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钻孔策略优化孔的加工

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于工件上的4个φ10的孔,分两步完成加工,第一步是用φ10的倒角刀打中心孔,第二步是采用φ10的麻花钻用啄钻方式钻孔。所有的钻孔都可以通过铣削区进行碰撞检查。图3-107加工顺序3)与X/Y轴平行钻削策略方向:双向:圆弧段的加工方向在每个弧段后更改。参数:最大钻削点间隙:两个钻削点P1和P2之间的可能最大距离值。如果两个钻削点位于该限值内,加工直接从P1到P2

钻孔策略优化孔的加工

对于工件上的4个φ10的孔,分两步完成加工,第一步是用φ10的倒角刀打中心孔,第二步是采用φ10的麻花钻用啄钻方式钻孔。

一、钻中心孔

1.启动中心钻加工策略

如图3-103所示,在①处右击鼠标,从弹出的快捷式菜单中依次选取【新建】>【钻孔】>【中心钻】。

2.新建钻头

新建一把钻头,直径为10,前端角度设置为90,如图3-104所示,在工艺选项卡中将主轴转速设为4000,轴向进给设为500。

图3-103 启动中心钻加工策略

图3-104 新建钻头

3.设置轮廓选项卡

在轮廓选项卡中,按图3-105所示设置。采用点选的方式选择零件模型上四个圆柱孔的中心,【顶部】参数默认为【绝对(工单坐标)】0,【底部】参数采用点选的方式选择模型底面上的点,如图3-105中⑩所示的位置,但这个深度不是中心钻策略的钻孔的深度,中心钻的钻孔的深度在参数选项卡中设置。【直径】参数设置为10。另外可单独选定图中轮廓属性区域的单个孔,对各个孔的顶部、底部、直径等参数进行单独设置。

图3-105 设置轮廓选项卡

轮廓选项卡中其他参数简介

1)钻孔模式

(1)2D 钻孔:钻孔的方向是定义的加工坐标系统的-Z轴方向。使用特征时,坐标系统是特征定义的一部分。所有的钻孔都可以通过铣削区进行碰撞检查。

(2)2D多轴钻削:任意数量钻削的方向都可与不同的坐标系/平面对齐。对于XY方向的进给运动,会定义一个相对安全间隙(自动为每个坐标系计算)。可使用侧向安全值和全局最高点这两个参数为防碰撞链接运动创造条件。所有的钻孔都可以通过铣削区进行碰撞检查。

(3)5X钻孔:钻孔的方向与所选曲面的法线或者所选线段对齐。使用特征时,坐标系统是特征定义的一部分。所有的钻孔都可以通过铣削区进行碰撞检查。

(4)车削:通过该选项,可用旋转主轴和固定刀具执行车削工单处理。加工方向由加工坐标的Z轴来定义。钻削位置总是位于被车削工件的中心点。

2)轮廓选择

钻孔位置的选择既可以直接在轮廓输入页面上,也可以通过在特征选项卡中分配一个以前定义的特征(即特征识别)。

(1)直线:如果选择使用直线轮廓,所选的轮廓(直线)自动定义钻孔的顶部和深度。也可以为两个参数(顶部/深度)定义绝对值(参数选项卡,绝对顶部/深度)。此选项适用于所有2D 钻削循环(中心钻除外)。

(2)点:如果选择使用点轮廓,则可用下列方法定义其顶部和深度:绝对值、轮廓顶部、轮廓底部、相对于顶部的相对值(仅深度)。

3)附加距离

碰撞检查功能停用时单个钻孔所需的安全间隙(相对于参数对话框内的安全间隙参数)。

4.默认优化选项卡中的设置,如图3-106所示

图3-106 优化选项卡

优化选项卡中参数简介

钻孔点优化的目的是使在钻孔期间产生的应力和热量将在整个表面上尽可能均匀分布

1)排序策略

(1)关:钻孔按选择时的顺序进行加工。

(2)最短距离:钻孔加工将从离坐标系原点最近的点开始,并依此原则继续。

(3)圆形:欲加工的钻孔从中心点开始,同时钻孔点被分成若干个同心圆弧。

(4)与X或Y轴平行:欲加工的钻孔以所选加工坐标系的X或Y轴为参照被分成若干段。

(5)与轮廓平行:钻孔沿钻削点模式的外轮廓线进行加工。

2)圆形钻削策略

(1)开始(使用参考起点):可将任意点定义为起点。该起点可以在钻削点模式的内部或外部。在此情况下,加工从定义的起点开始,并根据加工方向和定位移向相邻点。

(2)Z轴优化:优化期间,钻孔在Z方向上的高度也被列入考虑范围。为此,可对最大Z轴深度指定相应的值。

(3)方向:控制方位的参数与圆弧加工有关。

顺时针:按顺时针方向加工圆弧分段。

逆时针:按逆时针方向加工圆弧分段。

双向:在每个圆弧分段之后方位反向(顺时针/逆时针)。

(4)加工:

