z轴矢量】:显示加工坐标系的Z轴方向值。
2)起始点:加工开始与结束时刀具所在的点。
●【使用起始点】:决定刀路是否从起始点出发并回到起始点。
●【起始点坐标】:显示起始点坐标信息。
●【拾取起始点】:用户可以在屏幕上拾取点作为刀路的起始点。
7.加工边界
在大多数加工方式的参数表中,几乎都有加工边界的设定,如图7-25所示。
图7-24 “公共参数”选项卡
图7-25 “加工边界”选项卡
1)Z设定:设定毛坯有效的z范围。
●【使用有效的z范围】:设定是否使用有效的z范围,“是”指使用指定的最大最小z
值所限定的毛坯的范围进行计算,“否”指使用定义的毛坯的高度范围进行计算。
●【最大】:指定z范围最大的z值,可以采用输入数值和拾取点两种方式。
●【最小】:指定z范围最小的z值,可以采用输入数值和拾取点两种方式。
●【参照毛坯】:通过毛坯的高度范围来定义z范围最大的z值和指定z范围最小的z值。
2)相对于边界的刀具位置:设定刀具相对于边界的位置。有三种方式设定刀具相对于边界的位置,如图7-26所示。
●【边界内侧】:刀具位于边界的内侧。
●【边界上】:刀具位于边界上。
●【边界外侧】:刀具位于边界的外侧。
图7-26 三种刀具相对于边界的位置
8.切入切出
切入切出方式对工件接触刀具部分的表面质量影响很大。因此制定适当的刀具进退方式,可避免刀具碰撞以求得较好的接刀口质量。一般地,各种加工功能都有其切入切出方式,下面介绍几种刀具切入切出的接近方式,用户可根据需要选用。
(1)XY向 即Z方向上的垂直切入,它沿XY向接近时分3种情况:
●【不设定】:即不设定水平接近方式。
●【圆弧】:设定圆弧接近方式。所谓圆弧接近是指在轮廓加工和等高线加工等功能中,
从形状的相切方向开始以圆弧的方式接近被切削工件。若激活圆弧接近方式,用户
可以输入接近圆弧半径R。输入R=0时,不添加圆弧。输入R为负值时,以刀具直
径的倍数作为圆弧接近。
●【直线】:水平接近的方式设定为直线。
长度L即为输入直线接近的长度。输入L=0时,不附加直线。具体两种不同的切入切出方式如图7-27所示。
图7-27 两种不同的切入切出方式
另外,当接近方式为XY向时,可以选择是否设定接近点和返回点,具体含义如下:
●【设定接近点】:设定下刀时接近点的XY坐标。可以单击“拾取”按钮直接从屏幕上拾取。如图7-28所示为设定接近点效果图。
图7-28 设定接近点效果图
根据模型或者加工条件,从接近点开始移动或者移动到返回点的部分可能与领域发生干涉的情况。避免的方法有变更接近位置点或者返回位置点。
●【设定返回点】:设定退刀时返回点的XY坐标。也可以单击“拾取”按钮直接从屏
幕上拾取。如图7-29所示为设定返回点效果图。
图7-29 设定返回点效果图
(2)螺旋 即在Z方向以螺旋状切入。激活螺旋接近方式后,可以输入螺旋半径R和螺距P,各参数如图7-30所示。
图7-30 两种不同的切入切出方式
●【半径】:输入螺旋的半径。
●【螺距】:用于螺旋一回时的切削量输入。
●【第一层螺旋进刀高度】:用于第一段领域加工时螺旋切入的开始高度的输入。
●【第二层以后螺旋进刀高度】:输入第二层以后领域的螺旋接近切入深度。切入深度由下一加工层开始的相对高度设定,需输入大于路径切削深度的值。(注意)螺旋接近不检查对模型的干涉,请输入不发生干涉的螺旋半径。
(3)沿着形状 即在Z方向以沿着形状切入,包括以下选项:
●【距离】:针对第一层的沿着形状的进刀开始位置,请输入从第一层开始的相对高度。
●【距离(粗)】:第二层以后的沿着形状接近的开始位置,输入各层的相对高度。
