第4单元 固定轴轮廓铣加工(发学生) (1).pdf

1 第 4单元 固定轴轮廓铣加工 固定轴轮廓铣加工是指在轮廓铣加工模板所提供的环境下，创建固定轴轮廓、轮廓曲面、曲面区域、等高轮廓曲面、曲面清根等铣加工操作固定轴轮廓铣沿曲面轮廓进刀进行切削，因此可以加工陡峭和平缓的复杂曲面几何形体 主要内容 项目 4-1 台灯座凸模的加工 知识梳理 返回目录 退出 项目 4-1 台灯罩凹模的加工 实战演练 4：可乐瓶底座模芯的加工 2 项目 4-1 台灯座凸模的加工 项目目标： 在“轮廓铣”模板加工环境下，运用粗铣表面、精铣键形凹槽、精铣圆孔槽、半精铣表面、精铣表面等操作，完成图 4-1所示“台灯座凸模”零件的加工 学习内容： 构建多重曲面工件模型、设置轮廓铣加工环境、创建加工坐标系、创建几何体、创建刀具组；创建多重曲面型腔铣、精铣孔槽、轮廓区域铣等加工操作；生成刀具轨迹、检验刀轨；后处理操作、生成加工程序等 图 4-1 台灯座凸模 返回单元首页 3 项目 4-1 台灯座凸模的加工 任务分析： 1．加工条件 根据工艺要求，该工件在立式加工中心机床上加工工件的毛坯为 240× 200× 70板料，矩形体的所有表面已经加工完毕，材料为 65钢。

使用专用夹具从侧面定位和装夹，固定在机床的工作台上 2．工序安排 要求该加工件在一次装夹中完成所有的形面加工共安排 5个加工工步，即粗铣表面、精铣键形凹槽、精铣圆孔槽、半精铣表面、精铣表面 【 工步 1】 粗铣表面 采用“型腔铣”方式，粗铣灯座表面，选用 Ø30下部圆角 R4鼓形铣刀，侧面和底面留有 1mm加工余量 【 工步 2】 精铣键形凹槽 采用“平面铣”方式，精铣灯杆凸台中的键形凹槽，选用 Ø4端铣刀，一次铣削到位 【 工步 3】 精铣圆孔槽 采用“平面铣”方式，精铣 Ø20圆孔槽，选用 Ø12端铣刀，一次铣削到位 【 工步 4】 半精铣表面 采用“等高沿边铣”方式，半精铣灯座表面，选用拔模角 15º的 Ø16下部圆角 R2圆锥鼓形铣刀，侧面留有 0.5mm加工余量，所有平面底面不留余量，铣削到位 【 工步 5】 精铣表面 采用“轮廓区域铣”方式，精铣灯座表面，选用 Ø10下部圆角 R1鼓形铣刀，一次铣削到位 4 项目 4-1 台灯座凸模的加工 工艺路线；（见图 4-2） 图 4-2 加工台灯座凸模工艺路线图 创建加工坐标系 构建工件模型 设置加工环境 创建工件几何体 创建毛坯几何体 创建刀具组 粗铣表面 精铣键形凹槽 半精铣表面 精铣表面 生成加工程序 精铣圆孔槽 5 项目 4-1 台灯座凸模的加工 操作步骤： 1．构建工件模型 本工件由多重曲面构成，要求工件实体的最高表面位于工作坐标系的 XC-YC基准平面上，且坐标原点设置在平面轮廓的对称中心点或主要特征点上。

以保证加工坐标系与工作坐标系保持一致性，使创建加工操作更方便和快捷具体方法如下： （ 1）绘制工件轮廓曲线 本工件是由多重曲面所构成，需要在多个基准平面或平行平面上绘制轮廓曲线曲面实体还需要用扫掠拉伸实体的方法来构建，因此，要绘制出平面轮廓曲线、扫掠截面曲线、扫掠引导曲线等 ①选择 XC-YC基准平面作为草图平面，按台灯座凸模工程图，画出灯杆凸台及凹槽截面轮廓曲线，如图 4-3所示注意图中位于坐标系原点的圆曲线，是用于坐标系的重新定位之用，因为，在后面绘制轮廓曲线过程中，需要平移坐标系 图 4-3 画出灯杆凸台及凹槽曲线 6 项目 4-1 台灯座凸模的加工 操作步骤： 1．构建工件模型 ②将工作坐标系向下平移 50，即新的坐标系位于 XC=0、 YC=0、 ZC=-50平面上，如图 4-4所示将新坐标系的 XC-YC基准平面作为草图平面，画出基座和第一层凸台轮廓曲线，如图 4-5所示 ③将工作坐标系向上平移 12，即新的坐标系位于 XC=0、 YC=0、 ZC=-38平面上，如图 4-6所示将新坐标系的 XC-YC基准平面作为草图平面，画出第二层凸台轮廓曲线，如图 4-7所示。

