UG NX8.0数控加工基础及应用第3章数控车削课件.pptx

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1、1,第三章 数控车削编程与操作,2,3.1数控车削工艺 3.1.1 数控车削概述 3.1.2 数控车削工艺制订 3.2数控车床编程基础3.3 UG NX8.0车削加工概述 3.4创建操作 3.5创建几何体3.6创建刀具 3.7粗车操作 3.7.1 参数设置 3.7.2 粗车加工实例,3.8精车操作3.9车槽操作 3.9.1 车槽加工参数设置 3.9.2 车槽加工实例3.10中心孔加工操作 3.10.1 中心孔加工参数设置 3.10.2 中心孔加工实例3.11车螺纹 3.11.1 螺纹形状 3.11.2 车螺纹实例3.12数控车削综合实例,3,3.1 数控车削工艺,3.1.1 数控车削概述,一、

2、数控车床的主要加工对象1精度要求高的零件2表面粗糙度值小的零件3表面轮廓形状复杂的零件4带特殊螺纹的零件,二、数控车削加工的主要内容1车削外圆2车削内孔3车削端面4车削螺纹,3.1.2 数控车削工艺制订,一、数控车削加工工艺分析1结构工艺性分析2构成零件轮廓的几何要素3尺寸公差要求4形状和位置公差要求5表面粗糙度要求6材料要求7加工数量,二、车削加工工件装夹1三爪自定心卡盘2四爪单动卡盘3双顶尖4软爪5花盘、弯板,三、轴类零件工艺分析实例 下面以下图a所示零件为例，分析并制定其数控加工工序的工艺过程。该零件材料为45钢，右图b为该零件前工序简图。本工序加工部位为图中端面A以右的内外表面。,a,

3、b,3确定工步顺序、进给路线和所用刀具（1）粗车外表面,2确定装夹方案为了使工序基准与定位基准重合，并敞开所有的加工部位，选择面和面分别为轴向和径向定位基准，限定5个自由度。由于该工件属薄壁易变形件，为减少夹紧变形，选工件上刚度最好的部位面为夹紧表面，采用如图所示包容式软爪夹紧。,（2）半精车、两外圆锥面及三处的过渡圆弧,（3）粗车内孔端部,（4）钻削内孔深部,（5）粗车内锥面及半精车其余内表面,（6）精车外圆柱面及端面,（7）精车外圆锥面及圆弧面,（8）精车外圆锥面及圆弧面,（9）精车内表面,（10）加工最深处内孔及端面,4确定切削用量 5填写工艺文件,3.2 数控车床编程基础,一、数控车床

4、编程特点1尺寸字选用灵活2重复循环切削功能3直接按工件轮廓编程4采用直径编程二、数控车削加工坐标系1数控车床坐标系2工件坐标系 工件坐标系的原点，也称编程原点，其位置由编程者自行确定。数控编程时，应该首先确定工件坐标系和工件原点。,3设置工件坐标系的方法（1）通过指令G50或G92建立指令：G50或G92格式：G50（G92） X Z 2）工件原点偏置方法（G54G59）指令：G54G59格式：G54G59,3.3 UG NX8.0车削加工概述,UG NX8.0系统提供了各种车削加工，包括粗车、精车、镗孔、中心孔加工和螺纹加工等。,加工应用模块提供了21种车削操作子类型：,3.4 创建操作,1

5、初始化加工环境2打开【创建工序】对话框,3打开车削加工操作对话框,3.5 创建几何体,3.5.1 车削加工坐标系 单击【刀片】工具栏中的毛坯按钮，弹出如图所示的【创建几何体】对话框。,定义加工坐标系的方法是：在【创建几何体】对话框中，单击【加工坐标系】按钮，再单击【确定】弹出【MCS 主轴】对话框，如下图所示，,3.5.2 车削加工横截面 在主菜单中，选择【工具】【车加工横截面】命令，弹出【车加工横截面】对话框，如图所示。,3.5.3 工件 工件是用来定义部件几何体和毛坯几何体的。 在【创建几何体】对话框中，单击【WORKPIECE】按钮，再单击【确定】，弹出【工件】对话框，如下图所示,3.5