●【倾斜角度】:输入相对于XY平面切入的倾斜角度。具体如图7-31所示。
图7-31 沿着形状时距离与角度的设定
(4)3D圆弧 一般在补加工中才设定3D圆弧切入切出方式。激活“3D圆弧”接近方式后,可以输入半径R和最大最小插补半径R。各个选项的含义如下:
●【添加】:设定是否添加3D圆弧切入切出连接方式。
●【半径】:设定3D圆弧切入切出的半径,如图7-32所示。
图7-32 3D圆弧半径的设定
●【插补最小半径】与【插补最大半径】:3D圆弧之间连接插补的参考值。设L=行距/2,L<插补最小半径时,用直线插补连接。插补最小半径≤L≤插补最大半径时,以L为半径的圆弧插补连接。L>插补最大半径时,以插补最大半径为半径插补连接。具体表示如图7-33所示。
图7-33 3D圆弧切入切出插补的设定
(5)接近返回 有些加工方式不设定切入切出方式,只设定接近返回。接近返回用于指定每一次进退刀的方式,避免刀具和工件的碰撞,并得到较好的接刀质量,其参数如图7-34所示。一般地,“接近”指从刀具起始点快速移动后以切入方式逼近切削点的那段切入轨迹,“返回”指从切削点以切出方式离开切削点的那段切出轨迹。
●【不设定】:不设定接近返回的切入切出。
●【直线】:刀具按给定长度,以直线方式向切削点平滑切入或从切削点平滑切出。长度指直线切入切出的长度,角度不使用。
●【圆弧】:以π/4圆弧向切削点平滑切入或从切削点平滑切出。半径指圆弧切入切出的半径,转角指圆弧的圆心角,延长不使用。
●【强制】:强制从指定点直线切入到切削点,或强制从切削点直线切出到指定点。x、y、z指定点空间位置的三分量。
9.下刀方式
下刀方式是指刀具切入毛坯或在两个切削层之间,刀具从上一轨迹层切入下一轨迹层的走刀方式。包括下刀点的位置、下刀的切入方式,如图7-35所示。
●【安全高度】:刀具快速移动而不会与毛坯或模型发生干涉的高度,有相对与绝对两种模式,单击相对或绝对按钮可以实现二者的互换。
➢【相对】:以切入或切出或切削开始或切削结束位置的刀位点为参考点。
➢【绝对】:以当前加工坐标系的XOY平面为参考平面。
➢【拾取】:单击后可以从工作区选择安全高度的绝对位置高度点。
图7-34 “接近返回”选项卡
图7-35 “下刀方式”选项卡
●【慢速下刀距离】:在切入或切削开始前的一段刀位轨迹的位置长度,这段轨迹以慢速下刀速度垂直向下进给。有相对与绝对两种模式,单击相对或绝对按钮可以实现二者的互换。
➢【相对】:以切入或切削开始位置的刀位点为参考点。
➢【绝对】:以当前加工坐标系的XOY平面为参考平面。
➢【拾取】:单击后可以从工作区选择慢速下刀距离的绝对位置高度点。
●【退刀距离】:在切出或切削结束后的一段刀位轨迹的位置长度,这段轨迹以退刀速度垂直向上进给。有相对与绝对两种模式,单击相对或绝对按钮可以实现二者的互换。
➢【相对】:以切出或切削结束位置的刀位点为参考点。
➢【绝对】:以当前加工坐标系的XOY平面为参考平面。
➢【拾取】:单击后可以从工作区选择退刀距离的绝对位置高度点。
●【切入方式】:提供了三种通用的切入方式,几乎适用于所有的铣削加工策略,如图7-36所示。如果在“切入切出”选项卡里设定了特殊的切入切出方式后,此处通用的切入方式将不起作用。
➢【垂直】:刀具沿垂直方向切入。
➢【Z字形】:刀具以Z字形方式切入。
➢【倾斜线】:刀具以与切削方向相反的倾斜线方向切入。
图7-36 切入方式
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