图 4-4 将坐标系向下平移 50 图 4-6 将坐标系向上平移 12 图 4-5 画出基座和第一层凸台曲线 图 4-7 画出第二层凸台轮廓曲线 7 项目 4-1 台灯座凸模的加工 操作步骤： 1．构建工件模型 ④将工作坐标系重新平移到最初的坐标系原点上，以图4-3中的圆曲线的圆心点进行定位将 YC-ZC基准平面作为草图平面，画出第三层曲面凸台的纵截面轮廓曲线和用于拉伸20º倾斜面的轮廓曲线，如图 4-8所示 ⑤将 XC-ZC基准平面作为草图平面，画出第三层曲面凸台的扫掠轨迹曲线，如图 4-9所示注意这是两条半径为 52的圆弧曲线，而非一条完整圆弧曲线，即画出两条扫掠轨迹曲线，其圆心点均位于 YC轴上，并与 XC轴距离 60 ⑥选中最初所绘制的灯杆凸台轮廓曲线，使用 [编辑 ]命令，进入草图界面，补画一个圆孔槽轮廓曲线，如图 4-10所示 图 4-8 画出第三层两个轮廓曲线 图 4-10 补画出圆孔槽轮廓曲线 图 4-9 画出第三层两条轨迹曲线 8 项目 4-1 台灯座凸模的加工 操作步骤： 1．构建工件模型 （ 2）构建工件实体模型 在三维工作界面上，从下至上，构建出各层实体模型。

①用 [拉伸 ]命令，选择基座轮廓曲线，向下拉伸 20，构建出基座实体，如图 4-11所示 ②用 [拉伸 ]命令，选择第一层凸台轮廓曲线，向上拉伸 12，设置拔模角为 15º，并与基座求和，构建出第一层凸台实体，如图 4-12所示 ③用 [拉伸 ]命令，选择第二层凸台轮廓曲线，向上拉伸 6，设置拔模角为 15º，并与前面的实体求和，构建出第二层凸台实体，如图 4-13所示 ④用 [沿导引线扫掠 ]命令，分别选择截面曲线和轨迹曲线，并与前面的实体求和，构建出第三层左侧的曲面凸台，如图 4-14所示 图 4-12 构建出第一层凸台实体 图 4-11 构建出基座实体 图 4-14 构建出左侧曲面凸台实体 图 4-13 构建出第二层凸台实体 9 项目 4-1 台灯座凸模的加工 操作步骤： 1．构建工件模型 （ 2）构建工件实体模型 ⑤用 [沿导引线扫掠 ]命令，分别选择截面曲线和轨迹曲线，并与前面的实体求和，构建出第三层右侧的曲面凸台，如图 4-15所示 ⑥用 [拉伸 ]命令，选择灯杆凸台轮廓（外面）曲线，向下拉伸 10，设置拔模角为 -15º，并与前面的实体求和，构建出灯杆凸台实体，如图 4-16所示。

⑦用 [拉伸 ]命令，选择灯杆凸台键形凹槽轮廓（里面）曲线，向下拉伸 8，并与前面的实体求差，构建出灯杆凸台键形凹槽实体，如图 4-17所示 ⑧用 [拉伸 ]命令，选择圆孔凹槽轮廓曲线，向下拉伸 30，并与前面的实体求差，构建出圆孔槽实体，如图 4-18所示 图 4-16 构建出灯杆凸台实体 图 4-15 构建出右侧曲面凸台实体 图 4-17 构建出键形凹槽实体 图 4-18 构建出圆孔槽实体 10 项目 4-1 台灯座凸模的加工 操作步骤： 1．构建工件模型 （ 2）构建工件实体模型 ⑨用 [边倒圆 ]命令，按工程图所示的部位，倒出所有棱边和拐角半径为 2的圆角，注意曲面凸台与所在平面之处不倒圆角除灯杆凸台上的键形凹槽和圆孔槽曲线保留外，将其余的轮廓曲线、基准平面、基准轴等全部隐藏起来最后完成设计的工件实体模型，如图 4-19所示 2．设置加工环境 单击“菜单条”上的 [起始 ]-[加工 ]命令，弹出一个“加工环境”对话框将对话框上的“ CAM会话配置”栏中的“ cam_general” 选项（通用机床）选中，同时，将“ CAM设置”栏中的“ mill_contour”选项（轮廓铣加工）选中，如图 4-20所示。

