零件上部和中间结构的优化加工方法

一、粗加工

1.对球面结构开粗

（1）绘制半球面。

绘制如图5-109所示的圆弧和中心线，圆弧直径为90mm，圆心在球心上。

对圆弧进行修剪，结果如图5-110所示。为方便修剪，可以将显示实体的灯泡关闭（），不显示实体。

图5-109　绘制圆与中心线

图5-110　修剪图素

如图5-111所示，将圆弧旋转成半球面。

图5-111　圆弧旋转

（2）如图5-112所示新建工作平面，命名为：上部，确保Z轴朝上，圆心在球面的顶点处。

（3）新建工单列表，坐标系使用【工作平面】，其他的选项同底部结构加工的工单列表设置一样。

（4）新建【5X ISO端面加工】工单。

（5）在【刀具】选项卡中选用直径为12mm的立铣刀。

（6）按如图5-113所示，设置【策略】选项卡。

图5-112　新建工作平面

图5-113　策略选项卡

（7）按如图5-114所示，设置【参数】选项卡。

（8）按如图5-115所示，设置【边界】选项卡，用毛坯裁剪刀路。

图5-114　参数选项卡

图5-115　边界选项卡

（9）默认其他选项卡的设置生成刀路。完成此结构的粗加工设置。

2.球面上型腔粗加工

（1）选择半球面按【H】键隐藏，隐藏后按【ESC】键退出隐藏命令。

（2）新建【5X形状偏置粗加工】工单。

（3）在刀具选项卡中选用直径为12mm的立铣刀进行加工。

（4）如图5-116所示，在【策略选项卡中】选择型腔底面作为驱动曲面，不勾选【使用坐标系】选项。

（5）如图5-117所示，设置【参数】选项卡，槽深为6mm。

图5-116　定义驱动曲面

图5-117　参数选项卡

（6）在【高性能】选项卡中，勾选【高性能模式】。

（7）在【转化】选项卡中，勾选【激活】选项，并设置圆形阵列，阵列个数为6，阵列轴为底部小孔的轴线。

（8）默认其他选项卡的设置生成刀路。刀路如图5-118所示。

图5-118　5X形状偏置粗加工刀路

3.中间结构的圆柱面粗加工

（1）新建复制圆柱面。如图5-119所示，绘制一个直径为85mm的圆。将此圆进行线性扫描成圆柱面，高度为40mm。

（2）复制上一工单（5X形状偏置粗加工）并对其进行编辑。

（3）在【策略】选项卡中选择刚生成的圆柱面作为驱动曲面。

（4）在【转化】选项卡中不勾选【激活】选项。这里不需要阵列。

（5）默认其他选项卡的设置生成刀路。刀路如图5-120所示。如图不能生成刀路请将【策略】选项卡中的【反向】选项勾选，改变曲面的法向方向即可。

图5-119　创建圆柱面

图5-120　圆柱面粗加工刀路

4.中间型腔粗加工

（1）隐藏圆柱面，露出中间的型腔结构。

（2）复制上一条工单（5X形状偏置粗加工），并对它进行编辑。

（3）在【策略】选项卡中，选择中间的型腔底面（不需要选择圆角面）作为驱动面。不勾选【反向】选项和【使用坐标系】选项。

（4）如图5-121所示，设置【参数】选项卡。

（5）在【转化】选项卡中，勾选【激活】选项，并新建一个圆形阵列，数量为5，轴线仍然是底部圆柱小孔的轴线。

（6）默认其他选项卡的参数设置生成刀路。至此，完成全部粗加工，仿真加工结果如图5-122所示。

图5-121　参数选项卡

图5-122　上部和中部结构粗加工仿真结果

二、精加工

1.球面结构进行精加工

（1）复制第一条工单（5X ISO端面加工），并对其进行编辑。

（2）如图5-123所示，修改【参数】选项卡。

（3）其他选项卡采用默认设置即可，生成的刀路如图5-124所示。

图5-123　参数选项卡

图5-124　球面精加工刀路

2.球面型腔精加工

图5-125　策略选项卡

（1）新建【5X形状偏置精加工】工单。

（2）在【刀具】选项卡中新建直径为10mm，角落半径为1mm的圆鼻刀进行加工。

（3）如图5-125所示，设置【策略】选项卡。

（4）如图5-126所示，设置参数选项卡。

（5）在【转化】选项卡中勾选【激活】选项，并选择“圆形阵列1”作为刀路阵列设置。(www.xing528.com)