6、.4 车削工件 1定义工件边界 在【创建几何体】对话框中，单击【车削加工】按钮，再单击【确定】按钮，弹出车削工件设置对话框，即【车削工件】对话框，如下图所示。,单击车削工件对话框中的【指定部件边界】按钮，弹出【部件边界】对话框，如图所示。,分别选择【自动】、【封闭的】和【内部】单选项，单击【成链】按钮，弹出【成链】对话框，如左图所示。在绘图区中，依次选取横截面的边界线，单击【确定】按钮，完成车削加工部件边界的定义，单击【显示】按钮。结果见右图所示。,2定义毛坯边界 在【车削工件】对话框中，单击【指定毛坯边界】按钮，弹出【选择毛坯】对话框，如图所示。,下面对【选择毛坯】对话框中的各项进行说明。（

7、1）【棒料】按钮：该按钮用来定义棒料毛坯。单击【棒料】按钮，再单击【选择】按钮。弹出【点】对话框，如图所示。该对话框可以指定毛坯的装配位置，用来确定毛坯起始的轴向位置。一般选取坐标原点作为毛坯的装配点。在【选择毛坯】对话框中，分别在【长度】和【直径】文本框中输入数值，可以确定毛坯的长度和直径。（2）【管料】按钮：该按钮用来定义管料毛坯。,（3）【从曲线料】按钮：该按钮用来定义复杂轮廓毛坯的边界。该原料是预成形的，对部件进行精加工时，可以减少移除的材料量。单击【从曲线料】按钮，再单击【选择】按钮。弹出【毛坯边界】对话框，如图所示，通过单击【面】按钮、【线】按钮和【点】按钮，可以定义毛坯的边界曲线

8、。,3.5.5 车削零件 回到【创建几何体】对话框中，单击【车削零件】按钮，再单击【确定】按钮，弹出【车削零件】设置对话框，即【车削零件】对话框，如图所示。单击【指定部件边界】按钮，弹出【部件边界】对话框，通过设置部件边界可以定义车削零件几何体。,3.6 创建刀具,1标准车削刀具标准车削刀具大多为菱形、平行四边形、三角形等结构。,【创建刀具】对话框,【车刀-标准】对话框,2车槽刀具,车槽刀具用于车削零件中的退刀槽等凹槽结构，这是标准车刀无法加工的。,【槽刀_标准】对话框,3成形刀具 成形刀具是为加工特定形状的零件而定制的刀具，没有标准化的形状。,【成形刀具】对话框,4螺纹车削刀具,螺纹车削加工

9、有两种形状的刀具，即标准螺纹刀具和梯形螺纹刀具。螺纹车削刀具的方向角度从正向旋转轴按逆时针测量，外直径螺纹加工刀具的方向角度为90。,5中心孔钻削刀具 中心孔钻削是一种车削加工，它利用车削主轴中心线上非旋转刀具，通过旋转工件来进行钻孔。,【螺纹刀-标准】对话框,【钻刀】对话框,3.7 粗车操作,3.7.1 参数设置1切削区域 切削区域是粗加工刀具的切削范围，即刀具实际可切削的最大面积。 定义【切削区域】的方法有径向或轴向修剪平面、修剪点和区域选择等，见图所示。,【切削区域】对话框,2切削策略, 【单向线性切削】, 【线性往复切削】, 【倾斜单向切削】:各层切削方向不变，但切削深度是变化的。,

10、【倾斜往复切削】:各层切削方向交替改变，切削深度也是变化的。, 【单向轮廓切削】,【轮廓往复切削】, 【单向插铣】, 【往复插铣】, 【备铣插铣】, 【插铣定位】,3层角度 【层角度】用于定义单独层切削的方位。从中心线按逆时针方向测量层角度，它定义粗加工线性切削的方位和方向。根据定义的刀具方位和层角，系统确定粗加工切削区间的刀具运动。4切削深度 用来指定粗加工过程中各切削层的加工速度。 （1）【恒定】方式 此种方式用来设置切削深度为一常量.（2）【变量最大值】方式 此种方式可以指定切削深度的最大值和最小值。（3）【变量平均值】方式 此种方式是指定切削深度的最大值和最小值，根据走刀次数最少的原则

11、，系统会在设定的切削深度最大值和最小值之间自动确定一个切削深度值。,5变换模式 【变换模式】决定使用哪一序列将切削变换区域中的材料移除（即这一切削区域中部件边界的凹部）。 （1）【根据层】方式 该方式通过定义的层角度的方向来设置加工顺序。,（2）【最接近】方式 选择该方式后，系统总是选择距离当前刀具位置最近的凹形区域进行切削。,（3）【向后】方式 在对遇到的第一个反向进行完整深度切削后对更低反向进行粗切削时使用。,（4）【省略】方式 【省略】将不切削在第一个反向之后遇到的任何颈状的区域。,6清理 在粗车加工中存在着一个普遍的问题。即刀具每次走刀都会在切削层留有残余波峰或梯级，造成粗车加工的精度