完成设置后，单击 [初始化 ]按钮，结束加工环境设置，进入轮廓铣加工工作界面 图 4-20 设置“轮廓铣”加工环境 图 4-19 完成设计的工件模型 11 项目 4-1 台灯座凸模的加工 操作步骤： 3．创建加工坐标系 单击“加工创建”工具条上的 [创建几何体 ]命令，弹出“创建几何体”对话框将对话框上“类型”栏设置为“ mill_ contour” （轮廓铣）；选择“子类型”下面第一个图标 [MCS]；“父级组”设置为“ MCS_MILL” ；然后在“名称”栏中输入加工坐标系名称“ ZBX” ，如图 4-21所示单击 [确定 ]按钮，弹出“ MCS” 对话框此对话框上所有的选项和参数均保持默认状态单击此对话框上的 [确定 ]按钮，结束加工坐标系的设置完成创建的加工坐标系，如图 4-22所示从图中可以看出，创建的加工坐标系与工件模型上的工作坐标系完全吻合这也是因为在构建工件实体模型时，就考虑到了这一点 图 4-22 创建的加工坐标系 图 4-21 设置加工坐标系 12 项目 4-1 台灯座凸模的加工 操作步骤： 4．创建工件几何体 打开“操作导航器 — 几何体”窗口，选中“ ZBX” 选项，单击鼠标右键。

在出现的快捷菜单上，选择 [插入 ]—[几何体 ]命令左键确定，弹出“创建几何体”对话框设置选项如下： 类型： mill_contour 子类型： WORKPIECE（工件） 父组组： ZBX 名称： JHT 设置的选项如图 4-23所示单击[确定 ]按钮，弹出“工件”对话框选择“几何体”栏下的第一个图标 [部件 ]，并单击下面的 [选择 ]按钮，出现“工件几何体”对话框，选中“选择选项”下面的“ ⊙ 几何体”选项，并将“过滤方式”设定为“体” 单击 [全选 ]按钮，会看到整个工件模型都变成红色，表示选中工件模型，如图 4-24所示单击 [确定 ]按钮，结束创建工件几何体操作，返回到“工件”对话框材料按钮显示为“ Material:CARBON STEEL” ，表示工件默认材料为“碳钢” 图 4-24 选中整个工件实体 图 4-23 “ 创建几何体”对话框 13 项目 4-1 台灯座凸模的加工 操作步骤： 5．创建毛坯几何体 由于“工件”对话框仍然开启，可直接进行创建毛坯几何体的操作选择“几何体”下面的第二个图标 [毛坯 ]单击下面的 [选择 ]命令，弹出“毛坯几何体”对话框。

选择“选择选项”下面的“自动块”选项，并将自动块参数中的 XM+、 XM-、 YM+、YM-、 ZM+、 ZM-全部设置为“ 0” 如此设置，表示毛坯的矩形体已经加工到位，没有余量，即毛坯成为一个 240× 200× 70的板料完成设置后，就会看到，在工件模型中出现一个包容的矩形体，这就是毛坯几何体，如图 4-25所示 单击对话框上的 [确定 ]按钮，结束创建毛坯几何体操作 图 4-25 创建的毛坯几何体 14 项目 4-1 台灯座凸模的加工 操作步骤： 6．创建刀具组 根据工序安排，本工件的加工，共需要 5把刀具具体的刀具创建过程如下： 创建 1号刀具： Ø30R4鼓形铣刀（ D30R4） 单击 [创建刀具 ]命令，弹出“创建刀具”对话框设置选项：“类型”为“ mill_contour”( 轮廓铣 )；“子类型”为 [MILL]（铣刀）；“父级组”为“ GENERIC MACHINE” ；“名称”为“ D30R4” ，如图 4-26所示单击 [应用按钮，弹出“ Milling Tool-5 Parameters” 对话框具体的刀具参数设置如下： 直径： 30 下半径： 4 长度： 75 刃口长度： 50 刃数： 4 。