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[刀具制造] 基于UG螺旋铣刀零件的4轴数控加工

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发表于 2020-5-15 07:36:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
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基于UG螺旋铣刀零件的4轴数控加工
陈玉文
常州机电职业技术学院(江苏常州 213164)
【摘要】以机械零件高效率、高质量数控编程为目标,采用UG CAM模块铣削加工的加工类型,采用优化的数控加工工艺对零件进行数控加工编程,并采用自定义的后处理文件生成了相应数控系统的数控代码,实验结果表明该零件的加工质量达到了预期的加工要求。
关键词:UG;螺旋铣刀零件;4轴数控加工
1 引言

[size=1em]螺旋铣刀零件外形为圆柱形结构,左大圆柱面上内凹6个均匀分布的螺旋槽,毛坯的所有面(圆柱面、端面)均已完成精加工。螺旋铣刀零件、毛坯三维模型如图1所示,该零件采用4轴联动数控机床(X、Y、Z的3轴移动,绕B轴的转动)编程加工,零件最大直径φ140mm,总长390mm,该零件数控加工分为6个螺旋槽底面4轴数控精加工、6个螺旋槽左右两侧面4轴数控精加工。

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[size=0.8em]图1 螺旋铣刀零件、毛坯三维模型

2 6个螺旋槽底面4轴数控精加工2.1 初始化加工环境

[size=1em](1)设置加工坐标系MCS_MILL,设置机床坐标系中指定MCS坐标原点,设置安全平面。

[size=1em](2)设置部件几何体WORKPIECE,选取螺旋铣刀零件为部件几何体,选取已创建的毛坯几何体。

[size=1em](3)创建刀具:①刀具子类型为BALL_MILL,名称为B10,球直径为φ10mm,锥角为1°,刀具号为1,补偿寄存器为1;②刀具子类型为MILL,名称为D6R1,直径为φ6mm,下半径为R1mm,锥角为1°,刀具号为2,补偿寄存器为2。

2.2 6个螺旋槽底面4轴数控精加工

[size=1em](1)创建工序,类型中选择mill_multi_axis,工序子类型为VARIABLE_CONTOUR,程序为PROGRAM,刀具为 B10,几何体为 WORKPIECE,方法为MILL_FINISH,工序名称为VARIABLE_CONTOUR_F1。

[size=1em](2)驱动方法为曲面,驱动几何体为已创建面(零件左侧外圆柱面),选取切削方向,选取材料侧方向,切削模式为往复,步距为残余高度,最大残余高度为0.01mm。刀轴方向为远离直线,指定矢量为ZC轴(螺旋铣刀零件的轴线),指定点为WCS的原点(0,0,0)(螺旋铣刀零件轴线上的一点),投影矢量方向为刀轴。

[size=1em](3)切削参数中多刀路,部件余量偏置为20mm,选中多重深度切削,刀路数为4,非切削参数为默认值。刀轨设置中进给率和速度,主轴速度为4,000RPM,进给率为1,000MMPM,6个螺旋槽底面4轴数控精加工刀轨如图2所示,6个螺旋槽底面4轴数控精加工仿真如图3所示。

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[size=0.8em]图2 6个螺旋槽底面4轴数控精加工刀轨

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[size=0.8em]图3 6个螺旋槽底面4轴 数控精加工仿真

3 6个螺旋槽左右两侧面4轴数控精加工3.1 某个螺旋槽左侧面4轴数控精加工

[size=1em](1)复制上面创建的VARIABLE_CONTOUR_F1,粘贴后工序名称为VARIABLE_CONTOUR_F2,驱动几何体,删除上面原有的驱动曲面,选取某个螺旋槽左侧面。选取切削方向,选取材料侧方向,其它参数不变,更改刀具为D6R1。

[size=1em](2)切削参数中多刀路,部件余量偏置为0mm,取消多重深度切削,某个螺旋槽左侧面4轴数控精加工刀轨如图4所示。

3.2 某个螺旋槽右侧面4轴数控精加工

[size=1em](1)复制上面创建的VARIABLE_CONTOUR_F2,粘贴后工序名称为VARIABLE_CONTOUR_F3,驱动几何体,删除上面原有的驱动曲面,选取某个螺旋槽右侧面。选取切削方向,选取材料侧方向。

[size=1em](2)其它参数不变。某个螺旋槽右侧面4轴精加工刀轨如图5所示。

3.3 6个螺旋槽左右两侧面4轴数控精加工

[size=1em](1)选中VARIABLE_CONTOUR_F2及VARIABLE_CONTOUR_F3,右键,对象、变换,类型中选绕直线旋转,直线方法选点和矢量,指定点为原点(0,0,0)(螺旋铣刀零件轴线上的一点),指定矢量为ZC轴(螺旋铣刀零件的轴线),角度为360,实例,角度分割为6,实例数为5。6个螺旋槽左右两侧面4轴数控精加工刀轨如图6所示。

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[size=0.8em]图4 某个螺旋槽左侧面4轴数控精加工刀轨

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[size=0.8em]图5 某个螺旋槽右侧面4轴精加工刀轨

[size=1em]6个螺旋槽左右两侧面4轴数控精加工仿真如图7所示。后处理后,生成的NC代码如图8所示。

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[size=0.8em]图6 6个螺旋槽左右两侧面 4轴数控精加工刀轨

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[size=0.8em]图7 6个螺旋槽左右两侧面4轴数控精加工仿真

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[size=0.8em]图8 生成的NC代码

4 结语

[size=1em]UG软件CAM模块数控加工功能十分强大,数控多轴加工零件时采用自动编程可大大提高编程效率。

[size=1em]参考文献

[size=1em][1] 陈永涛,陈建文,陈建威.精通中文版UG NX6数控编程与加工[M].北京:清华大学出版社,2008.

[size=1em][2] 田伟,刘文.UG NX6.0中文版数控加工[M].北京:电子工业出版社,2009.

[size=1em][3] 杜智敏,韩慧伶.UG NX5中文版数控编程实例精讲[M].北京:人民邮电出版社,2008.


[size=1.8em]4-Axis NC of Helical Mill Parts Based on UG

[size=1em]【Abstract】To efficiently and critically NC machining of machinary parts,adopts milling type of UG CAM.Adopts optimized machining technics to program with NC machining on parts.Adopts user-defined postprocessing files and makes CNC code of correspoding CNC system.Experiment results indecate that the machining quality of the parts accords with the anticipative machining requiements.

[size=1em]Key words:UG;helical mill parts;4-axis NC


[size=1em]中图分类号:TG659;TH164

[size=1em]文献标识码:B

[size=1em]DOI:10.12147/j.cnki.1671-3508.2020.02.022

[size=1em]第一作者简介:陈玉文,男,1967年生,江苏常州人,副教授,高级技师,主要研究方向:数字化设计与制造。



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