型芯凸缘轮廓加工的NX数控编程设计

【任务导入】

模具型芯三维实体图如图13-1a所示，工程图如图13-1b所示。

试对其进行NX数控加工编程设计。

【任务分析】

此型芯零件外形较为复杂，需完成水平表面、方形直壁凸缘、扇形斜壁凸缘、周边直壁止口、两侧斜壁定位凸台及各孔与槽的加工，其中的孔与槽的加工与前述项目（孔系点位加工）的方法类似，在此暂时不考虑；对于直角处应安排电加工，限于篇幅，在此也没有做考虑。为完成上述型芯的凸缘轮廓的加工，可以按照NX编程加工操作流程进行分析与设计，得到可行的数控加工程序单。

图13-1 模具型芯

a）模具型芯三维实体 b）模具型芯工程图

【工作步骤】

（1）加工前的准备工作

1）工艺分析：限于篇幅，对于直角处应安排的电加工在此未做考虑。已加工出130mm×80mm×13.2mm的长方体作为毛坯，其四个侧面及上、下表面都已加工，在此不再考虑；根据任务安排，孔与槽的加工本节也暂时不考虑，则要加工的有模型凸缘实体轮廓。由于型芯零件为精密件，加工要求较高，在此通过固定轴轮廓铣，设有粗加工、半精加工与精加工，并根零件结构特点，还设有区域轮廓铣与清根（角）加工，工序安排见表13-1。

表13-1 工序安排表

2）创建毛坯：先通过补片、加厚后求和，使工件的流道补为实体（图13-2）。为能看到动画仿真，创建一个130mm×80mm×13.2mm长方体。

图13-2 补片后创建毛坯

（2）加工环境初始化选择【开始】/【加工】，进行加工环境设置，选择，单击【确定】按钮，进入加工模块。

（3）创建刀具（组）

1)创建咖10立铣刀：选择【插入】/【刀具】（或单击工具），弹出【创建刀具】对话框；选择【类型】为“mill_contour”，【刀具子类型】为“mill”（立铣刀），【刀具位置】为“GENERIC_MACHINE”，输入【名称】为“D10”，单击【确定】按钮，弹出【铣刀参数】对话框，设参数直径为8，调整记录器（补偿寄存器）为1，刀具号为1，单击【确定】。

2）同理，创建φ5立铣刀、φ2立铣刀。

图13-3 创建工作坐标系

（4）创建几何体

1）选择【插入】/【几何体】（或单击工具条上的图标）。

2）创建工作坐标系：在弹出的【创建几何体】对话框中做如图13-3所示设置，单击【确定】按钮。在弹出的【MCS】对话框中单击【指定MCS】栏后的按钮，弹出【CSYS】对话框，通过“操控器输入坐标”“双击翻轴”“移动”“对齐”等方式将加工坐标系调整到合适位置，并按前述章节所述方法进行安全平面设置。

3）创建工件（毛坯）：单击工具条上的图标，在弹出的【创建几何体】对话框中做如图13-4a所示的设置，单击【确定】按钮；弹出【工件】对话框如图13-4b所示。

图13-4 创建工件

a）创建几何体 b）【工件】对话框

①指定毛坯：在【工件】对话框中单击“指定毛坯”工具，弹出【毛坯几何体】对话框，在绘图区选择毛坯体，单击【确定】按钮，回到【工件】对话框。

②指定部件：在返回的【工件】对话框中单击“指定部件”工具，弹出【部件几何体】对话框，在“部件导航器”区域通过右键将毛坯体隐藏，在绘图区选型芯，单击【确定】按钮，回到【工件】对话框，单击【确定】按钮，完成工件（毛坯）的创建。

（5）创建加工方法

1）CJG（粗加工）方法设置：选择【插入】/【方法】（或单击工具条上的图标），弹出【创建方法】对话框，选择【类型】为“mill_contour”，【位置】为“METHOD”，【名称】为“CJG”（粗加工），单击【确定】按钮，在弹出的【铣削方法】对话框中设置【部件余量】为“0.5”，【内公差】为“0.03”，【外公差】为“0.12”，选择对话框中的图标，弹出【进给】对话框，在【更多】栏下设置【进刀】/【第一刀切削】/【步进】/【剪切】为200，单击【确定】按钮。

2）BJJG（半精加工）方法设置：选择【插入】/【方法】（或单击工具条上的图标），弹出【创建方法】对话框，选择【类型】为“mill_contour”，【位置】为“METHOD”，【名称】为“BJJG”，单击【确定】设置，在【铣削方法】对话框中设置【部件余量】为“0.2”；【内公差】保持默认设置；【切出公差】保持默认设置，选择对话框中的图标弹出【进给】对话框，在【更多】栏下设置【进刀】/【第一刀切削】/【步进】/【剪切】为150，单击【确定】按钮。