12、不足。,7拐角 【拐角】选项用来指定凸角处的切削行为。,8轮廓类型 【轮廓类型】指定由面、直径、陡峭区域或层区域表示的特征轮廓情况。,9轮廓加工 轮廓加工用来清理经过多次粗加工后的零件表面。与【清理】选项不同的是，轮廓加工将沿着整个布件边界或边界的一部分。,10进刀/退刀 进刀和退刀设置用来确定刀具进入和离开工件的方式。,3.7.2 粗车加工实例1打开模型文件2初始化加工环境,3创建程序,4创建粗车刀具,5创建加工坐标系,6定义车削加工横截面,7创建部件边界,【Turn Bnd】 对话框,【部件边界】对话框,定义部件边界,8创建毛坯边界,【选择毛坯】对话框,定义毛坯边界,9创建粗车加工操作,【

13、创建工序】对话框,10选择切削方式单击【粗车_OD】对话框中的【单向线性切削】按钮，确定该粗车操作的切削策略。,11设置切削区域,12选择轮廓加工类型,13设置加工余量,14生成刀轨,3.8 精车操作,UGNX8.0为粗车操作提供了较好的轮廓加工功能，能够达到半精加工的程度。精车加工后的表面进行加工，目的是提高零件的尺寸精度和表面质量。在这个基础上，精车操作更加简单。现在精车刀具时，应保证刀具的材料、几何参数和工件材料以及机床的性能相匹配，只有这样才能达到较好的加工效果。系统为精车操作提供了8种切削策略，其功能和粗车操作相同，精车加工操作的参数设置也和粗车加工相同。,3.9车槽操作,车槽加工可

14、以切削内直径、外直径和车断面。在切槽时，可以采用轴向走刀逐层切削的方法，也可以采用径向走刀的方法。车槽加工示意图如图3-134所示，利用自动模式，可以通过选择边界几何体定义割槽；利用冲削模式，可以通过输入数值定义割槽，不需要任何模块化的几何体。,自动模式,冲削模式,3.9.1 车槽加工参数设置,3.9.2 车槽加工实例1打开模型文件并进入车削加工环境2创建车槽刀具3创建车槽操作,【创建车槽刀具】对话框,【创建操作】对话框,4选择切削方式,5设置切削区域,6设置切削参数,【轮廓加工】选项卡,【非切削参数】选项卡,7生成刀路轨迹,3.10中心孔加工操作,中心孔加工操作是车削加工操作的形式之一，系统

15、为中心孔加工操作提供了中心孔钻削、啄钻、断屑钻、铰钻、锪钻和攻丝等操作模块 。,3.10.1 中心孔加工参数设置1输出选项中心线钻孔操作支持两种不同的循环类型：（1）机床周期：系统输出一个循环事件，其中包括所有的循环参数，以及一个GOTO语句，表示特定于NC机床钻孔循环的起始位置。,（2）已仿真： 系统计算出一个中心线钻孔刀轨，输出一系列GOTO语句，没有循环事件。选择此选项后，将激活进刀距离、排屑等选项。,2排屑 【排屑】用于【钻，深】和【钻，断屑】循环，可指定钻孔时除屑或断屑的增量类型。 （1）恒定：刀具每向前移动一次的距离。（2）可变：可指定刀具按指定深度切削所需的次数。,3安全/退刀距

16、离（1）断屑钻：需要设置【离开距离】以指定每次切削后，刀具往后移动多少距离；（2）【钻，深】： 需要设置【安全距离】，如图3-148所示，钻刀的切削方式如下：在深钻序列中使用安全距离；切削至指定的增量深度（A），如图（a）所示；退出钻孔，移刀到距离起点（C）为最小安全距离（B）处，如图（b）所示；返回到离开上一步切削（D）所形成孔深的材料为安全距离的位置，如图（c）所示；重复这三个步骤直到钻至指定的深度，如图（d）所示。,3.10.2 中心孔加工实例1创建创建中心孔刀具2创建中心孔操作,【创建刀具】对话框,创建中心孔刀具,【创建工序】对话框,3设置循环类型 在【循环】 下拉列表中选择【钻，断屑

