UG五轴数控编程ppt课件.pptx
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1、UG五轴数控编程,周云曦2015.6,一、UG可变轴曲面轮廓铣,目前具有多轴编程功能的CAM软件种类很多,其中UG软件是较为常用的软件之一。在UG中,多轴机床编程应用最多的功能是“可变轴曲面轮廓铣”。可变轴曲面轮廓铣,是通过驱动面、驱动线或驱动点来产生驱动轨迹路径的,把这些驱动点按照一定的数学关系的投影方法,投影到被加工的曲面上,再按照某种规则来生成刀具路径的。在“可变轴曲面轮廓铣”中,刀轴矢量可以在加工曲面的不同位置,根据一定的规律变化。,应用“可变轴曲面轮廓铣”,需要掌握以下一些基本概念:1零件几何体:用于加工的几何图形;2驱动几何体:用来产生驱动轨迹路径的几何体;3驱动点:从驱动几何体上
2、产生的,将按照某种投影方法投影到零件几何体上的轨迹点;4驱动方法:驱动点产生的方法。有些驱动方法在曲线上产生一系列驱动点,有些驱动方法则在一定面积内产生有一定规则排列的驱动点;,5投影矢量:指引驱动点按照一定规则投影到零件表面,同时决定刀具将接触零件表面的位置。选择的驱动方法不同,可以采用的投影矢量方式也不同。即:驱动方法决定投影矢量的可用性;6刀轴:即我们前面一直提到的刀轴矢量,用于控制刀轴的变化规律。所选择的驱动方法不同,可以采用的刀轴控制方式也不同。即:驱动方法决定了刀轴控制方法的可用性。,二、驱动方法:,驱动方法,用于定义刀具路径的驱动点的产生方法。驱动点的排列顺序是按照驱动曲面网格的
3、构造顺序来生成的。UG在多轴加工中提供了多种类型的驱动方法,选择何种驱动方法与被加工零件表面的形状及其复杂程度有关。确定了驱动方法之后可选择的驱动几何类型、刀轴的控制方法也随之确定;可变轴曲面轮廓铣的加工共有八种驱动方法,本节将逐一介绍:,、边界驱动:,通过指定边界来定义切削区域,边界与零件表面的形状无关,由边界定义产生的驱动点按照某种数学关系沿指定方向投影到零件表面上而生成刀具路径。边界驱动方法多用于精加工操作;刀具跟随复杂的零件表面轮廓,刀轴矢量在刀轴控制方法的控制下随着零件表面变化。,在多轴加工中,曲面区域驱动是应用最为广泛的一种驱动方法。曲面区域驱动可以在驱动曲面的网格上创建按一定规则
4、分布的驱动点,利用这些驱动点,按照一定的数学关系沿指定的投影方向投影到被加工的零件表面,然后生成刀具路径;由于曲面区域驱动方法对刀轴以及驱动点的投影矢量提供了附加的控制选项,因此常用于多轴铣削,加工形状复杂的零件曲面。,、曲面区域驱动:,曲面区域驱动的驱动面,可以是平面也可以是非平面。为了使驱动曲面上生成的驱动点分布均匀,通常把驱动曲面做成比较光顺的曲面,且形状尽量简单,以便在驱动曲面上能够整齐的按行和列的网格排列数据点。驱动曲面上相邻的表面之间必须共享公共边缘线,或者边缘线之间的间隙不超出参数预置中所定义的链接公差;,通常要求驱动曲面有偶数的行列网格。为了控制刀轴在被加工面尖角处不产生刀轴的
5、突变情况,通常利用规则的驱动曲面来控制刀轴的矢量方向。选择驱动曲面时,必须有序地选择,而不能随机选择,选择驱动面的顺序也决定了驱动曲面网格的行列方向。,、曲线/点驱动:,通过指定曲线或点来定义驱动几何,选择点作为驱动几何时,就在所选点间用直线创建驱动路径;选择曲线作为驱动几何时,驱动点沿指定曲线生成。在两种情况下,驱动几何都投影到零件几何表面上,刀具路径创建在零件几何表面上,曲线可以是封闭或开放、连续或非连续的,也可以是平面曲线或空间曲线。当用点定义驱动几何时,刀具按选择点的顺序,沿着刀具路径从一个点向下一个点移动;当用曲线定义驱动几何时,刀具按选择曲线的顺序,沿着刀具路径从一条曲线向下一条曲