3）JJG（精加工）方法设置：选择【插入】/【方法】（或单击工具条上的图标），弹出【创建方法】对话框，选【类型】为“mill_contour”，【位置】为“METHOD”，【名称】为“JJG”，单击【确定】按钮，在【铣削方法】对话框中设置【部件余量】为“0”；【内公差】保持默认设置；【切出公差】保持默认设置，选择对话框中的图标，弹出【进给】对话框，在【更多】栏下设置【进刀】/【第一刀切削】/【步进】/【剪切】为100，单击【确定】按钮。

4）清根（角）加工方法设置：选择【插入】/【方法】（或单击工具条上的图标），弹出现【创建方法】对话框，选【类型】为“mill_contour”，【位置】为“METHOD”，【名称】为“QG”，单击【确定】按钮，在【铣削方法】对话框中设置【部件余量】为“0”；【内公差】为“0.03”；【切出公差】为“0.03”，选择对话框中的图标，弹出【进给】对话框，将进给率设为500，单击【确定】按钮。(www.xing528.com)

图13-5 创建工序

（6）创建粗铣型芯外轮廓工序

1）选择【插入】/【工序】（或单击工具条上的图标），弹出【创建工序】对话框，做如图13-5所示的设置，单击【确定】按钮。

2）在弹出的【型腔铣】对话框中单击“指定切削区域”，在绘图区选择型芯的所有上顶面，如图13-6所示，单击【确定】按钮。

图13-6 指定切削区域

3）与前述方法类似，在返回的【型腔铣】对话框中分别完成【进给率和速度】（【主轴转速】输入800）与【机床控制】栏下的相应设置，单击【确定】按钮，返回【型腔铣】对话框。

4）设置如图13-7所示，然后单击“生成刀具轨迹”图标，生成刀具轨迹，如图13-8a所示。

5）单击，运行3D及2D动态仿真，进行刀具轨迹的验证与确认，如图13-8b所示。

（7）创建半精加工型芯外轮廓工序

1）在【创建工序】对话框中将【工序子类型】改为，【刀具】改为“D5”，将【方法】改为“BJJG”，【名称】改为“FIXED CONTOUR”，单击【确定】按钮。

2）弹出【固定轴轮廓铣】对话框，将【驱动方法】改为“区域铣削”，其余与粗加工类似设置（主轴转速改为1000），然后单击，生成刀具轨迹，如图13-9a所示；单击，运行3D及2D动态仿真，进行刀具轨迹的验证与确认，如图13-9b所示。

图13-7 刀具轨迹设置

图13-8 粗加工刀具轨迹3D动态验证

a）生成刀具轨迹 b）刀具轨迹3D验证

图13-9 半精加工刀具轨迹3D动态验证

a）生成刀具轨迹 b）刀具轨迹3D验证

（8）创建精加工型芯外轮廓工序

1）在【创建工序】对话框中将【工序子类型】改为，【刀具】改为“D2”，将【方法】改为“JJG”，【名称】改为“FIXEDCONTOUR1”，单击【确定】按钮。

2）弹出【轮廓区域】对话框，将【驱动方法】改为“区域铣削”，其余与半精加工类似设置（主轴转速改为3000），然后单击，生成刀具轨迹；单击，运行3D及2D动态仿真，进行刀具轨迹的验证与确认，如图13-10所示。

（9）创建清根（角）加工工序

1）在【创建工序】对话框中将【工序子类型】改为，【刀具】改为“D2”，将【方法】改为“JJG”，【名称】改为“CONTOUR_AREA”，单击【确定】按钮。

2）弹出【固定轴轮廓铣】对话框，将【驱动方法】改为“”，其余与精加工类似设置（主轴转速改为4000），然后单击，生成刀具轨迹，如图13-11a所示；单击，运行3D及2D动态仿真，进行刀具轨迹的验证与确认，如图13-11b所示。

图13-10 精加工刀具轨迹3D动态验证

图13-11 清根加工刀具轨迹3D动态验证

a）生成清根加工刀具轨迹 b）清根加工刀具轨迹3D验证

（10）观看全部操作的动画模拟 打开【工序导航器】，在其中选择或运用＜Shift＞或＜Ctrl＞键将所有的工序都选中，单击工具条中的，取消对【刀具轨迹生成】对话框下的4个复选框中的前2个的选择，单击【确定】按钮，单击，在【可视化刀具轨迹】中选择【动态】，调整仿真速度后单击【播放】按钮。

备注：在【工序导航器】中选中对象，单击右键，可进行编辑。在【程序次序视图】下可以改变加工顺序。

（11）后处理生成加工程序 打开【工序导航器】，在其中选择或运用＜Shift＞或＜Ctrl＞键将所有的工序都选中，单击工具条中的，在【后处理】对话框中选【可用机床】为“MILL-3-AXIS”，选择程序文件的存储路径并命名，更改单位为“公制”，单击【确定】按钮，生成程序单。