由内向外:通过该选项,加工钻孔时在径向距离内,从内向外进行。

由外向内:通过该选项,加工钻孔时在径向距离内,从外向内进行。

(5)参数:

径向宽度:圆弧段(两个同心圆之间的曲面)的宽度,从加工区域的中心起计算,如图3-107中①所示。

中心点:为获得正确的刀具路径计算,定义一个中心点是最基本要求。所定义的中心点将代表定义加工区域的所有圆弧段的中心点。所有落于圆弧段的径向距离内的钻削点将被加工;当一个圆弧段内的所有钻削点全部加工完毕后,将移到下一个圆弧段继续加工。

在图3-107中,加工顺序为:圆弧段、圆弧段、圆弧段。加工以顺时针从外到内。

图3-107 加工顺序

3)与X/Y轴平行钻削策略

(1)方向:

双向:圆弧段的加工方向在每个弧段后更改。

单向:总是以相同的方向对弧段进行加工。

最短距离:加工操作从一个弧段的最后一个钻削点移到下一个弧段内距离最近的钻削点继续。

(2)加工:

反向X:使以加工坐标系统的 X 轴定向的加工方向反向。

反向Y:使以加工坐标系统的 Y 轴定向的加工方向反向。

(3)参数:

分段宽度:一个分段在X轴或Y轴方向上的延伸宽度。与分段内X轴或Y轴方向上的各点间的最大距离对应。

如图3-108所示,图(a)和(b)排序策略均为X平行,方向参数均设置为双向,其中图(a)的分段参数设为10,图(b)的分段参数设为30,从图中可以看出此时分段宽度是沿Y轴方向搜索钻孔点的宽度。

图3-108 钻削排序策略1

最大分段间隙:即将加工的钻削点所处的同一曲面的两个子区之间的最大距离值。

如图3-109中图(a)是排序策略为X平行,方向参数为双向,其分段参数为10,最大分段间隙为75时的优化结果。图(b)排序策略为X平行,方向参数为双向,其分段参数为15,最大分段间隙为50时的优化结果。由此可以看出:当最大分段间隙参数值大于各相邻孔在X轴方向的间距时,可以一次完成X方向在分度宽度范围内的所有钻孔点。

图3-109 钻削排序策略2

4)与轮廓平行钻削策略

(1)方向:

控制方位参数参照钻削点模式外轮廓的形状。如图3-110所示。

图3-110 钻削点模式

顺时针:按顺时针方向加工钻削点。

逆时针:按逆时针方向加工钻削点。

双向:在完成每个加工回合之后方位(顺时针/逆时针)反向。

(2)参数:

最大钻削点间隙:两个钻削点P1和P2之间的可能最大距离值。如果两个钻削点位于该限值内,加工直接从P1到P2进行。此参数含义与最大分段间隙相同。(www.xing528.com)

5.钻削参数选项卡设定

将参数选项卡中的深度参数设为5,即加工深度为5mm,其他参数默认。如图3-111所示。

图3-111 钻削参数选项卡

参数选项卡中参数简介

1)加工模式

中心钻:钻孔深度由加工深度参数确定,如图3-112(a)所示。

现有孔倒角:钻孔深度为钻头钻到孔的倒角面为止,如图3-112(b)所示。选用此功能在完成打中心孔任务的同时也完成了孔口倒角任务。但必须保证刀具能够满足倒角的尺寸要求,即:

图3-112 孔倒角模式

刀具直径大于等于孔径(轮廓选项卡中的直径参数)+ 2×倒角宽度。

2)加工深度

可以通过以下几种不同方法定义钻削深度:

(1)关联于深度:当达到指定的深度时钻削操作停止。

(2)关联于直径:当达到指定的直径(要求孔径小于刀具直径)时钻削操作停止。

(3)关联于孔直径:当达到指定的钻孔直径时钻削操作停止。钻削孔直径参数=轮廓选项卡中的直径参数+2×倒角宽度,选用此功能在完成打中心孔任务的同时也完成了孔口倒角任务。但必须保证刀具能够满足倒角的尺寸要求,即:刀具直径≥孔径(轮廓选项卡中的直径参数)+ 2×倒角宽度。