6、线移动。,选择曲线或点作为驱动几何后,会在图形窗口显示一个矢量方向,表示默认的切削方向。对开口曲线,靠近选择曲线的端点是刀具路径的开始点。对封闭曲线,开始点和切削方向由选择段的次序决定。在曲线与点方法中,有时可以使用负的余量值,以便刀具切削到被选零件几何表面里面。,螺旋驱动:,通过从一个指定的中心点向外作螺旋移动来得到驱动点的方法,这些驱动点是在过中心点、垂直于投影矢量方向的平面内生成的,然后沿着投影矢量方向投影到零件几何上形成刀具路径,一般用于加工旋转形或近似旋转形的表面或表面区域,与其他驱动方法不同,螺旋驱动方法创建的刀具路径在从一刀切削路径向下一刀切削路径过度时,没有横向进刀,也就不存在
7、切削方向上的突变,而是光顺地持续向外螺旋展开过度。能保持恒定切削速度的光顺切削,特别适合高速加工。,、径向驱动:,用来生成一条垂直于给定边界的驱动路径。通过指定步长、带宽和切削类型,沿着给定边界方向并垂直于边界生成驱动路径。多用于清根操作。,、刀轨驱动:,可以沿着刀具位置原文件(CLSF)产生驱动路径,用于生成类似原刀位轨迹的可变轴曲面轮廓铣刀具路径。驱动点沿着已经存在的刀具位置原文件而产生,并且投影到所选择的零件表面上,跟随表面轮廓产生刀具路径。驱动点投影到零件表面的方向和位置由投影矢量来决定。,、用户函数:,是指用户利用第三方软件采用的特殊驱动方式来创建刀具路径,这需要一些可选的,特殊复杂
8、应用开发的用户子程序。,、外形轮廓铣:,“外形轮廓铣”通常称为“壁驱动”,是可变轴轮廓铣特有的驱动方法,用于生成有倾斜角度的复杂零件型腔或型芯侧壁或复杂零件底面和侧壁连接处的刀具路径。他用刀具底刃加工零件底表面,用刀具侧刃加工零件侧壁,一旦选择了加工区域,系统会自动寻找包含底面的侧壁表面,也可手动选择侧壁表面,刀轴会调整以达到圆滑的刀具路径,在凹角处,刀具用侧刃相切零件侧壁;在凸角处,刀具会添加一圆弧,保持刀轴始终和侧壁相切。在UG编程软件中,唯一可以用于多轴粗加工的一种驱动方法。,三、投影矢量:投影矢量,是指驱动点沿着投影的矢量方向投影到工件几何表面上。、指定矢量:构造一个矢量作为投影矢量。
9、在定义投影矢量的多种方法中,只有这种方法定义的投影矢量是固定方向的。可以通过如图3-3-1中的“矢量构造器”窗口来定义一个矢量。如果采用设定矢量的I、J、K值的方法来定义矢量,需注意对应于投影矢量,我们不需要考虑矢量的长度,只需要考虑矢量的方向。因为矢量方向决定了驱动点如何投影到工件上,而长度与此无关。,、刀轴投影:,用刀轴矢量的相反方向作为投影矢量。此方法是最常用的方法,投影矢量符合刀轴矢量的规律,可以确保生成的刀具路径形状受到驱动路径的控制,刀路形状与驱动路径形状比较符合。用其他方式定义投影矢量,生成的刀路形状可能与驱动路径相差较大。,、远离点:,通过指定一个聚点来定义投影矢量,定义的投影
10、矢量以指定的点为起点,并指向工件几何的表面,形成放射状的投影形式。投影矢量方向如图所示:,刀轴控制一远离点,、朝向点:,通过指定一个聚点来定义投影矢量,定义的投影矢量以工件几何表面为起点,并指向定义的点。在指定同一个点时,指向点和离开点的投影矢量方向恰好相反。投影矢量方向如图所示:,、远离直线,通过指定一条直线来定义投影矢量,定义的投影矢量以指定的直线为起点,并垂直于直线,且指向工件的几何面。需要注意,此处的直线为空间无限长的直线,而非线段。投影矢量方向如图所示:,、指向直线,通过指定一条直线来定义投影矢量,定义的投影矢量以工件的几何表面为起点,并指向指定的直线,且垂直于直线。在指定同一直线时
11、,指向直线和离开直线的投影矢量方向恰好相反。投影矢量方向如图所示:,、指向驱动,用于指定在与材料侧面的距离为刀具直径的点处开始投影,以避免铣削到计划外的部件几何体。除了铣削型腔的内部或者驱动曲面在工件几何的内部外,指向驱动和垂直于驱动基本相似。投影矢量方向如图所示:,4、刀轴矢量,刀轴矢量的定义为加工中刀尖指向刀柄的方向。与投影矢量一样,刀轴矢量也是一个可变矢量;同时刀轴矢量也是只需要考虑其方向,不需要考虑其长度的。刀轴矢量可以通过指定参数值定义、也可以定义为与工件几何或驱动几何成一定的关系,或是根据指定的点或直线来定义。刀轴矢量的具体定义方法有以下二十种:,(2)、指定矢量通过“矢量构造器”
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