17、】选项，并选择【已仿真】复选框，各项参数设置如图所示。,（a） （b）,【循环参数】对话框,4定义刀具起始点 选择【起始位置】的【指定】，选择【指定点】按钮，选择图所示的起点。,5设置钻孔深度 在【CENTERLINE_DRILLING】对话框中，单击【起点和深度】按钮，弹出【起点和深度】对话框，在【距离】中输入深度30，各项参数设置如图3-157所示。6生成刀轨,3.11车螺纹,3.11.1 螺纹形状1深度【深度】是指从顶线到根线的距离。,a：终止偏置；b：起偏置始；c：顶线；d：根线,2选择根线【选择根线】既可建立总深度也可建立螺纹角度。 3选择顶线顶线的位置由所选择的顶线加上【顶线偏置】

18、值确定 。,4深度和角度 【深度和角度】用于为总深度和螺纹角度键入值。【深度】可以通过输入值建立起从顶线起测量的总深度。【角度】用于产生拔模螺纹，输入的角度值是从顶线起测量的，螺旋角见图3-162所示，图中A为角度，设置为174从顶线逆时针计算；B为顶线；C为总深度。 5偏置 偏置用于调整螺纹的长度。正偏置值将加长螺纹；负偏置将缩短螺纹。,6选择终止线 【终止线】通过选择与顶线相交的线来定义螺纹终端。 7切削深度 粗加工螺纹深度等于总螺纹深度减去精加工深度，即粗加工螺纹深度由总螺纹深度和精加工深度决定 。,3.11.2 车螺纹实例,1创建几何体在【刀片】工具条中单击【创建几何体】图标，弹出如图

19、3-168所示的【创建几何体】对话框，选择【turning】类型，选择【MCS_SPINDLE】几何体子类型，【名称】为【MCS_SPINDLE】，其它采用默认设置，单击【确定】按钮。弹出如图3-169所示的【MCS主轴】对话框，点击图标，指定MCS的坐标原点与绝对CSYS坐标原点重合，指定平面为ZM-XM，单击【确定】按钮。,【创建几何体】对话框,【MCS主轴】对话框,2创建刀具,3指定车螺纹边界 （1）将操作导航器中调整到几何视图状态，【工序导航器-几何】如下图所示。在图中双击【TURNING_WORKPIECE】，打开如右图【Turn Bnd】对话框进行车削边界的指定,【操作导航器-几何

20、】对话框,【Turn Bnd】对话框,（2）在【Turn Bnd】对话框中单击【指定部件边界】图标，系统将弹出【部件边界】对话框，选择部件边界，指定的部件边界如图3-174所示。（3）在【Turn Bnd】对话框中单击【指定毛坯边界】图标，系统将弹出【毛坯边界】对话框，选择杆材，如图3-175所示，指定的部件边界如图3-176所示。,指定的部件,【毛坯边界】对话框,指定的毛坯边界,4创建工序,单击【切削参数】按钮,单击【非切削移动】按钮,5.生成刀轨,3.12数控车削综合实例,3.12.1 零件加工工艺分析该实例包含粗车、精车、中心孔、车槽和螺纹加工5种操作。 3.12.2 创建加工操作1打开

21、模型文件2初始化加工环境,3创建程序,4创建中心孔加工刀具,5创建粗车加工刀具,6创建精车加工刀具,7创建切槽加工刀具,8创建螺纹加工刀具 9创建加工坐标系,10定义车削加工横截面,11创建部件边界,12创建毛坯边界,3.12.3 粗加工1创建粗车加工操作,2选择切削方式,3设置切削区域,4选择轮廓加工类型,5设置加工余量,6生成刀轨,3.12.4 精加工 1创建精车加工操作,2设置切削参数,3生成刀轨,43D动态仿真,3.12.5 中心孔加工 1创建中心孔加工操作2设置循环类型,3设置钻孔深度,4生成刀轨,3.12.6 车槽加工,1创建车槽加工操作,2指定切削区域,3设置切削参数,4生成刀路轨迹,3.12.7 螺纹加工1创建螺纹加工,2定义螺纹几何体,3设置刀轨参数,4设置切削参数,5生成刀轨,6保存文件,103, 了解数控车削的主要加工对象 掌握数控车削零件工艺分析 掌握装夹方式、加工刀具和切削用量的选择 掌握走到路线的确定 掌握创建各加种车削加工的基本理念 掌握创建各加种车削加工的基本步骤和操作方法 掌握车削加工几何体的类型及其创建 掌握车削加工刀具类型的选择及其创建,104,用数控车削编程完成如图所示的车端面、粗车、精车、切槽、螺纹切削等操作加工任务。,