（6）默认其他选项卡的设置生成如图5-127所示的刀路。

图5-126　参数选项卡

图5-127　球面型腔精加工刀路

3.中间结构的圆柱面精加工

（1）复制上一条精加工工单并对其进行编辑。刀具使用直径为12mm的立铣刀。

（2）按【Ctrl】+【H】键将圆柱面进行显示，并在【策略】选项卡中将其选择为驱动曲面，勾选【反向】选项。

（3）如图5-128所示，设置【参数】选项卡，其他参数默认。

图5-128　参数选项卡

（4）在【转化】选项卡中不勾选【激活】选项。

（5）默认其他选项卡的设置生成刀路。

4.中间型腔底面精加工

（1）复制上一条精加工工单并对其进行编辑。

（2）选择圆柱面，按【H】键将进行隐藏，并在【策略】选项卡中选择型腔底面为驱动曲面，不勾选【反向】选项。

（3）如图5-129所示，设置【策略】选项卡。

（4）如图5-130所示，设置【参数】选项卡，由于加工侧壁的刀路不理想，所有这里只加工底部圆角部分和底面，侧壁加工使用其他刀路策略来完成。

图5-129　策略选项卡

图5-130　参数选项卡

（5）在【转化】选项卡中勾选【激活】选项，并选择“圆形阵列2”作为刀路阵列设置。

（6）默认其他选项卡的设置生成刀路。

5.中间结型腔侧面精加工

（1）选择如图5-131所示的曲面按【M】键调出【移动/复制】命令，按如图5-131所示设置复制17张曲面。

图5-131　复制曲面

（2）如图5-132所示，点击控制实体显示的灯泡，使其变成灰色，不显示实体。

（3）再绘制一个直径为85mm的圆，圆心在两直线的交点处，如图5-133所示。

图5-132　隐藏实体

图5-133　绘制圆

（4）如图5-134所示，对复制的面进行裁剪。

图5-134　裁剪曲面

（5）裁剪后结果如图5-135所示。

（6）用同样的方法对上部的平面进行修剪，修剪后将曲面颜色设为【orange】结果如图5-136所示。

图5-135　裁剪曲面结果

图5-136　修改曲面颜色

（7）如图5-137所示，采用【在面上】命令，选择型腔底面新建工作平面，勾选【Z轴反向】确保Z轴正向朝外。

（8）新建【3D ISO加工】工单。

（9）在【刀具】选项卡中新建直径为6mm的球刀，将加工坐标系设置为【工作平面】。

（10）在【策略】选项卡中，如图5-138所示，选择【整体定位】、【流线】、【平滑双向】选项，勾选【优先螺旋】选项，不勾选【使用坐标系】选项，选择型腔侧面（8个曲面，不要选底面和底部圆角面）。

图5-137　新建工作平面

图5-138　策略选项卡

图5-139　型腔精加工刀路

（11）设置【参数】选项卡，参数根据工艺文件自行设置。

（12）在【转化】选项卡中勾选【激活】选项，并选择“圆形阵列2”作为刀路阵列设置。

（13）默认其他选项卡的设置生成刀路，刀路如图5-139所示。

6.钻孔

1）钻中心孔（顺便把孔口倒角完成）

（1）新建【中心钻】工单

（2）新建直径为10mm 的倒角刀，【前端直径】设为0，【额定直径】设为1，其他参数自定。

（3）在【特征】选项卡中，选择直径为4.2mm的孔（一共25个），如图5-140所示。

图5-140　选择特征孔

（4）如图5-141所示，选择所有的特征孔，激活【倒角】。

（5）在【轮廓】选项卡中选择【5X钻孔】。

（6）如图5-142所示，设置好【参数】选项卡。

图5-141　激活倒角

图5-142　参数选项卡

（7）在【设置】选项卡中勾选【打开检查】选项，然后默认其他选项卡的设置生成刀路。

2）钻φ4.2孔

（1）复制上一步生成的【中心钻】工单，并替换为【啄钻】工单并双击【啄钻】工单进行编辑。

（2）新建直径为4.2mm的钻头。

（3）在【特征】选项卡中选择所有孔特征，激活其【深度（整体）】参数。

（4）如图5-143所示设置【参数】选项卡。

（5）默认其他选项卡的设置生成刀路，至此完成所有刀路的创建，最终仿真结构如图5-144所示。

图5-143　参数选项卡

图5-144　上部和中部结构仿真结果