3)顶部置模式

开启此模式将改变钻孔的钻孔的开始高度位置。

(1)相对偏置:使用【顶部偏置】参数为中心钻设定开始高度位置(即G01运动开始位置)。

(2)绝对顶部:使用【绝对顶部】参数来确定钻孔的开始高度位置(即G01运动开始位置)。

以上两种策略均有以下两个参数:

仅顶部偏置:只改变开始高度的位置,钻孔底部位置不作改变。

偏置定心完成:原设定的钻孔深度距离不变,将原钻孔刀路上移一个偏置量,因此钻孔底部位置也随着改变。

4)安全孔

安全距离:此距离保持刀具到达非倒角孔的理论边缘。如图3-113中①所示。

退刀距离:钻削孔顶部和退刀到安全平面之间的轴向距离,此值须不小于安全距离。

5)加工参数

停顿时间: 刀具停留在孔底的时间(以秒为单位)。

图3-113 安全距离

6.计算刀路,仿真结果

其他选项卡中的参数采用默认设置,然后点计算按钮完成刀路的生成,加工结果如图3-114所示。

图3-114 点钻仿真结果

三、啄钻钻出4个孔

啄钻:在每个钻削行程之间钻刀迅速退回到安全平面,它的断屑及刀具冷却效果较好,适合于钻深孔,如图3-115所示。

1.复制刀路

图3-115 啄钻模式

在hyperMILL浏览器中,按【Ctrl】键选择刚生成的中心钻刀路并玩下拖动鼠标复制一条刀路。

2.将复制的刀路替换成啄钻刀路

右击刚复制的刀路,从弹出的快捷式菜单中选择【替换为】>【啄钻】。

3.双击啄钻刀路进行编辑

4.新建钻头工艺选项卡

新建一把钻头,直径为10mm,前端角度为118°,将工艺选项卡中的主轴转速设置为2000,轴向进给速度设置为200。

5.参数选项卡设置

在参数选项卡中选择刀尖角度补偿和穿透长度,穿透长度设置为2mm,确保孔钻通。啄钻深度设为10,其他参数默认。如图3-116所示。

图3-116 啄钻参数设置

参数选项卡中其他参数简介

1)啄钻(G83)参数选项卡

(1)顶部偏置和底部偏置:定义钻孔的开始位置和结束位置。

(2)绝对顶部/底部:每种情况下,都会将已经定义的绝对值考虑在内。在必须先做钻孔,再移除(毛坯模型的)材料的情况下,这有助于使加工过程变得简单。

(3)刀尖角度补偿:可用于所有钻孔循环,但中心钻、螺旋钻、螺纹铣和圆形型腔除外。将刀具路径延长一个刀尖长度,这样可彻底加工孔。

(4)穿透长度: 切入处或刀尖以上的区域。在轴向上延长刀具路径。若为穿透孔,必须按照该数值继续进刀动作,以确保不会出现毛刺,同时螺纹完全形成。

如图3-117所示,图(a)所示为【穿透长度】和【刀尖角度补偿均】未激活;图(b)所示为【穿透长度】未激活、【刀尖角度补偿均】已激活;图(c)所示为【穿透长度】和【刀尖角度补偿均】均已激活。

2)断屑钻(G73)参数选项卡

(1)啄钻深度:在首个钻削行程中刀具的垂直步距,如图3-118中①所示。在所有后续的钻削行程中,垂直步距大小(Z)可通过各自的减小值减小。Zn+1=Zn-减小值。

(2)退刀距离:用于每个钻削行程的快速退刀值,如图3-118中②所示。

(3)减小值:每个钻削行程中啄钻深度的减小量。

图3-118中③为快速运动(G00),④为切削运动(G01)。

3)点钻(G81)

钻削孔加工经由单一垂直步距完成,用于中心钻钻削和预钻削等,路径如图3-119所示,其中①为快速运动(G00),②为切削运动(G01)。

图3-117 刀尖角度补偿

图3-118 断屑钻(G73)模式

图3-119 点钻模式

4)铰孔

输入参数与点钻相似。

5)镗孔

对于大钻孔直径,用镗杆进行钻削。输入参数与点钻相似。

6)攻丝

具体设置与点钻相似,但刀具必须为丝锥,在刀具参数中必须设置螺距,刀具的工艺参数必修满足:进给速度=主轴转速×螺距。

6.计算刀路,仿真结果

其他选项卡中的参数采用默认设置,然后点击计算按钮生成刀具路径,模拟仿真结果如图3-120所示。至此,完成孔的加工。

图3-120 钻孔仿真结果

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